Logische Schaltung Die Erfindung betrifft eine logische Schaltung mit wenigstens einem Ausgang und mehreren Eingängen, welch letztere in zwei Gruppen von je wenigstens einem Eingang unterteilt werden können, wobei die Schaltung auf einen Sprung in den Spannungen eines oder meh rerer ihrer Eingänge anspricht durch das Geben oder Nicht-Geben eines einen bestimmten Spannungspegel überschreitenden Ausgangs-Impulses, und zwar in Abhängigkeit von den Spannungen, die bis zum Zeit punkt, in dem dieser Sprung oder diese Sprünge auf treten, an die Eingänge mit Spannungen ohne Sprung gelegt sind.
Die erfindungsgemässe Schaltung ist da durch gekennzeichnet, dass die Schaltung eine Reaktanz (Kondensator, Induktivität) enthält, deren beide Enden je über einen Widerstand mit einem Punkt konstanten Potentials verbunden sind, und jeder Ein gang der einen Gruppe von Eingängen über eine Diode mit dem einen Ende der Reaktanz und jeder Eingang der anderen Gruppe von Eingängen über eine Diode mit dem anderen Ende der Reaktanz verbunden ist, wobei sämtliche Dioden auf die Reaktanz zu oder von der Reaktanz weggerichtet sind und dass der Ausgang mit einem der Enden der Reaktanz verbunden ist.
Eine solche Schaltung lässt sich in zahlreichen logi schen Netzwerken anwenden, von denen hier vorläufig die umklappbare bistabile Triggerschaltung und das Schieberegister genannt werden. Auch können zwei oder mehr solche Schaltungen in Reihe gelegt werden.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 zeigt ein Schema des Ausführungsbeispiels; Fig. 2 zeigt eine bistabile Triggerschaltung, in der das Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes angewendet ist und die gleichzeitig als Frequenzhalbie- rungsschaltung dienen kann; Fig. 3 zeigt ein Schieberegister, in dem Schaltungen nach Fig. 1 angewendet sind. In Fig. 1 besitzt der Block 1 sieben Eingänge 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und einen Ausgang 9.
Diese Eingänge sind in eine Gruppe von drei untereinander gleichwertigen Eingängen 2, 3, 4 und eine Gruppe von vier gleichfalls untereinander gleichwertigen Eingängen 5, 6, 7, 8 unterteilt. Diesen Eingängen werden die zweiwertigen Signale<I>a, b, e, d, e, f,</I> g zugeführt. Die beiden Werte dieser Signale entsprechen einer Spannung auf hohem Pegel (Signalwert 1) und einer Spannung auf niedrigem Pegel (Signalwert 0). Beispielshalber sei angenommen, dass der hohe Pegel Erdpotential und dass der niedrige Pegel eine gegenüber Erdpotential negative Spannung von der Grösse e ist. Das mit p bezeichnete Ausgangs signal ist gleichfalls zweiwertig, Der Signalwert 1 ent spricht einem Erdpotential überschreitenden positiven Impuls und der Signalwert 0 einem Erdpotential nicht überschreitendendem Impuls.
Die Schaltung ist derart, dass das Ausgangssignal p den Wert 1 besitzt, wenn wenigstens eines der drei Signale<I>a, b,</I> c den Wert 1 hat, aber alle vier Signale<I>d, e, f,</I> g den Wert 0 haben und wenn wenigstens eines der vier Signale<I>d, e, f</I> und g vom Wert 0 auf den Wert 1 springt. In allen übrigen Fällen hat das Ausgangssignal den Wert 0.
In Fig. 1 ist die vorerwähnte Reaktanz ein Konden sator 10, dessen eine Elektrode über einen Widerstand 18 und dessen andere Elektrode über einen Widerstand 19 mit einer negativen Spannungsquelle B mit der Spannung e verbunden ist. Die drei Eingänge 2, 3, 4 sind je über eine Diode mit gegen den Kondensator zu gerichtetem Durchlasssinn mit der zuerstgenannten Elektrode des Kondensators 10 verbunden. Dies sind die Dioden 11, 12, 13. Ebenso sind die vier Eingangs klemmen 5, 6, 7, 8 je über Dioden 14, 15, 16, 17 mit der anderen Elektrode des Kondensators 10 verbunden.
Der Ausgang 9 ist über eine Diode 20 mit von dem Kondensator weggerichtetem Durchlasssinn mit der zuerstgenannten Elektrode des Kondensators 10 ver- Bunden. Der Punkt, in dem die eine Elektrode des Kondensators 10, die Dioden 11, 12, 13 und der Wider stand 18 zusammenkommen, wird als Punkt 21 be zeichnet, und der Punkt, in dem die andere Elektrode des Kondensators 10, die Dioden 14, 15, 16, 17 und der Widerstand 19 zusammenkommen, wird als Punkt 22 bezeichnet. Gegebenenfalls ist der Ausgang 9 über einen Widerstand 23 an Erde gelegt.
Es ist leicht einzusehen, dass der Punkt 21 eine hohe Spannung (= Erdpotential) hat, wenn wenigstens eines der Signale<I>a, b</I> oder c den Wert 1 hat, und dass der Punkt 22 eine hohe Spannung hat, wenn wenigstens eines der Signale<I>d, e, f</I> oder g den Wert 1 hat. Wenn aber<I>a = b = c</I> = 0 ist, so hat der Punkt 21 eine nied rige Spannung (-e), und wenn<I>d = e = f = g</I> = 0 ist, so hat der Punkt 22 eine niedrige Spannung.
Es sei angenommen, dass nur das dem Eingang 8 zugeführte Signal g vom Wert 0 auf den Wert 1 sprin gen kann, oder umgekehrt. Die übrigen Signale<I>a, b,</I> <I>c, d, e, f</I> sind konstant, haben also dauernd den Wert 1 oder dauernd den Wert 0. Einfachheitshalber wird ein Sprung des Signals g vom Wert 0 auf den Wert 1 als positiver Sprung und ein Sprung vom Wert 1 auf den Wert 0 als negativer Sprung bezeichnet: Es sind folgende Fälle möglich:
1. a oder b oder c hat den Wert 1; d oder e oder f f hat den Wert 1; g weist einen positiven Sprung auf.
<I>2. a</I> oder<I>b</I> oder c hat den Wert 1; d oder e oder<I>f</I> hat den Wert 1; g weist einen negativen Sprung auf; 3. a oder<I>b</I> oder c hat den Wert<I>1; d,</I> e und f haben den Wert 0; g weist einen positiven Sprung auf; <I>4. a</I> oder<I>b</I> oder c hat den Wert<I>1; d,</I> e und f haben den Wert 0; g weist einen negativen Sprung auf; <I>5. a, b</I> und c haben den Wert 0; d oder e oder f hat Wert 1; g weist einen positiven Sprung auf; <I>6. a, b</I> und c haben den Wert 0; d oder e oder f hat den Wert 1; g weist einen negativen Sprung auf; <I>7. a, b</I> und c haben den Wert 0;<I>d, e</I> und.f haben den Wert 0; g weist einen positiven Sprung auf;
<I>B. a, b</I> und c haben den Wert 0; d,<I>e</I> und f haben den Wert 0; g weist einen negativen Sprung auf.
Nun hat der Punkt 21 in den Fällen 1, 2, 3 und 4 vor dem Auftreten des Sprunges im Signal g und hin reichende Zeit nach dem Auftreten dieses Sprunges ein hohes Potential und in den Fällen 5, 6, 7 und 8 ein nied riges Potential. Der Punkt 22 hat in den Fällen 1, 2, 5 und 6 vor und nach dem Auftreten des Sprunges im Signalg ein hohes Potential. Der Sprung ändert demnach nichts am Potential des Punktes 22 in den Fällen 1, 2, 5 u. 6.
In den Fällen 3 und 7 hat der Sprung im Potentialg aber zur Folge, dass das Potential des Punktes 22 vom niedrigen auf den hohen Wert springt, denn in diesen Fällen ist vor dem Auftreten des Sprunges<I>d = e = f =</I> <I>g</I> = 0 und nach dem Auftreten des Sprunges<I>d = e =</I> <I>f = 0, g = 1</I> (also<I>d</I> oder e oder<I>f</I> oder g hat den Wert 1). In den Fällen 3 und 7 tritt, infolge des Sprun ges in der Spannung des Punktes 22, also im Punkt 21 ein positiver Impuls auf, dessen Amplitude nahezu gleich dem Sprung in der Spannung des Punktes 22 und also gleich e ist. Dieser Impuls geht im Falle 3 vom hohen Potential aus und wird dann also von der Diode 20 als positiver Impuls nach dem Ausgang 9 weiter geleitet.
Im Falle 7 geht dieser Impuls vom niedrigen Potential aus, so dass seine Spitze das hohe Potential nicht überschreitet und dieser Impuls also nicht von der Diode durchgelassen wird. In den Fällen 4 und 8 hat der Sprung im Signal g zur Folge, dass das Potential des Punktes 22 vom hohen auf den niedrigen Wert springt, denn vor dem Auftreten des Sprunges ist <I>d = e = f = 0, g = 1</I> (d oder e oder f oder g hat den Wert 1) und nach dem Auftreten des Sprunges ist <I>d = e = f = g = 0.</I> Dieser Sprung im Potential des Punktes 22 bewirkt einen negativen Impuls im Punkt 21, jedoch kann dieser negative Impuls die Diode 20 nicht passieren. Es ergibt sich also, dass das Ausgangs signal nur im Falle 3 den Wert 1 und in sämtlichen anderen Fällen den Wert 0 hat.
Wenn der Widerstand 23 weggelassen wird, können am Ausgang 9 auch das hohe Potential nicht über schreitende Impulse auftreten, welch letztere Impulse dem Signalwert 0 entsprechen. Wenn auch die Diode 20 weggelassen wird, so kann das Ausgangssignal auch negative Impulse enthalten. die aber gleichfalls dem Signalwert 0 entsprechen. Weiterhin ist leicht einzu sehen, dass die Reaktanz auch eine Induktionsspule sein kann.
Fig. 2 zeigt die Anwendung einer Schaltung nach der Erfindung zur Erzielung einer bistabilen Trigger- schaltung, welche durch die Vorderflanken eines Block signals umklappt. Diese Schaltung erfüllt gleichzeitig die Funktion einer Frequenzhalbierungsschaltung. In dieser Figur bezeichnet 30 eine bistabile Triggerschal- tung, wie z. B. im Artikel von J.
E. Flood, Junction- Transistor Trigger Circuits (Wireless Engineer, pub- lished by Riffe and Sons Limited, Dorset House, Starr ford Street, London, S. E. 1, May 1955, Seiten 122-130) beschrieben.
Diese Triggerschaltung besitzt zwei Ein gänge 66 und 67 und zwei Ausgänge 62 und 63 sowie zwei Transistoren 31, 32, sechs Widerstände 33, 34, 35, 36, 37, 38 und zwei Dioden 39 und 40, welch letztere gegebenenfalls auch weggelassen werden können. Diese Schaltelemente sind auf die in der Figur darge stellte Weise miteinander verbunden, und die Wir kungsweise dieser Schaltung wurde im vorstehend an gegebenen Artikel beschrieben, so dass darauf nicht eingegangen zu werden braucht. Weiterhin bezeichnet 60 eine logische Schaltung, die Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit vier Eingängen 62, 63, 64, 65, die in die beiden Gruppen 62, 64 und 63, 65 unterteilt werden können, und zwei Ausgänge 66, 67.
Die Reaktanz ist wieder ein Kondensator 61, dessen beide Elektroden über die Widerstände 76 und 77 mit einem Punkt nega tiven Potentials verbunden sind. Fig. 2 zeigt die Art und Weise, wie die Ausgänge der Triggerschaltung 30 mit zwei ungleichwertigen Eingängen der logischen Schaltung 60 verbunden sind und wie die Ausgänge der logischen Schaltung 60 mit den Eingängen der Triggerschaltung verbunden sind. Die beiden anderen ungleichwertigen Eingänge 64, 65 der logischen Schal- tung 60 sind miteinander verbunden und empfangen ein Blocksignal 78.
Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist wie folgt. Angenommen sei, dass in einem bestimmten Zeitpunkt der Transistor 31 stromführend und der Transistor 32 gesperrt ist. Die Klemme 62 hat dann Erdpotential und die Klemme 63 ein negatives Potential. Wenn die Po tentiale der Klemmen 64 und 65 beim Auftreten der nächstfolgenden Vorderflanke des Blocksignals plötz lich ansteigen, treten positive Impulse in den Verbin dungspunkten 74 und 75 zwischen den Elektroden des Kondensators 61 und den Ein- und Ausgängen der logischen Schaltung 60 auf. Jedoch nur der im Punkt 74 auftretende Impuls überschreitet Erdpotential, so dass nur die Basiselektrode des Transistors 31 einen im positiven Bereich liegenden Impuls empfängt.
Hier durch wird der Transistor 31 gesperrt und der Transi stor 32 stromführend, d. h. die Triggerschaltung 30 ist umgeklappt worden. Bei der dann nächstfolgenden Vorderflanke des Blocksignals klappt die Trigger- schaltung 30 aus ähnlichen Gründen wieder zurück.
Fig. 3 zeigt die ersten Abschnitte eines aus Trigger- schaltungen 301, 302, 303. . . und logischen Schal tungen 601,2, 602,3, <B>...</B> der Typen nach Fig. 2 auf gebauten Schieberegister sowie die Art und Weise, wie die Ein- und Ausgänge dieser Schaltungen miteinander verbunden sein müssen. Die Eingänge der ersten Trig- gerschaltung 301 des Schieberegisters sind gleichzeitig die Eingänge des Schieberegisters als Ganzes. Die Ausgänge der letzten Triggerschaltung <B>30,</B> sind gleich zeitig die Ausgänge des Schieberegisters als Ganzes.
Logical circuit The invention relates to a logic circuit with at least one output and several inputs, the latter can be divided into two groups of at least one input each, the circuit responding to a jump in the voltages of one or more of its inputs by giving or Not giving an output pulse exceeding a certain voltage level, depending on the voltages that are applied to the inputs with voltages without a jump up to the point in time at which this jump or these jumps occur.
The circuit according to the invention is characterized in that the circuit contains a reactance (capacitor, inductance), the two ends of which are each connected to a point of constant potential via a resistor, and each input of the one group of inputs to the one via a diode End of the reactance and each input of the other group of inputs is connected to the other end of the reactance by a diode, with all diodes facing towards or away from the reactance and that the output is connected to one of the ends of the reactance.
Such a circuit can be used in numerous logical networks, of which the foldable bistable trigger circuit and the shift register are mentioned here for the time being. Two or more such circuits can also be laid in series.
In the accompanying drawing, an embodiment example of the subject invention is shown.
Fig. 1 shows a diagram of the embodiment; 2 shows a bistable trigger circuit in which the exemplary embodiment of the subject matter of the invention is used and which can simultaneously serve as a frequency halving circuit; Fig. 3 shows a shift register in which circuits of Fig. 1 are applied. In FIG. 1, block 1 has seven inputs 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 and one output 9.
These inputs are divided into a group of three mutually equivalent inputs 2, 3, 4 and a group of four equally mutually equivalent inputs 5, 6, 7, 8. The two-valued signals <I> a, b, e, d, e, f, </I> g are fed to these inputs. The two values of these signals correspond to a high level voltage (signal value 1) and a low level voltage (signal value 0). For the sake of example, it is assumed that the high level is ground potential and that the low level is a voltage of magnitude e which is negative with respect to ground potential. The output signal labeled p is also bivalent. The signal value 1 corresponds to a positive pulse that exceeds earth potential and the signal value 0 corresponds to a pulse that does not exceed earth potential.
The circuit is such that the output signal p has the value 1 if at least one of the three signals <I> a, b, </I> c has the value 1, but all four signals <I> d, e, f, </I> g have the value 0 and if at least one of the four signals <I> d, e, f </I> and g jumps from value 0 to value 1. In all other cases the output signal has the value 0.
In Fig. 1, the aforementioned reactance is a capacitor 10, one electrode of which is connected via a resistor 18 and the other electrode via a resistor 19 to a negative voltage source B with the voltage e. The three inputs 2, 3, 4 are each connected to the first-mentioned electrode of the capacitor 10 via a diode with the forward direction directed towards the capacitor. These are the diodes 11, 12, 13. The four input terminals 5, 6, 7, 8 are each connected to the other electrode of the capacitor 10 via diodes 14, 15, 16, 17.
The output 9 is connected to the first-mentioned electrode of the capacitor 10 via a diode 20 with the forward direction directed away from the capacitor. The point at which one electrode of the capacitor 10, the diodes 11, 12, 13 and the resistor 18 come together, is referred to as point 21, and the point at which the other electrode of the capacitor 10, the diodes 14, 15, 16, 17 and resistor 19 come together is referred to as point 22. If necessary, the output 9 is connected to earth via a resistor 23.
It is easy to see that point 21 has a high voltage (= earth potential) if at least one of the signals <I> a, b </I> or c has the value 1, and that point 22 has a high voltage, if at least one of the signals <I> d, e, f </I> or g has the value 1. But if <I> a = b = c </I> = 0, point 21 has a low voltage (-e), and if <I> d = e = f = g </I> = 0 is, point 22 has a low voltage.
It is assumed that only signal g fed to input 8 can jump from value 0 to value 1, or vice versa. The other signals <I> a, b, </I> <I> c, d, e, f </I> are constant, that is, they have a permanent value of 1 or a permanent value of 0. For the sake of simplicity, signal g from value 0 to value 1 is called a positive jump and a jump from value 1 to value 0 is called a negative jump: The following cases are possible:
1. a or b or c has the value 1; d or e or f f has the value 1; g has a positive jump.
<I> 2. a </I> or <I> b </I> or c has the value 1; d or e or <I> f </I> has the value 1; g has a negative jump; 3. a or <I> b </I> or c has the value <I> 1; d, </I> e and f have the value 0; g has a positive jump; <I> 4. a </I> or <I> b </I> or c has the value <I> 1; d, </I> e and f have the value 0; g has a negative jump; <I> 5. a, b </I> and c have the value 0; d or e or f has the value 1; g has a positive jump; <I> 6. a, b </I> and c have the value 0; d or e or f has the value 1; g has a negative jump; <I> 7. a, b </I> and c have the value 0; <I> d, e </I> and f have the value 0; g has a positive jump;
<I> B. a, b </I> and c have the value 0; d, <I> e </I> and f have the value 0; g has a negative jump.
Now point 21 has a high potential in cases 1, 2, 3 and 4 before the occurrence of the jump in signal g and sufficient time after the occurrence of this jump, and in cases 5, 6, 7 and 8 a low potential . In cases 1, 2, 5 and 6, point 22 has a high potential before and after the occurrence of the jump in Signalg. The jump does not change anything in the potential of point 22 in cases 1, 2, 5 and the like. 6th
In cases 3 and 7, however, the jump in potentialg has the consequence that the potential of point 22 jumps from the low to the high value, because in these cases, before the jump occurs, <I> d = e = f = </ I> <I> g </I> = 0 and after the occurrence of the jump <I> d = e = </I> <I> f = 0, g = 1 </I> (i.e. <I> d < / I> or e or <I> f </I> or g has the value 1). In cases 3 and 7, as a result of the jump in the voltage at point 22, ie at point 21, a positive pulse occurs, the amplitude of which is almost equal to the jump in the voltage at point 22 and therefore equal to e. In case 3, this pulse is based on a high potential and is then passed on from the diode 20 as a positive pulse to the output 9.
