DE1762246B2

DE1762246B2 - Begrenzerschaltung

Info

Publication number: DE1762246B2
Application number: DE19681762246
Authority: DE
Inventors: Daniel Joseph Morns Plains NJ Kanter (VStA)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1967-05-10
Filing date: 1968-05-08
Publication date: 1971-07-08
Also published as: NL6806578A; US3522443A; FR1565224A; GB1236611A; DE1762246A1

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Begrenzer- beiden Ausgangsleitungen fließenden Ströme einen schaltung für eine elektrische Einrichtung mit einer vorgegebenen Wert nicht überschreitet. Bei Über-Eingangsschaltung, die über zwei Ausgangsleitungen, schreitung dieses Wertes wird jedoch die Differenz in denen Ströme wechselnder und unterschiedlicher begrenzt, unabhängig davon, in welcher der beiden Größe, aber gleicher Richtung bezüglich der Ein- 5 Leitungen der stärkere Strom fließt. Hierdurch ist gegangsschaltung fließen, mit einer Ausgangsschaltung währleistet, daß die vorgesehenen Verknüpfungsverbunden ist. und Schwellwertfunktionen einwandfrei durchgeführt Seit einiger Zeit haben Verknüpfungsschaltungen, werden können und eine Sättigung von Transistoren die mit Stromübernahmeschaltern und Schwellwert- mit Sicherheit vermieden wird, gliedern arbeiten, an Bedeutung gewonnen, da sie io Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfinsehr vielseitig sind und hohe Arbeitsgeschwindig- dung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet, keiten zulassen. Bei einem Typ dieser Verknüpfungs- Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erschaltungen steuern die zu verknüpfenden Eingangs- findung enthält die Begrenzerschaltung zwei Transisignale eine entsprechende Anzahl von Stromüber- stören, deren Kollektor-Emitter-Strecken zwischen nahmeschaltern, durch die der Eingangsstrom, im 15 die Leitungen geschaltet sind. Die Basiselektroden Gegensatz zu einem gewöhnlichen Schalter, nicht der beiden Transistoren sind an eine Klemmspanunterbrochen, sondern entsprechend dem Wert des nung V_CL angeschlossen. Wenn der Strom gleich-Eingangssignals in die eine oder andere von zwei mäßig auf die Leitungen verteilt ist oder nur gering-Ausgangsleitungen geleitet wird. An diese Ausgangs- fügige Unterschiede bestehen (z. B. nur ein Unterleitungen sind noch andere Stromübernahmeschalter 20 schied um eine Stromeinheit, wenn jede Vergleichsangeschlossen, und alle an die eine oder andere Lei- stufe [(Komparator] eine oder mehrere Einheiten tung gelieferten Ströme werden in einer in die be- entsprechend seinem Gewicht liefert), leiten die beitreffende Leitung geschalteten Summierimpedanz den Transistoren nicht. Wenn die Eingangssignalsummiert. Der an den Summierimpedanzen auf- kombinationen jedoch eine ungleichmäßigere Stromtretende Spannungsabfall wird durch ein Schwellwert- 25 verteilung zur Folge haben und die Spannung einer glied ausgewertet. der Leitungen aus diesem Grunde unter V_CL absinkt, Bei bestimmten Eingangssignalkombinationen kann beginnt einer der beiden Transistoren zu leiten sowie in einer solchen Verknüpfungsschaltung der Fall auf- Strom von der einen Leitung abzuleiten und Strom treten, daß alle oder zumindest eine große Anzahl der anderen Leitung zuzuführen, so daß auch bei der vorhandenen Stromübernahmeschalter den Strom 30 noch ungleichmäßigerer Stromverteilung keine weitejeweils in die gleiche Leitung leiten. Es hat sich ge- ren Spannungsschwankungen auftreten können, zeigt, daß eine derartige stark unsymmetrische Strom- Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfinverteilung unerwünschte Wirkungen zeitigen kann, dung ist ein Steuerkreis vorgesehen, um die Klemmz. B. eine Sättigung der Transistoren der Stromüber- spannung V_CL zu erzeugen. Der Steuerkreis enthält nahmeschalter oder der Diskriminatorschaltung, was 35 einen Komparator mit drei emittergekoppelten Tranwiederum eine Verringerung der Arbeitsgeschwindig- sistoren, die im Strombetrieb arbeiten. Zwei dieser keit zur Folge hat. Transistoren werden durch die Spannungen, die an Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- den Summierimpedanzen abfallen, gesteuert, während gründe, eine Begrenzerschaltung anzugeben, die solche der dritte Transistor mit einer Bezugsspannung V_R Unsymmetrien zu verhindern gestattet, ohne sonst die 40 verbunden ist. Die Klemmspannung V_CL wird von der Arbeitsweise der zugehörigen elektrischen Einrich- Kollektorelektrode des dritten Transistors abgenomtung zu beeinträchtigen. men. Wenn die Spannung an einer der Summierimpe-Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch danzen über V^ ansteigt, ändert sich V_CL in einem eine Begrenzerschaltung der eingangs genannten Art solchen Sinne, daß eines der Begrenzerschaltungsgelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die bei- 45 Transistorpaare leitend wird. Wenn die Stromverteiden Leitungen zur Begrenzung des Betrages der Diffe- lung noch ungleichmäßiger wird, ändert sich die renz der die beiden Leitungen in gleicher Richtung Klemmspannung V_CL noch mehr in einer solchen durchfließenden Ströme durch die in an sich bekann- Richtung, daß der eine Transistor noch mehr Strom ter Weise mit entgegengesetzter Polung parallel- leitet und dadurch eine Stabilisierung der Spangeschalteten steuerbaren Stromstrecken zweier Ver- 50 nungen auf den stromführenden Leitungen bewirkt Stärkerelemente miteinander verbunden sind und daß wird.

