DE1257841B - Circuit arrangement for checking the logical non-equivalence of signals - Google Patents
Circuit arrangement for checking the logical non-equivalence of signalsInfo
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Description
Schaltungsanordnung zur Überprüfung der logischen Antivalenz von Signalen In logischen Schaltungen tritt häufig das Problem auf, daß zwei Signale auf ihre Ungleichheit (Antivalenz) geprüft werden müssen. Schaltungen zur Durchführung einer solchen Überprüfung sind bereits bekannt und werden auch Exklusiv-Oder-Schaltungen genannt. Sie erfüllen die Gleichung der Booleschen Algebra Y = ä - b -I- a - b. Zur Durchführung der logischen Operation nach dieser Gleichung müssen außer den Signalen selbst auch die negierten Signale vorhanden sein. Liegen diese ursprünglich nicht vor, so werden invertierende Elemente vor oder in der Verknüpfungsschaltung vorgesehen, die aus zwei ersten Verknüpfungstoren mit je zwei Eingängen und einem diesen Toren nachgeschalteten dritten Verknüpfungstor aufgebaut wird (vgl. etwa S p e i s e r »Digitale Rechenanlagen«, Springer-Verlag, 1961, S. 177, Abb. 175). Der Aufwand an nichtlinearen Elementen und Widerständen ist hierbei verhältnismäßig groß.Circuit arrangement for checking the logical non-equivalence of signals In logical circuits, the problem often arises that two signals have to be checked for their inequality (non-equivalence). Circuits for carrying out such a check are already known and are also called exclusive-or circuits. They satisfy the equation of the Boolean algebra Y = ä - b -I- a - b. In order to carry out the logical operation according to this equation, the negated signals must also be present in addition to the signals themselves. If these are not originally available, then inverting elements are provided in front of or in the logic circuit, which is built up from two first logic gates with two inputs each and a third connecting gate connected downstream of these gates (cf. 1961, p. 177, fig. 175). The cost of non-linear elements and resistors is relatively large here.
Es ist auch eine Exklusiv-Oder-Schaltung mit zwei Eingängen bekannt, über die zu vergleichende Binärwerte darstellende Gleichspannungen an eine Diodenbrücke gelegt werden, wobei zwei über diese Brücke gesteuerte in Serie liegende komplementäre Transistoren das Ausgangssignal erzeugen. Diese Schaltung erfordert für zuverlässiges Arbeiten die sorgfältige Innehaltung gleicher Spannungswerte für die beiden logischen Spannungen. Bemerkt sei ferner, daß es auch bekannt ist, zu verknüpfende logische Spannungen an einen Schalter, insbesondere einen gesteuerten Gleichrichter, zu legen.An exclusive-or circuit with two inputs is also known, Via the direct voltages representing binary values to be compared to a diode bridge are placed, with two complementary in series controlled via this bridge Transistors generate the output signal. This circuit is required for reliable Work the careful maintenance of the same voltage values for the two logical ones Tensions. It should also be noted that it is also known to have logical links to be linked Apply voltages to a switch, in particular a controlled rectifier.
Die Erfindung schlägt eine Schaltungsanordnung zur Überprüfung der logischen Antivalenz (Exklusiv-Oder-Schaltung) vor, die, ebenfalls von einer Brükkenschaltung Gebrauch machend, mit vergleichsweise geringem Aufwand an Schaltungselementen und ohne besondere gegenseitige Spannungsniveauanforderungen für die Eingangssignale das gewünschte Ergebnis liefert.The invention proposes a circuit arrangement for checking the logical non-equivalence (exclusive-OR circuit), which, also from a bridge circuit Making use, with comparatively little expenditure on circuit elements and without special mutual voltage level requirements for the input signals delivers the desired result.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Brückenschaltung zwei an eine Wechselspannung (4) gelegte Brückenzweige enthält, die sich jeweils aus der Reihenschaltung von einem Schaltelement und einem Widerstand zusammensetzen, daß die Eingangssignale den Steuereingängen der Schaltelemente zugeführt werden, und daß das Ausgangssignal auf der Sekundärseite eines Übertragers abgenommen wird, dessen Primärseite in den zwischen den jeweiligen Verbindungspunkten von Schaltelement und Widerstand liegenden Nullzweig eingeschaltet ist.According to the invention this is achieved in that the bridge circuit contains two bridge branches connected to an alternating voltage (4), each of which from the series connection of a switching element and a resistor, that the input signals are fed to the control inputs of the switching elements, and that the output signal is picked up on the secondary side of a transformer, its primary side in the between the respective connection points of the switching element and resistor lying zero branch is switched on.
Gemäß der Erfindung kann die wechselnde Spannung entweder durch eine reine Wechselspannung oder aber eine einer Gleichspannung überlagerte Wechselspannung gebildet werden. Letztere Möglichkeit ist insbesondere dann wichtig, wenn in einem mit Gleichstrom arbeitenden logischen Netzwerk eine Überprüfung von Signalen auf ihre Antivalenz mit relativ einfachen Mitteln notwendig ist.According to the invention, the alternating voltage can either by a pure alternating voltage or alternating voltage superimposed on a direct voltage are formed. The latter option is particularly important when in a with direct current working logical network a check of signals their antivalence is necessary with relatively simple means.
Im Sinn der Erfindung ist es aber auch möglich, daß die wechselnde Spannung durch eine Schaltflanke einer Gleichspannungsänderung gebildet wird, die von einem der Schaltelemente bei seiner Ansteuerung durch ein Eingangssignal erzeugt wird. Bei einem solchen Betriebsfall können mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung Impulse auf ihr gleichzeitiges Erscheinen überwacht werden. Treffen die Impulse zu verschiedenen Zeitpunkten an den Eingangsklemmen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung auf, so gibt diese ein Ausgangssignal ab.In the sense of the invention it is also possible that the changing Voltage is formed by a switching edge of a DC voltage change that generated by one of the switching elements when it is triggered by an input signal will. In such an operating case, with the circuit arrangement according to the invention Impulses are monitored for their simultaneous appearance. Meet the impulses at different times at the input terminals of the circuit arrangement according to the invention on, it emits an output signal.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Speicherung des Ausgangssignals an der Sekundärseite des Übertragers ein gleichrichtendes Element und diesem nachgeordnet ein Speicherelement vorgesehen sind. Als Speicherelement kann zweckmäßig die Parallelschaltung eines Kondensators und eines Widerstandes verwendet werden.According to a further embodiment of the invention it is provided that to store the output signal on the secondary side of the transformer a rectifying one Element and this downstream a storage element are provided. As a storage element can expediently connect a capacitor and a resistor in parallel be used.
Eine besonders bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zur Überprüfung der Antivalenz von drei Signalen die Primärwicklung in zwei Wicklungsteile mit verschiedenem Wicklungssinn aufgeteilt ist, wobei zwei der Signale an je einem Ende der beiden Primärwicklungsteile anliegen und das dritte Signal an den beiden anderen Enden dieser Primärwicklungsteile anliegt. Eine solche Anordnung ist besonders dann vorteilhaft, wenn eine größere Anzahl Signale gleichzeitig auf ihre Antivalenz überprüft werden müssen. Im folgenden soll die Erfindung an Hand der Zeichnung noch näher erläutert werden.A particularly preferred further embodiment of the invention provides before that to check the non-equivalence of three signals the primary winding in two winding parts with different winding directions is divided, with two of the Signals are applied to one end of each of the two primary winding parts and the third Signal is applied to the other two ends of these primary winding parts. Such Arrangement is particularly advantageous when a large number of signals are simultaneous must be checked for their non-equivalence. In the following, the Invention will be explained in more detail with reference to the drawing.
F i g. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit welchem die Antivalenz von zwei Signalen überprüft werden kann; F i g. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Überprüfung der Antivalenz von drei Signalen.F i g. 1 shows a first embodiment of the invention, with which the antivalence of two signals can be checked; F i g. 2 shows a second Embodiment of the invention for checking the antivalence of three signals.
In den Ausführungsbeispielen in den F i g. 1 und 2 sind Schaltungsanordnungen gezeigt, welche in mit Gleichstrom arbeitenden logischen Netzwerken verwendet werden können und bei welchen vorausgesetzt ist, daß eine Wechselspannung zur Verfügung steht. Als Schaltelemente werden gemäß F i g.1 gesteuerte Gleichrichter 1 und 2 verwendet. Im Sinn der Erfindung wäre es aber selbstverständlich auch möglich, als Schaltelemente Transistoren, Relais oder auch Kontakte u. dgl. zu verwenden. Als Betriebsspannung für die gesteuerten Gleichrichter 1 und 2 dient eine Gleichspannungsquelle 3; dieser wird zusätzlich eine Wechselspannung der Quelle 4 überlagert. An die Steuerelektrode der gesteuerten Gleichrichter 1 und 2 werden die Signale a und b gegeben, wobei das Signal a bzw. b jeweils den gesteuerten Gleichrichter 1 bzw. 2 leitend schaltet. Im Katodenkreis der gesteuerten Gleichrichter liegen die Arbeitswiderstände 5 und 6. An diesen werden die Gleichstromsignale über entsprechende, nicht dargestellte Siebmittel abgenommen und an weitere nachgeordnete logische Schaltungen 7 und 8 abgegeben. Die Wechselspannung dient als Hilfsspannung zur Überwachung der Antivalenz der Eingangs-Gleichstromsignale a und b. Sie wird ebenfalls an den Arbeitswiderständen 5 und 6 abgenommen und symmetrisch an einen Übertrager 9 angelegt. In Reihe zu der Primärwicklung des Übertragers 9 ist ferner ein Schutzwiderstand 10 angeordnet. Letzterer hat jedoch für das Wesen der Erfindung keine Bedeutung. An der Sekundärwicklung des Übertragers 9 liegt ein Gleichrichter 11, welcher die zu übertragende Wechselspannung gleichrichtet und an ein nachgeordnetes Speicherelement abgibt, das aus einem Kondensator 12 und einem Widerstand 13 besteht. Am Ausgang 14 kann ein Gleichstromsignal abgenommen werden, welches ein Kriterium dafür darstellt, ob zwischen den Gleichstromsignalen a und b Antivalenz gegeben ist oder nicht.In the exemplary embodiments in FIGS. 1 and 2 show circuit arrangements which can be used in logic networks operating with direct current and in which it is assumed that an alternating voltage is available. Rectifiers 1 and 2 controlled according to FIG. 1 are used as switching elements. In the sense of the invention, however, it would of course also be possible to use transistors, relays or contacts and the like as switching elements. A DC voltage source 3 is used as the operating voltage for the controlled rectifiers 1 and 2; an alternating voltage from the source 4 is also superimposed on this. The signals a and b are sent to the control electrode of the controlled rectifiers 1 and 2, the signal a and b respectively switching the controlled rectifier 1 and 2 conductive. The load resistors 5 and 6 are located in the cathode circuit of the controlled rectifiers. The direct current signals are picked up from these via corresponding filter means (not shown) and sent to further downstream logic circuits 7 and 8. The alternating voltage is used as an auxiliary voltage to monitor the non-equivalence of the input direct current signals a and b. It is also taken from the load resistors 5 and 6 and applied symmetrically to a transformer 9. A protective resistor 10 is also arranged in series with the primary winding of the transformer 9. However, the latter has no significance for the essence of the invention. A rectifier 11 is connected to the secondary winding of the transformer 9 and rectifies the alternating voltage to be transmitted and delivers it to a downstream storage element, which consists of a capacitor 12 and a resistor 13. At the output 14, a direct current signal can be picked up, which represents a criterion for whether or not there is antivalence between the direct current signals a and b.
Liegen an den Steuereingängen der gesteuerten Gleichrichter 1 und 2 keine Signale a und b an, so bleiben die Gleichrichter 1 und 2 gesperrt, und an der Primärwicklung des Übertragers 9 liegt keine Spannung; an der Sekundärwicklung der Übertragers wird infolgedessen auch kein Signal erzeugt, Liegen an den Steuereingängen der gesteuerten Gleichrichter 1 und 2 hingegen die Signale a und b an, so sind beide Gleichrichter durchgeschaltet, und an den Arbeitswiderständen 5 und ( liegt jeweils die gleiche Spannung. An der Primärwicklung des Übertragers 9 tritt infolgedessen keine Sparmungsdifferenz auf, es fließt also kein Strom, und in der Sekundärwicklung wird ebenfalls kein Strom induziert. Am Ausgang 14 entsteht infolgedessen, da der Kondensator 12 nicht aufgeladen wird, ebenfalls kein Signal. If no signals a and b are present at the control inputs of the controlled rectifiers 1 and 2, the rectifiers 1 and 2 remain blocked and there is no voltage on the primary winding of the transformer 9; As a result, no signal is generated at the secondary winding of the transformer, but if signals a and b are present at the control inputs of the controlled rectifiers 1 and 2, then both rectifiers are switched on and the load resistors 5 and (have the same voltage As a result, there is no voltage difference in the primary winding of the transformer 9, so no current flows and no current is induced in the secondary winding either.
In den beiden bisher erläuterten Betriebsfällen waren die Signale a und b jeweils einander äquivalent, und am Ausgang 14 entstand als Kriterium hierfür kein Signal.In the two operating cases explained so far, the signals were a and b are each equivalent to one another, and at output 14 a criterion for this emerged no signal.
Liegt an der Steuerelektrode des gesteuerten Gleichrichters 1 ein Signal a, an der Steuerelektrode des gesteuerten Gleichrichters 2 aber kein Signal b, so wird der Gleichrichter 1 durchgeschaltet, während der Gleichrichter 2 gesperrt bleibt. An dem Arbeitswiderstand 5 liegt infolgedessen ein positives Potential, an dem Arbeitswiderstand 6 hingegen bleibt das Massepotential bestehen. An der Primärwicklung des Übertragers 9 tritt eine Spannungsdifferenz auf, welche einen Stromfluß erzeugt. An der Sekundärseite des Übertragers wird ein Wechselstrom induziert, der in der Diode 11 gleichgerichtet wird. Der entstehende Gleichstrom lädt den Kondensator 12 auf. Am Ausgang 14 kann jetzt ein Gleichspannungssignal abgenommen werden als Kriterium dafür, daß die beiden Signale a und b voneinander verschieden sind und somit die Antivalenzbedingung erfüllt ist.If there is a signal a on the control electrode of the controlled rectifier 1 but no signal b on the control electrode of the controlled rectifier 2, the rectifier 1 is switched through while the rectifier 2 remains blocked. As a result, there is a positive potential at the working resistor 5, whereas the ground potential remains at the working resistor 6. A voltage difference occurs at the primary winding of the transformer 9, which generates a current flow. An alternating current is induced on the secondary side of the transformer and rectified in the diode 11. The resulting direct current charges the capacitor 12. A DC voltage signal can now be picked up at the output 14 as a criterion for the fact that the two signals a and b are different from one another and thus the non-equivalence condition is met.
Sollen mehrere Signale auf ihre Antivalenz überprüft werden, so werden eine entsprechende Anzahl Schaltungsanordnungen gemäß F i g.1 an einer Disjunktion miteinander verknüpft. Ist mindestens eines der zu überprüfenden Signale verschieden von den übrigen Signalen, so tritt am Ausgang der Disjunktion ein Signal auf. Sind hingegen alle zu überwachenden Signale einander gleich, so tritt an der Disjunktion kein Ausgangssignal auf.If several signals are to be checked for their non-equivalence, then a corresponding number of circuit arrangements according to FIG. 1 on a disjunction linked together. Is at least one of the signals to be checked different of the other signals, a signal appears at the output of the disjunction. Are on the other hand, if all signals to be monitored are equal to each other, then the disjunction occurs no output signal.
In F i g. 2 ist eine Schaltungsanordnung gezeigt, mit welcher in besonders einfacher Weise drei Signale auf ihre Antivalenz geprüft werden können. Der Unterschied zu der Anordnung nach F i g. 1 besteht im wesentlichen darin, daß die Primärwicklung des Übertragers in zwei Wicklungsteile mit entgegengesetztem Wicklungssinn aufgeteilt ist. Mit 21, 22 und 23 sind gesteuerte Gleichrichter bezeichnet, an deren Steuerelektroden die Signale a, b und c anliegen. Als Versorgungsspannung dient eine Gleichspannungsquelle 24, als Hilfsspannung eine Wechselspannungsquelle 25. Als jeweiliger Arbeitswiderstand sind in den Katodenkreisen der gesteuerten Gleichrichter die Widerstände 26, 27 und 28 angeordnet. An diesen Arbeitswiderständen werden über entsprechende, nicht dargestellte Siebmittel die Gleichstromsignale abgenommen und an nachgeordnete logische Schaltungen 29, 30 und 31 abgegeben. An den genannten Arbeitswiderständen werden ferner auch die Wechselspannungen abgenommen und an die beiden Wicklungsteile 32' und 32" der Primärwicklung des Übertragers 32 angelegt. Die beiden Wicklungsteile sind so geschaltet, daß der Eingang des Wicklungsteiles 32 über einen Schutzwiderstand 33 mit dem Katodenkreis des gesteuerten Gleichrichters 21 in Verbindung steht, während der Ausgang dieser Wicklung sowohl mit dem Katodenkreis des gesteuerten Gleichrichters 22 als auch mit dem Eingang der Wicklung 32" in Verbindung steht. Der Ausgang dieser Wicklung ist über einen Schutzwiderstand 34 mit dem Katodenkreis des gesteuerten Gleichrichters 23 verbunden.In Fig. 2 shows a circuit arrangement with which three signals can be checked for their antivalence in a particularly simple manner. The difference to the arrangement according to FIG. 1 consists essentially in the fact that the primary winding of the transformer is divided into two winding parts with opposite winding directions. With 21, 22 and 23 controlled rectifiers are referred to, at the control electrodes of which the signals a, b and c are present. A DC voltage source 24 is used as the supply voltage, and an AC voltage source 25 is used as the auxiliary voltage. The resistors 26, 27 and 28 are arranged as the respective working resistance in the cathode circuits of the controlled rectifiers. The direct current signals are picked up at these load resistors via corresponding filter means (not shown) and are sent to downstream logic circuits 29, 30 and 31. The alternating voltages are also taken from the mentioned load resistors and applied to the two winding parts 32 'and 32 "of the primary winding of the transformer 32. The two winding parts are connected in such a way that the input of the winding part 32 connects to the cathode circuit of the controlled rectifier via a protective resistor 33 21 is in connection, while the output of this winding is connected both to the cathode circuit of the controlled rectifier 22 and to the input of the winding 32 ″. The output of this winding is connected to the cathode circuit of the controlled rectifier 23 via a protective resistor 34.
An der Sekundärwicklung des Übertragers 32 liegen eine Diode 35 zur Gleichrichtung der in dieser Wicklung induzierten Wechselströme sowie ein aus einem Kondensator 36 und einem Widerstand 37 bestehendes Speicherelement. Von diesem Speicherelement können am Ausgang 38 Signale abgenommen werden, wenn die Gleichstromsignale a, b, c voneinander verschieden sind, während bei Gleichheit (Äquivalenz) dieser Signale am Ausgang 38 kein Signal entsteht.A diode 35 for rectifying the alternating currents induced in this winding and a storage element consisting of a capacitor 36 and a resistor 37 are connected to the secondary winding of the transformer 32. Signals can be picked up from this storage element at output 38 if the direct current signals a, b, c are different from one another, while if these signals are identical (equivalence) at output 38, no signal is produced.
Die Schaltungsanordnung gemäß F i g. 2 ist so aufgebaut, daß bei Vorliegen von Eingangssignalen a und b an den Steuerelektroden der gesteuerten Gleichrichter 21 und 22 und Nichtvorhandensein eines Signals c an der Steuerelektrode des gesteuerten Gleichrichters 23 an dem Wicklungsteil 32' der Primärwicklung des Übertragers 32 auf Grund gleichen Potentials an beiden Klemmen kein Strom fließt, während in dem Wicklungsteil 32" ein Strom fließt, welcher in der Sekundärwicklung des übertragers einen Strom induziert, der über die Diode 35 zur Aufladung des Kondensators 36 führt.The circuit arrangement according to FIG. 2 is constructed so that when there are input signals a and b at the control electrodes of the controlled rectifiers 21 and 22 and there is no signal c at the control electrode of the controlled rectifier 23 at the winding part 32 'of the primary winding of the transformer 32 due to the same potential at both Terminals no current flows, while a current flows in the winding part 32 ″ , which induces a current in the secondary winding of the transformer, which leads to the charging of the capacitor 36 via the diode 35.
Ist nur das Signal a vorhanden, liegen die Signale b und c aber nicht vor, so entsteht an den beiden Klemmen des Wicklungsteiles 32" der Primärwicklung des übertragers eine Spannungsdifferenz, welche einen Stromfluß in diesem Wicklungsteil verursacht; der Wicklungsteil 32' hingegen bleibt stromlos, weil 'an seinen beiden Klemmen Massepotential liegt. In der Sekundärwicklung des Übertragers wird ein Strom erzeugt, welcher über die Diode 35 ebenfalls wieder eine Aufladung des Kondensators 36 bewirkt.If only signal a is present, but signals b and c are not present, a voltage difference arises at the two terminals of winding part 32 "of the primary winding of the transformer, which causes a current to flow in this winding part; winding part 32 ', on the other hand, remains de-energized, Because ground potential is present at both of its terminals.
Ist nur das Signal b vorhanden, so fließt durch die beiden Wicklungsteile 32' und 32" des übertragers ein Strom. Auf Grund des entgegengesetzten Wicklungssinnes dieser Wicklungen addieren sich jedoch die beiden Ströme und induzieren in der Sekundärwicklung des Übertragers 32 einen Strom.If only signal b is present, it flows through the two winding parts 32 'and 32 "of the transformer a current. Due to the opposite winding sense However, these windings add the two currents and induce in the secondary winding of the transformer 32 a current.
Sind die Signale a und c vorhanden, das Signal b hingegen nicht, so fließt von den Arbeitswiderständen 26 und 28 über die Wicklungsteile 32' und 32" jeweils ein Strom über den Arbeitswiderstand 27 gegen Massepotential. Auf Grund des verschiedenen Wicklungssinnes der Wicklungsteile 32' und 32" addieren sich die beiden Ströme in der Primärwicklung des Übertragers 32 und induzieren in seiner Sekundärwicklung einen Strom, der über die Diode 35 wiederum den Kondensator auflädt.If signals a and c are present, but signal b is not, then flows from the load resistors 26 and 28 via the winding parts 32 'and 32 " in each case a current across the working resistor 27 to ground potential. Because of of the different winding directions of the winding parts 32 'and 32 "add up two currents in the primary winding of the transformer 32 and induce in its Secondary winding a current, which in turn charges the capacitor via the diode 35.
Diese Erläuterungen zeigen, daß in allen jenen Fällen, in welchen die Signale a, b, c voneinander verschieden sind, am Ausgang 38 ein Signal als Kriterium für die Antivalenz dieser Signale abgenommen werden kann.These explanations show that in all those cases in which the signals a, b, c are different from one another, a signal can be picked up at the output 38 as a criterion for the antivalence of these signals.
Diese beschriebene Anordnung ist insbesondere dann mit Vorteil zu verwenden, wenn eine größere Anzahl von Signalen auf ihre Antivalenz überprüft werden soll, da für die Überprüfung von je drei Signalen nur jeweils eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung verwendet werden muß.This described arrangement is particularly advantageous Use if a large number of signals are checked for their antivalence should, since only one according to the invention is used to check three signals Circuit arrangement must be used.
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