CS219609B1 - Obvod s N stabilními stavy - Google Patents

Abstract

Vynález se týká elektronického obvodu s polovodičovými prvky, u kterého lze dosáhnout libovolného počtu stabilních stavů, které se vzájemně odlišují napěťovými a proudovými poměry na všech prvcích obvodu. Podstata obvodu podle vynálezu spočívá v tom, že z kolektorového obvodu základního tranzistoru je vedena zpětná vazba do obvodu iehoi báze přes rozdílový zesilovač. Na invertující vstup tohoto zesilovače přichází přes odpor napětí z kolektoru základního tranzistoru a zároveň potřebné předpětí z napěťového děliče. Na invertující vstup je.přiváděno napětí z kolektoru základního tranzistoru pres sériově zapojené opačně polované diody, na jejichž společný bod je přes odpor přivedeno předpětí. Příkladem využití obvodu s libovolným počtem stabilních stavů je jeho zapojení do přístrojů vyučovací techniky, vyučovacích automatů a komunikačních zařízení, kde jsou využity jako paměťové prvky.

Description

Vynález se týká elektronického obvodu s polovodičovými prvky, u kterého lze dosáhnout libovolného počtu stabilních stavů, které se vzájemně odlišují napěťovými a proudovými poměry na všech prvcích obvodu.

Podstata obvodu podle vynálezu spočívá v tom, že z kolektorového obvodu základního tranzistoru je vedena zpětná vazba do obvodu iehoi báze přes rozdílový zesilovač. Na invertující vstup tohoto zesilovače přichází přes odpor napětí z kolektoru základního tranzistoru a zároveň potřebné předpětí z napěťového děliče.

Na invertující vstup je.přiváděno napětí z kolektoru základního tranzistoru pres sériově zapojené opačně polované diody, na jejichž společný bod je přes odpor přivedeno předpětí.

Příkladem využití obvodu s libovolným počtem stabilních stavů je jeho zapojení do přístrojů vyučovací techniky, vyučovacích automatů a komunikačních zařízení, kde jsou využity jako paměťové prvky.

Obr.

219809

Vynález se týká elektronického obvodu s N stabilními stavy, které se vzájemné odlišují napěťovými i proudovými poměry na všech prvcích obvodu.

Dosavadní uspořádání elektronických obvodů, které slouží k paměťovému uchování většího poctu různých napěťových nebo· proudových stavů sestávají z většího počtu bistabilních obvodů doplněných odporovými sítěmi, popřípadě sítěmi logických obvodů. V případě, že je třeba nastavovat jednotlivé stabilní stavy změnou napětí nebo proudu přiváděného do obvodu, je nutno zapojit přídavné obvody jak na vstupech, tak i na výstupech bistabilních obvodů.

Uvedené nedostatky odstraňuje obvod s N stabilními stavy podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že kolektor základního tranzistoru je připojen přes zatěžovací odpor na napájecí svorku a přes zpětnovazební odpor na první vstup rozdílového zesilovače a tento první vstup rozdílového zesilovače je přes první předpěťový odpor připojen k napájecí svorce a přes druhý předpěťový odpor k nulové svorce. Kolektor základního tranzistoru je dále připojen na n větví sériově zapojených opačně polovaných diod. Každá z těchto n větví je druhým vývodem připojena do jednoho- z uzlů cdpového- děliče. Uzel mezi prvním odporem a druhým odporem odporového děliče je spojen s druhým vstupem rozdílového zesilovače. Společné body sériově zapojených opačně polovaných diod jsou připojeny přes předpěťové odpory na nulovou svorku.

Použití obvodu s N stabilními stavy zjednodušuje zapojení elektronických celků, u kterých se požaduje rozlišení a paměťové uchování určité napěťové či proudové hodnoty, která je zvolena z předem stanoveného souboru hodnot. Obvod lze řídit napětím nebo proudem jak v obvodu báze nebo kolektoru základního tranzistoru, tak i v obvodu vstupů rozdílového zesilovače nebo v obvodu diodových spínacích cest. Změnu stabilního- stavu lze řídit jak změnou stejnosměrných hodnot, tak i impulsně, jedním z možných využití jsou i obvody vícestavové logiky. Počet stabilních stavů je určen počtem diodových spínacích cest zvětšených o dvě. Celý obvod může obsahovat pouze dva aktivní prvky.

Vynález je blíže objasněn na příkladu provedení pomocí výkresů, na kterých obr. 1 znázorňuje obvod s rozdílovým zesilovačem a s předpěťovými odpory diodových spínacích cest vyvedených na nulovou svorku a obr. 2 znázorňuje obvod, ve kterém je místo rozdílového zesilovače použit tranzistor a předpěťové odpory spínacích diodových cest jsou připojeny na napájecí svorku.

Obvod s N stabilními stavy podle obr. 1 obsahuje základní tranzistor T, na jehož kolektor je připojen zatěžovací odpor Rs a sériově zapojené opačně polované diody Dio, Džo až D_no, Di, Dz až D_n, které jsou dále připojeny na odporový dělič Ri, Rio, R20 až R_no. Tento odporový dělič Ri, R10 až R_no je zapojen mezi napájecí svorku a nulovou svorku. Společný bod prvého odporu Ri a druhého odporu R10 odporového děliče Ri, R10, R20 až R_no je připojen na invertující vstup rozdílového zesilovače Z, na jehož neinvertující vstup jsou připojeny prvý předpěťový -odpor R2, druhý předpěťový odpor R4 a zpětnovazební odpor R3. Druhý vývod zpětnovazebního' odporu R3 je napojen na kolektor základního tranzistoru T, druhý vývod 1. přédpěíového odporu R2 je připojen na napájecí svorku a druhý vývod druhého předpěťového* odporu R4 je připojen na nulovou svorku. Společné body sériově zapojených opačně polovaných diod Dio, D20 až D_no, Di aiž D_n jsou přes předpěťové odpory R11, R21 až R_ni připojeny na nulovou svorku.

Z kolektorového- obv-odu základního tranzistoru T je vedena zpětná vazba do obvodu jeho báze přes rozdílový zesilovač Z. Na invertující vstup tohoto' rozdílového zesilovače Z přichází přes zpětnovazební odpor R3 napětí z kolektoru základního tranzistoru T a zároveň potřebné předpětí z napěťového děliče. Na neinvertující vstup je přiváděno napětí z kolektoru základního tranzistoru T přes sériově zapojené opačně polované diody, na jejichž společný bod je přivedeno přes odpor předpětí. Vzhledem k tomu, že přes tyto diody může přicházet signál pouze v určitých napěťových rozsazích, dochází k napěťově závislé zpětné vazbě, která přechází z kladných hodnot do záporných a tím se obvodu základního tranzistoru do-stává do různých stabilních stavů.

Popisované zapojení vychází z poznatku, že stejnosměrný zesilovač, u kterého- je zavedena stejnosměrná zpětná vazba, si zachová stabilní pracovní bod v případě, že se zapojí zpětnovazební smyčka tak, aby zpětná vazba byla záporná. Velikost vazby pak určuje hodnotu pracovního hodu. Zapojí-li se zpětnovazební smyčka tak, aby v závislosti na poloze pracovního bodu zesilovacího prvku se měnila nejen velikost zpětné vazby, ale i její kvalita, tedy záporná v kladnou a naopak, potom je možné u takového- zapojení dostat několik oblastí pracovních bodů, ve kterých je zpětná vazba kladná a několik oblastí, ve kterých je zpětná vazba záporná. V každé oblasti se zápornou vazbou lze najít jeden pracovní bod stabilní.

V zapojení podle obr. 1 je stejnosměrná zpětná vazba z obvodu kolektoru základního' tranzistoru T vedena jednak jako klad* ná zpětná vazba přes zpětnovazební odpor R3 a invertující vstup rozdílového zesilovače Z do obvodu báze základního' tranzistoru T a jednak jako záporná zpětná vazba z obvodu kolektoru základního tranzistoru T přes některou spínací cestu tvořenou 0pačně polovanými, sériově zapojenými diodami Dio, D20 až D_no, Di až D_n s předpětím.

část odporového děliče Ri, Rio až R_no a neinvertující vstup rozdílového· zesilovače Z na bázi základního^ tranzistoru T. Stabilní body celého zapojení budou ležet v těch oblastech napětí kolektoru základního tranzistoru T, ve kterých je některá ze spínacích cest tvořená sériovým 'zapojením opačně polovaných diod propustná — obě diody jsou polarizovány v propustném směru pro zpětnovazební signál. V tomto případě je výsledná zpětná vazba záporná, pokud je splněna podmínka, že útlum zpětnovazební smyčky přes neinvertující vstup rozdílového zesilovače Z je menší, než útlum zpětnovazební smyčky pres invertující vstup. V případě, že se zamění vstupy rozdílového zesilovače Z, pak při vhodné volbě útlumu obou zpětnovazebních cest budou opět existovat oblasti pracovních bodů se zpětnou vazbou kladnou i oblasti se zpětnou vazbou zápornou a obvod bude opět vykazovat stabilní pracovní body.

Podle obr. 2 je rozdílový zesilovač Z nahrazen tranzistorem Ti, neinvertujícím vstupem tohoto, jednostupňového zesilovače je emi-tor a invertujícím vstupem je báze tohoto tranzistoru Ti. Diodové spínací cesty jsou sestaveny ze sériově zapojených, opačně pólovaných diod, podle polarity těchto diod je do jejich společného bodu přivede-

Claims (1)

1. PŘEDMĚT

   Obvod s N stabilními stavy, vyznačený tím, že kolektor základního tranzistoru (T) je připojen přes zatěžovací odpor (Ra) na napájecí svorku (Uj a přes zpětnovazební odpor (R3) na invertující vstup rozdílového- zesilovače (Z) a tento invertující vstup rozdílového zesilovače [Z] je přes první predpěťový odpor (R2) připojen, k napájecí svorce (Uj a. přes druhý predpěťový odpor (R4) k nulové svorce '(O), dále je kolektor základního tranzistoru (T) připajen na n větví sériově zapojených opačně pólovano předpětí z napájecí svorky, jako v případě naznačeném na obr. 2, nebo z nulové svorky, jako v případě naznačeném na obr.

   1. Vzhledem k tomu, že zpětnovazební signály přicházející přes jednotlivé diodové spínací cesty a různé části odporového děliče vykazují různý útlum, je z hlediska zlepšení vlastností celého· obvodu vhodné použít místo odporového děliče napětí dělič napětí tvořený diodami nebo Zenerovými diodami. V tomto případě se útlumy jednotlivých diodových spínacích cest v obvodu zpětné vazby navzájem příliš neliší.

   Příkladem využití obvodu s N stabilními stavy je jeho zapojení do- přístrojů vyučovací techniky, vyučovacích automatů a komunikačních zařízení. Obvody podle vynálezu jsou tam využity jako· paměťové prvky, přičemž různá napětí v jednotlivých stabilních stavech řídí přímo napěťově ovládané bezkontaktní přepínače, které zajišťují potřebný rozvod signálu. Nastavení jednotlivých stabilních stavů se provádí jednoduše řídicím napětím. V těchto aplikacích je většinou využívána výhoda, kterou poskytuje možnost jednoduchého nastavení stabilních stavů řídicím napětím a tím je dosaženo zapamatování určitého' napěťového stavu.

   ných diod (D10, D20 až D_no, Di, D2 až D_n) a každá z těchto n větví je druhým vývodem připojena do jednoho z uzlů odporového děliče (Ri, R10 až R_no), přičemž uzel mezi prvním odporem (Ri) a druhým odporem (R10) odporového děliče (Ri, R10 až R_no) je spojen s neinvertujícím vstupem rozdílového zesilovače (Z), zatímco společné body sériově zapojených opačně pólovaných diod (D10, D20 až D_no, Di až D_n) jsou připojeny přes paměťové odpory (R11, R21 až R_ni) na. nulovou svorku (O).