DE1202330B

DE1202330B - Bistable circuit with high working speed

Info

Publication number: DE1202330B
Application number: DES90567A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Otmar Ringelhaan
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1964-04-15
Filing date: 1964-04-15
Publication date: 1965-10-07

Description

Bistabile Schaltung mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit Die Erfindung bezieht sich auf eine bistabile Schaltung hoher Arbeitsgeschwindigkeit für Einrichtungen der elektrischen Nachrichten- und Datenverarbeitungstechnik mit zwei Kippwiderständen, vorzugsweise Tunneldioden.Bistable circuit with high operating speed The invention relates to a high speed bistable circuit for devices electrical communications and data processing technology with two breakover resistors, preferably tunnel diodes.

Kippschaltungen dieser Art sind unter anderem unter dem Namen »Goto-Paar« bekanntgeworden. Das Goto-Paar sieht im wesentlichen eine Reihenschaltung der beiden Kippwiderstände vor, die in Abhängigkeit eines Taktsignals gleich, aber gegensinnig so weit durchgesteuert werden, daß bei jedem Takt einer der beiden Kippwiderstände von einer Lage niedrigen Widerstandes in eine Lage hohen Widerstandes springt. Welcher der Kippwiderstände springt, ist hierbei durch die Polarität einer die Symmetrie der Durchsteuerung beeinflussenden, das eingangsseitige Steuersignal darstellenden elektrischen Größe bestimmt.Flip-flops of this type are among other things under the name "Goto pair" known. The goto pair essentially sees the two connected in series Breakover resistors, which are the same as a function of a clock signal, but in opposite directions be controlled so far that one of the two breakover resistors for each cycle jumps from a position of low resistance to a position of high resistance. Which the breakover resistance jumps is due to the polarity of a symmetry influencing the through-control, representing the control signal on the input side electrical size determined.

Das Goto-Paar läßt noch Arbeitsgeschwindigkeiten weit oberhalb 100 MHz zu. Es eignet sich deshalb als schnelles, Speichereigenschaften aufweisendes Schaltelement, beispielsweise bei Rechenmaschinen oder bei mit Pulsmodulation arbeitenden Nachrichtenübertragungssystemen. Insbesondere lassen sich mit dem Goto-Paar Rechenkreise nach dem Verfahren der sogenannten »Majoritätslogik« aufbauen. Dabei müssen die Taktsignale für aufeinanderfolgende Stufen für eine vorgegebene Laufrichtung um beispielsweise 120° in der Phase nacheilend gegeneinander verschoben sein.The Goto pair still allows working speeds well above 100 MHz to. It is therefore suitable as a fast one that has storage properties Switching element, for example in calculating machines or in those working with pulse modulation Communication systems. In particular, arithmetic circles can be used with the Goto pair according to the procedure of the so-called "majority logic". The Clock signals for successive stages for a given direction of travel for example, be shifted in phase lagging against each other by 120 °.

Die Zuführung der Taktsignale bereitet mitunter erhebliche Schwierigkeiten, weil sehr hohe Anforderungen an die Symmetrie der jeweils gleichzeitig mit entgegengesetzter Polarität an der Serienschaltung der Kippwiderstände anliegenden Taktpulse gestellt werden müssen. Besonders nachteilig wirken sich hierauf Verkopplungen einzelner Stufen über die Sammelleitungen für die Taktsignale aus. Wie sich zeigt, läßt sich der schädliche Einfluß solcher Kopplungen auf die Symmetrie der Durchsteuerung nur durch besondere Maßnahmen, beispielsweise durch Laufzeitglieder, unterbinden, die einen erheblichen Mehraufwand bedeuten.The supply of the clock signals sometimes causes considerable difficulties, because very high demands on the symmetry of each at the same time with opposite Polarity is set at the series circuit of the breakover resistors applied clock pulses Need to become. Coupling of individual ones has a particularly disadvantageous effect on this Step out over the bus lines for the clock signals. As it turns out, you can the detrimental influence of such couplings on the symmetry of the control only prevent by special measures, for example by term elements, the mean a considerable additional effort.

Bei Datenverarbeitungsmaschinen wird im Verlauf einer Rechenoperation oftmals das Komplement zu einer bestimmten binären Zahl benötigt. Das Goto-Paar oder mit derartigen Paaren aufgebaute Ketten liefern für eine bestimmte Polarität des eingangsseitigen Steuersignals stets nur einen dieser Polarität zugeordneten Ausgangswert. Es ist deshalb notwendig, die Schalt- bzw. Rechenkreise der datenverarbeitenden Maschine zweimal aufzubauen und zueinander komplementär zu betreiben.In data processing machines, in the course of an arithmetic operation often the complement to a specific binary number is required. The goto couple or chains constructed with such pairs provide for a certain polarity of the control signal on the input side is always assigned to only one of this polarity Baseline. It is therefore necessary to use the switching and computing circuits of the data processing Set up the machine twice and operate it in a complementary manner to each other.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine bistabile Kippschaltung der einleitend beschriebenen Art eine Lösung anzugeben, die unter anderem die geschilderten Schwierigkeiten mit einfachen Mitteln überwindet.The invention is based on the object for a bistable multivibrator of the type described in the introduction to provide a solution that includes, among other things, the described Overcomes difficulties with simple means.

Ausgehend von einer bistabilen Schaltung hoher Arbeitsgeschwindigkeit für Einrichtungen der elektrischen Nachrichten- und Datenverarbeitungstechnik mit zwei Kippwiderständen, vorzugsweise Tunneldioden, bei der in Abhängigkeit von Taktsignalen, die die Kippwiderstände gleich, aber gegensinnig -durchsteuern, während der Dauer eines Taktes einer der beiden Kippwiderstände von einer Lage niedrigen Widerstandes in eine Lage hohen Widerstandes springt und bei der der jeweils springende Kippwiderstand durch die Polarität einer die Symmetrie der Durchsteuerung beeinflussenden, das eingangsseitige Steuersignal darstellenden elektrischen Größe bestimmt ist, wird gemäß der Erfindung die Aufgabe dadurch gelöst, daß die beiden Kippwiderstände jeweils zwei einander gegenüberliegende Zweige einer Brückenschaltung bilden und daß in den Diagonalen der Brückenschaltung je eine Reihenschaltung aus zwei gleich großen Widerständen angeordnet ist, an deren gemeinsame Verbindungspunkte die Taktsignalquelle angeschlossen ist.Starting from a high-speed bistable circuit for equipment for electrical communications and data processing technology with two breakover resistors, preferably tunnel diodes, in which, depending on clock signals, which control the breakdown resistors in the same way, but in opposite directions, for the duration one cycle of one of the two breakover resistors from a position of low resistance jumps into a position of high resistance and in which the respective jumping tilting resistance by the polarity of the symmetry of the through-control influencing the electrical variable representing the input-side control signal is determined According to the invention, the object is achieved in that the two breakover resistors each form two opposite branches of a bridge circuit and that in the diagonals of the bridge circuit each have a series circuit of two equally large Resistors is arranged, at the common connection points of which the clock signal source connected.

Es sind zwar bereits bistabile Kippstufen bekannt, bei denen zwei unmittelbar hintereinandergeschaltete Kippwiderstände zusammen mit einer ihnen parallelgeschalteten Reihenschaltung von Widerständen zu einer Brückenschaltung ergänzt sind. Für den Betrieb derartiger Schaltungen ist es hierbei jedoch erforderlich, in wenigstens einer Brückendiagonale eine Induktivität, beispielsweise eine Spule oder aber einen Transformator, anzuordnen. Diese Induktivität bedingt eine wesentliche Herabsetzung der durch die Kippwiderstände, beispielsweise Tunneldioden, an sich gegebenen maximalen Arbeitsgeschwindigkeit der Kippschaltung. Auch unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand von diesen Kippschaltungen vorteilhaft durch die Fähigkeit, das ausgangsseitige Ergebnis hinsichtlich eines ihm eingangsseitig zugeführten Steuersignals einem Verbraucher in zweifacher, zueinander komplementärer Form anzubieten.There are already bistable multivibrators known in which two Breakdown resistors connected directly one after the other together with one connected in parallel with them Series connection of resistors are added to form a bridge circuit. For the Operation of such circuits is necessary here, however, in at least a bridge diagonal an inductance, for example a coil or a Transformer to arrange. This inductance is conditional an essential Reduction by the breakover resistances, for example tunnel diodes, per se given maximum operating speed of the toggle switch. Also differs the subject of the invention is advantageous from these flip-flops by the ability the result on the output side with regard to a control signal supplied to it on the input side to offer a consumer in twofold, mutually complementary forms.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich die Funktion des Goto-Paares auch mit zwei in einer Brückenschaltung angeordneten Kippwiderständen realisieren läßt.The invention is based on the knowledge that the function of the goto pair also with two breakover resistors arranged in a bridge circuit can be realized.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Taktsignalquelle einseitig auf Bezugspotential gelegt. Hierbei bildet die Brückendiagonale derjenigen Reihenschaltung aus zwei Widerständen, deren gemeinsamer Verbindungspunkt auf Bezugspotential liegt, den Eingang für das Steuersignal und die andere Brückendiagonale den Ausgang für das zweifache, zueinander komplementäre Ausgangssignal.In a preferred embodiment, the clock signal source is placed on one side on reference potential. Here the bridge forms the diagonal of those Series connection of two resistors, their common connection point to reference potential is the input for the control signal and the other bridge diagonal is the output for the double, complementary output signal.

Mit der Schaltung nach der Erfindung lassen sich wie mit dem Goto-Paar ganz allgemein ebenfalls Rechenkreise nach dem Verfahren der Majoritätslogik aufbauen. Eine besonders einfache Möglichkeit einer Zusammenschaltung stellt seine mehrfache Hintereinanderschaltung zu einem Schieberegister dar. Bei einem solchen Schieberegister müssen mit Rücksicht auf die eindeutige Festlegung der Richtung der durchlaufenden Impulse die Taktsignale für die aufeinanderfolgenden Stufen in Laufrichtung der Kette gegeneinander in der Phase nacheilend um vorzugsweise 120° verschoben zugeführt sein.With the circuit according to the invention, as with the Goto pair generally also build computing circuits according to the majority logic procedure. A particularly simple way of interconnection is multiple Series connection to form a shift register. With such a shift register must take into account the clear definition of the direction of the traversing Pulses the clock signals for the successive stages in the running direction of the The chain is fed in a phase lagging behind, preferably shifted by 120 ° be.

Die einzelnen Stufen können in vorteilhafter Weise auch unter Fortfall ihrer eingangsseitigen Reihenschaltung aus zwei Widerständen hintereinandergeschaltet sein. Dabei müssen einerseits die Anschlüsse der Kippwiderstände aufeinanderfolgender Stufen gegeneinander vertauscht sein und andererseits die Taktsignale den aufeinanderfolgenden Stufen in Laufrichtung der Kette sowohl mit wechselnder Polarität als auch je um 90° in der Phase nacheilend gegeneinander verschoben zugeführt werden.The individual stages can advantageously also be omitted their input-side series connection of two resistors connected in series be. On the one hand, the connections of the breakover resistors must be consecutive Stages be interchanged and on the other hand the clock signals the successive Steps in the running direction of the chain both with alternating polarity and each around 90 ° are fed in phase lagging against each other.

Die Ausgangssignale bei einer mit zwei Kippwiderständen arbeitenden bistabilen Schaltung sind verhältnismäßig klein. In der Regel weisen die Ausgangsimpulse eine Amplitude von etwa 0,1 V auf. Bei der Brückenschaltung nach der Erfindung bestehen für das zweifache zueinander komplementäre Ausgangssignal die gleichen Verhältnisse. Im Gegensatz zum Goto-Paar sind jedoch die beiden zueinander komplementären Ausgangssignale unipolar gegen das Bezugspotential. Sie können daher gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mittels eines zwei Kippwiderstände, vorzugsweise Tunneldioden, aufweisenden Verstärkers in einfacher Weise verstärkt werden. Die Kippwiderstände sind gegensinnig in Reihe dem Ausgang der bistabilen Schaltung bzw. Kette, vorzugsweise über Entkopplungswiderstände, parallel angeschaltet. Außerdem hat der Verstärker noch einen zweiten Eingang, über den ihm ein die Kippwiderstände nach jedem Takt in die Ausgangslage rückstellender Rückstellpuls zugeführt wird.The output signals for one working with two breakover resistors bistable circuits are relatively small. Usually the output impulses an amplitude of about 0.1V. In the bridge circuit according to the invention exist the same ratios for the twofold mutually complementary output signal. In contrast to the Goto pair, however, the two output signals are complementary to one another unipolar to the reference potential. You can therefore, according to a further development of the Invention by means of a two breakover resistors, preferably tunnel diodes, having Amplifier can be amplified in a simple manner. The breakover resistances are in opposite directions in series with the output of the bistable circuit or chain, preferably via decoupling resistors, switched on in parallel. The amplifier also has a second input, via the one that resets the breakover resistances to the starting position after each cycle Reset pulse is supplied.

Weitere für die Erfindung wesentliche Merkmale sind in den Ansprüchen 9 bis 11 angegeben.Further features essential to the invention are set out in the claims 9 to 11 indicated.

An Hand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden. Zunächst ist in der F i g. 1 die bekannte, als »Goto-Paar« bezeichnete Grundschaltung dargestellt. Sie besteht aus der Reihenschaltung zweier Dioden TD 1 und TD 2, die auf beiden Seiten über Widerstände r1 und r2 an einer pulsförmigen Taktspannung ut und üt liegen. Die Taktspannungen ut und üt sind zueinander komplementär und steuern die beiden Tunneldioden mit jedem Takt gegeneinander. Die Symmetrie der gegenseitigen Durchsteuerung der Tunneldioden wird durch einen ihrem Verbindungspunkt zugeführten Steuerstrom ie in der Weise gestört, daß, wie an Hand der folgenden Diagramme noch gezeigt werden wird, die Polarität des Steuerstromes ie festlegt, welche der beiden Tunneldioden TD 1 und TD 2 während eines Taktes von einem Wert niedrigen Widerstandes in einen Wert hohen Widerstandes springt. Das Ergebnis eines Taktes wird in Form eines positiven oder negativen Pulses am Widerstand RL abgegriffen, der an die Reihenschaltung am Verbindungspunkt der beiden Tunneldioden gegen Bezugspotential angeschaltet ist.The invention will be explained in more detail below using exemplary embodiments that are shown in the drawing. First of all, FIG. 1 shows the basic circuit known as the “goto pair”. It consists of a series connection of two diodes TD 1 and TD 2, which are connected to a pulse-shaped clock voltage ut and üt on both sides via resistors r1 and r2. The clock voltages ut and üt are complementary to each other and control the two tunnel diodes against each other with each clock. The symmetry of the mutual control of the tunnel diodes is disturbed by a control current ie supplied to their connection point in such a way that, as will be shown on the basis of the following diagrams, the polarity of the control current ie determines which of the two tunnel diodes TD 1 and TD 2 during of a clock pulse jumps from a value of low resistance to a value of high resistance. The result of a cycle is tapped in the form of a positive or negative pulse at the resistor RL, which is connected to the series circuit at the connection point of the two tunnel diodes against reference potential.

Zum Verständnis der Wirkungsweise der Schaltung nach der F i g. 1 sind im Diagramm der F i g. 2 die U-1-Kennlinienn der beiden Tunneldioden einmal für den Fall einer Taktpause (Kurven ä und b') und einmal für den Fall eines Taktes (Kurven a und b) dargestellt. Der Steuerstrom ie ist in diesem Diagramm noch nicht berücksichtigt. Sobald ein gegenpoliger Taktpuls ankommt, werden die beiden Tunneldioden, wie dargestellt, gegensinnig durchgesteuert, und es entstehen drei Schnittpunkte I, 1I und 11I. Der Schnittpunkt III ist wegen der sich hier schneidenden fallenden Kennlinienäste instabil. Welcher der beiden stabilen Schnittpunkte I und II sich einstellt, d. h. welche der beiden Tunneldioden von ihrem Wert niedrigen Widerstandes in einen Wert hohen Widerstandes springt, ist bei exakt gleichen Tunneldioden und exakt symmetrischer Durchsteuerung rein zufällig. Wird dagegen durch den in der F i g. 1 dargestellten Steuerstrom ie die Symmetrie der Anordnung zugunsten einer der beiden Tunneldioden gestört, dann kann bei einem Takt jeweils nur diese eine Tunneldiode springen. Analog zur F i g. 2 ist dies im Diagramm der F i g. 3 dargestellt.To understand the operation of the circuit according to FIG. 1 are in the diagram of FIG. 2 shows the U-1 characteristics of the two tunnel diodes once for the case of a cycle break (curves a and b ') and once for the case of a cycle (curves a and b) . The control current ie is not yet taken into account in this diagram. As soon as a clock pulse of opposite polarity arrives, the two tunnel diodes are switched through in opposite directions, as shown, and three intersection points I, 1I and 11I are created. The intersection point III is unstable because of the falling branches of the characteristic curve that intersect here. Which of the two stable intersections I and II occurs, ie which of the two tunnel diodes jumps from its value of low resistance to a value of high resistance, is purely coincidental with exactly the same tunnel diodes and exactly symmetrical control. On the other hand, if the in FIG. 1, ie the symmetry of the arrangement is disturbed in favor of one of the two tunnel diodes, then only this one tunnel diode can jump at one cycle. Analogous to FIG. 2 this is the diagram in FIG. 3 shown.

Die Unsymmetrie, die durch den eingespeisten Strom ie verursacht wird, stellt sich im Diagramm der F i g. 3 durch eine gegenseitige Verschiebung der Tunneldiodenkennlinien a, ä und b, b' längs der dem Strom 1 zugeordneten Ordinate dar. Bei einem ankommenden Taktpuls kann nunmehr mit Sicherheit nur die Tunneldiode entsprechend der Kennlinie b springen, weil bei der gegensinnigen Aussteuerung der Dioden der mit I bezeichnete stabile Schnittpunkt in einem früheren Zeitpunkt erreicht wird als der ebenfalls stabile Schnittpunkt II, der einem Sprung der Tunneldiode mit der Kennlinie a entsprechen würde. Wird die Polarität des Stromes ie umgekehrt, dann erfolgt eine Verschiebung der Kennlinie a, ci und b, b' längs der Ordinate in umgekehrter Richtung. Bei einem ankommenden Taktpuls würde sich dann der Schnittpunkt II einstellen.The asymmetry caused by the current ie fed in is shown in the diagram in FIG. 3 by a mutual shift of the tunnel diode characteristics a, ä and b, b ' along the ordinate assigned to the current 1. With an incoming clock pulse, only the tunnel diode can now with certainty jump according to the characteristic curve b, because when the diodes are driven in the opposite direction, the with I is reached at an earlier point in time than the stable intersection II, which would correspond to a jump of the tunnel diode with the characteristic curve a. If the polarity of the current ie is reversed, the characteristic curves a, ci and b, b 'are shifted along the ordinate in the opposite direction. With an incoming clock pulse, the intersection point II would then be set.

Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist in der F i g. 4 dargestellt. Die Wirkungsweise ist die gleiche, wie sie hinsichtlich der Schaltung nach der F i g. 1 an Hand der Diagramme der F i g. 2 und 3 erläutert worden ist. Im Gegensatz zur bekannten Schaltung nach der F i g. 1 sind die beiden Tunneldioden TD 1 und TD 2 in einer Brückenschaltung mit den Diagonalen 1, 3 und 2, 4 angeordnet. Die beiden Tunneldioden einerseits und die ihnen in Reihe geschalteten Widerstände r1 und r2 andererseits bilden dabei jeweils zwei einander gegenüberliegende Brückenzweige. Zweckmäßig wird die Größe der Widerstände r1 und r2 so gewählt, daß sie in etwa dem Betrag des negativen dynamischen Widerstandes der Kippwiderstände bzw. Tunneldioden entspricht.An embodiment according to the invention is shown in FIG. 4 shown. The mode of operation is the same as that with regard to the circuit according to FIG. 1 on the basis of the diagrams in FIG. 2 and 3 has been explained. In contrast to the known circuit according to FIG. 1, the two tunnel diodes TD 1 and TD 2 are arranged in a bridge circuit with the diagonals 1, 3 and 2, 4. The two tunnel diodes on the one hand and the resistors r1 and r2 connected in series to them on the other hand each form two bridge arms lying opposite one another. The size of the resistors r1 and r2 is expediently chosen so that it corresponds approximately to the amount of the negative dynamic resistance of the breakover resistors or tunnel diodes.

