DE1116724B

DE1116724B - Leseverstaerker fuer Matrixspeicher

Info

Publication number: DE1116724B
Application number: DES68246A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hartwig Rogge
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-04-27
Filing date: 1960-04-27
Publication date: 1961-11-09
Also published as: BE603125A; GB953395A; US3316422A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Leseverstärker für Matrixspeicher, ζ. Β. Magnetkernmatrixspeicher.

Es ist bekannt, daß in Magnetkernmatrixspeichern beim Umschalten der Magnetkerne von einer Remanenzlage in die andere im allen Magnetkernen gemeinsamen Lesedraht ein Kernsignal positiver oder auch negativer Polarität induziert wird. Die Dauer dieses Signals ist durch die Schaltzeit der Magnetkerne bestimmt und liegt im allgemeinen zwischen 0,5 und 2 μβ. Die Amplitude beträgt etwa 20 bis 100 mV. In den Lesedraht werden außerdem vom Informationsdraht, der ebenso allen Kernen einer Matrix gemeinsam ist, Störspannungsspitzen eingekoppelt, die bei ungünstiger Informationsverteilung in einer Magnetkernspeichermatrix ein bis zwei Größenordnungen über der Amplitude der Magnetkernsignale liegen können (2 V und größer). Dies ist aber nicht nur eine Eigenschaft von Magnetkernmatrixspeichern. Störsignale mit ähnlichem Verhältnis zu den Nutzsignalen treten auch bei anderen bekannten Matrixspeichern auf.

Im allgemeinen wird das auf dem Lesedraht auftretende, von einem Speicherelement des Matrixspeichers abgegebene Signal mit HiKe eines im Α-Betrieb arbeitenden Verstärkers, z. B. eines Transistors, vorverstärkt und in einem Differentialübertrager gleichgerichtet. Die auf dem Lesedraht auftretenden großen Störspannungsspitzen blockieren bei solchen Schaltungsanordnungen die Verstärkereingangsstufe, so daß der nächste Lesevorgang erst nach längerer Zeit (einige μβ bis einige 10 μβ) anschließen kann. Dadurch wird die zulässige Zyklusfolge des Matrixspeichers stark begrenzt.

Diesen Nachteil umgeht eine bekannte Schaltungsanordnung, die jedoch nur für unipolare Signale ausgelegt ist. Der bekannte, gleichstromgekoppelte Transistorverstärker wird während der Zeit, in der große Störspannungen auftreten können, mit Hilfe eines negativen Impulses, der am Emitter des Eingangstransistors eingekoppelt wird, gesperrt. Die Störspannungsamplitude darf etwa drei Volt betragen. Der Verstärker kann etwa zwei μβ nach Ende dieses Sperrimpulses bereits ein neues Signal verstärken. Nachteilig bei dieser bekannten Schaltungsanordnung ist, daß nur unipolare Impulse verstärkt werden können. Außerdem ist die Erholungszeit von zwei μβ für eine Zyklusdauer von gleicher Größenordnung noch zu lang.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Schaltungsanordnungen zu beseitigen. Sie besteht darin, daß bei einem zwei-Leseverstärker für Matrixspeicher

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Hartwig Rogge, München,
ist als Erfinder genannt worden

stufigen Leseverstärker die erste Stufe als Differentialverstärker ausgebildet ist und während der Dauer eines zu verstärkenden Impulses nur kurze Zeit durchlässig gesteuert wird und daß zur Verbesserung des Signal-Stör-Verhältnisses zwischen den beiden Stufen des Leseverstärkers eine aus Richtleitern bestehende Brückenschaltung angeordnet ist. Eine vorteilhafte Ausführangsform des Leseverstärkers gemäß der Erfindung besteht darin, daß die erste Stufe aus zwei gleichen, symmetrisch zueinander geschalteten Transistoren besteht, deren Emitter über Symmetrier- bzw. Gegenkopplungswiderstände miteinander und mit dem Kollektor eines weiteren Transistors entgegengesetzten Leitfähigkeittyps verbunden sind, der während der Dauer eines zu verstärkenden Impulses für eine kurze Zeit durch einen Abtastimpuls gesperrt wird und damit die beiden mit ihm verbundenen Transistoren durchlässig steuert. Durch die Ausbildung der ersten Stufe des Leseverstärkers als Differentialverstärker werden die Stör-Spannungen, die an den beiden Verstärkereingängen gleichsinnig auftreten, auch gleichphasig verstärkt. Ihr Einfluß kann damit leicht bei einer nachfolgenden Differenzbildung unterdrückt werden, während das vom Matrixspeicher abgegebene Lesesignal ungestört verstärkt wird. Außerdem tritt an den beiden Eingängen des Leseverstärkers nur etwa die halbe Störspannungsamplitude auf. Ein weiterer Vorteil der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist, daß auch bipolare Impulse verstärkt werden können.

5Q Eine Weiterbildung der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung besteht darin, daß zwischen jede der beiden Eingangsleitungen und eine Quelle fester

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Spannung ein Richtleiter eingeschaltet ist, der die auf der Eingangsleitung auftretenden Störspannungen, auf einen durch die Spannungsquelle vorgegebenen Wert begrenzt.

An. Hand der Figur werden die Wirkungsweise sowie ein Ausführungsbeispiel des Leseverstärkers gemäß der Erfindung naher erläutert.

Der in der Figur dargestellte Leseverstärker besteht im wesentlichen aus den beiden die erste Stufe, einen Differentialverstärker, bildenden Transistoren TrI und Tr 2 sowie den in an sich bekannter Weise geschalteten, die zweite Stufe des Leseverstärkers bildenden Transistoren Tr 4 und Tr 5. Zwischen den beiden Stufen des Leseverstärkers ist eine aus den Richtleitern D 3, D 4, DS und D 6 bestehende Brückenschaltung angeordnet. Weiterhin ist ein Transistor Tr 3 vorgesehen, dessen Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt zu dem der übrigen Transistoren des Leseverstärkers ist. Der von dem Matrixspeicher kommende Lesedraht wird an die beiden Klemmen E angeschlossen.

Im Ruhezustand, d. h. während der Zeit, da kein Lesesignal an den beiden Klemmen E anliegen kann, ist der Transistor Tr 3 leitend, so daß die über die beiden Symmetrier- und Gegenkopplungswiderstände 2? 3 und R 4 miteinander verbundenen Emitter der Transistoren TrI und Tr 2 auf der negativen Spannung — Ul liegen. Dabei gilt die Voraussetzung, daß der Absolutwert der Spannung Ul kleiner ist als der Absolutwert der Spannung U 2. Entsprechend der vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind zwischen die mit den beiden Klemmen E verbundenen Eingangsleitungen und die feste Spannung -Ul die beiden Richtleiter D1 und Ό 2 eingeschaltet. Diese beiden Richtleiter bewirken, daß Störspannungsspitzen, die größer als die Spannung— Ul sind, auf die Spannung — Ul begrenzt werden. Störspannungsspitzen, die kleiner als Ul sind, beeinflussen den Verstärker nicht.

Erfindungsgemäß wird die erste, als Differentialverstärker ausgebildete Stufe des Leseverstärkers während der Dauer eines zu verstärkenden Impulses nur kurze Zeit durchlässig gesteuert. Dies wird dadurch erreicht, daß während des Spannungsimpulses, der verstärkt und bewertet werden soll, der Transistor TY 3 für kurze Zeit durch einen an seiner Basis angelegten Abtastimpuls gesperrt wird, so daß die Transistoren TrI und Tr 2 infolge des durch die Sperrung des Transistors Tr 3 ansteigenden Emitterpotentials leitfähig gesteuert werden und das am Eingang liegende Signal verstärken. Störspannungen können also überhaupt nur dann wirksam werden, wenn sie während des Abtastimpulses auftreten. Zu jeder anderen Zeit können die Störspannungen beliebige Werte annehmen, ohne den Verstärker zu beeinflussen.

Der Eingangswiderstand der Schaltung im Ruhezustand (R 1+2? 2) kann so gewählt werden, daß Störspannungen sehr schnell abklingen können.

Die verstärkten Eingangssignale, die mit beiden Polaritäten auftreten können, werden in der aus den Richtleitern D 3, D 4, DS und D 6 bestehenden Brücke gleichgerichtet. Die Verstärkung der Eingangsstufe kann durch die Gegenkopplungswiderstände R 3 und R 4 so eingestellt werden, daß nur Signale oberhalb eines festgelegten Schwellwertes so weit verstärkt werden, daß sie die Richtleiterbrücke aussteuern. Infolge des Knickes in der Kennlinie der !Richtleiter wird das Signal-Stör-Verhältnis wesentlich verbessert.

I Die Differenz der gleichgerichteten Signale wird danach in der gleichstromgekoppelten, aus den beiden Transistoren Tr 4 und Tr 5 bestehenden zweiten Stufe des Lesverstärkers verstärkt. Dadurch werden Störungen, die an den beiden Eingängen E des Leseverstärkers mit gleicher Amplitude auftreten, wie das z. B. bei kapazitiver Einkopplung der Störspannungen durch die symmetrische Eingangsschaltung des Leseverstärkers der Fall ist, am Verstärkerausgang nicht wirksam. Die Widerstände R 7 und 2? 8 in der zweiten Stufe des Leseverstärkers werden zweckmäßig so dimensioniert, daß im Ruhezustand und bei sehr kleinen Signaldifferenzen sicher gewährleistet ist, daß der Transistor Tr 5 gesperrt und der Transistor Tr 4 leitend ist. Tritt am Ausgang der Richtleiterbrücke eine größere Signaldifferenz auf, so wird die Basis des Transistors Tr 4 positiv und dieser Transistor gesperrt. Dadurch wird auch der Emitter des Transistors Tr 5 positiv, dessen Basis gleichzeitig negativ wird. Damit wird der im Ruhezustand oder bei sehr kleinen Signalen gesperrte Transistor TrS leitend, und an seinem Kollektor wird ein positiver Ausgangsimpuls abgegeben, der z. B. zum Umschalten einer bistabilen Kippstufe verwendet werden kann.

Der gesamte in der Figur dargestellte Leseverstärker ist gleichstrommäßig gekoppelt. Dadurch ist die durch den Leseverstärker zu verarbeitende Signalfolge lediglich durch die Schaltzeiten der verwendeten Transistoren bestimmt. Diese Schaltzeiten müssen selbstverständlich klein sein gegenüber der Dauer des Abtastimpulses, der den Transistor Tr 3 steuert.

Der Einfluß der Schalt- und Diodenkapazitäten wird dadurch verringert, daß die Kollektorspannung der Transistoren TrI und Tr 2 durch die Richtleiter D 7 und D 8, die im vorliegenden Beispiel mit dem Emitter des Transistors Tr3, an dem die Spannung -Ul liegt, verbunden sind, auf die Spannung -Ul begrenzt. Dadurch werden unerwünscht große Spannungshübe vermieden. Durch die Richtleiter D 3 bis D 6 der Brückenschaltung fließt über die Widerstände R 7 und 2? 8 dauernd ein kleiner Strom, so daß ihre Kapazität im gesperrten Zustand ohne Einfluß auf die Schaltzeiten ist.

Der Leseverstärker gemäß der Erfindung wurde an Hand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es sind aber ebensogut andere Ausführungsformen möglich.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Zweistufiger Leseverstärker für Matrixspeieher, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stufe als Differentialverstärker ausgebildet ist und während der Dauer eines zu verstärkenden Impulses nur kurze Zeit durchlässig gesteuert wird und daß zur Verbesserung des Signal-Stör-Verhältnisses zwischen den beiden Stufen des Leseverstärkers eine aus Richtleitern bestehende Brückenschaltung angeordnet ist.

2. Leseverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stufe aus zwei gleichen, symmetrisch zueinander geschalteten Transistoren besteht, deren Emitter über Symmetrier- bzw. Gegenkopplungswiderstände miteinander und mit dem Kollektor eines weiteren

Transistors entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps verbunden sind, der während der Dauer eines zu verstärkenden Impulses für eine kurze Zeit durch einen Abtastimpuls gesperrt wird und damit die beiden mit ihm verbundenen Transistoren durchlässig steuert.

3. Leseverstärker nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jede der beiden Eingangsleitungen und eine Quelle fester Spannung ein Richtleiter eingeschaltet ist, der die auf der Eingangsleitung auftretenden Störspannungen auf einen durch die Spannungsquelle vorgegebenen Wert begrenzt.

4. Leseverstärker nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor jedes Transistors der ersten Stufe über je einen Richtleiter mit einer Quelle fester Spannung verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen