Счетчик

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения функциональных узлов цифровой техники и дискретной автоматики. Счетчик содержит тактовый вход, первый и второй триггеры, три резистора и три транзистора. Каждый из триггеров содержит общий вывод, вывод питания, два транзистора и четыре резистора , при этом вместо двух резисторов в каждом триггере могут быть использованы два источника тока. Введение дополнительных эмиттеров и коллекторов транзисторов счетчика, а также новых связей позволяет упростить счетчик, снизить потребляемую мощность и повысить быстродействие счетчика. 4 з.п.ф-лы, 2 табл. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н О,: К . зги

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СЧ ЕТЧ И К (21) 4663835/21 (22) 20.03.89 (46) 15.10,91, Бюл. М 38 (71 Всесоюзный научно-исследовательский институт радиовещательного приема и акустики им, А.С.Попова (72) Г.С. Брайловский (53) 621.374(088.8) (56) Букреев И,Н. и др, Микроэлектронные схемы цифровых устройств, М.: Сов. радио, 1975, с,99, рис.3.17, Сгеоепе А.В. Bipolar and Mos Analog

Integrated CircuIt Deslng, New York: John

N/lIey & Sons, 1984. с.611, фиг.11,50.

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для построения функциональных узлов цифровой техники и дискретной автоматики.

Цель изобретения — упрощение, снижение потребляемой мощности и повышение быстродействия счетчика, На фиг.1 приведена схема двухраэрядного счетчика; на фиг.2 — временная диаграмма работы двухраэрядного счетчика; на фиг,3 — схема триггера с источниками тока: на фиг.4 — схема счетчика для n=4; на фиг.5 — пример реализации двухэмиттерного и двухколлекторного транзистора.

Счетчик (фиг.1) содержит тактовый вход

1, первый и второй триггеры 2.1 и 2,2, три резистора 3.1-3.3, три транзистора 4.1-4.3, первые выводы резисторов 3.1-3,3 подключены к базе соответствующих транзисторов 4.1-4.3, второй вывод первого резистора 3.1 подключен к тактовому входу. Ж 1684925 A l (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения функциональных узлов цифровой техники и дискретной автоматики, Счетчик содержит тактовый вход. первый и второй триггеры, три резистора и три транзистора.

Каждый из триггеров содержит общий вывод, вывод питания, два транзистора и четыре резистора, при этом вместо двух резисторов в каждом триггере могут быть использованы два источника тока. Введение дополнительных эмиттеров и коллекторов транзисторов счетчика, а также новых связей позволяет упростить счетчик, снизить потребляемую мощность и повысить быстродействие счетчика. 4 з.п.ф-лы, 2 табл. 5 ил, 1, второй вывод второго резистора 3.2 соединен с вторым выводом третьего резистора 3.3, первые управляющие выводы первого 2.1 и второго 2,2 триггеров соединены соответственно с первыми эмиттерами первого 4.1 и второго 4.2 транзисторов, а второй управляющий вывод 6 второго триггера 2.2 соединен с первым эмиттером третьего транзистора 4.3, первые коллекторы второго 4,2 и третьего 4.3 транзисторов соединены соответственно с базами третьего 4.3 и второго 4.2 транзисторов. Второй управляющий вывод 6 первого триггера 2.1 соединен с вторыми эмиттерами второго 4.2 и третьего 4.3 транзисторов, второй вывод второго резистора 3.3 подключен к тактовому входу 1, база третьего транзистора 4.3 подключена к первому коллектору первого транзистора 4.1, база первого транзистора

4.1 — к вторым коллекторам второго 4.2 и третьего 4.3 транзисторов, база второго

1684925

Sî х Jo = UCE + -- Jo, Rn

Ug =U„- + ——

R0 т ранэистора 4,2 соединена с вторым коллектором первого транзистора 4,1.

Триггер (фиг.1) содержит общий выход

7 и вывод 8 питания. два транзистора 9 и 10 и четыре резистора 11-14, первый управляющий вывод 5 соединен с базой второго транзистора 10 и первым выводом первого резистора 11, второй управляющий вывод 6 соединен с базой первого транзистора 9 и первым выводом второго резистора 12, вывод 8 питания подключен к первым выводам третьего 11 и четвертого 14 резисторов, коллектор первого транзистора 9 соединен с вторыми выводами первого 11 и третьего 13 резисторов, коллектор второго транзистора

10 соединен с вторымы выводами второго

12 и четвертого 14 резисторов, а эмиттеры первого 9 и второго 10 транзисторов подключены к общему выводу 7, На фиг.2 показаны сигналы на тактовом входе 1, на базах транзисторов 4.1, 4.2 и 4.3, сигналы на управляющих выводах 5 и бтриггеров 2.1 и 2,2 и сигналы на выходах счетчика а1, аг, В состав триггера (фиг.3) входят источники 15 и 16 тока, Счетчик (фиг.4) содержит дополнительные триггер 2.3, резистор 3.4 и транзистор

4.4.

Рассмотрим работу счетчика (фиг.1) в случае, когда выводы 8 питания триггеров

2.1 и 2.2 соединены с источником постоянного напряжения величиной Е (Е 1Â) и генератор импульсов подключен к тактовому входу 1 и общему выводу 7, Питание триггеров 2,1 и 2.2 может быть выполнено также от общего и раздельных источников тока, но работа счетчика в этих случаях будет аналогичной.

Логические уровни сигналов без учета слияния токов утечки закрытых переходов приведены в табл.1 через значения UBE u

UcE напряжений отрытого перехода база— эмиттер UgE и насыщенного перехода коллектор — эмиттер UcE, которые для кремниевых транзисторов при Т = 273К составляют

-0,7 и 0,1В, Функционирование счетчика поясняется последовательностью состояний, приведенных в табл.2.

Выходы разрядов Q1, 02 снимаются с коллекторов первых транзисторов 9 триггеров 2.1 и 2.2. При С=О на тактовом входе 1 закрывается один (ранее открытый) из транзисторов 4.1 — 4.3, а затем открывается другой транзистор, на все амит-геры которого поданы сигналы лог,О от управляющих выводов триггеров 2.1 и 2,2, Во всех коллекторах этого транзистора возникают токи. которые удерживают в за5

45 крытом состоянии все остальные 1ря: ":исторы иэ 4.1 — 4,3. При формир: "я»и.«фронта импульса на тактовом входе 1 (С 1) проис ходит переключение в лог.1 ня;се;;леал ляющих выводах 5 или 6 i р ri еров подключенных к разным эмиттерям пд:ого открытого транзистора из числя 1.1 4 3, 3а тем, соответственно, другие управляющие выводы этих триггеров переключаются в лог.О. При формировании среза импульса на тактовом входе 1 (С=О) этот ранее открытый транзистор иэ числа 4.1-4... .акрывается, так как на всех его эмиттерах действ ют уровни лог,1 (UgE), а на его базе Llo< 2 Un> и т д

Разряды предложенного с етчика переключаются параллельно, поэтому выи1рыш в быстродействии при работе в управляющем режиме составит и раэ.

Применение источников 15 и 16 тока (фиг.3) обеспечивает снижение рабочих токов транзисторов 7 и 8, Источники тока могут быть выполнены на биполярных транзисторах другой проводимости, Для интегрального исполнения и- разрядного счетчика резисторы 3.1 — 3.(n 1) могут быть выбраны с одним номинальным значением сопротивления R1. Первые эмиттеры и-го 4.л и (n+l)ro 4.(n+1) транзисторов и все эмиттеры, кроме первых, всех n+1 транзисторов

4,1 — 4.(п+1) имеют номинальную площядь

So, а первый эмиттер каждого i-го транзисгара, кроме и-го и (л+1)-го, имеег номинальнун площадь (n+1-I)So, причем первый резистор 11 и-го триггера 2,n и вторые резисторы всех триггеров 2,1-2,п имеют номинальное сопротивление Йл, а первый резистор каждого К-го триггера, кроме и- о, имеет

Rï номинальное сопротивление — --- — - —. B и +1 -К этом случае у разных транзисторов 4.14.(n+1) суммарная площадь всех эмиттеров будет одинаковой и равной п 3л, соответственно, плотность эмиттерного тока в Hdcblщенном состоянии Jo также будет одинаковой.

Напряжения лог,0 на выводах 5 и 6 i-го триггера Us u Ов определяются по формулам: и +1 — i) S

U5 = UCE + --- — — — -"- х

П+ 1 — 1)Я, 1684925

10 15

Напряжения U5 и U6 не зависят от номера триггера, О - 0в, что обеспечивает широкую область устойчивой работы.

Формула изобретения

1. Счетчик, содержащий тактовый вход, первый и второй триггеры, три резистора, три транзистора, первые выводы резисторов подключены к базам соответствующих транзисторов, второй вывод первого резистора подключен к тактовому входу. второй вывод второго резистора соединен с вторым выводом третьего резистора, первые управляющие выводы первого и второго триггеров соединены соответственно с первыми эмиттерами первого и второго транзисторов, второй управляющий вывод второго триггера соединен с первым эмиттером третьего транзистора, первые коллекторы второго и третьего транзисторов соединены соответственно с базами третьего и второго транзисторов, отличающийся тем, что, с целью упрощения, снижения потребляемой мощности и повышения быстродействия, второй управляющий вывод первого триггера соединен с вторыми змиттерами второго и третьего транзисторов, второй вывод второго резистора соединен с тактовым входом, база третьего транзистора подключена к первому коллектору первого транзистора, база первого транзистора подключена к вторым коллекторам второго и третьего транзисторов, база второго транзистора соединена с вторым коллектором первого транзистора.

2. Счетчикпоп.1,отличающийся тем, что триггер содержит общий вывод, вывод питания, два транзистора и четыре резистора, первый управляющий вывод соединен с базой второго транзистора и первым выводом первого резистора, второй управляющий вывод соединен с базой первого транзистора и первым выводом второго резистора, вывод питания подключен к первым выводам третьего и четвертого резисторов, коллектор первого транзистора соединен с вторыми выводами первого и третьего резисторов, коллектор второго транзистора соединен с вторыми выводами второго и четвертого резисторов, а эмиттеры первого и второго транзисторов подключены к общему выводу.

3. Счетчик по п,1, отличающийся тем, что триггер содержит общий вывод, два транзистора, два резистора и два источника тока. первый управляющий вывод соединен с базой вгпpnrо тоанзистора и первым выводом пе, ло о ре:" егора, второй управляющий вывод сое инен с базой первого транзистора и;Io;iRblM выводом второго резистора, ко:.лак . р первого транзис гора соединен с вторым выводом первого резистора и первым выводом первого источника тока, коллектор второго транзистора соединен с вторы ч выводом второго резистора и первым выводом второго источника тока, эмиттеры первого и второго транзисторов и вторые г воды первого и второго источников тока: оединены с общим выводом..4, Счетчик по п.1 с и-1 триггерами (n= 3 4...), отличающийся тем, что. с целью увеличения разрядности, содержит дополнительный триггер, дополнительный транзистор и дополнительный резистор, первый вывод которого соединен с базой дополнительного транзистора и с дополнительными коллекторами первых и+1 транзисторов, коллекторы дополнительного транзистора соединены соответственно с базами первых n+t транзисторов, эмиттеры дополнительного транзистора соединены соответственно с вторыми управляющими выводами первых и и дополнительного триггеров, дополнительный эмиттер (п+1)-го транзистора соединен с первым управляющим входом дополнительного триггера, второй вывод дополнительного резистора соединен с вторым выводом первого резистора.

