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 ....

Едем дальше. Дальше - геморнее, но зато интереснее в чем-то Вот схема-аналог двоичного, троичный XOR Появились новые компоненты-функции, такие как ВЫБОР В 0 и ВЫБОР В -1 ВЫБОР В -1 (выдает -1, когда на сигналы на обеих входах совпадают) ВЫБОР В 0 (выдает 0, когда на сигналы на обеих входах совпадают) Модификация (МОД) уже была таблица истинности выше, здесь INC МОД, то есть модификация с инкрементированием. Что интересно, полный сумматор + вычитатель будет такой же почти как и в двоичном виде, но с некоторым отличием Здесь есть ещё новые функции S и P, замены которым стандартной логикой я не нашел Для P функции (повторитель совпадающих сигналов на обеих входах) Для S функции (S - потому что таблица получилась такая прям как буква S) функция принимает 0 на выходе только тогда когда на обеих входах 0, в остальных случаях как по таблице Конечно, XOR по-хорошему надо реализовывать на транзисторах и двунаправленных ключах, все такое как в двоичной логике, но пока и так сойдет. Теперь буду пытаться реализовывать D триггер - это, думаю, последнее... Реализовывать в троичном виде мультиплексоры, дешифраторы и прочую комбинационную фигню пока смысла не вижу, ибо там все равно многое на двунаправленных ключах наверное будет.... Так что на триггере думаю закончить, дальше уже точно в железе хотя бы инвертор замутить

Что касается суммы и разности Что интересно, в троичной логике сумматор и субстрактор это один и тот же элемент То есть это будет и неполным сумматором и неполным субстрактором Только вот проблема, как таковой схемы XOR в троичной логике нет, как таковая была в двоичной Вместо этой схемы будет какая-то такая схема с такой вот таблицей истинности, то есть сигнал суммы S А вот такой вот будет сигнал переноса P Так что опять то ли на стандартной логике как-то синтезировать, но пока я не знаю как, либо как новый логический элемент.... А может, чтоб было проще надо ввести ещё парочку элементов Модификация Выбор И ещё инвертор относительно + и - ЗЫ и ведь не могу остановиться

Тогда не пойму в чем проблема вообще пока что ? Вот как здесь наверное буду сумматор делать и фиг знает че выйдет посмотрим так нормалек наверное будет https://neerc.ifmo.ru/wiki/index.php?title=Троичный_сумматор

Это че за варианты такие ? -1 & -1 = +1 это уже скорее умножение, чем AND, 1 AND 1 = -1 это уже NAND. Так что все продумано. Целые числа со знаком ? В симметричной - легко ! Она для этого собсно и подходит как ни одна другая наверное. -0- = -10, +0+ = 10, переход от - к + происходит простым инвертированием тритов, для этим троичная логика и отличается. Для сложения/вычитания нужно сперва что-то типа XOR синтезировать, а потом уже видно будет. С плавающей запятой да, мрак, но это тоже все дело времени

А вот и логический троичный 2ИЛИ-НЕ И его диаграмма работы, все тоже самое почти с быстродействием как и в случае 2И-НЕ 10пФ Все также при нагрузке 10 пФ, также 16-20 транзисторов требуется. Сравнивать не буду уже, лень Приведу, пожалуй таблицы истинности Троичное 2И-НЕ Y = !MIN(X1,X2) Двоичное 2И-НЕ Троичное 2ИЛИ-НЕ Y = !MAX(X1,X2) Двоичное 2ИЛИ-НЕ Так что вот так вот пока, дальше делать только если XOR какой-нибудь, но я фиг знаю какой он будет пока, какой-то особенный наверное ни на что не похожий и сумматор также А так надо бы уже на Митино сгонять на рассыпухе делать начать инвертор хотя бы...

Ну так вот, сделал инвертор и тут понеслось... Представляю вашему вниманию схему троичного 2И-НЕ И сравните его с двоичным 2И-НЕ Разница в 5 раз ! И так будет теперь почти во всех схемах. На 5 транзисторов больше, чем в двоичной логике А вот временная диаграмма троичного 2И-НЕ без конденсатора на выходе А вот с конденсатором на 10 пФ, все меняется кардинально А так быстродействие уже где-то в 2-4 раз ниже, а то и в 4-8 по сравнению с обычным двоичным 2И-НЕ , хотя вроде и такое же. Что интересно, земля замыкается как будто по схеме 2И-НЕ тоже Кстати, как я и говорил, 16-20 транзисторов ЗЫ будет теперь дальше формировать элементную базу )))

То есть какой вариант логики ? Тк такой же как и выше, симметричная троичная (-,0,+), сравню по позже двоичный и троичный 2И-НЕ А вот кстати годный формирователь импульсов или фронта как там его или триггер шмитта, как угодно

Пока я тут разговариваю сам с собой в теме, но иду дальше.... Короче, заменил полевики со встроенным каналом на индуцированный, теперь вся схема стала в КМОП и безо всякого геморроя с подложками и прочим... Теперь троичный инвертор выглядит так Резисторы R1 и R2 можно заменить на транзисторы от источника тока, опять-таки не принципиально, на быстродействии, думаю, не скажется. Как видно теперь в центре схемы к общему проводу притянуты повелики с индуцированным, а не встроенным каналом. Сравнил по быстродействию с обычным инвертором И вот что получилось. Троичный инвертор с нагрузкой 10 пФ и генератором импульсов 100 кГц (по 1 мкс на уровень, в остальном общий провод) Двоичный инвертор с нагрузкой 10 пФ и генератором импульсов 100 кГц (скважность немного поправлена, 1 мкс на низкий уровень) Видно, что быстродействие троичного инвертора в 2-4 раза меньше, чем двоичного. То есть: 0 -> 1: меньше быстродействие в 4 раза -1 -> 0: меньше быстродействие в 4 раза -1 -> 1: меньше быстродействие в 2 раза Но это только в модели, посмотрим что будет в железе, а будет наверное не скоро, придется идти закупаться кучей транзисторов...

Да не, походу действительно, как сказал J_Ohm, таких транзисторов нет. Единственный N канальный доступный это вот этот http://www.chipdip.ru/product/bsp129/ Странно все это конечно почему N есть, а P вдруг так обделили, придется как то выкручиваться на управляющем p-n переходе...

Ничего не пойму ссылку читал и смотрел исходя из характеристик и обозначений из датащитов все что вы предлагаете это транзистор p типа с индуцированным каналом, а мне надо со встроенным. Вот как здесь, только p типа http://lib.chipdip.ru/009/DOC001009019.pdf BSP129 SIPMOS Depletion Mode если уже так, но только p типа нужен