DE1164477B - íÀWeder-nochíÂ-Stufe fuer logische Steuereinrichtungen unter Verwendung einer Tunneldiode - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H 03 k

Deutsche KL: 21 al - 36/18

Nummer: 1 164 477

Aktenzeichen: O 8383 VIII a / 21 al

Anmeldetag: 20. November 1961

Auslegetag: 5. März 1964

Die Erfindung betrifft eine »Weder-noch«-Stufe für logische Steuereinrichtungen unter Verwendung einer Tunneldiode, die gleichzeitig mit einem Erregerstrom und mit auf Eingangssignale ansprechende Steuerstromimpulse gespeist wird, und die bei zeitlicher Übereinstimmung des Erregerstroms mit den Steuerstromimpulsen von einem ersten auf einen zweiten Spannungszustand umgeschaltet wird.

Bekanntlich werden solche Schaltungsanordnungen zur Herstellung von »Weder-noch«-Stufen verwendet, wobei durch Zusammenschaltung einer Vielzahl gleichartiger Stufen praktisch jede beliebige logische Funktion ausgeführt werden kann. Bei einer solchen Zusammenschaltung kann jedoch die »Weder-noch«- Stufe nicht unmittelbar vom Ausgang der davorgeschalteten Stufe betätigt werden.

Zur Behebung dieser Schwierigkeit ist es bereits vorgeschlagen worden, in jeder Stufe ein Paar von Tunneldioden von unter sich unterschiedlichem Spitzenstrom zu verwenden. Hierdurch wird jedoch der Bedarf an Tunneldioden verdoppelt.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen.

Erfindungsgemäß wird eine »Weder-noch«-Stufe für logische Steuereinrichtungen unter Verwendung einer Tunneldiode, die gleichzeitig mit einem Erregerstrom und mit auf Eingangssignale ansprechenden Steuerstromimpulsen gespeist und die bei zeitlicher Übereinstimmung des Erregerstroms mit den Steuerstromimpulsen von einem ersten auf einen zweiten Spannungszustand umgeschaltet wird, in der Weise ausgebildet, daß die Steuerstromimpulse von einem Zeitsignalgeber erzeugt werden, der über ein durch die Eingangssignale gesteuertes Tor an die Tunneldiode angeschlossen ist, daß das Tor in an sich bekannter Weise aus einer herkömmlichen Diode, an die der Zeitsignalgeber angeschlossen ist, einem Kondensator, an den die Tunneldiode angeschlossen ist, und einem Widerstand besteht, die untereinander in Sternschaltung angeschlossen sind, und daß das Anbringen der Eingangssignale an entsprechende an den Widerstand angeschlossene Eingangsklemmen bzw. der Steuerstromimpulse an die Tunneldiode in zwei aufeinanderfolgenden, durch den Zeitsignalgeber und weitere Synchronisierungsmittel bestimmten Schritten hintereinander erfolgt.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

F i g. 2 ein Zeitdiagramm einiger in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 auftretender Signale.

»Weder-noch«-Stufe für logische Steuereinrichtungen unter Verwendung einer
Tunneldiode

Anmelder:

Ing. C. Olivetti & C, S. p. A., Ivrea (Italien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Müller-Börner,

Berlin 33, Podbielskiallee 68,

und Dipl.-Ing. H.-H. Wey, München 22,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:

Italien vom 24. November 1960 (Nr. 20 304)

Bekanntlich weist die Stromspannungskennünie einer Tunneldiode in der Richtung steigender Spannungen V einen ersten Bereich mit positivem Widerstand auf, einen zweiten Bereich mit negativem Widerstand, und ferner einen dritten Bereich mit wiederum positivem Widerstand. Die Koordinaten des Grenzpunktes zwischen dem ersten und zweiten Bereich werden als Spitzenstrom I_p und Spitzenspannung V₁, bezeichnet, die Koordinaten des Grenzpunktes zwischen dem zweiten und dritten Bereich dagegen als Talstrom /_v und Talspannung V_v.

Die Tunneldiode T (Fig. 1) ist in Serie über eine Klemme 12 mit einem Widerstand 1 geschaltet, dessen Klemme 2 an eine Quelle A eines Erregerstromes gleichbleibender Spannung +V_A angeschlossen ist. Ein an sich bekannter Zeitsignalgeber B ist durch eine Klemme 17 über eine herkömmliche Diode 16 und einen Kondensator 13 an die Klemme 12 der Tunneldiode T angeschlossen. ;

Drei Eingangsklemmen 3, 4 und 5 sind jeweils über eine Diode 6, 7 bzw. 8 an eine Klemme 9 eines Widerstandes 10 angeschlossen, der mit dem Verbindungspunkt 11 zwischen der Diode 16 und dem Kondensator 13 verbunden ist. Der Verbindungspunkt 11 ist weiterhin über einen Widerstand 14 an eine Klemme 15 gleichbleibender Spannung angeschlossen. Die Klemme 12 der Tunneldiode T ist unmittelbar

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mit dem Ausgang 18 der Schaltungsanordnung verbunden.

Der Widerstand 10, die Diode 16 und der Kondensator 13 sind untereinander in Sternschaltung angeschlossen und bilden ein an den Zeitsignalgeber B und an die Klemme 12 der Tunneldiode T angeschlossenes Tor, das derart durch die von den Eingangsklemmen 3, 4 und 5 zugeführten Eingangssignale gesteuert wird, daß es die vom Zeitsignalgeber B abgegebenen Signale wahlweise als Steuer-Stromimpulse an die Tunneldiode T weiterleitet, oder nicht. Ein in an sich bekannter Weise mit dem Zeitsignalgeber B synchronisierter Geber von Rückstellimpulsen C ist durch eine Klemme 20 über einen Widerstand 19 an die Klemme 12 der Tunneldiode T angeschlossen.

Der logische Binärzustand »0« der Ein- und Ausgangssignale wird beispielsweise durch einen Spannungspegel dargestellt, der nicht über der Spitzenspannung V_p der Tunneldiode T liegt; gleichfalls wird der logische Binärzustand »L« durch einen Spannungspegel dargestellt, der nicht unter der Talspannung V_v liegt. Weiterhin wird angenommen, daß sich die Tunneldiode T in ihrem unteren oder »O«-Spannungszustand befindet, wenn ihr Spannungszustand F₇- nicht über der Spitzenspannung V„ liegt, und daß sie sich in ihrem oberen oder »L«-Spannungszustand befindet, wenn ihr Spannungszustand nicht unter der Talspannung V_v liegt.

Durch an sich bekannte Synchronisierungsmittel werden jeweils zwei aufeinanderfolgende Schritte F₁ und F₂ (Fig. 2) bestimmt, derart, daß die Eingangssignale nur während des ersten Schrittes F₁ an die Eingangsklemmen 3, 4 und 5 angebracht werden und das Ausgangssignal nur während des zweiten Schrittes F₂ an der Klemme 18 erhalten wird. Der zweite Schritt F₂ wird jeweils von einem vom Zeitsignalgeber B erzeugten Signal ausgelöst und von einem vom Geber C erzeugten Rückstellimpuls abgebrochen.

Die Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt: Es sei angenommen, daß zu Beginn des ersten Schrittes F, die Tunneldiode T auf dem Zustand »0« steht und der Kondensator 13 ungeladen ist und daß eines der während des Schrittes F₁ z. B. an die Eingangsklemme 4 angebrachten Eingangssignale den Spannungspegel »L« hat (Fig. 2). Während dieses Schrittes wird der Kondensator 13 über die Diode 7, den Widerstand 10 und die Tunneldiode T allmählich aufgeladen, so daß der Verbindungspunkt 11 schließlieh auf den Spannungspegel »L« des Eingangssignals gebracht wird. Während dieses Schrittes wird die Tunneldiode T nicht auf den Zustand »L« umgeschaltet, weil der sie durchfließende Strom durch den Widerstand 10 begrenzt wird.

Zu Beginn des zweiten Schrittes F₂ wird vom Zeitsignalgeber B ein Signal mit Amplitude »1« abgegeben (Fig. 2).

Da der Verbindungspunkt 11 schon auf dem Pegel »L« steht, bleibt die Diode 16 gesperrt, so daß kein Impuls die Tunneldiode T erreicht. Da der durch die Quelle A gelieferte Erregerstrom zu schwach ist, um von sich allein aus die Tunneldiode T umzuschalten, bleibt die Tunneldiode auch während des zweiten Schrittes F₂ auf dem Zustand »0«, so daß das an der C5 Klemme 18 während des Schrittes F₂ erhaltene Ausgangssignal den Spannungspegel »0« hat.

Am Ende des Schrittes F₂ wird durch den Geber C ein Rückstellimpuls erzeugt, um die Tunneldiode T auf den Zustand »0« zurückzustellen. In diesem Fall steht jedoch die Tunneldiode bereits auf dem Zustand »0«.

Es sei nun angenommen, daß die während des darauffolgenden Schrittes F₁' an die Eingangsklemmen 3, 4 und 5 angebrachten Eingangssignale alle den Spannungspegel »0« haben. In diesem Fall wird der Kondensator 13 nicht aufgeladen. Vor dem Ende des Schrittes F₁ wird der Kondensator 13 über den Widerstand 14 entladen, so daß am Ende des Schrittes der Verbindungspunkt 11 auf dem Pegel »0« steht. Zu Beginn des anschließenden Schrittes F₂' gibt der Zeitsignalgeber B ein Signal ab, das über die Diode 16 den Kondensator 13 aufladet. Dadurch entsteht ein Steuerstromimpuls, der die Tunneldiode T durchfließt.

Die Amplituden dieses Steuerstromimpulses und des durch die Quelle A erzeugten Erregerstromes sind derart bemessen, daß durch deren zeitliche Übereinstimmung die Tunneldiode T vom Spannungszustand »0« auf den Spannungszustand »L« umgeschaltet wird. Während des Schrittes F₂' steht die Tunneldiode daher auf dem Zustand »L« und wird erst am Ende des Schrittes von dem vom Geber C abgegebenen Rückstellimpuls auf »0« zurückgestellt, so daß ein Ausgangssignal mit Pegel »L« an der Ausgangsklemme 18 während des Schrittes F₂' erhalten wird.

Es ist daraus ersichlich, daß das während des zweiten Schrittes erhaltene Ausgangssignal den Pegel »0« hat, wenn während des ersten Schrittes zumindest eines der Eingangssignale den Spannungspegel »L« hat, und daß das Ausgangssignal den Pegel »L« hat, wenn alle Eingangssignale den Pegel »0« haben. Die Schaltungsanordnung arbeitet daher als »Wedernoch«-Stufe.

Die Tunneldiode T kann auch derart angeordnet werden, daß sie nur auf eine vorbestimmte Kombination von Eingangssignalen anspricht.

Es ist auch ersichtlich, daß jede der Eingangsklemmen 3, 4 und 5 unmittelbar an die Ausgangsklemme 18 einer davorgeschalteten Stufe angeschlossen werden kann, und umgekehrt, so daß logische Netzwerke nach Belieben aufgebaut werden können.

Nach einer geänderten Ausführungsform kann der Zeitsignalgeber C beseitigt werden, wenn der durch die Quelle A erzeugte Erregerstrom wechselweise nach dem Diagramm A' in Fig. 2 erzeugt wird.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   »Weder-noch«-Stufe für logische Steuereinrichtungen unter Verwendung einer Tunneldiode, die gleichzeitig mit einem Erregerstrom und mit auf Eingangssignale ansprechenden Steuerstromimpulsen gespeist wird und die bei zeitlicher Übereinstimmung des Erregerstroms mit den Steuerstromimpulsen von einem ersten auf einen zweiten Spannungszustand umgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstromimpulse von einem Zeitsignalgeber (B) erzeugt werden, der über ein durch die Eingangssignale gesteuertes Tor (16, 13, 10) an die Tunneldiode (T) angeschlossen ist, daß das Tor (16, 13, 10) in an sich bekannter Weise aus einer herkömmlichen Diode (16), an die der Zeitsignalgeber (B) angeschlossen ist, einem Kondensator (13), an den die

   Tunneldiode (T) angeschlossen ist, und einem Widerstand (10) besteht, die untereinander in Sternschaltung angeschlossen sind, und daß das Anbringen der Eingangssignale an entsprechende an den Widerstand (10) angeschlossene Eingangsklemmen (3, 4, S) bzw. der Steuerstromimpulse an die Tunneldiode (T) in zwei aufeinanderfolgenden, durch den Zeitsignalgeber (B) und weitere Synchronisierungsmittel bestimmten Schritten (F₁, F₂) hintereinander erfolgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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