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Galvanisch gekoppelte bistabile Kippschaltung Bei bistabilen Kippschaltungen,
die in Schaltkreisen als Speicherelemente verwendet werden, unterscheidet man zwei
Typen.
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Bei dem einen Typ, der dynamischen Kippschaltung, liegt eine
kapazitive Kopplung vor (Differenzierglieder). Diese Kippschaltungen sprechen auf
die Flanken der Ansteuersignale, d. h. auf Signaländerungen an.
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Bei dieser Kippschaltung mach sich in vielen Anwendungsfällen der
Umstand nachteilig bemerkbar, daß sie gegenüber Störimpulsen anfällig ist. Außerdem
muß die Flankensteilheit der Ansteuersignale in engen Grenzen liegen, damit eine
sichere Funktionsweise gewährleistet wird.
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Bei dem zweiten Typ, der sogenanntene statischeu Kippschaltung,
liegt eine gleichstromiftäßige (galvanische) Kopplung der Elemente vor. Diese Kippschaltungen
sprechen auf die Höhe der Ansteuersignale an, nahezu unabhängig von ihrer Flankensteilheit.
Obwohl diese Kippschaltungen sehr störunempfindlich sind, ist es als ein Nachteil
zu werten, daß das Ansteuersignal für die Dauer des Anstehens den Eingang der Kippschaltung
beeinflußt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kippschaltung so aufzubauen,
daß sie die Vorteile der dynamischen und der statischen Technik vereint, ohne deren
Nachteil in Kauf nehmen zu müssen. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt ausgehend von
einer galvanisch gekoppelten bistabilen Kippschaltung, die auf die Amplitude der
Ansteuersignale nahezu unabhängig von deren Flankensteilheit anspricht und bei der
in mindestens einem Eingang ein logisches Verknüpfungsglied vorgesehen ist, gemäß
der Erfindung dadurch, daß das logische Funktionsglied auf einem Eingang unmittelbar
und auf dem zweiten Eingang mittelbar über ein Zeitglied vom Ansteuersignal angesteuert
wird.
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Die erfindungsgemäße Kippschaltung ist eine Modifikation der statischen
Technik insofern, als sie sich aus den Ansteuersignalen ohne Verwendung von dynamischen,
differenzierend wirkenden Gliedern die Ansteuerimpulse selbst ableitet, An Hand
von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher
erläutert werden. Es zeigt F i g. 1 eine symbolische Darstellung der Kippschaltung
nach der Erfindung, bei der in einem Eingangskreis die Zeitglieder vorgesehen sind,
F i g. la die ausführliche Schaltung zu der Darstellung nach F i
g. 1,
F i g. 2 eine Kippschaltung nach F i g. 1 mit Zeitgliedern
in beiden Eingängen, F i g. 3 eine Kippschaltung nach F i g. 2 erweitert
zu einer Binärstufe.
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In F i g. 1 bilden die UND-Glieder 1, 2 das ODER-NICHT-Glied
3 und der Inverter 4 in Verbindung mit der Rückführung des Inverters auf
einen Eingang des UND-Gliedes 2 eine an sich bekannte, gleichstrommäßige gekoppelte
Kippschaltung mit zwei Eingängen Ei. E, und den beiden antivalenten Ausgängen
A und 3. Die Schaltung spricht auf die Amplitude der an die Eingänge
angelegten Ansteuersignale an, nahezu unabhängig von deren Flankensteilheit. Die
Kippschaltung kann als Speicherelement für eine binäre Steuerung aufgefaßt werden.
Durch den L-Wert des binären Ansteuersignals wird der Ausgang A ebenfalls
gleich L. Er verbleibt in diesem Zustand auch dann, wenn das Ansteuersignal am Eingang
Ei verschwindet (binär 0 wird), d. h., der Speicher ist gesteuert.
Ei ist daher der Setzeingang. über den Eingang E2 kann die Kippschaltung
in die andere Lage, d. h. der Speicher gelöscht werden. Gemäß der Erfindung
ist im Setzeingangskreis ein negierendes Verzögerungsglied 5 vorgesehen,
dessen Ausgang auf den UND-Eingang a des Gliedes 1 einwirkt. Dieses Glied
hat folgende Wirkung: Liegt am Eingang Ei 0-Signal, so ist am Eingang a des
UND-Gliedes L-Signal, am Eingang b 0-Signal; die UND-Bedingung ist nicht
erfüllt, d. h., der Speicher wird nicht gesetzt. Wird nun der Eingang
Ei
zu L, so ist der Eingang a wegen des Zeitverhaltens des Gliedes
5 für die Dauer T noch L, da außerdem der Eingang b jetzt L ist, ist
die UND-Bedingung erfüllt, und der Speicher wird gesetzt. Nach der Zeit T verschwindet
das L-Signal an a, der Speicher hält sich jedoch über die Rückführung selbst. Das
die Speicherung bewirkende Signal, der Auslöseimpuls, ist daher nur kurzzeitig vorhanden,
obwohl das Signal am Eingang Ei länger anstehen kann.
In
F i g. 1 a ist die Schaltung nach F i g. 1 im einzelnen dargestellt.
Das UND-Glied 1 wird durch die Dioden D 3 bis D 5 in Verbindung
mit dem Widerstand R 2 gebildet. Der Eingang D, ist ein Eingang, der als Toreingang
benutzt werden kann (taktbarer Speicher). Das UND-Glied 2 wird durch die Dioden
Dji D 2 in Verbindung mit dem WiderstandR, gebildet. Das ODER-NICHT-Glied3
besteht aus den Dioden D., D 7 in Verbindung mit dem Transistor TS2
und der notwendigen Widerstandsbeschaltung. Der Inverter 4 wird durch den Transistors
Ts. mit den dazugehörigen Widerständen gebildet. Das negierende Verzögerungsglied
5 besteht aus dem Kondensator 5 in Verbindung mit dem Transistor Tsl
und den erforderlichen Widerständen.
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Zusätzlich ist in F i g. 1 a noch der Kondensator
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im Eingangskreis des Transistors TS2 vorgesehen. Durch diesen Kondensator
wird festgelegt, wie lange der"Auslöseimpuls andauern, muß, damit der Speicher kippt.
Er bestimmt daher die Grenzfrequenz und hat außerdem eine günstige Wirkung im Hinblick
auf die Unterdrückung von Störimpulsen.
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Bei der Schaltung nach F i g. 1 ist nur ein Eingang mit einem
Zeitglied versehen. Bei der Schaltung nach F i g. 2 ist in beiden Eingängen
ein Zeitglied vorgesehen. Es liegen daher auf der Setz- und auf der Löschseite gleiche
Verhältnisse vor. Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 2 ergibt sich auf Grund
die Erläuterungen zur Fig. 1 bzw. la von selbst. Gegenüber der Fig.
1 ist allerdings ein Inverter 4 mit zwei Eingängen, also ein ODER-NICHT-Glied
vorgesehen, weil, um symmetrische Eingangsverhältnisse zu schaffen, die Rückführung
des Gliedes 4 unmittelbar auf das ODER-NICHT-Glied 3 geschaltet ist und der
zweite Eingang des Gliedes 4 unmittelbar vom Lösch-UND-Glied 2 beaufschlagt wird.
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Ausgehend von der Schaltung nach F i g. 2 ist es auf besonders
einfache Weise möglich, eine Binärstufe, d. h. eine im Verhältnis 2:
1 untersetzende Zählstafe zu erstellen. Die entsprechende Schaltung ist in
der F i g. 3 dargestellt. Sie geht aus der Schaltung nach Fig. 2 hervor,
indem die Speicherausgänge über Kreuz auf die Eingänge der Zeitglieder
5,
5a rückgeführt werden, die als ODER-Eingänge ausgebildet sind. Außerdem
werden beide Eingänge E,
und E2 zusammengeschaltet, Durch die Rückführungen
wird bewirkt, daß die beiden ODER-Glieder, die wegen des negierenden Verhaltens
der Zeitglieder 5 ODER-NICHT-Verhalten haben, abwechselnd vorbereitet bzw.
verriegelt sind.
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Es sei angenommen, daß, wenn das Eingangssignal zum erstenmal L wird,
der Speicher gesetzt wird. Wird es zum zweitenmal L, so wird der Speicher gelöscht,
da der Setzeingang verriegelt und der Löcheingang vorbereitet ist. Durch die Löschung
wird der Setzeingang vorbereitet und der Löcheingang gesperrt; erst das dritte L-Signal
setzt daher den Speicher wieder, d. h., die Ausgangsfolge ist gegenüber der
Eingangsfolge im Verhältnis 2: 1 untersetzt.