DE1181738B - Impulsgenerator mit Tunneldioden - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H 03 k

Deutsche KL: 21 al - 36/02

Nummer: 1181738

Aktenzeichen: J 22963 VIII a / 21 al

Anmeldetag: 5. Januar 1963

Auslegetag: 19. November 1964

Die Erfindung betrifft astabile, monostabile und bistabile Impulsgeneratoren, deren wesentliche Bauelemente Tunneldioden sind, und deren Verwendung in Zählschaltungen.

Tunneldioden-Impulsgeneratoren sind bereits bekannt. Aber die bisher verwendeten Schaltungen sind sehr aufwendig, da außer den Tunneldioden auch noch andere Bauelemente, wie Widerstände, Kondensatoren, Spulen, erforderlich sind, um ein betriebssicheres Arbeiten zu gewährleisten.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, Impulsgeneratorschaltungen zu schaffen, die die obenstehenden Nachteile vermeiden und die die äußerst kurze Umschaltzeit der Tunneldioden zur Erzeugung von Kurzzeitimpulsen voll ausnutzen, so daß deren Verwendung z. B. in Spracherkennungsvorrichtungen besonders vorteilhaft ist.

Die Erfindung besteht darin, daß mindestens zwei Tunneldioden in parallelen Zweigen mit je einem zur Festlegung des jeweiligen Arbeitspunktes zugeordneten Vorwiderstand geschaltet sind, wovon einer einen relativ kleinen statischen Widerstand besitzt, und daß je zwei aufeinanderfolgenden Parallelzweigen der Betriebsstrom zur Einstellung des gemeinsamen Arbeitspunktes über einen gemeinsamen Stromzuführungswiderstand zugeführt wird, wobei der gemeinsame Arbeitspunkt und die jeweiligen Arbeitspunkte je zweier benachbarter Tunneldioden so gewählt sind, daß ein Zweig als Belastungswiderstand für den anderen dient und eine Tunneldiode beim Umschalten in den Betriebszustand höherer Stromübernahme die benachbarte zweite Tunneldiode durch die damit zwangläufig verbundene Stromerhöhung in der zweiten Tunneldiode für eine Umschaltung vorbereitet.

Dabei sind der gemeinsame Arbeitspunkt und die jeweiligen Arbeitspunkte je zweier benachbarter Tunneldioden so gewählt, daß eine Tunneldiode beim Umschalten in den Betriebszustand höherer Stromübernahme die benachbarte zweite Tunneldiode durch die damit zwangläufig verbundene Stromübernahme durch die zweite Tunneldiode für die Umschaltung vorbereitet, die dann durch den nächsten Impuls erfolgen kann.

Bei einer anderen Wahl der Arbeitspunkte erfolgt die Umschaltung der so vorbereiteten zweiten Tunneldiode nicht durch einen besonderen zugeführten Impuls, sondern durch die vorbereitende Tunneldiode selbst, indem beim Umschalten der ersten Diode die Stromübernahme der zweiten Diode bereits in der Höhe erfolgt, daß das Umschalten der zweiten Tunneldiode eingeleitet und nach einer

Impulsgenerator mit Tunneldioden

Anmelder:

International Business Machines Corporation,

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

Vertreter:

Dipl.-Ing. H.-E. Böhmer, Patentanwalt,

Böblingen (Württ), Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:

William Christian Dersch, Los Gatos, Calif.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 15. Januar 1962 (166 132)

äußerst kurzen Verzögerungszeit auch durchgeführt wird. Nach Aufhören des zugeführten Impulses, dessen Dauer gleich ist oder viel länger sein kann als die Vorbereitungszeit zuzüglich der Impulszeit, wird dann die Schaltung wieder zurückgestellt. Andererseits können aber auch die Arbeitspunkte durch geeignete Wahl der Vorwiderstände der Tunneldioden und des Betriebsstromzuführungswiderstandes so gelegt werden, daß die Schaltung sich nach Beendigung des Impulses automatisch zurückstellt.
Die von den beschriebenen Impulsgeneratoren abgegebenen Impulse sind von kürzester Dauer, die nur einige Nanosekunden beträgt. Werden mehrere solche Tunneldioden parallel geschaltet, dann ergibt sich bei entsprechender Wahl des Arbeitspunktes eine vorteilhafte Zählschaltung. Hierbei können entweder die für je zwei Tunneldioden gemeinsamen Betriebsstromzuführungswiderstände je eine besondere Signalspannung oder eine gemeinsame Signalspannung erhalten. Die zu zählenden Signale werden dann am Ausgang der letzten Tunneldiode registriert. Wird dieser astabile Impulsgenerator gemäß der Erfindung zur Signalimpulserzeugung verwendet, dann stehen Signalimpulse zur Verfügung, deren Impulse so kurz sind, daß nur eine von mehreren benachbarten Tunneldioden umgeschaltet werden kann.

Eine vorteilhafte Anwendungsmöglichkeit der Schaltung nach der Erfindung ergibt sich bei Verwendung in Spracherkennungssystemen, bei denen

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der gerätemäßige Aufwand bisher außerordentlich hoch ist, ganz abgesehen von rein schaltungsmäßigem Aufwand.

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine graphische Darstellung der Arbeitsweise einer Tunneldiode in der Anordnung nach der Erfindung,

F i g. 2 ein Schaltschema einer Kippschaltung gemäß der Erfindung,

F i g. 3 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Stromes und der Spannung von der Zeit,

F i g. 4 ein Schaltschema eines serienweise arbeitenden Registers unter Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltung,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Arbeitsweise der Tunneldioden in der Schaltung nach Fig. 4,

F i g. 6 eine Schaltung eines Impulszählers unter Anwendung der Schaltung gemäß der Erfindung,

F i g. 7 eine bekannte Schaltung eines serienweise arbeitenden Registers,

Fig. 8 eine idealisierte Kennlinie einer Tunneldiode.

Bei der Anordnung nach der Erfindung wird die neue Erkenntnis ausgenutzt, daß parallel geschaltete und entsprechend angepaßte Tunneldioden serienweise von einem Betriebszustand in den anderen geschaltet werden können. Dieser wird dadurch erreicht, daß die Impedanzen irgendeiner der Tunneldioden so belastet werden, daß diese Tunneldiode in den Zustand niedrigeren Stromes geschaltet werden kann, und als Ergebnis der Umschaltung und der Tatsache, daß sich damit ein Zustand hohen Widerstandes einstellt, wird eine zweite Tunneldiode so vorbereitet, daß diese dann durch einen darauffolgenden relativ kleinen Impuls angesteuert werden kann. Mit Hilfe solcher Vorbereitungsmaßnahmen kann jede beliebige Anzahl parallel geschalteter Tunneldioden serienweise geschaltet werden. Weiterhin kann in Anwendung des obengenannten ein Impulsgenerator aufgebaut werden, bei dem eine »Vorbereitungs«-Diode mit einer »Entnahme«-Diode parallel geschaltet ist und die Ausgangsspannung am Belastungswiderstand der »Entnahme«-Diode abgegriffen wird, welche einen Spitzenwert für eine extrem kurze Zeitdauer erreicht, die der Zeitdauer entspricht, die eine Tunneldiode für das Umschalten aus ihrem Zustand niedrigen in ihren Zustand hohen Widerstandes benötigt.

Eine Tunneldiode ist im wesentlichen einPN-Übergangs-Halbleiter, dessen schmaler PN-Übergang auf beiden Seiten hochdotiert ist. Die Tunneldiode wirkt als Impedanz, deren Charakteristik im Durchlaßbereich einen Bereich negativen Widerstandes aufweist, der bei etwa 50 mV beginnt und bei etwa 200 mV endet. Der Verlauf der Kurve ist etwa in F i g. 8 gezeigt. Die Tunneldiode ist in höheren Bereichen wie eine PN-Übergangsdiode wirksam, die einen Bereich negativen Widerstandes am unteren Ende ihrer Strom-Spannungs-Kurve aufweist. Die praktische Wirkung dieses Bereichs negativen Widerstandes besteht darin, daß sich hierdurch ein Übergangsbereich ergibt. Auf jeder Seite dieses Übergangsbereichs befindet sich ein stabiler Widerstandsbereich. Der Bereich niedrigen Widerstandes wird verlassen, wenn ein gegebener Spannungswert am PN-Übergang im allgemeinen wenige hundertstel Volt überschritten werden. Der Widerstandswert steigt dann schnell auf etwa das Fünfzehnfache seines vorherigen Wertes an, wie es F i g. 1 und 5 zeigen. Aus diesen Darstellungen geht weiterhin hervor, daß eine Tunneldiode sozusagen eine »Widerstand-Hysterese«-Charakteristik besitzt. Diese Eigenschaft gestattet es, eine Schaltung geinnß der Erfindung aufzubauen. Der Übergangszustand zwischen niedrigem

xo und hohem Widerstand besteht aber nur für eine so kurze Zeitdauer, daß die Erzeugung kurzzeitiger Impulse gewährleistet ist.

Im Diagramm nach F i g. 1 ist der Widerstand einer typischen Tunneldiode in Abhängigkeit vom Strom gezeigt. Sowohl die Vorbereitungsfunktion als auch die Widerstandsübergangsfunktion, die in der Erfindung ausgenutzt werden, gehen daraus hervor. Falls eine bestimmte Tunneldiode nicht durch einen Abtastimpuls von gegebener Größe I₀ umgeschaltet werden soll, werden die Dioden und die zugeordneten Lastwiderstände so gewählt, daß kein Ubergangsstrom der Größe Γ (Fig. 1) erzeugt wird. Dieselbe Tunneldiode kann dann aber z. B. durch eine benachbarte Tunneldiode für die Umschaltung so vorbereitet werden, daß sie in diesem Vorbereitungszustand durch einen Abtastimpuls I₀ umgeschaltet werden kann. Die Diode wird vorbereitet, indem sie in den Zustand P der Widerstand-Hysterese-Kurve (Fig. 1) gebracht wird, z.B. indem die Diode zu einem Stromkreis nebengeschaltet wird. Hierzu kann der Vorbereitungsstrom aus einer zweiten Tunneldiode dienen, die von einem niedrigeren auf einen höheren Widerstandspegel bewegt worden ist, so daß jetzt ein Stromimpuls der Größe /₀ ausreicht, um die

betrachtete Tunneldiode umzuschalten. Die Umschaltung besteht darin, daß der Widerstandszustand der Diode von demjenigen Punkt an Punkt P über T zum Niveau CR angehoben wird. In einem typischen Fall hat das CR-Niveau die 10- bis 40fache Größe des Niveaus APT. Nach Abfall des Stroms bis auf den Punkt R geht der Widerstandswert der Diode durch die Umschaltung entlang des Weges RA zurück.

F i g. 2 zeigt eine Schaltung mit Tunneldioden, die gemäß der Erfindung einen äußerst kurzzeitigen Impuls erzeugen kann. Die neben der Schaltzeichnung dargestellten Tabellen geben für die Zeitabschnitte Λί, B und C der F i g. 3 die sich dabei einstellenden Widerstandswerte der beiden Tunneldiodenzweige der Impulsschaltung an.

Die beiden verwendeten Tunneldioden X₁₀ und X₂₀ besitzen gleiche und einigermaßen symmetrische Eigenschaften. Mit der Tunneldiode X₁₀ ist ein Widerstand R₁ und mit der Tunneldiode X₂₀ ist ein

Widerstand R₂ in Reihe geschaltet. Beide Hintereinanderschaltungen sind parallel zueinander geschaltet, wobei im einen Zweig die Tunneldiode Z₂₀ und im anderen der Widerstand R₁ mit der gemeinsamen Spannungszuleitung über den Widerstand R verbunden ist. Der Reihenwiderstand R₁ der Tunneldiode X₁₀ beträgt 10 Ω, und der Reinenwiderstand der Tunneldiode Z₂₀ beträgt 20 Ω.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Schaltung wird mit Hilfe der Diagramme in F i g. 2 erläutert. Wenn die Schaltung nur einen geringen Strom zieht, dann befinden sich beide Tunneldioden im Zustand niedrigen Widerstandes von ungefähr 2 Ω (Fig.l).

Infolge der Werte der festen Widerstände R₁ und Ri, fließt bis zum Zeitpunkt T₁ durch den Zweig R₁, X₁₀ doppelt soviel Strom wie durch den Zweig R₂, X₂₀. Außerdem steigen die beiden Ströme mit unterschiedlicher Steigung langsam an (Zeitabschnitt A).

Hat der Strom im Zweig R₁, X₁₀ einen bestimmten Wert zur Zeit T₁ erreicht, dann wird die Tunneldiode Z₁₀ in den Bereich hohen Widerstandes umgeschaltet. Hierdurch wird die Stromverteilung plötzlich umgekehrt, d. h., der im Zeitabschnitt A langsam ansteigende Strom der Diode Z₂₀ ändert sich damit plötzlich von PC auf einen höheren Wert, so daß nunmehr der größte Anteil des Gesamtstromes durch den Zweig Z₂₀, i?₂ fließt und die Vorderflanke des Ausgangsimpulses E₀ (Fig. 2) entsteht. Der jetzt über die Tunneldiode Z₂₀ fließende Strom läßt diese Diode in den Zustand hohen Widerstandes kippen (Zeitabschnitt B). Die äußerst kurze Verzögerungszeit von einigen Nanosekunden, während der sich der Übergang vom Bereich niedrigen Widerstandes zum Bereich höheren Widerstandes vollzieht, bestimmt dabei die Impulsbreite ρ (Fig. 3) des Ausgangsimpulses E₀. Der Verlauf der Umschaltung wird durch die Kurve J₁ (Fig. 3) für die TunneldiodeZ₁₀ und durch die Kurve J₂ für die Tunneldiode Z₂₀ dargestellt. Der Kondensator C₁₀ in F i g. 2 gestattet nur die Übertragung des eigentlichen Impulses im Verlauf der Kurve J₂ (Fig. 3). Die hierzu parallel geschaltete Begrenzerdiode BD verhindert ein Überschwingen an der Hinterflanke des Ausgangsimpulses E₀. Die Umschaltung von Z₂₀ hat zur Folge, daß die Diode Z₂₀ den stabilen Zustand hohen Widerstandes bei kleinem Strom einnimmt (Zeitabschnitt C).

Auf diese Weise kann also ein scharfer Ausgangsimpuls E₀ erzeugt werden, wobei während seiner Impulsdauer der Zweig R₂, Z₂₀ infolge der Umschaltung der Tunneldiode Z₁₀ den Hauptanteil des Gesamtstroms übernimmt, so daß auch die Diode Z₂₀ umgeschaltet wird und so die Hinterflanke bestimmt.

Die oben beschriebene Anordnung zur Erzeugung ultrakurzer Impulse ist besonders geeignet zur Verwendung in dem aus Tunneldioden bestehenden serienweise arbeitenden Impulsregister nach Fig. 4. Zur Erläuterung wird gleichzeitig auf Fig. 5 Bezug genommen, in der die Strom-Widerstand-Zustände der in der Registerschaltung beschriebenen Tunneldioden dargestellt ist. Zwischen einer »umschaltenden« Tunneldiode (Stromverlauf O bis T₁ in F i g. 3 für Z₁₀ in Fig. 2) und der benachbarten nichtumschaltenden Tunneldiode (Stromverlauf O bis PC in Fig. 3 für Z₂₀ in Fig. 2) ist der Strom so aufgeteilt, daß die nicht umschaltende Tunneldiode zur Änderung ihrer Widerstandscharakteristik entlang der Widerstand-Hysterese-Kurve genügend Strom zieht, um dann beim Empfang eines entsprechenden Eingangsimpulses (Pfad A bis P in F i g. 1) »umgeschaltet« zu werden. Es kann also eine Kette von Tunneldioden in Parallelschaltung so angeordnet werden, daß ein Signalimpuls durch sich nacheinander ändernde Widerstandszustände der einzelnen Tunneldioden nur in einer vorherbestimmten Reihenfolge registriert wird; mit anderen Worten, ein Eingangssignalimpuls wird im allgemeinen von einer Tunneldiode abgewiesen, ausgenommen den Fall, daß eine unmittelbar vorausgegangene Tunneldiode vor Anlegen des Signalimpulses umgeschaltet worden ist.

Vor dem Beginn der an eine bestimmte Reihenfolge gebundenen Registrieroperation sind die Tunneldioden im »Aus«-Zustand, d. h. im Zustand niedrigen Widerstandes, der als Punkte' auf der Kurve in F i g. 5 dargestellt ist. Die Tunneldioden X_a bis X_e sind so gewählt, daß ein normaler Abtasteingangsimpuls, der mit I₀ bezeichnet ist, sie nicht umschalten kann. Hierdurch wird nun der »Reihenfolgesinn« der Registrierschaltung deutlich, denn die Dioden

ίο können nur dann umgeschaltet werden, wenn sie vorher durch die ihnen in der Zählfolge unmittelbar vorausgehende Tunneldiode vorbereitet worden sind. Die Tunneldiode X_a hat allerdings einen niedrigeren Umschaltpegel, damit ein Impuls der Größe B' (Fig. 5) zur Umschaltung ausreicht, ohne die anderen Tunneldioden zu beeinflussen. Z₀ ist also die »Anfangs«-Tunneldiode und leitet die Kette von aufeinanderfolgenden Registrierungen ein. Nachdem die Diode X_a umgeschaltet worden ist, wird sie in ihren

ao Zustand hohen Widerstandes (Pfad B' nach D' in F i g. 5) gebracht. Damit ist die Diode Z₆ vorbereitet, weil ein Teil des Umschaltstroms von Z₀ etwa auf Punkt B' über X_b abgeleitet worden ist, während die Diode X_e auf Punkt B" vorgespannt ist, da über sie ein kleinerer Wert des Umschaltstroms von Z₀ nebengeschlossen worden ist. Die Schaltung befindet sich also in einem stabilen Zustand und läuft beim Auftreten eines einzigen Startimpulses von X_a nicht weg, obwohl dieser Impuls Z₆ vorbereitet hat, so daß sie beim Auftreten eines folgenden Eingangsimpulses umgeschaltet werden kann. Wenn jetzt ein solcher Eingangsimpuls angelegt wird, beeinflußt er X_a nicht, da sie bereits umgeschaltet worden ist, aber er reicht aus, da Z₆ vorbereitet worden ist, um Z₆ in den dem Punkt C auf der Kurve entsprechenden Zustand zu bringen, so daß die Diode Z₆ in den Zustand hohen Widerstandes umgeschaltet wird und ebenso wie Z₀ den dem Punkt D' entsprechenden Zustand einnimmt. Die Reihenfolge der Umschaltung aufeinanderfolgender Dioden ist sozusagen selbstprogrammierend und braucht nicht in anderer Weise von außen gesteuert zu werden.

Es sei hier beachtet, daß die Tunneldiode X₀, obwohl sie nahe an ihren Zündpunkt gebracht wird, nicht durch den Impuls umgeschaltet wird, der die Umschaltung von Z₀ bewirkt hat. Der Ring ist also wieder stabil, und zwar sind Z_s und Z₆ im Zustand hohen Widerstandes und X_c bis X_e im Zustand geringen Widerstandes. Die Schaltung bleibt in diesem Zustand, bis ein entsprechender Impuls auf der Eingangsleitung von X_c erscheint und dadurch die Umschaltung von X₀ bewirkt, X_d vorbereitet und X_e nicht beeinflußt. Der Ring schaltet also nach rechts weiter in der Registerreihenfolge.

Die Einsparung an Programmierungsmittern wird veranschaulicht durch einen Vergleich der erfindungsgemäßen Schaltung mit einer bisher üblichen, die zum Stande der Technik gehörende Programmierungsmittel verwendet, wie F i g. 8 zeigt. Ein soleher Vergleich trägt dazu bei, die Aufgaben herauszustellen, die durch die Erfindung gelöst werden, und die Vereinfachung eines Signalregistrierungssystems durch Fortlassen der Programmierungsmittel der Signalübertragungseinrichtung zu zeigen. F i g. 8 zeigt eine Impulsregistrierschaltung mit Tunneldioden, die einer einzigen Stufe der in der Schaltung nach F i g. 4 gezeigten fünf Stufen, z. B. der Stufe 5, vergleichbar ist. Gegenüber den drei Widerständen und zwei Tun-

neldioden der Stufe nach der Erfindung benötigt die bekannte Schaltung in F i g. 8 vierzehn Widerstände, zwei Tunneldioden, sechs normale Dioden, einen Übertrager und drei Kondensatoren.

Das oben beschriebene serienweise arbeitende Register in Kombination mit dem beschriebenen Impulsgenerator ist besonders für den Einsatz in der Spracherkennungstechnik geeignet. Es ist bekannt, daß gesprochene Wörter nach mindestens drei Parametern unterscheidbar sind: Stimmhafte, harte Reibe- und weiche Reibelaute. Weiter ist es möglich, Wörter zu unterscheiden, deren Silben an sich gleich klingen, sich aber nur nach ihrer Klangfolge unterscheiden, wie die Wörter »lady« und »delay«. Diese Reihenfolgeunterscheidung wird erreicht mittels des oben beschriebenen Impulsgenerators in Kombination mit dem beschriebenen Serienregister. Es wird dadurch ermöglicht, einen Diskriminator für Reibelaute und stimmhafte Laute auch für die Feststellung der Reihenfolge der Silben zu verwenden, indem die ao erfindungsgemäße Tunneldioden-Registriereinrichtung an Stelle der früheren Registriereinrichtung benutzt wird.

Eine andere Anwendungsmöglichkeit für die Anordnung nach der Erfindung wird in F i g. 6 gezeigt. Die Schaltung stellt eine Zählkette dar, bei der Eingangsimpulse von vorherbestimmter Größe in selbstgeordneter Zählfolge registriert werden. Die Reihenfolgesteuerung ergibt sich auch hier dadurch, daß eine Tunneldiode zunächst einen Vorbereitungsimpuls vor dem Umschalten erhalten muß. Die Impulsquelle 20 besitzt bestimmte Vorspannung. Durch Einstellen des Vorspannungspegels ist es möglich, daß diese Vorrichtung ohne besondere Maßnahmen Impulse veränderlicher Größe zählen kann, da kleine Impulse der »Träger«-Welle der Vorspannung überlagert werden. Die Höhe der Vorspannung ist dabei so gewählt, daß die Spannungssumme eine entsprechend vorbereitete Tunneldiode umschalten kann. Ebenso wird die Vorspannung für größere Impulse verringert. Durch diese Maßnahmen wird die Spannungssumme am Ring nahezu konstant gehalten. Die Lastwiderstände R_a bis R_n in der Schaltung sind so gewählt, daß sie der Reihe nach die Umschaltpegel herstellen. Das Verhältnis zwischen Impuls- und Vorspannungsgröße ist im Impulsfeld 21 dargestellt ist. Die Widerstände R_1n, R_b2, R₁₁, R_c2 usw. sind so gewählt, daß der Pegel des Umschaltstroms sowie des Vorbereitungsstroms genau eingestellt ist. Zur Einleitung der Zählfolge muß R_{11 1} einen wesentlich kleineren Widerstandswert haben als alle anderen Widerstände R₁, _v R_bi, R₁₁, R₁.., usw., da X₁ ohne Vorbereitungsstrom umgeschaltet wird. Die Widerstände R_{b v} R_cl, R_dl usw. sind so gewählt, daß sie den für die aufeinanderfolgend vorbereiteten Tunneldioden Z₂', Z₃', Z₄'... X_n erforderliehen Registrierstrom genau einstellen. Die Zahl der Tunneldioden in dem Zählring entspricht der höchsten Zahl von zählenden Impulsen. Der Zählring nimmt Impulse in der Reihenfolge von links nach rechts auf und registriert sie ebenso wie die Registrierschaltung nach Fig. 4. Die erste Diode Z₁' registriert den ersten Impuls in einem gegebenen Impulszug und »verriegelt« sich dann in ihrem Zustand hohen Widerstandes, bis der Strom auf der Eingangsleitung 22 ganz nach Null geht. Das geschieht, wenn der Zählvorgang endet oder die Enddiode X_n' anspricht, durch Abschalten der Eingangsleitung 22. Ein solches Abschalten bzw. Rückstellen gestattet dann das Zählen eines neuen Impulszuges, das wieder bei X₁ beginnt. Die Reihenfolgesteuerung in der Reihenfolge der Diodenorte (Z₁' bis Z₂' bis Z₃'... X_n') wird wie in den anderen Ausführungsbeispielen dadurch bewirkt, daß genügend Strom von einer umschaltenden Tunneldiode zu der ihr in der Leitung am nächsten liegenden Tunneldiode abgeleitet wird, damit diese dann durch den nächsten Eingangsimpuls auf Leitung 22 umgeschaltet werden kann. Diese selbstordnende oder selbstreihenfolgensteuernde Zählschaltung hat viele Anwendungsmöglichkeiten und ist dort besonders geeignet, wo eine möglichst einfache Zählschaltung verwendet werden soll. In der Spracherkennungstechnik ist sie z. B. besonders zum Zählen der Silbenzahl geeignet.

Die die vorstehend beschriebene Registrierschaltung steuernden Impulse müssen natürlich kürzer sein als die Zeitdauer, die zwischen den Umschaltzeiten zweier Tunneldioden liegt. Ein solch extrem kurzer Impuls kann bei bekannten Vorrichtungen nicht verwendet werden. Der Impuls muß daher äußerst genau gesteuert sein. Ein solcher »Esaki-Umschaltimpuls« bezeichneter Impuls wird von der Schaltung nach F i g. 2 erzeugt. Daher muß das Reihenfolgeregistriersystem nach Fig. 6 in Verbindung mit einem Impulsgenerator nach Fig. 2 betrieben werden.

Während sich die oben beschriebene Kombination einer Impulsformerschaltung mit einer reihenfolgemäßig arbeitenden Impulsregistrierschaltung besonders für die Stimmerkennung eignet, hat sie noch andere und weitergesteckte Anwendungsmöglichkeiten. Zum Beispiel eignet sie sich zur Zeichen-(Muster-) Erkennung, bei der der Impuls, der reihenfolgemäßig zu formen und zu registrieren ist, aus einem Zeichen- (Muster-) Detektor abgeleitet ist. Eine solche Anwendung wäre ein brauchbarer Zusatz zu Maschinen, welche das gedruckte Wort feststellen und interpretieren.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Impulsgenerator mit Tunneldioden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Tunneldioden (Z_n, X_b) in parallelen Zweigen mit je einem zur Festlegung des jeweiligen Arbeitspunktes zugeordneten Vorwiderstand (R_al, R_hl) geschaltet sind, wovon einer einen relativ kleinen statischen Widerstand besitzt, und daß je zwei aufeinanderfolgenden Parallelzweigen der Betriebsstrom zur Einstellung des gemeinsamen Arbeitspunktes über einen gemeinsamen Stromzuführungswiderstand (R_b') zugeführt wird, wobei der gemeinsame Arbeitspunkt und die jeweiligen Arbeitspunkte je zweier benachbarter Tunneldioden (Z_a, Z₆) so gewählt sind, daß ein Zweig als Belastungswiderstand für den anderen dient und eine Tunneldiode (X₁₁) beim Umschalten in den Betriebszustand höherer Stromübernahme die benachbarte zweite Tunneldiode (X_b) durch die damit zwangläufig verbundene Stromerhöhung in der zweiten Tunneldiode (X_b) für eine Umschaltung vorbereitet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufbau einer Zählschaltung jeweils die benachbarte Tunneldiode durch einen als Signal impulsweise angelegten Betriebsstrom umgeschaltet wird und daß am Ausgang

der letzten Tunneldiode das Auftreten aller Signale in ihrer Reihenfolge registriert wird.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei den zwei ersten Tunneldioden und bei einer Anordnung mit nur zwei Tunneldioden der gemeinsame Arbeitspunkt und die jeweiligen Arbeitspunkte der einzelnen Tunneldioden so gewählt sind, daß nach Vorbereitung der zweiten Tunneldiode diese durch den gleichen Betriebsstromimpuls umgeschaltet wird.

4. Anordnung nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Vorwiderstandes der ersten Tunneldiode halb so groß ist wie der der zweiten Tunneldiode.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Zählschal-

rung die Stromzuführungswiderstände alle an eine gemeinsame Impulsquelle, insbesondere an einen Impulsgenerator mit zwei parallel geschalteten Tunneldioden angeschlossen sind.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Parallelzweig die Tunneldiode und in einem zweiten Parallelzweig der Vorwiderstand mit dem Stxorn2Xiführungswiderstand verbunden ist und daß am Ausgang eine Begrenzerschaltung ange* ordnet ist.

7. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Verwendung in einer Spracherkennungseinrichtung zum Zählen der Silbenzahl und Registrieren der verschiedenen Silben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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