DE1237169B

DE1237169B - Arrangement for generating two clock pulse sequences, the clock pulses of which are offset in time from one another

Info

Publication number: DE1237169B
Application number: DE1964L0047404
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wolfgang Pabst
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1964-03-25
Filing date: 1964-03-25
Publication date: 1967-03-23

Description

Anordnung zur Erzeugung von zwei Taktimpulsfolgen, deren Taktimpulse zeitlich gegeneinander versetzt sind Bei datenverarbeitenden Anlagen werden unter anderem auch Signale benötigt, die zeitlich mit Ab- stand aufeinanderfolgen (gegeneinander lückende Signale). Hierfür können Rechteckgeneratoren verwendet werden, die zwei um 90' phasenverschobene Rechteckspannungen erzeugen, aus denen zwei Taktsignale abgeleitet werden, die mit Abstand voneinander auftreten.Arrangement for the generation of two clock pulse trains, the clock pulses are staggered in time In data processing systems, inter alia, signals are required, which was time with waste follow one another (against each other lückende signals). For this purpose, square-wave generators can be used which generate two square-wave voltages which are phase-shifted by 90 ' , from which two clock signals are derived that occur at a distance from one another.

Bei einem bekannten Taktsignalgenerator ist ein Sinusgenerator verwendet, mit dem zwei um 90' phasenverschobe,ne Sinusspannungen erzeugt werden. Diese Spannungen werden in Rechteckspannungen umgeformt, und über logische Schaltungen werden gegeneinander lückende Taktsig ale erzeugt. Ein .n Nachteil dieses bekannten Taktsignalgenerators besteht darin, daß an die phasendrehenden Netzwerke des Sinusspannungen erzeugenden Generators hohe Forderungen gestellt werden (Genauigkeit der verwendeten Kondensatoren)-Die Erfindune, hat sich zur Aufgabe gestellt, einen Taktsignalgener ator zu erstellen, bei welchem an die verwendeten Zeitglieder (integrierende RC-Glieder) keine hohen Genauigkeitsforderungen gestellt werden.In a known clock signal generator, a sinusoidal generator is used with which two sinusoidal voltages are generated which are phase-shifted by 90 '. These voltages are converted into square-wave voltages, and clock signals that are incompatible with one another are generated via logic circuits. A disadvantage of this known clock signal generator is that high demands are made on the phase-rotating networks of the generator generating sinusoidal voltages (accuracy of the capacitors used) Timing elements (integrating RC elements) are not subject to high accuracy requirements.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Erzeugung von zwei Taktimpulsfolgen, deren Taktimpulse zeitlich gegeneinander versetzt sind. Die Erfindun ' a besteht darin, daß eine Ringschaltung zweier Schmitt-Trigger vorgesehen ist, denen je ein Zeitglied und gegebenenfalls eine Umkehrstufe vorgeschaltet ist, und daß die beiden Taktimpulsfolgen an den Ausgängen der Schmitt-Trigger abnehmbar sind. Einer weiteren Ausbildung entsprechend stimmt die Lade- und Entladezeit der Zeitglieder eine Dioden-und Widerstandskombination, die so geschaltet ist, daß während der Ladezeit des als RC-Glied aus-,ebildeten Zeitgliedes die Diode leitend und damit der zugeordnete Widerstand kurzgeschlossen ist, und während der Entladezeit die Diode gesperrt und damit der zugeordnete Widerstand durch Einschaltung in das RC-Glied dessen Zeitkonstante vergrößert ist. Einer weiteren Ausbildung entsprechend ist die Hysterese der Schmitt-Trigger durch eine wählbare Rückkopplung von der Aus 'gangsstufe zur Eingangsstufe jedes Triggers einstellbar.The invention relates to an arrangement for generating two clock pulse sequences, the clock pulses of which are offset in time with respect to one another. The Erfindun 'a is that a ring circuit of two Schmitt trigger is provided, each of which a timing element and optionally a reversing stage is arranged upstream, and that the two clock pulse sequences can be removed at the outputs of the Schmitt trigger. According to a further embodiment, the charging and discharging time of the timing elements is correct with a diode and resistor combination which is connected in such a way that the diode is conductive and thus the associated resistor is short-circuited during the charging time of the timing element designed as an RC element, and during the discharge time the diode is blocked and thus the associated resistance is increased by switching on the RC element whose time constant. According to a further embodiment, the hysteresis of the Schmitt trigger can be set by means of a selectable feedback from the output stage to the input stage of each trigger.

Durch die deutsche Patentschrift 1039 565 ist ein fremdgesteuerter Impulsgeber bekanntgeworden, der von einer Kette von monostabilen Impulserzeugem Gebrauch macht. Die Anordnung soll aus Steuerimpulsen variabler Folgefrequenz Impulszüge gleicher Frequenz und fester Phasenlage zu den Steuerimpulsen ableiten. Der deutschen Patentschrift 1115 292 ist eine Anordnung zur prellfreien Schließung und öffnun- eines Stromkreises entnehmbar, der durch einen mechanischen Kontakt gesteuert wird. Die bekannte Anordnung ist nicht in der Lage, Taktimpulsfolgen zu erzeugen. Die deutsche Patentschrift 1124 087 offenbart eine Schaltungsanordnung zur Erzeu-ung einer annähernd dreieckförmigen Spannung mit einem Kondensator, der abwechselnd periodisch über einen Ladewiderstand auf einen ersten Spannungswert geladen und mittels eines Schalttransistors auf einen zweiten Spannungswert umaeladen wird. Um die Entladezeitkonstante des RC-Gliedes beeinflussen zu können, ist im Lade- und Umladestrompfad in Reihe mit dem Kondensator ein Hilfswiderstand angeordnet, der für den über den Widerstand fließenden Ladestrom mittels eines Ventils überbrückt ist.An externally controlled pulse generator has become known through German patent specification 1039 565 , which makes use of a chain of monostable pulse generators. The arrangement is to derive pulse trains of the same frequency and a fixed phase position to the control pulses from control pulses of variable repetition frequency. The German patent specification 1115 292 shows an arrangement for the bounce-free closing and opening of a circuit which is controlled by a mechanical contact. The known arrangement is not able to generate clock pulse trains. The German patent specification 1 124 087 discloses a circuit arrangement for generating an approximately triangular voltage with a capacitor which is alternately charged periodically to a first voltage value via a charging resistor and recharged to a second voltage value by means of a switching transistor. In order to be able to influence the discharge time constant of the RC element, an auxiliary resistor is arranged in series with the capacitor in the charging and recharging current path, which is bridged by means of a valve for the charging current flowing through the resistor.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is illustrated schematically below with reference to one in the drawing illustrated embodiment explained in more detail.

Wie aus der F i g. 1 ersichtlich, besteht der Taktsignalgenerator aus einer Ringschaltung zweier Schmitt-Tria er Tr Tr., mit einer Umkehrstufe U C,9 l' - und zwei Zeitgliedern T, und T.- die den Triggern vorgeschaltet sind. Die Umkehrst#Üfe U kann gegebenenfalls entfallen, wenn der antivalente Ausgang des Schmitt-Triggers Tr., direkt an das Zeitglied T, geführt wird. Am Ausgang der Umkehrstufe steht stets das antivalente Signal 71., des Ausganges A, an.As shown in FIG. 1 , the clock signal generator consists of a ring circuit of two Schmitt Tria he Tr Tr., With an inverter U C, 9 l ' - and two timers T, and T. - which are connected upstream of the triggers. The reversal # Üfe U can be omitted if the complementary output of the Schmitt trigger Tr., Is fed directly to the timer T. The complementary signal 71., output A, is always present at the output of the reversing stage.

In der F i g. 2 ist d7as Zeitdiagramm des Taktsignalgenerators nach der F i g. 1 dargestellt. Nachstehend wird die Wirkungsweise an Hand der F i 1 und 2 näher erläutert.In FIG. FIG. 2 is the timing diagram of the clock signal generator of FIG . 1 shown. Next, the operation on hand of F i is explained in detail. 1 and 2

In der Ausgangsstellung seien die Signale an den Ausgängen A" A., entsprechend 0. Am Ausgang 51.. der Phasenumkehrstufe liegt dann das Signal L, das damit am Zeitglied T, ansteht.In the starting position, let the signals at the outputs A " A", corresponding to 0. The signal L is then present at the output 51.

Am Ausgang des Zeitgliedes T, tritt ein nach einer Exponentialfunktion verlaufender Spannungsanstieg auf, wie auch im Signaldiagramm nach der F i g. 2 angedeutet ist. Bei Erreichen des Punktes a wechselt das Ausgangssignal A, des Triggers Tr, von 0 auf L. Dieses Signal wirkt auf den Eingang des zweiten Zeitgliedes T2, dessen Ausgangsspannung ebenfalls nach einer Exponentialfunktion ansteigt und am Eint' Clano, el des Triggers Tr. auftritt. Entsprechend wechselt das Ausgangssignal A, dieses Triggers im Punkt b von 0 auf L. Am Ausgang;T, der Phasenumkehrstufe U tritt damit gleichzeitig das Signal 0 auf, wodurch das Zeitglied T, entladen wird und die Spannung entsprechend absinkt (Punkt c). Wird der Punkt d im Signaldiagramm erreicht, so wechselt das bisher am Ausgang A, anstehende Signal von L auf 0. Zum gleichen Zeitpunkt d' beginnt auch die Entladung des Zeitgliedes T 21 und dessen Spannung sinkt ab. Wird der Punkt e erreicht, so wechselt das bisher am Ausgang A, anstehende Signal von L auf 0. Am Ausgang Ä., stiht damit wieder das Signal L an, und die Spannung am Zeitglied T, steigt wieder an (Punkt f). Im Punkt g wird das Signal A, entsprechend L, wodurch die Aufladung auch des zweiten Zeitglie-des T2 beginnt (Punkt g). Der Vorgang setzt sich, wie oben beschrieben, weiter fort.At the output of the timing element T, an exponential function voltage rise occurs, as in the signal diagram according to FIG. 2 is indicated. When the point a is reached, the output signal A, of the trigger Tr, changes from 0 to L. This signal acts on the input of the second timing element T2, whose output voltage also rises according to an exponential function and occurs at the input 'Clano, el of the trigger Tr. Correspondingly, the output signal A, of this trigger changes from 0 to L at point b. At the output; T, of the phase reversing stage U , the signal 0 occurs at the same time, as a result of which the timing element T, is discharged and the voltage drops accordingly (point c). When point d in the signal diagram is reached, the signal present at output A, changes from L to 0. At the same point in time d ' , the discharge of timing element T 21 begins and its voltage drops. When point e is reached, the signal present at output A changes from L to 0. At output A, the signal L rises again, and the voltage at timing element T rises again (point f). At point g , the signal A, corresponding to L, so that the charging of the second timer T2 also begins (point g). The process continues as described above.

In der F i g. 3 ist ein mit Transistoren und RC-Gliedern ausgerüstetes Ausführungsbeispiel eines Taktsignalgenerators dargestellt. Die Kondensatoren der Zeitglieder Tj, T2 sind mit Cl, C2 bezeichnet. Um eine Phasenverschiebung von 90' zwischen den Signalen an den Ausgängen A, und A, zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Lade- und die Entladezeitkonstante der Zeitalieder T bzw. T" etwa gleich groß zu machen. Hierdurch wird ein symmetrischer sägezahnförmiger Spannungsverlauf nach F i g. 2 erhalten. Die Symmetrie der Auflade- und Entladespannung der Zeitglieder Tj. T, ist beim Ausführungsbeispiel nach der F i g. 3 dadurch erreicht, daß jeweils ein mit einer Diode Di bzw. D, überbrückter Widerstand Rl, R2 vorgesehen ist. Beim Zeitglied Ti erfolgt die Aufladung des Kondensators C, unter anderem über den Kollektorwiderstand R 4 des Transistors Tr", Die Entladung des Kondensators C, erfolgt jedoch nicht über den Widerstand R 4, sondern über den wesentlich niederohmi,c,en Transistor Trio* Während beim Aufladen des Kondensators Ci der Widerstand R, durch die leitende Diode Di kurzgeschlossen ist, ist der Widerstand Ri beim Entladen des Kondensators Ci zusätzlich in den Entladekreis eingeschlossen, da die Diode Di dann gesperrt ist. Entsprechend wirkt die Kombination von D2, R2 im Zeitglied T2.In FIG. 3 shows an embodiment of a clock signal generator equipped with transistors and RC elements. The capacitors of the timing elements Tj, T2 are labeled C1, C2. In order to achieve a phase shift of 90 ' between the signals at the outputs A, and A, it is advisable to make the charging and discharging time constants of the time elements T and T ″ approximately the same Fig. 2. The symmetry of the charging and discharging voltage of the timing elements Tj, T, is achieved in the embodiment according to Fig. 3 in that a resistor R1, R2 bridged by a diode Di or D1 is provided In the case of the timer Ti, the capacitor C is charged, among other things via the collector resistor R 4 of the transistor Tr ″. The capacitor C, however, is not discharged via the resistor R 4, but via the substantially lower ohmic transistor Trio * While the resistor R, is short-circuited by the conductive diode Di when the capacitor Ci is being charged, the resistor Ri is also included in the discharge circuit when the capacitor Ci is discharged ossen, since the diode Di is then blocked. The combination of D2, R2 in timing element T2 acts accordingly.

Die Amplitude der Sägezahnspannung ist von der Linearität im Spannungsverlauf abhängig. Im Hinblick auf eine geringe Temperatur und Spannungsabhängigkeit der Schaltung ist es zweckmäßig, die Amplitude der Eingangsspannung der Schmitt-Trigger nicht zu klein zu wählen. Da mit einfachen Zeitgliedern (RC-Gliedern) der Spannungsverlauf gekrümmt ist, läßt sich die Amplitude durch Vergrößern der Hysterese im Schaltverhalten der Trigger erhöhen (Schaltpunkte a, d bzw. b, e, Diagramm F i g. 2). Eine Vergrößerung der Hysterese im Schaltverhalten der Schmitt-Trigger läßt sich beispielsweise durch eine Rückkopplung vom Kollektor des Ausgangstransistors des Schmitt-Triggers auf die Basis des Eingangstransistors erreichen. In F i g. 3 ist hierzu der Widerstand R, bzw. R , vorgesehen.The amplitude of the sawtooth voltage depends on the linearity in the voltage curve. In view of the low temperature and voltage dependency of the circuit, it is advisable not to select the amplitude of the input voltage of the Schmitt trigger too small. Since the voltage curve is curved with simple timing elements (RC elements), the amplitude can be increased by increasing the hysteresis in the switching behavior of the trigger (switching points a, d or b, e, diagram Fig. 2). The hysteresis in the switching behavior of the Schmitt trigger can be increased, for example, by feedback from the collector of the output transistor of the Schmitt trigger to the base of the input transistor. In Fig. 3 is for this purpose the resistor R, and R, respectively, are provided.

Wie aus der F i g. 2 ersichtlich, treten an den Ausgängen Al, A2 zwei in der Phase um 901 verschobene Rechtecksignale auf. Für das astabile Funktionieren der Schaltung sind die Werte der Kondensatoren Cl. C, nicht kritisch.As shown in FIG. 2, two square-wave signals with a phase shift of 901 occur at the outputs A1, A2. For the astable functioning of the circuit, the values of the capacitors C1. C, not critical.

Mit den der Anordnung nach der F i g. 1 nachgeschalteten Und-Stufen &1 und &3 bzw. &, und 4 werden aus den Signalen A., A2 Taktsignaleu, und M, ausgeblendet, die gegeneinander lückend auftreten. Die Taktsignale P2 und IU4 treten ebenfalls gegeneinander lückend auf.With the arrangement according to FIG. 1 downstream AND stages & 1 and & 3 or &, and 4 are masked from the signals A., A2 clock signals u, and M, which occur with gaps in one another. The clock signals P2 and IU4 also occur with gaps in relation to one another.

Claims

Claims-. 1. Arrangement for generating two clock pulse sequences, the clock pulses of which are offset in time from one another, d a d ur ch g e kc nn - indicates that a ring circuit of two Schmitt triggers (Tr, Tr.) Is provided, each of which has a timing element (T1 , T ..) and possibly an inverting stage (U) is connected upstream, and that the two clock pulse sequences can be removed from the outputs of the Schmitt trigger.

2. Arrangement according to claim 1, characterized denotes Ge, that the charging and discharging time of the time elements approximately coincides. 3. Anordn g according to claims 1 and 2, characterized in that the timing elements contain a diode and resistor combination which is connected so that during the charging time of the timing element designed as an RC element, the diode is conductive and thus the associated resistor is short-circuited and the diode is blocked during the discharge time and thus the associated resistor increases its time constant by connecting it to the RC element. 4. Arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that the hysteresis in the switching behavior of the Schmitt trigger is adjustable by a selectable feedback from the output stage to the input stage of each trigger. Publications considered: German Auslegeschriften No. 1039 565, 1 115 292, 1 124 087.