DE1167071B - Verzoegernde Torschaltung fuer binaere Informationen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: G06£

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche KL: 42 m -14

T18954IX c/42 m
3. September 1960
2. April 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine verzögernde Torschaltung, bei der ein Kondensator in Abhängigkeit von einer binären Information aufgeladen und mittels eines Taktimpulses entladen wird.

Solche Verzögerungsschaltungen werden insbesondere in Rechenwerken von elektrischen Rechenmaschinen häufig bei der Übertragung und logischen Verknüpfung von binär verschlüsselten Informationen angewandt. Der Kondensator wird in Abhängigkeit von dem Verknüpfungsergebnis aufgeladen und durch den nachfolgenden Taktimpuls abgefragt. Auf diese Weise kann etwa der Inhalt des Speicherelements, in dem das Verknüpfungsergebnis später gespeichert werden soll, bereits für die Verknüpfung herangezogen werden.

Es sind Schaltungen bekannt, diese Verzögerungen mit Widerstand-Kondensatorkombinationen zu realisieren, doch bedingt eine solche Anordnung eine Signaldämpfung, so* daß der Größe des Verknüpfungsnetzwerkes einerseits und der Eingangsempfindlich- keit des Speicherelements andererseits bei vorgegebener Aufladezeit sehr enge Grenzen gesetzt sind. Andere bekannte Anordnungen realisieren die Verzögerung oder Zwischenspeicherung in einer eigenen Verstärkerstufe, an deren Eingangselektrode ein Kondensator nach Masse liegt, der von dem Verknüpfungsergebnis aufgeladen wird.

Die Erfindung vermeidet die beschriebenen Nachteile der ersten Schaltungsanordnung und die zusätzliche Stufe in der zweiten Anordnung durch eine einfache, wenig Schaltelemente aufweisende passive Schaltung, an deren Eingang theoretisch beliebig viele Diodenverknüpfungselemente angeschlossen sein können. Eine Grenze bildet erst der Einfluß der Diodensperrströme. Die Erfindung besteht darin, daß zwischen dem Informationseingang und dem Ausgang die Serienschaltung eines Verzögerungskondensators und eines ersten Richtleiters gelegen ist, daß der Taktimpuls dem Informationseingang über einen zweiten Richtleiter zugeführt wird und daß an den Verbindungspunkt des Verzögerungskondensators mit dem ersten Richtleiter über einen dritten Richtleiter ein solches Potential gelegt ist, daß der Verzögerungskondensator in Abhängigkeit von der Eingangsinformation bei Auftreten des Taktimpulses von diesem Potential her aufgeladen und beim Abklingen des Taktimpulses über den ersten Richtleiter in den Ausgang entladen wird.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen erklärt werden, die in den F i g. 1 bis 3 dargestellt sind, wobei

F i g. 1 die erfindungsgemäßoSehaltungsanordnung, Verzögernde Torschaltung für binäre
Informationen

Anmelder:
Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3

Als Erfinder benannt:

Otto Müller, Sulzbach/Murr

Fig. 2 einige erläuternde Spannungsverläufe sowie

Fig. 3 eine weitere erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zeigt.

In F i g. 1 werden am Eingang 1 Stromimpulse von einer Taktimpulsquelle 5 angelegt, die entsprechend der Erfindung am Ausgang 2 verzögert wieder erscheinen sollen. Das eigentliche Verzögerungsglied ist ein Kondensator 3, der in Seme mit einer für positive Ströme durchlässigen Diode 4 zwischen Eingang 1 und Ausgang 2 liegt. Der rechteckförmige Taktimpuls mit einem Spannungssprung von —0,5 auf — 6,75 Volt ist über eine für positive Ströme durchlässige Diode 6 auf den Eingang 1 geschaltet.

Der Verbindungspunfct 7 des Kondensators 3 und des Richtleiters 4 ist durch eine Diode 8 mit einer festen Spannung von — 0,5VoIt derart verbunden, daß seine Spannung nicht unter —0,5 Volt absinken kann. Vor dem Eingang 1 liegt ein beliebiges bekanntes Diodennetzwerk 9, dessen Eingangspotentiale entweder —7 Volt (entspricht z. B. der logischen EINS) oder — 0,2VoIt (entspricht der logischen NULL) betragen. In der Figur besteht das Diodennetzweiik aus zwei über ODER-Dioden (13) verknüpften Konjunktionen und wird gespeist aus vier Flip-Flops 10, die die zu verknüpfendien Informationen beinhalten. Wegen der in den Dioden auftretenden Spannungsgefälle ist der oben angegebene Spannungssprung des Taktgenerators kleiner gewählt, als der Spannungssprung zwischen den Eingangspotentialen des logischen Netzwerks. In den folgenden Potentialangaben für die verschiedenen Schaltpunkte sind die Spannungsabfälle an den Dioden nicht berücksichtigt, so· als ob die Dioden den Sperrwiderstand NuI hätten.

Am Eingang 1 der ©rfindungsgemäßen Veizögerungsschaltung liegen also während des Auftretens eines Taktimpulses von — 6,75 Volt an der Klemme 5

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entweder — 7VoIt oder -0,2VoIt. Im ersten Fall, wenn also am Eingang —7 Volt liegen,· bleibt die Diode 6 während der Dauer des Taklimpulses leitend, und es fließt ein Ladestrom über die Diode 8, den Kondensator 3 und die Diode 6 aus der an der Diode 8 liegenden Potentialquelle. Die Diode 4 ist zu dieser Zeit gesperrt, so daß während der Dauer des Taktimpulses das am Ausgang 2 gelegene Flip-Flop 11, das als Speicherelement wirkt, nicht beeinflußt wird. Mit der Rückflanke des Taktimpulses setzt der Entladevorgang des Kondensators 3 ein, und zwar über die Diode 6, den Taktimpulsgenerator, den Emitter-Basis-Kreds eines Transistors, welcher zu dem Ausgangsspeicherelement 11 gehört, und die Diode 4. Die Diode 8 ist während dieser Zeit gesperrt.

Im zweiten Fall erreicht kein Impuls den Ausgang 2, da der Richtleiter 6 durch den Taktimpuls gesperrt wird, folglich der Kondensator nicht aufgeladen und somit beim Auftreten der Taktimpulsrückflanke auch nicht entladen werden kann.

Zwei wichtige Eigenschaften besitzt die erfindungsgemäße Schaltung also:

a) Eine Eingangsinformation wird genau synchron mit der Rückflanke des Taktimpulses an den Ausgang übertragen, wobei während der übrigen Zeit der Ausgang nicht beeinflußt wkd;

b) der Taktimpuls liegt immer an der Schaltung, beinhaltet also keine Information, während die Information selbst nicht genau taktsynchron einzutreffen braucht. Dadurch ist weitgehende Freiheit bezüglich des Diodennetzwerks gewährleistet.

In Fig. 2 sind zur weiteren Veranschaulichung einige Spannungs- und Stromdiagramme über die Zeitachse aufgetragen. Der Taktimpuls 5 erscheint periodisch. Es sei angenommen, daß am Eingang 1 zur Abfragezeit t₁ eine NULL liegt (d. h., in jeder der beiden durch die ODER-Dioden 13 verknüpften Flip-Flop-Gruppen 10 liefert mindestens ein Flip-Flop die Spannung — 0,2 Volt), zur Abfragezeit i₂ eine EINS (d. h., mindestens in einer der beiden Flip-Flop-Gruppen 10 liefern beide Flip-Flops die Spannung -7VoIt). Unter dem Taktimpuls ist die Spannung am Eingang 1 aufgezeichnet, wobei der exponentielle Anstieg durch die Ladung des Kondensators 3 bedingt ist. Schließlich ist auch der Ausgangsstrom am Ausgang 2 dargestellt, der bei der Entladung des Kondensators 3 entsteht und die Umsteuerung des Speicherelements 11 bewirkt.

In Fig. 3 ist eine Modifikation der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 dargestellt, wobei gleiche Teile gleiche Bezugsziffern tragen. Die Potentialdiode 8 liegt hier nicht auf festem Potential — 0,5 Volt, sondern am Kollektor eines Transistors im nachgeschalteten Speicherelement 11 (Flip-Flop).

Die Spannung an diesem Kollektor ist' entweder

— 0,3 Volt, wenn dieser Transistor leitet, oder

— 7 Volt, wenn der Transistor sperrt. Im ersten Fall ändert sich nichts an der Funktion der Schaltung, d. h. die Basiseleictföde dieses Transistors wird angesteuert, wenn ein Taktimpuls und eine Eingangsinformation angelegen hatten.

Wenn jedoch der Richtleiter 8 auf — 7 Volt liegt, dann kann der Kondensator 3 nicht aufgeladen werden, und das Flip-Flop 11 wird nicht angesteuert. Da die Ansteuerung also abhängig vom Informationsinhalt des Flip-Flops 11 ist, eignet sich diese Schaltung besonders für Doppelaussteuerung (z. B. füi Wechselflipflops in Zählketten). Die statischen Verhältnisse, die sonst bei Doppelansteuerung kritisch sind, werden in dieser Schaltung dadurch eindeutig, daß nur ein Eingang wirklich angesteuert wird. Vorteilhaft wird die Basisspannung und damit auch das Potential am Punkt 7 in dieser Schaltung über einen Richtleiter 12 in positiver Richtung begrenzt.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt, insbesondere, was die Angaben der Spannungswerte und die Polaritäten der Stroms und Dioden betrifft. Weiter ist die Form des Netzwerks 9 nicht streng vorgegeben. Insbesondere kommt es häufig vor, daß nur eine einzige UND-Verknüpfung vorzunehmen ist; dann können die disjunktiven Dioden 13 entfallen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verzögernde Torschaltung, bei der ein Kondensator in Abhängigkeit von einer binären Information aufgeladen und mittels eines Taktimpulses entladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Informationseingang (1) und dem Ausgang (2) die Serienschaltung eines Verzögerungskondensators (3) und eines ersten Richtleiters (4) gelegen ist, daß der Taktimpuls (5) dem Informationseingang (1) über einen zweiten Richtleiter (5) zugeführt wird und daß an den Verbindiungspunkt (7) des Verzögeirungskondensators (3) mit dem ersten Richtleiter (4) über einen dritten Richtleiter (8) ein solches Potential gelegt ist. daß der Verzögerungskondensator (3) in Abhängigkeit von der Eingangsmfarmation bei Auftreten des Taktimpulses von diesem Potential her aufgeladen und beim Abklingen des Taktimpulses über den ersten Richtleiter (4) in den Ausgang (2) entladen wird.

2. Verzögernde Torschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das über den dritten Richtleiter (8) zugeführte Potential von dem Kollektor eines Transistors geliefert wird, der einer bistabilen Stufe (11) angehört und dessen Basiselektrode vom Ausgang (2) der Verzögerungsschaltung angesteuert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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