DE1154832B

DE1154832B - Binaere Kippschaltung zur Frequenzteilung

Info

Publication number: DE1154832B
Application number: DEJ18816A
Authority: DE
Inventors: Gerald Adrian Maley
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1959-10-06
Filing date: 1960-10-05
Publication date: 1963-09-26
Also published as: GB957203A; US3083305A; FR79303E; DE1160892B; GB935555A; US3075089A; GB945379A; US3040198A

Description

Die Erfindung betrifft eine binäre Kippschaltung zur Frequenzteilung, deren Grundschaltungen nach dem Baukastenprinzip gleich sind und aus UND-UMKEHR-Blocks bestehen.

Normalerweise werden für das Arbeiten der Baugruppen einer Rechenmaschine eine Vielzahl von verschiedenen Schaltungen gebraucht, die eine ebenso große Zahl von Versorgungsspannungen benötigen. Weil Schaltungen automatisch verlötet und übersichtlich in Steckrahmen untergebracht werden können, wenn man gedruckte Schaltungen verwendet, ist man in letzter Zeit immer mehr zu dieser Technik übergegangen. Trotzdem konnte man diese Massenproduktionstechnik bis jetzt noch nicht richtig ausnutzen, weil die gedruckten Schaltungen, die auf den Schaltplatten angebracht sind, sich je nach Aufgabe voneinander unterscheiden.

Die Erfindung geht deshalb von der Erkenntnis aus, daß sämtliche logische Funktionen eines Frequenzteilers, der bekanntlich eine richtige Baugruppe einer Rechenmaschine darstellt, aus der Grundschaltung einer UND-UMKEHR-Stufe aufgebaut werden können.

Die Lehre der Erfindung besteht darin, eine binäre Kippschaltung zur Frequenzteilung so auszubilden, daß das Eingangssignal an zwei solcher Blöcke sowie über einen UMKEHR-Block an den Eingang eines dritten UND-UMKEHR-Blocks gelegt wird und daß das Ausgangssignal der ersten beiden logischen Blocks je einem von zwei Ausgangs-UND-UMKEHR-Blökken zugeleitet wird, die auch vom Ausgangssignal des dritten UND-UMKEHR-Blocks angesteuert werden, daß ferner drei Rückkopplungen in der Schaltung vorgesehen sind, von denen die eine einen Ausgang auf den Eingang eines der beiden ersten UND-UMKEHR-Blöcke, die zweite von dessen Augang zum Eingang des anderen der beiden ersten UND-UMKEHR-Blöcke und die dritte vom anderen Ausgang zum Eingang des dritten UND-UMKEHR-Blocks führt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den aufgeführten Zeichnungen:

Fig. 1 veranschaulicht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines logischen UND-UMKEHR-Blocks wie er bei der binären Kippschaltung nach der Erfindung verwendet wird;

Fig. 2 zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines UMKEHR-Blocks, wie er bei der binären Kippschaltung, nach der Erfindung verwendet wird;

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der Schal-Binäre Kippschaltung zur Frequenzteilung

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 6. Oktober 1959 (Nr. 844 757)

Gerald Adrian Maley, Poughkeepsie, N. Y.

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

tung eines Ausführungsbeispiels der binären Kippschaltung nach der Erfindung, die die in Fig. 1 und 2 gezeigten Bausteine verwendet;

Fig. 4 stellt mehrere Impulsdiagramme dar, die die Wirkungsweise der Schaltung von Fig. 3 erklären helfen;

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, das die in Fig. 1 und 2 gezeigten Bauelemente verwendet.

In Fig. 1 ist eine einfache Schaltung mit einem Transistor dargestellt, die sich als besonders zweckmäßig für die Verwendung als UND-UMKEHR-Block 1 erwiesen hat. Die Schaltung besteht aus einem Transistor 5, hier als Flächentransistor vom PNP-Typ dargestellt, mit einem Kollektor 6, einer Basis 7 und einem Emitter 8. Eine negative Potentialquelle 9 ist über Widerstand 10 angeschaltet und führt dem Kollektor 6 Vorspannungen zu. Die Ausgangsklemme 4 ist direkt an den Kollektor 6 angeschlossen. Der Emitter 8 liegt direkt an Erde 15. An die Basis 7 des Transistors ist über Leitung 16 und Widerstand 12 eine positive Potentialquelle 11 angeschlossen, die stark genug ist, um den Transistor in den AUS-Zustand vorzuspannen. Die Eingangsklemmen 2 und 3 sind über Widerstände 13 bzw. 14 an die Leitung 16 und von dort aus an die Basis 7 angeschlossen.

Im nichtleitenden oder AUS-Zustand des Transistors hat die Ausgangsklemme 4 das Potential der

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negativen Quelle 9. Wenn der Transistor durch die Anlegung eines geeigneten Signals an seine Basis 7 leitend wird, steigt das Ausgangspotential nahezu auf das der Erde an. Um die nachstehende Erklärung zu erleichtern, wird der Ausgangspegel des Transistors im AUS-Zustand als negativer Pegel und im leitenden Zustand als positiver Pegel bezeichnet. Die an die Basis 7 angeschlossene positive Spannungsquelle 11 hält den Transistor 5 normalerweise im AUS- oder nichtleitenden Zustand, und daher hat seine Ausgangsklemme 4 ein negatives Potential. Die Widerstände 13 und 14 und der Widerstand 12 sind so bemessen, daß ein an eine oder beide der Klemmen 2 und 3 gelegtes negatives Potential die Basis gegenüber dem Emitter 8 genügend negativ macht, um den Transistor 5 leitend werden zu lassen. In der Schaltung, in der dieses Bauelement verwendet wird, sind die Eingänge 3 und 2 der Ausgang von anderen gleichen logischen Blöcken. Daher ist das negative Potential an der Eingangsklemme das der Spannungsquelle 9 und das daran gelegte positive Potential etwa gleich dem Erdpotential. Wenn ein oder mehrere negative Signalspannungen den Eingangsklemmen des Blocks 1 zugeführt werden, leitet der Transistor und liefert so

und einen B-Eingang, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Eingangsklemme 30 ist direkt an den B-Eingang des Blocks 31, den /4-Eingang des Blocks 32 und den einzigen Eingang des UMKEHR-Blocks 36 angeschlossen. Der Ausgang von Block 31 ist über Leitung 37 mit dem /!-Eingang von Block 34 verbunden. Leitung 40 verbindet den Ausgang von Block 32 mit dem B-Eingang von Block 35. Der Ausgang von Block 36 ist über Leitung 39 an den A-Eingang von Block 33 angeschlossen, dessen Ausgang über Leitung 43 mit dem B-Eingang von Block 34 und dem /!-Eingang von Block 35 gekoppelt ist. Die Schaltung enthält drei Rückkopplungen, und zwar koppelt die Leitung 41 den Ausgang von Block 34 mit dem /!-Eingang von Block 31, die Leitung 42 koppelt den Ausgang von Block 35 mit dem B-Eingang von Block 33, und die Leitung 38 verbindet den Ausgang von Block 31 mit dem B-Eingang von Block 32. Die Ausgänge der Schaltung werden von den Ausgängen der Blöcke 34 und 35 zu den Klemmen 44 bzw. 45 geleitet.

Bei der Beschreibung der Wirkungsweise dieser Schaltung muß berücksichtigt werden, wie oben erwähnt, daß eine kurze, aber endliche Zeit für die

gemäß der vorstehenden Übereinkunft positive Signal- 25 Umschaltung der UND-UMKEHR-Blöcke aus dem

Spannung, Nur wenn beide Eingangssignale positiv sind, ist der Transistor nichtleitend und liefert ein negatives Potential an der Ausgangsklemme 4. Daher erfüllt der logische Block zwei getrennte Funktionen: eine durch die Widerstände 12,13 und 14 ausgeführte UND-Funktion, durch die auf Leitung 16 nur dann ein positives Potential entsteht, das ausreicht, um den Transistor nichtleitend zu halten, wenn beide Eingangssignale positiv sind, sowie eine UMKEHR-Funktion, die der Transistor 5 ausführt. Natürlich läßt sich die UND-UMKEHR-Funktion auch mit anderen Transistortypen sowie anderen Schaltungselementen erreichen, die die Umkehrfunktion haben, und die dargestellte Schaltung ist nur ein Beispiel. Die beiden dem Block 1 zugeführten Eingangswerte sind mit A bzw. B bezeichnet.

Fig. 2 zeigt eine andere Form der UND-UMKEHR-Schaltung von Fig. 1, die nur als UMKEHR-Block verwendet wird. In Fig. 2 und 1 sind gleiche Elemente mit denselben Bezugsziffern versehen. Bei dem UMKEHR-Block handelt es sich lediglich um die UND-UMKEHR-Schaltung mit nur einem Eingang. Dies ist eine einfache Emitterverstärkerschaltung, deren Ausgangspegel zwischen einem dem Potential 9 entsprechenden negativen Pegel und einem etwa dem Erdpotential angenäherten positiven Pegel auf an ihre Basis gelegte positive bzw. negative Signalspannungen hin wechselt. Wie durch den gestrichelt gezeichneten Widerstand 13 angedeutet, kann der UMKEHR-Block als UND-UMKEHR-Block benutzt werden, indem einfach die Klemme des Widerstandes 13 angeschlossen und an geeignetes Potential gelegt wird. In der Praxis kann der UMKEHR-Block aus einem UND-UMKEHR-Block durch Nichtanschließen der Klemme des Widerstandes 13 hergestellt werden. Daher können Platten mit nur einer gedruckten Schaltungsart für die Ausführung aller Funktionen der Schaltung verwendet werden.

In Fig. 3 ist eine binäre Kippschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar besteht sie aus fünf UND-UMKEHR-Blöcken 31 bis 35 und einem einzigen UMKEHR-Block 36. Jeder UND-UMKEHR-Block hat einen ziemen Zustand in den anderen nötig ist. Bei dem bevorzugten Typ des verwendeten UND-UMKEHR-Blocks, d. h. einem entsprechend geschalteten Transistor, ist diese Umschaltzeit die Einschalt- und/oder die Ausschaltzeit des verwendeten Transistors. Die logische Folgetechnik erfordert es, eine gewisse Zeitverzögerung in die Schaltung einzuführen, und zwar werden die nötigen Verzögerungen durch die Umschaltzeiten der Transistoren bewirkt.

Im Augenblick der Anlegung der Vorspannungen ist noch keiner der Transistoren leitend, und daher sind die Ausgänge der Blöcke 34 und 35 (und auch aller übrigen Blöcke) negativ. Außerdem kann angenommen werden, daß zur Zeit noch kein Eingangssignal vorliegt und die Eingangsklemme 30 ein negatives Potential hat. Das negative Potential am Ausgang von Block 34 wird dem /!-Eingang von Block 31 zugeführt und das negative Potential am Ausgang von Block 35 dem B-Eingang von Block 33. Das negative Potential des Eingangssignals wird dem B-Eingang von Block 31 und dem A-Eingang von Block 32 zugeleitet. Daher sind die Transistoren der Blöcke 31, 32 und 33 in den leitenden Zustand vorgespannt, und nach der Umschaltverzögerung eines Transistors sind diese Blöcke leitend und ihre Ausgangspegel positiv. Die Neigung der Transistoren von Block 34 und 35 zur Umschaltung wegen der anfangs angelegten negativen Eingangspotentiale wird überwunden durch die jetzt von den Blöcken 31, 32, 33 angelegten positiven Potentiale, und daher bleiben die Blöcke 34 und 35 nichtleitend. Während dieser selben Umschaltverzögerung ist der UMKEHR-Block 36 leitend ge worden, und an seinem Ausgang erscheint ein positives Potential, das als A-Eingang dem Block 33 zu-

6a geführt wird. Der B-Eingang von Block 33 ist aber negativ, und daher bleibt er leitend. Die Schaltung ist dann in dem der Zeit Z₁ von Fig. 4 entsprechenden Ruhezustand.

Es werde nun ein positiver Impuls an die Eingangsklemme 30 gelegt. Der Block 31 wird nicht beeinflußt, da sein /!-Eingang negativ ist. Der UMKEHR-Block 36 wird umgeschaltet und liefert ein negatives Ausgangspotential, und der Block 32,

dessen B-Eingang schon positiv ist, wird jetzt in den AUS-Zustand vorgespannt und liefert ein negatives Ausgangspotential. Nur diese Vorgänge finden während der ersten Umschaltungsverzögerung nach Anlegung des Eingangsimpulses statt. Das jetzt negative Ausgangspotential von Block 32 wird dem .B-Eingang von Block 35 zugeführt und versucht, ihn EIN-zuschalten. Der ^-Eingang des Blocks 33 wird negativ, und beide Eingänge A und B des Blocks 34 bleiben positiv. Während der zweiten Umschaltverzögerung wird also der Block 35 umgeschaltet und liefert ein positives Ausgangspotential. Dieses wird zurück zum Eingangs von Block33 über die Leitung42 rückgekoppelt, aber wie schon erwähnt, ist der A -Eingang zum Block 33 jetzt negativ (durch das Ausgangspotential der UMKEHR-Stufe 36) und hält dadurch seinen Transistor leitend und seinen Ausgang positiv. Dieser Zustand der Schaltung ist bei Zeit I₂ in Fig. 4 dargestellt. Die Schaltung bleibt in diesem Zustand, bis am Eingang eine Änderung eintritt. Der Ausgangszustand der Schaltung ist also innerhalb einer Zeitdauer geändert worden, die doppelt so lang wie die Schaltungsverzögerung eines einzigen Transistorblocks ist.

Wenn das Eingangssignal negativ wird, beginnt das Ausgangspotential des UMKEHR-Blocks 36 von negativ auf positiv umzuschalten, der Eingang A des Blocks 32 wird negativ, und dadurch beginnt der Ausgang von Block 32 sich dem positiven Pegel zu nähern. Der B-Eingang zu Block 31 wird ebenfalls negativ, aber da sein ^4-Eingang bereits negativ war, tritt an seinem Ausgang keine Änderung ein. Nach einer Umschaltverzögerung hat also der Block 31 ein positives Ausgangspotential und ebenso der Block 32 und die UMKEHR-Stufe. In den Blöcken 33, 34 und 35 ist noch keine Änderung eingetreten.

Die folgende Vorgangsfolge läuft während der zweiten Umschaltverzögerung ab. Da der Ausgang des UMKEHR-Blocks 36 jetzt positiv ist, ist auch der Eingang A von Block 33 positiv. Der Eingang B von Block 33 ist bereits durch den Ausgang des Blocks 35 positiv, und daher beginnt Block 33 nichtleitend zu werden, und sein Ausgang beginnt, negativ zu werden. Eingang B von Block 35 ist durch den Ausgang von Block 32 positiv, aber jetzt verhindert der negative Ausgang von Block 33, der als A -Eingang dem Block 35 zugeführt wird, daß Block 35 umschaltet, und sein Ausgang bleibt daher positiv. Während der zweiten Umschaltverzögerung ist im Block 34 nichts geschehen, da am Ausgang von Block 33 sich nichts geändert hat und die A- und B-Eingänge von Block 34 beide positiv sind und so einen negativen Ausgang erzeugen.

Nach der zweiten Umschaltverzögerung ist Block 33 umgeschaltet und liefert ein negatives Ausgangspotential. Dieses wird dem B-Eingang des Blocks 34 zugeführt, der jetzt beginnt, sich in den leitenden Zustand umzuschalten. Daher beginnt sein Ausgang, positiv zu werden, und nach der dritten Umschaltverzögerung sind die Ausgänge 1 und 2 beide positiv. Das positive Potential am Ausgang von Block 34 wird über Leitung 41 zum A-Eingang von Block 31 rückgekoppelt, aber da das Eingangssignal noch negativ ist, ist der B-Eingang des Blocks 31 negativ, und der Block bleibt leitend und sein Ausgang positiv. Die Schaltung bleibt daher in diesem Zustand (Zeiti₃ von Fig. 4), bis an der Eingangsklemme 30 wieder eine Änderung eintritt. Diese Änderung des Ausgangszustandes hat drei Umschaltverzögerungen zu ihrem Zustandekommen benötigt.

Wenn das Eingangssignal wieder positiv wird, finden folgende Vorgänge statt: Während der ersten Umschaltverzögerung nach der Änderung des Eingangssignals sinkt der Ausgang des UMKEHR-Blocks 36 vom positiven auf den negativen Pegel, der Ausgang von Block 32 sinkt vom positiven auf ίο den negativen Pegel, da seine Eingänge/4 und B jetzt beide positiv sind, und am Ausgang des Blocks 31 sinkt der Pegel von positiv auf negativ, da seine Eingänge^ und B jetzt positiv sind. Die Ausgänge der Blöcke 33, 34 und 35 bleiben so wie sie waren, da die Änderungen in den Blöcken 31, 32 und 36 diese Blöcke noch nicht erreicht haben. Während der zweiten Umschaltverzögerung wird der Ausgang von Block 33 positiv, da sein A -Eingang jetzt negativ ist, und der Ausgang von Block 32 wird positiv, da das negative Ausgangspotential von Block 31 über Leitung 38 zum B-Eingang von Block 32 rückgekoppelt wird. Der Ausgang von Block 34 bleibt positiv, da sein A-Eingang negativ ist. Sein B-Ausgang ist jedoch infolge des Ausgangspotentials von Block 33 jetzt positiv. Der A-Eingang zu Block 35 ist daher ebenfalls positiv, aber es tritt keine Änderung im Block 35 ein, da die Ausgangspotentialänderung von Block 32 seinen B-Eingang noch nicht erreicht hat. In der dritten Umschaltverzögerung wird die Ausgangspotentialänderung von Block 32 als B-Eingang dem Block 35 zugeleitet, wodurch dessen Eingänge beide positiv werden und den Block nichtleitend machen. Hierdurch wird sein Ausgang negativ. Dieses negative Potential wird über Leitung 42 zum B-Eingang von Block 33 rückgekoppelt, dessen ^4-Eingang bereits negativ ist. Daher bleibt der Ausgang des Blocks 33 positiv. Weitere Änderungen treten in der Schaltung ein. Daher hat die Schaltung den bei Zeit i₄ in Fig. 4 gezeigten Zustand in einer Zeitdauer erreicht, die drei Umschaltverzögerungen entspricht.

Wenn nun das Eingangssignal wieder negativ wird, wird während der ersten Umschaltverzögerung der Ausgang der UMKEHR-Stufe 36 positiv, und der Ausgang des Blocks 31 wird positiv, da sein B-Eingang jetzt negativ ist. Im Block 32 tritt keine Änderung ein, da sein Ausgang bereits positiv war, und auch in den Blöcken 33, 34 und 35 tritt keine Änderung ein, da die Änderungen in Block 31 und in der UMKEHR-Stufe 36 ihre Eingangsklemmen noch nicht erreicht haben. In der zweiten Umschaltverzögerung wird der jetzt positive Ausgangspegel von Block 31 als B-Eingangspegel dem Block 32 zugeführt, aber da dessen /!-Eingang negativ ist, tritt keine Änderung im Ausgang von Block 32 ein. Der ^4-Eingang von Block 33 ist jetzt positiv, aber sein B-Eingang bleibt negativ und hält seinen Ausgang positiv. Die A- und B-Eingänge von Block 34 sind jetzt beide positiv, und der Block wird ausgeschaltet, so daß sein Ausgangspegel negativ wird. Am A- und B-Eingang von Block 35 hat sich nichts geändert, und daher bleibt dessen Ausgang negativ. Die Rückkopplung des Ausgangspegels des Blocks 34 zum .^-Eingang des Blocks 31 beeinflußt letzteren nicht, da sein B-Eingang negativ ist. Die Ausgangszustände der Schaltung haben sich daher während einer zwei Umschaltverzögerungen entsprechenden Zeit geändert. Dieser Zustand ist bei i₅ in Fig. 4 gezeigt. Daher ist ein vollständiger Arbeitsgang abgeschlossen, und danach wird er stan-

dig wiederholt, wie oben beschrieben. Aus dem Impulsdiagramm von Fig. 4 und der vorstehenden Beschreibung der Wirkungsweise geht hervor, daß die Ausgangsimpulse der Schaltung nicht komplementär, sondern gegeneinander um 90° phasenverschoben sind. Falls komplementäre Ausgangsimpulse erwünscht sind, braucht nur ein weiterer UMKEHR-

Block wie der in Fig. 2 gezeigte mit einem der Ausgänge von Block 34 oder 35 gekoppelt zu werden. Die nachstehende Tabelle, die die Eingangs- und Ausgangsspannungspegel jedes der UND-UMKEHR-Blöcke 31 bis 35 zur Zeit I₁ bis t₅ von Fig. 4 darstellt, soll zum Verständnis der Wirkungsweise der Schaltung von Fig. 3 beitragen.

	Block 31	Block 32	Block33	Block 34	Block 35
	A B Ausg.	A B Ausg.	A B Ausg.	A B Ausg.	A B Ausg.
h	H-	h +	+ - +	+ + -	+ H- -
	_ ₊ _\|_	+ H	h +	+ + -■	+ - +
	+ - +■	h +	+ + -	H h	- + +
h	H- + -	H +	. I	- + +	+ H- -
h	H-:	h H-	H K	+ H	+ H

Die beschriebene binäre Kippschaltung besteht also aus sechs gleichen Schaltkreisen, von denen fünf je zwei Eingangsklemmen haben und als UND-UMKEHR-Blocks wirksam sind und der sechste nur eine Eingangsklemme hat und die UMKEHR-Funktion erfüllt. Wenn angenommen wird, daß drei dieser Schaltungen auf eine einzige gedruckte Schaltungsplatte aufgedruckt werden können, sind nur zwei solcher Platten zur Bildung der ganzen Schaltung nötig. Die Kippschaltung kann dann schnell hergestellt werden, indem einfach die entsprechenden Klemmen auf den beiden Platten miteinander verbunden werden. Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal dieser Schaltung ist ihre hohe Betriebsgeschwindigkeit. Gemäß der vorstehenden Beschreibung tritt eine Änderung im Ausgangspegel nach höchstens drei Umschaltverzögerungen nach der Änderung am Eingangspegel ein, und in manchen Fällen sind nur zwei Verzögerungen nötig. Bei Verwendung schneller Schalttransistoren und anderer Schaltungsvorrichtungen wird die Gesamtbetriebszeit der Kippschaltung sehr kurz. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß die Verwendung der Schaltungen von Fig. 1 und 2 nur zwei Versorgungsspannungen außer dem Bezugsoder Erdpotential für die gesamte Schaltung erfordert. Dadurch werden der Aufbau und die Stromversorgung stark vereinfacht und die Zuverlässigkeit der Schaltung erhöht.

Fig. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der binären Kippschaltung nach der Erfindung. Diese Schaltung gleicht im wesentlichen der von Fig. 3, und für gleiche Elemente beider Schaltungen gelten gleiche Bezugsziffern. Die Schaltung besteht aus vier UND-UMKEHR-Blöcken 31, 33, 34 und 35 und einem UMKEHR-Block 36. Der Block 32 von Fig. 3 wird nicht benutzt, und an seine Stelle tritt eine Schaltung, die zwei Dioden 46 und 47 und einen Widerstand 49 umfaßt. Die Eingangsklemme 30 ist an den .B-Eingang des UMKEHR-Blocks 36 angeschlossen. Der Ausgang von Block 31 wird über Leitung 37 dem ^-Eingang des UMKEHR-Blocks 34 zugeführt, dessen Ausgang an Klemme 44 und über Leitung 41 an den A-Eingang von Block 31 angeschlossen ist. Der Ausgang des UMKEHR-Blocks 36 ist über Leitung 39 mit dem .4-Eingang von Block 33 verbunden, dessen Ausgang über Leitung 43 an den ß-Eingang von Block 34 und den y4-Eingang von Block 35 angeschlossen ist. Der Ausgang von Block 35 gelangt an die Klemme 45 und wird außerdem über Leitung 42 zum 5-Eingang von Block 33 rückgekoppelt. Der Ausgang von Block 36 ist außerdem an die positive oder Anodenklemme der Diode 46 angeschlossen. Die negative oder Kathodenklemme der Diode 46 ist über den Verbindungspunkt 48 mit der negativen oder Kathodenklemme einer gleichen Diode 47 verbunden, deren positive Klemme über Leitung 51 an den Ausgang von Block 34 angeschlossen ist. Die negative Spannungsquelle 50, die dieselbe Größe wie die Spannungsquelle 9 von Fig. 1 und 2 haben kann, ist über Widerstand 49 an den Verbindungspunkt 48 angeschlossen, der außerdem mit dem B-Eingang von Block 35 verbunden ist.

Die die Elemente 46 bis 50 umfassende Schaltung bildet eine herkömmliche Dioden-ODER-Schaltung, deren Ausgangspegel am Punkt 48 positiv ist, wenn eine der Anodenklemmen der Dioden 46 und 47 oder beide positiv sind. Der Verbindungspunkt 48 ist nur dann negativ, wenn die Anoden dieser beiden Dioden negativ sind. Sonst gleicht die Schaltung von Fig. 5 im wesentlichen der von Fig. 3, und die Impulsdiagramme von Fig. 4 treffen auf beide zu. Die nachstehende Tabelle zeigt die Zustände am Eingang und Ausgang der Schaltung von Fig. 5.

Zeit	Block 31 A B Ausg.	Block 33 A B Ausg.	Block 34 A B Ausg.	Block35 A B Ausg.	Verbindungs punkt 48
	H-	H h		+ + - I f	+
h h	I + + I + I - + IH-H	- + H- + - -j-.	+ + I hl+ + h Hh I H-	+ +IH + + + I I + H	+ + +

Bei Anlegung der Vorspannungen an die Schaltung, und wenn angenommen wird, daß das Eingangssignal negativ ist, werden die Blöcke 31 und 36 leitend und liefern positive Ausgangspotentiale. Auch der Verbindungspunkt 48 wird positiv, da die Anodenklemme der Diode 46 jetzt positiv ist. Da die Schaltgeschwindigkeit der Diodenschaltung 46 bis 50 beträchtlich höher ist als die der UND-UMKEHR- und UMKEHR-Schaltungen, ändert sich das Potential an 48 in einer viel kürzeren Zeit als die Ausgangs-Potentiale jedes der anderen logischen Blöcke. Daher bewirkt diese Schaltung keine Umschaltverzögerung bei dem Betrieb der Kippschaltung.

Vor Empfang der ersten Eingangsimpulse ist die Schaltung in einem stabilen Zustand, und beide Ausgänge 1 und 2 sind negativ. Während der ersten Umschaltverzögerung nach Anlegung eines positiven Impulses wird der Ausgangspegel des UMKEHR-Blocks 36 und damit der Punkt 48 negativ. Andere Änderungen treten in der Schaltung nicht ein. In der zweiten Umschaltverzögerung schaltet Block 35, dessen B-Eingang jetzt negativ ist, in den leitenden Zustand um und erzeugt einen positiven Ausgangspegel. In diesem Zustand ist die Schaltung stabil, wie zur Zeit t._z von Fig 4 gezeigt.

Wenn der Eingang wieder negativ wird, schaltet Block 36 um und erzeugt einen positiven Ausgangspegel, der auch den Punkt 48 positiv macht. AU dies tritt während des ersten Umschaltintervalls auf. Alle anderen Elemente der Schaltung bleiben unverändert. Im zweiten Umschaltintervall wird der Block 33, dessen Eingänge^ und B jetzt beide positiv sind, ausgeschaltet und erzeugt einen negativen Ausgangspegel. Der Neigung des Blocks 35 zur Umschaltung, da sein B-Eingang positiv wird, wirkt der negative Eingangspegel entgegen, der ihm bei A aus Block 33 zugeführt wird. Daher ändert dieser Block 35 seinen Ausgangszustand nicht. Block 34 schaltet um und liefert einen positiven Ausgangspegel während der dritten Umschaltperiode, da sein B-Eingang jetzt negativ ist. Weitere Änderungen treten in der Schaltung nicht ein, und sie bleibt stabil in diesem Zustand, wie bei t.₃ von Fig. 4 gezeigt.

Im ersten Umschaltintervall, nachdem das Eingangssignal wieder positiv wird, wird der Ausgangspegel von Block 31 negativ, da seine beiden Eingänge jetzt positiv sind. Der Ausgangspegel des UMKEHR-Blocks 36 wird ebenfalls negativ, aber der Punkt 48 bleibt positiv, da der Ausgang von Block 34 noch positiv ist. Weitere Änderungen treten nicht ein. Während der zweiten Umschaltverzögerung schaltet Block 33 um und liefert einen positiven Ausgangspegel, da sein ^4-Eingang jetzt negativ ist. Sonst ändert sich nichts. In der dritten Umschaltverzögerung schaltet Block 35 um und liefert einen negativen Ausgangspegel, da seine Eingänge jetzt beide positiv sind. Der jetzt negative Ausgangspegel von Block 35 wird zum B-Eingang von Block 33 rückgekoppelt, da aber dessen A -Eingang bereits negativ ist, erfolgt keine Änderung. Die Schaltung ist jetzt in dem bei t_i in Fig. 4 gezeigten stabilen Zustand.

In der ersten Umschaltverzögerung, die auf den nächsten negativen Ausschlag des Eingangssignals folgt, schalten die Blöcke 31 und 36 um und liefern positive Ausgangspegel. Sonst ändert sich nichts. Während der zweiten Umschaltverzögerung wird Block 34 umgeschaltet und liefert einen negativen Ausgangspegel, da seine Eingänge/4 und B jetzt beide positiv sind. Damit ist die Schaltung mit ihrer Operation fertig und jetzt in dem bei t_s in Fig. 4 gezeigten stabilen Zustand. Dieser gleicht dem bei t_t gezeigten Zustand, und daher hat die Schaltung einen ganzen Arbeitsgang beendet.

Die Verwendung von Dioden 46 und 47 ermöglicht die Herstellung einer weniger kostspieligen Schaltung, da die Kosten der Dioden beträchtlich niedriger sind als z. B. die eines in den Schaltungen von Fig. 1 und 2 verwendbaren Transistors. Außerdem werden infolge von Aufladungseffekten die Umschaltverzögerungen der übrigen logischen Blöcke verkürzt, und der Betrieb der Kippschaltung wird insgesamt beschleunigt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Binäre Kippschaltung zur Frequenzteilung, deren Grundschaltungen nach dem Baukastenprinzip gleich sind und aus UND-UMKEHR-Blöcken bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal an zwei solcher Blöcke (31, 32) sowie über einen UMKEHR-Block (36) an den Eingang eines dritten UND-UMKEHR-Blocks (33) gelegt wird und daß das Ausgangssignal der ersten beiden logischen Blöcke (31, 32) je einem von zwei Ausgangs-UND-UMKEHR-Blöcken (34, 35) zugeleitet wird, die auch vom Ausgangssignal des dritten UND-UMKEHR-Blocks (33) angesteuert werden, daß ferner drei Rückkopplungen in der Schaltung vorgesehen sind, von denen die eine vom einen Ausgang (2) auf den Eingang eines der beiden ersten UND-UMKEHR-Blöcke (31), die zweite von dessen Ausgang zum Eingang des anderen der beiden ersten UND-UMKEHR-Blöcke (32) und die dritte vom anderen Ausgang (1) zum Eingang des dritten UND-UMKEHR-Blocks (33) führt.

2. Kippschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Taktfrequenz UND-UMKEHR-Blocks durch eine an sich bekannte Dioden-ODER-Schaltung (46, 47, 49) ersetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen