DE1117646B

DE1117646B - Bistabile Kippschaltung mit Eingangssteuerung

Info

Publication number: DE1117646B
Application number: DET18363A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Herbert Stopper; Erwin Jauch
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1960-05-12
Filing date: 1960-05-12
Publication date: 1961-11-23
Also published as: NL264707A; US3231754A

Description

Bistabile Kippschaltungen können bekanntlich in verschiedener Weise gesteuert werden, und zwar durch Modifikation der Art, in der fremderzeugte Kippimpulse den Kippeingängen zugeführt werden, also insbesondere den Basen von in bekannter Schaltung kreuzweise rückgekoppelten Transistoren. Bei einer Betriebsart werden diese Eingänge über zwei gesondert wirksame Steuereingänge, eine Hin- und eine Rückschaltleitung, im Sinne des Kippens beeinflußt, derartige Kippschaltungen seien als vom Hin-Rüek-Schalttyp bezeichnet. Unter einer Kippschaltung des verzögernden Folgetyps soll eine solche verstanden werden, die durch den Eingangswert »0« auf »0« und durch den Eingangswert »L« auf »L« gebracht wird, und zwar mit Verzögerung. Es ist bekannt, die Informationen »0« oder »L« in Form von Steuerspannungen anzulegen und die Kippimpulse von gesonderten Taktimpulsen herzuleiten, derart, daß nach dem Eingang der Information der nächstfolgende Taktimpuls die Kippschaltung entsprechend betätigt. Es ist weiter bekannt, die Täktimpülse auf zwei Kondensatoren zu geben, deren Ausgangsseite mit jeweils einem Kippeingang verbunden ist und ferner mit jeweils einer zugeordneten Steuerspannungsleitung, wobei die Steuerspannung je nach Information die Weitergabe einer Kippspannung gestattet oder verhindert, indem sie eine Torwirkung ergibt.

Die Erfindung betrifft eine bistabile Kippschaltung mit zwei vor den Kippeingängen liegenden Speichern, insbesondere Kondensatoren, die Steuersignale speichern und durch Einwirkung eines Taktimpulses die eingespeicherten Signale weitergeben. Sie sieht vor, daß zwischen dem einen Speicher und dem von ihm gesteuerten Kippeingang ein elektronischer Speicher liegt, der durch das Steuersignal am anderen Speicher derart gesteuert wird, daß die über den einen Speicher geleiteten Taktimpulse entweder zum zugeordneten Kippeingang übertragen oder nicht übertragen werden. Hierdurch kann der Kippschaltung ein Verhalten gegeben werden, wie es vorstehend für den »verzögerten Folgetyp« angegeben wurde. Bei Anwendung von Kondensatoren als Vorspeicher ist insbesondere die Lösung vorgesehen, daß das dem einen Kondensator zugeführte Eingangssignal einen Schalter steuert, der in einem Zustand die von dem anderen Kondensator weitergeleiteten Signale durch Stromableitung unwirksam macht. Bei einer bevorzugten Ausführung ist der Schalter ein Schalttransistor, dessen Basis von der einen Steuerspannung gesteuert wird, die außerdem an dem einen Kondensator anliegt. Die Emitter-Kollektor-Strecke ist einerseits zwischen dem zweiten Kondensator und dem Bistabile Kippschaltung
mit Eingangssteuerung

Anmelder:

Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3

Dipl.-Ing. Herbert Stopper, Konstanz (Bodensee),

und Erwin Jauch, Allensbach (Bodensee),

sind als Erfinder genannt worden

ihm zugeordneten Kippeingang und andererseits an ein Potential angeschlossen, das die Stromableitung ermöglicht.

Für Rechen- oder Logikschaltungen mit gesteuerten bistabilen Kippschaltungen sieht die Erfindung vor, daß bei Verknüpfungen von Kippschaltungen des Hin-Rück-Schalttyps und solchen des verzögernden Folgetyps Kippschaltungen von gleichem Grundaufbau verwendet und die des verzögernden Folgetyps in der vorstehend angegebenen Art ausgebildet sind. Ein Hauptvorteil dieser Ausbildung besteht nämlich darin, daß die Folgesteuerung der Kippschaltung über den die eine Steuerspannung zuführenden Weg mit einer gegenüber dem Hin-Rück-Schalttyp unverminderten Taktfrequenz bewerkstelligt werden kann und so der Folgetyp sich einheitlich in die Schaltung einfügt.

Nähere Einzelheiten werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels ersichtlich. In Fig. 1 sind 1 und 2 zwei pnp-Transistoren in einem Netzwerk, das durch kreuzweise Rückkopplung der Transistoren ein bistabiles Verhalten derart ergibt, daß stets nur ein Transistor unter Sperrung des anderen Transistors leitend ist und leitend bleibt, bis durch Sperren des leitenden Transistors (oder Leitendmachen des gesperrten) die Zustände der Transistoren vertauscht werden. Diese Schaltung ist wohlbekannt, so daß sich eine Einzelbeschreibung erübrigt. Die Basisanschlüsse 3 und 4 der beiden Transistoren sind die Kippeingänge, und das Umkippen der bistabilen Schaltung soll im vorliegenden Falle dadurch herbeigeführt werden, daß durch Zuführung eines positiven Impulses die Basis des stromführenden Transistors entladen und dieser dadurch gesperrt wird. Vor den Kippeingängen 3 und 4 lie-

109 740/360

gen die Kondensatoren 5 und 6, an deren Eingänge über die gemeinsame Taktleitung T rechteckige Taktimpulse gegeben werden. Am Ausgang des Kondensators 5 liegt über Diode 7 ein Steuereingang A, am Ausgang des Kondensators 6 über Diode 8 ein Steuereingang B (an Stelle der Dioden 7, 8 könnten auch Widerstände treten). Wird an einen Steuereingang A bzw. B ein positives Potential gelegt, so bewirkt die nachfolgende negative Taktimpulsflanke eine Kondensatoraufladung, und es wird durch die nächstfolgende positive Taktimpulsflanke ein positiver Entladeimpuls als Kippimpuls auf den zugehörigen Kippeingang 3 bzw. 4 gegeben. Wird die Steuerspannung statt dessen negativ gemacht, so unterbleibt die Ausgabe eines solchen Kippimpulses. Die bistabile Kippschaltung wird also in der Weise gesteuert, daß während der positiven Taktperiode entweder auf Eingang A oder auf Eingang B positives Steuerpotential (=L) gegeben wird, wobei der andere Steuereingang das negative Potential erhalten muß. Der entstehende Kippimpuls kippt das Flip-Flop in den Zustand, in dem die andere Seite leitet, sofern es nicht in diesem Zustand war. Es handelt sich um ein Hin-Rück-Schalt-Flipflop.

Um bei dem gleichen Grundaufbau ein verzögerndes Folgeflipflop zu erhalten, könnte man eine die Spannungen »0« bzw. »L« zuführende Leitung an einen der beiden Steuereingänge anlegen, z. B. anß (wobei dann die in der Figur eingetragene Bewertung zu gelten hätte: Transistor 2 leitend = 0, Transistor 1 leitend = L), und die Kippschaltung vor jedem Einschreibevorgang auf Null stellen. Hierzu müßte man jedoch die Kondensatoreingänge trennen und einen besonderen Zwischentakt vorsehen, der Zeit kostet. Eine andere naheliegende Möglichkeit ist die, bei einseitiger Anlegung der Steuerspannung einen Inverter zwischen die beiden Steuereingänge zu schalten. Jedoch braucht der Durchgang der Wellenform durch den Inverter ebenfalls Zeit, und weil die inverse Spannung an dem zweiten Steuereingang vor dem Erscheinen der negativen Taktimpulsflanke anstehen muß, würde auch hierbei eine Taktzeitverlängerung nötig sein.

Dies ist nicht der Fall bei der erfindungsgemäßen Steuerung, die aus Fig. 2 hervorgeht. Wiederkehrende Elemente haben hier die gleiche Bezeichnung wie in Fig. 1. Die Steuerspannung, die bei B angelegt wird, steuert die Kippimpulszuführung zu dem Kippeingang 4 in der bereits geschilderten Weise, außerdem steuert sie über einen Widerstand 9 die Basis eines npn-Transistors 10.

An den Eingang .4 wird ein festes positives Potential angelegt, das etwa gleich groß ist wie der positive Wert (-L) der Steuerspannung an B. Die Emitterspannung E für den Transistor ist negativer als diese positive Spannung, aber positiver als die negative Spannung an B eingestellt. Das andere Ende der Emitter-Kollektor-Strecke ist bei 11 mit dem Eingang A verbunden.

Liegt nun negatives Potential (= 0) an Punkt B, so ist der Transistor 10 gesperrt, und die nächstfolgende positive Taktimpulsflanke entlädt durch einen positiven Kippimpuls an 3 die Basis des Transistors 1, so daß dieser gesperrt wird und das Flip-Flop ebenfalls auf »0« geht. Liegt dagegen positives Potential (=L) an B, so ist der Transistor 10 leitend, und der durch die positive Taktimpulsflanke erzeugte positive Stromstoß aus 5 wird durch den Transistor 10 abgeleitet. Kippeingang 3 wird nicht beeinflußt, während Transistor 2 durch die positive Taktimpulsflanke gesperrt, das Flip-Flop also ebenfalls auf »L« geschaltet wird.

Solange ein festes positives Potential bei A angelegt ist, wird ein Kippimpuls über S durch jede positive Taktimpulsflanke erzeugt, aber bei positivem B-Potential in der angegebenen Weise abgeleitet (bei

ίο Anordnung ernes Widerstandes an Stelle der Diode 7 wird statt dessen in diesem Falle nur eine teilweise Kondensator-Aufladung stattfinden und der Restimpuls abgeleitet werden). Natürlich ist es auch möglich, die bei A unabhängig angelegte Spannung ihrer-

seits zu verändern, beispielsweise zeitweise negativ zu machen, um die Rückstellung des Flip-Flops auf »0« zu verhindern.

In Rechen- oder Logikschaltungen sind, wie bekannt, vielfach Kippschaltungen verschiedener Art

miteinander verknüpft, z.B. über Und- oder Oder-Tore, wobei dann oftmals Gleichzeitigkeit der Ansteuerung solcher Tore von untergeordneten Kippschaltungen aus erwünscht oder notwendig ist. Werden diese durch Taktimpulse betätigt, so sollten

sie also möglichst gleiche Eigenzeiten haben, so daß die Taktfrequenz nicht auf langsamere Kippschaltsteuerungen abgestellt werden muß. Bei Verknüpfungen von Kippschaltungen des Hin-Rück-Schalttyps mit zwei gesondert steuerbaren Eingängen

und solchen des verzögernden Folgetyps ergeben sich in dieser Hinsicht günstige Verhältnisse, wenn die Kippschaltungen des verzögerten Folgetyps in der oben beschriebenen Weise ausgebildet werden, wobei die beiden Kippschaltungsarten gleichen Grundaufbau haben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Bistabile Kippschaltang mit zwei vor den Kippeingängen liegenden Speichern, insbesondere

Kondensatoren, die Steuersignale speichern und durch Einwirkung eines Taktimpulses die eingespeicherten Signale weitergeben, dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen dem einen Speicher und dem von ihm gesteuerten Kippeingang ein

elektronischer Schalter liegt, der durch das Steuersignal am anderen Speicher derart gesteuert wird, daß die über den einen Speicher geleiteten Taktimpulse entweder zum zugeordneten Kippeingang übertragen oder nicht übertragen werden.

2. Bistabile Kippschaltung nach Anspruch 1 mit Kondensatoren als Vorspeicher, dadurch gekennzeichnet, daß das dem einen Kondensator zugeführte Eingangssignal (B) einen Schalter steuert, der in einem Zustand die von dem ande-

ren Kondensator weitergeleiteten Signale durch Stromableitung unwirksam macht.

3. Bistabile Kippschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerspannung (B) an dem einen Kondensator (6) an-

gelegt ist und außerdem die Basis eines Schalttransistors (10) steuert, dessen Emitter-Kollektor-Strecke einerseits zwischen dem zweiten Kondensator (5) und dem ihm zugeordneten Kippeingang (3) und andererseits an ein Potential (E)

angeschlossen ist, das die Stromableitung ermöglicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen