DE1193991B - NODER-Schaltung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H03k

Deutschem.: 21 al-36/18

Nummer: 1193 991

Aktenzeichen: S 88226 VIII a/21 al

Anmeldetag: 9. November 1963

Auslegetag: 3. Juni 1965

Das Hauptpatent betrifft eine NODER-Schaltung mit mindestens einem Halbleiterelement, ζ. Β. eine Tunneldiode, mit zwei Bereichen positiven und einem dazwischenliegenden Bereich negativen Widerstandes, in dessen von einer Konstantstromquelle und einer Taktgeberimpulsquelle gespeisten Stromkreis die Sekundärwicklung eines Transformators liegt, dessen Primärwicklung zwischen Signaleingang und eine weitere Taktimpulsquelle geschaltet ist. Die Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung der Anordnung des Hauptpatentes mit dem Ziel, eine NODER-Schaltung zu bilden, welche sowohl auf Impulse als auch auf Pegelsignale ansprechen kann. Dies erreicht die Erfindung dadurch, daß nach einer NODER-Schaltung nach dem Hauptpatent die weitere Taktimpulsquelle Impulse mit einer den Eingangsimpulssignalen entgegengesetzten Richtung und mindestens deren Größe zum Unterbrechen des durch die Eingangsimpulssignale erzeugten Stromes liefert, daß eine Tunneldiode so an die Sekundär-Wicklung des Transformators geschaltet ist, daß der in der Sekundärwicklung erzeugte Strom den Arbeitspunkt der Tunneldiode in einen anderen stabilen Betriebszustand verschiebt, und daß die mit der Tunneldiode verbundene Taktgeberimpulsquelle die Tunneldiode wieder einschalten kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Schaltung nach der Erfindung und Fig. 2 ein Zeitdiagramm für diese Schaltung. Eine NODER-Schaltung nach der Erfindung wird in der mit B bezeichneten gestrichelten Umrahmung der F i g. 1 gezeigt. Die Schaltungen oder Schaltungsteile, die von den gestrichelten Umrahmungen^l und C eingeschlossen sind, stellen den Ein- und den Ausgangskreis dar, die durch die Schaltung in der Umrahmung B miteinander verbunden sein können. Die Schaltungsteile in den Umrahmungen A und C sind weitgehend mit den Teilen der Schaltung in der Umrahmung B identisch. Die Zusammenfassung mehrerer ähnlicher Schaltungen in einer Kaskade ist nicht zwingend. Die Schaltungsteile innerhalb der Umrahmungen A bzw. C können auch beliebige Eingangs- oder Ausgangsschaltung sein.

Der Eingangskreis, der der Ausgangskreis einer vorherigen Stufe sein kann, enthält eine Potentialquelle 10. Diese Quelle liefert ein pulsierendes oder ein sich wiederholendes Signal. Das Signal besitzt ein Grundpotential von OVoIt oder Erdpotential und einen Spitzenwert von ungefähr +5VoIt für den Signalimpuls. Die Quelle 10 liegt an einer NODER-Schaltung

Zusatz zum Patent: 1171952

Anmelder:

Sperry Rand Corporation,

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

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Weintraud, Patentanwalt,

Frankfurt/M., Mainzer Landstr. 134-146

Als Erfinder benannt:
Jack Saul Cubert, Willow Grove, Pa.;
Thomas M. Lo Casale, Warminster, Pa.
(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 14. November 1962
(237494)

Klemme der Primärwicklung 14 des Transformators Tl. Der Transformator ist ein Abwärtstransformator mit einem Windungsverhältnis von 3:1, so daß eine Stromverstärkung in seiner Sekundärwicklung stattfindet. Eine andere Klemme oder Wicklung 14 liegt über eine Kopplungsdiode 76 an der Eingangsklemme 12.

Die Sekundärwicklung 16 des Transformators Π ist über einen Widerstand 18 (von etwa 1000 bis 1500 Ohm) mit einer Potentialquelle 34 verbunden. Diese liefert ein praktisch konstantes Potential von etwa +10VoIt und ist beispielsweise eine Batterie. Die Potentialquelle 34 liefert über den Widerstand 18 einen Vorspannungsstrom von etwa 6 bis 8 Milliampere für eine Tunneldiode 24. Die Werte von Widerstand und Potential werden in erster Linie durch die Art der verwendeten Tunneldiode und ihrem Spitzenstrom bestimmt. Die Tunneldiode 24 liegt mit der Kathode an Erde. Eine Rückwärtsdiode 20, die als eine in Rückwärtspolarität geschaltete Tunneldiode angesehen werden kann, liegt zwischen dem einen Ende der Wicklung 16 und einer Potentialquelle 22. Die Quelle 22 liefert ungefähr 100 Millivolt. Die Polarität der Rückwärtsdiode 20

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wird so gewählt, daß durch die Wicklung 16 und durch 22 und 64. Ein weiteres Ende der Wicklung 62 ist

die Tunneldiode 24 von Erde Strom in die Quelle 22 mit der Anode einer Tunneldiode 58 verbunden, die

fließen kann. Eine Rückstelldiode 26 liegt mit ihrer mit ihrer Kathode an Erde liegt. Die Anode der

Kathode an der Anode der Tunneldiode 24. Die Tunneldiode 58 ist mit der Kathode einer Rückstell-

Anode der Diode 26 liegt an einer Impulsquelle 28. 5 diode 60 verbunden, die mit ihrer Anode an der

Diese Quelle 28 liefert periodische Impulse ähnlich Quelle 72 liegt. Die M Ausgänge, die von der Schal-

der Zeitgeberimpulsquelle 10, jedoch zu anderen Zei- tung abgeleitet werden können, werden durch

ten, und schaltet dadurch die Tunneldiode 24 in den Dioden 62 und 62 a dargestellt. Diese Dioden kön-

Betriebszustand hoher Spannung. Dioden 30 und nen an einer beliebigen Ausgangseinrichtung liegen,

30 a sind mit der Anode der Tunneldiode 24 verbun- io die durch die Ausgangsklemmen 72 dargestellt

den. Diese Dioden können Spezialdioden mit La- werden.

dungsspeicher-Charakteristiken sein. Ein umgekehr- Die Arbeitsweise der Schaltung wird nunmehr in ter Strom wird durch die Rückwärts-Vorspannung Verbindung mit dem Zeitdiagramm nach F i g. 2 beder Diode 20 nach dem ersten Anlegen einer Vor- schrieben. Es werden dort drei Züge von Schaltwärts-Vorspannung (und also eines Vorwärtsstromes) 15 Signalen gezeigt. Diese Signale können als ein Dreierzeugt. Die Dioden 30, 30 a bilden M Ausgänge der phasen-Zeitgebersignal betrachtet werden, das zum Schaltung. Der Wert von M wird durch die Art der Abtasten der Zustände der Schaltung verwendet Tunneldiode 24, die geforderten Toleranzen, den wird. In ähnlicher Weise werden drei Züge von Wert des Spitzenstrames der Tunneldiode 24 usw. Rückstellsignalen gezeigt, welche als Dreiphasenbestimmt. Die Diode 30 kann auch als eine von N 20 Zeitgebersignal betrachtet werden können, die zum Eingangsdioden 30 und 306 angesehen werden, die Rückstellen der Tunneldioden der Schaltungen bezum Koppeln unabhängiger Stufen benutzt werden. nutzt werden. Die Arbeitsweise der Schaltung ist Die Eingangskopplungsdiode 76 kann somit in jeder nicht auf dreiphasige Schalt- und Rückstell-Zeit-Hinsicht den Dioden 30 ähnlich sein. gebersignale beschränkt. Besser wird jedoch diese

Die Kopplungsdiode 30 ist so geschaltet, daß von 25 Darstellung als leicht verständliches Ausführungsder vorhergehenden Stufe zur nachfolgenden, bei- beispiel gegeben, bei dem jede Stufe, nämlich die spielsweise von der Stufet zur StufeB, Strom fließt. Stufend, B und C, ein besonderes Zeitgeberschalt-Die Kathode der Kopplungsdiode 30 liegt an dem signal und ein besonderes Zeitgeberrückstellsignal einen Ende der Primärwicklung 38 eines Transfer- besitzt, ohne daß sich die Probleme überschneiden, mators Γ2. Das andere Ende der Wicklung 38 liegt 30 Zusätzlich können mit dem dargestellten Beispiel an einer Potentialquelle 32. Diese ist ähnlich der die Stufen zu verschiedenen Zeiten (wenn gewünscht) Potentialquelle 10, mit dem Unterschied, daß beide geschaltet und zurückgestellt werden; es können aber Quellen ihre Impulse zu verschiedenen Zeiten lie- auch benachbarte Stufen in richtiger Reihenfolge gefern. Tatsächlich kann die Potentialquelle 32 ein schaltet oder zurückgestellt werden, um die Weiterverzögerter Ausgang von der Quelle 10 sein. Die 35 gäbe der Information von Stufe zu Stufe ohne fehler-Sekundärwicklung 40 des Transformators Γ 2 liegt hafte oder schädliche Verschiebungen zu gewährüber einem Widerstand 36 (1000 bis 1500 Ohm) an leisten.

der Quelle 34. Zusätzlich ist eine Rückwärtsdiode 42 Die Pegel der Eingangssignale sind willkürlich beiähnlich der Rückwärtsdiode 30) zwischen die Wick- stimmt. Dieses Signal soll nicht eine Beschränkung lung 40 und eine Quelle 64 (ähnlich der Quelle 22) 40 der Arbeitsweise der Schaltung nahelegen. Das Eingeschaltet. Das andere Ende der Wicklung 40 liegt gangssignal könnte auch ein Impulsignal sein,
an der Anode einer Tunneldiode 44, deren Kathode Die auf Dioden und Tunneldioden einwirkenden geerdet ist. Die Tunneldiode 44 ist vorzugsweise ahn- Signale haben einen hohen Pegel, wenn ein Stromlich, aber nicht notwendigerweise identisch der fluß hervorgerufen wird. Eine vorwärts vorgespannte Tunneldiode 24. An der Anode der Tunneldiode 44 45 Diode und eine Tunneldiode im Zustand hohen liegt auch die Kathode einer Diode 46 (ähnlich der Potentiales stehen unter dem Einfluß eines Signals Rückstelldiode 26). Die Anode der Diode 46 ist mit hohen Pegels. Ein Signal niedrigen Pegels bewirkt einer Quelle 66 verbunden, die ähnlich der oben- eine Vorspannung einer Diode in umgekehrter Richerwähnten Quelle 28 ist. Die M Ausgänge, die von tung und einen Zustand niedrigen Potentials an einer der Schaltung abgeleitet werden, werden durch Dio- 50 Tunneldiode.

den 48 und 48 a dargestellt. Diese Dioden dienen In der Zeitperiode T₁ liegt ein Hochpegelsignal

zum Koppeln aufeinanderfolgender Stufen, ähnlich an der Eingangsklemme 12. Das Hochpegelsignal

der Diode 30. besitzt ein Potential von etwa +400 Millivolt. Dieses

Die Kopplungsdioden 48 und 48 a stellen N Ein- Potential wird an die Anode der Eingangskopplungsgänge der Schaltung dar, die durch die gestrichelte 55 diode 76 gelegt. Die Kathode der Diode 76 ist über Linie C umrahmt ist. Die Kathoden dieser Kopp- Wicklung 14 mit der Quelle 10 verbunden. Da die lungsdioden liegen an einem Ende der Primärwick- Quelle 10 zur Zeitperiode T₁ ein Niedrigpegelsignal lung 50 eines Transformators Γ3. Das andere Ende führt, wird die Diode 76 vorwärts vorgespannt. Über der Wicklung 50 ist mit einer Quelle 68 verbunden, Diode 76 fließt Strom durch die Wicklung 14 zur die den Quellen 10 und 34 ähnlich ist mit der Aus- 60 Quelle 10. Zur Zeitperiode T₁ wird auch ein Rücknahme, daß die Quelle 68 das Zeitgebersignal zu Stellsignal durch die Quelle 28 angelegt. Da die Tununterschiedlichen Zeiten als sowohl die Quelle 10 neldiode 24 durch die Quelle 34 und den Widerstand als auch die Quelle 34 führt. Die Sekundärwicklung 18 in bistabiler Weise vorgespannt ist, kann sie in 52 des Transformators Γ 3 liegt mit seiner ersten einen ihrer stabilen Arbeitszustände gebracht wer-Klemme über dem Widerstand 54 (1000 bis 65 den. Das Rückstellsignal mit positivem Potential (in 1500 Ohm) der Potentialquelle 34. Die Wicklung 52 bezug auf Erde) liegt über Diode 26 an die Anode liegt über eine Rückwärtsdiode 56 an einer der Tunneldiode 24. Folglich befindet sich zur Zeit-Quelle 70. Diese Quelle 70 entspricht den Quellen periode T₁ die Tunneldiode 24 in ihrem unteren Zu-

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stand hohen Potentials. Die Quelle 32 liefert zur liehe Wiederzunahme des Stromes versucht eine Zeitperiode T₁ ein Niedrigpegelsignal, wodurch die Änderung des magnetischen Flusses am Transforma-Kopplungsdiode 30 durch das an der Anode der tor Tl. Diese Flußänderung ist derart, daß sie an Tunneldiode 24 erzeugte hohe Potential vorwärts der Wicklung 16 eine Potentialdifferenz induziert, gespannt wird. 5 Diese Potentialdirlerenz ist so gepolt, daß ein Strom

Zur Zeitperiode T₂ bleibt das Eingangssignal an erzeugt wird, der in die Tunneldiode fließt. Die aus Klemme 12 ein Hochpegelsignal. Die Quelle 10 führt Quelle 34 und Widerstand 18 gebildete Konstantin der Zeitperiode T₂ ein Hochpegelschaltsignal^. stromquelle kann keinen zusätzlichen Strom liefern. Dieses Hochpegelsignal liegt an einem Ende der Die Rückwärtsdiode 20 ist jetzt vorwärts vorge-Wicklung 14. Dadurch wird die Diode 76 umgekehrt io spannt und ist im Zustand hoher Impedanz und vorgespannt und der Stromfluß durch die Wicklung kann daher nicht als stromführender Zweig wirken. 14 gesperrt; wegen Fehlens einer Potentialdifferenz Da ein geschlossener Kreis, der Strom liefern

fließt kein Strom durch Wicklung 14. Das vorher um könnte, nicht zur Verfügung steht, schaltet die Tun-

die Wicklung entstandene magnetische Feld bricht neldiode24 nicht ihren Zustand hoher Impedanz, zusammen, und ein entgegengesetzt gerichteter Strom 15 wenn das Schaltsignal A bei einem Eingangssignal

wird in der induktiv gekoppelten Wicklung er- hohen Pegels fehlt.

zeugt, wenn dort ein geschlossener Kreis besteht. Zur Zeitperiode T₄ liefert die Quelle 28 ein Rück-Das heißt, das zusammenbrechende magnetische Stellsignal A, das die Tunneldiode 24 in ihren Hoch-Feld induziert an der induktiv gekoppelten Wicklung spannungsbetriebszustand bringt. Dies geschieht, ein Potential, das in einem geschlossenen Kreis einen 20 weil das Rückstellsignal A das Potential an der Strom erzeugt. Anode der Tunneldiode 24 auf einen ausreichend

Ist die Diode 76 eine Ladungsspeicherdiode, dann hohen Wert bringt. Dieses Potential an der Anode erzeugt das Hochpegelsignal der Quelle 10, wenn es der Tunneldiode 24 wirkt auf die Stufe A, um so groß genug ist, einen umgekehrten Strom in der mehr, als der Strom der Wicklung 16 wegen der geWicklung 14 und der Diode 76. Obgleich nicht not- 25 nannten konstanten Stromquelle und dem Absinken wendig besitzt diese Arbeitsweise den Vorteil der von Rückwärtsdiode 20 und Quelle 22 praktisch Erzeugung eines schärfer definierten umgekehrten konstant bleibt. In ähnlicher Weise wirkt das erStromes in der Wicklung 16 und der Erzeugung höhte Potential an der Anode der Tunneldiode 24 eines größeren umgekehrten Stromes. Die schärfere zu dieser Zeit nicht auf die Betriebsstufe B, weil die Definition des Stromes ist durch die genaue Um- 30 Tunneldiode 44 (der Stufe B) durch das Rückstellkehrung des Stromes durch die Wicklung 14 und die signal B vor dem Schalten der Stufe B durch das sich daraus ergebende Flußänderung bedingt. Die Schaltsignal B wieder eingeschaltet wird. Allgemein größere Stromamplitude ist durch die Tatsache be- ausgedrückt, jeder Strom, der durch Diode 30 und dingt, daß der umgekehrte Strom durch die durch Wicklung 38 zur Quelle 32 fließen könnte, würde in das Sperren des Stromes hervorgerufene Fluß- 35 entgegengesetzter Richtung das durch das Einschaltänderung erzeugt wird, und auch durch den zusatz- signal B erzeugten Stromes fließen, liehen Strom, der sich aus dem durch die Diode 76 Zur Zeitperiode T₅ ist die Arbeitsweise der Schalfließenden umgekehrten Strom ergibt. Besonders be- tung identisch mit der Zeitperiode T₂. In Zeitperiode merkt wird, daß dieses Erfordernis für die Arbeits- T₆ entspncht die Arbeitsweise der Schaltung der zur weise der Schaltung nicht wesentlich ist, daß es aber 40 Zeitperiode T₃. Zur Zeitperiode T₇ verschiebt sich verbesserte Arbeitscharakteristiken ergibt. das Eingangssignal zu einem Signal niedrigen Pegels.

Die Diode 76 führt in der Zeitperiode T₂ keinen Das Eingangssignal bleibt ein Niedrigpegelsignal, bis Strom. Der Strom durch die Wicklung 14 wird so- in der Zeitperiode T₁₈ das Eingangssignal wieder mit unterbrochen, und die sich ergebende Änderung einen hohen Pegel annimmt. Solange das Eingangsdes magnetischen Flusses erzeugt in der Wicklung 45 signal einen niedrigen Pegel hat, welcher dem Basis-16 einen Strom. Dieser Strom ist so gerichtet, daß er signalpegel gleicht, der durch die Quelle 10 erzeugt aus der Tunneldiode 24 herausfließt. Die Quelle 34 wird, ist die Potentialdifferenz an der Diode 76 prak- und der Widerstand 18 vermögen einen praktisch tisch Null. Folglich wird die Diode rückwärts vorgekonstanten Strom zu erzeugen. Die mit der Quelle 22 spannt und läßt keinen Strom hindurch. Weil die verbundene Rückwärtsdiode 20 ergibt einen Pfad 50 Anode durch das Eingangssignal an der Klemme 12 niedriger Impedanz zu einem Stromabfluß. Folglich auf einem Niedrigpegelpotential liegt, führt die bewirkt der an der Wicklung 16 erzeugte Strom oder Diode bis zur Zeitperiode T₁₈ in der das Eingangs-Potentialdifferenz eine Verschiebung des Arbeits- signal auf den hohen Pegel umschaltet, keinen Strom, punktes der Tunneldiode an ihrer Kennlinie und Zur Zeitperiode T₇ wird die Tunneldiode 24 durch Belastungslinie in den Niedervoltbetriebszustand. 55 das Rückstellsignal A wieder auf den Hochspan-Das Potential an der Anode der Tunneldiode 24 nungsbetriebszustand geschaltet. Da die Diode 76 (dem Ausgangspunkt) nimmt einen niedrigen Pegel kernen Strom führt, wodurch ein Ruhestrom durch an. Da die Tunneldiode 24 bistabil arbeitet, bleibt die Wicklung 14 erzeugt wird, wird eine Untersie in dem Zustand niedriger Spannung, bis sie zur brechung dieses Stromes unmöglich, wodurch ein Zeitperiode T₄ durch das Rückstellsignal A wieder in 60 Stromsignal an der Wicklung 16 zum Ändern der den Zustand hoher Spannung gebracht wird. Diese Arbeitsweise der Tunneldiode 24 nicht erzeugt wer-Arbeitsweise entspricht der logischen NODER-Funk- den kann. Folglich verbleibt die Tunneldiode 24 im tion da kein Ausgangssignal auf ein Eingangssignal Hochspannungsbetriebszustand bis zu einer späteren erzeugt wurde. Zeit, nämlich bis zur Periode Γ 20. Zur Zeitperiode

Zur Zeitperiode T₃ bleibt das Potential am Ein- 65 T₁₈ nimmt das Eingangssignal den hohen Pegel ein. gang hoch, aber das Schaltsignal A wird niedrig. Da diese Eingangssignaländerung nicht gleichzeitig

Deshalb wird der Strom durch die Diode 76 und mit einem Einschaltsignal A auftritt, wird die Diode

die Wicklung 14 wieder eingeschaltet. Die anfäng- 76 leitend, und es fließt ein »Ruhezustands«-Strom

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in der Wicklung 14. Dieselben Zustände bestehen an der Anode der Diode 30 α ein Hochpegelsignal ist, während der Zeitperiode T₁₉, weil kein Schaltsignal wird ein Ausgangssignal durch Anlegen des Abtastauftritt, um die Arbeitweise der Schaltung zu signals erzeugt. Das heißt, daß ein Hochpegelsignal an ändern. Das Anlegen des Rückstellsignals A zur der Diode 30 a einen Vorwärtsstrom erzeugt, so daß Zeitperiode T₁₈ kann eine Änderung nicht bewirken, 5 Ladung in der Diode gespeichert wird. Bei einem weil die Tunneldiode 24 sich im Hochspannungs- angenommenen vernachlässigbaren Leckstrom (diebetriebszustand befindet. ser Zustind kann eintreten) wird die Diode im Lade-Zur Zeitperiode T₂₀ ist die Arbeitsweise der Schal- zustand für eine gewisse bestimmbare Zeit verbleitung derjenigen der Zeitperiode T₂ oder T₅ identisch. ben. Das nachfolgende Anlegen des Abtastsignals er-Eine ähnliche Arbeitsweise ergibt sich zur Zeit- io zeugt ein Ausgangssignal, weil eine vollständige periode T₂₃. Das heißt, daß das Anlegen des Schalt- Stromführung wegen eines umkehrbaren Stromes signals A die Diode 76 umgekehrt vorspannt und da- durch die Diode 30 a besteht. Ein richtiger Schaldurch den Strom durch die Wicklung 14 so unter- tungsaufbau ermöglicht es, die Ladungsspeicherungsbricht, daß die Änderung des dadurch erzeugten zeit der Schaltung der Diode 30 a zu steuern und zu Flusses ein Stromsignal in der Wicklung 16 hervor- 15 bestimmen, wodurch das selektive Prüfen des Zuruft. Dieses Stromsignal bewirkt, daß die Tunnel- Standes der Tunneldiode 24, wenn gewünscht, asyndiode 24 in den Niederspannungsbetriebszustand ge- chron durchgeführt werden kann. Der Vorteil dieser schaltet wird. Beim Entfernen des Schaltsignals A Schaltung oder das Arbeitsprinzip gilt auch für jede führt zu den Zeitperioden T₂₁, T₂₂, T₂₄ und T₂₅ die der anderen Schaltungen nach F i g. 1. Diode 76 wegen des Hochpegeleingangssignals Strom. 20 In der Stufe B der F i g. 1 sind die maßgebenden Der Strom durch die Diode 76 erzeugt wieder in der Schaltelemente die Diode 30 und die Tunneldiode Wicklung 14 das Stromsignal, das zum Schalten der 44. Die Diode 30 folgt dem Ausgangssignal der Tunneldiode 24 notwendig ist. Zu den Zeitperioden Stufe/1, in der das Ausgangssignal von der Anode T₂₂ und T₂₆ schaltet das Rückstellsignal A die Tun- der Tunneldiode 24 abgeleitet wird. Zur Zeitneldiode 24 wieder auf den Hochspannungsbetriebs- 25 periode T₁ besitzt also die Diode 30 das Hochpegelzustand. Diese Arbeitsweise der Schaltung wird in potential an ihrer Anode und ein Niedrigpegelpoten-F i g. 2 gezeigt. Zur Zeitperiode T₂₆ schaltet das Ein- tial an ihrer Kathode. Das Hochpegelpotential der gangssignal auf den niedrigen Pegel und bleibt dort. Anode wird von der Tunneldiode 24 und das Niedrig-Die Diode 76 folgt dem Eingangssignal, wodurch so pegelpotential werden über die Wicklung 38 aus der lange kein Strom fließt, wie das Eingangssignal nie- 30 Quelle 32 geliefert. Wegen dieser Potentialdifferendrig bleibt. Da keine Stromsignale an die Wicklung zen kann die Diode 30 Strom in Vorwärtsrichtung 14 gelegt werden, können in der Wicklung 16 durch führen (dies wird durch ein Hochpegelsignal in Anlegen eines Schaltsignals A keine Signale induziert F i g. 2 dargestellt). Der Strom durch die Diode 30 werden. Folglich verbleibt die Tunneldiode 24 im fließt durch die Wicklung 38 des Transformators Γ 2 Hochspannungsbetriebszustand. Zur Zeitperiode T₂₆ 35 zur Quelle 32. Die Tunneldiode 44 möge sich zur war das Eingangssignal bereits niedrig, wodurch die Zeitperiode T₄ im Hochpegelzustand infolge der AnDiode schon beim Anlegen eines Schaltsignals A ab- Wendung eines früheren Wiedereinschaltsignals B geschaltet war. Folglich wird dieses Schaltsignals befinden.

