DE1186504B - Bistabile Kippschaltung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21 al-36/18

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

S 78909 VIII a/21 al

9. April 1962

4. Februar 1965

Die Erfindung betrifft eine bistabile Kippschaltung mit zwei Transistoren des gleichen Leitfähigkeitstyps, bei der jeweils die Basiselektrode des einen Transistors mit der Kollektorelektrode des anderen Transistors über einen Widerstand gekoppelt ist, deren Basiselektroden Eingangsklemmen, deren Kollektorelektroden Ausgangsklemmen darstellen und bei der zwischen den äußeren Enden der Kollektorwiderstände und den Emitterelektroden die Speisespannungsquelle angeschlossen ist, zur Erzeugung von Impulsen, deren Polarität von der Polarität der Eingangsimpulse abhängig und deren Amplitude und Dauer von den Eingangsimpulsen unabhängig ist.

Es ist bereits eine Kippschaltung dieser Art bekannt, bei der jedoch die Kollektoren der Transistoren geerdet sind und auf Bezugspotential liegen (deutsche Auslegeschrift 1 055 598). Damit liegen auch die Eingangs- bzw. Ausgangsklemmen auf Bezugspotential, und die Ausgangsspannung wird über zwei Kollektoren abgenommen, wobei die Spannung auf Bezugspotential gehalten wird. Es besteht bei dieser bekannten Schaltung daher nicht die Möglichkeit, die Ausgangsklemmen der vorhergehenden Stufe direkt mit den Eingangsklemmen dieser bekannten Schaltung zu verbinden, da die Eingangsund die Ausgangsspannung verschiedenes Potential gegenjtrde haben.

Gemäß der Erfindung erhält man nun eine bistabile Kippschaltung, bei der Eingangs- und Ausgangsspannungen sowie die Spannungsquelle nicht auf Bezugspotential liegen müssen.

Dies wird dadurch erreicht, daß man eine bistabile Kippschaltung der oben beschriebenen Art so ausbildet, daß die Speisespannungsquelle eine Taktimpulsquelle ist, die Impulse erzeugt, deren Vorderflanken nach dem Auftreten der Vorderflanke der Eingangsimpulse auftreten.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Taktimpulsquelle über einen Transformator angelegt, so daß die erfindungsgemäße Schaltung keine direkte Verbindung mit der Taktimpulsquelle hat.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung besteht darin, daß bei Verwendung mehrerer solcher Kippschaltungen eine logische Majoritätsschaltung aufgebaut werden kann.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert, in der

A b b. 1 Wellenformen zur Erläuterung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Schaltung zeigt; Bistabile Kippschaltung

Anmelder:

Sony Corporation, Tokio

Vertreter:

Dr. F. Zumstein,

Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Assmann

und Dipl.-Chem. Dr. R. Koenigsberger,

Patentanwälte, München 2, Bräuhausstr. 4

Als Erfinder benannt:
Takuya Kawamoto,
Sawako Kawamoto, Tokio

Beanspruchte Priorität:

Japan vom 8. April 1961 (12456)

A b b. 2 stellt eine Schaltung eines Ausführungsbeispiels einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Kippschaltung dar;

A b b. 3 ist die Schaltung einer anderen Ausführungsform einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Kippschaltung.
Bei den Ausführungsbeispielen dieser Abbildungen besteht die S'panmmgsquelle 1 aus einem Transformator und einer damit in Reihe geschalteten Diode, und wenn ein Taktimpulssignal beispielsweise auf die Primärspule des Transformators gegeben wird, dann erhält man an den Klemmen 5 und 6 ein unterbrochenes Signal 7 mit konstanter Polarität, wie es in A b b. 1 A dargestellt ist.

Da bei diesen Ausführungsbeispielen N-P-N-Transistoren 8 und 9 verwendet werden, so ist die Klemme 5 positiv. Es ist natürlich nicht immer erforderlich, daß in der Spannungsquelle 1 eine Diode 3 vorgesehen ist. Der Grund hierfür besteht darin, daß der Transistor selbst eine Richtungs-

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abhängigkeit an seinem Kollektor und Emitter aufweist, und in diesem Fall sollte an den Transistor ein Spannungssignal 7 gegeben werden, das niedriger ist als die Durchbruchsspannung des Transistors. Die Spannungsquelle kann auch aus einer Gleich-Stromspannungsquelle und einem Schalter bestehen, der beispielsweise durch einen Taktimpuls geschaltet wird.

Die zwei Transistoren 8 und 9, die den gleichen Leitfähigkeitstyp aufweisen, sind z. B. als N-P-N-Transistoren ausgebildet. Ihre beiden Emitter sind über einen gemeinsamen Widerstand 30 mit der Klemme 6 verbunden, und es ist eine Emitter-Basis-Schaltung gewählt worden; die Ausgangsklemmen, nämlich ihre Kollektorelektroden, sind über Widerstände 10 und 11 mit der Klemme 5 der Spannungsquelle 1 verbunden. Die Klemme 6 kann gewünschtenfalls an Masse angeschlossen sein, und Elemente, deren Charakteristiken eine konstante Spannung zeigen, z. B. Rückwärtsdioden 31 und 32, werden ao an die Basen und an die gemeinsame Klemme 6 dieser Transistoren 8 und 9 angeschlossen. Durch Anschluß solcher Elemente mit Charakteristiken mit konstanter Spannung werden die Transistoren 8 oder 9 in ungesättigtem Zustand betrieben, und man kann ein Ausgangssignal konstanter Höhe an den Ausgangsklemmen erhalten. Der Kollektor des Transistors 8 ist in der Schaltung der A b b. 2 über einen Widerstand 13 mit der Baisielektrode des anderen Transistors 9, der Kollektor des anderen Transistors 9 über einen Widerstand 14 mit der Basis des Transistors 8 verbunden. Die Basen der Transistoren 8 und 9 sind mit der Klemme 15 bzw. 16 verbunden, und diese beiden Klemmen bilden einen zweipoligen Eingang, und die Kollektoren sind mit Klemmen 17 bzw. 18 verbunden, und diese beiden Klemmen bilden einen zweipoligen Ausgang. Wenn die beiden Transistoren 8 und 9 die gleichen Charakteristiken besitzen, dann ist der oben beschriebene Kreis ein symmetrischer Vierpolkreis.

Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Schaltung wird im folgenden erläutert: Die Schaltung ist als Ganzes symmetrisch. Wenn ein auslösendes Signal 7, wie es in A b b. 1 A dargestellt ist, von der Spannungsquelle abgegeben wird und kein Eingangssignal an den Klemmen 15 und 16 ankommt, dann wird ein positives oder negatives Ausgangssignal an den Klemmen 17 und 18 erzeugt, wobei die Polarität davon abhängig ist, welcher der Transistoren früher zu arbeiten beginnt. Der Kreis ist infolgedessen in diesem Fall instabil. Wenn jedoch das Signal 7 in Gegenwart des Eingangssignals an die Klemmen 15 und 16 gegeben wird, dann erhält man ein Ausgangssignal, das durch die Polarität des an den Klemmen 17 und 18 aufgegebenen Eingangssignals bestimmt wird. Wenn ein Signal 19 an die Klemmen 15 und 16 im Augenblick t_t vor einer Zeit t._z gegeben wird, bei der das erregende Signal 7 zugeführt wird und dieses Signal 19 wenigstens bis zum Augenblick t₂, dargestellt in F i g. 1 B, dauert, dann erhält man ein· Ausgangssignal, das durch die Polarität des Signals 19 an den Klemmen 17 und 18 erhalten wird. Wenn jetzt das Eingangssignal 19, wie es in F i g. 1 B dargestellt ist, auf die Klemmen 15 und 16 gegeben wird, wobei die Klemme 15 als positive Klemme zu betrachten ist, dann erhält die Basis des Transistors 8 eine positive Vorspannung gegen die Basis des Transistors 9, angefangen vom Zeitpunkt t_v Wenn in diesem Fall das Signal 7, wie es in Fig. i gezeigt ist, von der Spanruingsquelle 1 abgegeben wird, dann wird der Transistor 8 leitend.

Infolge dieser Leitfähigkeit erhält man einen Spannungsabfall an den Klemmen des Widerstandes 10, und dieser Spannungsabfall wird bei der Schaltung der A b b. 2 über den Widerstand 13 auf die Basis des Transistors 9 übertragen, und der Transistor 9 bleibt infolgedessen nicht leitfähig und wird abgeschaltet. Das elektrische Potential des Kollektors des Transistors 9, d. h. das Potential an der Klemme 18, bleibt unverändert, jedoch das Potential des Kollektors des Transistors 8, d. h. das Potential an der Klemme 17, wird in Abhängigkeit von dem Spannungsabfall niedriger, so daß man an den Klemmen 17 und 18 ein Ausgangssignal erhält, wobei die Klemme 18 positiv ist. Dieses Ausgangssignal wird aufgenommen, während das Signal 7 von der Spannungsquelle 1 aus zugeführt wird, wobei das Ausgangssignal durch das Bezugszeichen 20 in A b b. 1 C bezeichnet ist. Wenn man positive und negative Polaritäten zwischen den Klemmen 15 und 16 oder 17 und 18 in Betracht zieht und annimmt, daß ein Signal an den Klemmen 15 und 16 bei positiver Klemme 15 und ein Signal an den Klemmen 17 und 18 bei positiver Klemme 18 vorliegen, d. h. ein positives Eingangssignal und ein positives Ausgangssignal, und wenn ein positives Eingangssignal auf die Eingangsklemmen gegeben wird, dann erhält man ein positives Ausgangssignal an den Ausgangsklemmen, und wenn im Gegensatz hierzu ein negatives Eingangssignal aufgegeben wird, dann erhält man ein negatives Ausgangssignal.

Bei diesen Ausführungsbeispielen erhält man ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von dem intermittierenden Signal, und das Ausgangssignal hängt auch von der Dauer dieses intermittierenden Signals ab, und seine Polarität wird durch die des Eingangssignals bestimmt.

Bei den Ausführungsbeispielen der A b b. 1,2 und 3 können Schwankungen der Spannungsquelle 1 oder Schwankungen der Kreiskonstante dadurch kompensiert werden, daß Elemente mit ko«|anter Spannung an die Kollektoren der Transistoren und an die Klemme 5 angeschlossen werden.

Bei den obigen Ausführungsbeispielen wurden die Schaltungen am Beispiel von N-P-N-Transistoren erläutert, jedoch können selbstverständlich auch P-N-P-Transistoren verwendet werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Bistabile Kippschaltung mit zwei Transistoren des gleichen Leitfähigkeitstyps, bei der jeweils die Basiselektrode des einen Transistors mit der Kollektorelektrode des anderen Transistors über einen Widerstand gekoppelt ist, deren Basiselektroden Eingangsklemmen, deren Kollektorelektroden Ausgangsklemmen darstellen und bei der zwischen den äußeren Enden der Kollektorwiderstände und den Emitterelektroden die Speisespannungsquelle angeschlossen ist, zur Erzeugung von Impulsen, deren Polarität von der Polarität der Eingangsimpulse abhängig und deren Amplitude und Dauer von den Eingangsimpulsen unabhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisespannungsquelle eine

Taktimpulsquelle ist, die Impulse erzeugt, deren Vorderflanken nach dem Auftreten der Vorderflanke der Eingangsimpulse auftreten.

2. Bistabile Kippschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktimpulsquelle über einen Transformator angelegt wird.

3. Anwendung von mehreren bistabilen Kippschaltungen nach Anspruch 1 oder 2 zur Bildung einer logischen Majoritätsschaltung.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1055 598.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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