In der Diagonale 2, 4 ist die Reihenschaltung aus zwei gleichen Widerständen R angeordnet, deren gemeinsamer Verbindungspunkt auf Bezugspotential liegt. Desgleichen ist in der Diagonale 1, 3 die Reihenschaltung aus zwei gleichen Widerständen R' angeordnet, an deren gemeinsamen Verbindungspunkt die das Taktsignal ut liefernde Quelle gegen Bezugspotential angeschaltet ist. Die Brückendiagonale 2, 4 stellt den Eingang der Schaltung dar. In dieser Diagonale ist die Quelle für den Steuerstrom ie angeordnet. Sofern es sich im Einzelfall als zweckmäßig erweist, kann sie entsprechend der gestrichelten Darstellung auch erdunsymmetrisch an die Brücke angeschaltet sein. Den Ausgang der Brückenschaltung bildet dann die andere Diagonale 1, 3. In der F i g. 4 ist dies dadurch hervorgehoben, daß der Diagonale 1, 3 die Reihenschaltung aus zwei Lastwiderständen RL und )ZL parallel angeschaltet ist, deren gemeinsamer Verbindungspunkt wiederum auf Bezugspotential liegt. Das Ausgangssignal kann an jedem der beiden Lastwiderstände RL und KL abgenommen werden. Hierbei ist die am Lastwiderstand RL abgenommene Ausgangsspannung ua komplementär zur Ausgangsspannung üa am Lastwiderstand RL. Die Schaltung stellt also bei jedem Taktpuls das Ausgangsergebnis auf der Ausgangsseite in doppelter, zueinander komplementärer Form zur Verfügung. Das Ergebnis kann auch unmittelbar zwischen der Diagonale 1, 3 abgegriffen werden. In diesem Falle findet eine Unterdrückung des Taktpulses statt, und es erscheint am Ausgang eine bipolare Pulsfolge, wie sie beim Goto-Paar in der F i g. 1 ausgangsseitig auftritt, allerdings mit dem wesentlichen Unterschied, daß das Ausgangssignal bei der Schaltung nach der Erfindung bezugspotentialfrei ansteht und daher mit der einen oder der anderen Polarität nach Wahl abgenommen werden kann.In the diagonal 2, 4 is the series connection of two equal resistors R arranged whose common connection point is at reference potential. Likewise is in the diagonal 1, 3 the series connection of two equal resistors R ' arranged, at their common connection point which supplies the clock signal ut Source is switched on against reference potential. The bridge diagonal 2, 4 represents represents the input of the circuit. The source for the control current is in this diagonal ie arranged. If it proves to be expedient in individual cases, it can accordingly the dashed representation also be connected to the bridge unbalanced to earth. The output of the bridge circuit then forms the other diagonal 1, 3. In the F i g. 4 this is emphasized by the fact that the diagonals 1, 3 are connected in series from two load resistors RL and) ZL is connected in parallel, their common Connection point is in turn at reference potential. The output signal can be can be removed from each of the two load resistors RL and KL. Here is the am Load resistance RL output voltage taken, among other things, complementary to the output voltage üa at the load resistance RL. The circuit therefore provides the output result for each clock pulse are available on the output side in double, mutually complementary forms. The result can also be tapped directly between diagonals 1, 3. In this case, the clock pulse is suppressed and it appears at the output a bipolar pulse train, as shown in the Goto pair in FIG. 1 on the output side occurs, but with the main difference that the output signal at the circuit according to the invention is pending reference potential free and therefore with the one or the other polarity of your choice can be removed.

Ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Schaltung nach der F i g. 4 durch mehrfache Hintereinanderschaltung zu einem Schieberegister erweitert ist, zeigt die F i g. 5 a. Alle drei Stufen G 1, G2 und G3 sind über Entkopplungswiderstände Rk miteinander verbunden. Um die Richtung - im vorliegenden Fall von links nach rechts - der durch das Schieberegister durchlaufenden Pulse eindeutig festzulegen, sind die Taktpulsfolgen utl, ut2 und ut3 entsprechend dem Diagramm der F i g. 5 b in der Phase um 120° gegeneinander nacheilend versetzt.An embodiment in which the circuit according to FIG. 4 through multiple series connection is expanded to form a shift register, shows the F i g. 5 a. All three stages G 1, G2 and G3 are via decoupling resistors Rk connected to each other. To the direction - in the present case from left to right - clearly define the pulses passing through the shift register, are the clock pulse sequences utl, ut2 and ut3 according to the diagram of FIG. 5 b offset from one another in phase by 120 °.

Ein weiteres Schieberegister ist in der F i g. 6 a dargestellt. Im Unterschied zum Schieberegister nach der F i g. 5 a ist einerseits bei den einzelnen Stufen G1 bis G4 die eingangsseitige Reihenschaltung aus den beiden Widerständen R in der Diagonale 2, 4 weggelassen. Andererseits sind die Kippwiderstände zweier aufeinanderfolgender Stufen mit ihren Anschlüssen gegeneinander vertauscht. Diese Maßnahme erfordert einen Vierphasentakt, weil nunmehr das Taktsignal utl bis ut4 den aufeinanderfolgenden Stufen mit wechselnder Polarität zugeführt werden muß. Wie das Zeitdiagramm für die Taktspannungen utl, ut2 ut3 und ut4 der Fig. 6b erkennen läßt, sind die Taktsignale für die aufeinanderfolgenden Stufen in Laufrichtung des Schieberegisters, abgesehen vom Wechsel der Polarität, jeweils um 90° in der Phase nacheilend gegeneinander verschoben. Abgesehen von der Einsparung der eingangsseitigen Reihenschaltung aus den beiden Widerständen R zeichnet sich diese Schaltung durch einen besonders geringen Bedarf an Taktleistung aus, da sich die Takte aufeinanderfolgender Stufen bei der Aussteuerung der Kippwiderstände gegenseitig unterstützen.Another shift register is shown in FIG. 6 a. in the Difference to the shift register according to FIG. 5 a is on the one hand with the individual Steps G1 to G4 the input-side series connection of the two resistors R in diagonal 2, 4 is omitted. On the other hand, the breakover resistances are two successive stages with their connections interchanged. These Measure requires a four-phase clock, because now the clock signal utl to ut4 must be fed to the successive stages with alternating polarity. As can be seen from the timing diagram for the clock voltages utl, ut2, ut3 and ut4 in FIG. 6b lets are the clock signals for the successive stages in the running direction of the Shift register, apart from the change in polarity, each by 90 ° in phase shifted lagging against each other. Apart from the savings on the input side This circuit is characterized by series connection of the two resistors R. a particularly low demand for cycle performance, since the cycles are consecutive Levels mutually support each other in modulating the breakover resistances.

Die F i g. 7 zeigt einen Tunneldiodenverstärker TV, wie er zur Verstärkung des am Brückenausgang der Schaltung nach der Erfindung auftretenden zweifachen, zueinander komplementären Signals besonders geeignet ist. Der Tunneldiodenverstärker TV besteht aus zwei gegeneinandergeschalteten, mit ihrem gemeinsamen Verbindungspunkt auf Bezugspotential liegenden Tunneldioden TD 3 und TD 4, die in der den Ausgang der Brückenschaltung nach der Erfindung bildenden Diagonale 1, 3 über Entkopplungswiderstände Rk parallel angeschaltet sind. Der Reihenschaltung aus den Tunneldioden TD 3 und TD 4, von denen jede für sich einen eigenen Verstärkerkreis darstellt, sind die Reihenschaltungen aus den beiden Widerständen Rv und den beiden Widerständen Rv' parallel geschaltet. über den gemeinsamen Verbindungspunkt der Reihenschaltung aus den Widerständen Rv wird den Tunneldioden ein Vorstrom 1v zugeführt. Dieser Vorstrom legt die Kippschwelle der Tunneldioden so fest, daß sie nur dann von einer Lage niedrigen Widerstandes in eine Lage hohen Widerstandes umkippen, wenn das ankommende Signal den größeren von zwei möglichen Amplitudenwerten aufweist. Über den gemeinsamen Verbindungspunkt der Reihenschaltung aus den Widerständen Rv' werden den Tunneldioden TD 3 und TD 4 Rückstellimpulse ur zugeführt, die nach jedem Takt die in eine Lage hohen Widerstandes gekippte Tunneldiode in ihre Ausgangslage niedrigen Widerstandes zurückstellen.The F i g. 7 shows a tunnel diode amplifier TV, as it is particularly suitable for amplifying the twofold, mutually complementary signal occurring at the bridge output of the circuit according to the invention. The tunnel diode amplifier TV consists of two mutually connected tunnel diodes TD 3 and TD 4 with their common connection point at reference potential, which are connected in parallel in the diagonal 1, 3 forming the output of the bridge circuit according to the invention via decoupling resistors Rk. The series circuit made up of the tunnel diodes TD 3 and TD 4, each of which represents its own amplifier circuit, is connected in parallel with the series circuit made up of the two resistors Rv and the two resistors Rv '. A bias current 1v is fed to the tunnel diodes via the common connection point of the series connection of the resistors Rv. This bias current sets the breakover threshold of the tunnel diodes in such a way that they only switch from a position of low resistance to a position of high resistance when the incoming signal has the larger of two possible amplitude values. Via the common connection point of the series circuit of the resistors Rv 'the tunnel diodes TD 3 and TD 4 are supplied with reset pulses ur, which after each cycle reset the tunnel diode, which has been tilted into a position of high resistance, to its starting position of low resistance.

In der F i g. 8 sind in einem Zeitdiagramm die Spannungsabläufe an den Ein- und Ausgängen des Tunneldiodenverstärkers untereinander dargestellt. Das oberste Diagramm zeigt den Taktpuls ut und die darunter angeordneten, mit a1 und a2 gezeichneten Diagramme die am Eingang des Tunneldiodenverstärkers gegen Bezugspotential auftretenden, zueinander komplementären Ausgangssignale der Brückenschaltung nach der Erfindung. Die entsprechenden ausgangsseitigen, zueinander komplementären Signale des Tunneldiodenverstärkers sind in den beiden untersten Diagrammen angegeben. Das Zeitdiagramm der Rückstellpulse ist entsprechend der F i g. 7 mit ur bezeichnet. Wie die Diagramme a1 und a2 erkennen lassen, sind die dem Taktpuls überlagerten, zueinander komplementären Ausgangssignale verhältnismäßig klein. Ihre Amplituden liegen in der Größenordnung von etwa 0,1 V. Mit solch kleinen Spanungen können Schalttransistoren, wie sie bei sehr hohen Frequenzen zur Verstärkung pulsförmiger Spannungen fast ausschließlich zur Anwendung gelangen, nicht ausreichend ausgesteuert werden. Dagegen gibt der Tunneldiodenverstärker nach der F i g. 7 die Möglichkeit einer einwandfreien Verstärkung der zueinander komplementären Ausgangssignale auf etwa 0,3 V, so daß nunmehr einer Weiterverstärkung mittels zweier eingangsseitig und ausgangsseitig gegeneinandergeschalteter Schalttransistoren Trl, Tr2 nach der F i g. 7 nichts mehr im Wege steht.In FIG. 8 shows the voltage curves in a time diagram the inputs and outputs of the tunnel diode amplifier are shown one below the other. That The top diagram shows the clock pulse ut and the ones below, with a1 and a2 drawn diagrams at the input of the tunnel diode amplifier against reference potential occurring, complementary output signals of the bridge circuit after the invention. The corresponding output-side, mutually complementary signals of the tunnel diode amplifier are given in the two bottom diagrams. That The timing diagram of the reset pulses corresponds to FIG. 7 marked with ur. As the diagrams a1 and a2 show, the superimposed on the clock pulse, mutually complementary output signals relatively small. Your amplitudes are of the order of about 0.1 V. With such small voltages, switching transistors, as they are used almost exclusively to amplify pulse-shaped voltages at very high frequencies are used, are not adequately controlled. On the other hand he gives Tunnel diode amplifier according to FIG. 7 the possibility of proper reinforcement of the complementary output signals to about 0.3 V, so that now one Further reinforcement by means of two on the input side and one on the output side opposing switching transistors Trl, Tr2 according to FIG. 7 nothing more stands in the way.

Claims

Claims: 1. High-speed bistable circuit for equipment for electrical communications and data processing technology with two breakover resistors, preferably tunnel diodes, in which depending on clock signals which control the breakdown resistors in the same way but in opposite directions for the duration one cycle one of the two breakover resistors from a position of low resistance jumps into a position of high resistance and in which the respective jumping tilting resistance by the polarity of the symmetry of the through-control influencing the electrical variable representing the input-side control signal is determined, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that the two breakdown resistors are in the same direction are connected in the ring together with two equal resistors that they and the resistors each have two opposing branches of a bridge circuit form, and that in the diagonals of the bridge circuit each from a series circuit two equal resistors is arranged at their common connection points the clock signal source is connected. z. Bistable circuit according to Claim 1, characterized by the fact that the resistors are in the diagonals of the bridge circuit have significantly higher values than the resistances in the bridge branches. 3. Bistable circuit according to Claim 1 or 2, characterized in that the control signal source is arranged in one of the two diagonals of the bridge circuit. 4. Bistable Circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the Clock signal source is on one side at reference potential and that the bridge diagonal the series connection of two resistors whose common connection point is on Reference potential lies, the input for the control signal and the other bridge diagonal is the output for the complementary output signal. 5. Bistable circuit according to one of the preceding claims, characterized by their multiple connection in series in individual stages to a shift register and supply of the clock signals for the successive stages with lagging in the running direction of the chain by preferably 120 ° phase shifted against each other. 6. bistable circuit according to claim 5, characterized characterized in that the individual stages with the elimination of their input-side series connection are connected in series from two resistors, that also the connections of the Breakdown resistances in the successive stages are interchanged and that the clock signals for the successive stages in the running direction of the Chain on the one hand with alternating polarity and on the other hand in each case preferably 90 ° are shifted in the phase lagging against each other. 7. Bistable circuit according to claim 5 or 6, characterized in that between the successive Steps of the chain decoupling resistors are provided. B. Bistable circuit according to one of the preceding claims, with an output-side amplifier for Amplification of the double, complementary output signal, characterized in that, that the amplifier has two breakover resistors loaded with a bias current, preferably Tunnel diodes, which are in opposite directions in series with the output of the bistable circuit or chain are connected in parallel, preferably via decoupling resistors, and that the amplifier has a second input for the breakover resistors after each Having clock in the initial position resetting reset pulse. 9. Bistable circuit according to claim 8, characterized in that the amplified signal is at the output also in complementary form offering amplifiers one of two with their Inputs and outputs opposing switching transistors existing further amplifier stage is connected downstream. Considered publications: German Auslegeschrift No. 1152142; British Communication and Electronics, April 1960, p. 257, Fig. 3; "IRE Transactions an Electronic Computers", September 1960, P. 299, Fig. 9.