Vendein_RaZoR

Верите ли вы или нет, но, все же, троичный базовый элемент - инвертор будет выглядеть как то так (даже с религиозным подтекстом, как бы странно это не звучало) Ну и на что похоже ??? В троичной логике нас ждут кресты Кто б знал, бред конечно, но на размышления наводит тема....

Как хранить это ещё пока не ясно. Вообще все покрыто мраком на самом деле в троичной области. Над вводом-выводом тоже думал. Может и преобразователи нужны будут, а может и сам принцип сменится. В тритах на основе битов результаты операций ИЛИ, И и остальных логических будут отличаться от двоичной, результаты будут не схожи с троичной таблицей истинности. К примеру, возьмите 2 троичных числа +0+ и -0-, то для ИЛИ (MAX(+0+,-0-)) результат будет +0+. А если взять для двоичной, где 00=0, 01 = -, 10 = +, 11 = 0, то MAX(100010,010001) = 110011, то есть 000 в троичной - не сходится. А менять двоичные операции себе дороже опять таки Или я чего-то не знаю ?

Пока народ в данном разделе пытает генераторы Бредини и всякие вечные двигатели на вентиляторах от кулеров с помощью магнитов и строит электростанции, у меня назрела ещё одна идея. Как не усложнять схему троичного элемента ? Просто - использовать низковольную логику ! Но это, на самом деле не достижимо так просто. В дополнение нужны КМОП транзисторы со встроенными каналами, но с ними беда В чем суть: До этого мы строили схемы для, в основном, высоковольной логики (от 3-5 В и выше) С низковольной все проще, рассмотрим на примере инвертора многострадального Сквозняк хлещет через край, аж 100 мА ! С этим мы боролись и усложняли схему. Также мы боролись с КМОП встроенным каналом. А что если уменьшить питание вплоть до порогового напряжения для BSS ( это где-то 1 В) ??? Та же самая схема Чики-брики и в дамки, господа ! всего-то 2 нА Потеряет ли схема функциональность ? В целом нет Все те же наноамперы ! Но вот где достать транзисторы для 0 - не понятно, таких вроде бы не существует в продаже. А так, все дело в пороговых напряжениях, надо чтобы транзистор открывался при полном питании, а при половине был закрыт - вот и вся хитрость троичной логики. Не знаю, что в этом случае будет с быстродействием, но, тем не менее, процессорные ядра питаются тоже от 1-2 В обычно

Для тех кто в танке, зацените топологию троичного инвертора по сравнению с двоичным это жесть конечно Площадь в кристалле где то в 3-5 раз больше чем у двоичного аналога. Из-за того что принципиальная схема не симметрична, получается такая вот топология корявая. Нужно что-то делать с шинами -, + и 0, как нибудь их располагать по другому и транзисторы тоже, как нибудь параллельно может | | |

ЗЫ Кстати, вот что будет если подать простые импульсы на обычный инвертор Так что можно считать, скорее всего, что быстродействие обычного инвертора в 3-4 раза выше, чем у троичного при одинаковых условиях (то есть те же транзисторы, емкости, сопротивления и тд), хотя из-за звонов не совсем понятно

Ну и, напоследок, пока что, приведу пример работы уже на нормальный генератор троичного сигнала (желтый - вход, красный - выход) (частота 100 кГц) При питании 6...6.5 В А вот тут резисторы на входе чуть по-меньше номинала поставил (теперь питание 4...5 В) для имитации выходного сопротивления предыдущего каскада, резисторы - 150 Ом Дифференциальный входной сигнал можно посмотреть тут То есть инвертор для троичной логики теперь выглядит так: Довольно интересно все получилось , правда транзисторы не очень подходящие для логики, но уже не суть, на 100 кГц и выше вроде нормально, хоть и со звонами и фронтами работает и ладно... Информационный вход - это сам, непосредственно, троичный сигнал, а вспомогательный - это сигнал - инверсия информационного для 2х дополнительных транзисторов, которые мы поставили вместо резисторов тех в схеме (R1,R2). Так что, думаю, теперь уже точно все, за троичную логику пока можно быть спокойным! ЗЫ единственный недостаток - малое входное сопротивление логического элемента, но это должно решаться 1) хорошим буфером на входе (вроде двухтактного каскада с общим стоком или че-то вроде того) 2) использованием транзисторов с малым сопротивлением канала в открытом состоянии и динамическим сопротивлением тоже

Итак, практика ! Подал для начала на инвертор дифференциальные сигналы.(желтый - на вход, красный - на транзисторы которые вместо резисторов) И вот что на выходе Фронт примерно одинаковый при различных напряжениях питания. Импульсы однополярные пока, то есть из - в + и из + в -, так как возиться с периодами и суммой 2х импульсов уже не хотелось... Как видно фронт составляет где-то 1.5 мкс и вполне так тянет на максимальную частоту в пол-МГц, что уже значительно больше, чем с резисторами. Правда из-за звонов трудно понять насколько велико быстродействие, нужны несколько другие транзисторы, менее мощные с меньшей емкостью и тд Вот те же импульсы только на 500 кГц Как видно, то ли из-за емкостей транзисторов, то ли ещё из-за чего, быстродействие страдает (амплитуда на выходе меньше). Сигнал снимался осциллом относительно -, а не общего 0, поэтому немного сдвинуто выше получилось Питание 4...5 В А вот что происходит на почти 1 МГц Точно уже теперь входная емкость 200-400 пФ у IRF9952PBF все портит и потребление растет, так как дополнительные транзисторы, которые вместо тех резисторов, переключаются не одновременно со входным сигналом, то есть имеем кратковременный сквозной ток Ну и, напоследок, возьмем частоту 100 кГц (как раньше брали вроде, а может и нет) Монтаж и емкости входные транзисторов опять не дают ничего толком оценить, но мы заценили все подав большую частоту, несмотря на искажения фронтов. Вывод: пока однозначно ясно, что даже с емкостью затвора 200-400 пФ, троичный инвертор вполне сможет работать на частоте 1 МГц (к тому же, если учесть ещё кривой монтаж) и выше (может и до 10 МГц сможет, почему бы и нет? ). А так, пока на этом можно закончить, дальше только плату с дискретными транзисторами в sot23 готовить , а то на макетке тут уже срач Так вот, частота хоть и меньше, транзисторов больше (подумаешь в 4 раза), входов и выходов тоже теперь по паре, но зато и количество информации увеличивается с ростом разрядности по экспоненте !

Короче, чтобы увеличить быстродействие инвертора при одинаковом энергопотреблении его надо делать, что интересно, "дифференциальным" Но, опять-таки, условно дифференциальным, просто нужно добавить вместо того резистора в схеме с общим затвором 2 транзистора комплиментарных и на них подавать уже сигнал, но дифференциальный. Получается что-то такое вот Логический "-" и энергопотребление Логический "0" и энергопотребление Логический "+" и энергопотребление По-другому никак (((( Что я пытался: 1)Поставить как и раньше по 2 транзистора в на выход как в схеме буфера с 3-мя состояниями и уже управлять ими Ничего хорошего не вышло, отключать самый верхний и самый нижний транзисторы когда на входе 0 и открывать при + и - при этом довольно затруднительно, схема сильно разрастается 2) Когда я стал пытаться управлять "столбом" транзисторов на подобие схемы с 3-мя состояниями, пришла в голову схема с общим затвором и все упростилось. Но как бы не так, ведь есть резистор в нагрузке от которого надо избавиться, так как он является "балластом" для быстродействия схемы 3) Пытался опять мудрить со схемотехникой, но ничего хорошего в голову не приходило: использовать другие типы транзисторов (JFET, биполярные, со встроенным каналом), использовать что-то более подходящее вместо общей базы, например как-нибудь управлять транзисторами в затворах комплиментарной пары как тут Но опять-таки управлять такой махиной не просто, слишком затратно будет по элементам и не факт, что управлять получится ещё без затрат на энергопотребление. И тут тоже по разным типам транзисторов прошелся - и ничего 4) В очередной раз думал сдаться и подумал что троичная логика на КМОП это слишком затратно в плане энергопотребления и быстродействия. Короче думал что троичная логика - не для КМОП. И, все таки, продолжил махинации со схемотехникой. Других вариантов кроме как с общим затвором уже не оставалось, так как самая простая схемотехника. Да, низкое входное сопротивление, но для выхода-инвертора с низким сопротивлением канала - вполне неплохо. Оставалось только одно - быстродействие. С ним надо было что-то делать и всему виной - резисторы. Менять их на источники тока - тоже самое будет. Нужен был нелинейный элемент с такой вот ВАХ примерно Нет, это не резистор в нагрузке. Идеальными кандидатами были только p и n канальные транзисторы по схемам с общим истоком, а вот как ими управлять это был большой вопрос, однако он разрешился с добавлением одного противоположного дифференциального сигнала И, мне кажется, по-другому уже и не придумаешь ... Вот как в динамике на 10 пФ нагрузки уже по-лучше (2 инвертора) Уже по-лучше, чем раньше ЗЫ дальше на практике посмотрим как будет ....

Хотелось бы надеяться Короче, но пока я сдаюсь ))) Вот это основа инвертора, другой, думаю, быть не может. Моя версия вместо схемы управления была использовать общий затвор, но идея провалилась .... Может ваша схема управления будет достойна троичного инвертора Все промежуточные, входные и выходные сигналы отмечены какие должны быть для троичного инвертора

Что-то, я смотрю, тема вообще перестала интересовать кого-либо Может из-за сложности, может из-за скептических взглядов и бесперспективность Но, тем не менее, я сдался Вот что мне удалось "высосать" из моей схемы инветора на IRF9952PBF Кстати, на вход можно вполне приделать двухтактный повторитель, но это если питания не жалко Вся суть не столько во входном сопротивлении, сколько в резисторах R1, R2. Заменить их на источник тока ничем особо не поможет. Я думаю эта схема является самым "максимумом" что можно было сделать, вряд ли кто-то сможет предложить что-нибудь лучше Полевики попались, конечно, с большой затворной емкостью, целых 200 пФ. Можно взять и по-меньше емкость и быстродействие немного подрастет, но основной завал фронтов приходится из-за резисторов в схеме с общим затвором и другого решения я пока и не нашел Пришлось поднимать питание до 6 В и вот что вышло Самое обидное, что при питании меньше 4-5 В работать отказывается В следующий раз, может быть, попробую плату развести с транзисторами дискретными типа bss Если кто-то предложит что-нибудь лучше, чем использовать общий затвор с резистором или источником тока, то предлагайте, а так, потребление тока все равно для общего затвора приходится поднимать так что сдаюсь на время, возможно ....

Итак, транзисторов меньше, но проблемы те же .... Как и в предыдущей схеме.... Вся загвоздка на входе. Каскад с общим затвором...

На осциллограммах выше просто не подключался общий провод через транзисторы средней точки. А сейчас, у инвертора такое вот быстродействие пока что Входное сопротивление так себе, так как на входе стоит каскад с общим затвором. Поэтому далее я упростил схему "Технологии будущего" тоже мне (как всегда все провально) Резисторы очень снижают быстродействие, происходят завалы фронтов, не знаю как будет тут, но пока думаю чем заменить

Чего-то действительно инвертор работает не так хорошо как хотелось бы Как и во время симуляции изначально... На частоте каких-то 12-13 Гц !!!

И вот я вернулся ! Теперь все в железе ))) Инвертор Для начала вручную дергал на входе инветора из 0 в + и вот какую картину получил (красный - вход, желтый - выход) На входе инветора стоит резистор 150 Ом. По моим скромным подсчетам входная емкость достигает 1 мкФ Не знаю так ли это, просто монтаж проводов тоже пока не очень Использовал 5 пар транзисторов IRF9952PBF http://www.chipdip.ru/product/irf9952/ Да и вообще инветор получился какой то не пороговый, а "аналоговый" Чуть позже буду тестировать ещё...

Короче, все, я сдался на RS триггере D триггер я так и не понял какой он будет в троичной логике, так как с синхронизацией непойми как её строить чтоб информации передавалось больше, а не также как при двоичном тактировании двухуровневом. RS триггер получается такой же как и в двоичном случае только с троичными вентилями 2ИЛИ-НЕ или 2И-НЕ, но таблица истинности расширяется значительно, много всяких, возможно, бесполезных и запрещенных состояний. Вот таблица истинности для троичного случая RS триггера (троичный сигнал на входах R и S) Видно, что при (R = - | S = -) хранение (R = + | S = -) сброс в - (R = - | S = +) установка в + (R = + | S = +) запрещенное (R = 0| S = 0) установка в 0 И ещё всякие разные установки, но основные функции отрабатывает вроде верно. Так толком подробно не рассматривал все функции такого триггера. Ну что ж, думаю что на этом хватит уж точно ... Пора за деталями для инвертора ....