DE1032787B - Schaltmatrize - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schaltmatrizen oder Koordinatenschaltungen und betrifft insbesondere Anlagen, bei denen Transistoren zur wahlweisen Steuerung des elektrischen Stroms für eine Vielzahl von Belastungen Verwendung finden. Die Erfindung gibt hierfür eine neue Schaltung von Eingangs- und Ausgangsleitungen, die durch eine Anzahl von Transistoren so miteinander verbunden sind, daß sich eine Koordinatenschaltung mit besseren Arbeitscharakteristiken als bisher bei der Verwendung von Dioden ergibt.

Schaltmatrizen finden für die verschiedensten Schaltanordnungen, insbesondere beispielsweise für Ziffernrechenanlagen, vorteilhaft Verwendung. Meistens werden für solche Schaltmatrizen oder Koordinatenschaltungen Dioden benutzt, und Antriebsquellen dienen zum wahlweisen, über die Dioden erfolgenden Anschalten der aus einer Vielzahl von Belastungen enthaltenden Ausgangsleitungen ausgewählten an eine Energiequelle. Infolge der Verwendung von Diodenelementen ergeben die bisher bekannten Schaltmatrizen eine Energieverminderung der Stromquellen, wodurch ein Energieminimum der Antriebsquelle erforderlich und der Anwendungsbereich des Gesamtsystems beschränkt wird.

Nach der Erfindung werden diese Schwierigkeiten vermieden, und es wird eine neue Schaltmatrizenanordnung unter Verwendung in geeigneter Weise eingeschalteter Transistorelemente zum wahlweisen Einschalten von Ausgangsleitungen in Abhängigkeit von vorgewählten Eingangsimpulsen oder -Signalen geschaffen, wodurch an der Schaltmatrize statt des bisherigen Energieverlustes ein Energiegewinn eintritt. Durch dieses Charakteristikum der Erfindung ist es möglich, eine neue Schaltung mit sehr schwachen Impulsen bzw. Impulsen von niedrigem Pegel zu betreiben, wobei außerdem der geringere Energieverlust einen besseren Wirkungsgrad ermöglicht. Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung ist zudem eine wesentliche Einsparung an Schaltelementen dadurch möglich, daß mehrere Elektroden der Transistoren zum Steuern der gewünschten Schaltvorgänge gesteuert werden.

Die Erfindung bezweckt demnach die Schaffung neuer Schaltmatrizen oder Koordinatenschaltungen unter Verwendung von Transistorelementen.

Auch soll nach der Erfindung eine neue Koordinatenschaltung geschaffen werden, die an Stelle der Dämpfungscharakteristiken der bisher üblichen Schaltungen einen Energiezuwachs ergibt und infolgedessen auf Eingangssignale geringerer Energie ansprechen kann, als es bisher möglich war.

Eie weiteres Ziel der Erfindung liegt in der Einsparung von Schaltelementen gegenüber den bisher

Anmelder:

Sperry Rand Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. phil. G. B. Hagen, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 38

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 5. August 1955

Theodore Hertz Bonn, Merion Station, Pa. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

bekannten Anordnungen, wobei gegebenenfalls mehr als eine Elektrode der Transistorelemente selektiv betrieben werden kann.

Schließlich bezweckt die Erfindung eine Verbesserung des Wirkungsgrades von Schaltmatrizen gegenüber den bisher bekannten derartigen Vorrichtungen.

Eine Schaltmatrize nach der Erfindung kann eine Vielzahl Eingangs- und Ausgangsleitungen aufweisen, die über eine Vielzahl von Energiegewinn ergebenden Transistorelementen miteinander verbunden sind. An die Eingangsleitungen kann entsprechend eine Vielzahl von Belastungen angeschlossen und hinsichtlich der Transistoren so geschaltet sein, daß beim Ändern der Leitfähigkeit bestimmter Transistoren durch Eingangssignale bestimmte Lasten unter Strom gesetzt werden. Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Schalten und Steuern durch Eingangssignale, durch Steuerung von nur einer Elektrode der Transistoren erfolgen. Bei anderen Ausführungen kann jedoch auch mehr als eine Elektrode der Transistoren durch Signale gesteuert werden.

Eine erfindungsgemäße Schaltmatrize besitzt in an sich bekannter Weise eine Anzahl Eingangsleitungen und eine Anzahl Ausgangsleitungen und eine Anzahl mit den Ausgangsleitungen verbundener Belastungen und mit den Ausgangsleitungen verbundener Mittel für die Zufuhr elektrischer Energie und ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von an die Ausgangsleitungen angeschlossenen Transistoren und an die Ausgangsleitungen angeschlossenen Signalsteuerungen vorhanden sind und daß die Signal-

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steuerung die Impedanz bestimmter Transistoren selektiv steuern, derart, daß bestimmte Lasten an die Energiequelle angeschlossen werden.

Im folgenden sind einige Beispiele von Koordinatenschaltungen nach der Erfindung an Hand schematischer Zeichnungen näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 ein Schaltschema einer Ausführungsform einer Schalttafel nach der Erfindung, bei der jeweils nur eine Belastung mit Energie versorgt wird,

den. So ist die Eingangsleitung 14 mit den Ausgangsleitungen 10 und 11 durch Transistorelemente 24 und 25 verbunden; die Eingangsleitung 15 ist mit den Ausgangsleitungen 12 und 13 durch Transistorelemente 26 und 27 verbunden; die Eingangsleitung 16 ist durch Transistorelemente 28 und 29 mit den Ausgangsleitungen 10 und 12 verbunden, und schließlich ist die Eingangsleitung 17 durch Transistorelemente 30 und 31 mit den Ausgangsleitungen 11

Fig. 2 eine Abwandlung der Schaltung nach Fig. 1, io und 13 verbunden.

wobei die Belastungen anders angeordnet sind, so daß Bei nach der Anordnung nach Fig. 1 sowie den

jeweils alle außer einer unter Strom stehen, Fig. 3 eine andere Ausführungsform

eine
findungsgemäßen Schaltung

zum

einer erwahlweisen EinAnordnungen nach Fig. 2 bis 4 sind in den Ausführungsbeispielen NPN-Transistoren benutzt, obgleich die Erfindung sich natürlich auch mit PNP-

schalten einer Belastung, wobei jedoch weniger 15 oder sonstigen Transistoren verwirklichen ließe.

Gleichfalls ist gemäß Fig. 1 der Emitter jedes Transistors 24 bis 31 geerdet; aber es könnte natürlich auch eine geerdete Basis oder ein geerdeter Kollektor bei den Transistoren vorgesehen sein.

Im Betrieb können die verschiedenen Transistoren 24 bis 31 je nach den Steuerimpulsen von den Schaltern 22 und 23 hohe oder niedrige Impedanz besitzen. Da die Belastungen 18 bis 21 jeweils an das der konstanten Stromquelle gegenüberliegende Ende der

Schaltelemente benötigt werden als bei der Ausführung nach Fig. 1,

Fig. 3 A eine weitere Ausführungsform zum Einschalten aller Belastungen bis auf eine und mit weniger Schaltelementen als bei der Ausführung nach Fig. 2,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform, bei der mehrere Elektroden der Transistoren von Signalen steuerbar sind, wodurch sich eine weitere Einsparung an

Schaltelementen ergibt, und zwar beim Einschalten 25 Ausgangsleitungen angeschlossen sind, wird den Bealler Belastungen bis auf eine, lastungen nur dann Strom zugeführt, wenn alle an

die zugehörige Ausgangsleitung angeschlossenen Transistoren sich im Zustand hoher Impedanz befinden. Wird infolge eines entsprechenden Eingangssignals mindestens einer der einer bestimmten Ausgangsleitung zugeordneten Transistoren auf niedrige Impedanz umgeschaltet, so fließt der Strom von der zugehörigen konstanten Stromquelle durch diesen Transistor nach Erde und erreicht die Last nicht. In-

10 bis 13 enthalten, die von einer Anzahl Eingangs- 35 soweit NPN-Transistoren verwendet sind, befindet leitungen 14 bis 17 wahlweise steuerbar sind. Bei dem sich jeder gegebene Transistor im Zustand niedriger in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel werden
insgesamt vier Ausgangsleitungen wahlweise über
vier Eingangsleitungen gesteuert; es können aber
natürlich im Rahmen der Erfindung auch mehr oder 4°
weniger Eingangsleitungen oder Ausgangsleitungen
benutzt werden. Das eine Ende jeder Ausgangsleitung
10 bis 13 ist an eine Belastung 18, 19, 20 bzw. 21 angeschlossen, und das andere Ende ist jeweils mit einer

konstanten Stromquelle mit einem Potential V und 45 26, 27, 28 und 29 den Zustand niedriger Impedanz einem Widerstand R₁, R₂, R₃ bzw. i?₄, aus denen sich ein, wenn die Leitungen 15 und 16 positiv geschaltet Ströme I₁, J₂,I₃ und J₄ ergeben, verbunden. sind, so daß dann nur der Belastung 19 Strom zufließt,

