DE1562004C - Schaltungsanordnung zur Verzögerung der Vorderflanken von Impulsen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Verzögerung der Vorderflanken von Impulsen unter Verwendung eines integrierenden Verzögerungsgliedes, bei dem ein Eingangsimpuls anliegt, dessen Zeitdauer größer ist als die Verzögerungszeit und bei der das Verzögerungsglied vom Augenblick des Erscheinens des Ausgangsimpulses an in seinen Ruhezustand zurückkehrt.

Oft liegen am Eingang solcher Schaltungsanordnungen Eingangsimpulse, die noch andauern, wenn die Verzögerungszeit bereits verstrichen ist. Dies ist besonders bei Schaltungsanordnungen mit integrierendem Verzögerungsglied der Fall. Bei ihnen vyird die Verzögerungszeit z. B. mit Hilfe eines /?C-Gliedes eingestellt. Wenn der Kondensator des /?C-Gliedes eine bestimmte Spannung (Schwellspannung) erreicht hat, erscheint am Ausgang der Schaltungsanordnung die Anstiegsflanke des Ausgangsimpulses. Der Eingangsimpuls muß mindestens so lange anliegen, wie der Kondensator Zeit zur Aufladung auf die Schwellspannung braucht. Um ein sicheres Funktionieren der Schaltung zu gewährleisten muß er sogar länger anliegen.

Hei der Verzögerung kurz hintereinander auftretender Inipulse ist es notwendig, daß die Schaltungsanordnung immer bei Eintreffen des nächsten Impulses bereits wieder betriebsfähig ist, d. h. das verzögernde Glied wieder in seinen Ruhezustand zurückgekehrt ist. Ein Maß für die Zeit, die die Schaltungsanordnung braucht, um wieder betriebsfähig zu werden, ist die sogenannte Erholzeit. Sie kann definiert werden als die Zeit, die nach Ablauf des Eingangsimpulses verstreichen muß bis die Schaltungsanordnung wieder mit einem zu verzögernden Impuls angesteuert werden darf. Diese Erholzeit soll möglichst klein sein.

Die Erholzeit wird gewöhnlich bestimmt durch das die Verzögerung verursachende Schaltungsglied (Verzögerungsglied) der Schaltungsanordnung, also z. B. das ÄC-Glied. Dieses Verzögerungsglied braucht eine bestimmte Zeit, um wieder in seinen Ruhezustand — in diesem Zustand befindet sich das Verzögerungsglied, wenn kein Eingangsimpuls anliegt — zurückzukehren.

Bei bekannten Schaltungsanordnuiigeii zur Verzögerung der Vorderflanke von Impulsen kann das Verzögerungsglied erst nach Beendigung des Eingangsimpulses in seinen Ruhezustand zurückkehren; d.h. die Erholzeit ist verhältnismäßig lang.

Schaltungsanordnungen zur Verzögerung der Vorderllanke von Impulsen, bei denen das Verzögerungsglied erst dann in seinen Ruhezustand zurückkehren kann, wenn die Rückflanke des Eingangsinipulses anliegt, sind z. B. aus den deutschen Auslegeschriften 1178 462, 1045 456, 1207 434, der USA.-Patentschrift 3 244 907, der französischen Patentschrift I 482 283 und aus der I.iteratiirstelle IBM-Technical Disclosure Bulletin, Vol. 10, Nr. 2, Juli l%7, S. 184 und 185, bekannt. Bei all diesen bekannten Schaltungsanordnungen werden ÄC-Glieder als Verzögerungsglieder verwendet. Erscheint am Eingang der Schaltungsanordnungen die Vorderflanke eines Eingangsiinpulses, dann beginnt die Aufladung des Kondensators des AC-Gliedes. Hat die Spannung über dem Kondensator einen bestimmten Wert erreicht, dann spricht eine nachgeschaltete Schwellwertschaltung an, und am Ausgang dieser Schwellwertschaltung tritt die verzögerte Vorderllanke des am Eingang anliegenden F.ingangsimpulses auf. Die Entladung des Kondensators des /?C-Gliedes und damit die Rückkehr des Verzögerungsgliedes in seinen Ruhezustand kann erst dann erfolgen, wenn die Rückflanke des Eingangsimpulses am Eingang der Schaltungsanordnung anliegt. Dann nämlich wird eine Entladung des Kondensators des ÄC-Gliedes über die an den Eingang der Schaltungsanordnung angeschlossene Ansteuerschaltung möglich, oder durch die Rückflanke des Eingangsimpulses wird ein Entladungsweg für den

ίο Kondensator des i?C-Gliedes durchgeschaltet.

Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Verzögerung der Vorderflanke von Impulsen wird nun eine Schaltung angegeben, bei der das Verzögerungsglied schon vor Beendigung des Eingangsimpulses in seinen Ruhezustand zurückkehren kann. Dadurch wird die Erholzeit verkleinert. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist gekennzeichnet durch ein NAND-Glied, dessen einer Eingang mit dem Eingang für die Eingangsimpulse verbunden ist und das

ao von einem anliegenden Eingangsimpuls von einem ersten in einen zweiten Zustand geschaltet wird, durch ein Verzögerungsglied, das an den Ausgang des NAND-Gliedes angeschlossen ist und an dessen Aus- (Tagung nach der Verzögerungszeit die Vorderflanke des ;

as anliegenden Eingangsimpulses erscheint und durch ein Flipflop, das durch die verzögerte, am.Ausgang des Verzögerungsgliedes erscheinende Vorderflanke des Eingangsimpulses gesetzt, durch die Rückflanke des Eingangsimpulses zurückgesetzt und dessen negierender Ausgang mit einem zweiten Eingang des NAND-Gliedes so verbunden ist, daß das NAND-Glied mit Erscheinen der verzögerten Vorderflanke des am Eingang anliegenden Eingangsimpulses am Ausgang des Flipflops in seinen ersten Zustand zurückgesetzt wird, so daß das Verzögerungsglied in seinen Ruhezustand zurückkehrt.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird an Hand von Ausfiihrungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine erste erfindungsgemäße Schaltungsanordnung,

F i g. 2 ein Inipulsdiagramm der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 und fiT

F i g. 3 eine weitere erfindungsgemäße Schaltungsanordnung.

In F i g. 1 ist mit Ni ein NAND-Glied bezeichnet, an dessen einen Eingang 1 die Eingangsimpulse angelegt werden. Das NAND-Glied Nl ist über den Widerstand Rl ... mit dem Transistor T verbunden, in : dessen Emitterzweig ein Widerstand /?3 liegt. Der Kollektor des Transistors T ist mit dem Kondensator 1 und dem Widerstand Al verbunden. Der _; Widerstand R1 liegt außerdem an der festen Spannungsquelle Ul. Der Verbindungspunkt des Widerstandes/?! und des Kondensators Cl ist an das ' NAND-Glied Nl angeschlossen, dessen Ausgang mit '■■ dem Flipflop F, bestehend aus den NAND-Gliedern ; iV3 und N4, verbunden ist. Der zweite Eingang des ; NAND-Gliedes Nl ist offen. Der eine Ausgang Al des Flipflops F ist mit einem weiteren Eingang 2 des i NAND-Gliedes//! verbunden. Außerdem führt eine ! Leitung vom Eingang E auf einen Eingang 9 des ; NAND-Gliedes N4 des Flipflops F. Am Ausgang Al des Flipflops F erscheint der Ausgangsimpuls invertiert zu dem Ausgangsimpuls am Ausgang A1 des Flipflops F. Das Verzögerungsglied wird im Ausführungsbeispiel aus dem Transistor T, dem aus dem

Kondensator Cl und dem Widerstand R1 bestehenden Zeitglied und dem NAND-Glied JV2 gebildet.

Im folgenden wird die Schaltungsanordnung zur Verzögerung der Vorderflanken von Impulsen nach F i g. 1 beschrieben. Dabei entspricht dem Binärwert »0« niedriges Potential und dem Binärwert »1« hohes Potential.

Im Ruhezustand liegt am Eingang E der Schaltung eine »0«, dann ist am Ausgang des NAND-Gliedes JVl (Punkt 3) eine »1« gegeben. Der Transistor Γ ist leitend gesteuert und legt eine »0« an den Eingang des NAND-Gliedes N2 (Punkt 4). Der Kondensator Cl ist bis auf die Restspannung des Transistors T und den Spannungsabfall an R3 entladen. Am Ausgang des NAND-Gliedes N2 (Punkt 5) und damit auch am Setz-Eingang (Punkt 6) des aus den NAND-Gliedern N3 undJV4 bestehenden Flipflops Fliegt dann eine »1«. Vom Eingang £ her liegt am Rücksetz-Eingang (Punkt 9) des Flipflops F eine »0«. Dann ergibt sich am Ausgang A2 eine »1« und am Ausgang Al eine »0«.

Im Arbeitszustand wird an den Eingang E der Schaltung eine »1« gelegt. Am zweiten Eingang des NAND-Gliedes JVl (Punkt 2) liegt vom Ausgang A2 des Flipflops F ebenfalls eine »1« an. Der Ausgang des NAND-Gliedes JVl schaltet dann auf eine »0« und sperrt damit den Transistor T. Jetzt lädt sich der Kondensator Cl über den Widerstand Rl gegen die Spannung Ul auf. Sobald die Kondensatorspannung die Schwellspannung, die durch das NAND-Glied JV2 dargestellt wird, erreicht, erscheint am Ausgang des NAND-Gliedes JV2 eine »0«. Diese setzt das nachgeschaltete Flipflop, d. h. am Ausgang A1 erscheint eine »1«, am Ausgang A 2 eine »0«. Die Verzögerungszeit wird bestimmt durch den Widerstand Rl, den Kondensator Cl, die Spannung Ul und die Schwellspannung des NAND-Gliedes JV2. Der positive Eingangs-Spannungssprung erscheint also nach Ablauf der Verzögerungszeit am Ausgang A1 als positiver und am Ausgang A 2 als negativer Spannungssprung. Da der Ausgang A 2 auf das NAND-Glied JVl rückgeführt ist, erscheint jetzt am Punkt 3 eine »1« und steuert den Transistor T leitend. Der Entladevorgang des Kondensators Cl beginnt; damit geht der Ausgang des Gatters JVl wieder auf eine »1«. Das Flipflop F wird jedoch erst dann wieder rückgesetzt, wenn der Steuerimpuls am Eingang E von einer »1« auf eine »0« springt. Am Ausgang A1 steht also der um die Verzögerungszeit verzögerte und verkürzte Eingangsimpuls, am Ausgang A2 der dazu inverse Impuls zur Verfügung.

Der Widerstand i?2 dient zur Strombegrenzung, der Widerstand R3 zur Temperaturstabilisierung, um den Einfluß der Temperatur auf die Verzögerungszeit zu kompensieren.

In F i g. 2 ist ein Impulsdiagramm der Schaltungsanordnung zur Verzögerung der Vorderflanken von Impulsen der F i g. 1 gezeigt. In der Zeile I ist der Eingangsimpuls, der dem Eingang E zugeführt wird, gezeichnet. In Zeile II ist der Spannungsverlauf an Punkt 3, in Zeile III der Spannungsverlauf an Punkt 4, in Zeile IV der Spannungsverlauf an Punkt 5, in Zeile V der Spannungsverlauf am Ausgang A1 und in Zeile VI der Spannungsverlauf am Ausgang A 2 dargestellt. Man ersieht aus Zeile II, daß am Ausgang des NAND-Gliedes JVl eine »0« erscheint, wenn am Eingang E eine »1« anliegt, und daß das NAND-Glied dann wieder in seinen »1 «-Zustand zurückgeschaltet wird, wenn am Ausgang des Flipflops A 2 ein »0«-Signal erscheint. Aus den Zeilen III und IV ergibt sich, daß am Ausgang des NAND-Gliedes JV2 dann ein Impuls erscheint, wenn sich der Kondensator Cl auf die Schwellspannung des NAND-Gliedes JV2 aufgeladen hat. Dieser Ausgangsimpuls des NAND-Gliedes JV2 schaltet dann das Flipflop F, an dessen Ausgang A1 dann eine »1« und entsprechend am Ausgang A 2 eine »0« gegeben ist. Das Flipflop F wird erst dann zurückgesetzt, wenn am Eingang E der Eingangsimpuls von »1«

ίο nach »0« springt. Das Zeitglied Rl, Cl kann also schon nach Erscheinen des Ausgangsimpulses in seinen Ruhestand zurückkehren und nicht erst nach Beendigung des Eingangsimpulses.
Die Schaltungsanordnung zur Verzögerung der Vorderflanken von Impulsen nach Fig. 3 unterscheidet sich von derjenigen nach F i g. 1 nur im Verzögerungsglied. Das Verzögerungsglied wird hier gebildet aus der Diode D1 und dem Zeitglied, bestehend aus dem Widerstand i?ll und dem Kondensator CIl.

Der ohmsche Widerstand J? 11 liegt außerdem an der festen Spannung Ul. Kommt ein Eingangsimpuls auf den Eingang des NAND-Gliedes JVl, so erscheint seine Anstiegsflanke invers am Ausgang des NAND-Gliedes JVl. Die Diode Dl wird gesperrt, und der Kondensator CIl entlädt sich über den Widerstand i?ll so lange, bis die Schwelle des NAND-Gliedes JV12 überschritten und damit das aus den NAND-Gliedern JV12 und JV13 gebildete Flipflop gesetzt wird. Der Ausgang A2 des Flipflops ist auf das NAND-Glied JVl zurückgeschaltet, so daß beim Setzen des Flipflops die Spannung am Ausgang des NAND-Gliedes JVl wieder auf den Ausgangszustand zurückgeht. Damit öffnet die Diode Dl, und der Kondensator CIl lädt sich in kurzer Zeit wieder auf. Der Widerstand R11 und die Spannung t/2 sind so bemessen, daß die Diode D1 im Ruhezustand immer geöffnet bleibt, so daß der Kondensator CIl über einen annähernd konstanten und kleinen Innenwiderstand mit gleichbleibend kleiner Zeitkonstante bis zum Endwert aufgeladen wird. Die Abfallflanke des Eingangsimpulses setzt das Flipflop zurück. Die Schaltung ist bereit für den nächsten Eingangsimpuls, sobald der Kondensator CIl wieder hinreichend genau auf den End wert aufgeladen ist.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Verzögerung der Vorderflanken von Impulsen unter Verwendung eines integrierenden Verzögerungsgliedes, bei der ein Eingangsimpuls anliegt, dessen Zeitdauer größer ist als die Verzögerungszeit und bei der das Verzögerungsglied vom Augenblick des Erscheinens des Ausgangsimpulses an in seinen Ruhezustand zurückkehren kann, gekennzeichnet d u r c h ein NAND-Glied (JVl), dessen einer Eingang mit dem Eingang (E) für die Eingangsimpulse verbunden ist und das von einem anliegenden Eingangsimpuls von einem ersten in einen zweiten Zustand geschaltet wird, durch ein Verzögerungsglied, das an den Ausgang des NAND-Gliedes (JVl) angeschlossen ist und an dessen Ausgang nach der Verzögerungszeit die Vorderflanke des anliegenden Eingangsimpulses erscheint und durch ein Flipflop (F), das durch die verzögerte am Ausgang des Verzögerungsgliedes erscheinende Vorderflanke des Eingangsimpulses gesetzt, durch die Rückflanke des Eingangsimpulses rückgesetzt und dessen negierender Ausgang mit einem zweiten

Eingang des NAND-Gliedes (NV) so verbunden ist, daß das NAND-Glied (TVl) mit Erscheinen der verzögerten Vorderflanke des am Eingang anliegenden Eingangsimpulses am Ausgang des Flipflops (F) in seinen ersten Zustand zurückgesetzt wird.

2. Schaltungsanordnung zur Verzögerung der Vorderflanken von Impulsen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied aus einem Transistor (T), dessen Basis über einen Widerstand (Rl) mit dem Ausgang des NAND-Gliedes (TVl) verbunden ist, aus einem Kondensator (Cl), der einerseits am Kollektor des Transistors (T), andererseits an einem ersten festen Potential angeschlossen ist, aus einem Widerstand (RV), der zwischen einem weiteren festen Potential (UV) und dem Kollektor des Transistors (T) liegt, und aus einem an den Kollektor des Transistors angeschlossenen Inverterglied (N2) besteht.

3. Schaltungsanordnung zur Verzögerung der Vorderflanken von Impulsen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Emitterzweig des Transistors (T) ein temperaturabhängiger Widerstand (RS) eingefügt ist, der den Einfluß der Temperatur auf die Verzögerungszeit kompensiert.

4. Schaltungsanordnung zur Verzögerung der Vorderflanken von Impulsen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied aus einer Diode (DV), die mit ihrem einen Anschluß an den Ausgang des NAND-Gliedes (NV) angeschlossen ist, aus einem Kondensator (CIl), der einerseits mit dem anderen Anschluß der Diode (DV), andererseits mit einem ersten festen Potential verbunden ist und aus einem Widerstand (RlV) besteht, der zwischen dem anderen Anschluß der Diode (D V) und einem zweiten festen Potential (Ul) liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen