DE1070225B

DE1070225B -

Info

Publication number: DE1070225B
Application number: DENDAT1070225D
Authority: DE
Inventors: Korntal1 Dipl.-Phys. Joh. Otto Kleinschmidt, (Württ.)
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1958-11-07
Publication date: 1959-12-03
Also published as: FR1241364A; DE1200357B; GB1079277A; NL245105A; US3036221A; GB890851A; DE1134710B; GB905285A

Description

Die Erfindung betrifft eine bistabile Kippschaltung mit zwei Arbeitsstromkreisen, von denen abwechselnd der eine stromführend und der andere gesperrt ist, insbesondere ein Transistor-Flip-Flop. Solche Kippschaltungen sind aus der Rechenmaschinentechnik allgemein bekannt. Sie haben jedoch den Nachteil, daß nach Wegfall der Betriebsspannungen die im Flip-Flop gespeicherten Informationen verlorengehen. Es werden daher bei datenverarbeitenden Anlagen neben den Flip-Flop-Speicherschaltungen, wie Zählketten, Schieberegister u. dgl., noch permanente Speicher vorgesehen, die es gestatten, einen definierten Anfangszustand in- die Flip-Flop-Schaltungen zu übertragen. Man hat auch, wenn solche permanenten Speicher nicht sowieso zur Verfügung stehen, Steuerleitungen vorgesehen, die ein Löschen der Flip-Flop-Speicher ermöglichen, so daß ein definierter Anfangszustand erreicht wird. Auf diese Weise läßt sich jedoch der Nachteil nicht vermeiden, daß die zuletzt gespeicherte Information verlorengeht.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die genannten Flip-Flop-Schaltungen mit möglichst geringem Aufwand so zu verbessern, daß sie bei erneutem Einschalten der Betriebsspannung den ursprünglichen Schaltungszustand wieder annehmen, so daß es nicht mehr notwendig ist, vor dem Abschalten der Betriebsspannung die zuletzt gespeicherte Information in einen besonderen permanenten Speicher abzuspeichern und aus diesem permanenten Speicher nach dem Wiedereinschalten der Betriebsspannung die Flip-Flop-Schaltung entsprechend der gespeicherten Information erneut zu setzen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in die beiden Arbeitsstromkreise je eine von zwei gegensinnigen Wicklungen mit gemeinsamem ferromagnetischem Kern mit annähernd rechteckförmiger Hystereseschleife so geschaltet ist, daß in dem Kern beim Ausschalten der Betriebsspannung die in der Kippschaltung gespeicherte Information gespeichert bleibt und die Kippschaltung beim Wiedereinschalten der Betriebsspannung den Betriebszustand wieder annimmt, welcher der im Kern gespeicherten Information entspricht. Eine in dieser Weise nach der Erfindung aufgebaute Kippschaltung hat den Vorteil, daß die Abspeicher- und Lesevorgänge vermieden werden, die bisher zur Vermeidung von Informationsverlusten notwendig waren.

Als Ausführungsbeispiel werden zwei Transistor-Flip-Flops an Hand der Fig. 1 und 2 im folgenden beschrieben:

Fig. 1 zeigt ein Transistor-Flip-Flop mit den Transistoren T₁ und T₂ und den Arbeitswiderständen R₁ und R₂. Die Basis der Transistoren ist einerseits über Bistabile Kippschaltung

Anmelder:

Standard Elektrik Lorenz

Aktiengesellschaft,

Stuttgart-Zuffenhausen,

Hellmuth-Hirth-Str. 42

die Widerstände R₅ bzw.

R_a an positives Potential Dipl.-Phys. Jon. Otto Kleinschmidt, Komtal (Württ), ist als Erfinder genannt worden

+ V₂ gelegt und andererseits über i?C-Glieder C₁ i?₄ bzw. C₂-R₃ mit dem Arbeitswiderstand des jeweils anderen Transistors verbunden. Zwischen den Kollektor und den Arbeitswiderstand eines jeden Transistors sind gemäß der Erfindung jeweils die Wicklungen W₁ und W₂ geschaltet. Diese Wicklungen sind gegensinnig auf einen gemeinsamen Kern K aufgebracht, der aus ferromagnetischem Material besteht. Die Wicklungen sind so bemessen, daß der jeweils stromführende Kreis den Kern ummagnetisiert. Ist z. B. der Transistor T₁ leitend, so fließt Strom von Masse OV über die Emitter-Kollektor-Strecke von T₁ über die- Wicklung von W₁ und über den Arbeitswiderstand R₁ nach der Leitung negativen Betriebspotentials -V₁. Der über die Wicklung W₁ fließende Strom erzwingt einen bestimmten Sättigungszustand in dem Kern K. Der Spannungsabfall an R₁ bedingt, daß über die Spannungsteilerschaltung aus R_s und R₅ nur ein verhältnismäßig kleiner Strom fließt, so daß die Basis von T₂ positiv vorgespannt bleibt. T₂ bleibt also gesperrt." Dieser Betriebszustand bleibt stabil, bis beispielsweise durch Zuführung eines negativen Impulses an der Basis von T₂ die Schaltung in- den anderen Zustand gekippt wird.

Wird T₂ so angesteuert, daß nunmehr ein Strom über die Emitter-Kollektor-Strecke von T₂ über die Wicklung W₂ und den Arbeitswiderstand R₂ fließt, so wird durch den Spannungsabfall an R₂, der sich über den Koppelkondensator C₁ unmittelbar auf die Basis von T₁ überträgt, der Transistor T₁ gesperrt. Sobald während dieses Kippvorganges der Strom in der Wicklung W₂ den Strom in der Wicklung W₁ hinreichend überwiegt, wird der Kern K umgesättigt. Wird nun die Betriebsspannung abgeschaltet, so zeigt

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Claims

der Remanenzzustand des Kernes an, in welchem Betriebszustand sich die Kippschaltung vor dem Abschalten der Betriebsspannung befunden hat. Beim Wiedereinschalten der Betriebsspannung befindet sich die Kippschaltung zunächst im labilen Zustand, d. h., es führt keiner der beiden Stromkreise .seinen' vollen Strom. Für den Stromkreis, der vor dem Abschalten gesperrt war, bildet der Kern eine hohe impedanz, sobald der Strom in diesem Kreis in der Kernwicklung ein Feld erzeugt, das den Kern umzusättigen bestrebt ist. das also den Kern aus der Sättigung in das Gebiet mit hoher Permeabilität zu bringen sucht. Dagegen bildet der Kern für den anderen Stromkreis eine kleine impedanz, da ein Stromfluß in diesem Kreis bestrebt ist, den Kern weiter in die Sättigung zu treiben. Die so bedingte Unsymmetrie der Kippschaltung erzwingt ihre Rückkehr in die Lage, die sie vor dem Abschalten innehatte. Eine besonders vorteilhafte \^erstärkung dieses Effektes läßt sich dadurch erreichen, daß auf dem Kern zwei weitere Wicklungen W3 und W^ vorgesehen werden und so in die Verbindung zwischen Steuerelektrode (Basis von T1 bzw. T2) und Zuführung der Steuerleitung (S1 bzw. S2) geschaltet werden, daß der Stromkreis, der beim. Einschalten der Betriebsspannung den Kern umzusättigen versucht, durch die hierbei in der zusätzlichen Wicklung induzierte Spannung gesperrt wird. In dem Ausführungsbeispiel ν nach Fig. 2 sind die zusätzlichen Wicklungen mit W3 und Wi bezeichnet. Die Basis von T1 ist über die Wicklung W3 mit der Steuerleitung S1 und die Basis von T2 über die Wicklung ■Wi- mit der Steuerleitung S2 verbunden. War beispielsweise vor dem Abschalten der Betriebsspannung der Transistor T1 leitend und wird die Betriebsspannung erneut eingeschaltet, so kann der Stromfluß durch die WicklungW1 den Kern nicht mehr umsättigen. Dagegen könnte, wenn im labilen Anfangszustand zuerst der Transistor T2 stärker leitet, der Strom über die Wicklung W2 eine Umsättigung einleiten. Hierbei wird jedoch in der Steuerwicklung W4 ein Sperrsignal für den Transistor T2 induziert. Gleichzeitig wird in der Wicklung W3 ein entgegengesetztes Signal induziert, das den Transistor T1 in den stromführenden Zustand kippt. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Transistor-Flip-Flop. Die Erfindung kann jedoch auch mit Vorteil bei Röhrenschaltungen Anwendung finden. Patentansi'küche:

1. Bistabile Kippschaltung mit zwei Arbeitsstromkreisen, von denen abwechselnd der eine stromführend und der andere gesperrt ist, insbesondere Transistor-Flip-Flop, dadurch gekennzeichnet, daß in die beiden Arbeitsstromkreise je eine von zwei gegensinnigen Wicklungen mit gemeinsamem ferromagnetischem Kern mit annähernd

ao rechteckförmiger Hystereseschleife so geschaltet ist, daß in dem Kern bei Ausschalten der Betriebsspannung die in der Kippschaltung gespeicherte Information gespeichert bleibt und die Kippschaltung beim AViedereinschalten der Betriebsspannung :. den Betriebszustand wieder, annimmt, welcher der im Kern gespeicherten Information entspricht.

2. Bistabile Kippschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der mit Transistoren aufgebauten Kippschaltung die beiden ; Wicklungen (W₁ und W₂) des Kernes (K) jeweils zwischen den Kollektor und den Arbeitswiderstand (R₁ bzw. R₂) des zugeordneten Transistors (T₁ bzw. T₂) geschaltet sind.

3. Bistabile Kippschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (K) mit zwei weiteren Wicklungen (W₃ und W₁) versehen ist, die jeweils zwischen die Basis und die Steuerleitung des zugeordneten Transistors geschaltet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen