DE1800949C3 - Binäre Verknüpfungsschaltung - Google Patents

Description

Gegenstand des Hauptpatentes ist eine binäre Verknüpfungsschaltung, insbesondere zum Aufbau in monolitischer Bauweise, mit einer Eingangsstufe zur logischen Verknüpfung von binären Eingangssignalen und einer Ausgangsstufe nach Art des Miller-Integrators zur Bildung von Ausgangssignalen mit linear > <> ansteigenden bzw. abfallenden Flanken bestimmter Dauer, wobei zwischen Eingangsstufe und Ausgangsstufe eine Begrenzerstufe angeordnet ist, die den zur Steuerung der Ausgangsstufe verwendeten Spannungssprung auf einen konstanten Wert begrenzt. ^r>^r>

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine gemäß dem Hauptpatent ausgebildete Verknüpfungsschaltung, bei der der zur Steuerung der Ausgangsstufe verwendeie Spannungssprung vorteilhafterweise weitgehend unabhängig von der Temperatur ist, wodurch «» die Flankendauern der Ausgangsimpulse weitgehend unabhängig von der Temperatur sind.

Die Erfindung geht also von einer binären Verknüpfungsschaltung aus, mit einer Eingangsstufc zur logischen Verknüpfung von binären Eingangssignalen iv> und einer Ausgangsstufe nach Art des Miller-Integrators zur Bildung von Ausgangssignalen mit linear ansteigenden bzw. abfallenden Flanken bestimmter Dauer, wobei zwischen Eingangsstufe und Ausgangsstufe eine Begrenzerstufe angeordnet ist, die den zur Steuerung dar Ausgangsstufe verwendeten Spannungssprung auf einen konstanten Wert begrenzt. Die erfindungsgemäße Verknüpfungsschaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzerstufe derart ausgebildet ist, daß sie zusammen mit der Eingangsstufe als Differenzverstärker wirkt.

Der Gegenstand der Erfindung und dessen Weiterbildungen werden anhand der Figuren näher erläutert

F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Verknüpfungsschaltung bzw. 'Gatterschaltkreis, welcher sich besonders zur Integrierung in monolithischer Technik eignet.

F i g. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Gatterschaltkreis, bei dem im Vergleich zu dem in F i g. 1 gezeigten Gatterschaltkreis im wesentlichen Transistoren des entgegengesetzten Leitungstyps verwendet sind.

F i g. 1 zeigt den Gatterschaltkreis mit seiner Eingangsstufe E/Te, welche hier zur logischen Verknüpfung von binären Eingangssignalen gemäß einer UND- bzw. ODER-Funktion dienen. Den in F i g. 1 gezeigten Transistoren Te dieser Eingangsstufe können weitere derartige Transistoren Te' zugeordnet sein, wie durch die durchbrochen gezeichneten Leitungen in dieser Eingangsstufe angedeutet ist Dadurch, daß noch Transistoren Te unter Weglassung des Kurzschlusses t-t vorgesehen werden, können auch andere logische Verknüpfungen von binären Eingangssignalen in der Eingangsstufe erreicht werden.

Die Ausgangsstufe Γ1/Γ2 ist nach Art eines Miller-Integrators zur Bildung von Ausgangssignalen mit linear ansteigenden bzw. abfallenden Flanken bestimmter Dauer aufgebaut. Zwischen der Eingangsstufe und der Ausgangsstufe dieses Gatterschaltkreises ist eine Begrenzerstufe Z/Tz angeordnet, die den zur Steuerung der Ausgangsstufe verwendeten Spannungssprung auf einen konstanten Wert begrenzt. Die Begrenzerstufe Z/Tz ist hierbei erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß sie zusammen mn der Eingangsstufe E/Te/Te' als Differenzverstärker wirkt. Derartige Differenzverstärker sind z. B. in der Druckschrift Motorola, high-speed-switching transistor handbook, 2. Auflage, 1963, Seite 37 bis 41 beschrieben. Werden dabei die Transistoren Te/Te'/Tz, welche in diesem Differenzverstärker enthalten sind, bis in die Sättigung ausgesteuert, dann ist der am Ausgang dieses Differenzverstärkers auftretende Spannungssprung praktisch unabhängig von der Versorgungsspannung U, die beispielsweise 12 V beträgt. Die Zenerdiode Z ist nämlich zu diesem Zweck zwischen Bezugspotential und die Basis dieses mit der konstanten Vergleichsspanr.ung belieferten Transistors Tz eingefügt Es ist dann die über die Zenerdiode Z an die Basis des Transistors Tz gelieferte Vergleichsspannung und damit auch der Spannungssprung praktisch unabhängig von der Versorgungsspannung i/des Gatterschaltkreises.

Zwischen dem Kollektor dieses mit der konstanten Vergleichsspannung gespeisten Transistors 7z und dem einen Pol der Versorgungsspannungsquelle kann ein Spannungsteiler R angeschlossen sein, dessen Abgriff mit dem Eingang der Ausgangsstufe Π/72 verbunden ist. Vorteilhafterweise kann mit Hilfe dieses Spannungsteilers R die Amplitude des zur Steuerung der Ausgangsstufe verwendeten Spannungssprungs leicht auf den gewünschten Wert eingestellt werden.

In F i g. 2 ist ein erfindungsgemäßer Gatterschaltkreis gezeigt, welcher im Differenzverstärker nur npn-Transistoren enthält. Die Ausgangsstufe T\IT7IT\'IT2'

und Emitter aufweisenden NPN-Transistoren des Differenzverstärkers gegen einen unerwünschten Durchbruch geschützt sind, falls zwischen den Eingangsklemmen Ewegen der dem Gatterschaltkreis zugeführten unterschiedlichen Eingangssignale Spannungen auftreten, weiche sonst zu einem Durchbruch der Basis-Emitter-Strecke dieser Transistoren Te führen würden.

Bei dem in Fig.2 gezeigten Gatterschaltkreis ist zwischen den Kollektoren der ein Verknüpfungsglied bildenden Transistoren Te/Te'des Differenzverstärkers und dem Kollektor des an seiner Basis mit konstanter Vergleichsspannung gespeisten Transistors Tz des Differenzverstärkers eine Diode D eingefügt, weiche leitend ist, solange der Eingangsstufe keine Signale über ihre Eingangsklemmen E zugeführt werden. Diese Diode D verhindert, daß unerwünschte Rückwirkungen eintreten, wenn mehrere Gatterschaltkreise, weiche nach Art des in Fig.2 gezeigten Gatterschaltkreises aufgebaut sind, miteinander z. B. zu uiner Kettenschaltung verbunden sind und wenn diese verschiedenen Gatterschaltkreise mit Versorgungsspannungen unterschiedlicher Größe versorgt werden. Würde nämlich keine solche Diode D.vorgesehen sein, dann wurden über die Transistoren Te bzw. Te' der Eingangsstufen durch die unterschiedlichen Versorgungsspannungen bedingte Ausgleichströme zwischen den Versorgungsspannungsquellen fließen können. Die Diode D verhindert also eine unnötige Belastung der Versorgungsspannungsquellen. Sie verhindert außerdem oft, daß die Verknüpfung der binären Eingangssignale nicht mehr in der erwünschten Weise erfolgt, indem die Funktion des Differenzverstärkers durch solche Ausgleichsströme auch beeinträchtigt werden kann.

besteht aus einem Gegentaktverstärker, welcher aasgangsseitig npn-Transistoren aufweist, welche ihre Basisströme von pnp-Transistoren geliefert bekommen. Der Gegentaktverstärker Τ\ΙΤ2ΙΤ\ΊΤΎ weist dabei nur eine einzige Eingangsklemme beim Spannungsteiler R auf, so daß sich hier eine Phasenumkehrung zur Steuerung dieses Gegentakt Verstärkers vorteilhafter Weise erübrigt.

Die Zenerdiode Z kann zusammen mit dem über die Zenerdiode Z mit einer konstanten Vergleichsspannung gespeisten Transistor Tz des in F i g. 2 gezeigten Gatterschaltkreises vorteilhafter Weise auch durch einen Doppelemittertransistor ersetzt werden, wobei der Kollektor dieses Doppelemittertransistors ebenso wie der Kollektor des in F i g. 2 gezeigten Transistors Tz mit einer Klemme des Spannungsteilers R verbunden ist, wobei ferner der eine Emitter dieses Düppelemittertransistor.¹; ebenso wie der in F i g. 2 gezeigte Emitter des Transistors Tz mit dem Enr'terwiderstand Re verbunden ist und wobei der zweite Emitter des Doppelemittertransistors wie die in F i g. 2 gezeigte Zenerdiode Z mit einem Pol der Versorgungsspannungsquelle U verbunden ist Die Ersetzbarkeit eines über eine Zenerdiode betriebenen Transistors durch einen Doppelemittertransistor ist bereits z. B. durch die Druckschrift Funktschau, 1968, Heft 17, Seite 522, im Absatz 1 und 3 des Artikels »Integrierte Schaltung mit Z-Dioden« angegeben.

Die in Fig.2 gezeigten Dioden De dienen zum Schütze der im Differenzverstärker enthaltenen Transistoren Te/Te'gegen unzulässige, den Gatterschaltkreiseingängen E zugeführte Spannungen. Die in F i g. 2 gezeigten Dioden De dienen insbesondere dazu, daß die eine relativ kleine Durchbruchspannung zwischen Basis

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Binäre Verknüpfungsschaltung mit einer Eingangsstufe zur logischen Verknüpfung von binären Eingangssignalen und einer Ausgangsstufe nach Art ^ des Miller-Integrators zur Bildung von Ausgangssignalen mit linear ansteigenden bzw. abfallenden Flanken bestimmter Dauer, wobei zwischen Eingangsstufe und Ausgangsstufe eine Begrenzerstufe angeordnet ist, die den zur Steuerung der Ausgangsstufe verwendeten Spannungssprung auf einen konstanten Wert begrenzt, nach Patent 15 12 518, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzerstufe derart ausgebildet ist, daß sie zusammen mit der Eingangsstufe (E/Te/Te) als Differenzverstär- '5 ker wirkt.

2. Binäre Verknüpfungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzverstärker einen an seiner Basis mit konstanter Vergleichsspannung gespeisten Transistor (Tz) enthält, zwischen dessen Kollektor und einem Pol der Versorgungsspannungsquelle ein Spannungsteiler (R) angeschlossen ist, dessen Abgriff mit dem Eingang der Ausgangsstufe (TMT2) verbunden ist.

3. Binäre Verknüpfungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, /Jadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kollektoren der ein Verknüpfungsglied bildenden Transistoren (Te/Te') des Differenzverstärkers und dem Kollektor des an seiner Basis mit konstanter Vergleichsspannung in gespeisten Transistors (Tz)des Differenzverstärkers eine Diode (D) eingefügt k*, welche leitend ist, solange der Eingangsstnfe (E/Te/Te') keine Signale zugeführt werden.

4. Binäre Verknüpfungsschaltung nach einem der )5 vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der über eine Zenerdiode (Z) mit einer konstanten Vergleichsspannung gespeiste Transistor (Tz) zusammen mit der Zenerdiode (Z) durch einen Doppelemittertransistor ersetzt ist.