专利名称：一种重离子计数器电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种重离子计数器电路，特别涉及一种能减少元器件数量，能以单片集成电路实现计数的重离子计数器电路。
空间探测需要低功耗、高可靠、能适应各种空间环境的器件。本发明是一种空间环境专用集成电路，应用于我国各类卫星和航天器空间环境监测器。本发明的设计、制造为我国空间环境监测器整机通用化、系列化、组合化打下良好的基础。
一般计数器是由触发器及相应门电路组成，电路类型为二进制、五进制、八进制、十进制或其它进制，输出相应为二进制码、五进制码、八进制码及十进制码，此种电路结构具有结构复杂，使用的元器件多和可靠性低的缺点，然而其根本的缺点是体积大，众所周知卫星和各种航天器资源是十分宝贵的，如果采用这种电路形式，必然造成卫星资源紧张。
有鉴于此，本发明的目的在于，提供一种重离子计数器电路。其具有整体结构简单，使用的元器件少和体积小的优点。
本发明的另一目的在于，提供一种重离子计数器电路，其可集成化，可制成集成电路。
本发明输入信号为表示重离子的脉冲信号，宽度为3-5μs，输出信号为≤5.0V的正电平。
本发明一种重离子计数器电路，其包括有与非门、非门、D触发器和场效应晶体管，其中一输入端INH通过一非门N21接至与非门N22一输入端，CP端经两非门N19、N20接至与非门N22另一输入端，与非门N22输出端经非门N23分别接至四只D触发器CP3、CP2、CP1、CP0的CP端，四只D触发器CP3、CP2、CP31、CP0的R3、R2、R1、R0端相连接，D触发器CP3的D3与D触发器CP2的Q2相连接，并同时和与非门N10、N13的一输入端及或非门NOR1一输入端连接，D触发器CP2的D2与或非门NOR2一端连接，另一端接至或非门NOR1的输出端，D触发器CP1的D1与或非门NOR1另一输入端相接，并接至与非门N12、N15的一输入端和D触发器CP0的Q0端，D触发器CP0的D0接至与非门N16、N13一输入端及D触发器CP3的Q3反端，Q3和与门N9、N12一输入端及非门N18一端连接，N18输出端和非门N17输入端连接，N17输出端即CO端，D触发器CP2的Q2反端和与非门N9、N14一输入端连接；Q1和与非门N11、N14一输入端连接，Q1反端和与非门N10、N15一输入端连接；Q0反端和与非门N16、N11一输入端连接；N9输出端经一非门N1接至场效应管M1栅级，N9输出端接至场效应管M2栅级，N10输出端经一非门N2接至场效应管M3栅级，N9输出端接至场效应管M4栅级，N11输出端经一非门N3接至场效应管M5栅级，N9输出端接至场效应管M6栅级，N12输出端经一非门N4接至场效应管M7栅级，N12输出端接至场效应管M8栅级，N13输出端经一非门N5接至场效应管M9栅级，N13输出端接至场效应管M10栅级，N14输出端经一非门N6接至场效应管M11栅级，N14输出端接至场效应管M12栅级，N15输出端经一非门N7接至场效应管M13栅级，N15输出端接至场效应管M14栅级，N16输出端经一非门N8接至场效应管M15栅级，N16输出端接至场效应管M16栅级；效应管M1、M2漏级相连，M3、M4漏级相连，M5、M6漏级相连，M7、M8漏级相连，M9、M10漏级相连，M11、M12漏级相连，M13、M14漏级相连，M15、M16漏级相连，并一并接至+Vout；M1、M2源级相连并与R1、R2连接，此为VREF端，M3、M4源级相连并与R2另一端及R3连接，M5、M6源级相连并与R3另一端及R4连接，M7、M8源级相连并与R4另一端及R5连接，M9、M10源级相连并与R5另一端及R6连接，M11、M12源级相连并与R6另一端及R7连接，M13、M14源级相连并与R7另一端及R8连接，M15、M16源级相连并与R8另一端连接同时接地；+Vout端接至M21栅级，M21漏级与M20漏级相连，并同时与M18源级相连，M18栅级与R9、M17栅级、源级以及M19栅级相连，M17、M18、M19的漏级接至Vdd，M19源级与M22漏级相连，M21源级与M24漏级、M22栅级以及电容C1相连，M24栅级与M23栅级、M20源级相连，M23、M24、M22的源级及R9另一端接地，M20栅级与C1另一端连接，为输出端Q。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细介绍，其中
图1为本发明一实施例的计数器逻辑线路图；图2为图1电路原理图图3为本发明的逻辑功能图。
由图1可见本发明是由一个八进制计数器CC4022、分压电路、双向开关T及跟随器构成。其工作原理为CC4022有两个输入端，分别为CP端和1NH端，其中CP为上升沿计数端，1NH为下降沿计数端，表示重离子个数的幅度为CMOS电平、宽度为3-5μs的脉冲信号，经计数器将输入脉冲个数译码输出，由分压电路将0-5.0V电平分成8个台阶电平0.06V→0.7V→1.4V→2.1V→2.8V→3.5V→4.2V→4.9V，这8个台阶电平与CC4022的8个输出端Q0-Q7通过8个双向开关T连接到运算放大器的同相输入端V+，运算放大器的反向输入端与Q端连接，组成跟随器。图中R*为外接电阻，用于调整基准电压VREF，CO为进位端。
请参阅图2所示，其是图1的具体电路原理图。其包括有与非门、非门、D触发器和场效应晶体管，其中
输入端INH通过一非门N21接至与非门N22一输入端，CP端经两非门N19、N20接至与非门N22另一输入端，与非门N22输出端经非门N23分别接至四只D触发器CP3、CP2、CP1、CP0的CP端，四只D触发器CP3、CP2、CP31、CP0的R3、R2、R1、R0端相连接，D触发器CP3的D3与D触发器CP2的Q2相连接，并同时和与非门N10、N13的一输入端及或非门NOR1一输入端连接，D触发器CP2的D2与或非门NOR2一端连接，另一端接至或非门NOR1的输出端，D触发器CP1的D1与或非门NOR1另一输入端相接，并接至与非门N12、N15的一输入端和D触发器CP0的Q0端，D触发器CP0的D0接至与非门N16、N13一输入端及D触发器CP3的Q3反端，Q3和与门N9、N12一输入端及非门N18一端连接，N18输出端和非门N17输入端连接，N17输出端即CO端，D触发器CP2的Q2反端和与非门N9、N14一输入端连接；Q1和与非门N11、N14一输入端连接，Q1反端和与非门N10、N15一输入端连接；Q0反端和与非门N16、N11一输入端连接；N9输出端经一非门N1接至场效应管M1栅级，N9输出端接至场效应管M2栅级，N10输出端经一非门N2接至场效应管M3栅级，N9输出端接至场效应管M4栅级，N11输出端经一非门N3接至场效应管M5栅级，N9输出端接至场效应管M6栅级，N12输出端经一非门N4接至场效应管M7栅级，N12输出端接至场效应管M8栅级，N13输出端经一非门N5接至场效应管M9栅级，N13输出端接至场效应管M10栅级，N14输出端经一非门N6接至场效应管M11栅级，N14输出端接至场效应管M12栅级，N15输出端经一非门N7接至场效应管M13栅级，N15输出端接至场效应管M14栅级，N16输出端经一非门N8接至场效应管M15栅级，N16输出端接至场效应管M16栅级；效应管M1、M2漏级相连，M3、M4漏级相连，M5、M6漏级相连，M7、M8漏级相连，M9、M10漏级相连，M11、M12漏级相连，M13、M14漏级相连，M15、M16漏级相连，并一并接至+Vout；M1、M2源级相连并与R1、R2连接，此为VREF端，M3、M4源级相连并与R2另一端及R3连接，M5、M6源级相连并与R3另一端及R4连接，M7、M8源级相连并与R4另一端及R5连接，M9、M10源级相连并与R5另一端及R6连接，M11、M12源级相连并与R6另一端及R7连接，M13、M14源级相连并与R7另一端及R8连接，M15、M16源级相连并与R8另一端连接同时接地；+Vout端接至M21栅级，M21漏级与M20漏级相连，并同时与M18源级相连，M18栅级与R9、M17栅级、源级以及M19栅级相连，M17、M18、M19的漏级接至Vdd，M19源级与M22漏级相连，M21源级与M24漏级、M22栅级以及电容C1相连，M24栅级与M23栅级、M20源级相连，M23、M24、M22的源级及R9另一端接地，M20栅级与C1另一端连接，为输出端Q。
本发明的主要逻辑功能见附图3。本发明的电路起始状态为随机状态，当CP端上跳时(或1NH端下跳时)，输出端Q就上跳一个台阶电平，即上跳0.7V，当计数到7，输出端Q为4.90V，此时再来一个输入脉冲，输出端Q跳回0V(与0个脉冲计数相同)，并重新开始循环。
由此可见，本发明兼有计数器和电平转换的功能，能够将脉冲信号直接转换成模拟量输出，节约了电路使用面积以及集成电路芯片数量，可以节省空间飞行器的宝贵资源。输出端设计采用跟随器，使Q端输出与V+端相同，并且其输入电阻非常大，输出电阻非常小，保证本发明的驱动能力，便于在实际使用中的长距离测试，大大提高了本发明的可靠性。
本发明输入信号为表示重离子的脉冲信号，宽度为3-5μs，输出信号为≤5.0V的正电平。
本发明(LC9703)的输入计数脉冲范围是0-7。其可制成单片集成电路，14脚排列，黑陶封装。
权利要求
1.一种重离子计数器电路，其包括有与非门、非门、D触发器和场效应晶体管，其特征在于，其中
输入端INH通过一非门N21接至与非门N22一输入端，CP端经两非门N19、N20接至与非门N22另一输入端，与非门N22输出端经非门N23分别接至四只D触发器CP3、CP2、CP1、CP0的CP端，四只D触发器CP3、CP2、CP31、CP0的R3、R2、R1、R0端相连接，D触发器CP3的D3与D触发器CP2的Q2相连接，并同时和与非门N10、N13的一输入端及或非门NOR1一输入端连接，D触发器CP2的D2与或非门NOR2一端连接，另一端接至或非门NOR1的输出端，D触发器CP1的D1与或非门NOR1另一输入端相接，并接至与非门N12、N15的一输入端和D触发器CP0的Q0端，D触发器CP0的D0接至与非门N16、N13一输入端及D触发器CP3的Q3反端，Q3和与门N9、N12一输入端及非门N18一端连接，N18输出端和非门N17输入端连接，N17输出端即CO端，D触发器CP2的Q2反端和与非门N9、N14一输入端连接；Q1和与非门N11、N14一输入端连接，Q1反端和与非门N10、N15一输入端连接；Q0反端和与非门N16、N11一输入端连接；N9输出端经一非门N1接至场效应管M1栅级，N9输出端接至场效应管M2栅级，N10输出端经一非门N2接至场效应管M3栅级，N9输出端接至场效应管M4栅级，N11输出端经一非门N3接至场效应管M5栅级，N9输出端接至场效应管M6栅级，N12输出端经一非门N4接至场效应管M7栅级，N12输出端接至场效应管M8栅级，N13输出端经一非门N5接至场效应管M9栅级，N13输出端接至场效应管M10栅级，N14输出端经一非门N6接至场效应管M11栅级，N14输出端接至场效应管M12栅级，N15输出端经一非门N7接至场效应管M13栅级，N15输出端接至场效应管M14栅级，N16输出端经一非门N8接至场效应管M15栅级，N16输出端接至场效应管M16栅级；效应管M1、M2漏级相连，M3、M4漏级相连，M5、M6漏级相连，M7、M8漏级相连，M9、M10漏级相连，M11、M12漏级相连，M13、M14漏级相连，M15、M16漏级相连，并一并接至+Vout；M1、M2源级相连并与R1、R2连接，此为VREF端，M3、M4源级相连并与R2另一端及R3连接，M5、M6源级相连并与R3另一端及R4连接，M7、M8源级相连并与R4另一端及R5连接，M9、M10源级相连并与R5另一端及R6连接，M11、M12源级相连并与R6另一端及R7连接，M13、M14源级相连并与R7另一端及R8连接，M15、M16源级相连并与R8另一端连接同时接地；+Vout端接至M21栅级，M21漏级与M20漏级相连，并同时与M18源级相连，M18栅级与R9、M17栅级、源级以及M19栅级相连，M17、M18、M19的漏级接至Vdd，M19源级与M22漏级相连，M21源级与M24漏级、M22栅级以及电容C1相连，M24栅级与M23栅级、M20源级相连，M23、M24、M22的源级及R9另一端接地，M20栅级与C1另一端连接，为输出端Q。
全文摘要
本发明是由一个八进制计数器(CC4022)、分压电路、双向开关T及跟随器构成;其工作原理为:CC4022有两个输入端,分别为CP端和1NH端,其中CP为上升沿计数端,1NH为下降沿计数端,表示重离子个数的幅度为CMOS电平、宽度为3—5μs的脉冲信号,经计数器将输入脉冲译码输出,由分压电路将电平分成8个台阶,通过双向开关T连接到运算放大器的同相输入端V+,运算放大器的反向输入端与Q端连接,组成本发明电路。
文档编号G06F7/00GK1254878SQ9812494
公开日2000年5月31日 申请日期1998年11月19日 优先权日1998年11月19日
发明者朱光武, 梁金宝, 王世金, 翟应应, 张微, 孙越强, 李宏, 黄红锦, 吴洪钟, 肖锡东, 张骅忠, 尹秋岩 申请人:中国科学院空间科学与应用研究中心