DE1512424A1 - Differenzverstaerker - Google Patents

Description

6445-67/Kö/Ro.
RCA 56,950
US-Ser.No. 553*457
Convention date:
May 27, 1966

Radio Corporation of America, New York, N.Y., V.St.A.

Differenzverstärker

Die Erfindung betrifft Verstärkeranordnungen, insbesondere einen Differenzverstärker.

Bei der Verwendung von Differenzverstärkern für das Wahrnehmen und Verstärken von Informationssignalen, die ähnliche Eigenschaften haben, jedoch unterschiedliche Informationen repräsentieren, muß man entweder die beiden Eingangssignale des DifferenzVerstärkers auf eine bestimmte Polarität beschränken oder die Eingangssignale logischen Operationen unterziehen, um sie für die Identifizierung des InformationsInhalts zu klassifizieren. Bei einer vorbekannten Anordnung dieser Art ist beispielsweise die Lesewicklung eines üblichen FerritSpeichers mit ihren Enden an die Differenzverstärkereingänge angeschaltet, wobei ein Ausgangssignal einer einzigen Polarität mit Hilfe von Treiberstufen verschiedener Polarität erhalten wird. Bei einer derartigen Anordnung ist ein zusätzlicher Schaltungsaufwand für die Treiberstufen erforderlich und wird während des Einschreib-

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Vorgangs ein unerwünscht starkes Signal an den Verstärkereingängen erzeugt. Bei einer anderen bekannten Anordnung sind am Ausgang der Differenzverstärkerstufen zusätzliche logische Gatter vorgesehen, um die Eingangssignale zu klassifizieren. Diese An* Ordnung bringt eine Signalverzögerung beim Durchgang durch den :-.-: ί gesamten Verstärker mit sich und ist wegen der vergrößerten Anzahl von Schaltungselementen und der benötigten größeren Schaltungsplättchenflache mit entsprechender Verteuerung der Anordnung nicht für die Herstellung in Form einer integrierten Schaltung geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine logische Klassifizierung der Eingangssignale des Differenzverstärkers ohne Verlängerung des Signalweges und mit einem Minimum an zusätzlichem Schaltungsaufwand hinter den Differenzverstärkerstufen zu ermöglichen, so daß die Anordnung sich in wirtschaftlicher Weise als integrierte Schaltung herstellen läßt.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Differenzverstärker mit zwei Stufen, deren jede zwei Verstärkerelemente enthalten kann und Eingangssignale von zwei Eingangseinrichtungen empfängt, vorgesehen. Das Signal von der ersten Eingangseinrichtung wird einem der zwei Eingänge jeder Stufe zugeführt, während das Signal von der zweiten Eingangseinrichtung dem anderen der beiden Eingänge jeder Stufe zugeführt wird. An den ersten der beiden Ausgänge beider Stufen ist eine erste Ausgangsklemme angeschlossen, während an den anderen der beiden

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Ausgänge beider Stufen eine zweite Ausgangsklemme angeschlossen ist. Die beiden Stufen werden getrennt und selektiv durch entsprechende Stromquellen erregt, die durch selektiv betätigte, an Erregerpunkte in den beiden Stufen angekoppelte logische Steuereinrichtungen gebildet werden. Durch selektive Betätigung dieser Steuereinrichtungen werden entsprechend einer bestimmten Charakteristik der Eingangssignale ein erstes und ein zweites Eingangssignal zu einer gewünschten Ausgangsklemme gesteuert.

Die Erfindung wird im einzelnen anhand der beigefügten Zeichnung erläutert, die das Schaltschema eines erfindungsgemäßen Differenzverstärkers zeigt.

Der gezeigte Differenzverstärker hat zwei Eingangsklemmen 1 und 2, die an entsprechende EingShgssignalquellen anschließbar sind. Die Eingangssignale werden durch eine Differenzverstärkerstufe mit zwei Transistoren 3 und 4 verstärkt. Und zwar sind die Eingangssignale den entsprechenden Basiselektroden der Transistoren 3 und 4 an den Basiswiderständen 5 bzw. 6 zugeführt. Der gemeinsame Emitteranschluß der beiden Transistoren 5 und ist über die Reihenschaltung der Kollektor-Emitterstrecke eines Transistors 7 und des Widerstands 8 mit einer negativen Spannungsquelle -V verbunden. Die Basis des Transistors 7 erhält über einen zwischen -V und Masse geschalteten Spannungsteiler ein vorbestimmtes Potential.

Die Kollektoren der Transistoren 5 und 4 sind über Kollektorwiderstände 9 bzw. 10 an eine positive Spannungsquelle +V

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angeschlossen. Die an den Kollektoren der Transistoren 3 und 4 abgenommenen Signale werden durch jeweils als Emitterfolger geschaltete Transistoren 11 bzw. 12 getrennt verstärkt. Die Ausgangssignale der Transistoren 11 und 12 werden getrennt je einem Transistor in zwei Differenzverstärkerstufen mit den Transistoren 13* 14 bzw. 15, 16 zugeführt. In der bisher beschriebenen Anordnung gehören die signalerzeugenden Elemente mit den Transistoren 3 und 11 zu einer ersten Signalerzeugerschaltung, die bei Auftreten von Signalen an den Eingangsklemmen 1 und 2 ein Signal erzeugt, das eine binäre "O" oder eine binäre ^Ml" darstellen kann. Entsprechend gehören die signalerzeugenden Elemente mit den Transistoren 4 und 12 zu einer zweiten Signalerzeugerschaltung, die bei Auftreten von Signalen an den Eingangsklemmen 1 und 2 ein Signal erzeugt, das ebenfalls eine ⁿ0" oder eine "1" darstellen kann.

Das Ausgangssignal des Transistors 11 gelangt zur Basis des Transistors 13, die einen der beiden Eingänge einer ersten Differenzstufe mit den Transistoren 13 und 14 bildet. Das gleiche Signal gelangt außerdem zur Basis des Transistors 16, die einen der beiden Eingänge einer zweiten Differenzstufe mit den Transistoren 15 und 16 bildet. In entsprechender Weise gelangt das Ausgangssignal des Transistors 12 zu den Basen der Transistoren 14 und 15, welche die anderen Eingänge der beiden Di fferenzstufen bilden.

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Die Emitter der beiden Transistoren 13, 14 der ersten Differenzstufe (die einen Punkt für die Erregung der ersten Stufe bilden) sind an den Kollektor eines Transistors 17 angeschlossen, der zusammen mit dem Transistor 18 ein logisches Steuerungselement bildet. Der Kollektor des Transistors 18 ist mit den Emittern der Transistoren 15» 16 der zweiten Differenzstufe verbunden. Auch hier bilden die beiden Emitter einen Punkt für die Erregung der zweiten Stufe. Die Emitter der Transistoren 17 und 18 sind über einen Emitterwiderstand 19 an eine Spannungsquelle -V angeschlossen. Die Kollektoren der Transistoren 13 und 15, die den einen von zwei Ausgängen der beiden Differenzstufen bilden, sind über einen Widerstand 20 an eine Spannungsquelle +V sowie direkt an eine erste Ausgangsklemme 21 angeschlossen. Entsprechend sind die Kollektoren der Transistoren 14 und 16, die den anderen der beiden Ausgänge der beiden Differenzstufen bilden, über einen Widerstand 22 an eine Spannungsquelle +V sowie direkt an eine zweite Ausgangsklemme 23 angeschlossen. Zwei mit den Basen der Transistoren 17 und 18 verbundene Steuerklemmen 24 bzw. 25 dienen zum Anschluß an eine Quelle von logischen Steuersignalen.

Im Betrieb ist der erfindungsgemäße Differenzverstärker in der Lage, eine Unterscheidung zwischen Eingangssignalen an den Eingangsklemmen 1 und 2, die gleiche Polarität haben, jedoch verschiedene Informationen darstellen, zu treffen. Im Verlaufe dieses Unterscheidungsvorgangs wird die Polarität der Eingangs-

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signale umgekehrt. Der Differenzverstärker liefert außerdem an die Ausgangsklemmen 21 und 23 Signale gleicher Polarität, die jedoch zwei verschiedene Informationswerte, z.B. "1" an der einen und "O" an der anderen Ausgangsklemme, darstellen. Zu diesem Zweck werden die Steuerklemmen 24, 25 an eine Quelle von logischen Steuersignalen mit einem Informationsinhalt zur Bestimmung des Wertes der an den Eingangsklemmen 1 und 2 erscheinenden Eingangssignale angeschlossen. Beispielsweise bei einer Speicherlesewicklungsanordnung mit zwei getrennten Lesewicklungen, die den Speicher zwecks Verkürzung der Signalweglänge In zwei Teile aufteilen, können die Speicherausgangssignale in den entsprechenden Leseleitungen zwar verschiedene Informationswerte, d.h. "1" oder "0" darstellen, jedoch gleiche Polarität haben. Während eine derartige geteilte Wicklungsanordnung wünschenswert ist, um das Erfordernis zweier Typen von Speicherwähltreibern zu vermeiden und die Gleichtaktunterdrückung des Differenzverstärkers für außerphasige Störsignale auszunutzen, müssen in diesem Pail die Ausgangssignale des Differenzverstärker« mit ihrem Informationsinhalt logisch verknüpft werden. Der erfindungsgemäße Differenzverstärker leistet eine solche logische Operation, indem die Steuerklemmen 24, 25 an die beiden Seiten einer Flipflopstufe eines Speicheradressenregisters, z.B. der Stufe der höchsten Stelle, angeschlossen werden. Diese Adressenregisterstufe liefert dann die logische Steuerinformation bezüglich der jeweils verwendeten Leseleitung, d.h. Speicherhälfte.

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Die Transistoren 17 und l8 arbeiten als Stromquellen für die selektive Erregung einer der Differenzverstärkerstufen, d.h. der Stufe mit den Transistoren 13, 14 und der Stufe mit den Transistoren 15» 16. Und zwar werden, wenn der Transistor geöffnet und der Transistor 18 gesperrt ist, die Transistoren und 14 vom Transistor 17 mit Strom gespeist, während, wenn der Transistor 18 geöffnet und der Transistor 17 gesperrt ist, der Transistor 18 die Transistoren 15 und 16 mit Strom speist. Es wird also die Polarität der Ausgangssignale an den Klemmen 21, durch die selektive Erregung der Transistoren 17, 18 bestimmt, die ihrerseits selektiv eine der Differenzverstärkerstufen mit den Transistoren 13, 14 und 15, 16 erregen. Die von den Emittern der Transistoren 11 und 12 gelieferten Signale werden folglich selektiv nach einer der beiden Ausgangsklemmen 21, 23 gesteuert, so daß der gleiche, durch das Eingangssignal dargestellte Informationstyp stets an einer entsprechenden Ausgangsklemme erscheint. Beispielsweise wird ein Signal "l" in sowohl der einen als auch der anderen Leseleitung des genannten Speichers verstärkt und nach ein und derselben Ausgangsklemme, z.B. der Klemme 21 gesteuert oder gelenkt, während ein Signal "O" stets ein Ausgangssignal an der anderen Klemme, in diesem Fall der Klemme 23 erzeugt, so daß zwischen den verschiedenen Eingangsinformations-Signalen ohne weiteres unterschieden werden kann.

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Durch die Erfindung wird also ein Differenzverstärker mit einer eingebauten logischen Einrichtung zum Unterscheiden zwischen entgegengesetzten Typen von Eingangsinformations-Signalen geschaffen.

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Claims (2)

-Q- Patentansprüche

1.J) Differenzverstärker mit zwei Eingangsschaltungen, die ein erstes bzw. ein zweites Eingangssignal erzeugen, und zwei Differenzverstarkerstufen mit jeweils zwei Eingängen und zwei Ausgängen, die bei Erregung an jeweils einem der Ausgänge ein Signal entsprechend den den Eingängen zugeführten Signalen erzeugen, wobei eine erste und eine zweite Ausgangsklemme vorgesehen sind, an denen Signale, die eine binäre "1" bzw. eine binäre "θ" darstellen, erscheinen, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Eingangsschaltung (11) an jeweils einen Eingang (Basis 15, 16) sowohl der ersten (Ij5> I²O als auch der zweiten (15, 16) Differenzverstärkerstufe angekoppeltjist und diese Eingänge mit einem Eingangssignal beliefert; daß die zweite Eingangsschaltung (12) an jeweils den anderen Eingang (Basis 14, 15) beider Differenzverstärkerstufen angekoppelt ist und diese Eingänge mit einem Eingangssignal beliefert; daß in beiden Differenzverstärkerstufen der eine Ausgang (Kollektor I3, 15) an die erste Ausgangsklemme (21) und der andere Ausgang (Kollektor 14, l6) an die zweite Ausgangsklemme (23) angeschlossen ist; und daß ein logisches Steuerelement (17, 18) so an die beiden Differenzverstärkerstufen angekoppelt ist, daß es selektiv jeweils eine der beiden Differenzverstärkerstufen erregt, derart, daß ein von entweder der einen oder der anderen Eingangsschaltung erzeugtes Signal, das eine binäre "1" oder eine binäre "0" darstellt,

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- ίο -

durch selektive Betätigung des logischen Steuerelements in ein Signal an der entsprechenden Ausgangsklemme umgesetzt wird.

2.) Differenzverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das logische Steuerelement eine Differenzverstärkerstufe mit zwei Ausgängen und zwei Eingängen ist, deren einer Ausgang (Kollektor 17) an die erste Differenzverstärkerstufe (15, 14) und deren anderer Ausgang (Kollektor 18) an die zweite Differenzverstärkerstufe (15, 16) angeschaltet sind, wobei die beiden Eingänge von einer äußeren Quelle selektiv erzeugte, gegenphasige Eingangssignale empfangen und in Abhängigkeit vom Wert dieser Eingangesignale entweder die erste oder die zweite Differenzverstärkerstufe erregt wird.

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