DE2030135B2 - Verknüpfungsschaltung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Verknüpfung^- schaltung mit einem Phasenteiler, der von einem Eingangs-Verknüpfungsglied her angesteuert wird, welches als Treiberstufe mit einer Ausgangsstufe verbunden ist, die zwei Transistorschalteinrichtungen enthalt, die jeweils an einer Steuerelektrode ein entsprechendes Signal von dem Phasenteiler aufzunehmen vermögen und die mit zwei Elektroden in Reihe liegend an zwei entgegengesetzte Potentiale führenden Anschlußklemmen angeschlossen sind, wobei in der Reihenschaltung der Elektroden der Transistorschalteinrichtungen eine Diode enthalten ist, die so gepolt ist, daß sie einen Strom in Leitrichtung der Transistorschalteinnchtungen führt, und wobei zwischen der Diode und der einen Transistorschalteinrichtung eine Anschlußklemme vorgesehen ist.

Eine Verknüpfungsschaltung der vorstehend betrachteten Art ist bereits bekannt (»L'Onde Electrique«, Vol. 48, Nr. 494, Mai 1968, S. 444). Bei dieser bekannten Verknüpfungsschaltung kann es jedoch vorkommen, daß die von dieser Verknüpfungsschaltung ausgangsseitig abgegebenen Impulse Störungen in den diese Impulse aufnehmenden Schaltungen hervorrufen. Diese Störungen werden durch die kurzen Anstiegs- und Abfallzeiten der betreffenden Impulse hervorgerufen.

Es ist ferner ein durch einen Miller-Integrator ge-Hldeter Sägezahngenerator bekannt (USA.-Patentschrift 3 444 394), bei dem der Kollektor eines Transistors über einen Miller-Kondensator mit der Basis dieses Transistors verbunden ist, die über die Paraufschaltung eines Ohmschen Widerstands und einer Diode mit Steuerimpulsen beaufschlagt wird. Der Zweck dieser Dioclen-Kondensator-Schaltung besteht dabei darin, den Anstiegs- und Abfallflanken der von dem betreffenden Sägezahngenerator jeweils abgegebenen Signale eine lineare Steigung bzw. Neigung zu geben. Eine Steilheitsregelung, wie sie für die von einer Verknüpfungsschaltung abgegebenen Impulse häufig erforderlich ist, erfolgt bei dem bekannten Sägezahngenerator jedoch nicht.

Es ist ferner eine Schaltungsanordnung zum Einstellen der Neigung der Flanken einer von einem Pulsgenerator erzeugten rechteckförmigen Pulsspannung bekannt (deutsche Patentschrift 1 185 651), wozu ein Miller-Integrator verwendet wird, dessen Innenwiderstand veränderbar und in dessen Miller-Zweig ein veränderlicher Kondensator vorgesehen ist. TJm diese Einstellung der Neigung der Flanken vornehmen zu können, sind bei der betreffenden bekannten Schaltungsanordnung zwei komplementär angeordnete Miller-Integratoren vorgesehen, denen über je einen in Emitterschaltung betriebenen Transistor und je eine in Reihe geschaltete Diode die negativen b/w. positiven Anteile der Pulsspannung zugeführt werden, wobei jeder Miller-Zweig eine die nicht zu beeinflussende Flanke der anteiligen Pulsspannung unterbindende Diode und einen der Umladung des Kondensators dienenden, vom jeweiligen Integrator gesteuerten Transistor aufweist, derart, daß Vorderund Rückflanke der Pulsspannung unabhängig voneinander einstellbar sind. Der hierfür erforderliche schaltungstechnische Aufwand ist jedoch relativ hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie bei einer Verknüpfungsschaltung der eingangs genannten Art mit relativ geringem schaltungstechnischem Aufwand eine Steilheitsregelung bzw. -steuerung der jeweils abgegebenen Signale bzw. Impulse bewirkt werden kann, um Störungen oder ein Nebensprechen durch abgegebene Signale, bzw. Impulse auf andere Schaltungen zu verhindern.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einer Verknüpfungsschaltung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß ein durch einen Halbleiterübergang gebildeter Kondensator zwischen der Steuerelektrode der genannten einen Transistorschalteinrichtung und der Verbindungsstelle zwischen der Diode und der zu dieser in Reihe liegenden Elektrode der anderen Transistorschalteinrichtung vorgesehen ist. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß mit besonders geringem schaltungstechni-

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sehen Aufwand eine Steilheitsregelung der Flanken sistors 30 ist über eine Diode 36 mit dem Kollektor der von der Verknüpfungsschaltung jeweils abgege- des Transistors 32 verbunden. Der Emitter des Tranbenen Signale bzw. Impulse erreicht ist. sistors 32 ist geerdet. Die Kathode der Diode 36 ist

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Er- an den Kollektor des Transistors 32 angeschlossen, findung liegt ein Rückkopphingswiderstand zwischen 5 Ein Widerstand 26 verbindet die Basis und den KoI-der Steuerelektrode der genannten einen Transistor- lektor des Transistors 32, Der Kollektor des Transischalteinrichtung und derjenigen Elektrode dieser stors 32 ist ferner mit der Ausgangsklemrne 40 ver-Transistorschalteinrichtung, die mit der Diode ver- bunden. Schließlich liegt ein durch einen pn-überbunden ist. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise gang gebildeter Kondensator 28 zwischen dem Emiteine linearisierende Wirkung auf die Verknüpfungs- io ter des Transistors 18 und dem Emitter des Transischaltung erzielt werden. stors 30.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestal- Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Ver-

tung der Erfindung ist der Rückkopplungswiderstand knüpfungsschalttmg läßt sich am besten unter Bezugderart bemessen, daß die genannte eine Transistor- nähme auf charakteristische Spannungswerte für die schalteinrichtung auf einen unmittelbar unterhalb 15 der Schaltung zugeführten Signale erläutern. Die ihres Schaltschwellwertes liegenden Arbeitspunkt vor- Spannung an der erwähnten positiven Spannungsgespannt ist. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise eine klemme + F liegt vorzugsweise in der Größenord-Verminderung der Schaltverzögerungszeit der betref- nung von 5,0 Volt, während die den Eingangsklemfenden Transistorschalteinrichtung erreicht. men A bis D zugeführten Verknüpfungssignale einen

Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausge- 20 niedrigen Nennspannungspegel von 0,2 Volt und staltung der Erfindung enthält das Eingangs-Verknüp- einen hohen Nennspannung pegel von 3,4 Volt befungsglied einen in Basisschaltung betriebenen Mehr- sitzen. Die Basis-Emitter-Spa^nung V_hc, die zur fachemitter-Transistor, dessen Emitter für die Auf- Durchsteuerung der Schaltungstransistoren erfordernahme von Eingangs-Verknüpfungssignalen dienen Hch ist, liegt je Transistor in der Größenordnung von und dessen Kollektor mit der Basis eines Phasentei- 25 0,8 Volt. Die sich an der Kollektor-Emkter-Strecke ler-Transistors verbunden ist, mit dessen Kollektor d~r Transistoren jeweils ausbildende Spannung V_ce bzw. Emitter die Steuerelektroden der genannten liegt bei voll durchgesteuertem, d. h. gesättigtem Transistorschalteinrichtungen verbunden sind. Hier- Transistor in typischer Größenordnung von 0,2 Volt, durch wird der Vorteil erzielt, die gesamte Verknüp- Da die zuvor erwähnten Eingangssignalpegel und fungsschaltung als integrierte Schaltung ausführen, 30 Transistorspannungsparameter lediglich charakterid. h. auf einem monolithischen Halbleiter-Chip i-nter- stische Werte darstellen, dürfte einzusehen sein, daß bringen zu können. die Erfindung auf derartige Werte nicht beschränkt

An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung ist.

nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher er- Im folgenden sei zunächst angenommen, daß zuläutert. 35 mindest ein Verknüpfungssignal der den Eingangs-

F i g. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der klemmen A bis D zugeführten Verknüpfungssignale erfindungsgemäßen Verknüpfungsschaltung; mit niedrigem Spannungspegel von 0,2 Volt auftritt.

Fig. 2 zeigt eine Spannungs-Kapazitäts-Kennlinie Der Transistor 10 führt daraufhin Stron·. über zumineines i". der Verknüpfungsschaltung gemäß F i g. 1 dest eine seiner Basis-Emitter-Sfecken, wodurch an verwendeten, durch einen pn-übergang gebildeten -to seinem Kollektor eine Spannung von F_1n + F, Volt Kondensators. oder etwa 0,4 Volt auftritt. Dieser 'Spannungswert

Die in Fig. 1 dargestellte Verknüpfungsschaltung liegt weit unter 2 F,₎₍,Volt oder 1,6VoIt, die zur enthält einen eine Vielzahl von Emittern besitzenden Durchsteuerung der Transistoren 18 und 32 erforder-Transistor 10, der nachstehend als Vielfach-Emitter- Hch sind. Die Spannung am Emitter des Transistors Transistor 10 bezeichnet wird, einen Phasenteiler- 45 18 ist dabei nicht positiv genug, um den Transistor Transistor 18 und komplementär betriebene Transi- 32 durchzusteuern. Der Transistor 32 Verbleibt somit stören 30 und 32. Der Vielfach-Emitter-Transistor 10 im wesentlichen von der Ausgangsklemme 40 abgcbesitzt eine Basiselektrode 14, eine Kollektorelek- schaltet. Die Spannung am Kollektor des Transistors trode 16 und vier getrennte Emitterelektroden 12a, 18 nähert sich jedoch der Spannung an der positiven 12fr, 12c und 12rf, deren jede an einen gesonderten 50 Spannungsklemme +V oder 5 Volt. Der Transistor Eingang A, B, C bzw. D der Verknüpfungsschaltung 30 ist damit leitend, wodurch an der Ausgangsangeschlossen ist. Die Basis 14 des Transistors 10 is* klemme 40 ein Spannungswert von +F abzüglich des über einen Widerstand 20 an eine positive Spannungs- Wertes V_1n. und abzüglich des Wertes des Spannungsklemme + V angeschlossen. Die Kollektorelektrode abfalls an eier Diode 36 oder etwa 3,4 Volt auftritt, bzw. der Kollektor 16 des Transistors 10 ist an die 55 In diesem besonderen Schaltzustand ist der den Kon-Basiselektrode oder Basis des Transistors 18 ange- densator 28 bildende pn-übergang in Sperrichtung schlossen. Die Kollektor-Emitter-Strccke des Tran- vorgespanr*; der Kapazitätswert dieses Kondensators sistors 18 liegt über einem Widerstand 22 an der posi- liegt in der Nähe von 22 pF. Neben den betrachteten tiven Spannungsklemme 4- V und über einem Wider- Schaltungselementen liefert die Reihenschaltung der stand 24 an Erde. 60 Widerstände 24 und 26 eine schwache positive Vor-

Der Kollektor des Transistors 18 ist an die Basis spannung an der Basis des Transistors 32. Dadurch des Transistors 30 angeschlossen, während der Emit- wird die Schaltungsverzögerungszeit vermindert, wenn ter des Transistors 18 mit der Basis des Transistors der Transistor 32 anschließend in den leitenden Zu-32 verbunden ist. Die Transistoren 30 und 32 bilden stand übergeführt wird.

die Komplementilr-Ausgangstransistoren der Ver- 65 im folgenden sei angenommen, daß sämtliche Verknüpfungsschaltung. Ein Widerstand 34 verbindet knüpfungssignale an den Eingangsklemmen A bis D den Kollektor des Transistors 30 mit der positiven ihren hohen Spannungspegel oder -wert von 3,4 Volt Spannungsklemme -^V, und der Emitter des Tran- annehmen. Tn diesem Fall fließen Ströme durch die

Basis-Kollektor-Strecke des Transistors 10 und durch die Basis-Emitter-Strecken der Transistoren 18 und 32, womit diese Transistoren leitend sind. Das Kollektorpotential des Transistors 18 sinkt ab, wodurch der Transistor 30 in den nicht leitenden Zustand gelangt, und die Spannung an der Ausgangsklemme 40 ändert sich auf einen zu 0 Volt hin laufenden Wert. Der Wert des Kondensators 28 und der überschüssige Basisstcuerstrom des Transistors 32 bestimmen die Abfallzeit des Ausgangsimpulses an der Klemme 40. Ohne das Vorhandensein der Diode 36 würde der den Kondensator 28 bildende pn-übergang in Vorwärtsrichtung vorgespannt werden und damit einen nennenswert hohen Kapazitätswert annehmen, wenn der Transistor 32 gesättigt ist. Mit anderen Worten ausgedruckt heißt dies, daß der Kondensator 28 nicht im Sperrspannungsbereich seiner Spannungs-Kapazitäts-Kennlinie betrieben würde. Diese würde dazu führen, daß der an der Ausgangsklenime 40 auftretende Ausgangssignalzug nicht linear wäre, wenn von dem 3,4-Volt-Pegel auf den 0,2-Volt-Pegel umgeschaltet würde. Das Vorhandensein der Diode 32 stellt jedoch sicher, daß der den Kondensator 28 bildende pn-übergang hinreichend stark in Sperrichtung vorgespannt ist, wenn der Transistor 32 gesättigt ist, so daß dieser Kondensator 28 in einem eine größere Linearität besitzenden Bereich seiner Spannungskapazitäts-Kennlinie verbleibt und damit eine nahezu lineare Abfallzeit für den an der Ausgangsklemme 40 auftretenden Ausgangsimpuls erzielt ist.

Führt eines der Eingangssignale wieder einen niedrigen Spannungspegel, so wird der Transistor 10 wieder leitend, und der Transistor 18 gelangt in den nicht leitenden Zustand. Das Potential am Kollektor des Transistors 18 steigt dann wieder schnell zu positiven Werten hin an, und der Transistor 30 gelangt in den leitenden Zustand. Der pn-Kondcnsator 28 verbleibt in Sperrichtung vorgespannt, und die Steilheit des ansteigenden Ausgangsimpulses ist hauptsächlich durch die Werte des Kondensators 28 und des Widerstands 24 festgelegt. Der Transistor 32 wird in den nicht leitenden Zustand übergeführt, sobald der Transistor 18 in den nicht leitenden Zustand gelangt, und der Ausgangsimpuls erfährt einen Übergang von einem 0,2-Volt-Pegel auf einen Pegel von etwa 3,4 Volt. Dieser Übergang in positiver Richtung erfolgt nahezu linear.

Im folgenden sei auf F i g. 2 näher eingegangen, in der eine typische Spannungs-Kapazitäts-Kennlinie eines den Kondensator 28 bildenden pn-Übergangs dargestellt ist. Aus F i g. 2 dürfte dabei ersichtlich sein, daß in der Sperr-Vorspannungsrichtung die Kapazitätswertänderungen sehr schwach sind und daß in diesem Bereich eine ziemlich lineare Abhängigkeit zwischen Spannung und Kapazitätswert vorhanden ist. Der Einsatz der Diode 36, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist, ermöglicht den den Kondensator 28 bildenden pn-übergang in diesem Sperrspannungsbereich zu betreiben. Auf diese Weise werden Anstiegs- und Abfallzeiten erzielt, die wesentlich linearer sind als die« ohne Verwendung der Diode 36 der Fall wäre.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verknüpfungsschaltung mit einem Phasenteiler, der von einem Eingangs-Verknüpfungsglied her angesteuert wird, welches als Treiberstufe mit einer Ausgangsstufe verbunden ist, die zwei Transistorschaltein richtungen enthält, die jeweils an einer Steuerelektrode ein entsprechendes Signal von dem Phasenteiler aufzunelimen vermögen und die mit zwei Elektroden in Reihe liegend an zwei entgegengesetzte Potentiale führenden Anschlußklemmen angeschlossen sind, wobei in der Reihenschaltung der Elektroden der Transistorschalteinrichtungen eine Diode enthalten ist, die so gepolt ist, daß sie einen Strom in Leitrichtung der Transistorschalteinrichtungen führt, und wobei zwischen der Diode und der einen Transistorschalteinrichtung eine Anschlußklemme vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch einen Halbleiterübergang gebildeter Kondensator (28) zwischen der Steuerelektrode der genannten einen Transistorschalteinrichtung (32) und der Verbindungsstelle zwischen der Diode (36) und der zu dieser in Reihe liegenden Elektrode der anderen Transistorschalteinrichtung (30) vorgesehen ist.

2. Verknüpfungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückkopplungswiderstand (26) zwischen der Steuerelektrode der genannten einen Transistorschalteinrichtung (32) und derjenigen Elektrode dieser Transistorschalteinrichtung (32) liegt, die mit der Diode (36) verbunden ist.

3. Verknüpfungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkopplungswiderstand (26) derart bemessen ist, daß die genannte eine Transistorschalteinrichtung (32) auf einen unmittelbar unterhalb ihres Schaltschwellwertes liegenden Arbeitspunkt vorgespannt ist.

4. Verknüpfungsschaltung nach einem der Anspräche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangs-Verknüpfungsglied (10) einen in Basisschaltung betriebenen Mehrfachemitter-Transistor (10) enthält, dessen Emitter (12a, 12b, 12 c, 12 d) für die Aufnahme von Eingangssignalen dienen und dessen Kollektor mit der Basis eines Phasenteiler-Transistors (18) verbunden ist, mit dessen Kollektor bzw. Emitter die Steuerelektroden der genannten Transistorschalteinrichtungen (30, 32) verbunden sind.