DE1293206B - Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Schwingungen - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Erzeugung von SchwingungenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungs- Rückflanke von Ausgangsimpulsen eines idealen
anordnung zur Erzeugung von Schwingungen, die aus logischen Kombinationskreises verzögert,
logischen, einstufigen Kombinationskreisen besteht, Der Ausdruck »idealer logischer Kombinations-
von denen mindestens drei Bestandteil einer ge- kreis« bezeichnet einen logischen Kreis, dessen Ausmeinsamen
Rückkoplungsschleife sind. 5 gangswert in einem gewissen Augenblick nur eine Bekannte Schwingungsgeneratoren verwenden Funktion der Eingangswerte im gleichen Augenaktive Vierpole, z. B. Transistoren, und auch induk- blick ist.
tive und kapazitive Zweipole. Die moderne Techno- Die erwähnte Verzögerung zwischen der Rück-
logie verwendet zum Bau von Schwingungsgenera- flanke der Ausgangsimpulse eines tatsächlichen und
toren die Festkörpertechnik. Manche solcher Ge- io eines idealen logischen Kombinationskreises wird
neratorschaltungen sind jedoch recht kompliziert z. B. in logischen, mit Transistoren bestückten und
und für die Festkörpertechnologie ungeeignet; zum direkt gekoppelten Kreisen durch die Speicherzeit
Teil erfordern sie auch Bauelemente, bei denen es verursacht. Die Speicherzeit bezeichnet die Verschwerfällt,
sie herauszustellen, z. B. Induktivitäten zögerung zwischen der Rückflanke eines Impulses
und Kapazitäten mit großen Werten. Solche Induk- 15 am Kollektor und der Rückflanke eines Impulses
tivitäten und Kondensatoren werden in den erwähn- an der Basis eines Transistors mit geerdetem
ten Generatoren dazu verwendet, die Phase der Emitter.
Spannung in der Rückkopplungsschleife zu ver- Die logischen Kombinationskreise in der erfin-
schieben. dungsgemäßen Anwendung ergeben eine Spannungs-
Es ist eine Einrichtung zum Übertragen elek- 20 phasenverschiebung in der Rückkopplungsschleife
irischer Impulse bekannt, bei der eine ungerade eines Schwingungsgenerators ebenso gut wie bei AnAnzahl
negierender Glieder zu einem Ring zusam- Wendung von Reaktanzen, d. h. Induktivitäten und
mengeschaltet sind. Diese Einrichtung gibt ein Kapazitäten, gemäß dem Stand der Technik,
annähernd rechteckförmiges Signal ab. Sie dient Die Erfindung wird nachstehend an Hand in der
dazu, bei der Anwendung digitaler Steuerungen die 25 Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher
elektrischen Ausgangsimpulse der Steuerung auf die erläutert. Es zeigt
Betätigungsglieder zu übertragen. Beispielsweise Fig. la einen erfindungsgemäßen Generator für
kann es sich um die Steuerung von Starkstromkreisen rechteckige Schwingungen mit Invertern oder Nichtmit
gesteuerten Ventilen handeln, bei denen an die kreisen, zwischen denen Dioden angeordnet sind,
Gitter der Ventile in bestimmter Reihenfolge Zünd- 30 Fig. Ib den zeitlichen Verlauf einer Impulsreihe
impulse angelegt werden müssen. an den einzelnen Klemmen eines Generators gemäß
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine F i g. 1 a,
sehr einfach aufgebaute, insbesondere ohne Induk- Fig. 2a einen Generator für impulsmodulierte
tivitäten oder Kapazitäten auskommende Schaltungs- rechteckige Schwingungen mit Invertern und NOR-anordnung
anzugeben, mit der trotzdem Schwingun- 35 Schaltungen,
gen erzeugt werden können, deren Verlauf in ziem- Fig. 2b den zeitlichen Verlauf von Impulsen an
lieh breiten Grenzen frei bestimmt werden kann. den einzelnen Klemmen der Schaltungsanordnung
Diese Aufgabe wird bei Anwendung der eingangs gemäß Fig. 2a,
erwähnten Schaltungsanordnung erfindungsgemäß Fig. 3 einen Generator für sinusförmige Schwin-
dadurch gelöst, daß im gemeinsamen Stromkreis von 40 gungen mit Invertern und Dioden zur Formänderung
zwei aufeinanderfolgenden logischen Kombinations- der erzeugten Schwingungen,
kreisen eine nichtlineare Impedanz (04 bis 09) ange- Fig. 3a den zeitlichen Verlauf der Spannungen
ordnet ist. an den Ausgängen der Inverter der F i g. 3,
Dies ergibt einen Schwingungsgenerator, der in Fig. 4a die gegenseitige Verbindung von erfin-
seiner einfachsten Ausführung nur Transistoren und 45 dungsgemäßen Generatoren mit drei Invertern und
Widerstände und bei Anwendung der Festkörper- Fig. 4b den zeitlichen Verlauf von Impulsen der
technologie nur Halbleiterübergänge benötigt. Da- Schaltungsanordnung gemäß F i g. 4 a.
