DE1263078B - Bistabiler Multivibrator - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al - 36/18

Nummer: 1263 078

Aktenzeichen: C 40962 VIII a/21 al

Anmeldetag: 14. Dezember 1966

Auslegetag: 14. März 1968

Die Erfindung betrifft bistabile Multivibratoren, insbesondere mit Transistoren versehene bistabile Multivibratoren von jener Art, welche auf die nacheilende Flanke eines Eingangsimpulses anspricht, um dadurch Uberholbedingungen zu verhindern.

Es sind verschiedene bistabile Multivibratorschaltungen und deren Anwendungen bekannt. Ein bistabiler Multivibrator ist ein elektrischer Stromkreis, der zwei stabile Stellungen aufweist. Wenn der Stromkreis nicht durch einen Auslöseimpuls gestört wird, bleibt derselbe in der einen der beiden stabilen Stellungen. Wenn ein Eingangsimpuls auf den Eingang des Stromkreises zur Einwirkung kommt, schaltet derselbe in die zweite stabile Stellung um und verbleibt in derselben, bis ein weiterer Eingangsimpuls zur Einwirkung kommt. Die Stellung eines solchen bistabilen Stromkreises kann festgestellt oder zur Steuerung anderer Stromkreise benutzt werden, indem eine Ausgangsleitung mit einer ausgewählten Stelle im Stromkreis verbunden wird. In der einen stabilen Stellung wird sich die Ausgangsleitung auf einer verhältnismäßig hohen Spannung befinden, während dieselbe in der entgegengesetzten Stellung des Stromkreises eine verhältnismäßig niedrige Spannung aufweisen wird. Häufig werden zwei Ausgangsleitungen verwendet, wobei die zweite Ausgangsleitung derart mit einer ausgewählten Stelle im Stromkreis verbunden ist, daß sie eine verhältnismäßig niedrige Spannung aufweist, wenn sich die erste Ausgangsleitung auf einer verhältnismäßig hohen Spannung befindet. Wenn der bistabile Stromkreis seine Stellung umschaltet, ist das Umgekehrte der Fall.

Die zwei stabile Stellungen umfassende alternative Logik eines solchen Stromkreises wird mit verschiedenen Ausdrücken bezeichnet, wie »ein« und »aus«, »einschalten« und »ausschalten«, »1« und »0«. Die Auswahl der bei der Beschreibung bistabiler Stromkreise verwendeten Bezeichnungen ist dem Belieben anheimgestellt und wird gewöhnlich durch das Gesamtsystem diktiert, von welchem der bistabile Stromkreis einen kleinen Teil bildet. Die vorliegende Erfindung wird in Verbindung mit einem negativen logischen bistabilen Stromkreis beschrieben. Eine Stellung mit verhältnismäßig hoher Spannung wird daher mit »0« und eine Stellung mit verhältnismäßig niedriger Spannung mit »1« bezeichnet. Es ist zu bemerken, daß diese Auswahl willkürlich ist und die Erfindung in keiner Weise einschränken soll.

Bistabile Stromkreise werden gewöhnlich als Bausteine in der logischen Technologie von Rechenmaschinen verwendet. Eine der häufigsten Anwendungen ist in Impulszählern. Der einfachste Impuls-Bistabiler Multivibrator

Anmelder:

Corning Glass Works, Corning, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Berkenfeld

und Dipl.-Ing. H. Berkenfeld, Patentanwälte,

5000 Köln-Lindenthal 1, Universitätsstr. 31

Als Erfinder benannt:

Kerry Jackson,

David Charles Uimari, Raleigh, N. C. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 15. Dezember 1965
(513 984)

Zähler wäre beispielsweise ein Zwei-Ziffern-Zähler und könnte nur einen einzigen bistabilen Stromkreis aufweisen. Ein solcher Stromkreis kann infolge seiner beiden stabilen Stellungen von 0 bis 1 zählen. Etwas verwickeitere Zählwerke weisen η bistabile Multivibratoren auf, die miteinander verbunden sind, so daß sie die Fähigkeit haben, 2ⁿ binäre Zahlen darzustellen. Wenn sich der Zähler in einer besonderen Stellung befindet, wird der nächste Eingangsimpuls, der häufig als Schaltimpuls bezeichnet wird, zur Einwirkung gebracht, um bestimmte bistabile Stromkreise in besondere Stellungen umzuschalten. Die besonderen Eingänge zu den einzelnen bistabilen Stromkreisen werden häufig durch sogenannte Einschalt- und Ausschalt-Eingangssignale gesteuert. Diese Einschalt- und Ausschalt-Eingangssignale können und werden häufig von den Ausgängen anderer bistabiler Stromkreise im Gesamtzähler zur Einwirkung gebracht und lenken die Schaltimpulse entsprechend einem vorherbestimmten logischen Schema zu den richtigen Eingängen des bistabilen Stromkreises. Es sei beispielsweise angenommen, daß sich der «-te bistabile Stromkreis in einer Zählerkette in der Stellung »0« befindet und durch die Einwirkung eines Schaltimpulses auf seinen Einschalteingang in die Stellung »1« umgeschaltet werden kann. Es sei ferner angenommen, daß an der Einschaltklemme des Eingangstores für den «-ten bistabilen

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Stromkreis eine »1« vorhanden ist (ein Signal von ver- zweiter elektronischer Schalter, der eine Steuerelektrode hältnismäßig niedriger Spannung in der negativen und zwei leitende Elektroden aufweist und der beim Logik). Diese »1« kann der erste Ausgang des («-l)-ten Fehlen eines Schaltimpulses gewöhnlich leitend ist, im bistabilen Stromkreises sein. Wenn am Eingang des leitenden Zustand den ersten elektronischen Schalter Schaltimpulses eine »1« erscheint, wird sie durch die an 5 im nichtleitenden Zustand hält, wobei die Anordnung der Einschaltklemme erscheinende »1« zum Einschalt- so getroffen ist, daß beim Ansprechen auf die Vordereingang gelenkt und auf den Einschalteingang des flanke eines Schaltimpulses der zweite elektronische bistabilen Grundstromkreises zur Einwirkung ge- Schalter ausgeschaltet und die Steuerelektrode des bracht. Der bistabile Grundstromkreis schaltet dann ersten elektronischen Schalters unterhalb des zum Einvon »0« auf »1« um und bewirkt, daß sich sein Ausgang io schalten erforderlichen Schwellenwertes gehalten wird, oder seine Ausgänge umkehren. während beim Ansprechen auf die nacheilende Flanke

Da der Schaltimpuls häufig auf die Eingangstore des Schaltimpulses der erste elektronische Schalter für aller den Zähler bildenden bistabilen Stromkreise zur einen Zeitraum eingeschaltet wird, der ausreicht, um Einwirkung gebracht wird, kann infolge des Umschal- ein Schaltsignal zum Schalteingang durchzulassen, tens der bistabilen Stromkreise ein als »überholen« be- 15 Durch die vorliegende Erfindung werden Überholzeichnetes Ergebnis auftreten. Unter Bezugnahme auf zustände in einem bistabilen Stromkreis verhindert, den oben beschriebenen Zustand, bei welchem der Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der

Einschalteingang dem Eingangstor des «-ten bistabilen nachstehenden genaueren Beschreibung einer bevor-Stromkreises vom ersten Ausgang des (ra-l)-ten bi- zugten Ausführungsform.

stabilen Stromkreises zugeführt wurde, sei beispiels- 20 Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein schemaweise angenommen, daß der Schaltimpüls auch auf die tisches Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform Eingangstore des (n-l)-ten bistabilen Stromkreises zur der Erfindung, nämlich einen bistabilen Grundstrom-Einwirkung gebracht wird. In diesem Fall wird der kreis in Kombination mit einem Paar von mit Tran-Schaltimpuls — wie vorstehend erklärt ·—· dem Ein- sistoren versehenen Eingangstoren, schalteingang des «-ten bistabilen Grundstromkreises 35 Der in der Zeichnung dargestellte, mit hoher Gezugeleitet, um denselben dadurch in die entgegenge- schwindigkeit arbeitende bistabile Multivibrator besetzte Stellung umzuschalten. Gleichzeitig kann der steht aus einem bistabilen Grundstromkreis 10, aus Schaltimpuls jedoch bewirken, daß der («-l)-te bi- einem Ausgangsverstärker 12, aus zwei Eingangstoren stabile Stromkreis seine Stellung verändert, so daß 14, 16 und aus zwei Speichertoren 17, 18, die alle von die »1« von der Einschaltklemme des Eingangstores 30 den durch unterbrochene Linien gebildeten Rechtentfernt und eine »1« an der Ausschaltklemme des Ein- ecken umgeben sind. Der bistabile Grundstromkreis 10 gangstores zum «-ten bistabilen Stromkreis angeordnet und der Verstärker 12 sind nur zum Zweck des besseren wird. Wenn der letztere Zustand vor der Beendigung Verständnisses der vorliegenden Erfindung genauer des Schaltimpulses auftritt, wird der «-te bistabile dargestellt. In der vorliegenden Erfindung können Stromkreis in die Stellung »0« oder »Ausschaltstellung« 35 jedoch auch andere bistabile Grundstromkreise verzurückschalten. Dieser sogenannte Überholzustand wendet werden, und der dargestellte besondere Stromunterbricht das ganze Schema des Zählern, da alle kreis soll in keiner Weise einschränkend sein. Die Umbistabilen Elemente gewöhnlich in der beschriebenen Schaltgeschwindigkeiten werden jedoch durch die Art Weise miteinander verbunden sind. des verwendeten Stromkreises beeinflußt, und der dar-

Es wurden Stromkreise ausgebildet, um den Über- 40 gestellte Stromkreis ist der am schnellsten arbeitende holzustand zu verhindern, indem bewirkt wird, daß der Stromkreis, der verfügbar ist.

bistabile Grundstromkreis auf die nacheilende Flanke Der bistabile Grundstromkreis 10 arbeitet in be-

der Schaltimpulse anspricht. Die meisten bekannten kannter Weise, die nachstehend kurz erklärt wird. Die Stromkreise dieser Art sind jedoch entweder äußerst Emitter der Transistoren Q₁ und Q₂ sind miteinander verwickelt (indem sie im wesentlichen zwei getrennte 45 und über den Widerstand i?₅ mit einem negativen Netz-Flip-Flop-Schaltungen verwenden, die durch irgend- anschluß Vbb verbunden. Die Kollektoren der Traneine Art einer entgegenwirkenden Sperre verbunden sistoren sind mit den entsprechenden Basen des anderen sind) oder beruhen auf Kondensatoren, um eine Transistors verbunden. Die Basis-Kollektor-Verbin-Wechselstromverbindung des Schaltimpulses mit dem dung gewährleistet, daß der andere Transistor ausge-Stromkreis herzustellen. Gemäß der vorliegenden Er- 5° schaltet wird, wenn der eine Transistor leitend ist. findung erfordert der Stromkreis, der die Umschaltung Wenn der Transistor Q₁ leitend ist, ist sein Kollektor des bistabilen Grundstromkreises bewirkt, weder zwei niedrig gespannt, wodurch die Basis des Transistors Q_s getrennte Flip-Flop-Schaltungen, die durch irgendeine auf einer niedrigen Spannung gehalten wird. Die nied-Art einer zusammenwirkenden Sperre verbunden sind, rige Spannung an der Basis des Transistors Q₂ schaltet noch Kondensatoren, um eine Wechselstromverbin- 55 diesen Transistor aus, wodurch der Kollektor des dung des Schaltimpulses mit dem Stromkreis herzu- Transistors Q_z auf einer verhältnismäßig hohen Spanstellen. Die vorliegende Erfindung bewirkt, daß der nung gehalten wird. Die hohe Spannung am Kollektor bistabile Grundstromkreis durch die nacheilende des Transistors Q_z wird auf die Basis des Transistors Q₁ Flanke des Schaltimpulses umgeschaltet wird und der zur Einwirkung gebracht, wodurch dieser Transistor auch eine rasche Umschaltung bewirkt, sobald die 60 im leitenden Zustand gehalten wird. Der eben benacheilende Flanke in Erscheinung tritt. schriebene Zustand ist als die Stellung »1« oder Ein-Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die schaltstellung anzusehen. Der Zustand kann verändert Schaltsignale auf einen oder jeden Schalteingang über Werden, indem entweder Strom von der Basis des Traneinen ersten elektronischen Schalter zur Einwirkung sistors Q₁ abgeleitet oder der Basis des Transistors Q₃ gebracht werden, der eine Steuerelektrode und zwei 65 Strom zugeführt wird. Bei dem in der Zeichnung darleitende Elektroden aufweist, wobei die leitenden gestellten besonderen Stromkreis wird Strom den Elektroden zwischen einem positiven Netzanschluß Basen entweder des Transistors Q₁ oder des Tran- und dem Schalteingang eingeschaltet sind, und daß ein sistors Q₂ zugeführt.

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Wenn der Basis des Transistors Q₂ Strom zugeführt sistors Q₇ ist über eine Diode CR₁ ebenfalls mit der wird, beginnt die Spannung an dieser Stelle anzu- Eingangsklemme JW verbunden. Die Eingang sklemme steigen, bis sie gleich der Spannung an der Basis des /JV ist über den Widerstand R₉ zusätzlich mit dem Transistors Q₁ ist. Jeder zusätzliche Anstieg der Span- positiven Netzanschluß Vcc verbunden,
nung an der Basis des Transistors Q₂ bewirkt, daß eine 5 Nunmehr soll die Wirkungsweise des Stromkreises Umschaltung erfolgt. Der Transistor Q₂ beginnt leitend erklärt werden. Es sei angenommen, daß sich der bizu werden, wodurch die Spannung an seinem Kollektor stabile Grundstromkreis 10 in der Ausschaltstellung und demgemäß auch die Spannung an der Basis des befindet, d. h., daß der Transistor Q₂ leitend und der Transistors Q₁ gesenkt wird. Wenn die Spannung an Transistor Q₁ ausgeschaltet ist. Es sei ferner angeder Basis des Transistors Q₁ abnimmt, beginnt der io nommen, daß am Eingang S zum Eingangstor 14 eine Transistor Q₁ weniger Strom zu leiten, wodurch be- binäre »1« vorhanden ist. Vor der Ankunft eines wirkt wird, daß die Spannung an seinem Kollektor zu- Schaltimpulses an der Klemme C ist der Transistor Q₀ nimmt, so daß auch die Spannung an der Basis des nichtleitend, und das Speichertor 17 befindet sich in Transistors Q₂ zunimmt. Der Vorgang ist kumulativ einem Zustand, der als Ruhezustand bezeichnet werden und bewirkt, daß der Transistor Q₁ vollständig ausge- 15 kann. Der Strom fließt vom positiven Netzanschluß Vcc schaltet und der Transistor Q₂ leitend wird. Die letztere über die Widerstände R₉ und R₁₁ zur Basis des Transtabile Stellung wird als die Stellung »0« oder Aus- sistors Q₇, so daß dieser eingeschaltet wird. Die Werte schaltstellung bezeichnet. Die Ausgangsspannungen an der Widerstände R₉, R₁₁ und R₁₀ sind so gewählt, daß den Transistoren Q₁ und Q₂ werden durch die Tran- der Transistor Q₇ gesättigt wird. Die Spannung an der sistoren Q₃ und Q₁ des Ausgangsverstärkers 12 ver- 20 Basis des Transistors Q₅ ist daher die Sättigungsspanstärkt. Wenn sich der bistabile Grundstromkreis in der nung des Transistors Q₁, welche geringer ist als die Einschaltstellung befindet, ist der Ausgang Q niedrig Schwellenspannung, die erforderlich ist, um den Trangespannt (Stellung 1) und der Ausgang Q hoch ge- sistor Q_n einzuschalten. Solange daher der Transispannt (Stellung 0). stör O₇ eingeschaltet und gesättigt ist, bleibt der Tran-

Die Eingangstore 14 und 16 sind negative logische 25 sistor Q₅ ausgeschaltet. Wenn die Vorderflanke des

UND-Tore. Da beide Eingangstore identisch sind, Schaltimpulses, die eine abfallende Spannung ist, am

wird nur eines derselben erklärt. Das Tor 14 besteht Eingang C erscheint, beginnt der Transistor Q₀ zu

aus den Eingangstransistoren Q₁₆ und Q_u, die durch leiten. Da der Kollektorstrom beginnt, durch den

den Schaltimpuls bei C bzw. durch den Einschaltein- Transistor Q₀ zu fließen, beginnt die Spannung an der

gang bei S gesteuert werden. Solange auf die Ein- 30 Eingangsklemme /TV abzunehmen. Wenn dieselbe die

gänge C oder S eine binäre »0« (Hochspannung) zur Mindestspannung an der Basis des Transistors Q₁ er

Einwirkung kommt, ist die Basis des Transistors Q_A reicht, beginnt derselbe, ausgeschaltet zu werden,

hochgespannt, so daß der Transistor Qa leitend und Gleichzeitig kann jedoch die Spannung an der Basis

der Transistor Q₀ ausgeschaltet wird. Wenn am Ein- des Transistors Q₅ nicht über die Spannung an der

gang S eine binäre »1« vorhanden ist, ist das Eingangs- 35 Eingangsklemme /JV plus dem Spannungsabfall an der

tor betriebsbereit und schaltet den Transistor Q₀ ein, Diode CR₁ ansteigen. Wenn die Anstiegszeit des KoI

wenn ein hoch- bis niedriggespannter Schaltimpuls lektorstromes des Transistors Q₀ rasch genug und die

empfangen wird. Wenn der Transistor Q₀ eingeschaltet Speicherzeit des Transistors Q₁ lang genug ist, ist zu

wird, nimmt die Spannung an der Eingangsklemme dem Zeitpunkt, in dem der Transistor Q₁ beginnt, aus-

/JV ab. 40 geschaltet zu werden, der ganze Kollektorstrom des

Der die nacheilende Flanke auslösende Stromkreis Transistors Q₁ über die Diode CR₁ abgeleitet worden,

oder das Speichertor 17 ist zwischen dem Ausgang des Dadurch wird eine Änderung der Spannung an der

Eingangstores 14 und der Einschalt-Eingangsklemme Basis des Transistors Q₅ vermieden, und dieser bleibt

(Basis des Transistors Q₁) des bistabilen Grundstrom- daher ausgeschaltet, auch wenn der Transistor Q₇

kreises 10 eingeschaltet. Das Speichertor 18 ist zwi- 45 nicht mehr gesättigt ist.

sehen dem Eingangstor 16 und der Ausschalt-Ein- Wie vorstehend angegeben ist, bleibt der Transigangsklemme (Basis des Transistors Q₂) des bistabilen stör Q₅ ausgeschaltet, wenn die Vorderflanke des Grundstromkreises 10 eingeschaltet. Da die Strom- Schaltimpulses am Eingang C erscheint, vorausgesetzt, kreise 17 und 18 identisch sind, wird nur der Strom- daß die Anstiegszeit des Kollektorstromes des Trankreis 17 beschrieben. Der die nacheilende Flanke aus- 50 sistors Q₀ rasch genug ist. Da diese Anstiegszeit teillösende Stromkreis 17 besteht aus einem Transistor Q₅, weise von der Abstiegszeit der Spannung des Schaltdessen Kollektor mit dem positiven Netzanschluß Vcc impulses abhängig ist, soll eine maximale Abstiegszeit und dessen Emitter mit der Basis des Transistors Q₁ für die Spannung des Schaltimpulses angegeben werverbunden ist. Wenn der Transistor Q₅ ausgeschaltet den. Wenn für die Diode CR₁ eine Silicondiode verist, hat derselbe keine Wirkung auf den bistabilen 55 wendet wird, wurde experimentell gefunden, daß die Grundstromkreis. Wenn der Transistor Q₅ hingegen zulässige maximale Abstiegszeit für die Spannung des eingeschaltet ist, führt derselbe der Basis des Tran- Schaltimpulses annähernd 200 Nanosekunden beträgt, sistors Q₁ Strom zu und bewirkt, daß der bistabile Für schnell arbeitende Systeme, bei welchen die Grundstromkreis umschaltet, wenn sich derselbe vor- Breiten des Schaltimpulses eine Größe von 100 bis her in der Ausschaltstellung befand. Der leitende Zu- 60 500 Nanosekunden aufweisen, soll diese Anforderung stand des Transistors Q₅ wird anfänglich durch den an die Abstiegszeit entsprechend sein. Für langsam Transistor Q₇ gesteuert, dessen Kollektor mit der arbeitende Systeme kann die Diode CR₁ eine Ger-Basis des Transistors Q₅ und dessen Emitter mit Erde maniumdiode sein, bei welcher experimentell festgeverbunden ist. Der Kollektor des Transistors Q₇ ist stellt wurde, daß Abstiegszeiten bis zu 2 Mikrosekunüber den Widerstand R₁₀ ebenfalls mit dem positiven 65 den keine Auslösung der Vorderflanke bewirkt haben. Netzanschluß Vcc verbunden. Die Basis des Tran- Außerdem wird ein parallel zur Diode CR₁ ansistors Q₇ ist über einen Widerstand R_n mit der Ein- geordneter Kondensator die Mindestabstiegszeit ergangsklemme /JV verbunden. Der Kollektor des Tran- höhen.

Sobald der Kollektorstrom des Transistors Q₀ seinen um seine Stellung zu verändern. Dies ist eine notmaximalen Wert erreicht, ist die Spannung an der wendige Bedingung, da der Kollektorstrom des Eingangsklemme auf ihren Mindestwert abgesunken. Transistors Q₇ die Spannung an der Basis des Tran-Die Größe der Widerstände R₉ und R₁₀ ist so gewählt, sistors Q₅ verringern wird, um diesen auszuschalten, daß die Mindesteingangsspannung plus dem Span- 5 Wenn der Transistor Q₇ vor dem Punkt eingeschaltet nungsabfall an der Diode nicht ausreicht, um den wird, an dem der bistabile Grundstromkreis selbst-Transistor Q₅ einzuschalten. Mit anderen Worten, der tätig umschaltet, wird der Stromkreis nicht arbeiten. Transistor Q₅ bleibt während der Abstiegszeit der Es ist daher erforderlich, daß die Spannung an der Spannung des Schaltimpulses ausgeschaltet, und wäh- Basis des Transistors Q₇ den Schwellenwert erst rend der ganzen Zeit bleibt der Schaltimpuls niedrig io erreicht, wenn die Umschaltung des bistabilen Grundgespannt. Das bedeutet, daß der bistabile Grund- Stromkreises erfolgt ist. Die Zeit, welche die Spannung Stromkreis 10 während dieser Zeit seine Stellung nicht an der Basis braucht, um den Schwellenwert zu erverändern kann. Am Ende der Abstiegszeit der Span- reichen, wird durch die Anstiegszeit der Eingangsnung des Schaltimpulses erscheint die nacheilende spannung des Schaltimpulses und den anfänglichen Flanke an der Klemme C als eine ansteigende Span- 15 Wert der Spannung an der Basis bestimmt. Dieselbe nung. Wenn der Schaltimpuls auf seinen maximalen ist selbstverständlich auch von der Größe der ver-Wert anzusteigen beginnt, beginnt der Transistor Q₀ schiedenen Kapazitäten und Widerstände im Stromausgeschaltet zu werden, und die Spannung an der kreis abhängig. Diese werden jedoch durch den Eingangsklemme IN beginnt anzusteigen. Die Span- Transistor selbst (im Fall der Kapazität) und durch nung an der Basis des Transistors Q₇ beginnt ebenfalls 20 andere Erfordernisse des Stromkreises (im Fall des anzusteigen, aber langsamer als die Spannung an der Widerstandes) festgesetzt. Was die Anstiegszeit be-Eingangsklemme /JV, da mit der Basis eine Kapazität trifft, ist ersichtlich, daß der Stromkreis die ververbunden ist. Die Geschwindigkeit, mit welcher die schiedenen möglichen Werte der Anstiegszeit etwas Spannungen an den Basen der Transistoren Q₅ und Q₇ kompensiert. Mit anderen Worten, wenn die Anansteigen, ist eine Funktion der Geschwindigkeit, mit 25 stiegszeit schnell ist, steigt die Spannung an der welcher die zu der Basis gehörigen Kondensatoren auf- Basis des Transistors Q₇ rasch an. Das gleiche tut geladen werden können und diese ist wieder eine Funk- aber auch die Spannung an der Basis des Transistors Q₅, tion der Widerstände, durch welche der Strom hin- und demgemäß ist die Umschaltgeschwindigkeit des durchgehen muß, um die betreffenden Basen zu er- bistabilen Grundstromkreises schnell. Wenn die reichen. Wenn der Widerstand im Basisstromkreis des 30 Anstiegszeit langsam ist, nimmt die Spannung an Transistors Q₅ (Diode CR₁) viel kleiner ist als der der Basis des Transistors Q₅ langsam zu. Das gleiche Widerstand im Basisstromkreis des Transistors Q₇ tut aber auch die Spannung an der Basis des Tran-(Widerstand R₁₁), wird die Spannung an der Basis des sistors Q₇. Da überdies der Widerstand R₁₀ viel Transistors Q₅ rascher zunehmen als die Spannung an kleiner ist als der Widerstand R₁₁, ist ersichtlich, daß der Basis des Transistors Q₇. Da die Diode CR₁ eine 35 die Spannung an der Basis des Transistors Q₅ immer vorwärts vorgespannte Diode ist, ist ihr Widerstand rascher zunehmen wird als die Spannung an der (selbst in entgegengesetzter Richtung) sehr klein. Basis des Transistors Q₇.

Wenn die Spannung an der Basis des Transistors Q₅ Gemäß einer zusätzlichen Weiterbildung kann ein

zunimmt, erreicht sie einen Punkt, an welchem die Ver- Auslöser oder eine JJf-Flip-Flop-Schaltung aus dem

bindungssteile der Basis und des Emitters des Tran- 40 in der Zeichnung gezeigten Stromkreis hergestellt

sistors Q₅ vorwärts vorgespannt wird, und der Tran- werden, indem ein dritter Transistor parallel zu den

sistor Q₅ wird eingeschaltet. Strom geht dann durch beiden Eingangstransistoren der Eingangstore 14, 16

den Transistor Q₅ zur Basis des Transistors Q₁ hin- hinzugefügt wird und indem dessen Eingangsklemmen

durch, und die Spannung an der Basis des Transi- mit den Ausgängen Q und Q verbunden werden,

stors Q₁ beginnt anzusteigen. Wenn genügend Strom 45 Solange unter diesen Bedingungen die Klemmen R

zugeführt worden ist, wird die Spannung an der Basis und S niedrig gespannt (oder ausgeschaltet) sind,

des Transistors Q₁ gleich der Spannung an der Basis ändert der Stromkreis bei jedem Schaltimpuls seine

des Transistors Q₉,. Jeder zusätzliche Strom vom Tran- Stellung. Durch Steuerung der Klemmen R und S

sistor Q₅ wird den Umschaltvorgang des bistabilen kann für die gleichen Verbindungen auch eine RST-

Grundstromkreises 10 auslösen. Der ansteigende KoI- 50 Flip-Flop-Schaltung hergestellt werden. Unter diesen

lektorstrom des Transistors Q₁ senkt die Spannung an Bedingungen wird der Stromkreis während des Schalt-

der Basis des Transistors Q₂, so daß dieser beginnt aus- impulses eingeschaltet oder ausgeschaltet, je nachdem,

geschaltet zu werden. Eine Abnahme des Kollektor- ob die Klemme S oder R niedrig gespannt ist. Wenn

stromes des Transistors Q₂ ermöglicht der Spannung beide Klemmen S und R niedrig gespannt sind, wird

an der Basis des Transistors Q₁ noch weiter zuzu- 55 der Stromkreis während des Schaltimpulses seine

nehmen, so daß der Transistor Q₁ eingeschaltet bleibt Stellung verändern.

und der Transistor Q₂ ausgeschaltet wird. Mit anderen Obwohl aus der vorstehenden Beschreibung für Worten, sobald der Transistor Q₁ beginnt eingeschaltet den Fachmann erkennbar ist, daß verschiedene zu werden, erfolgt die Umschaltung im bistabilen Werte der Widerstände, Dioden, Transistoren, Impuls-Grundstromkreis selbsttätig, ohne weitere Unter- 60 breiten, Anstiegszeiten und Abstiegszeiten zur Bildung Stützung durch den Transistor Q₅. eines gemäß den Lehren der Erfindung betriebs-Während der letztere Zustand eintritt, hat die fähigen Stromkreises ausgewählt werden können, Spannung an der Basis des Transistors Q₇ von dem wird nachstehend eine Liste der Parameterwerte für Wert, den sie am Ende des Schaltimpulses hatte, auf einen typischen Stromkreis angegeben: irgendeinen neuen Wert zugenommen. Wenn der 65

neue Wert kleiner ist als der Schwellenwert für den ^cc ~ ¹^ ± 3 /ο ^ν°Κ>

Transistor Q₇, bleibt dieser während der Zeit aus- Vbb = 3,0 ±3% Volt,

geschaltet, die der bistabile Grundstromkreis braucht, i?_lt2 = 359 ± 3 % Ohm,

^3,4 —

■^7,8 —

■^10,12 ⁼ ■^11,14 ⁼

40,8 ±3% Ohm,
218 ±3% Ohm,

98,5 ±3% Ohm,
100 ±3 ⁰/₀ Ohm,
687 ±5% Ohm,

91,5 ±5% Ohm,
723 ±5% Ohm,

Transistoren — 2N2369.

IO

Zusammenfassend ist zu bemerken, daß ein für die Mikroschaltung verwendbarer einfacher Stromkreis beschrieben wurde, der auf die nacheilende Flanke eines Eingangsschaltimpulses anspricht, um einen bistabilen Grundstromkreis umzuschalten.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Bistabiler Multivibrator, der durch die nacheilende Flanke eines Schaltimpulses umgeschaltet wird, bestehend aus einem bistabilen Grundstromkreis, der eine erste und eine zweite stabile Stellung sowie einen ersten und einen zweiten Schalteingang aufweist und der von jener Art ist, welche auf ein Schaltsignal am ersten Eingang anspricht, um den bistabilen Grundstromkreis in die erste Stellung umzuschalten, und welche auf ein Schaltsignal am zweiten Eingang anspricht, um den bistabilen Grundstromkreis in die zweite Stellung umzuschalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltsignale auf einen oder jeden Schalteingang (Basen der Transistoren Q₁, Q₂) über einen ersten elektronischen Schalter (Q₅) zur Einwirkung gebracht werden, der eine Steuerelektrode und zwei leitende Elektroden aufweist, wobei die leitenden Elektroden zwischen einem positiven Netzanschluß (Vcc) und dem Schalteingang eingeschaltet sind, und daß ein zweiter elektronischer Schalter (Q₇), der eine Steuerelektrode und zwei leitende Elektroden aufweist und der beim Fehlen eines Schaltimpulses gewöhnlich leitend ist, im leitenden Zustand den ersten elektronischen Schalter (Q₅) im nichtleitenden Zustand hält, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß beim Ansprechen auf die Vorderflanke eines Schaltimpulses der zweite elektronische Schalter (Qi) ausgeschaltet und die Steuerelektrode des ersten elektronischen Schalters (Q₅) unterhalb des zum Einschalten erforderlichen Schwellenwertes gehalten wird, während beim Ansprechen auf die nacheilende Flanke des Schaltimpulses der erste elektronische Schalter (Q₅) für einen Zeitraum eingeschaltet wird, der ausreicht, um ein Schaltsignal zum Schalteingang durchzulassen.

2. Multivibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste elektronische Schalter ein erster Transistor (Q₅) ist, dessen Emitter mit dem Schalteingang (Basis des Transistors Q₁), dessen Kollektor mit dem positiven Netzanschluß (Vcc) und dessen Basis über eine Impedanz (R₁₀) mit dem positiven Netzanschluß (Vcc) verbunden ist, daß der zweite elektronische Schalter ein zweiter Transistor (Q₁) ist, dessen Kollektor mit der Basis des ersten Transistors (Q₅), dessen Emitter mit einer elektrischen Bezugsklemme (Erde) und dessen Basis über erste und zweite Widerstände (R₉, R_n), die hintereinandergeschaltet sind, mit dem positiven Netzanschluß (V₀c) verbunden ist, daß ein asymmetrischer Leiter (CR₁) zwischen der gemeinsamen Eingangsklemme (IN) der hintereinandergeschalteten Widerstände (R₉, R₁₁) und der Basis des ersten Transistors (Q₅) eingeschaltet ist und daß eine Einrichtung (Q₀), die beim Fehlen eines Schaltimpulses als ein offener Stromkreis erscheint, mit der gemeinsamen Eingangsklemme (IN) verbunden ist, um beim Ansprechen auf einen Schaltimpuls aus derselben Strom abzuziehen.

3. Multivibrator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (Q₀) ein dritter Transistor ist, dessen Emitter-Kollektor-Weg zwischen der gemeinsamen Eingangsklemme (IN) und dem negativen Netzanschluß (Vbb) eingeschaltet ist sowie daß ein Tor (Qa, Q₁₁, Q₁₅), das auf die Koinzidenz eines Schaltimpulses und eines Sperrsignals anspricht, den dritten Transistor (Q₀) einschaltet.

4. Multivibrator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz (R₁₀) ein Widerstand ist.

5. Multivibrator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Widerstandes (R₁₀) viel kleiner ist als jene der beiden hintereinandergeschalteten Widerstände (R₉, R₁₁).

6. Multivibrator nach einem der Ansprüche 2 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (Qs, Qi und Q₀) NPN-Transistoren sind.

7. Multivibrator nach einem der Ansprüche 2 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß der asymmetrische Leiter (-RC₁) eine Silicondiode ist, deren Anode mit der Basis des ersten Transistors (Q₅) und deren Kathode mit der gemeinsamen Eingangsklemme (IN) verbunden ist.

8. Multivibrator nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der asymmetrische Leiter (CR₁) eine Germaniumdiode ist, deren Anode mit der Basis des ersten Transistors (Q₅) und deren Kathode mit der gemeinsamen Eingangsklemme (IN) verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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