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Die Erfindung betrifft eine Torschaltung für den Durchgang elektrischer
Impulse mit Steuerschalter zum überführen der Torschaltung in den geöffneten bzw.
geschlossenen Zustand.
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Bekannte Torschaltungen sind mit als Verstärker wirkenden elektronischen
Schaltern, z. B. Transistoren oder Elektronenröhren, aufgebaut. Der offene oder
gesperrte Zustand des Tores wird dabei durch eine am Eingang angelegte Vorspannung
bestimmt, z. B. wird bei einer Transistoranordnung im Sperrzustand eine positive
Vorspannung an den Basiseingang gebracht, die größer ist als die negativen Eingangsimpulse,
so daß diese unwirksam bleiben. Das Tor wird durch Herabsetzen der positiven Vorspannung
bis auf eine Restvorspannung, die gerade noch ausreicht, um das Leitendwerden des
Transistors zu verhindern, geöffnet. In diesem Schaltzustand können die Eingangsimpulse
ungehindert das Tor passieren und werden zudem durch den Transistor verstärkt. Diese
Schaltungsanordnungen haben den Nachteil, daß sich die Potentialänderungen am Eingang
beim öffnen und Schließen auf vorgeschaltete Schaltglieder oder auf den elektronischen
Schalter der Torschaltung auswirken und dort Fehlschaltungen verursachen. Der Empfindlichkeit
der Anordnung ist dadurch eine Grenze gesetzt. Außerdem ist mit einer solchen Torschaltung
eine Impulsformung nur bedingt möglich. Die Form des Ausgangssignals hängt im wesentlichen
von der Form des Eingangssignals ab, wenn nicht zusätzliche Schaltelemente zur Impulsformung
verwendet werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zu schaffen,
die bei hoher Eingangsempfindlichkeit als Torschaltung und als Impulsformerstufe
dient. Demgemäß besteht eine Torschaltung für den Durchgang elektrischer Impulse
mit Steuerschalter zum Überführen der Torschaltung in den geöffneten bzw. geschlossenen
Zustand erfindungsgemäß aus einer monostabilen Kippstufe, in deren Ausgangskreis
das Umschalten derselben verhindernde, zum öffnen des Tores durch einen Steuerschalter
abschaltbare Gegenkopplungsschaltelemente angeordnet sind.
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Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist die monostabile
Kippstufe als Sperrschwinger ausgebildet, der neben einer Spannungsmitkopplung mit
einer induktiven oder ohmschen, in geöffnetem Zustand des Tores durch einen Steuerschalter
abschaltbaren Stromgegenkopplung versehen ist, deren Kopplungsfaktor größer ist
als der Kopplungsfaktor der Spannungsmitkopplung.
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Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind aus den Ansprüchen ersichtlich.
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Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen
beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine Sperrschwinger-Torschaltung mit einer induktiven
Stromgegenkopplung, F i g. 2 eine Schaltung der Art nach F i g. 1, jedoch mit einer
ohrnschen Stromgegenkopplung, F i g. 3 eine Schaltung der Art nach F i g. 1 mit
einem elektronischen Steuerschalter, F i g. 4 eine Schaltungsanordnung, bei der
mehrere Torschaltungen nach F i g. 2 durch einen gemeinsamen Steuerschalter betätigt
werden, und F i g. 5 ein Blockschaltbild einer Anwendung der i Torschaltungen zur
Speicherauswahl.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 sind Eingangsklemmen 1
mit der Primärseite eines übertragers 2 verbunden, dessen Sekundärwicklung in Reihe
mit einer weiteren Wicklung.3 in der Basiszuleitung eines Transistors
4 liegt. Die Wicklung 3
ist ein Teil eines Übertragers 5, über den
der kollektorseitige Ausgang 6 der Sperrschwingerschaltung mit der Basis in Form
einer Spannungsmitkopplung rückgekoppelt ist. Über einen regelbaren Widerstand 7
erhält die Basis eine leicht positive Vorspannung. Diese bewirkt, daß der Transistor
4 normalerweise nichtleitend ist. Die Wicklung 3 dient in Verbindung mit dem Widerstand
8 als Tiefpaß, so daß nur ganz bestimmte Impulsfrequenzen am Eingang des Sperrschwingers
zur Wirkung kommen können. Eine Diode 9 hat die Aufgabe, die positive Basisspannung,
insbesondere zum Schutz des Emitters des Transistors, zu begrenzen, während ein
Kondensator 10
zur Verhinderung einer Gegenkopplung in der Basiszuleitung
vorgesehen ist. Zwischen dem Emitter des Transistors 4 und Nullpotential ist eine
Spule 11 angeordnet, zu der ein Steuerschalter 12 parallel geschaltet ist.
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Wird unter der Voraussetzung, daß der Steuerschalter 12 geschlossen
und demzufolge die Torschaltung geöffnet ist, ein Eingangssignal in Form eines negativen
Impulses an die Eingangsklemmen 1 gegeben, dann wird die Basis des Transistors 4
negativ, so daß dieser in den leitenden Zustand übergeht. Die dabei am Kollektor
entstehende Spannungsänderung wird durch den Übertrager als Folge einer entsprechenden
Polung der Wicklung 3 derart in die Basis rückgekoppelt, daß sie das Leitendwerden
des Transistors 4 beschleunigt. Nachdem dieser voll ausgesteuert ist, stellt sich
ein konstanter Kollektorstrom ein. Die Rückkopplungswirkung hört daraufhin auf,
und nach einer gewissen Dauer setzt sich die positive Vorspannung an der Basis wieder
durch. Der Transistor kehrt in den nichtleitenden Zustand zurück, wobei der Übertrager
ebenfalls beschleunigend wirkt, so daß der Transistor 4 fast schlagartig
nichtleitend wird. Am Ausgang 6 entsteht während dieser Periode ein positiver Impuls
mit annähernder Rechteckform. Die Dauer dieses Impulses wird vorwiegend durch die
Induktivität des Übertragers 5, zum Teil aber auch durch die Eigenschaften des verwendeten
Transistors bestimmt.
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Soll die Torschaltung gesperrt werden, so ist der Steuerschalter 12
zu öffnen. Wird in diesem Zustand an den Eingang 1 ein negatives Signal angelegt,
so entsteht beim Leitendwerden des Transistors 4 in dessen Emitterkreis durch die
Spule 11 eine Stromgegenkopplung. Hierbei ist es von Bedeutung, daß der Kopplungsfaktor
der Gegenkopplung größer bemessen :ist als derjenige der Spannungsmitkopplung zwischen
Kollektor und Basis.
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Allgemein gilt, daß, je weiter der Transistor in den leitenden Zustand
übergeht, desto negativer das Emitterpotential durch die Gegeninduktivität der Spule
11 wird. Da der Emitter in dieser Weise stets negativer als die Basis ist, kann
sich im vorliegenden Fall ein nennenswerter Stromfluß zwischen Emitter und Kollektor
nicht einstellen. Der Transistor 4 bleibt demzufolge nichtleitend, so daß auch die
Eingangssignale wirkungslos bleiben und im Punkt 6 keine wesentliche Spannungsänderung
auftritt. Die Stellung des Schalters 12 wirkt somit bestimmend auf den Öffnungs-
und Sperrzustand der Torschaltung. Da das Zu- und Abschalten der Gegenkopplung ohne
Potentialänderungen und die damit verbundenen
Lade- und Entladevorgänge
geschehen kann, ist das Auftreten von Störimpulsen, die eine Fehlschaltung verursachen
könnten, unmöglich. Wird die Torschaltung durch einen mechanischen Kontakt gesteuert,
wie es F i g. 1 zeigt, so wirken sich Kontaktprellungen, die bei mechanischen Kontakten
unvermeidbar sind und die normalerweise oft Fehlschaltungen verursachen, in keiner
Weise störend aus.
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In F i g. 2 ist eine gleichartige Torschaltung dargestellt, bei der
jedoch an Stelle einer Induktivität ein ohmscher Widerstand 13 zwischen Emitter
und Nullpotential geschaltet ist. Dieser Widerstand verursacht bei geöffnetem Steuerschalter
14 ebenfalls eine ausreichend große Stromgegenkopplung, wenn der Transistor 15 durch
ein Eingangssignal ausgesteuert wird. Das sich bei beginnendem Kollektorstromfluß
am Ernitter einstellende Potential ist negativer als die Basisspannung und verhindert
so ein Leitendwerden des Transistors. Bei dieser Schaltung stellt sich im geöffneten
Zustand durch den Reststrom über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 15
ein Spannungsabfall am Widerstand 13 ein. Dadurch entstehen beim Betätigen des Schalters
14 zwar geringe Spannungsänderungen am Emitter, die jedoch so gering sind, daß sie
keinerlei Fehlschaltungen verursachen können.
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In F i g. 3 ist an Stelle eines mechanischen Kontaktes ein Schalttransistor
17 als Steuerschalter vorgesehen. Die Anordnung nach dieser Figur gleicht im wesentlichen
der beschriebenen Schaltung nach F i g. 1. Die Spule 18 im Emitterkreis bildet hier
die Primärwicklung eines Übertragers 19, dessen Sekundärwicklung über den
Transistor 17 kurzgeschlossen werden kann. Sobald die Steuerspannung an der Klemme
20 positiv ist, kann der Transistor 17 nicht stromführend werden. Die Sekundärwicklung
des Übertragers ist dadurch aufgetrennt. Die Impedanz der Emitterzuleitung des Transistors
21 bewirkt in diesem Zustand eine ausreichend hohe Gegenkopplung. Wenn der Transistor
21 durch Eingangssignale an den Klemmen 23 bestrebt ist, leitend zu werden, verhindert
die an der Spule 18 entstehende Gegenspannung in der beschriebenen Weise, daß der
Sperrschwinger ein Ausgangssignal erzeugt. Die Torschaltung ist somit gesperrt.
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Befindet sich der Transsitor 17 hingegen durch eine negative Steuerspannung
im Punkt 20 in einem Schaltzustand, in dem ein Stromfluß über seine Emitter-Kollektor-Strecke
möglich ist, so ist die Torschaltung geöffnet. Durch die kurzgeschlossene Sekundärwicklung
wird die bei Leitendwerden des Transistors 21 in der Wicklung 18 induzierte
Gegenspannung stark gedämpft. Die verbleibende Gegenkopplung verhindert nicht, daß
der Transistor 21 leitend wird und an der Klemme 22 einen rechteckförmigen Ausgangsimpuls
erzeugt.
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Die F i g. 4 zeigt zwei Torschaltungen 25, 26 nach der Art der Torschaltungen
in F i g. 2, die durch einen gemeinsamen Schalter 24 gesteuert werden. Die
Emitter der Transistoren 27, 28 sind über einen gemeinsamen Widerstand 29 an Nullpotential
angeschlossen. Zum Widerstand 29 ist der Schalter 24 parallel angeordnet. Ist der
Schalter 24 geöffnet, dann befinden sich beide Torschaltungen 25, 26 im gesperrten
Zustand, da der Widerstand 29 eine ausreichend hohe Gegenkopplung zwischen den Emittern
und Kollektoren der Transistoren 27, 28 bildet, um ein Leitendwerden zu verhindern.
Bei Schließen des Schalters 24 sind beide Torschaltungen geöffnet.
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In F i g. 5 ist eine Anwendung der beschriebenen Torschaltungen dargestellt.
Wertausgangsleitungen 30 eines bekannten Magnetkernspeichers 31 sind mit je einer
Torschaltung 32 verbunden. Ebenso sind die Wertausgänge 34 eines weiteren Magnetkernspeichers
33 an die Eingänge von Torschaltungen 35 angeschlossen. Die Ausgänge der Torschaltungen
32, 35 stehen mit der Auswerteinrichtung 36 in Verbindung. Ein Steuerschalter 37
öffnet und schließt die Torschaltungen 32 in der Weise, wie es die F i g. 2 zeigt.
Den Torschaltungen 35 ist ein weiterer Steuerschalter 38 in der gleichen Form zugeordnet.
Durch diese Schalter kann somit wahlweise einer der Speicher 31, 33 mit der
Auswerteinrichtung verbunden werden. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, daß
die als Sperrschwinger ausgebildeten Verstärker und Impulsformer für auf den Lesewicklungen
der Kernspeicher 31, 33 auftretende Lesesignale in einfacher Weise gleichzeitig
als Torschaltungen verwendet werden.
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Es erübrigen sich daher zusätzliche Torschaltungen in den Wertleitungen
zwischen den Speichern 31, 33 und der Auswerteinrichtung 36, um jeweils nur einen
Speicher mit der letzten in Wirkverbindung zu bringen.