DE1082069B - Aus bistabilen Kippstufen aufgebaute Schaltungsanordnung zum Verschieben gespeicherter Impulse - Google Patents

Description

Häufig ist es in elektronischen Geräten, wie z. B. Fernschreibzeichensendern und -empfängern, elektronischen Vermittlungsgeräten und Datenverarbeitungsgeräten, wünschenswert, innerhalb eines Ringzählers, Impulsverteilers oder Schieberegisters eine gespeicherte Aufeinanderfolge von Impulsen (Code) zu verschieben, bei der sich vor und nach jedem Impuls (»Eins«) mindestens eine Impulslücke (»Null«) befindet. Insbesondere kommt es häufig vor, daß in einer solchen Schaltungsanordnung nur ein einzelner gespeicherter Impuls verschoben werden soll.

Die Erfindung bezieht sich auf Schaltungsanordnungen, deren einzelne Speicherelemente (Stufen) aus bistabilen Kippstufen bestehen. Diese sind im allgemeinen aus je zwei Verstärkerelementen aufgebaut. Es ist bekannt, in derartigen Anordnungen die Ausgangselektrode jedes der beiden Verstärkerelemente einer bistabilen Kippstufe über ein steuerbares Richtleitergatter mit der Steuerelektrode eines Verstärkerelementes der folgenden Kippstufe zu verbinden. Dadurch kann prinzipiell jeder Code, d. h. jede beliebige Aufeinanderfolge von »Einsen« und »Nullen«, die in der Schaltungsanordnung gespeichert ist, verschoben werden. Ein Fortschalteimpuls wird jeweils beiden Verstärkerelementen einer bistabilen Kippstufe zugeführt. Die steuerbaren Richtleitergatter bestimmen dabei, abhängig von der Steuerung durch die Ausgangsspannungen der Verstärkersysteme der vorhergehenden Kippstufe, zu welchem Verstärkerelement der Kippstufe der Fortschalteimpuls geleitet wird. Die erforderliche Leistung, die von dem Impulsgeber für diese Impulse aufgebracht werden muß, ist verhältnismäßig hoch, da die Impulse jeweils mindestens zwei leitende Verstärkerelemente umschalten müssen.

Die Erfindung betrifft speziell eine Schaltungsanordnung (Ringzähler, Impulsverteiler, Schieberegister), in der sich höchstens jede zweite bistabile Kippstufe in der Einslage, alle übrigen Kippstufen aber in der Nullage befinden. Unter Einwirkung eines Fortschalteimpulses rücken diese einzelnen, durch mindestens eine dazwischenliegende »Null« getrennten »Einsen« jeweils um eine Stufe weiter. Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist, ebenso wie die bekannten Schaltungsanordnungen, aus bistabilen Kippstufen mit je zwei Verstärkerelementen aufgebaut. Sie unterscheidet sich aber von den bekannten Anordnungen dadurch, daß jeweils nur die Ausgangselektrode des in der Einslage stromführenden Verstärkerelements jeder Kippstufe über ein rückwirkungsfreies Kopplungsglied, beispielsweise ein die Zuführung eines Fortschalteimpulses steuerndes Richtleitergatter, mit der Steuerelektrode des in der Nullage stromführenden Verstärkerelements der folgenden Kippstufe und die gleiche Ausgangselektrode jeder Kippstufe jeweils über einen Kondensator mit der Steuerelektrode des entsprechenden Verstärkerelements der vorhergehenden Stufe gekoppelt ist.

Aus bistabilen Kippstufen aufgebaute

Schaltungsanordnung
zum Verschieben gespeicherter Impulse

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dr. phil. Wolfgang Seefeldner, München,
ist als Erfinder genannt worden

Bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung werden gegenüber bekannten Anordnungen pro Stufe je eine Diode und ein Widerstand eingespart. Außerdem wird aus der Fortschalteimpulsquelle bei jedem Schiebeschritt nur die Leistung zum Umschalten der Kippstufen von der Nullage in die Einslage entnommen. Die Leistung zum Umschalten der jeweils vorhergehenden Kippstufen aus der Einslage in die Nullage wird dagegen aus denjenigen Kippstufen entnommen, die durch den Fortschalteimpuls aus der Nullage in die Einslage umgeschaltet werden. Gegenüber den bekannten Schaltungen wird also die halbe Leistung eingespart, wenn die bistabilen Kippstufen symmetrisch aufgebaut sind.

Für besondere Zwecke kann es aber wünschenswert sein, die einzelnen Stufen derart unsymmetrisch aufzubauen, daß die einen Verstärkerelemente, ζ. Β. Transistoren, hochohmige Ausgänge haben, während zur Abgabe hoher Leistungen die anderen Verstärkerelemente, ζ. Β. Transistoren, der Kippstufen niederohmig aufgebaut sind. Bei Anwendung einer derartigen Schaltung ist die Ersparnis an Fortschalteimpulsleistung natürlich noch wesentlich höher, wenn man zur Verschiebung der »Einsen« die Fortschalteimpulse nur den hochohmig aufgebauten Verstärkerelementen zuführt.

An Hand der Fig. 1 und 2 werden der Aufbau und die Wirkungsweise einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung erläutert.

Die Fig. 1 zeigt eine bekannte Schaltung. Sie besteht aus den Kippstufen 1, 2 und 3 mit den Transistoren Tl TV, T2, T2', Γ3 und T3'. Die Kippstufe 1 ist z. B. mit der Kippstufe 2 über die beiden steuerbaren Richtleitergatter 5 und 5' gekoppelt. Ebenso ist die Kippstufe 2 über die Gatter 6 und 6' mit der Kippstufe 3 gekoppelt. Die Fortschalteimpulse werden allen Stufen gleichzeitig

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über die Klemmen F und F' zugeführt. Dadurch wird jede Kippstufe in die Lage gebracht, welche die jeweils vorhergehende Stufe bisher inne hatte. Die Kippstufe 2 befindet sich z. B. in der Einslage, die Kippstufen 1 und 3 in der Nullage. Die Transistoren TV, T2 und Γ3' sind leitend (dies ist in der Figur durch Schraffur der Transistorsymbole dargestellt), die Transistoren Tl, T2' und T3 sind gesperrt. Die Spannung am Kollektor des Transistors Γ2', der gesperrt ist, ist stark negativ, und die Diode Dl des aus dem Widerstand Rl, dem Kondensator Cl und der Diode Dl bestehenden steuerbaren Richtleitergatters 6 wird dadurch negativ vorgespannt. Die Kollektorspannung des leitenden Transistors Γ2 ist nur ganz schwach negativ, und die Diode Dl' des aus dem Widerstand 221', dem Kondensator CV und der Diode DV bestehenden steuerbaren Richtleitergatters 6' hat daher nur eine ganz schwache negative Vorspannung. Ein bei F und F' zugeführter positiver Fortschalteimpuls wird also infolge der wesentlich geringeren negativen Vorspannung des Richtleitergatters 6' über den Kondensator CV und die Diode DV der Basis des bisher leitenden Transistors TZ' zugeführt. Dieser Transistor wird dadurch gesperrt. Durch die Sperrung des Transistors TZ' wird der Transistor TZ leitend, und die Kippstufe 3 befindet sich danach in der Einslage. Durch einen äquivalenten Kippvorgang wird die Kippstufe 2 gleichzeitig in die Nullage gebracht.

Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung. Sie besteht aus den Kippstufen 7, 8 und 9 mit den Transistoren Γ7, TT, TS, TS', Γ9 und Γ9'. Erfindungsgemäß ist jede Stufe der Schaltungsanordnung über ein einziges steuerbares Richtleitergatter mit der folgenden Stufe verbunden, und zwar steuert ein solches Richtleitergatter, jeweils abhängig von der Spannung an der Ausgangselektrode des in der Einslage stromführenden Verstärkerelements einer Kippstufe, die Zuführung der Fortschalteimpulse zur Steuerelektrode des in der Nullage stromführenden Verstärkerelements der folgenden Kippstufe. Im dargestellten Beispiel ist die Ausgangselektrode des Transistors Tl mit dem Eingang des Richtleitergatters 11 verbunden. Dieses Richtleitergatter besteht aus dem Widerstand 2? 2, dem Kondensator C 2 und der Diode DI. Der Ausgang dieses Richtleitergatters ist mit der Steuerelektrode des Transistors T8' verbunden. Es ist bei der Darstellung in Fig. 2 angenommen, daß die Kippstufen 7, 8 und 9 sich in den Lagen 0, 1, 0 befinden. Die Transistoren TT, TS und T9' sind leitend. Die Transistoren Γ7, Γ8' und Γ9 sind gesperrt. Dies ist wieder durch Schraffur der entsprechenden Transistorsymbole dargestellt. Die hohe negative Spannung am Kollektor des Transistors T7 spannt die Diode D 2 über den Widerstand 222 stark negativ vor, während z. B. die geringe negative Spannung am Kollektor des leitenden Transistors Γ8 die Diode DZ über den Widerstand 223 kaum vorspannt.

Ein an der Klemme Fl zugeführter positiver Fortschalteimpuls wird also nicht über den Kondensator C 2 und die Diode D 2 dem Transistor TS', sondern über den Kondensator CZ und die Diode DZ des Richtleitergatters 11 der Steuerelektrode, im dargestellten Fall der Basis des Transistors T9', zugeführt und sperrt diesen Transistor. Die Kippstufe 9 wird dadurch in die Einslage gebracht. Der dabei am Kollektor des Transistors T9 auftretende positive Spannungssprung wird über den Kondensator C4 der Steuerelektrode (Basis) des Transistors Γ8 zugeführt und sperrt diesen Transistor. Dadurch wird die Kippstufe 8 in die Nullage zurückgeschaltet.

Die Erfindung ist nicht nur auf Schaltungsanordnungen beschränkt, deren bistabile Kippstufen aus Transistoren aufgebaut sind, wie dies in den dargestellten Fig. 1 und 2 beispielsweise der Fall ist, sondern kann prinzipiell genauso bei Schaltungsanordnungen angewandt werden, deren bistabile Kippstufen mit Elektronenröhren aufgebaut sind.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Aus bistabilen Kippschaltungen mit je zwei Verstärkerelementen aufgebaute Schaltungsanordnung zum Verschieben von Impulsfolgen, bei denen sich jeweils vor und nach jedem Impuls (»Eins«) mindestens eine Impulslücke (»Null«) befindet (z. B. Ringzähler, Impulsverteiler, Schieberegister), dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nur die Ausgangselektrode des in der Einslage stromführenden Verstärkerelements jeder Kippstufe über ein rückwirkungsfreies Kopplungsglied, beispielsweise ein die Zuführung eines Schiebeimpulses steuerndes Richtleitergatter (10, 11), mit der Steuerelektrode des in der Nullage stromführenden Verstärkerelements der folgenden Kippstufe und die gleiche Ausgangselektrode jeder Kippstufe über einen Kondensator (C2, CZ) mit der Steuerelektrode des entsprechenden Verstärkerelements der vorhergehenden Stufe gekoppelt ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstärkerelemente Transistoren vorgesehen sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstärkerelemente Elektronenröhren vorgesehen sind.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als rückwirkungsfreie Kopplungsglieder steuerbare Richtleitergatter (10) verwendet werden, die aus je einem Kondensator (C 2) zur Zuführung der Schiebeimpulse, einem Widerstand (222) zur Zuführung der Steuerspannung für das Richtleitergatter und einer Diode (232) zur Entkopplung bestehen.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Ringzähler, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der letzten Kippstufe mit dem Eingang der ersten Kippstufe genauso verbunden ist wie die Ausgänge und Eingänge der anderen Kippstufen.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kippstufe aus einem hochohmig und einem niederohmig aufgebauten Transistor besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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