DE1143857B - Bistabile Schaltung mit Phasenschieber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine bistabile Schaltung für das Höchstfrequenzgebiet, bei der ein Sender über parallele Leitungen einen Empfänger speist und die resultierende Ausgangswelle des Empfängers sowohl ihrer Phase als auch ihrer Amplitude nach bistabil ist, unter Verwendung eines Phasenschiebers.

In den letzten Jahren sind in der Literatur Schaltungen mit starrer Phase für logische Maschinen beschrieben worden, die mit hoher Geschwindigkeit arbeiten, eine lange Lebensdauer haben und sehr zuverlässig sind. Die Schaltungen erzeugen mindestens zwei stabile Phasen der Trägerwellenenergie, von denen jede ein Informationsbit darstellt. Für die Herstellung der Mehrphasenschaltungen wird entweder die nichtlineare Kapazität einer Diode oder die nichtlineare Induktivität einer auf einen Magnetkern gewickelten Spule benutzt. Die erste Ausführungsform dieser Schaltungen ist beschrieben im USA.-Patent 2 815 488 und die zweite im britischen Patent 778 883. Schaltungen mit den vorerwähnten Prinzipien werden allgemein als parametrische Schaltungen bezeichnet, z. B. parametrische Oszillatoren, parametrische Verstärker usw. Eine vollständige Aufstellung von Artikeln überParametronschaltungen ist inProc. IRE vom Mai 1960 auf S. 848 bis 853 enthalten.

Parametronschaltungen haben sich als sehr brauchbar bei der Konstruktion elektronischer Rechensysteme erwiesen, aber es hat sich auch gezeigt, daß Dioden mit nichtlinearer Kapazität von sehr hoher Qualität nötig sind, um in den bekannten mehrfachstabilen Parametronschaltungen gute Ergebnisse zu erzielen, und daß die Schaltungen mit nichtlinearer Induktivität nicht mit hohen Frequenzen arbeiten. Die Erfindung richtet sich auf eine verbesserte mit hoher Geschwindigkeit arbeitende bistabile Schaltung und hat weiterhin folgende Vorteile:

Mit hoher Geschwindigkeit arbeitende logische Schaltungen, die mit Mikrowellenfrequenzen arbeiten,

eine bistabile Schaltung, die zur Verwendung in schnell arbeitenden logischen Systemen geeignet und sowohl in bezug auf die Phase als auch in bezug auf die Amplitude bistabil ist,
verbesserte bistabile Schaltungen, die benutzt werden können, um ein wirtschaftliches Rechensystem zu schaffen, dessen Informationsgeschwindigkeiten bei etwa 1 Gigahertz liegen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung besteht darin, daß man eine zuverlässige, schnell arbeitende Schaltung, die bistabil in bezug auf Amplitude und Phase ist, erhält, bei der es nicht nötig ist, relativ kostspielige Dioden mit nichtlinearer Kapa-Bistabile Schaltung mit Phasenschieber

Anmelder:

International Business Machines Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt, Böblingen (Württ.), Sindelfinger Str. 49

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 30. November 1960 (Nr. 72 648)

Arthur Nethercot jun., Hastings-on-Hudson, N. Y. ^ao (V. St. A.),

ist als Erfinder genannt worden

zität zu verwenden, und die trotzdem mindestens im X-Band mit Mikrowellenfrequenzen arbeitet.

Diese Vorteile werden in einer Schaltung für das Höchstfrequenzgebiet, bei der ein Sender über parallele Leitungen einen Empfänger speist und die resultierende Ausgangswelle des Empfängers sowohl ihrer Phase als auch ihrer Amplitude nach bistabil ist, erfindungsgemäß erreicht, indem in einer der Leitungen ein regelbarer Phasenschieber angebracht ist, der entsprechend einer Amplitudenaddition der zum Empfänger übertragenen Wellen den Anteil derjenigen Wellen, die ihn passieren ohne Phasendrehung durchläßt oder ihre Phase um einen vorgegebenen Winkel dreht.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der Beschreibung sowie den nachstehend aufgeführten Zeichnungen:

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Schaltung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;

Fig. 3 zeigt die Veränderung der Dielektrizitätskonstante eines gegebenen Materials mit der Steuergleichspannung;

Fig. 4 stellt die Spannungsverhältnisse in den Schaltungen von Fig. 1 und 2 für den einen stabilen Arbeitszustand dar;

309 510/354

Fig. 5 stellt die Spannungsverhältnisse in den Schaltungen von Fig. 1 und 2 für den anderen stabilen Arbeitszustand dar:

Fig. 6 veranschaulicht ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung;

Fig. 7 zeigt mehrere miteinander verbundene Schaltungen nach der Erfindung, die einen Teil eines logischen Systems bilden;

Fig. 8 zeigt die Trägerwellenenergie, die durch die

auf die angelegten Trägerwellen anspricht. Die Umschaltung der bistabilen Schaltung aus dem einen stabilen Zustand in den anderen läßt sich auf verschiedene Weise erreichen, z. B. durch das Anlegen S einer Steuergleichspannung an die Klemme 24 oder durch die Überlagerung der aus dem Phasenschieber 20 austretenden. Trägerwelle mit einer Trägerwelle der entgegengesetzten Phase.

Fig. 2 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der

Oszillatoren jeder der in Fig. 7 dargestellten Schal- io erfindungsgemäßen Schaltung in Form eines symmetungen erzeugt wird. irischen Bandleiters. Die Schaltung von Fig. 2 umfaßt

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Schaltung in den Oszillator 10, der mit einer Steuervorrichtung 26 Blockform dargestellt. Die Schaltung umfaßt einen über eine Bandleiterschaltung 28 gekoppelt ist. Die Oszillator 10, der mit einer Steuersignalvorrichtung Steuervorrichtung 26 umfaßt einen Transformator 30, 12 über eine Leitung 14 gekoppelt ist, welche am 15 eine Diode 32 im Bereich hoher Feldstärke des Hohl-Punkt A so gegabelt ist, daß sie danach eine erste Lei- raums 30 und ein Filter 34, bestehend aus einer Intung 16 und eine zweite Leitung 18 bildet, die am duktivität 36, die mit der Diode 32 in Reihe liegt, und Punkt B in der Schaltung 14 zusammengeführt wer- einem Kondensator 38, der mit der Diode 32 parallel den, bevor sie an die Steuersignalvorrichtung 12 an- geschaltet ist. Die Bandleiterschaltung besteht aus geschlossen werden. Ein verstellbarer Phasenschieber 20 einer ersten und einer zweiten Platte 40 bzw. 42 und

20 ist in die erste Übertragungsleitung 16 zwischen den Punkten A und B der Übertragungsschaltung 14 eingefügt. Ein Ausgang der Steuersignalvorrichtung 12 ist an den verstellbaren Phasenschieber 20 über

einem Leiter 44, der zwischen den Platten 40 und 42 durch eine erste und eine zweite Schicht aus dielektrischem Material 46 bzw. 48 festgehalten wird. Der Leiter 44 ist am Punkt C gegabelt und bildet eine erste

eine Rückkopplungsleitung 22 angeschlossen. Eine 35 und eine zweite Leitung 50 und 52, welche am

Gleichstrom-Eingang-Ausgang-Klemme 24 für diese ^; Punkt D des Leiters 44 zusammengeführt sind, bevor Schaltung ist ebenfalls mit dem verstellbaren Phasenschieber 20 gekoppelt. Der Oszillator 10 kann ein

Klystron sein, das eine Trägerwelle mit Mikrowellen

er mit der Steuervorrichtung 26 durch eine Sonde 27 gekoppelt wird, die eine Verlängerung des Leiters 44 sein kann und in den Bereich niedriger Feldstärke des frequenzen, vorzugsweise im Z-Band, erzeugt, und 30 Hohlraums 30 hineinführt. Der erste Bandleiter 50 die Übertragungsschaltung 14 kann ein herkömmlicher enthält den Phasenschieber 20. Seine erste Platte 54 Hohlleiter sein, der die vom Oszillator 10 erzeugte aus phasenverschiebendem dielektrischem oder ma-Trägerwelle weiterleitet. Der verstellbare Phasen- gnetischem Material liegt zwischen dem ersten Leiter schieber 20 in der Leitung 16 kann aus einem auf ein 50 und der unteren Bodenplatte 40. Seine zweite elektrisches oder ein magnetisches Signal ansprechen- 35 Platte 56 aus demselben Material liegt zwischen dem den dielektrischen oder magnetischen Material be- ersten Leiter 50 und der Deckplatte 42. Die Filterstehen. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Träger- schaltung 34 ist über eine Drossel 58 so an die erste welle vom Oszillator 10 aus durch das dielektrische Leitung 50 angeschlossen, daß sie eine Steuergleichoder magnetische Material des verstellbaren Phasen- spannung an die erste und die zweite dielektrische Schiebers 20 ist von dem an dieses Material angelegten 40 Platte 54 und 56 anlegt. Die Gleichstromleitung zwielektrischen oder magnetischen Feld abhängig. Daher sehen der Drossel 58 und der Leitung 50 kann natürhängt die Phase der aus dem Phasenschieber 20 aus- lieh auch so angeordnet sein, daß sie in einem Randtretenden Welle von dem an den Phasenschieber 20 feld der Leitung 50 liegt, wodurch der Teil der Trägerangelegten Feld ab. Im Phasenschieber 20 kann jedes wellenenergie auf ein Minimum reduziert wird, der in beliebige gasförmige, flüssige oder feste Material, das 45 die Gleichstrom-Rückkopplungsleitung 22 gelangt, eine Trägerwelle ohne übermäßigen Verlust weiter- Erste und zweite Gleichstromisolatoren 60 bzw. 62 leiten kann, benutzt Werden, da die Ausbreitungs- befinden sich in der Leitung 50, um die Leitung galkonstante aller bekannten Materialien bis zu einem vanisch aufzutrennen.

gewissen Grad von angelegten elektrischen oder ma- Die beiden Tafeln 54 und 56. können insbesondere

gnetischen Feldern abhängt. Bevorzugt werden aber 50 ferroelektrische Tafeln sein, deren ,Betriebstempera-Materialien, die von solchen angelegten Feldern gut türen etwas über dem Curiepunkt hegen. Die Enden steuerbar sind. Das Material, das in dem Phasenschie- dieser Tafeln sind jeweils verjüngt, um Reflexionen in ber20 benutzt wird und dessen Merkmale so ver- der Schaltung 28 zu vermeiden, und sie sind lang änderbar.sind, daß die Geschwindigkeit der Ausbrei- genug, um eine Phasenverschiebung von 180° zu betung der Trägerwelle steuerbar wird, kann eine ferro- 55 wirken, wenn eine relativ niedrige Spannung an die elektrische Platte, Säule, Stange, ein Hohlleiter oder entgegengesetzten Seiten jeder der Tafeln angelegt eine Diode mit veränderlicher Kapazität sein, die wird. Eine Länge von etwa 2,5 cm eines ferroelekdurch eine angelegte Gleichspannung betätigt wird, trischen Materials reicht aus, um die gewünschte oder ein Ferrit- oder Granatmaterial in Form von Phasenverschiebung von 180° zu erzeugen. Die VerBlechen, Stangen, Hohlleitern oder Säulen, das durch 60 änderung der Dielektrizitätskonstante mit der Steuerein magnetisches Gleichfeld betätigt wird. Die Diode gleichspannung für typische ferroelektrische Mateveränderlicher Kapazität kann am besten zur Refle- rialien geht aus Fig. 3 hervor. Wie die Darstellung xion der Trägerwellenenergie benutzt werden, und zeigt, ist keine hohe Genauigkeit der Steuerspannung die restlichen phasenverschiebenden Materialien las- oder anderer Merkmale in der Phasenlage 0° nötig, sen sich entweder zur Reflexion oder Übertragung der 65 wenn die Steuerspannung groß genug ist. In der Trägerwelle verwenden. Phasenlage 180°, d. h. bei niedrigen Steuerspannun-

Die Steuervorrichtung 12 kann eine Mischvorrich- gen, kann eine hohe Genauigkeit nötig sein, könnte tung sein, z. B. eine Mikrowellenempfangsdiode, die aber vermieden werden durch den zusätzlichen An-

Schluß einer Gleichrichterdiode an den Phasenschieber 20, deren Polarität so beschaffen ist, daß negative Spannungen am Phasenschieber 20 entstehen können. In diesem Falle würde eine negative Steuerspannung jeder beliebigen Höhe eine Spannung Null am Phasenschieber erzeugen.

In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann eine Vorrichtung mit Doppelbrechung als Phasenschieber verwendet werden. Diese Vorrichtung hat bei 10 GHz einen geringeren Verlust, der um 3 db liegt, und erzeugt bei einem magnetischen Gleichfeld von 210 Örsted eine Phasenverschiebung von 180°. In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann auch ein Gyrator benutzt werden, um die Phasenverschiebung von 180° zu bewirken, da eine Drehung der Trägerwelle um 180° einer Phasenverschiebung von 180° entspricht.

Da der Transformator 30 eine relativ starke Spannung an der Diode 32 erzeugt, kann die Schaltung aus dem einen stabilen Zustand in den anderen umgeschaltet werden, ohne einen Verstärker in der Rückkopplungsschaltung 22 zwischen der Steuersignalvorrichtung 26 und den Platten 54 und 56 zu benutzen. Vorzugsweise ist die Diode 32 eine Diode hohen Widerstandes, z. B. eine Germaniumdiode mit geschweißtem Kontakt, aber es kann auch eine konventionelle Siliziumdiode verwendet werden. Die Diode 32 muß in dem Hohlraum so angeordnet werden, daß zwischen ihr und dem Hohlraum Scheinwiderstandsanpassung besteht.

Beim Betrieb der in Fig. 1 und 2 gezeigten Schaltungen wird der Oszillator 10 eingeschaltet, um eine in Fig. 4 dargestellte Spannung zu erzeugen, die dem PunktC des Leiters 94 der Schaltung 28 zugeführt wird. Am PunktC wird die Trägerwellenenergie in zwei Teile aufgeteilt; der eine Teil mit einer Welle b (s. Fig. 4) fließt über die Leitung 52, und der andere Teil mit der Welle c (s. Fig. 4) fließt über die Leitung 50. Die den Phasenschieber 20 enthaltende Leitung 50 ist so aufgebaut und angeordnet, daß ihre wirksame Länge 180° beträgt und sich von der Länge der Leitung 52 am Punkt D bei Einschaltung des Oszillators 10 so unterscheidet, daß bei Kombination der beiden Wellen b und c diese einander am Punkt D des Leiters 44 mindestens teilweise aufheben. Die am Punkt D kombinierten Wellen haben also etwa die Form der Wellen b und c' (s. Fig. 4), die bei ihrer Kombination eine Welle d geringer Amplitude bilden (s. Fig. 4). Die relativ kleine Spannung d erzeugt bei ihrer Gleichrichtung durch die Diode 32 im Hohlraum 30 nur eine kleine Gleichspannung an den ersten und zweiten Tafeln 54 und 56. Die erfindungsgemäße Schaltung ist so ausgelegt, daß bei dieser niedrigen Steuerspannung die Phase der durch die ersten und zweiten Tafeln 54 und 56 fließenden Trägerwellen nahezu unbeeinflußt bleibt und die Schaltung daher in ihrem einen stabilen Zustand arbeitet. Wenn an die Tafeln 54 und 56 eine Gleichspannung gelegt wird, die wesentlich höher ist, werden die Eigenschaften der ersten und zweiten Tafeln 54 und 56 so verändert, daß eine Phasenverschiebung von 180° in der Trägerwelle erzeugt wird. Die jetzt durch die Tafeln 54 und 56 erzeugte Phasenverschiebung von 180°, welche durch die Differenz in den wirksamen Längen der Leitungen 50 und 52 bewirkt wird, läßt am Punkt D zwei Spannungen b und c entstehen, die bei ihrer Kombination eine resultierende Spannung α erzeugen, wie sie in Fig. 5 dargestellt wird. Diese Spannung entspricht der Oszillatorspannung am PunktC. Bei Gleichspannung durch die Diode 32 erzeugt die Spannung α eine Gleichspannung, die groß genug ist, um in den Tafeln 54 und 56 die gewünschte Phasenverschiebung von 180° aufrechtzuerhalten. Es ist also eine bistabile Schaltung geschaffen worden, die in der Leitung zwischen den Tafeln 54, 56 und Punkt D der Schaltung 28 phasenbistabil ist, zwischen Punkt D der Schaltung 28 und der Diode 32 bistabil in bezug auf die Trägerwellenoder Wechselstromamplitude ist und in der Schaltung von der Diode 32 im Hohlraum 30 über das Filter 34 und die Drossel 58 zur ersten Leitung 50 an den Tafeln 54, 56 bistabil in bezug auf Gleichstrom ist.

Fig. 6 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen bistabilen Schaltung. Diese Schaltung gleicht der Schaltung von Fig. 2, unterscheidet sich aber von ihr vor allem darin, daß sie in der Rückkopplungsschleife eine Verstärkereinrichtung an Stelle eines Transformators verwendet. In der in Fig. 6 gezeigten Schaltung ist eine Diode 64 in die Schaltung 28, an deren dem Oszillator 10 abgewandtem Ende, eingefügt. Die Diode 64 befindet sich zwischen den Platten 40 und 42 und ist zwischen dem Leiter 44 und dem Filter 66 angeschlossen, das eine mit der Diode 64 in Reihe liegende Induktivität 68 und einen Kondensator 70 umfaßt, welcher zwischen dem gemeinsamen Punkt der Diode 64 und der Induktivität 68 und der Platte 42 angeschlossen ist. Ein Gleichstromverstärker 72 liegt zwischen dem Filter 66 und der einen Klemme einer Drossel 74, deren andere Klemme an die Leitung 50 zwischen den beiden Gleichstromisolatoren 60, 62 angeschlossen ist. An dem Ende des Leiters 44, an das die Diode 64 angeschlossen ist, ist ein Kurzschluß 76 vorgesehen. Außerdem enthält das in Fig. 6 gezeigte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung erste, zweite und dritte Trägerwellen-Signaleingangsleitungen /, j und k und drei Trägerwellen-Signalausgangsleitungen /, m und n, die mit der Leitung 50 gekoppelt sind und mit anderen Schaltungen nach Fig. 6 verbunden sein können.

Die Schaltung von Fig. 6 arbeitet ähnlich wie die von Fig. 2. Die der Diode 64 zugeführte resultierende Trägerwellenspannung wird nicht verstärkt wie in dem in Fig. 2 gezeigten Hohlraum 30. In der in Fig. 6 gezeigten Schaltung wird die der Diode 64 zugeführte resultierende Trägerwelle gleichgerichtet und über das Filter 66 dem Gleichstromverstärker 72 zugeleitet. Dieser ist so eingestellt, daß er die gleichgerichtete resultierende Spannung α (s. Fig. 5) auf einen Wert verstärkt, der ausreicht, um die durch die Tafeln 54 und 56 fließende Trägerwelle um 180° zu verschieben, während die gleichgerichtete resultierende Spannung el (s. Fig. 4) nicht genügend verstärkt wird, um die Trägerwelle zu verschieben. Die in Fig. 6 gezeigte bistabile Schaltung wird aus dem einen stabilen Zustand in den anderen geschaltet, wenn Trägerwellen mit den richtigen Phasen den Eingangsleitungen i, j und k zugeführt werden. Wenn eine Eingangswelle c', deren Phase der der Welle c (Fig. 4) entgegengesetzt ist, der Welle c des Oszillators 16 überlagert wird, löscht die Welle c' die Welle c aus, und am Punkt D wird eine resultierende Welle, z. B. die Welle b, erzeugt, deren Größe geringer als die der vorhergehenden resultierenden Welle ist, d. h. geringer als die der Welle a, so daß jetzt eine verringerte Gleichspannung über das Filter 66 den Tafeln 54 und 56 des Phasen-

Schiebers 20 zugeführt wird. Diese verringerte Gleichspannung an den Tafeln 54 und 56 ändert die Größe der durch die Tafeln erzeugten Phasenverschiebung so, daß sich die Phase der durch die Tafeln. 54, 56 fließenden Welle der der Welle c' nähert, wodurch die den Tafeln 54 und 56 zugeleitete Gleichspannung weiter verkleinert wird. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis die Schaltung ihren anderen stabilen Zustand erreicht, wenn die resultierende Trägerwelle d erreicht ist, wie in Fig. 4 veranschaulicht. Wenn sich die Schaltung stabilisiert und dabei die resultierende Welle d erzeugt, kann ihr Zustand wieder umgeschaltet werden, indem einfach die Welle c der Leitung 50 zwischen dem Phasenschieber 20 und Punkt D zugeführt wird.

Die in Fig. 2 und 6 veranschaulichten Schaltungen können natürlich auch zur Ausführung verschiedener logischer Funktionen verwendet werden. Zum Beispiel kann die erfindungsgemäße Schaltung leicht so eingestellt werden, daß Energie von einer der Eingangsleitungen i, j oder k in Fig. 6 oder einer an die Gleichstromklemme 24 der Schaltung von Fig. 2 angeschlossenen Leitung ausreicht, um die Schaltung aus dem einen stabilen Zustand in den anderen umzuschalten, so daß eine ODER-Schaltung entsteht. Ebenfalls kann die eriindungsgemäße Schaltung so eingestellt werden, daß Energie von mindestens zwei oder drei Eingangsleitungen nötig ist, um die Umschaltung aus dem einen stabilen Zustand in den anderen zu bewirken, wodurch man eine Majoritätsschaltung erhält. Weiterhin kann die Schaltung so eingestellt werden, daß Energie von allen aus einer Mehrzahl von Eingangsleitungen nötig ist, um sie aus dem einen stabilen Zustand in den anderen umzuschalten, so daß man eine UND-Schaltung erhält.

Fig. 7 veranschaulicht ein logisches System, in dem mehrere bistabile Schaltungen nach der Erfindung in Kaskade geschaltet sind. Dieses System, mit dessen Hilfe sich eine Majoritätslogik durchführen läßt, umImpulse der Trägerwellenenergie sind die durch den Oszillator 10 in der Schaltung A erzeugten wirksamen Impulse, und ebenso zeigen die Quelle B und die Quelle C die Erregung der bistabilen Schaltung B bzw. der bistabilen Schaltung C an. Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß eine zeitliche Überlappung der Trägerwelle eines Impulses der Quelle A in bezug auf die Trägerwelle eines Impulses der Quelle B besteht. Während des überlappenden Zeitabschnitts wird die im Ausgang der Schaltung A enthaltene Information zu der bistabilen Schaltung B zusammen mit derjenigen Information übertragen, die der Schaltung B über die Eingangsschaltungen Is und 3 s zugeführt wird. Nach der Abschaltung der Quelle A und vor der Abschaltung der Quelle B wird die Quelle C eingeschaltet, um die Information in Schaltung B zu der Schaltung C zusammen mit der Information zu übertragen, die der Schaltung C über die Eingangsschaltungen Iu und 3 u zugeführt wird. Dieses Arbeitsspiel wird wieder für das nächste Informationsbit wiederholt, das durch das logische System von der Schaltung A aus zur Schaltung B und dann zur Schaltung C übertragen wird. Das Informationsbit am Ausgang der bistabilen Schaltung C kann zu ebensolchen, in derselben Weise betriebenen bistabilen Schaltungen weitergeleitet werden. Das in Fig. 7 gezeigte Majoritätssystem kann auch so aufgebaut werden, daß mindestens zwei Eingangssignale eines bestimmten Wertes nötig sind, um ein Ausgangssignal in einer der entsprechenden bistabilen Schaltungen A, B oder C zu erzeugen, welches dem bestimmten Eingangssignalwert gleichwertig ist.

Es ist also eine neuartige, einfache und billige schnell arbeitende bistabile Schaltung geschaffen worden, in der binäre Informationen durch die Charakteristika elektrischer Spannung dargestellt werden können, nämlich durch die beiden stabilen Phasen einer Trägerwellenspannung, die in der Übertragungsleitung 50 zwischen dem Phasenschieber 20 und

faßt eine Mehrzahl von bistabilen Schaltungen A₁B 40 Punkt D bestehen können, die beiden stabilen Größen und C, die jede der in Fig. 2 oder 6 gezeigten Schal- der Gleichspannung in der Rückkopplungsschleife 22

oder die beiden stabilen Amplitudenwerte der Träger-

tung gleichen können. Die bistabilen Schaltungen sind in Fig. 7 in der in Fig. 1 verwendeten Blockform dargestellt; die bistabile Schaltung A hat eine an drei Eingangsschaltungen Iq, 2q und 3q und drei Ausgangsschaltungen Ir, 2r und 3r angeschlossene Gleichstromklemme 24', die bistabile Schaltung B hat eine an die Eingangsschaltungen Is, 2 r und 3 s und die Ausgangsschaltungen If, 2 t und 3i angeschlossene Gleichstromklemme 24", und die bistabile SchaltungC hat eine an drei Eingangsschaltungen Iu, 2 t und 3« und drei Ausgangsschaltungen Iv, 2 ν und 3 ν angeschlossene Gleichstromklemme 24'". Diese Ausgänge können mit weiteren ähnlichen bistabilen Schaltungen (nicht gezeigt) gekoppelt sein. Um die Information durch die in Fig. 7 gezeigte logische Majoritätsschaltung in nur einer Richtung zu übertragen, kann die Trägerwelle aus dem Oszillator 10 jeder der bistabilen Schaltungen A, B und C moduliert und die Phase der Modulation so eingestellt werden, daß jede nachfolgende Schaltung einen Impuls von Trägerwellenenergie empfängt, dessen Zeitdauer langer als 120° eines Arbeitsspiels ist, der aber 120° nach der Vorderflanke eines der direkt vorausgehenden Schaltung zugeführten Impulses und 120° vor der Vorderflanke eines der direkt folgenden Schaltung zugeführten Impulses eingeleitet wird, wie in Fig. 8 dargestellt. Die in Fig. 8 als Quelle .,4 dargestellten wellenspannung am Punkt D des Mittelleiters 44, Eine solche breite Auswahl von Charakteristika ist besonders wertvoll in großen, komplexen elektronischen Rechensystemen. Die Schaltung nach der Erfindung kann die Rolle eines Wandlers zwischen Rechensystemen oder Untersystemen vom Impuls- und vom Phasentyp spielen.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Bistabile Schaltung für das Höchstfrequenz-. gebiet, bei der ein Sender über parallele Leitungen einen Empfänger speist und die resultierende Ausgangswelle des Empfängers sowohl ihrer Phase als auch ihrer Amplitude nach bistabil ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Leitungen (50) ein regelbarer Phasenschieber (20) angebracht ist, der entsprechend einer Amplitudenaddition der zum Empfänger (34) übertragenen Wellen den Anteil derjenigen Wellen, die ihn passieren, ohne Phasendrehung durchläßt oder ihre Phase um einen vorgegebenen Winkel dreht.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger aus der Am-

10

plitudenaddition eine Regelgleichspannung herleitet, die ebenfalls der Amplitude nach bistabil ist und den Phasenschieber (20) steuert.

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenschieber (20) aus dielektrischem Material besteht.

4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenschieber aus ferroelektrischem Material besteht und sich ein wenig über der Curietemperatur befindet.

5. Schaltung nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Länge des Phasenschiebers (20) 180° beträgt.

6. Schaltung nach den Ansprüchen 1,3,4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenschieber aus magnetischen oder dielektrischen Scheiben (54, 56) besteht, die ihre Durchlässigkeitskonstanten in Abhängigkeit von der Regelgleichspannung so ändern, daß eine Phasenverschiebung von 0 oder 180° für die übertragene Welle entsteht.

7. Schaltung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (34) aus einem Hohlraumtransformator (30) besteht, an dessen feldenergiereichster Stelle sich eine Diode (32) befindet, welche aus den überlagerten Wellen zusammen mit einer Siebschaltung (36,

38) die Regelgleichspannung der einen Polarität liefert.

8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Diode die Regelgleichspannung der anderen Polarität liefert.

9. Schaltung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenschieber (20) gleichstrommäßig von Sender (10) und Empfänger (34) getrennt ist.

10. Schaltung nach den Ansprüchen? und 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei fehlendem Hohlraumtransformator . (30) im Empfänger der Diodenstrom in einem Gleichstromverstärker (72) verstärkt wird.

11. Schaltung für ein Schieberegister nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere erfindungsgemäße Schaltungen (A, B, C) bezüglich ihrer bistabilen Regelgleichspannung in Kettenschaltung betrieben werden und ihr Nachrichteninhalt in an sich bekannter Weise durch Taktimpulse verschoben wird.

12. Schaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelgleichspannung über weitere Anschlußklemmen Gleichspannungen aufgeprägt werden, welche binäre Informationen enthalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 309 510/35+ 2.63