Потенціально-імиульсна система елементів
У потенціально-імпульсній системі елементів використовують потенціальні та імпульсні інформаційні сигнали. У цій системі застосовують як чисто імпульсні та потенціальні елементи, так і спеціальні потенціально-імпульсні схеми на основі діодів, транзисторів та трансформаторів. Потенціально-імпульсні елементи широко використовувались в комп’ютерах першого та другого покоління; зараз їх використовують в спеціальних цифрових пристроях. Потенціально-імпульсні елементи за енергоспоживанням займають проміжне положення порівняно з імпульсними та потенціальними схемами.. Схема потенціально-імпульсного діодно-трансформаторного логічного елемента І ЧИ, який реалізує функцію Y=І1×П1ÚІ2×П2, де І1 і І2 – імпульсні сигнали; П1, П2 – потенціальні сигнали, зображена на рис. 2. 34, а. Наявність імпульсу позитивної полярності відображає лог. 1, а його відсутність – лог. 0.
У діодно-трансформаторній схемі І ЧИ діоди VD1 і VD2 виконують роль ключів: вони відкриваються в тому випадку, коли на аноді діє відкриваючий позитивний імпульс, а на катоді – потенціал землі. При цьому до первинної обмотки W11 або W12 подається імпульс напруги, який трансформується на вихідній обмотці W2 трансформатора Тр (рис. 2. 34, б). Резистор Rш і діод DVш утворюють шунтуючу (демпфіруючу) ланку, яка зменшує вихідні після імпульсні коливання. При наявності на потенціальних входах П1 та П2 високого рівня напруги, діоди VD1 і VD2 закриваються, і первинні обмотки відключаються від імпульсів напруги: на виході імпульсний сигнал відсутній.
Схема потенціально-імпульсного елемента з підсилювачем-формувачем на виході зображена на рис. 2.35. Підсилювач-формувач на транзисторі VT1 з імпульсним трансформатором Тр2 у електричному колі колектора.
Основне призначення підсилювача-формувача полягає в тому, щоб забезпечити вихідний сигнал необхідної форми (переважно прямокутний), амплітуди і тривалості. У початковому стані транзистор n-p-n типу VT1 закритий негативною напругою зміщення ЕЗМ = -1 В, яка подається через обмотку W2 трансформатора Тр1 на базу, струм в електричному колі не протікає, і вихідний імпульс відсутній.
При збігові імпульсного і потенціального сигналів на входах обмоток W11 або W12 (або обох одночасно) на вихідній обмотці трансформатора Тр1 індукується напруга, яка компенсує закриваючу напругу і відкриває транзистор VT1. Потенціал між колектором і емітером насиченого транзистора близький до нуля, тому напруга джерела живлення UСС практично повністю передається на до обмотки Wк трансформатора Тр2. На вихідній обмотці WН формується імпульс напруги з постійною амплітудою Um = (UСС× WН)/ Wк. Тривалість вихідного імпульсу визначається часом заряду емітер ним струмом конденсатора СЕ до рівня напруги, яка закриває транзистор VT1. Ланка з резистором Rш і діодом VDш зменшує після імпульсні викиди у вторинних обмотках трансформатора.
Для підвищення надійності цифрових систем використовують мажоритарні логічні елементи . Мажоритарні логічні елементи, інвертор, константи «0» і «1» створюють функціонально повну систему логічних елементів.
Мажоритарний логічний елемент має непарну кількість входів n = 3, 5, 7, … і один вихід, стан якого визначається за більшістю входів. У мінімізованій диз’юнктивній нормальній формі мажоритарної функції в кожному добутку є m = (n+1)/2 змінних без інверсії. Так мажоритарна функція для n = 3 має вигляд:
М(Х1, Х2, Х3) = Х1× Х2Ú Х1× Х2Ú Х2× Х3.
В 1960 р. була введена операція мажоритарності із символічним зображенням #. Тоді мажоритарна функція на n входів має вигляд
М(Х1, Х2, …, Хn) = Х1# Х2# Х3# …#Х n.
Найбільше практичне використання знайшли мажоритарні елементи з кількістю входів n = 3 (рис2. 36) рідше – з n = 5.
Мікросхема КР1533ЛП3 (рис. 2. 35, в) являє собою три мажоритарних елементи зі спільним входом стробування Е. При Е = 0 логічний стан кожного виходу визначається збігом одиниць на будь-яких двох входах з трьох. Якщо Е = 1, то виходи елементів повторюють стан третього входу.