-
Elektronischer Taktgenerator Die Erfindung bezieht sich auf einen
elektronischen Taktgenerator zur Erzeugung einer Impulsfolge mit einer bestimmten
Anzahl von Impulsen innerhalb einer bestimmten Zeit unter Verwendung eines Koinzidenzgatters.
-
Es ist bekannt, als Taktgenerator zu diesem Zweck einen LC-Oszillator,
welcher beispielsweise auch mit einem Quarz stabilisiert sein kann, zu verwenden.
Derartige Taktgeneratoren besitzen jedoch in nachteiliger Weise eine bestimmte Einschwingdauer,
und außerdem ist eine Frequenzmodulation der erzeugten Impulsfolge unvermeidbar.
-
Als Taktgeneratoren zur Erzeugung einer Impulsfolge mit einer bestimmten
Anzahl von Impulsen können außerdem Multivibratoren, Ringzähler oder ähnliche Schwingungserzeugungsschaltungen,
bei welchen RC-Glieder als frequenzbestimmende Elemente eingeschaltet sind, verwendet
werden. Bei dieser Art von Taktgeneratoren entstehen im Betrieb Schwierigkeiten,
da sich die Taktfrequenz in starkem Maß in Abhängigkeit von der Temperatur ändert.
-
Aus der deutschen Patentschrift 853 764 ist außerdem eine Schaltung
zur Erzeugung einer Folge von Impulsen innerhalb der Impulsdauer einer vorgegebenen,
impulsförmigen Steuerspannung bekannt. Diese Steuerspannung wird einem aus mehreren
Verstärkerelementen bestehenden Schaltungsteil zugeführt, wobei eine Steuerpentode
nach Art eines Koinzidenzgatters mit zwei Eingängen und einem Ausgang betrieben
wird. Die Steuerspannung liegt am Bremsgitter dieser Pentode, an die eine Impulsformerstufe
und in Serie dazu eine Laufzeitkette angeschaltet sind. Zur Impulsbildung ist bei
dieser bekannten Schaltung ein Sperrschwinger mit einem Kippgenerator notwendig.
-
Der Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zugrunde, einen Taktgenerator
zur Erzeugung einer Impulsfolge mit einer bestimmten Anzahl von Impulsen innerhalb
einer bestimmten Zeit mit bedeutend geringerem elektrischem Schaltungsaufwand zu
schaffen, bei dem außerdem die genannten Nachteile und Schwierigkeiten der bekannten
Taktgeneratoren nicht auftreten. Gemäß der Erfindung, die sich auf einen elektronischen
Taktgenerator der eingangs genannten Art bezieht, wird diese Aufgabe in der Weise
gelöst, daß an den einen Eingang des mit zwei Eingängen versehenen Gatters eine
Torschaltung angeschlossen ist, welche während der bestimmten Zeit einen Torimpuls
abgibt, und daß zwischen dem Ausgang des Gatters und dem anderen Eingang des Gatters
eine Negationsstufe und eine Laufzeitkette mit einer Verzögerungszeit entsprechend
der halben Impulsfolgedauer eingeschaltet sind. Die Impulsfolge wird von der Laufzeitkette
abgenommen. Durch die Einschaltung einer gewöhnlichen Negationsstufe ergibt sich
demnach gegenüber der zuletzt beschriebenen bekannten Schaltung, bei der ein Sperrschwinger
mit einem Kippgenerator vorgesehen ist, eine bedeutende Vereinfachung. Im einfachsten
Fall ist die Impulsdauer genau gleich groß wie die Pausendauer, d. h., jede dieser
beiden Zeiten beträgt die halbe Taktperiodendauer. Bei einem Impulsdauer-Taktperiodendauer-Verhältnis
von 1 : 2 setzt die Impulsfolge auf einer bestimmten Anzahl von Impulsen genau mit
der Vorderflanke des Torimpulses ein. Bei Impulsdauer-Taktperiodendauer-Verhältnissen,
welche ungleich 1:2 sind, setzt die Impulsfolge zu einem festen Zeitpunkt während
der ersten halben Taktperiode ein.
-
Ein von dem Wert 1 :2 abweichendes Impulsdauer-Taktperiodendauer-Verhältnis
läßt sich in zweckmäßiger Weise dann erreichen, wenn an der Laufzeitkette eine oder
mehrere Anzapfungen vorgesehen sind, welche jeweils unmittelbar oder über eine Umkehrstufe
an einen der Eingänge eines zusätzlichen, zwei Eingänge aufweisenden Gatters geführt
sind, und wenn der andere Eingang jedes der zusätzlichen Gatter unmittelbar oder
über eine Umkehrstufe mit dem Eingang der Laufzeitkette verbunden ist.
-
Als aktive Elemente werden in vorteilhafter Weise Halbleiterbauelemente
eingeschaltet. Mehrere Schaltelemente des Taktgenerators lassen sich außerdem in
einfacher Weise zu einer integrierten Schaltungsanordnung zusammenfassen, so daß
die Gesamtschaltung sehr kleine Abmessungen annehmen kann.
-
Im folgenden sollen die Erfindung und weitere Einzelheiten an Hand
zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert werden: In F i g. 1 ist das Schaltbild
eines elektronischen Taktgenerators dargestellt, bei welchem an einen
Eingang
2 eines UND-Gatters 1 der Ausgang einer Torschaltung 6 geführt- ist. Der
Ausgang des= UND-Gatters 1 ist über eine Negationsstufe 4 und eine Laufzeitkette
5 mit dem zweiten Eingang 3 des UND-Gatters 1 verbunden. Die Impulsfolge mit einer
bestimmten Anzahl von Impulsen wird an der Klemme 7 vor der Laufzeitkette 5 abgenommen.
-
Die Wirkungsweise der Schaltung sei, an Hand von F i g. 2 erklärt.
An den Eingang 2 des Gatters 1 wird von der Torschaltung 6 für die
Torimpulsdauer T L-Signal geführt. An der Klemme 7 herrscht vor Ankunft des Torimpulses
L-Signal, da die Negationsstufe 4 das jeweilige Ausgangssignal des Gatters 1 .umkehrt.
Am Eingang 3 des Gatters 1 besteht ebenfalls L-Signal, welches um die Verzögerungszeit
t 1 der Laufzeitkette 5 länger anhält als das L-Signal an der Klemme 7. Bei Auftreten
des Torimpulses am Eingang 2, also eines L-Signals, entsteht an der Klemme 7 0-Signal,
welches genau für die Verzögerungszeit t1 der Laufzeitkette 5 anhält. An der Klemme
7 tritt eine Impulsfolge mit einer bestimmten Anzahl von Impulsen mit einem Verhältnis
t1 : t2 = 1: 2 auf, wobei t2 die Taktperiodendauer darstellt, während
am Eingang 3 dieselbe Impulsfolge um die Verzögerungszeit t 1 verzögert, auftritt.
Taktstart und Taktstop an der Klemme 7 erfolgen entsprechend dem am Eingang
2 angelegten Torimpuls.
-
In F i g. 3 ist ein Beispiel für eine Schaltungsanordnung eines Taktgenerators
angegeben, mit welchem sich vom Wert 1:2 abweichende Impulsdauer-Taktperiodendauer-Verhältnisse
erreichen lassen. An den Eingang 2 des UND-Gatters 1 werden, wie bei der Schaltungsanordnung
nach F i g. 1, die Torimpulse von der Torschaltung 6 geführt. Zwischen dem Ausgang
des Gatters 1 und dessen anderen Eingang 3 ist über die Negationsstufe
4 und die Laufzeitkette 5 eine Verbindung vorgesehen. Die Laufzeitkette 5
weist einen Abgriff 8 auf, welcher einerseits unmittelbar an den einen Eingang
15 eines ODER-Gatters 13 und andererseits über eine Inverterstufe 18 an den einen
Eingang 11 eines weiteren UND-Gatters 9 geführt ist. Der zweite Eingang 14 des ODER-Gatters
13 ist unmittelbar und der zweite Eingang 10 des UND-Gatters 9 über
eine Inverterstufe 17 mit der Klemme 7 vor der Laufzeitkette 5 verbunden. Die beiden
Gatter 9 und 13 sind jeweils ausgangsseitig negierte Gatter. Die Ausgangsklemme
des UND-Gatters 9 ist mit 12 und die Ausgangsklemme des ODER-Gatters mit 16 bezeichnet.
-
Die Schaltzustände der einzelnen Gatter sind an Hand von F i g.. 4
erläutert. Am Eingang des Gatters 1 besteht für die Torimpulsdauer T L-Signal. An
der Klemme 7 herrscht bis zum Beginn des Torimpulses L-Signal. Am Abgriff
8 der Laufzeitkette 5 besteht, um die Verzögerungszeit t3 des Teilstückes
der Laufzeitkette 5 verlängert, ebenfalls L-Signal. An der Klemme 7 tritt ein Impulsdauer-Taktperiodendauer-Verhältnis
von 1 : 2 auf, während am Abgriff 8 dasselbe Signal um die Zeit t3 verzögert auftritt.
Am Eingang 14 des ODER-Gatters 13 herrscht das gleiche Signal wie an der Klemme
7 und am Eingang 15 das gleiche Signal wie beim Abgriff B. Die Impulsfolge mit einer
bestimmten Anzahl von Impulsen am Ausgang 16 des ODER-Gatters 13 setzt exakt zu
einem festen Zeitpunkt während der ersten halben Taktperiode, nämlich um die Zeit
t3 von Beginn des Torimpulses verspätet, ein. Am Eingang 10 des UND-Gatters
9 tritt die gleiche Impulsfolge, nur in umgekehrter Form, auf wie an der Klemme
7. Am Eingang 11 des UND-Gatters 9 herrscht ein um die Zeit t3 verzögerter Signalablauf.
Es entsteht am Ausgang12 des Gatters 9 eine Impulsfolge, welche ebenfalls exakt
um-die Zeit t3 später als der Torimpuls einsetzt, nur in umgekehrter Form wie die
am Ausgang 16 des ODER-Gatters 13 entstehende Impulsfolge.
-
Eine derartige Impulsfolge mit einer bestimmten Anzahl von Impulsen
hat z. B. eine Anwendung in Sekundärradargeräten, wobei z. B. ein Teilungsverhältnis
von Impulsdauer : Taktperiodendauer = 0,45: 2,45 (Rs/Rs) bei einer Torimpulsdauer
von etwa 25... 100 lis in Betracht kommt.
-
Ein Taktgenerator mit dem exakten Teilungsverhältnis Impulsdauer :
Taktperiodendauer von 1 : 2 läßt sich beispielsweise in Radaranlagen zur Entfernungsmessung
verwenden Mit der während des Torimpulses auftretenden Impulsfolge wird z. B. ein
Schieberegister als Zähleinrichtung angesteuert.
-
Die Genauigkeit der Taktfrequenz ist nur abhängig von den Schaltzeiten
der verwendeten aktiven Elemente und von den Eigenschaften der Laufzeitkette.