gegen kommt er, gleichgültig, ob er nun mit konven- Fig· la enthält Inverter Ii, 12 und 73, d. h.
tioneller oder mit Festkörpertechnik gebaut wird, Nichtkreise für Eingangsimpulse. Jeder dieser Kreise
ohne Induktivitäten oder Kapazitäten aus, wodurch 50 enthält einen Transistor Tl, Tl und Γ 3 und zwei
die Konstruktion wesentlich vereinfacht wird. Je Dioden Dl, Dl bzw. D 2, D 8 bzw. D 3, D 9. Die
nach der verwendeten nichtlinearen Impedanz kön- Emitter der Transistoren sind geerdet. Der Kollektor
nen sinus-, sägezahn-, dreieckförmige und andere eines vorangehenden Inverters ist mit der Basis des
Schwingungen erzeugt werden, wobei bloß Transi- Transistors eines nachfolgenden Inverters über eine
stören und Halbleiterdioden der gleichen Art oder 55 nichtlineare Impedanz 05, 06 verbunden. Diese Im-Widerstände
des gleichen Wertes verwendet werden. pedanz besteht aus Dioden DS, D 6, die mit Bezug
Eine entsprechend gewählte Schaltungsanordnung auf den Basisstrom in der Durchlaßrichtung angemit
einstufigen logischen Kombinationskreisen er- ordnet sind. Eine Rückkopplung führt vom Kollektor
möglicht auch den Bau verschiedener Generatoren des letzten Transistors Γ3 zur Basis des ersten Tranfür
Reihen annähernd rechteckiger Impulse. 60 sistors Tl über eine nichtlineare Impedanz 04, die
Zur Durchführung der Erfindung eignen sich ver- durch eine Diode D 4 gebildet wird. Die Kollektoren
schiedene Elemente, z. B. elektronische, magnetische aller drei Transistoren Tl bis T 3 werden über
und pneumatische. Dioden Dl bis D 3 gespeist, die mit Bezug auf den
Der Ausdruck »einstufiger logischer Kreis« be- Kollektorstrom in der Durchlaßrichtung geschaltet
zeichnet eine Schaltung mit nur einer logischen 65 sind.
Ausgangsfunktion von Eingangsvariablen. Die Basen aller drei Transistoren sind über Dioden
Bei den hier verwendeten logischen Kreisen ist die Dl bis D9, deren Durchlaßrichtung im Einklang mit
Rückflanke der Ausgangsimpulse gegenüber der dem Basis-Emitter-Übergang steht, mit dem nega-
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tiven Pol der Speisequelle U über ein erstes passives nicht eingestellt werden, können sowohl die Dioden
oder aktives Element Q, z. B. über einen Widerstand, D7,D8 und D 9 als auch das Element Q weggelassen
eine Diode oder einen Transistor, verbunden. Die werden.
Speiseklemmen aller drei Inverter sind mit dem F i g. 2 a zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der
positiven Pol der Quelle U über ein zweites aktives 5 Erfindung. Die Schaltungsanordnung besteht hier aus
oder passives Element P der gleichen Art wie Q ver- drei Invertern II, 12 und /3, die aufeinanderfolgend
bunden. Diese beiden Elemente P und Q ermöglichen angeordnet sind. Ebenso wie die Inverter in F i g, 1 a
es, die Speicherzeit aller durch die gleiche Speise- enthalten auch diese Inverter Transistoren Tl, Tl
quelle gespeisten Inverter gleichzeitig zu ändern. Eine und Γ3 und Dioden Dl, Dl und D3, aber ohne die
Ausgangsklemme des Schwingungsgenerators ist mit io Dioden D 7, D 8 und D 9. Vor dem Inverter 71 be-
12 bezeichnet. findet sich eine NOR-Schaltung B1 mit Transistoren
Wird die Schaltungsanordnung gemäß Fig. la T4, TU und einer DiodeD4. Zwischen den einzelständig
an die Speisequelle U angeschlossen, fällt sie nen Invertern und NOR-Schaltungen sind nichtunter
der Wirkung der Mitkopplung in Schwingun- lineare Impedanzen 04 bis 09, entsprechend den
gen, wie in der weiteren Beschreibung erklärt wird. 15 Impedanzen 04 bis 06 in F i g. 1 a, angeordnet. Die
Der Verlauf an den einzelnen Klemmen 1, 2, 3, 4, 5 Kollektoren der beiden Transistoren T 4 und TIl
und 6 ist in F i g. 1 b dargestellt, wo die einzelnen sind miteinander verbunden und über die Diode D 4,
Verläufe mit den gleichen Bezugszeichen wie die die mit Bezug auf den Kollektorstrom in der Durch-Klemmen
bezeichnet sind. laßrichtung orientiert ist, an die Speisespannung
Es soll nun vor allem eine vereinfachte Schaltungs- 20 angeschlossen. Die Basis des Transistors Π des Inanordnung,
ohne die Elemente P und Q und die verters/1 ist über die Impedanz 04 an die zusam-DiodenD7,
DS und D 9 in Betracht zu ziehen, be- mengeschalteten Kollektoren der Transistoren T 4
schrieben werden. Diese Schaltungsanordnung ent- und TU, deren Emitter geerdet sind, angeschlossen,
hält Inverter, die mit der gleichen Speicherzeit Ts Eine NOR-Schaltung B1, die Transistoren Γ 9, Γ10
arbeiten. Es sei angenommen, daß die Eingangs- 25 und eine Diode D 8 enthält und ähnlich wie die
klemme 1 des Inverters Tl mit Impulsen gespeist NOR-Schaltung B1 geschaltet ist, ist zwischen den
wird, deren Breite Ts und deren Wiederholungs- Inverter/3 und den Kreis JBl über nichtlineare Imperiode
To ist, die gleich drei Impulsbreiten Ts ist. pedanzen 07 und 08 eingeschaltet.
Diese Impulse werden durch den Verlauf 1 in Die Schaltungsanordnung enthält zwei Rück-Fig. Ib dargestellt. Der Impulsverlauf am Kollek- 30 kopplungszweige. Einer führt vom Kollektor des tor 4 des Transistors Tl in Fig. la ist in Fig. Ib Transistors Γ3 des Inverters/3 über die Impedanz ebenfalls mit 4 bezeichnet. Die Phase der Impulse 4 07, die Basis und den Kollektor des Transistors T 9 ist mit Bezug auf die Impulse 1 umgekehrt und die der NOR-Schaltung B 2, über die Impedanz 08 und Rückflanke eines jeden Impulses 4 ist mit Bezug auf die Basis und den Kollektor des Transistors TA der die Rückflanke der Impulse 1 um eine Zeit Ts ver- 35 Schaltung B1 und die Impedanz 04 zur Basis des zögert, was durch die Speicherzeit zwischen der Transistors Tl des Inverters 11. Der zweite Rück-Spannungskurve an der Basis und am Kollektor eines kopplungszweig führt vom Kollektor des Transistors Transistors mit geerdetem Emitter verursacht wird. Tl des Inverters/2 über die Impedanz 09 und die Die Impulse 4, welche durch die Diode D 5 im Basis an den Kollektor des Transistors Γ11 der Schalleitenden Zustand der Klemme 2 des Inverters /2 40 tungßl und über die nichtlineare Impedanz 04 zur zugeführt werden, verursachen, daß die Impulse am Basis des Transistors Tl. Eine äußere Impulsquelle Z Kollektor 5, die aus diesem Inverter herausgeführt ist mit der Eingangsklemme 9 der NOR-Schaltung werden, gegenüber den Impulsen 2 eine umgekehrte B1 verbunden. Die nichtlinearen Impedanzen 04 bis Phase besitzen. Die Rückflanke der Impulse 5 ist mit 09 bestehen vorzugsweise aus Dioden.
Bezug auf die Rückflanke der Impulse 2 um eine 45 Ist das Signal aus der Quelle Z an der Klemme 9 Zeit Ts verzögert. Während der Speicherzeit des positiv, ist der Transistor Γ10 leitfähig. An der Transistors Tl ist die Diode D 5 gesperrt. Die an der Klemme 7 befindet sich dann Nullspannung, und der Basis des Transistors Tl gespeicherte Ladung kann Transistor Γ 4 ist deshalb gesperrt. Die Schwingungssich nur durch die Diode D 8 in die Speisequelle U verlaufe an den Klemmen 1, 2 und 16 werden nur entladen. Deshalb kann die Speicherzeit Ts durch das 50 durch die Rückkopplungsschleife, die über die Tran-Element Q kontrolliert werden. In den weiteren In- sistoren Tl, Tl und TIl und über die nichtlineare vertern/1, /3 wirken die den Dioden D 5 und D 8 Impedanz 04, 05 und 09 führt, bestimmt. In diesem entsprechenden Dioden in gleicher Weise. Auch die Fall verlaufen die Impulse 1, 2 und 16 ähnlich wie in Impulse an der Klemme 3 des Inverters /3 ver- den Zeilen 1, 2 und 3 in Fig. Ib, mit dem Unterursachen am Kollektor 6 des Transistors Γ 3 einen 55 schied, daß die Speicherzeit Ts der einzelnen Tran-Verlauf gemäß Fig. Ib. Diese Ausgangsimpulse sistoren langer ist, da hier keine Dioden, wie die besitzen — mit Ausnahme der Amplitude — den Dioden Dl, D8 und D9 in Fig. la, vorgesehen gleichen Verlauf wie in Zeile 1 der Fig. Ib d.h. den sind.
Diese Impulse werden durch den Verlauf 1 in Die Schaltungsanordnung enthält zwei Rück-Fig. Ib dargestellt. Der Impulsverlauf am Kollek- 30 kopplungszweige. Einer führt vom Kollektor des tor 4 des Transistors Tl in Fig. la ist in Fig. Ib Transistors Γ3 des Inverters/3 über die Impedanz ebenfalls mit 4 bezeichnet. Die Phase der Impulse 4 07, die Basis und den Kollektor des Transistors T 9 ist mit Bezug auf die Impulse 1 umgekehrt und die der NOR-Schaltung B 2, über die Impedanz 08 und Rückflanke eines jeden Impulses 4 ist mit Bezug auf die Basis und den Kollektor des Transistors TA der die Rückflanke der Impulse 1 um eine Zeit Ts ver- 35 Schaltung B1 und die Impedanz 04 zur Basis des zögert, was durch die Speicherzeit zwischen der Transistors Tl des Inverters 11. Der zweite Rück-Spannungskurve an der Basis und am Kollektor eines kopplungszweig führt vom Kollektor des Transistors Transistors mit geerdetem Emitter verursacht wird. Tl des Inverters/2 über die Impedanz 09 und die Die Impulse 4, welche durch die Diode D 5 im Basis an den Kollektor des Transistors Γ11 der Schalleitenden Zustand der Klemme 2 des Inverters /2 40 tungßl und über die nichtlineare Impedanz 04 zur zugeführt werden, verursachen, daß die Impulse am Basis des Transistors Tl. Eine äußere Impulsquelle Z Kollektor 5, die aus diesem Inverter herausgeführt ist mit der Eingangsklemme 9 der NOR-Schaltung werden, gegenüber den Impulsen 2 eine umgekehrte B1 verbunden. Die nichtlinearen Impedanzen 04 bis Phase besitzen. Die Rückflanke der Impulse 5 ist mit 09 bestehen vorzugsweise aus Dioden.
Bezug auf die Rückflanke der Impulse 2 um eine 45 Ist das Signal aus der Quelle Z an der Klemme 9 Zeit Ts verzögert. Während der Speicherzeit des positiv, ist der Transistor Γ10 leitfähig. An der Transistors Tl ist die Diode D 5 gesperrt. Die an der Klemme 7 befindet sich dann Nullspannung, und der Basis des Transistors Tl gespeicherte Ladung kann Transistor Γ 4 ist deshalb gesperrt. Die Schwingungssich nur durch die Diode D 8 in die Speisequelle U verlaufe an den Klemmen 1, 2 und 16 werden nur entladen. Deshalb kann die Speicherzeit Ts durch das 50 durch die Rückkopplungsschleife, die über die Tran-Element Q kontrolliert werden. In den weiteren In- sistoren Tl, Tl und TIl und über die nichtlineare vertern/1, /3 wirken die den Dioden D 5 und D 8 Impedanz 04, 05 und 09 führt, bestimmt. In diesem entsprechenden Dioden in gleicher Weise. Auch die Fall verlaufen die Impulse 1, 2 und 16 ähnlich wie in Impulse an der Klemme 3 des Inverters /3 ver- den Zeilen 1, 2 und 3 in Fig. Ib, mit dem Unterursachen am Kollektor 6 des Transistors Γ 3 einen 55 schied, daß die Speicherzeit Ts der einzelnen Tran-Verlauf gemäß Fig. Ib. Diese Ausgangsimpulse sistoren langer ist, da hier keine Dioden, wie die besitzen — mit Ausnahme der Amplitude — den Dioden Dl, D8 und D9 in Fig. la, vorgesehen gleichen Verlauf wie in Zeile 1 der Fig. Ib d.h. den sind.
Verlauf, von dem in der Beschreibung ausgegangen Befindet sich in der Zeitspanne zwischen ti und ti
wurde. 60 an der Klemme 9 ein Nullsignal, ist der Transistor
Es ist demnach klar, daß die Schaltungsanordnung Γ10 gesperrt, und die Schaltung B1 wirkt nur als
unter Wirkung von Mitkopplung schwingt. Dabei be- Inverter durch den Transistor Γ9 und die Diode D 8.
sitzen die Schwingungen an den einzelnen Klemmen Dadurch entsteht eine weitere Rückkopplungs-
die in F i g. 1 b dargestellten Verläufe. Das Element P schleife, welche über die Transistoren Tl, Tl, T3,
ermöglicht es, die Größe der einzelnen Kollektor- 65 Γ 9 und Γ 4 und die Impedanzen 04 bis 09 führt. Es
ströme aller Transistoren und dadurch auch deren sei angenommen, daß in der Zeitspanne zwischen ti
Speicherzeiten gleichzeitig zu ändern. Müssen die und 11 an der Klemme 1 der Verlauf, wie in Fig. 2b
Speicherzeiten der Transistoren Tl, Tl und Γ3 angedeutet, ist. Unter dem Einfluß der Speicherzeiten
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der einzelnen Transistoren wird der Verlauf 1 in TsI + Ts3 in den Transistoren TX und Γ3. Damit
einen Verlauf 2 oder in weitere Verläufe 3, 8 und 7 entsteht am Ausgang 12 eine Sinusspannung mit
umgewandelt. Durch Negation der logischen Summe einem Tastverhältnis von 1:1. Ohne die Verwender
Verläufe 13 und 10 und unter dem Einfluß der dung der nichtlinearen Impedanzen würden dagegen
Speicherzeit der Schaltung B1 entsteht ein Verlauf 5 Rechteckspannungen entstehen, wie sie in F i g. 3 a
14, welcher bis auf die Amplitude mit dem ange- als 10', 11' und 12' dargestellt sind,
nommenen Verlauf 1 identisch ist. Es folgt aus dem In allen angeführten Ausführungsbeispielen der
Obigen, daß die Schaltungsanordnung wegen der Erfindung können statt jeder der Dioden im Kollekspeziellen
Mitkopplung als ein die Impulse gemäß torkreis, z. B. statt der Dioden D1 bis D 3 in F i g. 1,
Fig. 2b erzeugender Generator wirkt. io mehrere in Reihe geschaltete Dioden verwendet
F i g. 2b zeigt, daß z. B. im Verlauf 1 das Intervall werden, um in Festkörperkreisen eine höhere Kollekzwischen
den einzelnen Impulsen unter dem Einfluß torimpedanz zu gewinnen.
der Quelle Z geändert wird. Der Verlauf 1 ist des- Durch Verwendung eines Widerstandes anstatt der
halb impulsmoduliert. Dioden D1 bis D 3 bzw. auch anderer Dioden in den
Weitere Ausführungen der erfindungsgemäßen 15 Kollektorkreisen der Ausführungen der erfindungs-Schaltungsanordnung
können mit beliebigen ein- gemäßen Schaltungsanordnung kann man eine stufigen logischen Kombinationskreisen zusammen- wirtschaftlichere Schaltungsanordnung erzielen, was
gestellt werden. Es werden z. B. von beliebigen von Vorteil sein kann, wenn es sich nicht um inte-Ausgangsklemmen
einer beliebigen Anzahl von grierte Kreise handelt.
aufeinanderfolgenden einstufigen logischen Kombina- 20 Durch Wahl verschiedener nichtlinearer Impetionskreisen
Rückkopplungszweige, die eine beliebige danzen, die z. B. als ein oder mehrere Halbleiter-Anzahl
von weiteren einstufigen logischen Kombina- übergänge ausgebildet oder durch die Geometrie des
tionskreisen enthalten können, an selbständige Ein- Basisüberganges gebildet werden können oder auch
gangsklemmen von beliebigen einstufigen logischen aus spannungs- oder stromabhängigen Widerständen,
Kombinationskreisen in der Schaltungsanordnung 25 eventuell mit spannungsabhängigen Kondensatoren,
geführt. Von den Ausgangsklemmen der Kreise in bestehen, die auf einem halbleitenden Substrat erden Rückkopplungszweigen, d. h. von den Rück- zeugt werden, kann man verschiedene Formen der
kupplungselementen, können weitere zusätzliche Vorder- und Rückflanke und verschiedene Speicher-Rückkopplungszweige,
welche diese einstufigen zeiten erzielen, so daß die erzeugten periodischen logischen Kombinationskreise in einer Kaskaden- 30 Schwingungen eine sägezahnförmige, dreieckige,
anordnung enthalten, geführt werden. Durch Anord- rechteckige oder irgendeine andere Form annehmen,
nung von Rückkopplungszweigen in der Schaltungs- Die einzelnen, durch Gruppen von drei Invertern
anordnung können periodische Impulsreihen von gebildeten Impulsgeneratoren besitzen infolge von
verschiedener Breite und Wiederholungsperioden er- Produktionsstreuungen, welche verschiedene Speicherzeugt
werden. 35 zeiten der einzelnen Transistoren verursachen, auch Fi g. 3 zeigt ein weiteres Beispiel einer erfindungs- verschiedene Wiederholungszeiten. Durch bloße Vergemäßen
Schaltungsanordnung. Sie enthält drei In- bindung der Ausgangsimpulse können alle diese Imverter
/I3 72 und 73 in einer Reihenschaltung, die pulsgeneratoren gegenseitig synchronisiert werden,
in der gleichen Art wie die Inverter in F i g. 2 a ver- Es hängt von der Wahl der verbundenen Klemmen
bunden sind. Die nichtlinearen Impedanzen 04 bis 06 4° ab, ob zwischen den Impulsen an den Ausgangswerden
durch Diodenschaltungen gebildet und sind klemmen, die auf der gleichen Seite von aufeinanderderart
angeordnet, daß stets ein Diodenkreis zwi- folgenden Generatoren liegen, eine Verzögerung besehen
zwei benachbarten Invertern 71 bis 73, und steht, die annähernd Null, gleich einer Impulsbreite
zwar zwischen dem Kollektor des vorangehenden oder gleich zwei Impulsbreiten ist. Dadurch kann
und der Basis des nachfolgenden Transistors ge- 45 z.B. ein vollständiges System von Synchronisierschaltet
ist. Alle drei Diodenkreise sind auf die impulsen für ein synchrones logisches System durch
gleiche Art geschaltet, und jeder enthält zwei Dioden Teilgeneratoren für Synchronisierimpulse, die durch
D5, DU oder D4, DlO oder D6, D12, die anti- die Gruppen von drei Invertern erzeugt werden, geparallel
angeordnet sind. bildet werden. Die Teilgeneratoren können in ge-Die Diodenkreise verursachen eine Herabsetzung 5° eigneter Weise miteinander verbunden werden, was
der Speicherzeit und eine Änderung der Form der im Festkörperzustand einfach erreicht werden kann.
Vorder- und Rückflanken der Ausgangsimpulse der- Die Schaltungsanordnung in F i g. 4 a illustriert ein
art, daß die Form der Ausgangsimpulse am Kollektor Ausführungsbeispiel der Erfindung, wo die Verzögeder
Transistoren nicht rechteckig wie in der voran- rung zwischen den Impulsen an den Ausgangsgehenden
Schaltungsanordnung sind, sondern an 55 klemmend bis G der Dreiergruppen von Invertern
einer Klemme ist der Impuls sinusförmig, und dieser eine Impulsbreite beträgt, wie aus Fig. 4b, weiche
Generator eignet sich zur Erzeugung von sinus- die Impulsformen an den einzelnen Ausgangsklemmen
förmigen Schwingungen. darstellt, ersichtlich ist.
Fig. 3a zeigt, wie der sinusförmige Verlauf ent- Die Schaltungsanordnung besteht aus einer besteht.
Die dort gezeigten Spannungszüge 10, 11 und 60 liebigen Anzahl von Inverter-Dreiergruppen, im vortreten
an den Ausgängen der Inverter 71, 72 bzw. liegenden Fall sechs. Die Inverter-Dreiergruppen sind
der Schaltungsanordnung nach Fi g. 3 auf. Es sei auf die gleiche Weise wie die Inverter 71, 72 und 73
hierbei angenommen, daß der Wert der DiodeDl in Fig. 3 geschaltet mit dem Unterschied, daß die
kleiner als die Werte der Dioden D 2 und 7)3 ge- nichtlinearen Impedanzen 04 bis 06 unmittelbar durch
wählt worden ist. Dann ist der Strom im Transistor 65 die Geometrie des Basisüberganges gebildet werden.
TI größer als der Strom in den Transistoren Π und Die Ausgangsklemme des zweiten Inverters jeder
Γ 3, und die Speicherzeit Ts 2 im TransitorT2 ent- Gruppe von drei Invertern ist mit der Ausgangsspricht
der Summe der beiden Speicherzeiten klemme des dritten Inverters der nächsten Gruppe
verbunden, und die Ausgangsklemme des dritten Inverters einer jeden Gruppe von drei Invertern ist
mit der Ausgangsklemme des ersten Inverters der nächsten Gruppe von drei Invertern verbunden.
Befinden sich am Eingang des Transistors TU, der S mit einer Speicherzeit TA arbeitet, Impulse B, erscheinen
in dessen Ausgang Impulse A, wie in F i g. 4 b dargestellt ist. Ähnlich werden die Impulse B
aus Impulsen C durch die Transistoren Γ13 und T14
gebildet, deren Basen und Kollektoren miteinander verbunden sind, so daß die beiden Transistoren
eigentlich parallel geschaltet sind und mit einer resultierenden Speicherzeit TB arbeiten. Da die Kollektoren
der Transistoren Γ12, Γ16 und Γ17 miteinander verbunden sind und die Basen der Transistoren
Γ16 und Γ17 auch miteinander verbunden
sind, bilden sie mit den Kollektordioden eine NOR-Schaltung für die Verläufe A und D, die mit einer
Speicherzeit TC arbeitet, wobei der Verlauf C in Fig. 4b am Ausgang dieses Kreises erscheint. In ao
ähnlicher Weise werden die Impulse D aus den Eingangsimpulsen B und E des Transistors Γ15, T19
und Γ 20 mit einer Speicherzeit TD und die Impulse E durch die Transistoren T18, T 22 und T 23 mit einer
Speicherzeit TE aus den Eingangsimpulsen C und F as
gebildet. In ähnlicher Weise entstehen die Impulse F durch die Transistoren Γ 21 und T 25 aus den Eingangsimpulsen
D und G mit einer Speicherzeit TF. Gemeinsam mit den Kollektordioden bilden nämlich
auch die Transistoren T 21 und T 25 eine NOR-Schaltung. Die Impulse G werden aus den Eingangsimpulsen
E durch den Transistor T 24 gebildet, der mit einer Speicherzeit TG arbeitet.
Es ist aus F i g. 4 b ersichtlich, daß die gegenseitigen Unterschiede zwischen den Speicherzeiten bloß durch
die Unterschiede in der Verzögerung zwischen den Vorder- und Rückflanken und demnach auch in den
Impulsbreiten verursacht werden. Die Impulsverläufe an den einzelnen aufeinanderfolgenden Ausgangsklemmen
werden gegenseitig annähernd um eine durchschnittliche Breite verzögert.
Die Wiederholungszeit To ist für alle Verläufe A
bis G die gleiche. Sind die aus Dreiergruppen von Invertern bestehenden Generatoren nicht miteinander
verbunden, erzeugt jeder einzelne Generator gewöhnlieh
Impulse von verschiedener Breite. Beim Verschalten gemäß Fig. 4a erzielt man durch die gegenseitige
Wirkung der einzelnen Impulse einen minimalen Unterschied in den Impulsbreiten.
Ein weiteres, in der Zeichnung nicht dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung ähnelt der in
Fig. 4a dargestellten Schaltungsanordnung. Auch diese Ausführung der Erfindung enthält in gleicher
Weise geschaltete Dreiergruppen von Invertern, die derart untereinander verbunden sind, daß die Ausgangsklemme
des zweiten Inverters jeder Gruppe von drei Invertern mit der Ausgangsklemme des ersten
Inverters der nächsten Dreiergruppe von Invertern verbunden ist und die Ausgangsklemme des dritten
Inverters jeder Dreiergruppe von Invertern mit der Ausgangsklemme des zweiten Inverters der nachfolgenden
Gruppe von drei Invertern verbunden ist. Diese Schaltungsanordnung wirkt in ähnlicher Weise
wie die Schaltungsanordnung in Fig. 4a mit dem Unterschied, daß die Impulsverläufe an einzelnen
aufeinanderfolgenden Ausgangsklemmen gegenseitig um etwa das Doppelte der durchschnittlichen Breite
verzögert sind.
Claims (14)
1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Schwingungen, die aus logischen einstufigen
Kombinationskreisen besteht, von denen mindestens drei Bestandteil einer gemeinsamen Rückkopplungsschldfe
sind, dadurch gekennzeichnet, daß im gemeinsamen Stromkreis von
zwei aufeinanderfolgenden logischen Kombinationskreisen eine nichtlineare Impedanz (04 bis
09) angeordnet ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Ausgangsklemme
mindestens eines logischen einstufigen Kombinationskreises zusätzliche Rückkopplungszweige zu einer der Eingangsklemmen eines anderen
logischen einstufigen Kombinationskreises dieser Schaltung geführt sind.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Glieder, die
durch eine Kaskadenschaltung von logischen einstufigen Kombinationskreisen gebildet werden, in
den zusätzlichen Rückkopplungszweigen angeordnet sind.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
nichtlinearen Impedanzen (04 bis 09) durch einen Halbleiter-PN-Übergang oder durch eine Kombination
von mehreren solchen Übergängen gebildet sind.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
nichtlinearen Impedanzen (04 bis 09) durch spannungs- bzw. stromabhängige Widerstände gebildet
sind, die auf einem halbleitenden Substrat erzeugt werden können.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
nichtlinearen Impedanzen (04 bis 09) identisch sind, wobei jede von ihnen durch zwei antiparallelgeschaltete
Halbleiter-PN-Übergänge (D 4, DlO; D5, DU; D6, D12) gebildet ist.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
spannungsabhängige, in einem halbleitenden Substrat herstellbare Kondensatoren Bestandteile
der nichtlinearen Impedanz sind.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
nichtlinearen Impedanzen (04 bis 09) unmittelbar durch die Geometrie des Basisübergangs gebildet
sind.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie
aus einer ungeraden Anzahl von einstufigen logischen Invertern (/1, II, 73), die in einer einzigen
Rückkopplungsschleife geschaltet sind, besteht.
10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Speiseklemmen aller einstufigen logischen Inverter über gemeinsame passive oder aktive Elemente
(D 1, D 2, D 3) an die Speisequelle angeschlossen sind.
11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß
sie aus einer beliebigen Anzahl von identischen Dreiergruppen von in einer Kaskadenschaltung
angeordneten einstufigen logischen Invertern be-
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steht, wobei die Dreiergruppen derart gegenseitig
untereinander verbunden sind, daß jedoch die Ausgangsklemme von mindestens einem logischen
einstufigen Inverter einer jeden vorangehenden Dreiergruppe an eine Ausgangsklemme des logischen
einstufigen Inverters der nachfolgenden Dreiergruppe angeschlossen ist.
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsklemme
des zweiten Inverters einer jeden Dreiergruppe an die Ausgangsklemme des dritten Inverters der
folgenden Dreiergruppe und die Ausgangsklemme des dritten Inverters einer jeden Dreiergruppe an
die Ausgangsklemme des ersten Inverters der folgenden Dreiergruppe angeschlossen ist.
13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsklemme
des zweiten Inverters einer jeden Dreiergruppe
an die Ausgangsklemme des ersten Inverters der folgenden Dreiergruppe und die Ausgangsklemme
des dritten Inverters einer jeden Dreiergruppe an die Ausgangsklemme des zweiten Inverters der
folgenden Dreiergruppe angeschlossen ist.
14. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Basen der in der Schaltungsanordnung verwendeten Transistoren in jedem Inverter über
Halbleiter-PN-Übergänge(D7, D 8, D 9), die im
gleichen Sinne wie die Halbleiterübergänge Basis-Emitter der Transistoren (Tl bis Γ3) orientiert
sind, und über ein erstes aktives oder passives Element (Q) an einen' Pol der Speisequelle (U)
angeschlossen sind, während die Speiseklemmen dieser Inverter (/Ibis/3) über ein zweites aktives
oder passives Element (P) an den zweiten Pol dieser Speisequelle angeschlossen sind.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
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1967
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- 1967-03-10 GB GB11326/67A patent/GB1150128A/en not_active Expired
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