den Steuerelektroden der Verstärkerelemente eine Die Erfindung wird im folgenden an Hand der

Vorspannung zugeführt ist, die die Verstärkerelemente Zeichnung näher erläutert, es zeigt

gesperrt hält, solange der Betrag der Stromdifferenz Fig. 1 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels

unterhalb eines vorgegebenen Wertes liegt. 55 einer Begrenzerschaltung gemäß der Erfindung in An-

Die Verwendung zweier Verstärkerelemente, Wendung auf ein im Strombetrieb arbeitendes

deren steuerbare Stromstrecken mit entgegengesetzter Schwellwertlogikgatter und

Polung parallel geschaltet sind, ist aus der deutschen F i g. 2 ein Schaltbild eines zweiten Ausführungs-

Auslegeschrift 1 096 417 bekannt, die einen Schalter beispiels der Erfindung.

zum wahlweisen Unterbrechen und Durchschalten 60 Die Begrenzerschaltungen gemäß der Erfindung

eines Wechselstromkreises betrifft. Der bekannte können entweder mit diskreten Bauelementen oder

Schalter ist jedoch für die Verwendung als Begrenzer als integrierte Schaltungen hergestellt werden. Unter

weder bestimmt noch geeignet, sondern liegt in Reihe einer integrierten Schaltung soll hier, wie üblich, eine

mit einer Wechselspannungsquelle und einem Ver- Schaltungsanordnung verstanden werden, die als

braucher in einem Wechselstromkreis. 65 Ganzes durch Diffusion in einen oder mehreren und/

Die Begrenzerschaltung gemäß der Erfindung ist oder Aufdampfen von dünnen Schichten auf einen

ohne Einfluß auf das Arbeiten der zugehörigen elek- oder mehreren Körpern aus Silizium, Glas, Saphir

trischen Einrichtung, solange die Differenz der in den u. dgl. hergestellt worden sind.

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Fig. 1 zeigt die beispielsweise Anwendung der Fig. 1 willkürlich als Masseleitung der Logikschal-Erfindung auf eine im Strombetrieb arbeitende tung dargestellt.

Schwellwertlogikschaltung. Die Begrenzerschaltung- Der Vergleich mit einem Schwellwert erfolgt durch ist als Ganzes mit 20 bezeichnet und zwischen zwei eine Diskriminatorschaltung 35. Die Schaltung 35 hat stromführende Leitungen 17 und 18 geschaltet. Der 5 zwei Eingänge 36 und 37, die mit der Ausgangs-Begriff »Leitung« soll hier irgendeine Leiterstrecke leitung 17 bzw. 18 verbunden sind, und zwei Ausoder leitende Verbindung bedeuten, die einen ver- gangsklemmen 38 und 39, an denen Ausgangsspannachlässigbaren oder nebensächlichen Scheinwider- nungen F₀ bzw. V₀ abnehmbar sind, stand hat. In der Praxis kann die Leitung also einen Die Diskriminatorschaltung 35 ist als im Strom-

durch das zu ihrer Verwirklichung verwendete Mate- io betrieb arbeitende Schaltung (CMS-Komparator) rial verursachten Scheinwiderstand haben, dieser dargestellt, die zwei Stromschalttransistoren 40 und Scheinwiderstand ist jedoch nebensächlich hinsieht- 41 enthält. Die Basiselektroden 41 b und 40 b sind Hch der Funktion der Leitung als Verbindung und mit den Eingangsleitungen 36 bzw. 37 verbunden. Stromweg. Integrierte Schaltungen können z.B. spe- Die Emitterelektroden40e und 41 e sind miteinziell geformte Diffusionszonen aus Halbleitermaterial i-$ ander verbunden und über einen gemeinsamen enthalten, die eine Leitungskreuzung ermöglichen. Emitterwiderstand 42 an die Betriebsspannung V_PS Solche diffundierten Verbindungszonen haben im all- angeschlossen. Die Kollektorelektroden 40 c und 41c gemeinen einen größeren Wirk- oder Scheinwider- sind über getrennte Kollektorwiderstände 43 und 44 stand als ein metallischer Leiter, dieser Widerstand ist mit der Massepotential G führenden Leitung 30 verjedoch hinsichtlich der Verbindungsfunktion neben- 20 bunden. Die Kollektorelektroden der Transistoren sächlich. 40 und 41 sind ferner mit den Basiselektroden 45 b

Die Begrenzerschaltung enthält zwei Transistoren und 46 b zweier als Emitterverstärker geschalteter 21, 22. Die Kollektorelektrode 21c und die Emitter- Ausgangstransistoren 45 und 46 verbunden. Die Kolelektrode 22 e sind zusammen an die Leitung 17 an- lektorelektroden 45 c und 46 c der Ausgangstransistogeschlossen, während die Emitterelektrode 21 e und 25 ren 45, 46 sind mit der auf Massepotential liegenden die Kollektorelektrode 22 c miteinander an die Lei- Leitung 30 verbunden, während ihre Emitterelektrotung 18 angeschlossen sind, so daß die Kollektor- den 45 e und 46 e über Emitterwiderstände 47 bzw. 48 Emitter-Strecken der beiden Transistoren zwei par- an die Betriebsspannung V_PS angeschlossen sind. Die allele Verbindungen ergeben. Die Basiselektroden Emitterelektroden 46 e und 45 e sind ferner mit den 21b und 22 b sind über eigene Basiswiderstände 23 30 Ausgangsklemmen 38 bzw. 39 verbunden, bzw. 24 an eine gemeinsame Klemmspannungsleitung Im Betrieb der dargestellten, mit NPN-Transisto-

25 angeschlossen. Die Klemmspannungsleitung 25 ren bestückten Schwellwertlogikschaltung hat die Beliegt an einer Klemmspannung V_CL. triebsspannung V_PS einen Wert, der negativer ist als Die stromführenden Leitungen 17 und 18 bilden Massepotential G, während die Bezugsspannung V_ref die Ausgangsleitungen einer Anzahl η von Eingangs- 35 einen Wert zwischen V_PS und G hat, so daß die Bestromschalter-Vergleichsstufen 1O₁, 1O₂ ... 1O_n einer zugsspannung also durch einen Spannungsteiler erim Strombetrieb arbeitenden Schwellwertlogikschal- zeugt werden kann. Die Signalspannungen X₁ bis X_n, tung. Jede dieser Vergleichsstufen ist eine Eingangs- V₀ und V₀ haben entweder einen hohen oder einen signalleitung 19_l; 19₂ ... 19„ zugeordnet, denen ent- niedrigen Wert bezüglich der Bezugsspannung V_rel. sprechende Eingangssignale Z₁, X₂ ... X_n zugeführt 40 Für die folgende Beschreibung soll angenommen wersind. Da die Vergleichsstufen praktisch identisch den, daß der hohe bzw. niedrige Wert der Signale sind, wird im folgenden nur die Vergleichsstufe 1O₁ den Binärwerten 1 bzw. 0 entspricht, genauer beschrieben. Die Quelle für die Spannung V_PS und der gemein-Die Vergleichsstufe 1O₁ enthält zwei Transistoren same Emitterwiderstand 13 wirken für die Vergleichs-11,12, deren Emitterelektroden Ue und 12 e mitein- 45 stufe 1O₁ (Entsprechendes gilt für die anderen Stufen) ander an einen Emitterwiderstand 13 angeschlossen wie eine Stromquelle, die die Stromschalter, also die sind, der zu einer Betriebsspannungsleitung 16 führt. Transistoren Il und 12 speist. Wenn das Eingangs-Die Betriebsspannungsleitung ist mit einer Quelle für signal X₁ den Wert 1 hat, leitet der Transistor 11, eine Betriebsgleichspannung V_PS verbunden, z. B. während der Transistor 12 gesperrt ist. Der von der einer Batterie. Die Basiselektrode 11 & ist mit der 50 Stromquelle gelieferte Strom wird dann also durch Eingangsleitung W₁ verbunden und wird daher durch die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 11, die das Eingangssignal X₁ gespeist. Die Basiselektrode Ausgangsleitung 17 und den Arbeitswiderstand 31 12 b ist mit einer Bezugsspannungsleitung 15 verbun- gelenkt. Wenn das Eingangssignal X₁ andererseits den den, der eine Bezugsspannung V_ref zugeführt ist. Die Wert 0 hat, leitet der Transistor 12, und der Transi-Bezugsspannung V_ref kann durch irgendeine geeig- 55 stör 11 ist gesperrt. Der Strom wird in diesem Fall nete Schaltungsanordnung erzeugt werden, z. B. durch dann durch die Kollektor-Emitter-Strecke des Transieinen Spannungsteiler, der durch die Betriebsspan- stors 12, die Ausgangsleitung 18 und den ArbeitsnungFps gespeist ist. Die Kollektorelektroden lic widerstand 32 geleitet.

und 12 c sind mit den Ausgangsleitungen 17 bzw. 18 Die anderen Eingangsvergleichsstufen 1O₂ bis 1O_n

verbunden. 60 sprechen in gleicher Weise auf die ihnen zugeführten

Die anderen Vergleichsstufen sind in entsprechen- Eingangssignale an und liefern entsprechende Stromder Weise ebenfalls mit der Bezugsspannungsleitung beitrage an die Ausgängsleitungen 17 oder 18, je 15, der Betriebsspannungsleitung 16 und den gemein- nachdem ob das Eingangssignal den Wert 1 oder 0 samen Ausgangsleitungen 17 und 18 verbunden. Die hat. Die Strombeiträge der verschiedenen Vergleichs-Ausgangsleitungen 17 und 18 sind über Arbeits- 65 stufen können unterschiedlich sein, wenn ihnen verimpedanzen 31, 32, die in den Kollektorkreisen aller schiedehe binäre Eingangsgewichtsfaktoren zugeord-Vergleichsstufen liegen, mit einer Versorgungsleitung net sind. Dem z-ten binären Eingang kann z. B. der 30 verbunden. Die Versorgungsleitung 30 ist in Gewichtsfaktor W₁ zugeordnet sein, wobei W₁ ganz-

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zahiig ist. Die Zuordnung von Gewichtsfaktoren zu tung ermöglicht eine Begrenzung der Stromverteilung den Eingängen kann beispielsweise dadurch erfolgen, und damit der Spannungsabfälle an den summierendaß man die gleichen Eingangssignale zwei oder mehr den Arbeitswiderständen 31 und 32, auf den der Eingangsleitungen zuführt. Wenn z. B. η = 5 ist und kritischsten Verteilung entsprechenden Wert, also ein Signal zweien der fünf Eingangsleitungen züge- 5 beispielsweise bei einem Majoritätsgatter mit sieben führt wird, ergibt sich ein (2111)-Gatter mit den Eingängen auf vier Stromeinheiten in der einen Lei-Gewichtsfaktoren 2,1,1 und 1. Eine andere Möglich- tung und drei Stromeinheiten in der anderen Leitung, keit, den Eingängen Gewichtsfaktoren zuzuordnen, Die Begrenzerschaltung verhindert also nicht nur, daß besteht darin, den Emitterwiderstand 13 der /-ten die Spannung der einen Leitung zu niedrig wird, son-Vergleichsstufe um den Gewichtsfaktor w_t kleiner zu io dem auch daß die Spannung der anderen Leitung zu machen, in dem man beispielsweise W₁ Widerstände hoch wird, so daß eine Sättigung der Transistoren gleichen Wertes parallel schaltet. sowohl der Eingangs- als auch der Ausgangs-Ver-

Die Ausgangsstrombeiträge der Vergleichsstufen gleichsstufen verhindert wird.

werden durch die Arbeitswiderstände 31 und 32 sum- Die Begrenzerschaltung 20 arbeitet folgendermiert, und der Unterschied zwischen ihnen wird 15 maßen: Die Werte der Widerstände 13, 31, 32 und durch die Schwellwertdiskriminatorschaltung 35 die Spannungen V_rei, V_PS und V_CL werden so bewahrgenommen, die entsprechende Ausgangssignale messen, daß bei der der kritischsten Entscheidung F₀ und F₀ liefert. Man beachte, daß der Stromfluß entsprechenden Stromverteilung weder der Transistor in den beiden Arbeitswiderständen zusammen immer 21 nach der Transistor 22 leiten. In diesem Falle sind gleichbleibt, daß jedoch die Stromverteilung auf die ao die Spannung V_A und V_B auf den Leitungen 17 bzw. beiden Ausgangswiderstände von den Eingangssigna- 18 in erster Linie eine Funktion der Spannungsablen abhängt. fälle an den Arbeitswiderständen 31 und 32. Bei dem Bei einem Majoritätsgatter mit sieben Eingängen beispielsweise erwähnten Majoritätsgattern mit sieben (n = 7, alle Gewichtsfaktoren gleich 1) werden z. B. Eingängen, bei dem dann vier der Eingangssignale sieben Stromeinheiten zwischen den Leitungen 17 25 den Wert 1 haben, ist dann z. B. die Spannung V_A und 18 verteilt. Wenn alle sieben Eingangssignale gleich — 4IR Volt, wobei / eine Stromeinheit und R den Wert 1 haben, fließen alle sieben Stromeinheiten den Widerstandswert des Arbeitswiderstandes 31 bedurch die Leitung 17 und keine durch die Leitung 18. deuten. Dieser Wert für V_A wird so positiv gewählt, Wenn andererseits alle sieben Eingangssignale den daß sich ein ausreichender Spielraum ergibt, der eine Wert 0 haben, fließen alle sieben Stromeinheiten 30 Sättigung mit Zuverlässigkeit verhindert, durch die Leitung 18 und keine Stromeinheit durch Die Spannung F_Ci wird so gewählt, daß Abweidie Leitung 17. Bei einem solchen Gatter ergibt sich chungen der Stromverteilung von dem der kritischsten die kritischste Entscheidung bezüglich des Schwell- Entscheidung entsprechenden Fall bewirken, daß entwertes bei einer Stromverteilung mit sieben Einheiten weder die Spannung V_A oder die Spannung V_B negain der einen und drei Einheiten in der anderen 35 tiver werden und der entsprechende Transistor 21 Leitung. oder 22 leitend wird. Wenn also beispielsweise mehr In der Ausgangsvergleichs- oder Diskriminator- als vier Eingangssignale den Wert 1 haben, fließen schaltung wird der Weg des Stromes durch die Diffe- mehr Stromeinheiten in die Leitung 17 und weniger renz der Ströme in den Leitungen 17 und 18, also die in die Leitung 18. Die Spannung V_A neigt dazu, ne-Differenz der Spannungsabfälle an den Widerständen 4° gativer und die Spannung V_B neigt dazu, positiver zu 31 und 32 gesteuert. Bei dem oben beispielsweise er- werden. Der Transistor 22 beginnt dann jedoch zu wähnten Majoritätsgatter mit sieben Eingängen wird leiten und begrenzt den durch den Arbeitswiderstand der Strom in der Ausgangsschaltung zwischen den 31 fließenden Strom und damit auch die Spannung beiden möglichen Strpmwegen, die durch die Tran- V_A. Der Kollektorstrom des Transistors 22 fließt über sistoren 40 und 41 gebildet werden, umgeschaltet, 45 den Arbeitswiderstand 32, so daß V_B negativer wird wenn sich die Eingangssignale von einer Kömbina- und eine Begrenzung der ins Positive gerichteten tion, die drei oder weniger Signale des Wertes 1 ent- Auswanderung dieser Spannung eintritt. Andererseits hält, in eine Kombination, die vier oder mehr Signale fließt der Emitterstrom des Transistors 22 zu den des Wertes 1 enthält, ändert, oder wenn sich die Ein- leitenden Transistoren der Eingangsvergleichsstufen, gangssignale von einer Kombination, die vier oder 50 Mit anderen Worten spricht der Transistor 22 an, mehr Signale des Wertes 1 enthält, in eine Kombi- wenn mehr als vier Eingangssignale den Wert 1 hanation, die drei oder weniger Signale des Wertes 1 ben, und leitet dann Strom von den leitenden Tranenthält, ändern, sistoren (z. B. dem Transistor 11) und der Leitung 17 Ein wesentliches Merkmal von Stromschalterver- zur Leitung 18 und durch den Arbeitswiderstand 32 gleichsstufen besteht darin, daß sie ohne Sättigung 55 ab, so daß sowohl V_A als auch V_B begrenzt werden, arbeiten können und dementsprechend sehr hohe Bei einer Stromverteilung, die weniger als drei EinArbeitsgeschwindigkeiten ermöglichen. Bei einer gangssignalen des Wertes 1 entspricht, arbeitet der Schwellwertlogikschaltung der oben beschriebenen Transistor 21 entsprechend und begrenzt den Strom-Art kann es jedoch vorkommen, daß die Spannüngs- fluß im Widerstand 32.

abfalle an den Arbeitswiderständen 31 und 32 solche 60 Die Basiswiderstände 23 und 24 dienen zur Be-

Werte annehmen, daß die Ausgangsleitungen 17 oder grenzung des Basisstromes der Transistoren 21 und

18 so negativ werden, daß eine Sättigung der Tran- 22. Bei dem obenerwähnten Fall, in dem mehr als

sistoren in den Eingangs-Vergleichsstufen 1O₁ bis 10„ vier Eingangssignale des Wertes 1 anliegen, soll der

eintritt, oder so positiv, daß eine Sättigung der Tran- Strom in der Kollektor-Emitter-Strecke des Tran-r:

sistoren in der Ausgangs-Vergleichs- oder Diskrimi- 65 sistors 22 fließen. Die Eigenschaften mancher NPN-

natorstufe eintritt, je nach der Verteilung der von den Transistoren können jedoch auch einen gewissen

Eingangsvergleichsstufen an die Leitungen 17 und. 18 Stromfluß in der Basis-Kollektor-Strecke und der

gelieferten-Ströme. Die vorliegende Begrenzerschal- Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors. 21 zur

Claims

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lassen. Dieser Strom ist unerwünscht, da die Strom- nung V_ref verschieden sein kann. Die Bezugsspannung

verstärkung mancher Transistoren in der Nähe von 1 V_R kann durch einen zwischen die Betriebsspannungs-

liegt, wenn sie auf diese Weise betrieben werden. Um leitung 16 und Masse geschalteten Spannungsteiler

diesen Strom zu begrenzen, sind die Widerstände 23 erzeugt werden. Dieser Spannungsteiler besteht bei

und 24 vorgesehen. 5 dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem

Bei dem in F i g. 2 dargestellten zweiten Ausfüh- ersten Widerstand 56, der zwischen Masse G und die rungsbeispiel der Erfindung ist der Begrenzerschal- Basiselektrode 52 b geschaltet ist, und aus einem tung 20 eine Steuerschaltung 50 für die Klemmspan- zweiten Widerstand 57, der zwischen die Basiseleknung V_CL zugeordnet. Die Begrenzerschaltung, die trode52b und die Betriebsspannungsleitung 16 gestromführende Leitungen und die Schwellwertlogik- io schaltet ist.

schaltung sind wie bei dem Ausführungsbeispiel ge- Wenn im Betrieb die Ausgangsspannung F₀ oder

maß Fig. 1 aufgebaut und dementsprechend auch F₀ über V_R ansteigt, also positiver wird als die Be-

mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. zugsspannung, steigt die Klemmspannung V_CL an und

Die in Fig. 2 dargestellte Schwellwertlogikschal- bewirkt dadurch, daß ein stärkerer Strom zwischen tung ist jedoch etwas abgewandelt, um die Verwen- 15 den Leitungen 17 und 18 fließt, wenn einer der Trandung der Klemmspannungs-Steuerschaltung in Ver- sistoren 21 oder 22 leitet. Bei dem beispielsweise erbindung mit einer Schwellwertlogikschaltung zeigen wähnten Majoritätsgatter mit sieben Eingängen entzu können. Insbesondere sind die summierenden spricht der Fall, indem die Entscheidung am kritisch-Arbeitswiderstände der Eingangsvergleichsstufen aus sten ist, einer Stromverteilung von 4 : 3 zwischen den η pärallelgeschalteten Widerständen zusammenge- 20 Leitungen 17 und 18. Für diesen Fall hat die Klemmsetzt, wobei η gleich der Anzahl der Eingangsver- spannung V_CL, wie bei dem Ausführungsbeispiel gleichsstufen ist. Die Arbeitswiderstände31 und 32 nach Fig. 1, einen solchen Wert, daß weder der bestehen also aus parallelgeschalteten Widerständen Transistor 21 noch der Transistor 22 leitet. Die die 3I₁, 3I₂... 31„ bzw. 32j, 32₂... 32„. Zur Verein- Vergleichsspannung V_R übersteigende Ausgangsspanfachung der Darstellung sind die Eingangsvergleichs- 25 nung F₀ oder F₀ ist dann nicht positiv genug, um die stufen nicht dargestellt, es ist vielmehr nur durch die Klemmspannung V_CL so weit ansteigen zu lassen, daß Bezugszeichen 1O₁, 1O₂... 10„ angedeutet, daß die einer der Transistoren 21 oder 22 leitend wird.
Leitungen 17 und 18 mit den in F i g. 1 genauer dar- Bei Stromverteilungen, die mehr als vier Eingangsgestellten Eingangsvergleichsstufen verbunden sind. Signalen des Wertes 1 entsprechen, wird die Leitung

Die Ausgangsleitungen 17 und 18 sind über als 30 18 positiver. Die Ausgangsspannung V₀ steigt und Emitterverstärker arbeitende Transistoren 60 und 61 bewirkt ein Ansteigen der Klemmspannung V_CL, so mit Ausgangsleitungen 36 und 37 verbunden, an daß der Transistor 22 zu leiten beginnt. Wenn noch denen Ausgangsspannungen F₀ bzw. F₀ zur Verfü- mehr Signale des Wertes 1 zugeführt werden, steigt gung stehen. Die Basiselektroden 60 b und 61 b der V_CL weiter an, und der Transistor 22 wird dadurch Transistoren 60 und 61 sind dabei mit der Leitung 18 35 immer stärker leitend. Der Transistor 22 leitet dem- bzw. 17 verbunden, die Kollektorelektroden 60 c und entsprechend immer mehr Strom von der Leitung 17 61 c sind an Masse G angeschlossen, und die Emitter- durch den Arbeitswiderstand 32 ab.
elektroden 6Oe und 61 e sind mit den Ausgangs- Bei Stromverteilungen, die weniger als drei Einleitungen 36 bzw. 37 verbunden. Außerdem sind die gangssignalen des Wertes 1 entsprechen, steigt die Emitterelektroden 60 e und 61 e über Emitterwider- 40 Ausgangsspannung F₀ an, was ein entsprechendes stände 62 bzw. 63 an die Betriebsspannungsleitung 16 Ansteigen der Klemmspannung V_CL bewirkt, so daß angeschlossen. der Transistor 21 zu leiten beginnt. Die Klemmspan-

Die Diskriminierung, also der Vergleich mit dem nung V_CL steigt weiter an, wenn die Anzahl der Ein-Schwellwert, erfolgt durch die Eingangsvergleichs- gangssignale des Wertes 1 noch kleiner wird, und der stufe der nächsten, gesteuerten Stufe oder Stufen, die 45 Transistor 21 wird dann immer stärker leitend,
an die Ausgangsleitungen 36 und 37 angeschlossen Zusammenfassend gesagt, spricht also die Steuersind, also beispielsweise eine Schaltungsanordnung, schaltung 50 für die Klemmspannung V_CL auf die die der Schaltungsanordnung 35 in F i g. 1 entspricht. Ausgangssignale V₀ und F₀ an und bewirkt, daß der Wie bei F i g. 1 soll ein Eingangssignal, dessen Wert Transistor 21 oder 22, der leitet, je nach den Einpositiver ist als die Bezugsspannung V_ref, dem Binär- 50 gangssignalkombinationen mehr oder weniger Strom wert 1 und ein Eingangssignal, das negativer als V_ref übernimmt und dadurch die Ausgangssignale innerist, dem Binärwert 0 entsprechen. halb der gesetzten Grenzen hält. Eine Sättigung der

Die Klemmspannungs-Steuerschaltung 50 enthält Transistoren in den Eingangsvergleichsstufen der be-

drei im Strombetrieb arbeitende emittergekoppelte treffenden Logikschaltung und der Transistoren der

Transistoren 51, 52 und 53. Die Emitterelektroden 55 nachfolgenden gesteuerten Stufe wird dadurch mit

51 e, 52 e und 53 e sind miteinander verbunden und Sicherheit vermieden.

über einen gemeinsamen Emitterwiderstand 54 an die Selbstverständlich können an Stelle der dargestell-

Betriebsspannungsleitung 16 angeschlossen. Die KoI- ten NPN-Transistoren auch PNP-Transistoren oder

lektorelektroden 51 c und 53 c sind über Verbindun- andere Verstärkerelemente verwendet werden, wenn

gen, deren Scheinwiderstand vernachlässigbar ist, mit 60 man die Schaltungsparameter entsprechend abändert. Masse G verbunden, während die Kollektorelektrode

52 c über einen Kollektorwiderstand 55 an Masse angeschlossen ist. Die Kollektorelektrode 52c ist außer- Patentansprüche:
dem mit dem Klemmspannungsanschluß V_CL der Begrenzerschaltung 20 verbunden. Die Basiselektroden 65 1. Begrenzerschaltung für eine elektrische Ein-51 b und 53 b sind an die Ausgangsklemmen 36 bzw. richtung mit einer Eingangsschaltung, die über 37 angeschlossen; die Basiselektrode 52 b liegt an zwei Ausgangsleitungen, in denen Ströme wecheiner Bezugsspannung V%, die von der Bezugsspan- selnder und unterschiedlicher Größe, aber gleicher

Richtung bezüglich der Eingangsschaltung fließen, mit einer Ausschaltung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leitungen (17, 18) zur Begrenzung des Betrages der Differenz der die beiden Leitungen in gleicher Riehtung durchfließenden Ströme durch die in an sich bekannter Weise mit entgegengesetzter Polung parallelgeschalteten steuerbaren Stromstrecken zweier Verstärkerelemente (21, 22) miteinander verbunden sind und daß den Steuerelektroden (21 b, 22 b) der Verstärkerelemente eine Vorspannung (F_CL) zugeführt ist, die die Verstärkerelemente gesperrt hält, solange der Betrag der Stromdifferenz unterhalb eines vorgegebenen Wertes liegt.
2. Begrenzerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsschaltung η Eingangsstromschalter-Vergleichsstufen (1O₁ bis 10„) enthält, die durch Eingangssignale (X₁ bis X_n) gesteuert sind und ihrerseits die Verteilung ao des Stromes auf die beiden Ausgangsleitungen (17,18) steuern, und daß in jede Ausgangsleitung eine Summierimpedanz (31, 32) geschaltet ist.
3. Begrenzerschaltung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine die Vorspannung (Vq_L) liefernde Vorspannungsschaltung (50), die drei emittergekoppelte Transistoren (51, 52, 53) enthält, die eine im Strombetrieb arbeitende Vergleichsschaltung bilden, daß die Basiselektroden (51 b, 53 b) von zwei (51, 53) der drei Transistoren mit jeweils einer Summierimpedanz (32, 31) gekoppelt sind, daß die Basiselektrode (52 b) des dritten Transistors (52) an eine Bezugsspannung (F^) angeschlossen ist und daß die Vorspannung (V_CL) von der Kollektorelektrode (52c) des dritten Transistors abgenommen ist (Fig. 2).
4. Begrenzerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Summierimpedanzen (31, 32) über jeweils einen als Emitterverstärker geschalteten Transistor (60, 61) mit den Basiselektroden (51 b, 53) der ersten beiden Transistoren (51, 53) gekoppelt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen