DE1574496B2 - Symmetrische Digital-Anzeigeschaltung - Google Patents

Description

ίο Die Erfindung bezieht sich auf eine symmetrische Digital-Anzeigeschaltung, bei welcher eine Eingangsschaltung bipolare digitale Eingangssignale von einer äußeren Quelle empfängt, Koppelschaltungen diese Eingangssignale an die Triggereingänge eines Multivibrators ankoppeln, welcher einen nichtbetätigten Zustand und zwei unterschiedliche stabile Zustände aufweist und Betätigungsschaltungen unter Steuerung der digitalen Eingangssignale den Multivibrator zum Übergang aus dem Ruhezustand in einen der beiden stabilen

ao Betriebszustände veranlassen können.

Bei einer bekannten Anzeigeschaltung dieser Art (IEEE Transactions on Electronic Computers, August 1966, S. 442 bis 451) wird zur gleichstrommäßigen Abtrennung der Eingangsanschlüsse des bistabilen Multi- f vibrators jeweils ein Kondensator benutzt. Eine solche Wechselstromkopplung ist bei integrierten Schaltungen schwer zu verwirklichen. Außerdem führt bei einem Betrieb mit sehr hoher Geschwindigkeit eine solche Kopplung dazu, daß sich eine Signalvorspannung auf Grund bestimmter digitaler Informationsmuster der angelegten Signale aufbaut.

Bei einer anderen Digital-Anzeigeschaltung unter Benutzung eines bistabilen Multivibrators (US-PS 3 178 592, FR-PS 1 438 571) wird der Inhalt des als Anzeigeschaltung benutzten Multivibrators in ein Pufferregister übernommen, um diesen gegen Rauschen infolge von Einschreiben zu schützen. Um den Multivibrator gegen Übergangsströme unempfindlich zu machen, werden die Signale über Widerstände angekoppelt und die Vorspannungen des Multivibrators werden relativ hoch gewählt. Die erzielbare Abtrennung ist aber insbesondere im Zusammenwirken mit Zweidraht-Magnetspeicher ungenügend, bei denen Einschreiben und Abtasten auf der gleichen Schaltung vorkommen.

Als Anzeigeschaltungen sind auch getastete Differentialverstärker bekannt (GB-PS 1035 737, DT-PS 1 116 724). Um die Schaltung gegenüber großen Eingangssignalen unempfindlich zu machen, wird das Tastsignal entfernt, was wiederum eine zusätzliche Pufferregisterstufe erforderlich macht.

Bei einer bekannten Diskriminatorschaltung unter Verwendung von Tunneldioden (US-PS 3 211 921) ist keine harte Abtrennung gegenüber großen Eingangssignal-Übergangsströme gegeben, außer zu gewissen Austast-Zeiten. Abgesehen von der großen Temperaturempfindlichkeit dieser Schaltung wird eine zusätzliche Pufferregisterstufe benötigt.

Bei einer weiteren bekannten Leseschaltung für Speichermatrix (DT-PS 1 256 259) wird eine Koppeldiode zwischen einem Pufferverstärker und einem Sperrschwinger benutzt, der als Amplitudendiskriminator arbeitet. Mit der Diode wird keine harte Abtrennung erzielt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine symmetrische Digital-Anzeigeschaltung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß eine hohe Empfindlichkeit und eine harte Abtrennung des Multivibrators erzielt werden können, wenn der Multivibrator in

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einem seiner stabilen Betriebszustände ist.

Die gestellte Aufgabe wird auf Grund der in dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein besseres Verständnis der erfindungsgemäßen Merkmale und Vorteile ergibt sich aus der folgenden, ins einzelne gehenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt

F i g. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer bei-,pielhaften Speicheranlage, bei der digitale Anzeige-,chaltungen nach der Erfindung benutzt werden,

F i g. 2 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels für mc digitale Anzeigeschaltung nach der Erfindung,

F i g. 3 ein Diagramm mit nicht maßstabsgerechten Kurvenformen zur Erläuterung einer Folge von Operationen.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält dne symmetrische Anzeigeschaltung Dioden zur Ankopplung einer Signalquelle kleiner Impedanz derart, Jaß der Zustand einer getasteten dynamischen ichwellwertschaltung gesteuert wird. Die normalerweise leitenden Dioden werden durch die Schwellwertschaltung gesperrt, wenn diese in den Einschaltzustand gebracht wird. Bei diesem Vorgang bestimmt aber jede ^: Jnsymmetrie des früheren Leitzustandes der Dioden ils Funktion der Eingangssignale der Anzeigeschaltung len Betriebszustand, den die Schwellwertschaltung bei hrer Einschaltung anzeigt.

In F i g. 1 stellt eine Speicher- und Zugriffsschaltung

10 irgendeine bekannte Magnetspeicheranordnung zu-.ammen mit den ihr zugeordneten Zugriffsschaltungen lar, die die Speicheradressenumsetzung vornehmen ind Speichergeräte an gewählten Adressen entsprehend vorgegebenen Informationsgruppen durch AnIe-•en geeigneter Treibsignale selektiv zu betätigen. Wähend der Speicherabfragezeit werden Informationssi- ;nale auf Speicherlesestromkreisen erzeugt, die in der /.eichnung schematisch durch die Leitung 11 dargestellt ,ind. Die Lesestromkreise 11 sind mit digitalen Anzei- :eschaltungen 12 gekoppelt, die für jede Ziffernzeile les Speichers 10 eine getrennte Anzeigeschaltung entialten. Die Anzeigeschaltungen bestimmen für jede '.iffernzeile, ob eine binäre Eins oder eine binäre Null

11 der jeweiligen Zeile des Speichers erzeugt wird und ■eben diese Information an eine Verbrauchereinrichung 13 weiter.

In typischer Weise werden Adressensignale zur Ausvahl einer Speicheradresse durch weitere Teile einer nicht gezeigten) Datenverarbeitungsanlage geliefert, lie die Anordnung gemäß F i g. 1 enthält. Die Verirauchereinrichtung 13 würde Datenverarbeitungschaltungen aufweisen, die die aus der Speicher- und '.ugriffsschaltung 10 mit Hilfe der Anzeigeschaltungen : 2 gewonnene Daten empfangen.

Eine während des Lesens betätigte Impulsschaltung ■6 stellt die Vorderflanke eines zu den Lesestromkreien 11 gehenden Lesesignals fest und tastet die Anzeieschaltungen 12 zu einem geeigneten Zeitpunkt. Eine ypische Beziehung zwischen einem Impuls von der Beitigungs-Schaltung 16, einer gelesenen binären Eins ind einem Einschreib-Störsignal auf einem Lesestrom-.reis 11 ist in Fig.3 gezeigt. Ein Impuls 63 von der 5etätigungs-Schaltung 16 bestimmt die Signalzustände ler Lesestromkreise ohne Rücksicht auf variable Fakoren, beispielsweise variable Lesesignalverzögerungen tiif Grund der in unterschiedlichen Speicheradressen ■ntstehenden Lesesignale. Insbesondere muß ein solcher Impuls 63 an die Anzeigeschaltungen angelegt werden, nachdem ein Signal auf dem Lesestromkreis begonnen hat, um eine genaue Leseoperation sicherzustellen. Der Betrag dieser Verzögerung ist jedoch nicht kritisch wegen der hohen Empfindlichkeit der Anzeigeschaltungen. Das soll im folgenden noch beschrieben werden.

In F i g. 2 sind die Schaltungseinzelheiten einer der digitalen Anzeigeschaltungen 12 dargestellt. Der Eingang der Anzeigeschaltung in F i g. 2 enthält einen Differentialverstärker 15 mit zwei Transistoren 17 und 18, die von einer Leseschaltung 11' in den Speicher- und Zugriffsschaltungen 10 symmetrische Signale aufnehmen und Längssignale sperren. Diagramme typischer Lesesignale zeigen die oberen beiden Kurven 61 und 62 in F i g. 3. Die Leseschaltung 11' kann beispielsweise elektrisch leitende Stromkreise enthalten, die mit Magnetmaterial beschichtet sind, welches eine im wesentlichen rechteckige Hysterese-Kennlinie besitzt. Beim Anlegen von Treibsignalen aus dem Zugriffsteil der Schaltungen 10 wird eine bestimmte Stelle des Lesestromkreises W gewählt und der Fluß in dem aufgeschichteten Magnetmaterial umgeschaltet, wobei ein Signal im Stromkreis 11' induziert wird, dessen Polarität davon abhängt, ob eine Eins oder eine Null an der betreffenden Stelle gespeichert war.

In F i g. 2 ist ein an Erde geschalteter Widerstand 14 gezeigt, um die Rückführung der Basisstromkreise für die Transistoren 17 und 18 anzudeuten. Es lassen sich aber viele Lesestromkreisausbildungen verwenden.

Der Stromkreis W ist gleichstrommäßig zwischen die Basis der Transistoren 17 und 18 geschaltet, und liefert Signale differentieller Art an diese. Es wird keine Übertragerkopplung zur Isolation und Sperrung von Gleichtaktsignalen benutzt. Damit steht der Verwirklichung einer integrierten Schaltung nichts entgegen. Die differentiellen Signale werden typischerweise in einer gewissen zeitlichen Beziehung von Gleichtaktsignalen begleitet, die gesperrt werden müssen. Die differentiellen Signale bewirken, daß die Transistoren 17 und 18 auf bekannte Weise unterschiedliche Ströme führen, so daß am Kollektor der Transistoren entsprechende symmetrische Ausgangssignale erzeugt werden. Gleichtaktsignale beeinflussen beide Transistoren im wesentlichen gleich und erzeugen keine Änderung am Verstärkerausgang.

Betriebsspannungen werden den Transistoren 17 und 18 von den Quellen 19 und 20 zugeführt. Diese bestehen in der Praxis, wie bei symmetrischen Schaltungen üblich, aus einer einzigen Quelle. Ein gemeinsamer Emitterwiderstand 24 führt zur negativen Spannung. Die Spannungsquellen in F i g. 2 sind schematisch durch ein von einem Kreis umgebenes Polaritätszeichen dargestellt. Dadurch wird eine Spannungsquelle wiedergegeben, deren Klemme mit der angegebenen Polarität an den Punkt des Polaritätszeichens angeschlossen ist und deren Klemme entgegengesetzter Polarität an Erde liegt. Im Fall der Transistoren 17 und 18 ist die Betriebsspannung so gewählt, daß die Transistoren dauernd in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Eingangssignalpegel leiten. Die Spannungsquellen und deren Innenwiderstände sind aber außerdem so ausgebildet, daß die Kollektor-Basisübergänge der Transistoren in Sperrichtung vorgespannt bleiben, um einen Betrieb im Sättigungsbereich zu vermeiden. Damit wird außerdem ein Maximalwert für die Amplitude der am KoI--lektor der Transistoren 17 und 18 erzeugten Ausgangssignale vorgegeben, wie dies für Differentialverstärker

bekannt ist. Diese Begrenzung wird für einen Zweck ausgenutzt, der im folgenden beschrieben wird. Die Vermeidung eines Betriebs im Sättigungsbereich läßt die Transistoren 17 und 18 Eingangssignaländerungen schnell und ohne die Verzögerung folgen, die dadurch entsteht, daß die Transistoren sich gelegentlich aus einem Sättigungszustand erholen müssen. Der Betrieb des Differentialverstärkers im linearen Bereich bewirkt außerdem, daß er dem Lesestromkreis W eine im wesentlichen konstante hohe Eingangsimpedanz darbietet. Diese hohe Eingangsimpedanz unterstützt die Verringerung von Umlaufproblemen, die oft in Speicherleseschaltungen auftreten. Das Umlaufen ist ein Zustand, bei dem ein in eine Ziffernschaltungsschleife eingeführter Impuls dort wiederholt mit abnehmender, aber nicht vernachlässigbarer Amplitude umläuft.

Der Ausgang des Differentialverstärkers 15 ist über eine symmetrische Sperrspannungszuführungseinrichtung (21), die als Emitterfolger ausgebildet sein kann, und ein Paar von einseitig leitenden Halbleiterbautei- ao len, wie beispielsweise Dioden 22 und 23 gleichstrommäßig mit den Eingangsanschlüssen einer Triggerschaltung mit dynamischen Betriebsschwellwert gekoppelt. Die Triggerschaltung ist mit Vorteil in Form einer emittergetasteten bistabilen Multivibratorschaltung 26 aufgebaut. Der Verstärker 15, der Emitterfolger 21 und die Dioden 22 und 23 stellen demnach Koppelschaltungen zur Anlage von Eingangssignalen an die Triggerschaltung bzw. den Multivibrator 26 dar. Der Emitterfolger 21 dient als eingangssignalempfindliche Spannungsquelle, die zusammen mit dem Multivibrator 26 den Leitzustand der Dioden 22 und 23 bestimmt. Der Emitterfolger 21 enthält als aktive Bauteile zwei Transistoren 27 und 28, an deren Basis über Gleichstromverbindungen symmetrische Signale vom Differentialverstärker 15 angelegt werden. Betriebsspannung wird den Transistoren 27 und 28 von den Quellen 29 und 30 zugeführt, und zwei Widerstände 31 und 32 führen vom Emitter des jeweiligen Transistors nach Erde. Die Betriebsspannung ist so gewählt, daß die Transistoren 27 und 28 für den vollen vorgegebenen Bereich von Signalen vom Verstärker 15 im linearen Bereich bleiben. Der Emitterfolger 21 hält außerdem eine vorbestimmte konstante hohe Impedanz am Kollektor der Transistoren des Differentialverstärkers 15 für alle Eingangssignale und alle leitenden und nichtleitenden Zustände des Multivibrators 26 aufrecht. Daneben führt der Emitterfolger dazu, daß die dem Eingang des Multivibrators 26 dargebotene Impedanz unabhängig von den Stromverstärkungsbedingungen des Verstärkers 15 ist.

Die ausnahmslos in der Anzeigeschaltung nach F i g. 2 verwendete Gleichstromkopplung vereinfacht den Aufbau als integrierte Schaltung. Darüber hinaus wird das Problem eines Vorspannungsaufbaus auf Grund bestimmter Informationssignalmuster vermieden.

Die Dioden 22 und 23 arbeiten normalerweise entweder im leitenden oder im nichtleitenden Zustand zusammen, und ihr leitender Zustand ist dem Zustand der Transistoren 39'und 40 im Multivibrator 26 entgegengesetzt. Das heißt, wenn einer der Transistoren 39 und 40 im Multivibrator 26 leitet, so daß der Multivibrator 26 sich in einem seiner stabilen Zustände befindet, leiten die Dioden 22 und 23 nicht. Wenn andererseits die Transistoren 39 und 40 im Multivibrator beide nicht leiten, leiten die Dioden. Die normale Vorspannung für die Dioden wird gemeinsam durch Teile des Multivibrators und des Emitterfolgers 21 geliefert. So führt ein Gleichstromweg für die Diode 22 von der Quelle 30 über einen Kollektorwiderstand 33 und einen Rückkopplungswiderstand 36 im Multivibrator 26, die Diode 22 und den Emitterwiderstand 31 des Emitterfolgers 21 nach Erde. Der Leitzustand der Diode 22 wird beeinflußt durch die Eingangssignalbedingungen, die die Höhe des Stromflusses durch den Widerstand 31 bestimmen, sowie durch die Zustände des Multivibrators, die die Höhe des Stromflusses durch den Rückkopplungswiderstand 36 bestimmen. Auf entsprechende Weise führt ein Gleichstromweg für die Diode 23 von der Quelle 29 über einen Kollektorwiderstand 37, einen Rückkopplungswiderstand 38, die Diode 23 und den Emitterfolger-Widerstand 32 nach Erde.

Wenn die Transistoren 39 und 40 des Multivibrators im nichtleitenden Zustand sind, wie dies zu Anfang der Fall ist, da beide keinen durchgängigen Rückweg nach Erde für ihre Emitter haben, läßt ein Stromfluß auf den oben genannten Wegen die Dioden 22 und 23 leiten. Die Höhe des geführten Stromes weicht jedoch entsprechend dem Unterschied des Eingangssignalpegels an der Basis der Transistoren 17 und 18 mit Bezug auf Erde voneinander ab. Diese Unterschiede werden von den Verstärkertransistoren 17 und 18 auf den Emitterfolger 21 als ungleiche Spannungsabfälle an den Widerständen 31 und 32 gekoppelt.

Die während des Lesens betätigte Impulsschaltung 16 ist in F i g. 2 teilweise gezeigt. Sie empfängt positiv gerichtete Signale von der Speicher- und Zugriffsschaltung 10, wodurch ein Transistor 41 zu einem vorbestimmten Zeitpunkt während des Auftretens von Signalen auf den Lesestromkreisen 11 zum Leiten gebracht wird. Das Einschalten des Transistors 41 findet zweckmäßig während der Anstiegszeit der Signalimpulse auf den Lesestromkreisen 11 statt. Dadurch entsteht eine Erdverbindung für die Emitter der Transistoren 39 und 40 im Multivibrator 26 in F i g. 2 und alle anderen entsprechenden Multivibratoren in den Anzeigeschaltungen 12. Diese Verbindung enthält einen gemeinsamen Emitterkreis-Widerstand 42 und außerdem die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors 41. Der Multivibrator 26 ist jetzt bereit, in dem einen oder anderen seiner stabilen Betriebszustände leitend zu werden, und die Dioden 22 und 23 werden auf eine noch zu beschreibende Weise gesperrt.

Der Übergang des Multivibrators 26 aus seinem nichtleitenden Zustand in einen seiner beiden stabilen leitenden Zustände erfolgt unter Durchlaufen eines Zustandes merklicher Dauer, in welchem die Transistoren des Multivibrators als Differenzverstärker arbeiten. Während dieser Übergangsbetriebsweise des Verstärkers verstärken die Transistoren Eingangssignale an ihrer Basis. Sie werden so lange an der rückgekoppelten Umschaltarbeitsweise von Multivibratoren gehindert, wie die Dioden 22 und 23 leiten und dadurch die Basis der Multivibrator-Transistoren auf Spannungen festhalten, die durch den Emitterfolger 21 geliefert werden. Die Rückkopplungsschaltungen des Multivibrators können dann nicht den Signalpegel an der Basis steuern. Wenn die Stromleitung der Multivibrator-Transistoren ansteigt, zweigen die Transistoren Strom von den Widerständen 36 und 38 und folglich von den Dioden 22 und 23 ab. Schließlich sind die Dioden 22 und 23 nicht in der Lage, weiter einen Strom zu führen. Wenn sie nichtleitend werden, hört die Klemmwirkung an der Basis der Transistoren 39 und 40 auf und die normale Multivibrator-Rückkopplung bewirkt,daß derjenige Transistor, der vorher den größeren Strom ge-

führt hat, die volle Stromleitung des Multivibrators übernimmt.

Es sei bemerkt, daß die Dioden nur eine Quelle niedriger Impedanz benötigen, damit ihre Klemmwirkung auf den Multivibrator stattfinden kann. Der Verstärker 15 und der Emitterfolger 21 stellen gemeinsam eine solche Quelle dar und begrenzen die Verstärkung und die Impedanzanpassung. Bei einem Anwendungsfall, bei dem eine Begrenzung nicht erforderlich ist, kann der Stromkreis W die erforderliche Signalquelle kleiner Impedanz darstellen, die direkt mit den Dioden 22 und 23 gekoppelt ist.

Der Strompegel der Transistoren 39 und 40, bei dem die Dioden 22 und 23, wie soeben beschrieben, in Sperrichtung vorgespannt werden, hängt vom Wert der verschiedenen Vorspannungswiderstände in der Schaltung ab und ändert sich von einem Anwendungsfall zum anderen. Der Pegel ist jedoch nicht kritisch. Die dabei zu beachtenden Grenzen sind einerseits eine Auswahl des Wertes für die Widerstände derart, daß ao die Anode der Dioden 22 und 23 schließlich auf eine niedrigere Spannung gebracht wird als die jeweilige Kathode, um sicher zu sein, daß sie in Sperrichtung vorgespannt werden. Andererseits müssen die Transistoren des Multivibrators 26 lange genug und mit ausreichendem Gewinn als Verstärker arbeiten, um den Strombetrag auf einen Wert anzuheben, der wenigstens ausreicht, um die Auswirkungen vorübergehender Toleranzabweichungen der Bauteile auszugleichen, beispielsweise die Stromverstärkung, den Widerstandswert und die Kapazität, insoweit, als die Steuerung des Multivibratorzustandes betroffen ist. Dieser letztgenannte Effekt vermeidet die Notwendigkeit vieler Verstärkerstufen, die oft in bekannten Schaltungen vorhanden sind, um ein Eingangssignal zu erzeugen, das genügend groß ist, um den Zustand eines Multivibrators trotz vorhandener Toleranzabweichungen zu steuern. Eine genauere Beschreibung der tatsächlichen Anzeigeoperation folgt.

Es sind zwei Widerstände 43 und 46 vorgesehen, die jeweils die Basis und den Emitter der Transistoren 39 und 40 über den gemeinsamen Widerstand 42 miteinander verbinden. Alle drei Widerstände 42, 43 und 46 sind an einem gemeinsamen Anschluß 47 zusammengeführt. Wenn der Multivibrator durch Einschalten des Transistors 41 in Tätigkeit gesetzt wird, beginnen die Widerstände 43 und 46 Strom von den ihnen benachbarten Dioden 22 bzw. 23 zum Anschluß 47 und Transistor 41 abzuzweigen. Außerdem wird der Strom über die Widerstände 36 und 38 verringert, wie bereits erwähnt. Die Verringerung des Diodenstromes versucht, das Kathodenpotential jeder Diode etwas herabzusetzen, aber auf Grund der normalen Emitterfolger-Funktion bleibt das Kathodenpotential eine Funktion der vom Verstärker 15 kommenden Eingangssignale. Solange die Diöden 22 und 23 weiter leiten, wird die Basis der Transistoren 39 und 40 auf der Ausgangsspannung des Emitterfolgers 21 festgehalten, wobei sich aber die Stromverteilung in den verschiedenen Zweigen der Schaltung ändert.

Schließlich tritt an den Dioden eine Vorspannung in Sperrichtung auf, und die Dioden werden nichtleitend. Die Stromableitung findet während eines kleinen, aber endlichen Teiles der Anstiegszeit eines von der Impulsschaltung 16 erhaltenen Signals und außerdem des Signals der Leseschaltung 11' statt. Die Dioden-Ausschaltzeit und der Gewinn der Schaltungen mit den Transistoren 39 und 40 beeinflußt die Verzögerungszeit bei der Stromabzweigung von den Dioden stark. Während dieser Zeit können die Multivibrator-Transistoren bei festgehaltener Basis die Frage nicht entscheiden, welcher von ihnen schließlich leiten wird, bis ein genügend großer Abschnitt der Eingangssignal-Anstiegszeit vorübergegangen ist, um sicher zu sein, daß dieses Signal eine ausreichend große Amplitude hat, um die binäre Information des Signals richtig anzuzeigen. Die Möglichkeit eines sich aus kleinen Rauschstörungen des Eingangssignals zu Anfang seiner Anstiegszeit ergebenden Fehlers ist folglich wesentlich herabgesetzt, da die aktive Entscheidungsperiode eine Funktion der Anstiegszeit des Impulses von der Schaltung 16 ist.

Während der Verzögerungszeit, wenn die Dioden 22 und 23 nichtleitend werden, beginnen die Transistoren 39 und 40 über die neu gefundene Erdverbindung einzuschalten. Dabei zweigen sie über ihre Basis-Emitterstrecken und den Widerstand 42 Strom von den Dioden zum Anschluß 47 ab. Der Kollektor der Transistoren 39 und 40 folgt den Spannungen an ihrer Basis. Diese Spannungen werden durch den Emitterfolger 21 auf ähnliche Weise wie bei einem Differenzverstärker gesteuert. Einer der Transistoren 39 oder 40 wird begünstigt durch die Eingangssignal-Unsymmetrie, die durch den Unterschied der vorhergehenden Stromleitung der Dioden 22 und 23 dargestellt wird. Es wird angenommen, daß die hier beschriebene Operation ermöglicht wird, weil die diesen Unterschied darstellenden Effekte kurzzeitig in den (nicht gezeigten) Elektrodenkapazitäten des Multivibrators 26 während des Betriebs der Transistoren 39 und 40 als Differentialverstärker gespeichert werden. Diese Kapazitäten sind sowohl bei den einzelnen Bauteilen als auch zwischen den Elektroden verschiedener Bauteile vorhanden. Folglich ist es nicht erforderlich, ein Eingangssignal zu liefern, das selbst groß genug ist, um die Elektrodenkapazitäten aufzuladen und die Multivibrator-Toleranzabweichungen zu überwinden. Nachdem die Dioden 22 und 23 in Sperrichtung vorgespannt sind, übernimmt der begünstigte Multivibrator-Transistor auf Grund der normalen Rückkopplungs-Schaltfunktion des Multivibrators im wesentlichen den vollen Multivibratorstrom.

Es wurde gefunden, daß der schließlich leitende Transistor derjenige ist, dessen Basis mit derjenigen Diode verbunden ist, die einen höheren Strom als die andere Diode geführt hat. Anscheinend liefert die Diode mit höherer Stromführung mehr Strom an die oben erläuterten Abzweigwege und erzeugt dabei die größeren Multivibrator-Einschaltsignale. Demgemäß wird derjenige Multivibrator-Transistor, der durch das größere Einschaltsignal begünstigt ist, schließlich der leitende Transistor des Multivibrators.

Es ist bekannt, daß beim anfänglichen Anlegen der Betriebsspannung an einen Multivibrator jede kleine Rausch- oder Stromkreis-Unsymmetrie den endgültigen Leitzustand des Multivibrators bestimmen kann. Der Wert eines gesamten Multivibrator-Signalübergangs, bei dem die kleine Eingangs-Unsymmetrie wirksam wird, kann aus einer Vielzahl von Gründen, zu denen auch die Temperatur zählt, schwanken. Die minimale Größe des zur Ausübung der Steuerung des Multivibrators erforderlichen Unterschiedes ändert sich jedoch nicht wesentlich mit den erwähnten Schwankungen. Die Pegeldifferenzen, bei denen der Unterschied wirksam wird, stellt kein Zeitzitterproblem dar, da sie nur während der Zeit der Rückkopplungsumschaltung des Multivibrators eine Rolle spielen und diese Umschaltung beinahe augenblicklich stattfindet. Weiterhin

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bedeutet die Tatsache, daß der Multivibrator 26 emittergetastet ist, daß der Basis-Emitterübergang seiner Transistoren bei nicht vorhandenem Tastsignal ausgeschaltet ist, und der Multivibrator daher für kleinere Eingangssignal-Unsymmetrien empfindlicher ist als es der Fall sein würde, wenn die Schaltung kollektorgetastet wäre und dabei ihre Emitter-Basisübergänge immer in Durchlaßrichtung vorgespannt wären.

Das kleine, unsymmetrische Eingangssignal für den Multivibrator ergibt sich, wie oben erwähnt, durch die unterschiedliche Stromführung der Dioden. Dieser Unterschied kann selbst in einer Schaltung sehr klein sein, die aus diskreten Bauteilen aufgebaut ist. Bei einem Ausführungsbeispiel mit einer integrierten Schaltung, bei der alle Dioden, Transistoren und Widerstände auf einem einzigen Halbleiterplättchen gebildet sind, besteht jedoch eine wesentlich größere Wahrscheinlichkeit dafür, daß symmetrische Bauteile bei praktisch tragbaren Herstellungskosten verwirklicht werden. Folglich ist der Unterschied bezüglich der Stromführung der Dioden 22 und 23, der wenigstens vorhanden sein muß, um sicher zu sein, daß andere Bauteil-Unsymmetrien die Steuerung nicht übernehmen können, sehr klein. Demgemäß hat die Schaltungsanordnung nach F i g. 2 eine extrem hohe Empfindlichkeit. Bei einem Ausührungsbeispiel, das typisch für die erreichbaren Bedingungen ist, wurde eine Signal-Unsymmetrie am Eingang des Verstärkers 15 von nur 3 mV in Gegenwart von Gleichtaktsignalen am gleichen Eingang mit etwa 15OmV genau angezeigt. Diese Empfindlichkeit kann erhöht werden durch eine Verbesserung der Bauteilübereinstimmung in den symmetrischen Schaltungen.

Wenn der Multivibrator 26 sich in einem seiner stabilen Leitzustände befindet, wirken die Spannungen an der Basis beider Transistoren 39 und 40 mit den Spannungen am Emitter der Transistoren 27 und 28 zusammen, um beide Dioden 22 und 23 im nichtleitenden Zustand für den gesamten Bereich von Signalen zu halten, die zur Lieferung durch den Verstärker 15 vorgesehen sein können. Bei Anwendung in einer Speicheranlage kann daher die sehr große Ziffernschreibstörung, die auf den Lesestromkreis 1Γ gekoppelt wird und deren Amplitude wenigstens mehrfach größer als die Amplitude eines Lese-Informationssignals auf dem gleichen Stromkreis ist, kein Ausgangssignal vom Verstärker 15 erzeugen, das ausreichend groß ist, um eine der Dioden 22 oder 23 zum Leiten zu bringen. Der Multivibrator ist daher unempfindlich gegen solche Störmöglichkeiten. Um dieses Merkmal mit Vorteil auszunützen, wird das Impulssignal 63 in F i g. 3 von der Schaltung 16 genügend lang gemacht, um den in Frage kommenden Teil der Speicherlesezeit sowie der folgenden Speicherschreibzeit zu überlappen. Der Multivibrator 26 bewahrt wie oben beschrieben, während dieser Zeit die vorher vom Lesestromkreis 11' abgeleitete Leseinformation auf. Beim Aufhören des Impulssignals 63 fällt der Multivibrator wieder in einen nichtleitenden Zustand zurück und sein Inhalt wird gelöscht. Es ist also nicht erforderlich, ein zusätzliches Pufferregister vorzusehen, in welches der Inhalt der Multivibratoren 26 der verschiedenen Anzeigeschaltungen 12 eingegeben werden kann, um eine Störung durch das obenerwähnte Speicherschreibrauschen zu vermeiden.

In F i g. 2 werden Ausgangssignale des Multivibrators 26 über einen symmetrischen Emitterfolger mit

ao zwei dauernd leitenden Transistoren 48 und 49 und über eine Emitterschaltung mit zwei Transistoren 50 und 51 weitergegeben. Die letztgenannten beiden Transistoren sind so vorgespannt, daß nur einer von ihnen leitet, und zwar abhängig von dem Informationssignal, das von dem Multivibrator 26 an die jeweilige Basis angelegt wird. Derjenige von den Transistoren 50 und 51, der auf diese Weise leitet, arbeitet im Sättigungsbereich, so daß symmetrische Ausgangssignale, die vom Kollektor der Transistoren an die Verbrauchereinrichtung 13 abgegeben werden, logische Pegel besitzen und zur Betätigung logischer Anordnungen mit integrierten Schaltungen oder Schaltungen mit diskreten Bauteilen verwendet werden können. Die Emitterfolger-Widerstände 52, 53, 56 und 57 schieben die Ausgangssignale auf einen zweckmäßigen Wert, so daß beispielsweise binäre Null-Signale nahe der Amplitude Null liegen.

Der Multivibrator 26 ist durch die Emitterfolgerstufe mit den Transistoren 48 und 49 symmetrisch belastet, so daß keine der Stabilitätszustände des Multivibrators durch diese Belastung begünstigt ist. Dadurch wird die Eingangssignalamplitude, die zur Steuerung des Multivibratorzustandes erforderlich ist, weiter herabgesetzt, da keine zusätzliche Treibeinrichtung vorgesehen sein muß, um den Einfluß einer unsymmetrischen Belastung auszugleichen, die einen Zustand des Multivibrators begünstigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Symmetrische Digital-Anzeigeschaltung, bei welcher eine Eingangsschaltung bipolare digitale Eingangssignale von einer äußeren Quelle empfängt, Koppelschaltungen diese Eingangssignale an die Triggereingänge eines Multivibrators ankoppeln, welcher einen nichtbetätigten Zustand und zwei unterschiedliche stabile Zustände aufweist und Betätigungsschaltungen unter Steuerung der digitalen Eingangssignale den Multivibrator zum Übergang aus dem Ruhezustand in einen der beiden stabilen Betriebszustände veranlassen können, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelschaltungen ein Paar gleichsinnig gepolter, einseitig leitender Halbleiterbauteile (22, 23), die an die jeweiligen Triggereingänge (Basiselektroden der Transistoren [39, 40]) angeschlossen sind und bei NichtVorhandensein eines der stabilen Betriebszustände des Multivibrators von diesem Vorspannungen in Vorwärtsrichtung empfangen und eine Sperrspannungszuführungseinrichtung (21) für die Halbleiterbauteile enthalten, wobei die Größe der jeweiligen Sperrspannungen dem Eingangssignalzustand mit jeweiligen positiven und negativen Anteilen entspricht, aber kleiner ist als die Vorspannung in Vorwärtsrichtung.

2. Symmetrische Digital-Anzeigeschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungswiderstände (33, 36, 43 sowie 37, 38, 46) des Multivibrators (26) mit den Koppelschaltungen (21) zur Vorspannung der Halbleiterbauteile (22, 23) zusammenarbeiten, die in Abhängigkeit von dem Erreichen einer der stabilen Betriebszustände nichtleitend sind.

3. Symmetrische Digital-Anzeigeschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrspannungszuführungseinrichtung (21) als Emitterfolgerschaltung ausgebildet ist.

4. Symmetrische Digital-Anzeigeschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden einseitig leitenden Halbleiterbauteile (22, 23) durch Vorspannungsstromkreise normalerweise in Durchlaßrichtung vorgespannt sind, so daß der Unterschied ihrer Stromführung die Polarität der an die Koppelschaltungen angelegten Eingangssignale anzeigt, und daß die Vorspannungsstromkreise eine Reihenschaltung von Widerständen (33, 36, 31 bzw. 37, 38, 32) enthalten, zu denen die Kreuzkopplungswiderstände des Multivibrators und die Ausgangswiderstände der Emitterfolgerschaltung zählen.

5. Symmetrische Digital-Anzeigeschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eingangsseitig zur Emitterfolgerschaltung (21) ein Differentialverstärker (15) angeordnet ist und Vorspannungsschaltungen (19, 20, 24) enthält, die so dimensioniert sind, daß sie eine Stromsättigung durch das größte vorhersehbare Eingangssignal verhindern.

6. Symmetrische Digital-Anzeigeschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsschaltungen (16) zur Betätigung des Multivibrators (26) während der Vorderflankenabschnitte der bipolaren digitalen Eingangssignale ausgebildet sind.

7. Symmetrische Digital-Anzeigeschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einseitig leitenden Halbleiterbauteile (22, 23) bei einer Vorspannung in Sperrichtung einen vorbestimmten Einschalt-Grenzwert aufweisen, und daß der Differentialverstärker (15) Eingangssignale an die Emitterfolgerschaltung (21) liefert, die auf einen Wert unterhalb des Grenzwertes beschränkt sind.