DE1931988B2 - Aus schaltern und kondensatoren bestehende schaltungsanordnung zur verzoegerung elektrischer signale - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine aus Schaltern und Kondensatoren bestehende Schaltungsanordnung zur Verzögerung elektrischer Signale, an deren Eingang über einen Tiefpaß eine Signalquelle und an deren Ausgang über einen weiteren 1 iefpaß ein Lastwiderstand angeschaltet ist, bei der ferner zwischen den beiden Tiefpässen eine aus N parallelgeschalteten Querzweigen, die jeweils die Serienschaltung eines Kondensators und eines Schalters enthalten, bestehende Vierpolschaltung angeordnet ist, zwischen deren Eingangsklemmen ein erster Kondensator und zwischen deren Ausgangsklemmen ein weiterer Kondensator lieg, und bei der die in den Querzweigen liegenden Schalter der Reihe nach periodisch mit einer Schaltfrequenz, die den N-ten Teil der Taktfrequenz f_T beträgt, und mit einer gegenseitigen Phasenverschiebung vom Wert 2 π/Ν, entsprechend einer zeitlichen Verschiebung um den Wert l//_r, geschaltet werden.

Beim Aufbau von Ubertragungsstrecken der elektrischen Nachrichtentechnik tritt bekanntlich immer wieder die Aufgabe auf, die auf einer Übertragungsstrecke auftretenden Verzerrungen mit Hilfe geeigneter Verzögerungsschaltungen zu kompensieren bzw. gegebenenfalls den zu übertragenden Signalen eine gewisse Vorverzerrung zu erteilen. Wenn weiterhin die Aufgabe besteht, derartige Verzögerungsschaltun-

in integrierter Technik zu realisieren, wird man bemüht sein, nach Möglichkeit keine Spulen zu verwenden, da deren Realisierung der integrierten Tech-T nur'schwer zugänglich ist. Durch die Zeitschrift

ein dem ersten Kondensator im nachfolgenden Längszweig nachgeschalteter Eingangsschalter sowie ein dem weiteren Kondensator im vorhergehenden Längszweig vorgeschalteter Ausgangsschalter vorgesehen

',Wireless World«, Mai 1968, S-¹Ol, ist bereits eine 5 ist und daß die Eingangs- und Ausgangsschaitermit

Verzögerungsleitung bekanntgeworden, die den vorstehend erwähnten Anforderungen gtrecht zu weiden vermag. Bei dieser Verzögerungsleitung ist jeik einem Kondensator je ein Schalter vor- und

einer Taktfrequenz j_T periodisch mit einer gegenüber dieser Taktperiode kurzen Schließungsdauer derart geschaltet werden, daß sich ihre Schließzeiten nicht überlappen und ihre Schließzeiten jeweils innerhalb

nachgeschaltet, und es sind die dem Signaleingang 10 der einzelnen Schließzeiten der Schalter liegen, und dem S^;gnalausgang zugewandten Anschlüsse der Eine weitere erfindungsgemäße Lösung der AufSchalter parallel geschaltet. Da jedem einzelnen Kon- gäbe ist darin zu sehen, daß die Schalter einseitig densator zwei Schalter zugeordnet werden müssen, auf Massepotential liegende Schalter sind, daß die erfordert ein derartiger Schaltungsaufbau verhältnis- Vierpolschaltung ein mit ihren Eingangsklemmen einmäßig viele Schalter, was insbesondere dann als stö- 15 gangsseitig verbundenes und den Querzweigen vorrend empfunden wird, wenn es erforderlich ist, die geschaltetes π-Glied enthält, daß die Vierpolschaltung gesamte Schaltung mit Rücksicht auf die gestellten ferner eine aus einem den Querzweigen nachgeschal-Aaforderungen aus verhältnismäßig vielen einzelnen teten Verstärker und einem zwischen den Ausgangs-Elementen aufzubauen, klemmen liegenden Schalter bestehende Schaltung Ferner ist durch die USA-Patentschrift 3 i 72 043 20 enthält, daß das π-Glied in seinen Querzweigen je eine Anordnung zur Verzögerung elektrischer Signale einen Schalter und in seinem Längszweig einen ohmbekanntgeworden, bei der die Zahl der benötigten sehen Widerstand aufweist, daß der im Eingangsquer-Schaltelemente auf insgesamt zwei reduziert werden zweig des π-Gliedes liegende Schalter mit einer Taktkonnte. Die hier beschriebenen Schaltelemente sind frequenz f_T periodisch mit einer gegen diese ^Takt" jedoch als rotierende mechanische Schalter ausge- 25 periode kurzen Schließungsdauer geschaltet ist, daß führt, zu deren Betrieb außerdem zusätzliche Kommutatoren notwendig sind, durch die der erste rotierende Schalter ständig mit dem Eingang und der
zweite rotierende Schalter ständig mit dem Ausgang

der Verzögerungsanordnung verbunden ist. De-artige 30 Schalter wenigstens zeitweise innerhalb eines zwimechanische Schalter, insbesondere, rotierende me- sehen zwei Zeitpunkten gelegenen Zeitabschnittes ge-

der zwischen den Ausgangsklemmen liegende Schalter komplementär zu dem im Eingangszweig des π-Gliedes liegenden Schalter geschaltet wird und daß der im Ausgangsquerzweig des π-Gliedes liegende

chanische Schalter in Verbindung mit Kommutatoren, sind jedoch in Anbetracht ihrer mechanischen Unzulänglichkeiten nicht zur Realisierung von Schaltungsanordnungen zur Verzögerung elektrischer Signale mit heutigen Anforderungen geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorerwähnten Schwierigkeiten in verhältnismäßig einfacher Weise zu begegnen; es soll der Aufbau einer

schlossen ist, wobei der erste Zeitpunkt jeweils durch den öffn-jngszeitpunkt des im Eingangsquerzweig des π-Gliedes liegenden Schalters gegeben ist und der zweite Zeitpunkt den Öffnungszeitpunkten der in den Querzweigen vorgesehenen Schalter jeweils um die Schließungsdauer des im Eingangsquerzweig des ,-!-Gliedes liegenden Schalters vorausgeht.

In einfacher Weise läßt sich eine Veränderung der

Verzögerungsschaltung angegeben werden, die einer- 40 Verzögerungszeit erreichen, wenn die Schheßungsseits durch rein elektronische Mitfei realisierbar und dauer der im Querzweig liegenden Schalter nahezu

eine Taktperiode der Taktfrequenz/_r beträgt und wenn die Phase der Schaltfunktionen der im Eingangs- und Ausgangslängszweig liegenden Schalter

der sogenannten integrierten Technik zugänglich ist und bei der sich andererseits eine beachtliche Einsparung von Schaltern erzielen läßt.

Zur Lösung der Aufgabe gibt es zwei Möglich- 45 veränderbar ist. keiten. Insbesondere ist dabei daran gedacht, die im Ein-

Ausgehend von einer aus Schaltern und Konden- gangs- und Ausgangslängszweig liegenden Schalter als satoren bestehenden Schaltungsanordnung zur Ver- Resonanzumladeschalter auszubilden, zögerung elektrischer Signale, an deren Eingang über Ein Schaltungsaufbau, bei dem nur einseitig geeinen Tiefpaß eine Signalquelle und an deren Aus- so erdete Schalter vorhanden sind, läßt sich dann ergang über einen weiteren Tiefpaß in Lr.stwiderstand reichen, wenn der im Eingangslängszweig liegende angeschaltet ist, bei der ferner zwischen den beiden Resonanzumladeschalter und der ihm im Querzweig Tiefpässen eine aus N parallelgeschalteten Querzwei- vorgeschaltete Kondensator ersetzt sind durch ein gen, die jeweils die Serienschaltung eines Kondensa- τι-Glied, in dessen Querzweigen je ein Schalter und tors und eines Schalters enthalten, bestehende Vier- 55 in dessen Längszweig ein ohmscher Widerstand liegt,

während der im Ausgangslängszweig liegende Resonanzumladeschalter ersetzt ist durch einen Verstärker mit einem im Querzweig nachgeschalteten Schalter, und wenn dabei der im Eingangsquerzweig des .-i-Gliedes liegende Schalter geschaltet wird wie der ursprünglich im Ausgangslängszweig gelegene Schalter, während der im Ausgangsquerzweig des π-Gliedes

polschaltung angeordnet ist, zwischen deren Eingangsklemmen ein erster Kondensator und zwischen deren Ausgangsklemmen ein weiterer Kondensator liegt, und bei der die in den Querzweigen liegenden Schalter der Reihe nach periodisch mit einer Schaltfrequenz, die den N-ten Teil der Taktfrequenz j_T beträgt, und mit einer gegenseitigen Phasenverschiebung vom Wert 2 n/N, entsprechend einer zeitlichen Verschiebung um den Wert \/f_T, geschaltet werden, wird

liegende Schalter wenigstens zeitweise geschlossen wird zwischen den Schließungszeiten der ursprüngentsprechend der ersten Möglichkeit diese Aufgabe 65 lieh im Längszweig gelegenen Schalter, und wenn der gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schal- dem Verstärker im Querzweig nachgeschaltete Schal

ter einseitig auf Massepotential liegende Schalter sind und zur Trennung von Eingang und Ausgang

ter komplementär zu dem im Eingangsquerzweig des π-Gliedes liegenden Schalter geschaltet wird.

Eine weitere Einsparung von Schaltern wird noch ganz bestimmten Zuordnung vor sich geht. Die Schal-

dann erzielt, wenn der Längszweig der Vierpolschal- ter selbst können in an sich bekannter Weise als

tung in M parallelgeschaltete einzelne Längszweige elektronische Schalter ausgebildet sein, die einer inte-

aufgespallen ist, an die je N Querkondensatoren an- grierten Technik zugänglich sind. Die Schalter und

geschlossen sind, und wenn je M Querkondensatoren 5 die zu ihrer Steuerung erforderlichen Mittel sind im

einerseits mit den M unterschiedlichen einzelnen einzelnen nicht mehr dargestellt, da dies zum Ver-

Längszweigen und andererseits mit einem gemein- ständnis des Erfindungsgegenstandes an sich nichts

samen, in Serie liegenden Schalter verbunden sind. beitragen würde. Die im Längszweig 6 liegenden

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Schalter S_A und S_B können beispielsweise als spulen-

Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. In der io lose Resonanzumladeschalter ausgebildet sein, wie

Zeichnung zeigt sie z.B. durch die deutsche Patentschrift 12 27 079

F i g. 1 eine Schaltung nach der Erfindung, und die deutsche Auslegeschrift 12 82 728 bekanntge-

F i g. 2 das zur Schaltung nach F i g. 1 gehörige worden sind.

