Файл: Каган Б.М. Цифровые вычислительные машины и системы учеб. пособие.pdf

полностью переключает сердечник. Запрещающие им­ пульсы имеют такую полярность, что они предотвраща­ ют переключение сердечника и стремятся ввести его в более глубокое насыщение. Выбранным оказывается тот сердечник, через который не проходит ни одной воз­ бужденной запрещающей линии. Поэтому импульс уста­ новки переключает его в противоположное состояние намагничивания. Эта фаза работы дешифратора назы­ вается селектирующей.

Импульс возврата, имеющий такую же амплитуду и полярность, что и запрещающие импульсы, возвращает

шину запоминающего массива. После импульса возврата все сердечники опять находятся в одинакешом исходном состоянии намагничивания.

Описанный матричный дешифратор обладает эконо­ мичной и простой схемой прошивки проводами управле­ ния. Однако он предъявляет довольно высокие требова­ ния к прямоугольное™ петли гистерезиса сердечника.

При больших отклонениях формы петли гистерезиса от прямоугольной в таком коммутаторе возникают зна­ чительные сигналы помех на невыбранных линиях.

При необходимости построения адресных коммутато­ ров с низким уровнем помех часто в сочетании с другими элементами используют диоды. Распространенным типом адресного коммутатора является управляемый транзи­ сторами диодно-трансформаторный переключатель. Та­ кие переключатели используются в ОЗУ как с двумерной организацией, так и со структурами 2,5D и 3D. Для се­ лекции шин по двум осям применяют два переключате­ ля: соответственно по оси У и по оси У.

Адресный коммутатор на 2г входов и 21 выходов уп­ равляет токами чтения и записи, имеющими противопо­ ложную полярность. Так, коммутатор, изображенный на рис. 4-23, имеет 64 выходные селектирующие шины, и, следовательно, і—6. Переключатель имеет две группы возбудителей А и В, состоящих каждая из восьми воз­ будителей тока чтения и восьми возбудителей тока запи­ си. С помощью схем И возбудители группы А выбира­ ются триггерами Т0, Ти Т2 адресного регистра, а возбу­ дители группы В — триггерами Т3, Г4, Т5. Правильным считается такое обращение, при котором номера откры-

290

I

вающихся возбудителей совпадают с номерами, установ­ ленными в адресном регистре на соответствующих триг­ герах.

При возбуждении одного трансформатора из группы А и одного из группы В при чтении (Чтение А і, Чтение В і) или записи (Запись А і, Запись Ві) открываются дио­ ды в шине с запоминающими элементами, общей для групп шин обоих трансформаторов. По этой шине про­

стоинством, что на всех выбранных выходах с помощью одного генератора устанавливаются токи одинаковой амплитуды независимо от нагрузки. Кроме того, этот коммутатор позволяет получить низкий уровень шумов.

Применение магнитных элементов в коммутаторах по ряду причин нежелательно. Они ограничивают быстро­ действие коммутаторов, ухудшают режим работы тран­ зисторов, так как представляют собой индуктивную на­ грузку. В некоторых случаях создание магнитных деши­ фраторов связано с определенными технологическими трудностями, вызванными необходимостью выполнения специальных видов намотки.

Появление в последнее время транзисторов со значи­ тельно улучшенными характеристиками (повышенное напряжение коллектора и большой коэффициент усиле­ ния) позволяет в ряде случаев отказаться от магнитно­ транзисторных и магнитно-транзисторно-диодных комму­ таторов для ОЗУ и заменить их чисто транзисторно-ди­ одными коммутаторами.

Рассмотрим схему адресного коммутатора с исполь­ зованием только р-п-р транзисторов и диодов (рис. 4-24). Коммутатор имеет две группы возбудителей. Группа возбудителей Тъ ..., Тп и Пъ ..., Пт создает в выбранной линии [одной из (пт) ] ток нужной полярно­ сти, например, ток чтения. Другая группа возбудителей

.... Д п и Д \ , ..., Д'п , В и ..., Вт введены в схему с целью уве­

личения допустимого обратного напряжения, приклады­ ваемого к базам соответствующих транзисторов. Это необходимо потому, что высокочастотные германиевые транзисторы имеют допустимую величину обратного на­

292

пряжения эмиттерно-базового диода около 2—3 в. Дио­ ды Б\, ..., Бпт выполняют логическую функцию ИЛИ и развязывают выходы коммутатора при записи.

Диоды А ь . . Атп выполняют логическую функцию ИЛИ и развязывают выходы коммутатора при чтении, а также служат для увеличения допустимой величины об­ ратного напряжения эмиттерно-базовых диодов транзи­ сторов, к эмиттерам которых они присоединены.

Элементы Д, Т, R образуют генератор тока. Нормаль­ но, при отсутствии возбуждения входов коммутатора ток

Рис. 4-24. Принципиальная схема адресного коммутатора на транзисторах и диодах.

от генератора течет из источника напряжения - ft/ через сопротивление R, транзистор Т и диод Д в источник —U\.

Рассматриваемый коммутатор имеет пт выходов при пА~т входах. Входами коммутатора являются базы тран­ зисторов групп п и т . Напряжение питания — Ü выбира­ ют в соответствии с допустимым напряжением коллекто­ ра и требуемым падением напряжения в выбранной ли­ нии с сердечниками. Напряжение —Uі устанавливают несколько большим суммы падений напряжений на от­ крытом диоде Д и транзисторе Т. Резистор R и напряже­ ние -ft/ выбирают в соответствии с характеристиками возбуждения сердечников памяти. Нормально на базы

293

всех транзисторов поданы нулевые потенциалы с помо­ щью возбудителей, схема которых изображена на рис. 4-25. При этом все входные транзисторы заперты, так как их эмиттеры имеют более отрицательные потен­ циалы, чем базы. Отрицательный потенциал на эмитте­

например 1л, током чтения, необходимо на базу Пі по­ дать импульс с амплитудой, несколько меньшей —U, для того, чтобы триод П 1, работающий в режиме эмиттерного повторителя, не ввести в насыщение и не тратить затем

Рис. 4-25. Возбудитель адресного дешифратора.

дополнительного времени на вывод его из насыщенного состояния. При этом на базу Т\ следует подать отрица­ тельный импульс с амплитудой, несколько превосходя­

крылся. Это приведет к тому, что ток от транзистора Т потечет в выбранную линию по цепи Ди Ть 1л, А и Пі и далее в источник напряжения —U. Падение напряжения на триоде Ті позволяет перекрывать возможный разброс падений напряжений на линиях. Правильный выбор на­ пряжения — U и- амплитуды импульса, подаваемого на базу П 1, позволяет свести к минимуму потери мощности и достичь большей надежности возбуждения.

294

Возбуждение линии 1л током записи производится аналогично. Ток в этом случае течет из коллектора Т по цепи Вѵ /71 ,БѴ 1л, Д и Т\ в источник напряжения —U.

Подобным же способом может быть выбрана любая из пт линий как при чтении, так и при записи.

Поскольку в схеме коммутатора один и тот же гене­ ратор тока используется как при чтении, так и при запи­ си, то амплитуды импульсов обеих полярностей одинако­ вы. В случае, если амплитуды импульсов чтения и запи­ си должны быть различными, то шину, соединяющую аноды диодов Ви ..., Вт, необходимо отключить от ши­ ны, соединяющей аноды Д и ..., Д п, и к каждой шине при­ соединить свои генераторы тока.

При необходимости повысить к. п. д. дешифратора и при сравнительно невысоких требованиях к поддержа­ нию равенства токов в выбираемых линиях генератор тока на элементах Д, Т и R может быть заменен рези­ стором Ru изображенным на рис. 4-24 пунктиром. Ток в выбранных линиях при этом будет определяться вели­ чиной амплитуды импульса, подаваемого на базы трио­

жет быть сделана очень малой, все же введение резисто­ ра Ri дает значительное снижение потерь мощности, так как через него будет протекать импульсный ток. Быстро-’ действие рассмотренного дешифратора ограничивается лишь частотными свойствами примененных транзисторов

идиодов.

ВОЗУ на магнитных элементах типа 2,5 D для выпол­ нения операции записи и считывания требуется иметь

практически одинаковые схемы для коммутации обеих управляющих линий. Этим требованиям удовлетворяют описанные схемы адресных коммутаторов. В ОЗУ со структурами 2D и 3D для каждого разряда хранимых чисел должен быть отдельный усилитель, возбуждающий при операции записи соответствующую обмотку, общую для всех элементов данного разряда. В ОЗУ типа 3D усилитель разрядной записи должен вырабатывать од­ нополярные токовые импульсы.

Для ОЗУ типа 2D в зависимости от использования од­ ного или двух сердечников на разряд усилитель должен вырабатывать соответственно одноили двухполярные импульсы.

295