Weiter enthält jede der Leitungen 10 bis 13 eine

Fig. 4 A eine weitere Ausführungsform, bei der mehrere Elektroden jedes Schaltelementes zur Steuerung benutzt werden und wobei jeweils eine einzige Belastung unter Strom gesetzt wird, und

Fig. 5 eine weitere, als Entschlüsselungsvorrichtung dienende Koordinatenschaltung nach.der Erfindung.

Wie Fig. 1 zeigt, kann eine Koordinatenschaltung nach der Erfindung eine Anzahl Ausgangsleitungen

Impedanz, wenn seine Basis durch einen der mit der zugehörigen Eingangsleitung verbundenen Flip-Flop-Schalter 22 oder 23 positiv geschaltet ist.

So ist die Impedanz jedes Transistors 24, 25, 28 und 29 niedrig, wenn die Leitungen 14 und 16 durch die Schalter 22 und-23 positiv sind, und es fließt dann Strom lediglich zu der Belastung 21 aus der Quelle mit V und R_x. Entsprechend nehmen die Transistoren

Klemmdiode D₁, D₂, D₃ und D₄, deren jede an eine

und zwar von der Spannungsquelle V über den Widerstand R₂. Entsprechend liegen die Verhältnisse für die

Spannungsquelle +E gelegt ist, so daß die Ausgangs- 5o anderen Schaltungsmöglichkeiten der Eingangsleitunleitungen an das Potential + E angeschlossen sind. gen; jedenfalls wird bei der Anordnung nach Fig. 1 Für den vorliegenden Fall ist mit + E das äußerste für jede beliebige Stellung der Schalter 22 und 23 sichere Arbeitspotential der verschiedenen, noch zu jeweils nur eine einzige der Belastungen 18 bis 21 von beschreibenden Transistoren bezeichnet, wobei zu be- der ihr zugeordneten Quelle aus mit Strom versorgt, merken ist, daß die Klemmdioden D₁ bis D₄ hier nur 55 Dank der Verwendung von Transistoren wird außerder Vollständigkeit halber eingezeichnet sind, während dem die Auswahl der jeweils unter Strom zu setzensie in vielen Fällen nicht erforderlich sind oder ihre
Funktionen von weiteren, beispielsweise an den Ausgang der Koordinatenschaltung angeschlossenen
Stromkreisen übernommen werden können.

Die Eingangsleitungen 14 und 15 sind an einen Flip-Flop-Schalter 22 angeschlossen und die Eingangsleitungen 16 und 17 in gleicher Weise an einen solchen Schalter 23. Jeder Schalter 22 und 23 hat

zwei Ausgangspotentiale, die so liegen, daß bei posi- °5 Belastung unter Strom steht, alle anderen Lasten tiver Leitung 14 die Leitung 15 negativ ist, undumge- stromlos sind. In vielen Fällen ist jedoch eine gerade kehrt; ebenso ist Leitung 16 positiv, wenn Leitung 17 umgekehrte Charakteristik erwünscht, so daß auf negativ ist, und umgekehrt. Die verschiedenen Ein- einen gegebenen Steuerimpuls hin sämtliche Lasten gangsleitungen sind mit den verschiedenen Ausgangs- mit Ausnahme von einer einzigen unter Strom stehen, leitungen, wie dargestellt, durch Transistoren verbun- 70 Eine solche Charakteristik läßt sich mit einer An

den Belastung von der verhältnismäßig niedrigen Leistungsabgabe der Flip-Flop-Schalter 22 und 23 gesteuert, so daß die gesamte Koordinatenschaltung statt der bei solchen Schaltungen bisher üblichen Dämpfung einen Energiegewinn ermöglicht.

Wie an Hand der Fig. 1 beschrieben wurde, sind den einzelnen Belastungen eigene Energiequellen zugeordnet, und die Schaltung ist derart, daß, wenn eine

Ordnung nach Fig. 2 erreichen, wobei ein Vergleich der Fig. 1 und 2 ergibt, daß die Lage der verschiedenen Transistoren relativ zu den Eingangs- und Ausgangsleitungen sowie zu den konstanten Stromquellen und zu den Klemmdioden dieselbe wie im Falle der Fig. 1 sein kann. Infolgedessen wurden in Fig. 1 und 2 die gleichen, entsprechenden Bezugszeichen verwendet, und die Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. 2 ist die gleiche, wie sie an Hand der Fig. 1 beschrieben wurde, lediglich mit Ausnahme der Lage der Belastungen.

So sind gemäß Fig. 2 Belastungen 32 bis 35 mit Steuertransistoren 24 bis 30 in Reihe geschaltet anstatt parallel, wie dies bei den Lasten 18 bis 21 der Fig. 1 der Fall ist. Infolge dieser Schaltung der Belastungen in Fig. 2 fließt Strom von einer gegebenen Quelle nur dann durch die Belastung, wenn wenigstens einer der mit der entsprechenden Ausgangsleitung_gekoppelten Transistoren im Zustand niedriger Impedanz ist. Dies ist also eine direkte Umkehr der Arbeitsweise gemäß Fig. 1, da dort die Belastung stromlos war, wenn wenigstens einer der mit der betreffenden Ausgangsleitung gekoppelten Transistoren sich im Zustand geringer Impedanz befand.

Die an den Flip-Flop-Schaltern 22 und 23 auftretenden Potentiale sind genau die gleichen wie bei der Anordnung nach Fig. 1, so daß auf Grund der besonderen Lage der Belastungen in Fig. 2 für eine bestimmte Situation der Eingangssignale jeweils nur eine Last stromlos anstatt — wie vorher — unter Strom ist. Wenn also beispielsweise die Eingangsleitungen 14 und 16 positiv sind, so· befinden sich die Transistoren 24, 25, 28 und 29 im Zustand niedriger Impedanz, so daß Ströme I₁, I₂ und I₃ durch die Lasten 32, 33 und 34 in den Ausgangsleitungen 10, 11 und 12 fließen. Da jedoch die Transistoren 27 und 31 hohe Impedanz haben, fließt in der Ausgangsleitung 13 und damit durch die Last 35 kein Strom. Bei jeder Anordnung nach Fig. 1 und 2 werden insgesamt acht Transistoren zum Schalten von insgesamt vier Ausgangsleitungen über vier mit den Flip-Flop-Schaltern verbundene Eingangsleitungen benutzt. Bei einer anderen Anordnung der Transistorelemente kann man jedoch mit etwas weniger Elementen auskommen, ohne die Arbeitsweise der Anordnung zu beeinträchtigen. So zeigt Fig. 3 eine Anordnung mit insgesamt nur sechs Transistoren zum Schalten von vier Ausgangsleitungen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Ausgangsleitungen von 40 bis 43 bezeichnet, und jede dieser Leitungen ist mit einem Ende an eine konstante Stromquelle mit Potential V und Widerständen R₅ bis R₈ angeschlossen, wobei Klemmdioden in gleicher Weise wie bei den Anordnungen nach Fig. 1 und 2 vorgesehen sind.

Die Ausgangsleitungen 40 bis 43 enthalten Belastungen 44 bis 47 und sind mit ihren anderen Enden an Transistoren 48 bis 51 angeschlossen. Zwei weitere Transistoren 52 und 53 sind außerdem in der dargestellten Weise mit den Transistoren 48 bis 51 verbunden. Steuersignale werden über Flip-Flop-Schalter 54 und 55 selektiv vier Eingangsleitungen 56 bis 59 zugeführt. Die Eingangsleitung 56 ist an die Basis der Transistoren 49 und 51 angeschlossen und die Eingangsleitung 57 an die Basis der Transistoren 48 und 50. Die Eingangsleitung 58 steuert die Basis von dem Transistor 53 und die Eingangsleitung 59 die des Transistors 52. Die Emitterelektroden der Transistoren 48 und 49 liegen parallel am Kollektor des Transistors 52, während die Emitter der Transistoren 50 und 51 in gleicher Weise parallel am Kollektor des Transistors 53 liegen; die Emitter der Transistoren 52 und 53 sind — wie dargestellt — geerdet.

Während des Betriebes kann eine bestimmte Last nur dann unter Strom stehen, wenn über einen der Transistoren 48 bis 53 die Rückleitung nach Erde frei ist. Durch die relative Lage der verschiedenen Transistoren zueinander besteht jedoch für jede gegebene Signaleinstellung der Flip-Flop-Schalter 54 und 55 jeweils nur ein einziger Weg nach Erde, der einen Stromfluß durch jeweils eine einzige der Belastungen 44 bis 47 freigibt, während die anderen Lasten stromlos sind. Angenommen beispielsweise, die Leitungen 56 und 58 seien positiv und damit die Impedanzen der Transistoren 51, 49 und 53 niedrig. Bei einem solchen Steuerimpuls fließt ein Strom /₈ über die Leitung 43, die Last 47 und die Transistoren 51 und 53 nach Erde. Für die anderen Lasten 44, 45 und 46 besteht jedoch keine Erdung, so daß diese stromlos bleiben. In gleicher Weise fließt, wenn die Leitungen 57 und 58 positiv geschaltet sind, ein Strom I₁ über die Belastung 46 und weiter über die Transistoren 50 und 53 nach Erde, so daß also lediglich die Belastung 46 unter Strom steht, während alle anderen Lasten stromlos sind. Entsprechende Resultate ergeben sich für die anderen Möglichkeiten von Signalkombinationen an den Flip-Flop-Schaltern 54 und 55.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 3 werden verschiedene Lasten einzeln unter Strom gesetzt, während jeweils alle anderen Lasten stromlos sind. In manchen Fällen ist jedoch eine genau umgekehrte Charakteristik in der Weise erwünscht, daß auf ein gegebenes Steuersignal hin alle Belastungen mit Ausnahme von nur einer unter Strom gesetzt werden. Eine derartige Charasteristik läßt sich mit der Anordnung nach Fig. 3 A erreichen, wobei — wie ersichtlich — die Lage der verschiedenen Transistoren relativ zu den Eingangs- und Ausgangsleitungen und auch relativ zu den konstanten Spannungsquellen und zu den Klemmdioden die gleiche sein kann wie in Fig. 3. Infolgedessen sind auch die gleichen Bezeichnungen wie in Fig. 3 für diese Teile verwendet; auch die Arbeitsweise nach Fig. 3 A ist, abgesehen von der unterschiedlichen Anordnung der verschiedenen Belastungen, die gleiche wie bei Fig. 3.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 A sind vier Belastungen 36 bis 39 parallel zu den Steuertransistoren 48 bis 53 geschaltet, an Stelle der gemäß Fig. 3 vorgesehenen Reihenschaltung der dort vorhandenen Belastungen 44 bis 47. Bei der Anordnung nach Fig. 3 A fließt nur dann ein Strom durch eine Belastung, wenn wenigstens einer der mit der zugehörigen Ausgangsleitung verbundenen, hintereinandergeschalteten Transistoren hohen Widerstandhat. Dies ist natürlich wieder die Umkehrung der an Hand von Fig. 3 beschriebenen Arbeitsweise insofern, als dort eine Last stromlos war, wenn einer der zugehörigen Transistoren hohen Widerstand besaß. Die an den Flip-Flop-Schaltern 54 und 55 auftretenden Potentiale sind bei Fig. 3 A genau die gleichen wie bei Fig. 3, und nur die Anordnungen der Lasten bewirken, daß in Fig. 3 für eine bestimmte Signalgabel nur eine der Lasten stromlos ist, statt, wie bei Fig. 3, unter Strom zu stehen. Durch Gleichrichter D₅ bis D₈ wird ein Stromfluß in umgekehrter Richtung durch die stromlosen Belastungen verhindert. Beispielsweise haben die Transistoren 49, 51 und 53 hohen Widerstand, wenn die Eingangsleitungen 56 und 58 negativ sind, so daß dann Ströme /₆, I₁ und /₈ durch die Belastungen 37, 38 und 39 fließen. Da die Transistoren 48 und 52 geringen Widerstand haben, wählt der Strom I₅ diesen Weg,

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und die Belastung 36 bleibt stromlos. Entsprechendes ergibt sich für die übrigen möglichen Konstellationen der Flip-Flop-Schalter 54 und 55.