Impulsdiagramm, Im Schaltdiagramm der F i g. 2, das die jeweiligen Fig. 3 eine Ausführung mit einseitig geerdeten 15 Schaltzustände der einzelnen Schalter in Abhängig-Schaltern, ^ke'^{1 von} der Zeit t zeigt und das für ein Ausführungs-F i g. 4 eine weitere Schaltungsvariante mit unter- beispiel mit N = 3 Schaltern S₁ bis S₃ im Querzweig teiltem Längszweig, gezeichnet ist, wird durch die ausgezogenen Linien 9 F i g. 5 zur Schaltung nach F i g. 4 gehörende Im- der sperrende und durch die gestrichelten Linien 8 pulsdiagramme. "° der leitende Zustand der Schalter kenntlich gemacht. Die Schaltung nach F i g. 1 besteht aus einem Vier- Zur besseren Übersicht sind die Schaltzustände der pol 11, dessen Eingangsklemmen mit 1 und 1' und einzelnen Schalter übereinander gezeichnet. Die im dessen Ausgangsklemmen mit 2 und 2' bezeichnet Längszweig liegenden Schalter S_A und S₈ werden im sind. Das an den Vierpol 11 gelangende Signal kommt Rhythmus einer Taktfrequenz f_T periodisch geschalbeispielsweise von einer Signalquelle 3, deren Innen- 35 tet, die zur Taktfrequenz f_T gehörende Taktperiode widerstand mit 4 bezeichnet ist, und wird von einem I//7- bedeutet also den zeitlichen Abstand, beispielsdem Vierpol 11 vorgeschalteten Tiefpaß 10 auf Fre- weise des Schließungsbeginns zweier aufeinanderfolquenzen unterhalb der Grenzfrequenz des Tiefpasses, gender Schaltvorgänge der Schalter S_A und S₈. Die z. B. 4 kHz, begrenzt. An die Ausgangsklemmen 2, 2' Schließungszeit /_s der Schalter S_A und S₈ muß kurz des Vierpols 11 ist ein weiterer Tiefpaß 10' geschaltet, 30 sein im Verhältnis zur Taktperiode l//_r, außerdem der ebenso wie der am Eingang liegende Tiefpaß 10 dürfen sich die Schließungszeiten der Schalter S₄ und ausgeiunrt sein kann. Die iietpasse 1O und 10' lassen S₈ nicht überlappen, wie dies durch die gestrichelten sich beispielsweise in bekannter Weise nach Art von Linien 13 und 14 kenntlich gemacht ist. Die in den sogenannten aktiven ÄC-Tiefpässen in integrierter Querzweigen liegenden Schalter S, bis S₃ bzw. allge-Technik ausführen. Am Ausgang des Tiefpasses 10 35 mein ausgedrückt S₁ bis S^, werden der Reihe nach liegt der Lastwiderstand 5, durch den eine an sich be- mit einer Schaltfrequenz geschaltet, die den .V-tcn Teil liebig ausgebildete Schaltung dargestellt werden soll, der Taktfrequenz f_T beträgt, d. h., nach der Zeit NIf₁-sofern diese Schaltung geeignet ist, das vom Tiefpaß beginnt für den jeweils gleichen Schalter der neuer-10' abgegebene Signal in geeigneter Weise weiterzu- liehe Schaltvorgang. Außerdem erfolgt der Schaltverarbeiten. Der Vierpol 11 selbst besteht nur aus 40 Vorgang dieser Schalter mit einer gegenseitigen Pha-Schaltern und Kondensatoren und beginnt mit einem senverschiebung vom Wert 2 π/Ν, entsprechend einer im Eingangsquerzweig zwischen den Eingangsklem- gegenseitigen Verzögerungszeit von l//_r, wie dies für men 1, Γ liegenden Kondensator C₄. Im Ausgangs- die Schalter S₂ und S₃ kenntlich gemacht ist. Die querzweig, d. h. also zwischen den Ausgangsklem- Schließungszeit eines jeden im Querzweig liegenden men 2, 2' des Vierpols 11 liegt ein weiterer Konden- 45 Schalters ist so bemessen, daß sie die Schließungssator C_B, dessen Kapazitätswert mit dem Kapazitäts- dauer des im Ausgangslängszweig liegenden Schalters wert des im Eingangsquerzweig liegenden Konden- S₈ und die darauf folgende Schließungsdauer des im sators C_A übereinstimmt. Im Längszweig 6 ist dem Eingangslängszweig liegenden Schalters S_A umfaßt. Kondensator C_A ein Schalter S_A nachgeschaltet, ent- In F i g. 2 ist dies für den Schalter S₁ durch die gesprechend ist dem Kondensator C₈ ein im Längszweig 50 strichelten Linien 15 und 16 kenntlich gemacht. liegender Schalter S₈ vorgeschaltet. Zwischen den Wenn die Schaltvorgänge der Reihe nach die strich-Schaltem S_A und S₈ sind in dem mit 11 bezeichneten punktierte Linie 17 erreicht haben, ist ein vollstän Vierpol N Querzweige vorgesehen, die je aus der diger zyklischer Durchlauf abgeschlossen, der ent-Serienschaltung eines Kondensators und eines Schal- sprechend rechts der strichpunktierten Linie wiederters bestehen. So ist dem Kondensator C₁ der Schal- 55 um mit einem neuerlichen Schließen des Schalters S, ter S₁, dem Kondensator C₂ der Schalter S₂, dem beginnt.

Kondensator C₃ der Schalter S₈ und schließlich dem Der gewissermaßen als Ladekondensator wirkende

Kondensa.or C^ der SchalterS^ in Serie nachgeschal- Kondensator C_A (vgl. Fig. 1) wird entsprechend den

teL Die gestrichelte Linie 7 soll kenntlich machen, Regeln des Abtasttheorems über den Schalter S₄ ir

daß je nach den an die Verzögerungsschaltung ge- 60 Verbindung mit den Schaltern S₁ bis S_n /V-mal je

stellten Anforderungen noch weitere aus einem Kon- Sekunde entladen. Damit wird eine während eine;

densator und einem Schalter bestehende Serienkom- Öffnungszeit des Schalters S_A auf den Kondensatoi

binationen im Querzweig angeordnet sein können, C_A aufgebrachte Ladung x(i) während der folgender

N ist in jedem Fall eine ganze Zahl. Schließungszeit des Schalters S₄ umgeladen, und zwai

An Hand des in der Fig. 2 gezeichneten Schal- 65 der Reihe nach auf die Kondensatoren C₁, C₁,... C₁.

tungsdiagramms ist die Wirkungsweise der Schaltung Durch das Schließen des Schalters S₈ wird "entspre

zu erkennen, für die es wesentlich ist, daß das chend der gestrichelten Linie 15 in F i g. 2 die an

Schließen und öffnen der einzelnen Schalter in einer Kondensator C₁ liegende Ladung auf den Konden

7 ^ 8

sator C_n verbracht und damit der Kondensator C₁ ent- werden, daß der Schalter S'" komplementär zu dem laden. Da die Schließungszeit des Schalters S₁ auch im Eingangsquerzweig des n-Gliedes 20 liegenden die Schließungsdaucr des Schalters S_A umfaßt, wird Schalters S' geschaltet wird, d. h., es muß der Schalder Kondensator C₁ in diesem Zeitraum, d. h. also ter 5'" dann geöffnet sein, wenn der Schalter 5" gezwischen den gestrichelten Linien 14 und 16, wieder- 5 schlossen ist, und umgekehrt. Während der Ladephase um geladen und entnimmt dem Kondensator C₄ seine eines der Kondensatoren C₁ bis C_n ist also S'" stets momentane Ladung. Genau die gleichen Überlegun- leitend, während S' und 5"' offen sind, und während gen gelten auch für die Schalter S„ und S₃, so daß der Öffnungszeit von S'" wird der Ladungszustand die auf dem Kondensator C_A während der Abtast- eines der Kondensatoren C₁ bis C_n über den Verintervalle gesammelten Ladungen der Reihe nach auf io stärker mit vorzugsweise hochohmigem Eingang an die Speicherkondensatoren C₁ bis C_n und schließlich den Ausgangstiefpaß weitergegeben, und während der zeitverzögert der Reihe nach wieder auf den Konden- Schließungszeit von 5" wird der Ladungszustand eines sator C_ß verbracht werden. Die Dauer dieses Vor- der Kondensatoren C₁ bis C_n gelöscht. Im übrigen ganges, d. h. also die erzielbare Verzögerungszeit, gelten auch für dieses Ausführungsbeispiel die an hängt von der Zahl N der verwendeten Speicher- 15 Hand der Schaltung nach Fig. 1 in Verbindung mit kondensatoren und von der Wahl der Abstände der dem Schaltdiagramm nach F i g. 2 bereits angestellten jeweils aufeinanderfolgenden Schaltvorgänge ab. Eine Überlegungen. Eine Realisierung der Schaltung nach verhältnismäßig große einstellbare Veränderung in F i g. 3 erfordert zwar gegenüber der Schaltung nach der Länge der Verzögerungszeit läßt sich dann er- F i g. 1 einen zusätzlichen Schalter, hat jedoch anerreichen, wenn die Schließungsdauer der im Quer- 20 dererseits den Vorteil, daß, wie bereits erwähnt, alle zweig des Vierpols 11 liegenden Schalter derart ge- Schalter einseitig auf Erdpotential gelegt werden wählt ist, daß sie nahezu eine Taktperiode l//_r der können. Der Widerstand R ist in seinem Widerstands-Taktfrequenz f_T beträgt; es ist dabei lediglich darauf wert so groß bemessen, daß sich die Kondensatoren zu achten, daß die Phase der Schaltfunktionen der C₁ bis C_n während der verhältnismäßig kurzen öff-Schalter S,, und S_R zueinander veränderbar ist, was 35 nungszeit von S'" nicht über den Schalter S' entladen sich dadurch erreichen läßt, daß die Steuerung der können. Die durch den Widerstand R verursachte Schalter S_A und S_B nicht durch eine starre Zuord- Dämpfung wird dann im ausgangsseitig nachgeschalnung der Schaltvorgänge erfolgt, sondern durch eine teten Verstärker A, der als Entkopplungsverstärker einstellbare Steuervorrichtung, die es gestattet, die wirkt, wieder ausgeglichen. Darüber hinaus brauchen Schaltvorgänge der Schalter S₄ und S₀ zeitlich gegen- 30 auch an den dem Ausgang 2" nachzuschaltenden einander zu verschieben. Tiefpaß keinerlei besondere Anforderungen gestellt

Wie aus F i g. 1 zu erkennen ist, sind die im Ein- werden, da bei diesem Schaltungsaufbau keinerlei

gangs- und Ausgangslängszweig liegenden Schalter Kondensator — wie der ursprüngliche Kondensator

S_A und S₈ sogenannte hochliegende Schalter, d. h. C_B — entladen werden muß.

also, beide Anschlußklemmen dieser Schalter haben 35 Bei der Schaltung nach F i g. 1 läßt sich eine wei-

gegenüber dem Bezugspotential, beispielsweise dem tere Einsparung von Schaltelementen noch dadurch

Erdpotential, eine Spannung und sind nicht wie die erzielen, daß der Längszweig der Vierpolschaltung 11

Schalter S₁ bis S_n einseitig geerdet. Solche hochlie- in M parallelgeschaltete einzelne Längszweige aufge-

genden Schalter sind mitunter unerwünscht, da ihre spalten wird, an die N Querkondensatoren ange-

Realisierung in elektronischer Bauweise gegebenen- 4° schlossen sind. Dabei müssen je M Querkondensa-

falls zu Schwierigkeiten hinsichtlich der Erdungs- toren einerseits mit den M unterschiedlichen einzel-

verhältnisse führen kann. Dieser Schwierigkeit läßt nen Längszweigen und andererseits jeweils mit einem

sich erforderlichenfalls durch eine der Schaltung gemeinsamen in Serie liegenden Schalter verbunder

nach Fig. 3 entsprechende Aufbauweise begegnen. sein.

Fig. 3"läßt wiederum den Vierpol 11 erkennen, 45 Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in

dessen Eingangsklemmen mit 1 und 1' und dessen Fig. 4 gezeigt, bei der M den Wert 4 hat, d. h., dei

Ausgangsklemmen mit 2 und 2' bezeichnet sind. Im Längszweig ist in vier parallelliegende einzelne

Querzweig liegen wiederum die Serienschaltungen Längszweige 6a, 6&, 6c und 6 rf aufgespalten. Zwi-

aus den Kondensatoren C₁ und S, bis C_n und S_v. sehen den Eingangsklemmen 1, 1' des Vierpols 11

Abweichend von der Schaltung nach Fig. 1 sind der 50 liegt wiederum der Kondensator C^,, zwischen der

Schalter .S¹.; und der ihm vorgeschaltete Kondensator Ausgangsklemmen 2, 2' der Kondensator C_n. Ab

C₄ durch die strichpunktiert eingerahmte Schaltung weichend von der Schaltung nach Fig. 1, ist bei dei

20 und der Schalter S_B und der Kondensator Q. Schaltung nach Fig. 4 der Schalter S_A durch vie;

durch die strichpunktiert eingerahmte Schaltung 21 eingangsseitig parallelgeschaltete Schalter S¹, 5^s, S

ersetzt. Die Schaltung 20 besteht aus einem .-r-Glied, 55 und S* ersetzt, die ausgangsseitig an die Längszweig*

in dessen Querzweigen die Schalter S' und 5" ange- 6 a. 6 b, 6 c und 6 rf angeschlossen sind. Entspreche™

ordnet sind. Die Schaltung 21 besteht aus einem Ver- ist auch der Schalter S_n durch vier Schalter S⁵, S⁶, S

stärker A, dem im Querzweig der Schalter S'" nach- und S^s ersetzt, die auf der einen Seite mit den ein

geschaltet ist. Die Schaltung nach Fig. 3 hat dann zelnen Längszweigleitungen 6 a bis 6rf verbundei

die gleiche Wirkungsweise wie die Schaltung nach 60 _si_nd und die ausgangsseitig unmittelbar parallel ge

Fi g. 1, wenn der im Eingangsquerzweig des .-r-Glie- schaltet sind und zum Kondensator C_B bzw. zur Aus

des 20 liegende Schalter S' genauso geschaltet wird gangsklemme 2 führen. An die M Längszweigleitun

wie der ursprünglich im Ausgangslängszweig gelegene gen sind je Tv* Querkondensatoren angeschlossen, um

Schalter S_n. während der im Ausgangsquerzweig des zwar an die Längszweigleitung 6a die Kondensatorei

π-Gliedes 20 liegende Schalter S" wenigstens zeit- 65 c,,. C₁.,. C_{1 s} und C₁₄, entsprechend an die Lekun

weise geschlossen wird zwischen den Schließungs- 6b die Kondensatoren C₂₁, C₂₂, C₂₃ und C₄, an di

zeiten der ursprünglich im Längszweig gelegenen Leiiung 6c die Kondensatoren C_S1^ C„„, C,* und C,

Schalter S., und S_n. Weiterhin muß darauf geachtet und schließlich an die Leitung 6 rf die Kondensatore

C₄₁, C₄.,, C₄₃ und C₄₄. Je M Querkondensatoren, in Fig. 4 also je vier Querkondensatoren, der unterschiedlichen Längszweige 6« bis 6 d sind mit einem gemeinsamen in Serie liegenden Schaller verbunden, der einseitig geerdet ist und zu der im Vierpol 11 durchgehenden Verbindung zwischen den Klemmen 1' und 2' führt. Wegen der Aufspaltung in vier Längszweige sind in der Schallung nach Fig. 4 demzufolge vier Schalter S₁ bis S₄ vorgesehen, durch die jeweils vier Kondensatoren zusammengefaßt werden. Aus diesem Grund sind die Kondensatoren C_n, C₁, C₃₁ und C₄₁ ausgangsseitig parallel geschallet und über den Schalter S₁ verbunden, entsprechend die Kondensatoren C₁₂, C₂₂, C₃₂ und C₄₂ dem Schalter S„ zugeordnet, die Kondensatoren C₁₃, C₂₃, C_n und C₄₃ dem Schalter S₃ und schließlich die Kondensatoren C₁₄, C₂₄, C₃₄ und C₄₄ dem Schalter S₄ jeweils als als Serienschalter zugeordnet. Die Schaltung hat den Vorteil, daß sich beispielsweise bei Verwendung von sechzehn Kondensatoren gegenüber der Schaltung nach F i g. 1 bei Verwendung von nur sechs zusätzlichen Schaltern die vierfache Verzögerungszeit erzielen läßt.

Auch beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 lassen sich die spanniingsmäßig hochliegenden Schalter S¹ bis S⁸ durch π-Glieder bzw. durch einen Verstärker und einen nachgeschalteten Querschalter entsprechend den Schaltungen 20 und 21 in F i g. 3 ersetzen.

In F i g. 5 a und 5 b sind noch zwei mögliche Schaltdiagramme für die einzelnen Schalter nach F i g. 4 gezeigt. Wie beim Schaltdiagramm nach F i g. 2 bedeuten die gestrichelten Linien 8 wiederum den leitenden und die ausgezogenen Linien 9 den nichtleitenden Zustand der einzelnen Schalter. Aus Fig. 5a ist zu erkennen, daß die Schließungsdauer der Schalter S₁ bis S₁ wiederum so gewählt ist, daß sie jeweils die Schließungszeit des im Eingangszweig und im Ausgaiigszwcig einer Längslcitung liegenden Schalters umfaßt. In Fig. 5a heißt das, daß der Schalter S₁ über die Schaltvoigänge der schalter S¹ und S^:> hinweg geschlossen ist. Diese Überlegungen gelten auch für die Schalter S- und S⁽ⁱ und entsprechend für die Schalter S, bis S₄. Das Schaltdiagramm ist in Fi g. 5 a nur fur die Schalter S¹, S\ S-,~S^a und S₁, S₂

ίο dargestellt, da die übrigen Schalter jeweils nur in entsprechender Weise phasenverschoben schalten.

Wie aus Fi g. 5 b zu erkennen ist, läßt sich die Ladungsfolge und damit die Schaltfolge in den einzelnen Längszweigen (ta bis 6d auch anders gestalten.

In diesem Fall sind beispielsweise die Schalter S¹, S^e dann geschlossen, wenn die Schalter S² und S⁷ geöffnet sind, und umgekehrt. In diesem Falle werden nacheinander die an der Leitung 6 ο liegenden Kondensatoren geladen und gleichzeitig nacheinander die an der Leitung 6b liegenden Kondensatoren entladen. Die Schaltdauer und die Schaltfolge der im Querzweig liegenden Schalter S₁ bis S₄ sind wiederum wie beim Schaltdiagramm nach Fig. 5a. Das in Fig. 5a gezeigte Schaltdiagramm ergibt die maximale Verzögerungszeit, während das in Fig. 5b gezeigte Schaltdiagramm ungefähr die O,75fache maximal erreichbare Verzögerungszeit ergibt. Bei der Anordnung nach F i g. 4 ist die erforderliche Anzahl der Schalter etwa 3 · \W, wenn N die Anzahl der insgesamt verwendeten Kondensatoren bedeutet. Es kann somit durch einen derartigen Schaltungsaufbau für Werte N > 4 ein wirtschaftlicherer Schaltungsaufbau erzielt werden, da dann die Anzahl der erf'-nieti'rhen Schalter rerinser wird als bei dem in Fig. ! dargestellten Ausführungsbeispiel.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Aus Schaltern und Kondensatoren bestehende Schaltungsanordnung zur Verzögerung elektrischer Signale, an deren Eingang über einen Tiefpaß eine Signalquelle und an deren Ausgcng über einen weiteren Tiefpaß ein Lastwiderstand angeschaltet ist, bei der ferner zwischen den beiden Tiefpässen eine aus N parallelgeschalteten Querzweigen, die jeweils die Serienschaltung eines Kondensators und eines Schalters enthalten, bestehende Vierpolschaltung angeordnet ist, zwischen deren Eingangsklemmen ein erster Kondensator und zwischen deren Ausgangsklemmen ein weiterer Kondensator liegt, und bei der die in den Querzwaigen liegenden Schalter der Reihe nach periodisch mit einer Schaltfrequenz, die den iV-ten Teil der Taktfrequenz/_r beträgt, und mit einer gegenseitigen Phasenverschiebung vom Wert ao 2 πΙΝ, entsprechend einer zeitlichen Verschiebung um den Wert l//_r, geschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (S₁ ...S_n) einseitig auf Massepotential liegende Schalter sind und zur Trennung von Eingang und Ausgang ein dem ersten Kondensator (C _A) im nachfolgenden Längszweig nachgeschalteter Eingangsschalter (S_A) sowie ein dem weiteren Kondensator (C_B) im vorhergehenden Längszweig vorgeschalteter Ausgangsschalter (S_B) vorgesehen ist und daß die Eingangs- und Ausgangsschalter mit einer Taktfrequenz f_T periodisch mit einer gegenüber dieser Taktperiode kurzen Schließungsdauer derart geschaltet werden, daß sich ihre Schließzeiten nicht überlappen und ihre Schließzeiten jeweils innerhalb der einzelnen Schließzeiten der Schalter (S₁... S„) liegen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließungsdauer der im Querzweig liegenden Schalter (S₁... S_n) nahezu eine Taktperiode der Taktfrequenz f_T beträgt und daß die Phase der Schaltfunktionen der Eingangs- und Ausgangsschalter (S_A, S_B) veränderbar ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs- und Ausgangsschalter (S,,, S_B) als Resonanzumladeschalter ausgebildet sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Längszweig der Vierpolschaltung (H) in M parallelgeschaltete einzelne Längszweige (6 α bis 6 d) aufgespalten ist, an die je N Querkondensatoren angeschlossen sind, und daß je M Querkondensatoren einerseits mit den M unterschiedlichen einzelnen Längszweigen unu andererseits mit einem gemeinsamen, in Serie liegenden Schalter (S₁ bis S₄) verbunden sind.

5. Aus Schaltern und Kondensatoren bestehende Schaltungsanordnung zur Verzögerung elektrischer Signale, an deren Eingang über einen Tiefpaß eine Signalquelle und an deren Ausgang über einen weiteren Tiefpaß ein Lastwiderstand angeschaltet ist, bei der ferner zwischen den beiden Tiefpässen eine Vierpolschaltung vorgesehen ist, die N parallelgeschaltete Querzweige enthält, die jeweils aus der Serienschaltung eines Kondensators und eines Schalters bestehen, und bei der die Schalter der Reihe nach periodisch mit einer Schaltfrequenz, die den N-ten Teil der Taktfrequenz beträgt, und mit einer gegenseitigen Phasenverschiebung vom Wert 2 π/Ν, entsprechend einer zeitlichen Verschiebung um den Wert l//_r, geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter(S₁...S_n) einseitig auf Massepotential liegende Schalter sind, daß die Vierpolschaltung (11) ein mit ihren Eingangsklemmen (1, 1') eingangsseitig verbundenes und den Querzweigen vorgeschaltetes τι-Glied (20) enthält, daß die Vierpolschaltung ferner eine aus einem den Querzweigen nachgeschalteten Verstärker (1) und einem zwischen den Ausgangsklemmen (2, 2') liegenden Schalter (S'") bestehende Schaltung (21) enthält, daß das τι-Glied (20) in seinen Querzweigen je einen Schalter (S', S") und in seinem Längszweig einen ohmschen Widerstand (R) aufweist, daß der im Eingangsquerzweig des .i-Gliedes liegende Schalter (S⁷) mit einer Taktfrequenz/_r periodisch mit einer gegen diese Taktperiode kurzen Schließungsdauer geschaltet ist, daß der zwischen den Ausgangsklemmen (2, 2') liegende Schalter (S'") komplementär zu dem im Eingangszweig des Ji-Gliedes liegenden Schalter (S') geschaltet wird, und daß der im Ausgangsquerzweig des π-Gliedes liegende Schalter (S") wenigstens zeitweise innerhalb eines zwischen zwei Zeitpunkten gelegenen Zeitabschnittes geschlossen ist, wobei der erste Zeitpunkt jeweils durch den Öffnungszeitpunkt (13) des im Eingangsquerzweig des ^-Gliedes liegenden Schalters (S') gegeben ist und der zweite Zeitpunkt (14) den Öffnungszeitpunkten (16) der in den Querzweigen vorgesehenen Schalter(S₁...S_n) jeweils um die Schließungsdauer des im Eingangsquerzweig des .-i-Gliedes liegenden Schalters (S') vorausgeht.