wie bei anderen Signalen, bei denen kein Eingangs- Zur Zeitperiode T₂ schaltet die Tunneldiode 24 in signal angelegt ist, die Tunneldiode 24 nicht schal- 40 den Niederspannungsbetriebszustand. Ein Niedrigten. Diese Arbeitsweise setzt ideale Schaltelemente pegelpotential liegt somit an der Anode der Diode voraus, insbesondere Dioden, die praktisch sofort 30. Folglich ist die Diode 30 in Sperrichtung vorgemit einem angelegten Potential ein- bzw. abschalten. spannt, und es fließt kein Strom durch sie. Die Stehen Schaltelemente von solcher Arbeitsweise Stromunterbrechung bewirkt keine Änderung des nicht zur Verfügung, können bestimmte Verzögerun- 45 Zustandes der Tunneldiode 44, weil das Rückstellgen in die Schaltung oder an anderer Stelle eingebaut signal B zu dieser Zeit auftritt. Obwohl also der werden. Diese Verzögerungen verhüten ein uner- Tranformatorstrom die Tunneldiode umzuschalten wünschtes Überschneiden benachbarter Signale. versucht, überschreitet das Rückstellsignal der Quelle Die Verzögerung, die infolge der Ladungsspeicher- 66 die Wirkung des schaltenden Signals. Eine ähndioden, beispielsweise der Diode 30 a, auftritt, kann 50 liehe Arbeitsweise gilt für die Zeitperioden T₄ und einen asynchronen (oder synchronen) Ausgang für T₅. Zur Zeitperiode T₆ (gleich der Zeitperiode T₃) die Schaltung ergeben. Die Kathode der Diode 30 a ist die Diode 30 wegen der niedrigen Spannung an ist an eine nicht dargestellte Primärwicklung eines ihrer Anode über die Tunneldiode 24 umgekehrt voranderen Transformators angeschlossen, die ähnlich gespannt, so daß das Anlegen des Einschaltsignals B der Wicklung 38 ist. Die Diode 30 besitzt an ihrer 55 keinen Schaltstrom in der Wicklung 40 hervorruft, Anode gemäß dem Arbeitszustand der Tunneldiode wodurch die Tunneldiode 44 im Hochspannungs-24 einen bestimmten Signalzustand. Dieser Signal- betriebszustand verbleibt.

zustand kann durch Anlegen eines Abtastsignals an Zur Zeitperiode T₇ leitet die Diode 30, weil das ein anderes Ende der Wickung (nicht dargestellt) be- Ausgangssignal der Tunneldiode 24 ein Hochpegelstimmt oder festgestellt werden. Das Feststellen des 60 signal wird. Das Leiten der Diode 30 bewirkt wieder Zustandes der Tunneldiode 24 wird wegen der La- einen Ruhestrom durch die Wicklung 38. Dieser dungsspeichereigenschaft der Diode 30 α in ähnlicher Ruhestrom besteht weiter, bis die Diode 24 zur Zeit-Weise wie die Signalfeststellung über die Diode 30 periode T₂₉ schaltet. Die Schaltsignale der Quelle 32 durchgeführt. Wenn insbesondere an der Anode der sind ausreichend groß, um die Diode 30 umgekehrt Diode 30 a ein Signal mit niedrigem Pegel besteht, 65 vorzuspannen, wodurch der Strom durch die Wickerzeugt das über die Wicklung angelegte Abtastsignal lung 38 unterbrochen wird. Tatsächlich fließt, wenn wegen der umgekehrten Vorspannung der Diode kein die Diode 30 eine Ladungsspeicherdiode ist, ein um-Ausgangssignal. Wenn andererseits der Signalzustand gekehrter Strom durch die Wicklung 38 und die

Diode 30 während, derjenigen Zeit, in der die gespeicherte Ladung beseitigt ist. Die Einschaltsignale B, die die Diode 30 umgekehrt vorspannen, bewirken eine Unterbrechung des Stromes durch die Wicklung 38. Wie im Fall des Transformators Γ1 bewirkt die Unterbrechung des Stromes in der Wicklung 38 des Transformators T 2 ein Zusammenbrechen des magnetischen Feldes um diese Wicklung, so daß die Änderung des magnetischen Flusses an der Wicklung 40 auftritt und dadurch einen Strom an dieser Wicklung erzeugt. Dieser Strom ist wegen der Ausbildung des Transformators wiederum so gerichtet, daß Strom aus der Tunneldiode 44 zur Quelle 64 über die niedrige Impedanzleitung der Rückwärtsdiode 42 fließt. Zu den Zeitperioden T₉, T₁₂, T₁₅ und T₁₈ wird deshalb die Tunneldiode 44 auf den Niederspannungsbetriebszustand geschaltet. Mit dem Entfernen des Schaltsignals B der Quelle 32 setzt somit der Strom durch die Diode 30 wieder ein, wie im ■ Diagramm zu sehen ist. Die Tunneldiode 44 wird während der Betriebsperioden T₁₁, T₁₄, T₁₇ und T₂₀ auf den Hochspannungszustand zurückgestellt. Die Arbeitsweise der Schaltung in den Zeitperioden T₂₀ bis T₂₈ ist ähnlich der vorhin beschriebenen Arbeitsweise, bei der sich die Tunneldiode 24 im Niederspannungsbetriebszustand befand und ein Niedrigpegelausgangssignal erzeugte. Diese Arbeitsweise der Schaltung in der Zeitperiode T₂₇ ist identisch der vorhin beschriebenen, bei der sich die Tunneldiode im Hochspannungsbetriebszustand befand und ein Hochpegelausgangssignal erzeugte. Wenn sich die Tunneldiode 24 im Niederspannungsbetriebszustand befindet, der ein Niedrigpegelsignal darstellt, befindet sich die Tunneldiode 44 im Hochspannungsbetriebszustand. Es wird also logische Funktion NODER durch die Stufe B der Schaltung erzeugt.

In der Stufe C sind die maßgebenden Schaltelemente die Diode 48 und die Tunneldiode 58. Während der Zeitperioden T₁ bis T₈ befindet sich die Tunneldiode 44 im Hochspannungsbetriebszustand, wodurch ein Hochpegeleingangssignal an die Diode 48 gelegt wird. Folglich ist die Diode 48 normalerweise leitend, und es fließt ein Ruhestrom durch die Wicklung 50 des Transformators Γ3. Die Schaltsignale C werden zu den Zeitperioden T₁, T₄ und T₇ angelegt. Diese Signale spannen die Diode 48 in Sperrichtung vor, und dadurch wird der Strom durch sie unterbrochen. Die umgekehrte Vorspannung der Diode 48 unterbricht den Strom durch die Wicklung 50, wodurch durch den Zusammenbruch des magnetischen Feldes um den Transformator Γ 3 in die Wicklung 52 ein Strom induziert wird. Dieser induzierte Strom fließt von Erde über die Tunneldiode 58 und die Rückwärtsdiode 56 (die von niedriger Impedanz ist) zur Quelle 70. Die Tunneldiode 58 wird also durch Erzeugen eines Stromsignals in der Wicklung 52 zu den Zeitperioden T₁, T₁ und T₇ in den Niederspannungsbetriebszustand geschaltet. Die Tunneldiode wird zu den Zeitperioden T₃ und T₇ durch das Rückstellsignal C in den Hochspannungsbetriebszustand zurückgestellt. Zur Zeitperiode T₉ wird die Tunneldiode 44 in den Niedervoltbetriebszustand geschaltet, wodurch ein Niedrigpegelsignal erzeugt wird. Die Diode 48 wird also wegen des Niedrigpegelsignals an ihrer Anode umgekehrt vorgespannt. Auch zur Zeitperiode T₉ bewirkt das Rückstellsignal C, daß die Tunneldiode 58 in den Hochspannungsbetriebszustand zurückgestellt wird. Die Diode 48 folgt den Eingangssignalen, die durch die Tunneldiode angelegt werden. Folglich ist zu den Zeitperioden T₁₁, T₁₄ und T₁₇ auch die Diode 48 leitend, wodurch gleichzeitig mit dem Anlegen eines Schaltsignals C kein Strom durch die Wicklung 40 erzeugt wird. Deshalb zeigt sich in der Wicklung 52 des Transformators Γ 3 keine Änderung, durch die eine Änderung in der Tunneldiode 58 entstehen könnte. Die Tunneldiode 58 bleibt also von der Zeitperiode T₉ bis zur Zeitperiode T₂₁ im Hochspannungsbetriebszustand. Zur Zeitperiode T₂₀ wird die Tunneldiode 44 in den Hochspannungsbetriebszustand geschaltet. Die Diode 48 folgt diesem Signal und wird leitend. Zu den Zeitperioden T₂₂ und T₂₅ werden somit Schaltsignale C durch die Quelle 68 angelegt, und dadurch wird die Diode 48 umgekehrt vorgespannt und der Strom durch die Wicklung 50 unterbrochen. In der Wicklung 52 wird durch den Zusammenbruch des magnetischen Feldes um den Transformator Γ 3 ein Stromsignal hervorgerufen, so daß der Strom durch die Tunneldiode 58 und durch die Rückwärtsdiode 56 zur Quelle 70 fließt. Die Tunneldiode 58 wird also zu den Zeitperioden T₂₂ und T₂₅ in den Niederspannungsbetriebszustand geschaltet. Zu den Zeitperioden T₂₄ und T₂₇ werden die Rückstellsignale C durch die Quelle 72 über die Diode 60 angelegt, so daß die Tunneldiode 58 in ihren Hochspannungsbetriebszustand zurückgeschaltet wird. Die Arbeitsweise der Schaltung von der Zeitperiode T₂₄ an ist ähnlich derjenigen von der Zeitperiode T₉ bis zur Zeitperiode T₁₉. Das heißt, die Diode 48 ist nicht gleichzeitig mit dem Anlegen eines Schaltsignals C leitend. Folglich bleibt die Tunneldiode 58 im Hochspannungsbetriebszustand, wodurch wieder ein Hochpegelsignal erzeugt wird. Die Tunneldioden 44 und 58 befinden sich in entgegengesetzten Betriebszuständen, wodurch die logische NODER-Funktion durch die Schaltung erzeugt wird.

Alle Arbeitsweisen der Schaltung oder der in den Stufen A, B oder C, die von den zugehörigen gestrichelten Umrahmungen umgeben sind, gezeigten Schaltungsteile folgen denselben Arbeitsprinzipien. In Kaskade geschaltete NODER-Kreise ergeben die Gattung einer Schiebeschaltung oder eines Schieberegisters. Dies stelle aber keine Beschränkung der Arbeitsweise der Schaltung dar, vielmehr kann jede einzelne Schaltung oder Stufe auch unabhängig arbeiten.

Die Schaltelemente und deren Werte sind ebenfalls keine Beschränkung der Erfindung. Die Abänderungen der verschiedenen Elemente können so weit durchgeführt werden, solange der Erfindungsgedanke in diesen Abänderungen erhalten bleibt. Sie fallen in den Umfang dieser Beschreibung. Die Kopplungsdioden brauchen nicht notwendigerweise Ladungsspeicherdioden zu sein, vielmehr können sie auch von einer anderen Art handelsüblicher Gleichrichterdioden sein. Die übrigen Dioden können auch durch Ladungsspeicherdioden ersetzt werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. NODER-Schaltung mit mindestens einem Halbleiterelement mit zwei Bereichen positiven und einem dazwischenliegenden Bereich negativen Widerstandes, in dessen von einer Konstantstromquelle und einer Taktgeberimpulsquelle gespeistem Stromkreis die Sekundärwicklung eines Transformators liegt, dessen Primärwicklung zwi-

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sehen Signaleingang und eine weitere Taktimpulsquelle geschaltet ist, nach Patent 1171952, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Taktimpulsquelle (10, 32, 68) Impulse mit einer den Eingangsimpulssignalen entgegengesetzten Richtung und mindestens deren Größe zum Unterbrechen des durch die Eingangsimpulssignale erzeugten Stromes liefert, daß eine Tunneldiode (24, 44, 58) so an die Sekundärwicklung (161, 40, 52) geschaltet ist, daß der in der Sekundärwicklung erzeugte Strom den Arbeitspunkt der Tunneldiode in einen anderen stabilen Betriebszustand verschiebt, und daß die mit der Tunneldiode verbundene Taktgeberimpulsquelle (28, 66, 72) die Tunneldiode wieder einschalten kann.

2. NODER-Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang zum Empfang der Eingangssignale über eine Halbleiterdiode (76, 30, 48) mit Ladungsspeicherwirkung an die Primärwicklung (14, 38, 50) des Transformators angeschlossen ist.

3. NODER-Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Sekundärwicklung (16, 40, 52) des Transformators ein Stromkreis niedriger Impedanz verbunden ist, welcher ein veränderbares Impedanzelement (20, 42, 56) enthält.

4. NODER-Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das veränderbare Impedanzelement eine mit Rückwärtspolarität geschaltete Tunneldiode (20, 42, 56) ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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