Eine noch größere Einsparung an Transistoren läßt sich dadurch erreichen, daß mehr als eine Elektrode der Sehalttransistoren selektiv gesteuert wird. So werden beispielsweise bei der Anordnung nach Fig. 4 die Basen und die Emitterelektroden der verschiedenen Transistoren selektiv gesteuert, so daß jeder Transistor als Tor mit zwei Eingängen wirkt und daß nur halb soviel Transistoren für die Koordinatenschaltung wie bei der Verwendung von Dioden oder bei den Anordnungen nach Fig. 1 oder 2 erforderlich sind. Natürlich können beliebige zwei Steuerelemente der verschiedenen Transistoren auf diese Weise gesteuert werden, so daß dem Fachmann ohne erfinderisches Zutun auch noch andere Abwandlungen möglich sind. Auch ist zu beachten, daß die Einsparung von Transistorelementen durch Aussteuerung von jeweils zwei Elektroden statt nur einer wie in den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen auf Kosten der Energie geht, da eine größere Steuerkraft erforderlich ist. Trotzdem ergibt die Koordinatenschaltung nach Fig. 4 beispielsweise noch einen gewissen Energieüberschuß als Folge der Wirtschaftlichkeit der Schaltelemente, so daß diese Ausführungsform der Erfindung besonders vorteilhaft ist.

Die Matrizenschaltung nach Fig. 4 zeigt eine Anzahl Ausgangsleitungen 60 bis 63, die Belastungen 64 bis 67 enthalten. Die Leitungen 60 bis 63 stehen außerdem mit konstanten Stromquellen in Verbindung, die jeweils ein Potential E₁ und Widerstände R₉ bis R₁₂ enthalten. Die Ausgangsleitungen 60 bis 63 werden von Transistoren 68 bis 71 selektiv gesteuert, und es ist bei dieser Ausführungsform für jede Ausgangsleitung ein einziger Transistor vorgesehen; außerdem sind die Kollektoren der Transistoren 68 bis 71 entsprechend mit den Ausgangsleitungen 60 bis 63 verbunden.

Die Emitter der Transistoren 68 und 69 liegen parallel an einer durch die Eingangsleitung 73 wiedergegebenen Seite des FHp-Flop-Schalters 73; und die Emitter der Transistoren 70 bis 71 liegen an der anderen, durch die Eingangsleitung 74 wiedergegebenen Seite des Schalters 72. Entsprechend sind die Basen der Transistoren 68 und 70 über Widerstände R₁₃ und R₁₁ mit einer Seite des Flip-Flop-Schalters 75, nämlich der Eingangsleitung 76, verbunden, während die Basen der Transistoren 69 und 71 über Widerstände R₁₅ und R₁Q mit der anderen Seite des Schalters 75, nämlich der Eingangsleitung 77, verbunden sind. Bei Betrachtung der Schaltung als Ganzes ergibt sich demnach, daß ein einziger Transistor zum Schalten jeder der Ausgangsleitungen vorhanden ist und daß jeder dieser Transistoren über seinen Kollektor mit der zugehörigen Ausgangsleitung verbunden ist, während die Emitter der verschiedenen Transistoren an einem und die Basen am anderen Flip-Flop-Schalter liegen. Wenn während des Betriebs der mit einer bestimmten Ausgangsleitung verbundene Transistor hohe Impedanz hat, entnimmt er der zugehörigen Stromquelle über den ihm zugeordneten der Widerstände R₉ bis R₁₂ keinen Strom, so daß die betreffende Leitung auf dem Potential + E₁ sich befindet. Wird dagegen der Transistor auf niedrige Impedanz umgeschaltet, so wird er leitend, und das Ausgangspotential der betreffenden Leitung sinkt dann auf einen charakteristischen Wert unter + E₁. Sind beispielsweise die Eingangsleitungen 73 und 76 an den Flip-Flop-Schaltern 72 und 75 positiv, so ist nur am Transistor 70 die Basis gegenüber dem Emitter positiv, so daß dieser Transistor über den Widerstand R₁₁ der Quelle + E₁ Strom entnimmt, wobei das Potential der Leitung 62 unter den Wert + E₁ absinkt. Die anderen Leitungen 60, 61 und 63 dagegen bleiben auf dem Potential + -E₁. Entsprechendes ergibt sich für die verschiedenen anderen Schaltungsmöglichkeiten der Flip-Flop-Schalter 72 und 75.

Die Widerstände R₁₃ bis R₁₀ dienen zum Begrenzen des Basisstroms. Ist beispielsweise der Transistor 70, wie oben beschrieben, leitend, so entnimmt er über den Widerstand R₁₃ mit seiner Basis so viel Strom, daß das Basispotential etwa auf das Emitterpotential absinkt, so daß der Basisstrom des Transistors 70 sowohl durch den Widerstand R₁₃ als auch durch die Potentialdifferenz der Leitungen 74 und 76 bestimmt wird. Die gleichen Beziehungen bestehen natürlich für die anderen Transistoren 68, 69 und 71.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung der Schaltung nach Fig. 4 ergibt, wird eine der Ausgangsleitungen durch einen Potentialabfall unter den Wert 4- E₁ hervorgehoben bzw. gekennzeichnet. Diese Arbeitsweise der Schaltung kann natürlich auch so aufgefaßt werden, daß eine Stromabgabe über alle Ausgangsleitungen mit Ausnahme von einer erfolgt und daß die Abgaben durch das Potential + E₁ gekennzeichnet sind, während keine Abgabe erfolgt, falls das Leitungspotential unter + E₁ absinkt.

Gemäß Fig. 4 stehen also für jede Signalkombination alle Belastungen außer einer selektiv unter Strom. Für bestimmte Anlagen ist jedoch eine Umkehr dieser Arbeitscharakteristik zweckmäßig, indem für ein bestimmtes Steuersignal nur eine der Belastungen unter Strom stehen soll. Eine solche Charakteristik kann durch die Schaltung nach Fig. 4A gewonnen werden; wie ersichtlich, ist bei Fig. 4A die Lage der verschiedenen Transistoren relativ zu den Eingangs- und Ausgangsleitungen und zu den konstanten Stromquellen gegebenenfalls die gleiche wie bei Fig. 4. Es sind deshalb auch die gleichen Bezugszeichen verwendet, und auch die Arbeitsweise der Koordinatenschaltung nach Fig. 4 A ist die gleiche, wie sie vorstehend für Fig. 4 geschrieben wurde, mit Ausnahme der Lage der Belastungen.

So liegen bei der Schaltung nach Fig. 4 A Belastungen 95 bis 98 in Reihe mit den verschiedenen Steuertransistoren 68 bis 71, anstatt parallel zu diesen geschaltet zu sein, wie dies bei den Belastungen 64 bis 67 der Fig. 4 der Fall ist. Infolge der Reihenschaltung der Belastungen fließt bei Fig. 4 A nur dann Strom von der konstanten Stromquelle aus durch eine der Belastungen, wenn der zugeordnete Transistor geringen Widerstand hat. Dies ist also eine unmittelbare Umkehr der Arbeitsweise gemäß Fig. 4, bei der die Belastung stromlos war. falls der zugeordnete Transistor geringen \¥iderstand hatte. Die an den Flip-Flop-Schaltern 72 und 75 auftretenden Potentiale gemäß Fig. 4 A sind genau die gleichen wie gemäß Fig. 4, und nur infolge der anderen Anordnung der Belastungen ist bei Fig. 4A für ein gegebenes Eingangssignal jeweils eine der Belastungen unter Strom statt, wie bei Fig. 4, stromlos. Beispielsweise wenn Eingangsleitung 73 negativ und Eingangsleitung 77 positiv ist, befindet sich nur der Transistor 68 im Zustand niedriger Impedanz, so daß nur die Belastung unter Strom steht. Da gleichzeitig die Transistoren 69, 70, 71 hohe Impedanz haben, sind die Belastungen 96, 97, 98 stromlos. Entsprechendes gilt für die anderen Kombinationsmöglichkeiten der Eingangssignale an den Flip-Flop-Schaltern 72 und 75.

Fig. 5 zeigt eine weitere, Transistoren verwendende Koordinatenschaltung für Entschlüsselungen, und zwar werden bei diesem Ausführungsbeispiel PNP-Transistoren benutzt als Beispiel für eine Variante des für die verschiedenen Ausführungsformen der Erfmdung in Betracht kommenden Transistortyps. Die Schaltung nach Fig. 5 zeigt wiederum eine Anzahl Ausgangsleitungen 80 bis 83 und eine Anzahl Eingangsleitungen 84 bis 87. Die Eingangsleitung 84 ist über einen Transistor 88 mit der Ausgangsleitung 80 und die Eingangsleitung 85 ist über die Transistoren 89 und 90 mit den Ausgangsleitungen 81 und 82 verbunden. Weiter ist die Eingangsleitung 86 über einen Transistor 91 mit der Ausgangsleitung 83 und die Eingangsleitung 87 über Transistoren 92 und 93 mit den Ausgangsleitungen 80 und 83 verbunden. Außerdem sind die einzelnen Ausgangsleitungen 80 bis 83 an je einem Ende mit einem Negativpotential — E über Widerstände R₁₇ bis R.,_o verbunden, und die verschiedenen Transistoren haben, dies jedoch nur beispielsweise, geerdete Emitterelektroden. Infolge der Verwendung von PNP-Transistoren ist während des Betriebs ein Transistor dann niedrig in der Impedanz, wenn seine Basis gegenüber seinem Emitter negativ ist. Wird ein an eine bestimmte Ausgangsleitung angeschlossener Transistor in dieser Weise auf niedrige Impedanz geschaltet, so fließt Strom von Erde durch die Geberelektrode des Transistors und über einen der Widerstände R₁₇ bis R₂₀ zum negativen Potential — E, wodurch die zugehörige Ausgangsleitung 80 bis 83 im Potential positiv gegenüber der Spannung — E wird und ein charakteristisches Potential hat. Bei negativer Schaltung der Eingangsleitung 84, während die Leitungen 85 bis 87 positiv sind, wird die Leitung 80 positiv gegenüber — E, während die übrigen Ausgangsleitungen 81 bis 83 auf dem Potential — E verharren. Würde dagegen die Leitung 85 negativ bei positiven übrigen Eingangsleitungen, so werden die Ausgangsleitungen 81 und 82 positiv gegenüber — E, während die Leitungen 80 und 83 negativ auf — E bleiben. Entsprechendes gilt für das Negativschalten der Leitung 86 und der Leitung 87.

In den Ausführungsbeispielen wurden nur einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, die im übrigen, auf den gleichen Grund-Prinzipien beruhend, auch in verschiedener anderer Weise verwirklicht werden kann.

Claims (11)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltmatrize mit einer Anzahl Eingangsleitungen, einer Anzahl Ausgangsleitungen, einer Anzahl mit den Ausgangsleitungen verbundener Belastungen und mit den Ausgangsleitungen verbundener Mittel für die Zufuhr elektrischer Energie, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von an die Ausgangsleitungen (10 bis 13) angeschlossenen Transistoren (24 bis 31) und an die Eingangsleitungen (14 bis 17) angeschlossenen Signalsteuerungen (22,23) vorhanden ist und daß die Signalsteuerungen die Impedanz bestimmter Transistoren selektiv steuern, derart, daß bestimmte Lasten (18 bis 21) an die Energiequelle (+ V) angeschlossen werden.

2. Schaltmatrize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für die Energiezufuhr eine konstante Stromquelle (I₁) enthalten.

3. Schaltmatrize nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalsteuerungen eine Anzahl von an die Eingangsleitungen (14 bis 17) angeschlossenen Flip-Flop-Schaltern (22, 23) enthalten.

4. Schaltmatrize nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Elektrode einer Anzahl von Transistoren (68 bis 71) an eine der Ausgangsleitungen angeschlossen ist und daß die Impedanz jedes der Transistoren (68 bis 71) durch Signale steuerbar ist, die zwei Elektroden jedes Transistors zugeführt werden, derart, daß von zwei Flip-Flop-Schaltern (72, 75) einer (72) mit einer zweiten der Elektroden jedes Transistors und ein anderer mit einer dritten der Elektroden jedes Transistors verbunden ist (Fig. 4),

5. Schaltmatrize nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flip-Flop-Schalter (72, 75) zwei Signalausgänge enthalten, die mit verschiedenen Elektroden jedes der Transistoren verbunden sind (Fig. 4).

6. Schaltmatrize nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Elektrode jedes Transistors an Erde liegt (Fig. 5).

7. Schaltmatrize nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Signalgeber (72, 75) je einen Flip-Flop-Schalter enthalten (Fig. 4).

8. Schaltmatrize nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Gruppe von Transistoren (48 bis 51) unmittelbar an den Ausgangsleitungen (40 bis 43) liegt und eine zweite Gruppe von Transistoren (52, 53) über die erste Gruppe mit den Ausgangsleitungen verbunden ist und daß die Signalsteuerungen getrennte Signalgeber (54, 55) enthalten, die an die erste bzw. an die zweite Transistorgruppe angeschlossen sind (Fig. 3).

9. Schaltmatrize nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungen jeweils in Reihe mit den betreffenden Ausgangsleitungen und die Transistoren parallel zu den Belastungen geschaltet sind.

10. Schaltmatrize nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungen in Serienschaltung in den betreffenden Ausgangsleitungen jeweils zwischen der Energiequelle und den Transistoren eingeschaltet sind.

11. Schaltmatrize nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren zwischen der Energiequelle und den Belastungen in die Ausgangsleitungen eingeschaltet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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