In case 7, this pulse starts from the low potential, so that its peak does not exceed the high potential and this pulse is therefore not let through by the diode. In cases 4 and 8, the jump in signal g has the consequence that the potential of point 22 jumps from the high to the low value, because before the jump occurs, <I> d = e = f = 0, g = 1 </I> (d or e or f or g has the value 1) and after the occurrence of the jump, <I> d = e = f = g = 0. </I> This jump in the potential of point 22 causes a negative pulse at point 21, but this negative pulse cannot pass through diode 20. The result is that the output signal only has the value 1 in case 3 and the value 0 in all other cases.
If the resistor 23 is omitted, the high potential can also not occur at the output 9 exceeding pulses, which latter pulses correspond to the signal value 0. If the diode 20 is also omitted, the output signal can also contain negative pulses. but which also correspond to the signal value 0. Furthermore, it is easy to see that the reactance can also be an induction coil.
Fig. 2 shows the use of a circuit according to the invention to achieve a bistable trigger circuit which flips over by the leading edges of a block signal. This circuit simultaneously fulfills the function of a frequency halving circuit. In this figure, 30 denotes a bistable trigger circuit, such as B. in the article by J.
E. Flood, Junction-Transistor Trigger Circuits (Wireless Engineer, published by Riffe and Sons Limited, Dorset House, Starr Ford Street, London, S. E. 1, May 1955, pages 122-130).
This trigger circuit has two inputs 66 and 67 and two outputs 62 and 63 and two transistors 31, 32, six resistors 33, 34, 35, 36, 37, 38 and two diodes 39 and 40, which the latter can optionally be omitted. These switching elements are connected to one another in the manner shown in the figure, and the manner in which this circuit is operated has been described in the article given above, so that it need not be discussed. Furthermore, 60 denotes a logic circuit, the exemplary embodiment of the invention, with four inputs 62, 63, 64, 65, which can be divided into the two groups 62, 64 and 63, 65, and two outputs 66, 67.
The reactance is again a capacitor 61, the two electrodes of which are connected via the resistors 76 and 77 to a point of nega tive potential. FIG. 2 shows the manner in which the outputs of the trigger circuit 30 are connected to two unequal inputs of the logic circuit 60 and how the outputs of the logic circuit 60 are connected to the inputs of the trigger circuit. The two other unequal inputs 64, 65 of the logic circuit 60 are connected to one another and receive a block signal 78.
The operation of this circuit is as follows. It is assumed that transistor 31 is live and transistor 32 is blocked at a certain point in time. Terminal 62 then has ground potential and terminal 63 has a negative potential. If the potentials of terminals 64 and 65 suddenly rise when the next leading edge of the block signal occurs, positive pulses occur in connection points 74 and 75 between the electrodes of capacitor 61 and the inputs and outputs of logic circuit 60. However, only the pulse occurring at point 74 exceeds ground potential, so that only the base electrode of transistor 31 receives a pulse in the positive range.
Here by the transistor 31 is blocked and the Transi stor 32 current-carrying, d. H. the trigger circuit 30 has been flipped over. On the next following leading edge of the block signal, the trigger circuit 30 folds back for similar reasons.
3 shows the first sections of one of trigger circuits 301, 302, 303.. . and logic circuits 601,2, 602,3, <B> ... </B> of the types according to FIG. 2 on built shift registers and the way in which the inputs and outputs of these circuits must be connected to one another. The inputs of the first trigger circuit 301 of the shift register are at the same time the inputs of the shift register as a whole. The outputs of the last trigger circuit <B> 30, </B> are at the same time the outputs of the shift register as a whole.