Автогенераторные логические элементы

Автогенераторные логические элементы имеют следующие особенности: выходной сигнал гармонической, прямоугольной или другой формы зарождается в самой схеме; элементы работают с некодированными (устойчивыми) сигналами логических переменных; входные сигналы не обрабатываются логически, они лишь создают условия для генерации выходного сигнала.

Рассмотрим принципы построения автогенераторных логических элементов на примере логической системы Logisafe. В основу этой логической системы поставлен автогенератор с обратной трансформаторной связью (рисунок 3.9), коллекторная и базовая цепи которого питаются логическими переменными. Сигнал образуется в схеме, частота и форма сигнала определяется параметрами схемы. Параметры схемы рассчитывают так, чтобы условия генерации выполнялись для напряжений коллекторной и базовой цепи выше порога логической единицы. В данном случае значением логической единицы будет служить отрицательное напряжение.

Генератор не возбудится, каким бы большим ни было напряжение коллекторной цепи, если нет сигнала выше некоторого порога (логической «1») по базовой цепи, и наоборот. Логические переменные поступают некодированными. Так как постоянный ток не трансформируется, то значение логической переменной не может появиться на выходе схемы при любых неисправностях, за исключением короткого замыкания «вход-выход». Между сигналами на входе и выходе имеется лишь логическая связь.

Каждая логическая операция сопровождается преобразованием постоянного напряжения в гармонический сигнал автогенератора и обратно. Это реализуется по четырем последовательно связанным звеньям (трансформаторный вход для повышения напряжения и гальванического разделения каскадов, двухполупериодный выпрямитель со сглаживающим конденсатором, генератор, транзисторный усилитель) (рисунок 3.10).

Схема, представленная на рисунке 3.10, выполняет логическую операцию «И». Если необходима реализация операции «ИЛИ», оба двухполупериодных выпрямителя, на которые поступают входные сигналы X1 и X2, подключаются параллельно. В схеме логического элемента «НЕ» коллекторная цепь питается от постоянного источника, а в цепь обратной трансформаторной связи подключается выпрямленный сигнал базовой цепи, куда поступает логическая переменная.

Рисунок 3.10 – Схема логического элемента «И»

Опасной является двукратная неисправность: обрыв в цепи конденсатора С1 и пробой цепи «эмиттер-коллектор» VТ1, когда пульсации питающего напряжения коллекторной цепи в результате прямой трансформации появляются на выходе. Избежать такой неисправности можно введением четырехвыводного конденсатора во входную цепь. Благодаря транзисторному усилителю VT2 можно подключать большое число входов следующих каскадов.

Систему Logisafe выпускает фирма Telefunken [1]. Все модули системы оформлены в виде гибридных ИС размерами 44´11´18 и 44´21´18 мм. В каждой ИС содержится до трех одинаковых модулей.