DE1069190B - Synchronisierende Pufferschaltung - Google Patents

Description

In der Hochfrequenztechnik ist es oft erforderlich, eine Impulsfolge einer bestimmten Grundfrequenz in eine andere Impulsfolge gleicher Impulszahl pro Zeiteinheit, jedoch anderer Grundfrequenz umzuwandeln. Insbesondere in elektronischen Rechenanlagen tritt die Aufgabe auf, eine Impulsfolge auf eine andere, vorzugsweise höhere Grundfrequenz zu verwandeln. Oft ist als Nebenbedingung gefordert, daß die neugewonnene Impulsfolge auch auf die in einer solchen Rechenanlage vorhandene Haupt-Taktfrequenz synchronisiert ist.

Die erfindungsgemäße Anordnung löst diese Aufgabe unter vorteilhafter Verwendung einfacher Grundschaltelemente, indem die auf die Taktfrequenz zu synchronisierenden Impulse über einen Impulsdehner und eine Koinzidenzschaltung, deren zweiter Eingang Impulse der Taktfrequenz empfängt, einen Sperrschwinger auslösen und daß der vom Sperrschwinger erzeugte Impuls den Impulsdehner abschaltet und gleichzeitig über einen zweiten Impulsdehner eine unter Steuerung der Taktfrequenz stehende Verzögerungsleitung betätigt. Für hohe Frequenzen, etwa 1 Megahertz, ist es besonders vorteilhaft, als Verzögerungsleitung eine Havens-Verzögerungsleitung zu benutzen. Für die Koinzidenzschaltungen werden sowohl Dioden-TJND-Kreise als auch Vakuumröhren mit zwei Steuergittern benutzt, die an sichbekannt sind.

An Hand eines Beispiels wird nachfolgend die Wirkungsweise der erfmdungsgemäßen Anordnung geschildert:

Fig. 1 zeigt eine Synchronisier-Pufferschaltung, die zur Umwandlung einer Folge von periodischen Impulsen einer bestimmten Frequenz in der Nähe der Frequenz der Synchronisierstromquelle in eine aperiodische Folge von Impulsen dient, deren Anzahl gleich der Anzahl der Impulse der periodischen Folge ist;

Fig. 2 zeigt in Blockdarstellung eine Synchronisier-Pufrerschaltung;

Fig. 3 stellt ein Zeitdiagramm für die Umwandlung von 750 Kilohertz in 750 000 Impulse pro Sekunde dar, die auf eine Impulstaktzeit von 1 Mikrosekunde Dauer, entsprechend 1 Megahertz Grundfrequenz, synchronisiert sind.

Die synchronisierende Pufferschaltung ist eine elektronische Schaltung, die genau durch die synchronisierenden und begrenzenden Impulse geregelt wird und die eine periodische Impulsfolge von einer Periodenzahl, die etwas kleiner als 1 Megahertz ist, in eine gleiche Anzahl von Ausgangsimpulsen in Impulsgruppen umwandelt. Die Impulse innerhalb jeder dieser Gruppen sind genau synchronisiert, so daß sie innerhalb der Grenzen der Mikrosekundenabschnitte, die durch die synchronisierenden und begrenzenden Impulse festgelegt sind, auftreten.

Synchronisierende Pufferschaltung

Anmelder:

1MB Deutschland

Internationale Büro-Maschinen

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

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 25. Januar 1956

Byron L. Havens, Closter, N. J., und Merlin GaIe Smith, West Englewood, N. J.

(V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

Je nach dem Verhältnis der Periodenzahl der Eingangsspannung zu der Periodenzahl entsprechend 1 Megahertz werden die Ausgangsimpulse als mannigfaltige Impulsfolgen auftreten. Wenn z. B. die Frequenz der Eingangsspannung genau 750 000 Hertz beträgt, werden die Ausgangsimpulse in wiederkehrenden Gruppen von 3 in jeder Gruppe von 4 Mikrosekunden auftreten. Bei geringfügigen Abweichungen hiervon ändert sich das Muster. Trotzdem wird in einem bestimmten Zeitabschnitt die Anzahl der 1-Mikrosekunden-Ausgangsimpulse im Durchschnitt der Anzahl der ankommenden Impulse entsprechen.

Die dem Eingang der in Fig. 1 gezeigten Synchronisier-Pufferschaltung zugeführten scharfen Impulse gelangen an die Diode 93 und laden den Kondensator 94 auf. Dadurch erhöht sich die Spannung des Bremsgitters der Röhre97 der »UND«-Schaltung, das damit auf positives Potential gegen Masse gelangt. Die aus den Dioden 93 und 95 und aus dem Kondensator 94 aufgebaute Schaltung 96 (Fig. 2) stellt einen Impuls-

dehner dar. Der Kondensator 94 bleibt so lange geladen, bis die Entladeröhre 98 durch die Ausgangsspannung des Sperrschwingers 99 betätigt wird und den Kondensator 94 entlädt. Damit gelangt auch die Spannung des Bremsgitters der Röhre 97 in den negativen Bereich.

Die Begrenzungsröhre 98 arbeitet unmittelbar mit dem Sperrschwinger 99 zusammen, und dieser seinerseits wird unmittelbar durch die Pentode 97, die die UND-Schaltung der Fig. 2 darstellt, gesteuert. Daher

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wird das Bremsgitter der Röhre 97 auf positivem Potential gehalten, bis der nächste, ebenfalls positive Synchronisier-Zeitimpuls an ihr Steuergitter gelegt wird. Wenn dies erfolgt, schaltet die Röhre 97 über die parallel geschalteten Anoden den Sperrschwinger 99 um, wodurch dann die Entladungsröhre 98 ihrerseits den Arbeitsgang des Impulsdehners 96 beendet. Gleichzeitig liefert der Ausgang des Sperrschwingers 99 einen Impuls für den Impulsdehner 100, der aus den beiden Dioden 101 und 102 und aus dem Kondensator 103 besteht. Der Kondensator 103 wird aufgeladen, und das Gitter der Kathodenverstärkerröhre 104 wird positiv. Es bleibt auf diesem Potential, bis durch die Umschaltung eines positiven Zeitbegrenzungsimpulses ein negativer Impuls an der Anode der Phasenumkehrröhre 105 entsteht, der den Kondensator 103 über die Diode 102 entlädt. Die an der Kathode der Röhre 104 stehende positive Spannung wird zur Diode 106 weitergeleitet, die einen der Eingänge einer durch die Dioden 106 und 107 gebildeten UND-Schaltung darstellt. Diese UND-Schaltung liegt vor dem Eingang der geeichten 1-Mikrosekunden-VerzögerungsleitungllO (Fig. 2), die aus den Röhren 108 und 109 besteht und an sich unter dem Namen »Havens-Verzögerungsleitung« bekannt ist. Wenn ein Synchronisierimpuls zur Diode 107 gelangt, wird diese Verzögerungsleitung gesteuert und sendet einen 1 Mikrosekunde langen Impuls von ihrem Ausgang 111 während des nächsten Mikrosekunden-Zeitabschnittes aus.

In Fig. 3 sind die verschiedenen Spitzen der ankommenden Impulse beziffert, und die entsprechenden Ausgangsimpulse sind mit den gleichen Ziffern kenntlich gemacht.

Aus der Erläuterung der Arbeitsweise der synchronisierenden Pufferschaltung geht hervor, daß die periodische Impulsfolge oben in Fig. 3 in eine aperiodische Impulsfolge, die am Ende dieses Zeitdiagramms gezeigt ist, verwandelt wird. Der Einfachheit halber sind die Eingangsimpulse ganz genau mit einer Frequenz von 750 Kilohertz eingetragen, während für die übrigen Teile des Zeitdiagramms die 1-Mikrosekunden-Basis gewählt worden ist. Es folgt somit, daß die Zeitabschnitte eingangsseitig auf Mikrosekunden-Zeitabschnitte übertragen werden. Die Anzahl der Eingangsimpulse wird neu gruppiert, so daß sie als aperiodische Folge von Impulsen erscheint. Die synchronisierende Pufferschaltung ist daher eine elektronische Schaltung, die fest durch die Synchronisier- und Begrenzungsimpuise gesteuert wird, die im Beispiel von einer 1-Megahertz-Stromquelle geliefert werden und die eine periodische Impulsfolge mit einer Periodenzahl, die etwas kleiner als 1 Megahertz ist, in eine gleiche Anzahl von in Impulsgruppen angeordneten Impulsen umwandelt. Die Impulse in jeder Gruppe sind fest an ihrem Anfang und Ende auf eine Periodenzahl von 1 Megahertz synchronisiert.

Je nach dem Verhältnis der Periodenzahl der Eingangsfrequenz zu 1 Megahertz werden diese Gruppen von Ausgangsimpulsen von ungleicher in einigen Fällen, von gleicher Anzahl in anderen Fällen sein. Wenn z. B. die Eingangsfrequenz genau gleich 750 Kilohertz ist, werden die Eingangsimpulse in wiederkehrenden Gruppen von 3 in jeder 4-Mikrosekunden-Gruppe auftreten. Bei einem Abweichen von diesem Verhältnis wird sich das Muster ändern. Trotzdem wird in einer längeren Zeit die Anzahl der 1 Mikrosekunde dauernden Ausgangsimpulse im Mittel gleich der Anzahl der ankommenden Impulse sein. Das gewählte Beispiel von einer 1-Megahertz-Synchronisierfrequenz stellt keine Beschränkung der Anwendharkeit dar. Bei entsprechender Dimensionierung der Schaltungsteile ist das hier an einem Beispiel gezeigte neue Prinzip auch auf andere Frequenzen anwendbar.

Claims (1)

1. Patentan.spiu'ci:.

   Synchronisierende Pufferschaltung zur Umwandlung einer Impulsfolge in eine andere Impulsfolge gleicher Impulszahl, jedoch höherer Grundfrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß die zu synchronisierenden Impulse über einen Impulsdehner (96) und eine Koinzidenzschaltung (97), deren zweiter Eingang Impulse der synchronisierenden Frequenz empfängt, einen Sperrschwinger (99) auslösen und daß der vom Sperrschwinger erzeugte Impuls den Impulsdehner (96) abschaltet und gleichzeitig über einen zweiten Impulsdehner (100) eine unter Steuerung der synchronisierenden Frequenz stehende Verzögerungsleitung betätigt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen