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Flankensteiler Trigger zur Verwendung für verschiedene Impulsumformungsarten,
z. B. Verzögerung, Anstiegsflankenverschiebung, Verkürzung In der Impulstechnik
ist die Form der Impulse von wesentlicher Bedeutung. Erwünscht sind im allgemeinen
Impulse mit möglichst steilen Flanken. Liegen die Impulse nicht in dieser Form vor,
so werden sogenannte Impulsformer verwendet. Ein derartiger Impulsformer ist zum
Beispiel der Trigger. Wird an einen Trigger eine sich kontinuierlich ändernde Spannung
gelegt, so kippt der Trigger, wenn die Eingangsspannung eine vorgegebene Schwelle
überschreitet. Sinkt die Eingangsspannung unter die Schwelle, so kippt der Trigger
wieder in die Ausgangslage zurück. Am Ausgang des Triggers entsteht somit ein Rechteckimpuls,
dessen Breite von der Dauer der Überschreitung der Eingangsschwelle abhängt.
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Selbst wenn am Eingang einer Impulse verarbeitenden Schaltung ideale
Impulse vorhanden sind, so tritt doch in der Schaltung wieder eine Verformung der
Impulse ein. Es müssen deshalb innerhalb der Schaltung an vielen Stellen Trigger
zur Impulserneuerung vorgesehen werden. Der Erfindung liegt im wesentlichen die
Aufgabe zugrunde, die Trigger so auszubilden, daß sie neben der Flankenversteilerung
mehrere Funktionen innerhalb der Schaltung ausüben können. Diese Trigger sollen
somit als Grundeinheit für verschiedene übertragungsglieder, z. B. logische Elemente,
Entkopplungsstufen oder Zeitglieder usw., dienen, die dann neben der grundsätzlichen
Aufgabe, z. B. Verzögerung, Anstiegsflankenverschiebung, Verkürzung, zusätzlich
die Impulse nicht verschleifen, sondern die Form der Impulse erhalten bzw. unter
Umständen sogar verbessern.
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Zur Lösung vorstehender Aufgabe wird der Trigger gemäß der Erfindung
so ausgebildet, da.ß vier, auf ein aktives Schaltelement des Triggers geschaltete
Eingänge vorgesehen sind, von denen zwei die Eingänge eines dem Trigger vorgeschalteten
an sich be. kannten passiven Dioden-UND-Gatters sind, der dritte am Ausgang des
UND-Gatters unter Zwischenschaltung einer den Dioden des UND-Gatters entgegengerichteten
Entkopplungsdiode und der vierte unmittelbar am Ausgang des UND-Gatters angeschlossen
sind, wobei zur Erzeugung einer symmetrischen Zeitverzögerung eines Eingangsimpulses
der dritte Eingang über einen Kondensator mit einem Bezugspotential und wobei zur
Erzeugung einer Verzögerung der Vorderflanke eines Eingangsimpulses der vierte Eingang
über einen Kondensator mit einem Bezugspotential verbunden ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten des, erfindungsgemäßen
Triggers ergeben sich an Hand der Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen der Erfindung. Es zeigt F i g. 1 a ein Impulsbild zur Erläuterung
einer symmetrischen Zeitverzögerung, F i g. 1 b ein Impulsbild zur Erläutering einer
Vorzögerung der Vorderflanke, F i g. 1 c ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Triggers, F i g. 2 a eine Schaltungsanordnung zur Impulserzeugung mit Hilfe von
erfindungsgemäß ausgebildeten Triggern, F i g. 2 b das Impulsbild zur Anordnung
nach Fig.2a.
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In F i g. 1 c ist die Grundschaltung des erfindungsgemäß ausgebildeten
Triggers dargestellt. Der Trigger besteht in bekannter Weise aus den Transistoren
Tri und Tr2, den Arbeitswiderständen R4, R5, den Widerständen R3, R, bis R$ zur
Einstellung der Basisvorspannungen sowie aus dem Basiswiderstand R2. Der Widerstand
R7 ist aus zeitlichen Gründen durch einen Kondensator Cl überbrückt.
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Der Trigger besitzt zwei zueinander antivalente Ausgänge
A und Ä. Liegt am Punkt B der Schaltung eine sich ändernde negative
Spannung, so, entsteht am Ausgang A ein L-Signal, wenn die negative Eingangsspannung
eine vorgegebene Schwelle überschreitet.
Das L-Signal verschwindet
wieder, wenn die Eingangsspannung unter die Schwelle absinkt. Der Trigger erzeugt
somit unabhängig von der Flankensteilheit des Eingangsimpulses einen Rechteckimpuls,
dessen Dauer von der Dauer der Überschreitung der Schwelle abhängt.
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Der erfindungsgemäße Trigger weist weiterhin vier Eingänge El bis
E4 auf. Die Eingänge El, E2, die Haupteingänge, sind die Eingänge eines passiven
UND-Gatters, das in bekannter Weise aus den Dioden Dl und DZ sowie dem Widerstand
R1 gebildet wird. Durch diese Maßnahme erhält man somit einen Trigger mit eingangsseitigem
UND-Verhalten. Der Eingang E3 ist an den Schaltungspunkt B angeschlossen, wobei
eine Diode D3 zur Entkopplung der Eingänge El, E., gegenüber dem Eingang E3 dient.
An den Eingang- E.; können weitere passive Gatter, z. B. UND-Gatter, angeschlossen
werden. Dabei ergibt sich zwischen diesen und dem UND-Gatter der Eingänge El, E,
eine ODER-Verknüpfung.
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Der Eingang E4 ist an den Schaltungspunkt e angeschlossen. An diesen
Eingang können ebenfalls weitere Bauelemente bzw. logische Gatter angeschlossen
werden. Mit Hilfe der Eingänge E, bis E4 bzw. weiterer Gatter lassen sich somit
in vorteilhafter Weise sehr einfach mannigfaltige logische Verknüpfungen eingangsseitig
herstellen, wobei in jedem Fall gleichzeitig eine Impulsformung vorhanden ist.
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In der F i g. 1 c ist weiterhin dargestellt, in welcher Weise der
erfindungsgemäß ausgebildete Trigger mit Vorteil als Zeitglied verwendet werden
kann. Ist eine symmetrische Verzögerung der Eingangsimpulse gemäß F i g. l a erwünscht,
so wird am Punkt B ein Kondensator C.; angeschlossen. Der Kondensator bewirkt wegen
der verzögerten Aufladung eine Verzögerung der Vorderflanke und wegen der verzögerten
Entladung über die Widerstände R" R3 eine Verzögerung der Rückflanken. Bei der Entladung
wird die Diode D3 in Sperrichtung beaufschlagt und zwingt den Entladestrom über
die vorstehend bezeichneten Widerstände.
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Ist dagegen nur eine Verzögerung der Vorderflanke der Eingangsimpulse
gemäß F i g. 1 b erwünscht, so ist am Eingang E4 ein Kondensator C, anzubringen.
Infolge der verzögerten Aufladung dieses Kondensators wird eine Verzögerung der
Vorderflanke der Impulse erreicht. Die Entladung des Kondensators erfolgt jedoch
sehr schnell über den kleinen Innenwiderstand der Impulsquelle, z. B. den Innenwiderstand
einer vorgeschalteten Transistorstufe, der ja gerade dann, wenn der Ausgang binär
»O« ist (Ende des Impulses an E, bzw. E,), sehr klein isst. Das Ende des Ausgangsimpulses
des Triggers fällt damit praktisch mit dem Ende des Eingangsimpulses zusammen. Für
den Sprung L-0 sind die Verhältnisse umgekehrt. Es tritt dann eine Rückflankenverzögerung
ein. Allgemein wird also der übergang 0-L verzögert, der Übergang L-0 dagegen nicht.
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Die Vorderflankenverzögerung ist z. B. wichtig, wenn der Eingangsimpuls
von einem nicht prellfreien Kontakt erzeugt wird. Der Eingangsimpuls enthält dann
unmittelbar hinter der Vorderflanke mehrere Spitzen, die sich durch die Verzögerung
auf den Ausgangsimpuls mit Vorteil nicht auswirken.
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Wesentlich für die. vorstehenden Verwendungen des erfindungsgemäßen
Triggers als Verzögerungsglied ist der Vorteil, daß trotz des exponentiellen Verhaltens
einer RC-Kombination keine Verschleifung der Impulse auftritt, sondern daß die Ausgangsimpulse
am Ausgang A relativ steile Flanken besitzen.
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Die F i g. 2 a zeigt beispielsweise eine Schaltungsanordnung, in der
erfindungsgemäß ausgebildete Trigger zur Erzeugung von Impulsen mit relativ kleiner
Dauer verwendet werden. Es sind zwei Trigger T, und T2 sowie eine UND-Verknüpfung
& vorgesehen. Der valente Ausgang A bzw. @O des Triggers T, ist mit dem Eingang
a des UND-Gatters, der antivalente Ausgang Ä des Triggers 1 z. B. mit dem Eingang
E.3 des Triggers T.= verbunden. An diesem Eingang E.; ist der Verzögerungskondensator
C3 vorgesehen. Der valente Ausgang des Triggen T2 ist mit dem Eingang b des UND-Gatters
verbunden. Der Ausgang ƒ dieses UND-Gatters liefert, wie in F i g. 2 b dargestellt,
Impulse kleiner Dauer auf Grund von z. B. am Eingang E, des Triggers T, angelegten
Impulsen längerer Dauer.
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Die Wirkungsweise ist folgende: In den Impulspausen E, des Triggers
T, »O«-Signal, ebenso wie am Ausgang @O bzw. am Eingang a des UND-Gatters. Da am
Ausgang ;Z des Triggers T, »L«-Signal liegt, liegt am Ausgang A des Triggers
TZ und damit am Eingang b des UND-Gatters ebenfalls »L«-Signal. Am Ausgang ƒ
des UND-Gatters ist somit »L«-Signal. Gelangt nun auf den Eingang El des Triggers
T, eint negativer Impuls (»L«-Signal), so liegt am Eingang a des UND-Gatters »L«-Signal.
Da der Trigger T# wegen des aufgeladenen Kondensators C., zunächst noch in der ursprünglichen
Lage verharrt, liegt am Eingang b ebenfalls noch »L«-Signal. Die UND-Bedingung ist
damit erfüllt, und am Ausgang p erscheint »O«-Signal. Nach Ablauf der Verzögerungszeit
kippt der Trigger T.,. An seinem Ausgang A und damit am Eingang b
des UND-Gatters liegt dann »O«-Signal. Dadurch ist die UND-Bedingung nicht mehr
erfüllt, und am Ausgang ƒ ist wieder »L«-Signal.
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Der erfindungsgemäße Trigger läßt sich auch als Speicher verwenden.
Zu diesem Zweck wird ein Ausgang des Triggers auf den Eingang rückgekoppelt. Sieht
man an den Eingängen Kondensatoren gemäß F i g. 1 c vor, so kann man eine verzögerte
Speicherung bzw. auch eine verzögerte Löschung erreichen.
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Der erfindungsgemäße Trigger hat wegen seiner universellen Verwendbarkeit
auch den Vorteil, daß für die mannigfaltigen Anwendungsmöglichkeiten jeweils nur
ein Einheitsbaustein verwendet zu werden braucht, was z. B. für eine rationelle
Herstellung (große Stückzahlen), für die Lagerhaltung und für den schnellen Austausch
gegebenenfalls defekter Bausteine von großer Bedeutung ist.