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Verzögernde Torschaltung für binäre Informationen In der Hauptpatentanmeldung
ist eine verzögernde Torschaltung für binäre Informationen beschrieben, bei der
zwischen dem Informationseingang und dem Ausgang die Serienschaltung eines Verzögerungskondensators
und eines ersten Richtleiters liegt. Dem Eingang wird über einen zweiten Richtleiter
ein Taktimpuls zugeführt, und am Verbindungspunkt des Verzögerungskondensators mit
dem ersten Richtleiter liegt über einen dritten Richtleiter ein solches Potential,
daß in Abhängigkeit von der Eingangsinformation der Verzögerungskondensator bei
Auftreten des Taktimpulses von diesem Potential her aufgeladen und beim Abklingen
des Taktimpulses über den ersten Richtleiter in den Ausgang entladen wird. Der Ausgangsstromkreis
kann beispielsweise eine bistabile Stufe mit Transistoren sein, die als Speicherelement
wirkt, und deren beide Transistoren jeweils vom Ausgang einer verzögernden Torschaltung
über die Basis angesteuert werden.
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In einer Modifikation dieser Schaltungsanordnung mit einem nachgeschalteten
Transistorschalter, z. B. einer bistabilen Stufe, liegt der dritte Richtleiter nicht
an einem festen Potential, sondern am Kollektor eines vom Ausgang angesteuerten
Transistors. Entsprechend dem Kollektorpotential des Transistors im leitenden und
gesperrten Zustand erfolgt die Ansteuerung des Transistorschalters in Abhängigkeit
von seinem Informationsinhalt. Der Transistorschalter wird umgesteuert, wenn sich
der angesteuerte Transistor gerade im leitenden Zustand befindet, sein Kollektorpoteutial
also relativ positiv. ist: Für den Fall, daß in der zuletzt beschriebenen Schaltungsanordnung-
Richtleiter mit größeren Toleranzbereichen verwendet werden sollen, kann unter Umständen
die Streuung der Sperrspannungswerte einzelner Richtleiterexemplare dazu führen,
daß das Potential des Verbindungspunktes der Serienschaltung - in der Verzögerungseinrichtung,
bei relativ negativem Kollektorpotential (Transistor :gesperrt), keinen definierten
Wert annimmt. Dieser Tatsache entsprechend erfolgt auch eine Aufladung des Kondensators
durch den Taktimpuls bei . anliegender Eingangsspannung, wenn der angesteuerte.
Transistor des nachgeschalteten Schalterelementes gesperrt ist. Die Kondensatoraufladung
bei gesperrtem -.Transistor belastet den Takt und den Eingang der Verzögerungseinrichtung
in unzweckmäßiger Weise.
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Die Erfindung verbessert die beschriebene Schaltung dadurch, daß ein
vierter Richtleiter, .in soleher._@ Polarität parallel zum Verzögerungskondensator
geschaltet ist, daß er vom Eingang zum Ausgang gesehen mit dem ersten Richtleiter
gleichsinnig in Reihe liegt. Dadurch wird eine Belastung des Eingangs der Verzögerungseinrichtung
durch Ladeströme des Kondensators bei Anliegen des Taktimpulses und einer Eingangsspannung
bei gesperrtem Transistor _ des nachgeschalteten Schalterelementes vermieden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend diskutiert
und an Hand der Figuren erläutert. F i g..1 stellt eine gemäß der Erfmdurig modifizierte
Schaltungsanordnung dar, die F i g: 2 die Anwendung der . modifizierten Schaltungsanordnung
.gemäß der Erfindung beim. Betrieb einer bistabilen Stufe als Wechsel-Flip-Flop.
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In F i g. 1 wird dem Eingang 1 der Verzögerungseinrichtung ,. die
Eingangsspannung E über eire Diodennetzwerk 9, wie es. z. B:. in der Hauptpatentanmeldung.,
dargestellt ist,. in Form der beiden Spannungen -7V bzw. -0,2V, entsprechend
den binären Aussagen »Eins« `', bzw. »Null« zugeführt. Die Verzögerungseinrichtung
enthält die Serienschaltung eines Kondensators" 3 _ mit einer Diode 4. Ihr Verbindungspunkt
7 ist über eine Diode '8 mit dem Kollektor eines Transistorschalters 11, der z.
B. Teil einer , bistabilen - Stufe 14 (F i g: 2) ist, verbunden. Über eine Diode
6 wird dem Eingang 1 der rechteckige, Taktimpuls von der Klemme 5 her zugeführt,
dessen Spannung zwischen den@.@Werten -0,5 V und =6,75 V springt. Eine Diode 1G
begrenzt vorteilhaft die Basisspannung und damit auch das Potential am unkx..7,..@@@positiver
Richtung.
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Zunächst sei angenommen, daß die in F i g. 1 parallel zum Kondensator
3 eingezeichnete Diode 10 gemäß der Erfindung noch nicht vorhanden ist. Um
die
Wirkungsweise dieser Schaltung zu erklären, möge der Transistor 11 zunächst Strom
führen. Sein Kollektorpotential beträgt etwa - 0,3 V. Annähernd das gleiche Potential
besitzt dann der Punkt 7, von dessen Potential aus die Ladung des Kondensators erfolgt.
Liegt am Eingang E des Diodennetzwerkes 9 die Information »Null« (-0,2 V), so erreicht
kein Impuls den Ausgang 2 der Verzögerungseinrichtung, weil am Eingang 1 ebenfalls
-0,2 V auftreten und die Diode 6 für beide Taktimpulspotentiale gesperrt bleibt.
Liegt am Eingang E die Information »Eins« (- 7 V), so wird der Kondensator 3 von
der Eingangsspannung während des Taktintervalles aufgeladen, da die Spannung der
Information »Eins« (-7 V) nur während des eingeschalteten Taktes am Eingang 1 der
Verzögerungseinrichtung auftreten kann. Durch die positive Taktimpulsrückfianke
wird der Kondensator über Klemme 2 und die Diode 4 in die Basis des Transistors
11 entladen. Dadurch wird der Transistor gesperrt.
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Ist der Transistor 11 zunächst gesperrt, so beträgt sein Kollektorpotential
etwa -7 V. Die Ansteuerung des Transistors 11 infolge Ladung und Entladung des Kondensators
würde in dem Falle unterbleiben, indem sich das Potential des Punktes 7 bei annähernd
0 V einstellt, weil dann die Diode 8 gesperrt bleibt und dadurch eine Aufladung
des Kondensators verhindert. Hierfür ist jedoch Voraussetzung, daß die Diode 8 einen
hohen Sperrwiderstand gegenüber der Diode 4 besitzt. Wenn hingegen die Diode 8 einen
relativ kleinen Sperrwiderstand aufweist und demzufolge wie ein hochohmiger Widerstand
wirkt, überträgt sie das negative Kollektorpotential -7V des gesperrten Transistors
an den Punkt 7 der Serienschaltung 3, 4. In diesem Falle kann der Kondensator
durch den Taktimpuls, wenn die Eingangsinformation »Eins« (-7V) anliegt,
aufgeladen werden. Der Impuls gelangt zwar nicht zur Basis des Transistors 11, jedoch
bedeutet die Auf- und Entladung des Kondensators eine unnötige Belastung des Eingangsstromkreises
9 und des Taktimpulsgenerators. Um dieses zu verhindern, ist gemäß der Erfindung
eine Diode 10 parallel zum Kondensator 3
mit ihrer Kathode am Punkt
7 angeschlossen. Diese Diode gibt dem Punkt 7 ein definiertes Potential von im vorliegenden
Falle etwa -0,2V, wenn die Eingangsinformation »Null« (-0,2V) über das Diodennetzwerk
an Punkt 1 übertragen werden soll bzw. die Eingangsinformation »Eins« (-7V) übertragen
werden soll und der Takt noch nicht eingeschaltet ist. Wird im letzteren Falle der
Takt eingeschaltet, so erfolgt eine Aufladung des Kondensators durch den Taktimpuls
nur, wenn der Transistor 11 gerade leitend ist, und zwar unabhängig von der Güte
des Sperrwiderstandes der Diode B. Bei gesperrtem Transistor und niederohmigem Sperrwiderstand
der Diode 8 erfolgt keine Aufladung des Kondensators mehr, weil der Punkt 7 vor
dem Einsetzen des Taktimpulses durch Diode 10 auf dem Potential von etwa -0;2V gehalten
wurde und für den Fall, daß man das Kollektorpotential des gesperrten Transistors
nicht kleiner als die negative Taktimpulsamplitude wählt, über die Diode 8 während
des negativen Taktimpulsintervalles kein Kondensatorladestrom fließen kann.
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Die F i g. 2 stellt ein Beispiel für die Anwendung der Erfindung beim
Betrieb einer bistabilen Stufe 14
als Wechsel-Flip-Flop dar (z. B. in Zählketten).
Gleiche Ziffern in den F i g. 1 und 2 beziehen sich auf gleiche Elemente. Die beiden
dargestellten Verzögerungseinrichtungen, die zusammen mit der bistabilen Stufe 14
den Betrieb derselben als Wechsel-Flip-Flop infolge Doppelansteuerung ermöglichen
sollen, werden zu diesem Zweck über die disjunktiven Dioden 13 mit einem bekannten
Diodennetzwerk 9 verbunden und durch den gleichen Taktgenerator betrieben.
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Beide Transistoren 11 der bistabilen Stufe 14 werden über je eine
Verzögerungseinrichtung vom Taktgenerator über die Klemmen 5 und vom Diodennetzwerk
9 gleichzeitig angesteuert. Ohne die Dioden 10
würde aus den oben angeführten
Gründen das Diodennetzwerk und der Taktgenerator nicht nur durch Ladeströme des
Kondensators, der zur Verzögerungseinrichtung des jeweilig geöffneten und somit
umzuschaltenden Transistors gehört, sondern auch durch den Ladestrom des dem anderen,
bereits gesperrten Transistor zugeordneten Kondensators zusätzlich belastet, so
daß die Gesamtbelastung des Diodennetzwerks 9 doppelt so hoch als notwendig wird.
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Die statischen Verhältnisse, die sonst beim Betrieb einer bistabilen
Stufe mit Wechselsteuerung kritisch sind, werden in dieser Schaltung dadurch eindeutig,
daß wirklich nur jeweils ein Eingang angesteuert wird.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt,
insbesondere was die Angaben der Spannungswerte und die Polaritäten der Ströme und
Dioden betrifft.