5. Счетчик по пп,2 или 3, о т л и ч а юшийся тем, что п+1 резисторов имеют одинаковое номинальное сопротивление

Ri, первые эмиттеры и-го и (и+1)-го транзисторов и все эмиттеры, кроме первых, всех и+1 транзисторов имеют номинальную площадь So. а первый эмиттер каждого i-го транзистора, кроме и-го и (n+1)-го, имеет номинальную площадь (п+1-i)So, причем первый резистор и-го триггера и вторые резисторы всех триггеров имеют номинальное сопротивление Ro, а первый резистор каждого К-го триггера, кроме п-го, имеет номиRo нальное сопротивление п+1 — К

1634925

1 о а

И

° о ш U

«о

Р о

4 о

ltJ а

Р!

ll

Ф а и х

Н D

4 и ю о

f с! х х

« м

Р о

U х

К

f»»

О !! °

0 н

С)

Х т.

Q<

QJ с»

М

I о г

Ф х х

dJ

Р3 х

Е» о а

И о и ш

Р: сч с4 щ Д мю г5 Я

1 К с

1 а ш+

© а (О

«1

Ф

Ш

Ю

К"

Ю с а о н

U х м с6 а н о х

Ю

Р!

U

Р! !

Р

f" о о с

CV с !

1

1o а о и о

4 о х г о

II Х и Й н

» (д а U

t M

td а

О !

» н х

Е х о

Е

Ш

U lJJ

Ю

«-

ы и э х

IJJ и

««»

Ы

Я

Ц о

Р1 о а о

U х

dJ а!

Р о а о

Е» (1 о ° х M (О х

ctj сч а е

f» M

Р

Ф 1 н

1 и х х

Р! а н л сч

t(N о

ItI Х

Я

Р\

> с 4

Ц ш я о а

Ю

Ф 4

Р! а

4 а

» о

Р! х о а

Ф

4 с»! а с4

Pl х с»

0 -

4 ох

tf -1 о

Р3

Р! О

<о а

Р! O

Я л

Р °

Щ °

»

w

Ю.Э

М о

Х

Р!

1

М о

I с .(х о! 4

1 !! 1

4 !

I Ж !

О о а! >

1

1!!

I

1 1 о

1 Р! !

I 2 !

Ф !

I о х сс о - o

« Ф 4 н с с т

Е Р

dJ

+ х

Р, Ю а". ь ut= з с

1 сР

dJ ° а

Э 4 С ц о

1 х

° - х е о Р! а

II Р1

o о ° аo

:) сЧ

4 ° Ch а х } ° . о х - о

wt: o

1 m o

cd (б Е е а е Р!

О 4 3 ю <б х еххo а а Р!

Р о

ОХ dJ 1:

X dJ P

Э Р!

Х dJ !» Х х а х

Р Ш : Ф

Е» QJ 1„

dJ ° а Itl

X QJ Х ии нф ф

Ф Ф ф

tt1! о! Ц о!

Р) Ш I о

1 ж а

I tJ" Ф

О 4

Е 4

U Х о а

v 1о

NI а и) й

1 а ю! !

f" 1

ООО----O

0----ОО О

ОООО

-СО--ОС—

OOO- --О

О- ОО -О

ООООООО—

ОО - -ОООО

--oo--oo

О-сЧсЧг1HQ! O-O-О -O-!

Яиг1

2-2

Q1

16849, 25 с

1, i;! .и;тл1-. й. ион ( и(; I,1 г, р(«и 1 а л

Корректор М.Шароши

Редактор Л,Веселовск а

Произносил г» «!, »,. и > :ои,-lT (i, е.»1 I У, кгц од ул Гагарина, I(1

Заказ 3515 ("; ..; Подобие мое (>

ВНИИПИ Госудаг.. г .nt < 5 r "; n f Td гго лзооре е.- и м и открытиям при 1., ():5 I < r . . г, -3. Ра jlJioкд.", lr1i3 4!5