DE1512424B2 - Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Ausgangssignals entsprechend der Bedeutung eines Eingängssignals - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Ausgangssignals entsprechend der Bedeutung (binäre 1 oder 0) eines Eingangssignals, welches an einer von zwei Eingangsklemmen anliegt, an denen von verschiedenen Quellen stammende Eingangssignale gleicher Bedeutung unterschiedliche Polarität haben, mit zwei Differenzverstärkern, die jeweils mit einem ersten Signaleingang an einer der Eingangsklemmen und mit einem zweiten Signaleingang an der anderen Eingangsklemme liegen und deren Ausgänge parallel geschaltet sind.

Es ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei welcher zwei Differenzverstärker zu einer logischen Verknüpfungsschaltung zusammengeschaltet sind, wobei je ein Transistor jedes Differenzverstärkers von einem gemeinsamen Emitterfolgertransistor angesteuert wird. Bei diseer bekannten Schaltung handelt es sich um eine inverse exklusive ODER-Schaltung (IBM Technical Disclosure Bulletin, Bd. 8 Nr. 8, Januar 1966, S. 1156). Bei einer weiteren bekannten Verknüpfungsschaltung ist eine Anzahl von Transistoren in zwei Zweigen und mehreren Ebenen aufgebaut, wobei zwischen den beiden Zweigen mehrfache Überkreuzverbindungen vorgesehen sind. Hierbei handelt es sich um eine Schaltung, welche feststellt, ob die Zahl der binären Einsen in einem vierstelligen Binärregister gerade oder ungerade ist (Electronics, Juni 1955, S. 135).

Im Gegensatz zu diesen bekannten Schaltungen befaßt sich die Erfindung mit dem Problem, ein Ausgangssignal zu liefern, welches kennzeichnend für die Bedeutung eines bestimmten Eingangssignals ist, wenn verschiedene Eingangssignale gleiche Eigenschaften (beispielsweise die gleiche Polarität), aber verschiedene Bedeutungen haben. Durch die Erfindung sollen sich also Signale gleicher Eigenschaften, aber unterschiedlicher Bedeutung auseinanderhalten lassen oder aber umgekehrt Signale mit entgegengesetzten Eigenschaften, aber gleicher Bedeutung erkennen lassen. Als Kriterium für die Bedeutung der Signale, welche aus verschiedenen Quellen stammen, soll die jeweilige Signalquelle dienen.

Ein Beispiel für derartige Erfordernisse sind Magnetkernspeicher mit geteilten gegensinnigen Abtastwicklungen, bei denen eine binäre 1 durch ein negatives Signal auf einer Abtastleitung oder ein positives Signal auf einer anderen Abtastleitung dargestellt wird, je nachdem mit welchen Kerngruppen die betreffende Leitung verkoppelt ist (die Kerngruppen sind durch die Lage der einzelnen Kerne im Speicher bestimmt). Bei üblichen Ferritspeichern ist beispielsweise die Lesewicklung mit ihren Enden an Differenzverstärkereingänge angeschlossen, und mit Hilfe von Treiberstufen verschiedener Polarität wird entsprechend der Bedeutung der Eingangssignale ein Ausgangssignal nur einer Polarität erhalten. Diese Schaltung erfordert jedoch einen zusätzlichen Aufwand für die Treiberstufen, und beim Einschreiben entsteht an den Verstärkereingängen ein unerwünscht großes Signal.

Bei einer anderen bekannten Anordnung sind am Ausgang der Differenzverstärkerstufen zur Klassifizierung der Eingangssignale zusätzliche logische Gatter vorgesehen. Dadurch entstehen jedoch Signal-Verzögerungen, und wegen der größeren Anzahl von · Schaltungselementen und der benötigten größeren Schaltungsplättchenfläche mit entsprechender Verteuerung der Anordnung eignet sich diese Schaltung nicht gut zur Herstellung in integrierter Form.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun in der Schaffung einer Schaltunganordnung, welche Eingangssignale mit gleichen Eigenschaften (Polarität), aber unterschiedlicher Bedeutung auseinanderzuhalten imstande ist, ohne hierzu einen so großen Schaltungsaufwand zu erfordern, wie es bei bekannten derartigen Schaltungen der Fall ist. Insbesondere soll sich die erfindungsgemäße Schaltung zur Herstellung in integrierter Form eignen.

Bei einer Schaltunganordnung zur Erzeugung eines Ausgangssignals entsprechend der Bedeutung (binäre 1 oder 0) eines Eingangssignals, welches an einer von zwei Eingangsklemmen anlegt, an denen von verschiedenen Quellen stammende Eingangssignale gleicher Bedeutung unterschiedliche Polarität haben, mit zwei Differenzverstärkern, die jeweils mit einem ersten Signaleingang an einer der Eingangsklemmen und mit einem zweiten Signaleingang an der anderen Eingangsklemnie liegen und deren Ausgänge so parallel geschaltet sind, daß die Ausgangselektroden derjenigen Verstärkerelemente zusammengeschaltet sind, deren Eingangselektroden an getrennten Signaleingängen liegen, wird diese Aufgabe gelöst durch einen Steuerschalter, der in Abhängigkeit von der Quelle des jeweiligen Eingangssignals zur Einschaltung des einen oder des anderen Differenzverstärkers betätigt wird. Die Steuersignale für den Steuerschalter werden dabei nach der betreffenden Quelle, welche das gerade anliegende Eingangssignal liefert, gewählt, so daß der Ursprung dieses Eingangssignals als Kriterium für seine Bedeutung herangezogen wird.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann der Steuerschalter ebenfalls einen Differenzverstärker aufweisen, der durch gegenphasige Steuersignale betätigt wird und dessen Ausgangsleitungen mit Steuereingängen der beiden anderen Differenzverstärker verbunden sind. Die gegenphasigen Steuersignale werden hierbei je nach der betreffenden Signalquelle bestimmt. Insbesondere können, bei Ausführung der Schaltung in Transistortechnik, die Signaleingänge mit den Basen der Transistoren der erstgenannten Differenzverstärker verbunden sein, deren jeweils gemeinsame Emitterleitungen mit je einem Ausgang des Differenzverstärkers des Steuerschalters verbunden sind.

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

Der gezeigte Differenzverstärker hat zwei Eingangsklemmen 1 und 2, die an entsprechende Eingangssignalquellen 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 3 und 4 ist über die Reihenschaltung der Kollektor-Emitter-Strecke 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 3 und 4 sind über Kollektorwiderstände 9 bzw. 10 an eine positive Spannungsquelle +V angeschlossen. Die an den

Kollektoren der Transistoren 3 und 4 abgenommenen Signale werden durch jeweils als Emitterfolger geschaltete Transistoren 11 bzw. 12 getrennt übertragen. 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 0 oder eine binäre 1 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 »0« 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 Ausgangssignaldes Transistors 12 zu den Basen der Transistoren 14 und 15, welche die anderen Eingänge der beiden Differenzstufen bilden.

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 Eingangssignale 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 »0« 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

ίο ist, um das Erfordernis zweier Typen von den Vorstrom zum Anwählen eines Speicherkerns liefernden Ansteuerstufen zu vermeiden und die Gleichtaktunterdrückung des Difierenzverstärkers für gegenphasige Störsignale auszunutzen, müssen in diesem Fall die Ausgangssignale des Differenzverstärkers 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.

Die Transistoren 17 und 18 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 17 geöffnet und der Transistor 18 gesperrt ist, die Transistoren 13 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, 23 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 »1« 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 »0« stets ein Ausgangssignal an der anderen Klemme, in diesem Fall der Klemme 23 erzeugt, so daß zwischen den verschiedenen Eingangsinformationssignalen ohne weiteres unterschieden werden kann.
Durch die Erfindung wird also ein Differenzverstärker mit einer eingebauten logischen Einrichtung zum Unterscheiden zwischen entgegengesetzten Typen von Eingangsinformationssignalen geschaffen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Ausgangssignals entsprechend der Bedeutung (binäre 1 oder 0) eines Eingangssignals, welches an einer von zwei Eingangsklemmen anliegt, an denen von verschiedenen Quellen stammende Ein-. gangssignale gleicher Bedeutung unterschiedliche Polarität haben, mit zwei Differenzverstärkern, die jeweils mit einem ersten Signaleingang an einer der Eingangsklemmen und mit einem zwei-

ten Signaleingang an der anderen Eingangsklemme liegen und deren Ausgänge so parallel geschaltet sind, daß die Ausgangselektroden derjenigen Verstärkerelemente zusammengeschaltet sind, deren Eingangselektroden an getrennten Signaleingängen liegen, gekennzeichnet durch einen Steuerschalter (17,18, 24,25), der in Abhängigkeit von der Quelle des jeweiligen Eingangssignals zur Einschaltung des einen (13, 14) oder des anderen (15,16) Differenzverstärkers betätigt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschalter ebenfalls einen Differenzverstärker (17,18) aufweist, der durch gegenphasige Steuersignale betätigt wird und dessen Ausgangsleitungen mit Steuereingängen der anderen beiden Differenzverstärker (13,14 bzw. 15,16) verbunden sind.

3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung transistorisiert ist und die Signaleingänge mit den Basen der Transistoren der erstgenannten Differenzverstärker (13, 14, 15, 16) verbunden sind, deren gemeinsame Emitterleitungen mit je einem Ausgang des Differenzverstärkers (17,18) des Steuerschalters verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen