DE1044167B - Schaltungsanordnung mit einem ferroelektrischen Kondensator - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Schalt- oder Torkreise sind Grundschaltungen von Werteverarbeitungs- und Zählgeräten. Röhrenschaltungen sind für diese Aufgabe sehr gebräuchlich und haben sich als brauchbar erwiesen. In dem Bestreben, Raum und Energie zu sparen und die Arbeitsgeschwindigkeit zu erhöhen, werden Röhrenschaltungen in steigendem Maße durch Festkörperelemente ersetzt, zu denen z. B. Magnetkerne und ferroelektrische Kondensatoren gehören. Die Erfindung befaßt sich mit den letztgenannten Elementen.

Die ferroelektrischen Stoffe verdanken ihren Namen der Tatsache, daß sie in bezug auf gewisse Eigenschaften den ferromagnetischen Stoffen ähneln. Diese Ähnlichkeit zeigt sich in den Kurven, die das Verhältnis Polarisation zu dem angelegten elektrischen Feld darstellen und die der Hysteresekurve ferromagnetischer Stoffe vergleichbar sind. Die vielen bekannten ferroelektrischen Stoffe sind alle durch diesen Hystereseeffekt gekennzeichnet, denn sie weisen eine spontane Polarisation in mindestens zwei verschiedenen Richtungen auf. Zu den bekannten. Ferroelektrika gehören Rochellesalz, Kaliumniobat und Bariumtitanat. Das letztgenannte Material wird als Dielektrikum in ferroelektrischen Speicherelementen verwendet, weil es bei Zimmertemperatur ferroelektrisch ist und zwischen entgegengesetzten Zuständen der Polarisation mit hoher Geschwindigkeit schaltbar ist. Außerdem werden ferroelektrische Stoffe in dielektrischen Verstärkern verwendet, deren Wirkungsweise davon abhängt, daß das Verhältnis zwischen einer angelegten Vorspannung und der dielektrischen Konstanten und damit der Kapazität eines solchen Materials nichtlinear ist. Es wird also die veränderliche Kapazität des ferroelektrischen Materials zur Erlangung des gewünschten Ergebnisses ausgenutzt. In Speichersystemen, in denen die entgegengesetzten Zustände remanenter Polarisation bestimmte Angabenwerte darstellen, gelangen ferroelektrische Stoffe mit nahezu rechteckiger Hysteresekurve, bei dielektrischen Verstärkern, bei denen die Nichtlinearität der Kapazitätskennlinie ausgenutzt wird, Stoffe mit geringer Hysterese zur Anwendung.

Eine weitere Eigenschaft ferroelektrischer Stoffe und insbesondere des einkristallinen Bariumtitanats ist es, daß die geringe Signalleitfähigkeit des Materials proportional dem Schaltstrom ist. der das Material durchfließt, wenn seine Polarisation von der einen in die andere Richtung umgeschaltet wird. Von dieser Erscheinung macht die vorliegende Erfindung Gebrauch.

Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung mit einem ferroelektrischen Kondensator, dem gleichzeitig mit einem hochfrequenten, den Polarisationszustand des Kondensatordielektrikums nicht ändernden Signal ein niederfrequentes oder Gleich-Schaltungsanordnung mit einem ferroelektrischen Kondensator

Anmelder:

IBM Deutschland

Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m.b.H., Sindelfingen (Württ), Tübinger Allee 49

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 7. August 1956

Rolf William Landauer, Poughkeepsie, N. Y. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

Stromsignal zugeführt wird, dessen Amplitude groß genug ist, um polarisationsändernd zu wirken. Die Anzahl und/oder Amplitude der während der Dauer der Polarisationsänderung des Dielektrikums infolge des zweitgenannten Signals auftretenden hochfrequenten Schwingungen dient als Maß für den vor dem Auftreten der beiden Signale bestehenden Polarisationszustand des Dielektrikums und/oder als Maß für die Amplitude, Zahl oder Dauer des niederfrequenten oder Gleichstromsignals.

Die bei der folgenden Beschreibung benutzten Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine Hysteresekurve des Bariumtitanats, in Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Schaltung nach der Erfindung, in

Fig. 3 ein Impulszeitdiagramm für die Schaltung von Fig. 2, in

Fig. 4, 5 und 6 schematische Darstellungen weiterer Ausführungsbeispiele.

In Fig. 1 ist eine graphische Darstellung der inneren Polarisation P im Vergleich zu der angelegten Spannung E für einen ferroelektrischen Kondensator gegeben. Der Kondensator 10 (Fig. 2) besteht aus zwei Elektroden 12 und 14, die durch einen Körper aus einkristallinem Bariumtitanat 15 getrennt sind. Die Hysteresekurve, die man erhält, wenn auf den Kondensator eine genügend starke Wechselspannung einwirkt, verläuft von α durch b nach c bei Erhöhung der Spannung in der einen Richtung und dann von c durch d und e nach / bei Erhöhung der Spannung in der anderen Richtung. Die ebenen Teile der Kurven ede und fob stellen die Zustände annähernder Sättigung dar. Eine Spannung größer als die Koerzitivspannung (E_c

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in Fig. 1) kann die Polarisierungsrichtung in dem Kondensator umkehren. Wenn z. B. der Kondensator in dem Remanenzzustand bei α ist, wird durch die Anlegung einer Spannung, die größer als E_c ist, die Polarisierungsrichtung in dem Kondensator umgekehrt. Wenn eine solche Spannung genügend lange aufrechterhalten wird, um ein Durchlaufen der Kurve von α durch b nach c zu bewirken, läßt sie das Material in den entgegengesetzten Remanenzzustand gehen, da bei Beendigung eines solchen Impulses die Kurve von c nach d durchlaufen wird. Ebenso bewirkt ein Spannungsimpuls genügender Stärke und entgegengesetzter Polarität, wenn der Kondensator anfangs im Remanenzzustand bei d ist, die Polarisationsumkehr, und bei Beendigung des Impulses nimmt der Kondensator den Remanenzzustand bei a an.

Es sei ausdrücklich betont, daß die Polarisationsumschaltung von der Dauer des angelegten Impulses sowie von dessen Stärke abhängig ist. Aus diesem Grunde gibt eine Hysteresekurve das A^erhältnis zwisehen Polarisierung und angelegter Spannung nur für ein Spannungssignal von bestimmter Amplitude und Wellenform an. Eine Spannung kleiner als E_c, z. B. ein Impuls E₁, kehrt die Polarisation vollständig um, wenn der Impuls lange genug aufrechterhalten wird. Bei Anlegung des Impulses wird die Kurve zunächst von α nach g durchlaufen, und bei Aufrechterhaltung des Impulses stellt der Teil ghkm die Änderung in der Polarisation bei Umschaltung des Materials dar. Bei Beendigung des Impulses nimmt der Kondensator den Remanenzzustand bei d an. Wenn der Impuls endet, bevor das Material vollständig umgeschaltet worden ist, nimmt der Kondensator einen Remanenzzustand zwischen den extremen Remanenzzuständen α und d an. Diese Zustände sind bei η und p in Fig. 1 dargestellt.

Die Leitfähigkeit eines ferroelektrischen Kondensators für kleine Signale während der Schaltoperationen, wie sie oben beschrieben sind, ist proportional dem durch den Kristall fließenden Schaltstrom. Bei Anlegung eines HF-Signals, das von relativ kleiner Amplitude, z. B. E₂ in Fig. 1, und außerstande ist, Polarisationsbereiche in dem Material umzuschalten, an einen ferroelektrischen Kondensator in dem einer seiner Remanenzzustände hat der Kondensator eine sehr geringe Leitfähigkeit. Wenn jedoch ein Spannungsimpuls, dessen Stärke zur Umkehrung der Polarisierung in dem Bariumtitanat ausreicht, angelegt und damit das Fließen eines Schaltstroms durch das Material bewirkt wird, erhöht sich die geringe Signalleitfähigkeit des Materials mit dem Fluß des Schaltstroms.

Fig. 2 zeigt eine Torschaltung gemäß der Erfindung. Die Schaltung enthält einen ferroelektrischen Kondensator 10, der mit einem Widerstand 16 in Reihe liegt. Der Ausgang der Schaltung wird über ein Filter 18 abgenommen, das an dem Verbindungspunkt zwischen Widerstand und Kondensator angeschlossen ist. Eine HF-Signalquelle 20 ist an die Elektrode 12 des Kon¹-densators 10 angeschlossen. Die Amplitude des von der Quelle 20 gelieferten HF-Signals ist beträchtlich kleiner als die Koerzitivspannung des Kondensator dielektrikums. Der Kondensator 10 sei in dem Remanenzzustand bei α in Fig. 1 und der Schalter 22 (Fig. 2) in der gezeigten Stellung, so daß nur das von der Quelle 20 stammende Signal am Kondensator anliegt. Da die Amplitude des HF-Signals in der Größenordnung von -E₂ Volt ist (Fig. 1), kann das Signal die Polarisation nicht umschalten. Daher ist die Leitfähigkeit des Kondensators sehr gering und die Teilung des Spannungsabfalls über die Reihenschaltung aus Widerstand 16 und Kondensator 10 so, daß ein sehr kleiner Teil des gesamten Spannungsabfalls über Widerstand 16 erfolgt und kein wahrnehmbarer Ausgang durch das Filter 18 zur Ausgangsklemme 19 übertragen wird. Das Filter 18 läßt nur Signale in dem von. der Quelle 20 gelieferten Frequenzbereich durch und verhindert, daß Torimpulse von niedrigerer Frequenz und größerer Stärke, die in der nachstehend erklärten Weise angelegt werden, Ausgänge an der Ausgangsklemme bewirken. Die Filterschaltung ist in dem Block 18 enthalten und besteht aus dem Kondensator 17 und Widerstand 21. Der Schalter 22 kann die Signal quelle 20 direkt mit Erde oder mit einer von zwei Signalquellen, hier als Batterien 24 und 26 dargestellt, anschließen, so daß sie dem Kondensator 10 Signale zuführen. Obwohl der Schalter 22 als manuell betätiger Schalter dargestellt ist, um die Grundsätze der Erfindung einfach beschreiben zu können, versteht es sich, daß natürlich auch rasch arbeitende elektronische Schalt- und Impulsvorrichtungen an deren Stelle treten können.

Wenn der Schalter 22 zum Kontakt 28 umgelegt wird, bringt die Batterie 24 eine Spannung der Größe E₁ an den Kondensator 10. Wenn die Umschaltung zur Zeit t_t (Fig. 3) erfolgt, wird die Hysteresekurve von Fig. 1 zunächst von α nach g durchlaufen, wie durch die entsprechenden Buchstaben auf dem Kurvenzug von Fig. 3 angedeutet ist. Der Schalter 22 wird von t_x bis t₃ umgeschaltet gehalten, und während dieser Zeit erfolgt eine gewisse Umschaltung der Polarisationsbereiche in dem Bariumtitanat, wie durch das Segment gh in Fig. 1 angedeutet. Nach Beendigung des Impulses, wenn der Schalter 22 in seine Anfangsstellung zurückgeht, nimmt der Kondensator 10 den remanenten Polarisationszustand bei η an. Während der Zeit der Umschaltung der Polarisation des Kondensators 10, d. h. beim Durchlaufen des Segments gh von Fig. 1, fließt ein Schaltstrom durch den Kondensator. Die geringe Signalleitfähigkeit des Kondensators 10 verändert sich, wie oben erwähnt, mit dem durch den Kristall fließenden Schaltstrom und wird daher während der Zeit von I₁ bis t₃ für das von der Quelle 20 gelieferte HF-Signal relativ groß. Während dieser Zeit erscheint das HF-Signal hauptsächlich über Widerstand 16 und bewirkt die Übertragung eines Ausgangssignals durch das NF-Filter 18 an der Ausgangsklemme 19. Das Filter 18 verhindert jeden Ausgang an Klemme 19 als direktes Ergebnis der Anlegung des durch die Batterie 24 gelieferten NF-Impulses.

Während der Zeit t₃ bis t_i bleibt der Schalter 22 in der gezeigten Stellung, der Kondensator 10 im wesentlichen in dem Remanenzzustand bei η und seine Leitfähigkeit relativ gering. Während dieser Zeit liegt das kleine, von der Quelle 20 kommende Signal hauptsächlich am Kondensator, und kein merklicher Ausgang isit an der Klemme 10 wahrnehmbar.

Zur Zeit t_i wird der Schalter 22 zum Kontakt 30 umgeschaltet. Die Batterie 26 setzt nun den Kondensator 10 einer Spannung E₃ aus. Die Spannung E₃ wird für drei der Zeitabschnitte T aufrechterhalten und kehrt währenddessen die Polarisation in dem Bariumtitanatkondensator 10 vollständig um. Diese erfolgt in drei Zeitabschnitten T, auch wenn z. B. der Kondensator 10 anfangs in dem Remanenzzustand bei d ist. Wenn der Kondensator anfänglich in dem Zwischenremanenzzusitand bei η (Fig. 1) ist, bewirkt die angelegte Spannung von E₃ Volt, daß die Kurve von η durch r nach / während eines der Zeitabschnitte durchlaufen wird. Da die geringe Signalleitfähigkeit

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des Kondensators 10 nur dann erhöht wird, wenn ein größer als gezeigt wäre, würde die Schaltung mit Schaltstrom fließt, d. h. nur während des Durchlaufes größerer Geschwindigkeit erfolgen, und sowohl die des Teils rf von Fig. 1, wird ein Ausgang durch das Dauer des Ausgangssignals als auch die Zahl der an Filter 18 nur während der Zeit £₄ bis J₅ übertragen!. der Klemme 19 erscheinenden Ausgangsimpulse wäre Da der Kondensator zur Zeit t_s nahezu gesättigt ist, 5 kleiner.

bleibt die fortdauernde Spannung unwirksam. Bei Be- Der Scheinleitwert eines ferroelektrischen Konden-

endigung des von der Batterie 26 kommenden Impul- sators für ein kleines Signal während der Umschalses (Zeit t₇) nimmt der Kondensator den remanenten tung hat eine kapazitive und eine ohmsche Kompo-Polarisationszustand von α an. nente. Bei sehr hohen Frequenzen ist der Anteil der

Zur Zeit i₈ wird der Schalter 22 wieder zum Kon- io kapazitiven Komponente groß. Bei mittleren Frequentakt 28 umgelegt und bleibt dort bis zur Zeit i₁₂. Wäh- zen, vor allem im Rundfunkbereich, ist jedoch der rend dieser Zeit wird das Schleifenstück ghk von Leitwert vorwiegend ohmisch, und in diesem Fre-Fig. 1 durchlaufen, und da die angelegte Spannung bei quenzbereich ist die Proportionalität zwischen dem dieser Zeitdauer nicht genügt, um die Polarisation in Schaltstrom und der Kleinsignalleitfähigkeit am meidem Kristall völlig umzuschalten, fließt ein Schaltstrom 15 sten ausgeprägt. In der oben beschriebenen Schaltung durch den Kristall 10 von der Zeit i₈ bis i₁₂, und ein und in der nachstehend beschriebenen ist es also vor-Ausgangssignal wird an der Klemme 19 während die- teilhaft, HF-Signale im Gebiet von 100 Kilohertz bis ser Zeit abgegeben. Bei Beendigung dieses Impulses 10 Megahertz anzulegen, wenn das Ausgangssignal in (Zeit i₁₂) nimmt der Kondensator den Zwisehenzu- Phase mit dem Eingangssignal sein soll. In diesem stand bei p (Fig. 1) ein. Wenn also zur Zeit i₁₃ der 20 Zusammenhang sei bemerkt, daß die Impulsformen Schalter 22 wieder die Batterie 26 einschaltet, wird von Fig. 3 nicht maßstabsgetreu sind und die Frequenz das Stück psf von Fig. 1 durchlaufen. Die Spannung des von der Quelle 20 kommenden Signals vergleichs- E₃ hat eine solche Größe, daß sie das Durchlaufen die- weise viel höher liegt, als es dargestellt ist.
ses Stückes während der ersten beiden Zeitabschnitte Fig. 4 zeigt das Ausführungsbeispiel einer Torbewirkt, und da der Kondensator seinen Sättigungs- 25 schaltung, in der ein ferroelektrischer Kondensator 10 zustand zur Zeit i₁₅ erreicht, fließt während der beiden normalerweise durch eine Batterie 50 vorgespannt geZeitabschnitte t_ls bis t₁₅ ein Schaltstrom, und es er- halten wird. Das HF-Signal wird hier durch eine scheint ein HF-Ausgang an Klemme 19. Die Dauer Signalquelle 58 angelegt. Wenn der Schalter 60 in dem der in der Schaltung von Fig. 3 erzeugten Ausgangs- gezeichneten Zustand ist, hält die Batterie 50¹ den Kon^ signale hängt also sowohl von der Größe als auch von 30 densator in dem in Fig. 1 mit / bezeichneten Zustand, der Dauer der angelegten Torimpulse sowie von der Wird der Schalter 60 umgeschaltet und dann zurück-Reihenfolge der Torimpulse ab. gestellt, dann legt eine Batterie 64 einen Torimpuls

Es kann auch die Zahl der vorher angelegten Im- an, der stark genug ist, um daß Fließen eines Schaltpulse angezeigt werden, wie das Impulsdiagramm der Stroms durch den Kondensator 10 zu bewirken. Die Fig. 3 für die Zeit von t₁₇ ab verdeutlicht. Zu dieser 35 Leitfähigkeit des Kondensators für kleine Signale Zeit bringt der Schalter 22 die Batterie 24 zur Wir- wird dann erhöht, so daß das durch die Signalquelle kung. Er wird zur Zeit t_lg zurückgestellt, so daß die 58 angelegte Signal hauptsächlich über Widerstand 16 Impulsdauer zwei Zeitabschnitte beträgt, und ein erscheint. Die Dauer des Signals, das durch das Filter solcher Impuls bewirkt, wie oben zur Zeit t_y erklärt, 18 zu der Ausgangsklemme 19 weitergeleitet wird, daß der Kondensator 10 den Remanenzzustand η an- 40 hängt ab von der Dauer und Stärke des durch die Batnimmt. Zur Zeit t₂₀ wird ein gleicher Impuls angelegt, terie 62 angelegten Impulses. Wenn z. B. die Batterie der das Durchlaufen des Stückes nhk von Fig. 1 zur 62 den Kondensator einer Spannung von E_i Volt Folge hat, und bei Beendigung des Impulses geht der (Fig. 1) aussetzt, erscheint ein Ausgangssignal beim Kondensator in den Remanenzzustand p. In diesem Durchlaufen der Linie tw von Fig. 1. Der Ausgang Zustand des Kondensators veranlaßt ein von i₂₃ bis t₂₆ 45 endet natürlich, wenn der von der Batterie 62 stamdauernder Impuls der Batterie 26, daß ein Signal an mende Torimpuls vor Beendigung der Umschaltung der Klemme 19 während der ersten beiden Zeitab- endet. Wenn der von der Batterie 62 kommende Torschnitte nach der Anlegung des Impulses (wie bei i₁₃ impuls länger aufrechterhalten bleibt, als es für die bis t_1G) erscheint. Falls nur ein Impuls von Batterie vollständige Umschaltung erforderlich ist, wird das 24 angelegt worden wäre, würde das Ausgangssignal 50 Ausgangssignal nur durch die Zeit bestimmt, die nötig nur von Zeit i₂₃ bis t_2i dauern; wenn ein dritter Im- ist, um das Bariumtitanat vollständigumzuschalten, und puls durch die Batterie 24 angelegt worden wäre, be- endet nach dem Durchlaufen der Linie tw. Bei Beendivor die Batterie 26 eingeschaltet wird, hätte das Aus- gung des Torimpulses kehrt die Batterie 50 diePolarigangssignal drei Zeitabschnitte gedauert. Auf diese sation wieder um und bringt den Kondensator in den Weise kann die Schaltung bei Abfragung durch einen 55 Anfangszustand f zurück, in dem er für einen anderen Entnahmeimpuls die Zahl der vorher angelegten Im- Torimpuls aufnahmebereit ist.

pulse unter Angabe ihrer Stärke und Dauer anzeigen. Während dieser Rückschaltung in den Ausgangszu-

Falls die Signalquelle 20 mit konstanter Frequenz ar- stand erscheint an Klemme 19 ein Signal, aber entbeitet und da der Zeitabschnitt, während dessen ein weder die Dauer oder die Größe dieses Signals kann Ausgangssignal auftrifft, von dem Zustand des Kon- 60 durch entsprechende Wahl der Vorspannungsbatterie densators 10 abhängig ist, zeigt die Zahl der an Klem- 50 gesteuert oder nach Wunsch auf ein Mindestmaß me 19 erscheinenden Impulse außerdem entweder die herabgesetzt werden. Diese Batterie kann z. B. so geGröße und Dauer oder die Zahl der vorher von der wählt werden, daß sie dem Kondensator 10 eine sehr Batterie 24 aus angelegten Impulse an. Die Zeitdauer, hohe Spannung zuführt, und in diesem Falle erfolgt während der ein Ausgangssignal an Klemme 19 infolge 65 die Rückschaltung in sehr kurzer Zeit, und das resuleines Impulses der Batterie 26 erscheint, während die- tierende, an Klemme 19 erscheinende Signal ist von ser in einem bestimmten Zustand remanenter Polari,- kurzer Dauer. Da die Leitfähigkeit des Kondensators sation ist, kann verändert werden durch Änderung der 10 für kleine Signale proportional dem Schaltstrom Größe des durch diese Batterie angelegten Impulses. ist, kann die Höhe der von der Vorspannungsbatterie Wenn z. B. der von der Batterie 26 angelegte Impuls 70 50 gelieferten Spannung so gewählt werden, daß sie

nur eine kleine Spannung an den Kondensator 10 anlegt und dadurch nur eine geringe Erhöhung der Leitfähigkeit des Kondensators bewirkt. In diesem Falle entsteht bei der Rückstellung nur ein relativ kleines Ausgangssignal. Die dann für die Umschaltung benötigte Zeit und die Dauer dieses Signals sind natürlich größer, als wenn die Batterie 50 eine hohe Spannung zuführt.

Fig. 5 zeigt einen nach den Grundsätzen der Erfindung gebauten Zähler. Wie zuvor ist der ferroelektrisch»; Kondensator 10 als Spannungsteiler mit dem Widerstandselement 16 gekoppelt. Das Filter 18, das nur HF-Signale durchläßt, ist über das Widerstandselement 16 geschaltet, und sein Ausgang ist über einen Transformator 74 an einen Zweiweggleichrichter 76 angeschlossen, der mit einer Ausgangsklemme 78 gekoppelt ist.

Eingangs- und Abfühl- und Rückstellimpulse werden der Schaltung mit zwei Schaltern 80 bzw. 82 zugeführt. Wenn der Schalter 82 umgeschaltet ist, legt eine Signalquelle 84 an den Kondensator 10 ein elektrisches Feld solcher Polarität und ausreichender Größe und Dauer an, das ihn in den gesättigten Zustand bei / in Fig. 1 bringt. Anschließend nimmt er den Zustand bei α an. Eingangsimpulse werden der Zählschaltung durch eine Impulsquelle 86 mittels des Schalters 80 zugeleitet. Bei jeder Betätigung des Schalters 80 legt die Impulsquelle 86 an den Kondensator 10 ein elektrisches Feld an, dessen· Polarität der von der Quelle 84 angelegten entgegengesetzt ist. Die von der Quelle 86 gelieferten Impulse sind hinsichtlich Größe und Dauer so bemessen, daß zehn solcher Impulse die Polarisationsrichtung in dem Kondensator 10 vollständig umschalten. Jeder Impuls bringt den Kondensator in einen anderen Remanenzzustand zwischen den Punkten«· und d, und durch den zehnten Impuls in einer Folge solcher Impulse wird der Kondensator in den Remanenzzustand d gebracht.

Der Remanenzzustand, der nach der Anlegung jedes Impulses in einer Folge solcher Impulse eingenommen wird, zeigt die Gesamtzahl der zugeführten Impulse an. Bei Betätigung des Schalters 82 (Entnahmeimpuls), durch den der Kondensator wieder in den Remanenzzustand / zurückkehrt, legt gleichzeitig eine Quelle 90 ein Signal hoher Frequenz und kleiner Amplitude an den Kondensator an. Die Zeitdauer, während welcher dieses Signal über Widerstand 70 erscheint, hängt ab von dem Anfangszustand des Kondensators und damit von der Zahl der von der Impulsquelle 86 aus angelegten Impulse. Das Signal an Klemme 78 hat die Form einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden unipolaren Impulsen, die mit der Frequenz des von der Quelle 90 gelieferten Signals auftreten. Die Zahl der an Klemme 78 bei Anlegung eines Entnahmeimpulses erzeugten Impulse wird also von den an den Kondensator angelegten Zifferninformationen bestimmt. Die für jede gegebene in dem Kondensator 10 gespeicherte Ziffer erzeugte Zahl von Impulsen kann verändert werden durch Veränderung der Größe des Abfühl- und Rückstellimpulses von der Quelle 84. Die Ausgangsimpulse können getrennt und ihre Zahl um die Hälfte vermindert werden durch Anlegen der an der Sekundärwicklung des Transformators 74 erscheinenden Impulse an einen Einweggleichrichter anstatt an den gezeigten Zweiweggleichrichter. Dies kann einfach durch Öffnen des Schalters 92 im Gleichrichterkreis geschehen.

Aus der die Fig. 2 und 3 betreffenden Beschreibung geht hervor, daß die von der Quelle 86 aus angelegten Eingänge die Form von Impulsen mit konstanter Größe und veränderlicher Dauer oder konstanter Dauer und veränderliche Größe haben können und daß in beiden Fällen sowohl die Dauer des Ausgangssignals als auch die Zahl der an der Klemme 78 erscheinenden Ausgangsimpulse entweder die Dauer oder die Größe des von der Quelle 86 stammenden Impulses anzeigen. Außerdem beachte man, daß der Ausgang in jedem der vorstehenden Fälle in komplementärer Form abgenommen werden kann durch Schließen eines Schalters 82a, wodurch eine HF-Signal quelle 90 a und

ίο eine NF-Signalquelle 84a in den Stromkreis eingeschaltet werden. Die Signalquelle 84 a legt bei Betätigung des Schalters 82a einen Impuls an, dessen Polarität der der Quelle 84 entgegengesetzt ist und der den Kondensator ohne Rücksicht auf seinen Anfangszustand in den Remanenzzustand d in Fig. 1 bringt. Dabei muß natürlich dann der Schalter 82 betätigt werden, um den Kondensator in den Remanenzzustand α von Fig. 1 zurückzubringen, bevor weitere Impulse angelegt werden.

Fig. 6 zeigt eine Analogdividierschaltung, die auf den Prinzipien der Erfindung beruht. Wie bereits erwähnt, ist die Kleinsignalleitfähigkeit eines ferroelektrischen Kondensators während der Zeit seiner Umschaltung proportional dem durch den Kondensator fließenden Schaltstrom. Wenn nun einem solchen Kondensator während des Umschaltens ein Kleinsignalstrom zugeleitet wird, ist natürlich der Spannungsabfall über den Kondensator infolge des kleinen Signals direkt proportional der Stärke des Kleinsignalstroms, und da die Kleinsignalleitfähigkeit des Kondensators direkt proportional dem Schaltstrom ist, ist der Kleinsignalspannungsabfall umgekehrt proportional dem Schaltstrom. Wenn wir die Größe der über den Kondensator entwickelten Spannung mit e bezeichnen, die Größe des Kleinsignalstroms mit i und die des Schaltstroms mit /, kann dieses Verhältnis wie folgt aufgezeichnet werden:

Dieses Verhältnis entspricht den Anforderungen für eine Analogdividierschaltung, in der der Ausgang dem Verhältnis der Eingänge proportional sein muß. Gemäß Fig. 6 ist ein ferroelektrischer Kondensator 10 über einen Kondensator 100 an die parallel geschalteten Anoden zweier Pentoden 102 und 104 angeschlossen. Die Betriebsspannung der Pentoden ist über die Induktivität 106 einer Klemme 108 entnommen. Von Kondensatoren 113 überbrückte Kathodenwiderstände 109 stellen den Arbeitspunkt auf den linearen Teil ihrer Kennlinie ein. Parallel zu dem ferroelektrischen Kondensator 10 liegt der Widerstand 110, dessen Wert im Vergleich zu der Schaltimpedanz des Kristalls 10 hoch ist, aber niedrig im Verhältnis zu dem Ableitwiderstand des Kondensators 100. Der kapazitive Widerstand des Kondensators 100 ist so groß, daß der Gleichspannungsabfall im normalen Betriebszustand der Pentoden hauptsächlich über diesem Kondensator erscheint und der ferroelektrische Kondensator 10 im wesentlichen im nicht vorgespannten Zustand in einem seiner Remanenzzustände bleibt.

Um zu erreichen, daß der Kondensator 10 vor dem Anlegen von Eingangssignalen einen bestimmten Remanenzzustand annimmt, wird der Schalter 112 im Gitterkreis der Pentode 104 zum Kontakt 114 umgelegt. Die Signalquelle R liefert dann einen positiven Impuls an das Gitter, wodurch der Strom durch die Röhre verstärkt und ein negativer Impuls an die Elektrode 12 des Kondensators 10 angelegt wird. Größe und Dauer dieses Impulses müssen genügen, um den ferroelektrischen Kondensator zum Zustand α in