DE1280925B - Binary stage with a galvanically coupled trigger circuit - Google Patents

Binary stage with a galvanically coupled trigger circuit

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DE1280925B DE1966L0053898 DEL0053898A DE1280925B DE 1280925 B DE1280925 B DE 1280925B DE 1966L0053898 DE1966L0053898 DE 1966L0053898 DE L0053898 A DEL0053898 A DE L0053898A DE 1280925 B DE1280925 B DE 1280925B
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Description

Binärstufe mit einer galvanisch gekoppelten Kippschaltung Die Erfindung betrifft eine Binärstufe, bestehend aus einer galvanisch gekoppelten bistabilen Kippschaltung, die einen Speicherausgang A und einen dazu antivalenten Ausgang Ä aufweist und durch Taktsignale T sowie deren intivalente Signale T angesteuert wird. Eine derartige Binärstufe, die eine Frequenzuntersetzung im Verhältnis 2: 1 bewirkt, wird mit besonderem Vorteil zum Aufbau von sogenannten statischen Binärzählern verwendet, die gegenüber den Zählern, deren Binärstufen aus dynamisch gekoppelten Kippschaltungen aufgebaut sind, einmal eine erheblich höhere Zählsicherheit aufweisen und zum anderen im wesentlichen nicht von der Form der Zählimpulse abhängen.Binary stage with a galvanically coupled multivibrator The invention relates to a binary stage consisting of a galvanically coupled flip-flop, having a memory output, and an A to antivalent output Ä and is controlled by clock signals T and their intivalente signals T. Such a binary stage, which effects a frequency reduction in the ratio of 2: 1 , is used with particular advantage for the construction of so-called static binary counters, which, compared to the counters whose binary stages are made up of dynamically coupled flip-flops, on the one hand have a significantly higher counting reliability and on the other hand in the do not depend essentially on the form of the counting pulses.

Bekannte statische Zähler benötigen pro Binärstufe zwei statische Speicher, d. h. erhöhten Aufwand gegenüber den dynamischen Zählern. Außerdem treten Probleme auf, wenn Zählimpulse in unregelmäßiger Folge anfallen.Known static counters require two static memories per binary level, i. H. increased effort compared to dynamic counters. In addition, problems arise when counting pulses occur in an irregular sequence.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und dennoch die bekannten Vorteile der statischen Technik auf Zählschaltungen anzuwenden.The invention is based on the object of avoiding these disadvantages and still apply the known advantages of static technology to counting circuits.

Ausgehend von einer Binärstufe, bestehend aus einer galvanisch gekoppelten bistabilen Kippschaltung, die einen Speicherausgang A und einen dazu antivalenten Ausgang 7f aufweist und durch Taktsignale T sowie deren antivalente Signale 7' angesteuert wird, gelingt dies gemäß der Erfindung dadurch, daß ein Verzögerungsglied (6) mit einem vorgeschalteten UND-Glied (11, 12, 13), dessen Eingangssignale 7 und Ä sind, vorgesehen ist, dessen den ursprünglichen Schaltzustand wiedergebende Ausgangsgröße (C) mittels einer weiteren UND-Verknüpfung (Steuer-UND-Glied 8, 9, 1-0) konjunktiv mit den Signalen verknüpft ist, wobei das Ausgangssignal dieser UND-Verknüpfung die Stufe umschaltet.Starting from a binary stage, consisting of a galvanically coupled bistable multivibrator, which has a memory output A and an output 7f that is complementary thereto and is controlled by clock signals T and their complementary signals 7 ' , this is achieved according to the invention in that a delay element (6) with an upstream AND element (11, 12, 13), the input signals of which are 7 and A , the output variable (C) of which represents the original switching state by means of a further AND link (control AND element 8, 9, 1 -0) is conjunctively linked with the signals, whereby the output signal of this AND link switches the level.

Die erfindungsgemäße Binärstufe hat den Vorteil, daß eine beliebige Impulsfolge ohne lückenden Hilfstakt mit nur einer statischen Kippschaltung 2: 1 untersetzt werden kann.The binary stage according to the invention has the advantage that any pulse sequence can be reduced to 2: 1 with just one static flip-flop circuit without an intermittent auxiliary clock.

An Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher beschrieben. Um das Verständnis der erfindungsgemäßen Binärstufe zu erleichtern, sei zunächst auf das Prinzip der 2: 1-Untersetzung mit bistabilen Kippschaltungen, im folgenden als Speicherelemente bezeichnet, eingegangen.On the basis of the exemplary embodiments shown in the drawing the invention described in more detail. To understand the binary level according to the invention to facilitate, should first be on the principle of the 2: 1 reduction with bistable Flip-flops, hereinafter referred to as storage elements, received.

Während bei dynamischen Binärstufen mit einem Speicherelement eine 2: 1-Untersetzung gemäß F i 2. 1 a bewirkt werden kann, ist dies bei einem statischen Speicherelement gemäß F i g. 1 nicht ohne weiteres möglich. Wie sich aus F i g. la ergibt, soll der Speicher durch den Takt T gesetzt werden, wenn er vorher gelöscht war, d. h. 7f = L ist. Er darf dagegen durch den Takt T nicht gesetzt, sondern muß gelöscht werden, wenn er gesetzt ist. d. h. A = L ist. Es gilt also: 1. Setzen, wenn 51 = L UND T = L. 2. Löschen, wenn A = L UND T = L. While a 2: 1 reduction according to F i 2. 1 a can be effected with dynamic binary levels with one storage element, this is the case with a static storage element according to F i g. 1 not easily possible. As can be seen from FIG. la results, the memory is to be set by the clock T if it was previously deleted, d. H. 7f = L. On the other hand, it must not be set by the clock T, but must be deleted when it is set. d. H. A = L. The following applies: 1. Set if 51 = L AND T = L. 2. Delete if A = L AND T = L.

Der eigene Speicherzustand ist also maßgebend für die Umschaltung des Speichers. Wie man ohne weiteres erkennt, können diese Bedingungen nicht erfüllt werden.Your own memory status is therefore decisive for the switchover of memory. As one can easily see, these conditions cannot be met will.

Wenn T # L wird, dann wird auch A # L und damit 7f = 0, so daß mit dem Auftreten von T auch die Setzbedingung nicht mehr erfüllt ist; entsprechendes gilt für die Löschung, weil mit T = L sofort A = 0 wird und damit die Löschbedingung nicht mehr vorhanden ist.If T # L, then A # L and thus 7f = 0, so that when T occurs, the setting condition is no longer fulfilled; the same applies to the deletion, because with T = L A = 0 immediately and the deletion condition is no longer present.

Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, wird bei den bekannten statischen Binärstufen mit Hilfe eines zusätzlichen Speicherelementes während des Zustandes T=O und A=O, d.h. wennTUND 7f=L sind, ein Hilfssignal erzeugt. Dies kann z. B. gemäß F i g. 1 b dadurch geschehen, daß man, während 51 = L, d. h. A = 0 ist, den zweiten Speicher mittels eines lückenden Hilfstaktes TH setzt und dieses Hilfssignal noch für einige zeit über T hinaus hält. Das Setzen des eigentlichen Zählspeichers wird dann von T UND H abhängig gemacht, wobei H den Zustand #I = L repräsentiert, da der Zustand #I quasi um die Zeit T verzögert gehalten wird.In order to avoid these difficulties, an auxiliary signal is generated in the known static binary stages with the aid of an additional storage element during the state T = O and A = O, ie when TUND 7f = L. This can e.g. B. according to FIG. 1 b happen that, while 51 = L, d. H. A = 0 , sets the second memory by means of an intermittent auxiliary clock TH and holds this auxiliary signal beyond T for some time. The setting of the actual counting memory is then made dependent on T AND H, where H represents the state #I = L, since the state #I is kept delayed by the time T, so to speak.

Analog ist es beim Löschen des Speichers. Hier wird der Zustand A = L durch den Zustand H = 0 repräsentiert, der länger als A = L dauert und damit eine sichere Löschung gestaltet.It is the same when clearing the memory. Here the state A = L is represented by the state H = 0 , which lasts longer than A = L and thus creates a secure deletion.

Die bekannten Methoden laufen daher zusammengefaßt darauf hinaus, durch eine zweite Kippschaltung den ursprünglichen Speicherzustand so lange zu halten, bis der eigentliche Zählspeicher umgeschaltet hat. In summary, the known methods therefore amount to holding the original memory state by means of a second toggle switch until the actual counting memory has switched.

Die erfindungsgemäße Binärstufe kommt ohne diese zweite Kippschaltung aus. Bei ihr erfolgt die notwendige kurzzeitige Aufrechterhaltung des Zustandes ;T = L und A = L für die Zeit T (F i g. 1 a) mit sehr einfachen Mitteln, insbesondere können passive Glieder eingesetzt werden.The binary stage according to the invention manages without this second trigger circuit. With it, the necessary short-term maintenance of the state takes place ; T = L and A = L for the time T ( FIG. 1 a) with very simple means, in particular passive members can be used.

Die F i g. 2 zeigt ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Binärstufe. Sie enthält nur einen statischen Speicher, der in diesem Beispiel logisch verknüpfte Haltebedingungen aufweist. Der Speicher ist in bekannter Weise aus den UND-Gliedern 1 bis 3, dem ODER-NICHT-Glied 4 und der Umkehrstufe 5 aufgebaut. Weiterhin ist das Verzögerungsglied 6 mit einer vorgeschalteten Logik vorgesehen. Dieses Verzögerungsglied dient zur verzögerten Rückführung des Speicherausganges auf den Eingang, damit eindeutige Bedingungen zum Umschalten des Speichers gegeben sind. Für die folgenden Betrachtungen sei das Verzögerungsglied 6 nach einem wesentlichen ausgestaltenden Merkmal der Erfindung durch einen Kondensator realisiert zu denken. Dieser Kondensator ist nicht mit dem Kondensator bei dynamischen Kippschaltungen gleichzusetzen. Im Fall der Erfindung ist er auf der einen Seite starr an einen Pol der Versorgungsspannung angeschaltet, während die andere Seite galvanisch mit logischen Gattern verbunden ist. Dadurch ergibt sich folgende Wirkungsweise: Im Ausgangszustand der Binärstufe CÄ = L und A = 0) wird der Kondensator mit der Bedingung T UND #f = L aufgeladen, also zunächst immer dann, wenn, wie in F i g. 2 a dargestellt, kein Zähltakt T da ist und der Speicher gelöscht ist (A = 0). Der Kondensator wird jedoch zusätzlich- auch dann aufgeladen, wenn T = L UND A = L ist, d. h. während der Zählimpulsdauer für das Setzen. Die Gründe dafür werden später noch erläutert.The F i g. 2 shows a basic circuit diagram of the binary stage according to the invention. It only contains a static memory, which in this example has logically linked holding conditions. The memory is constructed in a known manner from the AND gates 1 to 3, the OR-NOT element 4 and the inversion stage 5 . Furthermore, the delay element 6 is provided with an upstream logic. This delay element is used to delay the return of the memory output to the input, so that clear conditions for switching the memory are given. For the following considerations, the delay element 6 should be thought of as implemented by a capacitor according to an essential feature of the invention. This capacitor is not to be equated with the capacitor in dynamic multivibrators. In the case of the invention, it is rigidly connected to one pole of the supply voltage on one side, while the other side is galvanically connected to logic gates. This results in the following mode of operation: In the initial state of the binary stage CÄ = L and A = 0) , the capacitor is charged with the condition T AND #f = L, i.e. initially whenever, as in FIG. 2 a shown, there is no counting cycle T and the memory is cleared (A = 0). However, the capacitor is also charged when T = L AND A = L, i.e. H. during the counting pulse duration for setting. The reasons for this will be explained later.

Das verzögerte Ausgangssignal C gelangt zunächst auf das UND-Glied 1, das dieses verzögerte, den Zustand 51 repräsentierende Signal mit dem Taktsignal T konjunktiv verknüpft. Die UND-Bedingung &1 ist erfüllt, d. h., der Speicher wird gesetzt (A =L), wenn T = L UND C = L ist. Wesentlich ist also, daß der Zustand 51 = L über den Kondensator mit C = L so lange aufrechterhalten wird, daß ein eindeutiges Setzen des Speichers gegeben ist. Für die Dauer von T wird der Speicher über &1 gehalten. Er muß nun, wie aus F i g. 2 a zu ersehen, weiterhin bis zum Eintreffen des zweiten Taktes T gehalten werden. Bei idealem Flankenwechsel von T undT würde dazu das UND-Glied 3 ausreichen, da die UND-Bedingung &l, erfüllt ist, wenn A = L und T # L ist.The delayed output signal C first reaches the AND element 1, which links this delayed signal representing the state 51 with the clock signal T conjunctively. The AND condition is satisfied & 1, d. i.e., the memory is set (A = L) when T = L AND C = L. It is therefore essential that the state 51 = L is maintained via the capacitor with C = L for so long that the memory is set unambiguously. The memory for & 1 is held for the duration of T. It must now, as shown in FIG. 2a, continue to be held until the second bar T arrives. In the case of an ideal flank change between T and T, the AND element 3 would be sufficient for this, since the AND condition & l is fulfilled when A = L and T # L.

Um die Speicherfähigkeit über eine mögliche Lücke der Signale T=L und TN=L sicherzustellen, wird die Konjunktion &, mit C = L UND A = L als sogenannte Redendanzbedingung des Speichers zu Hilfe genommen. In order to ensure the storage capacity over a possible gap in the signals T = L and TN = L, the conjunction &, with C = L AND A = L, is used as a so-called redundancy condition of the memory .

Für die Dauer des Zähltaktes T läuft sie also neben der Einspeicherbedingung. Da jedoch, wie bereits erläutert, der Kondensator auch durch die Bedingung T = L und A = L, also während der Taktünpulsdauer aufgeladen wird, bleibt der Zustand C = L für eine gewisse Zeit noch erhalten, nachdem bereits T = 0 geworden ist. Während dieser Zeit ist jedoch T mit Sicherheit L geworden, so daß der Speicher anschließend über &, gehalten wird. Zu erwähnen ist noch, daß während der Schaltzeit des Speichers noch eine kurzzeitige Entladung des Kondensators auftritt.For the duration of the counting cycle T it runs alongside the storage condition. However, since, as already explained, the capacitor is also charged by the condition T = L and A = L, i.e. during the pulse duration, the state C = L remains for a certain time after T = 0 has already become. During this time, however, T has definitely become L, so that the memory is then held over & i. It should also be mentioned that a brief discharge of the capacitor still occurs during the switching time of the memory.

Nachdem der Zähltakt abgeklungen ist, beginnt die Umladung des Kondensators, die notwendig ist, um zu vermeiden, daß der Speicher durch den zweiten Zählimpulstakt anstatt gelöscht nochmals gesetzt wird.After the counting cycle has subsided, the charge reversal of the capacitor begins, which is necessary to avoid that the memory by the second counting pulse clock is set again instead of deleted.

Diese Entladung kann einmal über eine logische Schaltung erfolgen, die dann anspricht, wenn *T = L und A # L (Intervall zwischen Speicher- und Löschtakten) bzw. T = L und A = 0 ist (Impulsdauer des zweiten Taktes).This discharge can take place once via a logic circuit that responds when * T = L and A # L (interval between storage and erase cycles) or T = L and A = 0 (pulse duration of the second cycle).

Zum anderen wird in vorteilhafter Weise unter Einsparung der Entladelogik die Aufladelogik bzw. Konjunktion für die Speicherbedingung so dimensioniert, daß der Kondensator selbsttätig gehalten wird, wenn er nicht aufgeladen werden soll. Diese Art der Entladung liegt den noch im einzelnen zu erläuternden Ausführungsbeispielen zugrunde. Erwähnt sei noch, daß während der Umladung bei dem Umschalten des Speichers durch den zweiten Takt eine kurzfristige Aufladung stattfindet.On the other hand, it is advantageous to save the unloading logic the charging logic or conjunction for the storage condition is dimensioned so that the capacitor is automatically held when it is not to be charged. This type of discharge lies in the exemplary embodiments to be explained in detail underlying. It should also be mentioned that during the reloading when switching the memory a short-term charging takes place through the second cycle.

Gelöscht wird der Speicher und damit die Binärstufe durch den zweiten Zähltakt.The memory and thus the binary level are deleted by the second Counting cycle.

Wenn T = 0 ist &, nicht mehr erfüllt, ebenso &1 und &, nicht, weil C = L ist. Dadurch wird die Selbsth#Itung unterbrochen, und A wird gleich 0 bzw. 51 = L. Der erste Zyklus ist beendet, und es beginnt wegen #T = L und T = L nach dem zweiten Zähltakt die erneute Aufladung des Kondensators, die beim dritten Zähltakt zum Setzen der Binärstufe führt. Zusammenfassend gelten als für die erfindungsgemäße Schaltung nach F i g. 2 folgende Beziehungen: Aufladen mit T = L UND 7f = L ODER T # L UND A = L. Entladen mit T # L UND A = L ODER T = L UND;1 = L. Setzen: C = L UND T = L. Halten: C = L UND A = L ODER A L UND T = L, A # (T&C)\1(A &C)V(A &-T), C = (T &21) V (A & T). If T = 0 is &, no longer fulfilled, so are & 1 and &, not because C = L. This interrupts the self-heating, and A becomes equal to 0 or 51 = L. The first cycle is ended, and because of #T = L and T = L, the capacitor starts to recharge after the second counting cycle, which is the case with the third Counting cycle leads to the setting of the binary level. In summary, for the circuit according to the invention according to FIG. 2 the following relationships: Charging with T = L AND 7f = L OR T # L AND A = L. Discharging with T # L AND A = L OR T = L AND; 1 = L. Set: C = L AND T = L . Hold: C = L and A = L or A L and t = L, A # (T & C) \ 1 (A & C) V (A & T), C = (T 21) V (A & T).

Da der Kondensator zu einer Zeit aufgeladen wird, in der statische Verhältnisse herrschen, beeinflußt er nicht die Geschwindigkeit der Umschaltvorgänge. Diese ist von der Schaltgeschwindigkeit der Transistoren abhängig. Eine maximale Impulsfrequenz ist jedoch dadurch gegeben, daß der Kondensator zwisehen zwei Takten umgeladen werden muß. Andererseits muß die Kapazität so groß sein, daß über die Umschaltzeit des statischen Speichers die dafür erforderliche Konjunktion &1 = T &C genügend lange aufrechterhalten wird.Since the capacitor is charged at a time when static conditions prevail, it does not affect the speed of the switching processes. This depends on the switching speed of the transistors. A maximum pulse frequency is given by the fact that the capacitor has to be reloaded between two cycles. On the other hand, the capacity must be so large that the necessary conjunction & 1 = T & C is maintained long enough over the switching time of the static memory.

Im folgenden soll zunächst erläutert werden, wie nach ausgestaltenden Merkmalen der Erfindung die Schaltung nach F i g. 2 im einzelnen realisiert wird. Dabei wird zunächst die F i g. 3 erläutert, die im Detail unabhängig vom Speichertyp das Wesen der Erfindung erkennen läßt. Bezogen auf den Speichertyp nach F i g. 2 zeigt die F i g. 3 den Aufbau bezüglich des ODER-NICHT-Gliedes 4, des Kondensators 6 mit der Aufladelogik und des UND-Gliedes 1. In the following it will first be explained how the circuit according to FIG. 2 is implemented in detail. First of all, FIG. 3 explained, which reveals the essence of the invention in detail regardless of the memory type. Based on the memory type according to FIG. 2 shows the FIG. 3 shows the structure with respect to the OR-NOT element 4, the capacitor 6 with the charging logic and the AND element 1.

Der Transistor 7 ist der aktive Teil des ODER-Gliedes 4. Der passive Eingangsteil (Diodengatter) ist nicht dargestellt, da die F i g. 3 nur ein ansteuerndes UND-Glied, nämlich das Glied 1 zeigt. Dieses UND-Glied wird durch die Dioden 9, 10 und den Widerstand 8 realisiert. Ein Eingangssignal ist der Takt T, das andere die Spannung des Kondensators 6. Dieser Kondensator wird über ein UND-Glied, das durch die Dioden 11, 12 und den Widerstand 13 gebildet wird, aufgeladen, und zwar unabhängig von T UND Ä. Die zweite Aufladebedingung, nämlich T = L UND A = L, ist in F i g. 3 nicht dargestellt. Ein wesentliches Merkmal der Schaltung nach F i g. 3 ist darin zu sehen, daß die UND-Verknüpfung &, unmittelbar an der Basis des Transistors vorgenommen wird, was für eine günstige Dimensionierung wichtig ist.The transistor 7 is the active part of the OR gate 4. The passive input part (diode gate) is not shown because the FIG . 3 shows only one controlling AND element, namely element 1 . This AND element is implemented by the diodes 9, 10 and the resistor 8 . One input signal is the clock T, the other the voltage of the capacitor 6. This capacitor is charged via an AND gate formed by the diodes 11, 12 and the resistor 13 , regardless of T AND Ä. The second charging condition, namely T = L AND A = L, is in FIG. 3 not shown. An essential feature of the circuit according to FIG. 3 it can be seen that the AND operation & is carried out directly at the base of the transistor, which is important for a favorable dimensioning.

Die F i g. 4 zeigt die Schaltung nach F i g. 2 in allen Einzelheiten. Neben dem Transistor 7 ist der Transistor 5 dargestellt, der die Umkehrstufe nach F 1 g. 2 bildet und den valenten Ausgang A liefert.The F i g. 4 shows the circuit according to FIG. 2 in great detail. In addition to the transistor 7 , the transistor 5 is shown, which is the reverse stage according to F 1 g. 2 forms and delivers the equivalent output A.

Die UND-Verknüpfung &1 wird, wie bereits im Zusammenhang mit F i g. 3 erläutert, durch die Dioden 9, 10 und den Widerstand 8 gebildet. Das UND-Glied 2, das die Redundanz-Haltebedingung &2 nachbildet, wird durch die Dioden 9, 14 und den Widerstand 15 gebildet. Das UND-Glied 3 schließlich wird durch die Dioden 16, 17 und den Widerstand 18 realisiert.The AND operation & 1 is, as already in connection with FIG. 3 , formed by the diodes 9, 10 and the resistor 8 . The AND gate 2, which simulates the redundancy hold condition & 2, is formed by the diodes 9, 14 and the resistor 15 . Finally, the AND element 3 is implemented by the diodes 16, 17 and the resistor 18 .

Das passive Eingangsnetzwerk des ODER-Gliedes 4 besteht aus den Dioden 19 bis 21, 30. Bemerkenswert ist dabei, daß die Dioden 20 und 21 vorverlegt sind, da in beiden zugeordneten UND-Verknüpfungen (&" &,) die Größe C vorkommt.The passive input network of the OR element 4 consists of the diodes 19 to 21, 30. It is noteworthy that the diodes 20 and 21 are brought forward, since the variable C occurs in both associated AND operations (&"&,).

Zu der Aufladeiogik gehört einmal das aus den Dioden 11, 12 und dem Widerstand 13, zum anderen das aus den Dioden 22, 23 und dem Widerstand 24 gebildete UND-Glied. Beide UND-Verknüpfungen wirken über ODER-Dioden 25, 26 auf den Kondensator 6 ein.The charging logic includes, on the one hand, the AND element formed from the diodes 11, 12 and the resistor 13, and on the other hand the AND element formed from the diodes 22, 23 and the resistor 24. Both AND links act on the capacitor 6 via OR diodes 25, 26 .

Während die F i g. 4 einen Speicher mit logisch verknüpften Haltebedingungen zeigt, bei dem durch die logischen Verknüpfungen genau anzugeben ist, wie lange der Speicher gelöscht bzw. gesetzt sein soll, stellt die F i g. 5 einen Speicher mit Selbsthaltung (RS--Speieliei-) dar, also ein sogenanntes Flip-Flop (Kippscbaltung), bei dem lediglich anzugeben ist, zu weichem Zeitpunkt gesetzt bzw. gelöscht werden soll. Diese Kippschaltung enthält als Schaltelement die Transistoren 5 und 7. Die Ansteuerung des Transistors 7, das Setzen. ist analog zu der Schaltung nach F i g. 3. Ganz entsprechend erfolgt die Steuerung des Transistors 5 (Löschung); die entsprechenden Schaltelemente sind dabei jeweils mit einem »'« versehen. Für jede der beiden Ansteuerungen ist also ein Kondensator vorgesehen. Allerdings wird der Kondensator 6' nicht durch Ä, sondern durch das Signal A= L aufgeladen, damit der zweite Impuls T zusammen mit der durch A = L vorbereitenden Kondensatorladung CL den Speicher löscht.While the F i g. FIG. 4 shows a memory with logically linked hold conditions, in which the logical links indicate exactly how long the memory should be cleared or set, FIG. 5 represents a memory with self-holding (RS - Speieliei-), that is to say a so-called flip-flop (Kippscbaltung), in which it is only necessary to specify at which point in time it is to be set or deleted. This flip-flop contains the transistors 5 and 7 as a switching element. The control of the transistor 7, the setting. is analogous to the circuit according to FIG. 3. The transistor 5 is controlled (deletion) in a very corresponding manner; the corresponding switching elements are each marked with a »'«. A capacitor is provided for each of the two controls. However, the capacitor 6 'is not charged by λ, but by the signal A = L, so that the second pulse T, together with the capacitor charge CL which is preparing by A = L, clears the memory.

Es gelten also die Beziehungen: Kondensator laden mit T = L UND Ä L, Speicher setzen mit A = Cs UND T, Speicher löschen mit Ä = CL UND T, wobei Kondensator 6 mit A = L UND T L geladen wird.The following relationships apply: Charge capacitor with T = L AND Ä L, set memory with A = Cs AND T, clear memory with Ä = CL AND T, where capacitor 6 is charged with A = L AND TL.

Die Wirkungsweise ergibt sich ohne weiteres aus dem bisher Gesagten bzw. aus dem Impulsbild nach Fig. 5a.The mode of action results from what has been said so far or from the pulse pattern according to FIG. 5a.

Die F i g. 6 zeigt eine Schaltung mit einem RS-Flip-Flop nach F i g. 5 (entsprechende Bauelemente sind in gleicher Weise bezeichnet) mit dem Unterschied, daß nur ein Kondensator 6 benötigt wird. Dieser Kondensator wird einmal, wie in F i g. 5 im linken Teil dargestellt, durch T UND Ä aufgeladen. Zusätzlich wird er jedoch noch durch die Bedingung T UND A geladen, d. h., die Aufladung entspricht derjenigen nach F i g. 4, wobei ebenfalls die ODER-Dioden 25, 26 vorgesehen sind.The F i g. 6 shows a circuit with an RS flip-flop according to FIG. 5 (corresponding components are identified in the same way) with the difference that only one capacitor 6 is required. This capacitor is once, as in FIG. 5 shown in the left part, charged by T AND Ä. In addition, however, it is still loaded by the condition T AND A , i. that is, the charge corresponds to that according to FIG. 4, the OR diodes 25, 26 also being provided.

Beim Setzen und Löschen wird der Takt T nicht unmittelbar mit der Spannung C verknüpft, sondern erst nach Zwischenschalten eines Transistors 27. Der Setzeingang (Transistor 7) ist dabei an den Emitter und der Löscheingang (Transistor 5) an den Kollektor dieses Transistors angeschlossen.When setting and clearing, the clock T is not linked directly to the voltage C , but only after the interposition of a transistor 27. The set input (transistor 7) is connected to the emitter and the clear input (transistor 5) to the collector of this transistor.

Die Wirkungsweise ist folgende (vgl. auch F i g. 6 a): Ist eine der Aufladebedingungen erfüllt, d. h., ist C = L, so ist der Transistor 27 übersteuert. Sind dagegen die Aufladebedingungen nicht erfüllt, d. h., ist C = 0, so ist er gesperrt. Über das UND-Glied, bestehend aus den Dioden 9, 10 und dem Widerstand 8, wird das RS-Flip-Flop gesetzt (A = L), wenn T = L UND C = L ist.The mode of operation is as follows (cf. also Fig. 6 a): If one of the charging conditions is met, i. That is , if C = L, then transistor 27 is overdriven. If, on the other hand, the charging conditions are not met, d. i.e. , if C = 0, it is blocked. The RS flip-flop is set via the AND gate, consisting of diodes 9, 10 and resistor 8 (A = L) when T = L AND C = L.

Bei gesperrtem Transistor, d. h. C = 0, wird das Flip-Flop dagegen über die Diode 10' durch T # L gelöscht.When the transistor is blocked, i. H. C = 0, on the other hand, the flip-flop is cleared via the diode 10 ' by T # L.

Die F i g. 7 zeigt eine Schaltung mit einem RS-Flip-Flop, bei dem im Gegensatz zur F i g. 5 die Verzögerung nicht durch einen Kondensator, sondern durch den Ladungsspeichereffekt in einem übersteuerten Transistor bewirkt wird. Zu diesem Zweck dienen die Transistoren 28, 29, an deren Kollektoren der Takt T eingespeist wird. Diese Transistoren sind gegenüber den Transistoren 5, 7 relativ langsam. Der Transistor 28, der zum Setzen dient, wird, wie bereits mehrfach erläutert, über ein UND-Glied (11, 12, 13) abhängig von der Bedingung T UND Ä, d. h. a = L übersteuert.The F i g. 7 shows a circuit with an RS flip-flop in which, in contrast to FIG. 5 the delay is not caused by a capacitor, but by the charge storage effect in an overdriven transistor. The transistors 28, 29, to whose collectors the clock T is fed, are used for this purpose. These transistors are relatively slow compared to the transistors 5, 7. The transistor 28, which is used for setting, is, as already explained several times, via an AND element (11, 12, 13) depending on the condition T AND Ä, i.e. H. a = L overdriven.

Fällt die UND-Bedingung weg, d. h. tritt T = L auf, so hält der Punkt a durch den Ladungsspeichereffekt noch kurzzeitig sein Potential, so daß während dieser Zeit ein best;mmter Teil des Impulses T den Transistor 28 passiert. Es entsteht daher am Punkt e ein Impuls, der das Flip-Flop setzt, d. h. A = L (F i g. 7 a).If the AND condition does not apply, i. H. if T = L occurs, the point a briefly holds its potential due to the charge storage effect, so that during this time a certain part of the pulse T passes the transistor 28. There is therefore a pulse at point e, which sets the flip-flop, i. H. A = L ( Fig. 7 a).

Ein entsprechender Vorgang läuft auf der Löschseite ab. Der Transistor 29 ist übersteuert, solange die Bedingung T = L UND A = L, d. h. b = L erfüllt ist. Wegen des Ladungsspeichereffektes ist, nachdem T = 0 wird, b noch kurzzeitig gleich L, so daß der Impuls T über die Diode 10' und den Transistor 29 für diese Zeit passieren kann. An d entsteht daher ein Impuls, der das Flip-Flop löscht.A corresponding process takes place on the delete side. The transistor 29 is overdriven as long as the condition T = L AND A = L, i.e. H. b = L is fulfilled. Because of the charge storage effect, after T = 0 , b is briefly equal to L, so that the pulse T can pass through the diode 10 ' and the transistor 29 for this time. A pulse therefore arises at d which clears the flip-flop.

In der F i g. 8 ist ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt, das an die Ausführung nach F i g. 5 anlehnt, gegenüber dieser jedoch den Vorteil aufweist, unabhängig vom Wechsel T und T zu sein, und zudem sich gut zum Aufbau von Dezimalzählern eignet. Gegenüber der F i g. 5 weist das RS-Flip-Flop nach F i g. 8 keine Widerstände, sondern Dioden in der Rückführung auf. Der wesentliche Unterschied gegenüber der Schaltung nach F i g. 5 ist jedoch darin zu sehen, daß bei der Schaltung nach F i g. 8 nur noch ein Signal, nämlich der Takt T, in die Schaltung von außen eingespeist wird. Wie bereits bei den vorangegangenen Schaltungen mehrfach erläutert, wird der Kondensator 6 über die Diode 31 über das UND-Glied 11, 12, 13 abhängig von der Bedingung C = T UND 51 aufgeladen. Die Kondensatorspannung wird mittels des Transistors 32 konjunktiv mit dem Takt T in seiner negierten Form verknüpft. Der Transistor 32 steuert den Transistor 5 an, derart, daß er diesen sperrt (A = L), wenn C = L ist UND T= 0, d. h. T = L ist.In FIG. 8 , a particularly advantageous embodiment is shown, which is based on the embodiment according to FIG. 5 , but has the advantage over this that it is independent of the alternation between T and T, and is also well suited for setting up decimal counters. Compared to FIG. 5 shows the RS flip-flop according to FIG. 8 no resistors, but diodes in the return. The main difference compared to the circuit according to FIG. 5 can be seen, however, in the fact that in the circuit according to FIG. 8 only one signal, namely the clock T, is fed into the circuit from the outside. As already explained several times in the previous circuits, the capacitor 6 is charged via the diode 31 via the AND element 11, 12, 13 depending on the condition C = T AND 51. The capacitor voltage is linked conjunctively with the clock T in its negated form by means of the transistor 32. The transistor 32 controls the transistor 5 in such a way that it blocks it (A = L) when C = L AND T = 0, i. H. T = L.

Die Umschaltung des RS-Flip-Flops (hier durch Sperren anstatt durch Leitendsteuern eines Transistors) erfolgt daher ebenfalls abhängig von der UND-Verknüpfung C = L UND T = L, wobei das Signal T nur mittelbar zur Verfügung steht.The switching of the RS flip-flop (here by blocking instead of conducting a transistor) is therefore also dependent on the AND link C = L AND T = L, with the signal T only being available indirectly.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 9 lehnt sich an die Ausführung nach F i g. 7 an, bei dem also relativ langsame Transistoren 28, 29 zur Ansteuerung der Flip-Flop-Transistoren 5, 7 dienen. Die Ausführung nach den Vorteil, F i g. 9 hat, daß wie die aus Ansteuerimpulse F i g. 9 a zu entnehmen für das Flip- ist ' Flop (Reihe e, d) eine definierte Breite, nämlich die Breite der Taktimpulse T haben. Diese Taktimpulse werden analog zur F i g. 7 an dem Kollektor der Transistoren 28, 29 eingespeist. Der Takt T wird je- doch von außen nicht mehr zugeführt, sondern in der Schaltung durch Negieren von T mittels der Transistoren 28, 29 erzeugt. Zu diesem Zweck ist der Kollektor des Transistors 29 mit dem Punkt a und der Kollektor des Transistors 28 mit dem Punkt b verbunden. Über diese Rückführungen gelangt jedoch auch der Takt T an die Basis der Transistoren 28, 29 und hält dadurch den gerade geöffneten Transistor für die Taktimpulsdauer offen.The embodiment according to FIG. 9 is based on the design according to FIG. 7 , in which relatively slow transistors 28, 29 are used to control the flip-flop transistors 5, 7 . The execution according to the advantage, F i g. 9 has that like the drive pulses F i g. 9a refer to the flip is' Flop (row e, d) a defined width, namely, the width of the clock pulses T have. These clock pulses are analogous to FIG. 7 fed to the collector of the transistors 28, 29. However, the clock T is no longer supplied from the outside, but is generated in the circuit by negating T by means of the transistors 28, 29 . For this purpose, the collector of transistor 29 is connected to point a and the collector of transistor 28 is connected to point b . However, via these feedbacks, the clock T also reaches the base of the transistors 28, 29 and thereby keeps the transistor that has just been opened open for the clock pulse duration.

Wie bereits eingangs erwähnt, können mehrere Binärstufen zu einem statischen Zähler zusammengeschaltet werden, wobei die Zusammenschaltung nach der gewünschten Kodierung erfolgt.As already mentioned at the beginning, several binary levels can become one static counters are interconnected, the interconnection according to the desired coding is done.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Binärstufe, bestehend aus einer galvanisch gekoppelten bistabilen Kippschaltung, die einen Speicherausgang (A) und einen dazu antivalenten Ausgang (Ä) aufweist und durch Taktsignale (7) sowie deren antivalente Signale (T) angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verzögerungsglied (6) mit einem vorgeschalteten UND-Glied (11, 12, 13), dessen Eingangssignale (T und 2) sind, vorgesehen ist, dessen den ursprünglichen Schaltzustand wiedergebende Ausgangsgröße (C) mittels einer weiteren UND-Verknüpfung (Steuer-UND-Glied 8, 9, 10) konjunktiv mit den Signalen (T) verknüpft ist, wobei das Ausgangssignal dieser UND-Verknüpfung die Stufe umschaltet. Claims: 1st binary stage, consisting of a galvanically coupled bistable multivibrator, which has a memory output (A) and an output (Ä) complementary thereto and is controlled by clock signals (7) and their complementary signals (T), characterized in that a Delay element (6) with an upstream AND element (11, 12, 13), whose input signals (T and 2) are provided, whose output variable (C) reproducing the original switching state by means of a further AND operation (control AND Element 8, 9, 10) is conjunctively linked to the signals (T), the output signal of this AND link switching the stage. 2. Binärstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verzögerungsglied, ODER-Verknüpft, ein zweites UND-Glied (22, 23, 24) vorgeschaltet ist, dessen Eingangssignale die Größen (T und A) sind (F i g. 4, 6). 3. Binärstufe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verzögerungsglied ein Kondensator vorgesehen ist (F i g- 3). 4. Binärstufe nach Anspruch 1 oder 3 mit einer Kippschaltung, die eine innere Selbsthaltung aufweist (RS-Speicher), dadurch gekennzeichnet, daß sowohl am Setz- als auch am Löscheingang Verzögerungsglieder mit den logischen Gliedem nach Anspruch 1 vorgesehen sind, wobei das UND-Glied, das dem Kondensator auf der Löschseite vorgeschaltet ist, von den Signalen (A und T) angesteuert wird (F i g. 5, 8). 5. Binärstufe nach Anspruch 2 oder 3 mit einer Kippschaltung, die eine innere Selbsthaltung aufweist (RS-Speicher), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Verzögerungsglied und das Steuer-UND-Glied ein Transistor (27) geschaltet ist, von dessen Emitter das zu verknüpfende, von (C) abgeleitete Signal bzw. von dessen Kollektor das Ansteuersignal für die Löschseite abgenommen wird, wobei in den Kollektorkreis über eine Diode der Takt (T) eingespeist wird (F i g. 6). 6. Binärstufe nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Verzögerungsglied ein übersteuerter Transistor unter Ausnutzung des Ladungsspeichereffektes vorgesehen ist (F i g. 7, 9). 7. Binärstufe nach Anspruch 6 mit einer Kippschaltung, die eine innere Selbsthaltung aufweist (RS-Speicher), dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektroden der beiden Schaltelemente der Kippschaltung jeweils mit dem Emitter eines Transistors (28, 29) verbunden sind, in dessen Kollektorkreis jeweils der Takt (T) eingespeist wird und üi dessen Basiskreis jeweils ein UND-Glied geschaltet ist, wobei das eine UND-Glied (11 bis 13) durch die Signale (Ä- und T) und das andere UND-Glied (11' bis 13') durch die Signale (A und T) angesteuert wird (F i g. 7). 8. Binärstufe nach Anspruch 1 und 2 oder Anspruch 3, bei der als bistabile Kippschaltung ein Speicherelement mit logisch verknüpften Eingangsbedingungen vorgesehen ist, das aus einem ODER-NICHT-Glied (Ausgang #i) mit nachgeschalteter Umkehrstufe (Ausgang A) besteht, wobei das ODER-NICHT-Glied von drei UND-Gliedern angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein UND-Glied von den Signalen (C und A) und das dritte UND-Glied von den Signalen (T und A) angesteuert wird (F i g. 2, 4). 9. Binärstufe nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die UND-Glieder jeweils durch passive Glieder, bestehend aus Dioden und einem Widerstand, gebildet werden. 10. Binärstufe nach Anspruch 3 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Verbindungspunkt der Dioden des Steuer-UND-Gliedes unmittelbar an die Basis des angesteuerten Transistors angeschlossen ist. 11. Binärstufe nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Binärstufen zu einem statischen Zähler zusammengeschaltet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1214 729. 2. Binary stage according to claim 1, characterized in that the delay element, OR-linked, a second AND element (22, 23, 24) is connected upstream, the input signals of which are the variables (T and A) (F i g. 4, 6). 3. Binary stage according to claim 1 or 2, characterized in that a capacitor is provided as a delay element (F i g- 3). 4. Binary stage according to claim 1 or 3 with a flip-flop which has an internal self-holding (RS memory), characterized in that delay elements are provided with the logic elements according to claim 1 at both the set and the clear input, wherein the AND- Element, which is connected upstream of the capacitor on the quenching side, is controlled by the signals (A and T) (Fig. 5, 8). 5. Binary stage according to claim 2 or 3 with a flip-flop which has an internal self-holding (RS memory), characterized in that a transistor (27) is connected between the delay element and the control AND element, the emitter of which is connected to linking signal derived from (C) or from the collector of which the control signal for the extinguishing side is taken, the clock (T) being fed into the collector circuit via a diode (FIG . 6). 6. Binary stage according to claim 1 or one of the following, characterized in that an overdriven transistor using the charge storage effect is provided as the delay element (F i g. 7, 9). 7. binary stage according to claim 6 with a trigger circuit which has an internal self-holding (RS memory), characterized in that the control electrodes of the two switching elements of the trigger circuit are each connected to the emitter of a transistor (28, 29) , in each of its collector circuits the clock (T) is fed in and an AND element is connected to its base circuit, one AND element (11 to 13) through the signals (Ä and T) and the other AND element (11 ' to 13 ') is controlled by the signals (A and T) ( FIG. 7). 8. Binary stage according to claim 1 and 2 or claim 3, in which a storage element with logically linked input conditions is provided as a bistable multivibrator, which consists of an OR-NOT element (output #i) with a downstream inverter (output A) , the OR-NOT element is controlled by three AND elements, characterized in that an AND element is controlled by the signals (C and A) and the third AND element is controlled by the signals (T and A) (F i g. 2, 4). 9. binary stage according to claim 1 or one of the following, characterized in that the AND elements are each formed by passive elements consisting of diodes and a resistor. 10. Binary stage according to claim 3 and 9, characterized in that the common connection point of the diodes of the control AND element is connected directly to the base of the controlled transistor. 11. Binary stage according to claim 1 or one of the following, characterized in that several binary stages are interconnected to form a static counter. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1 214 729.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1214729B (en) * 1965-01-11 1966-04-21 Licentia Gmbh Galvanically coupled bistable trigger circuit

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