DE1940906A1

DE1940906A1 - Circuit arrangement for connecting fast-switching digital circuits

Info

Publication number: DE1940906A1
Application number: DE19691940906
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr Hilberg
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1969-08-12
Filing date: 1969-08-12
Publication date: 1971-02-25

Description

"Schaltungsanordnung zur Verbindung schnell schaltender digitaler Schaltkreise" Zusatz zu DBP . .. "Circuit arrangement for connecting fast-switching digital Circuits "Addendum to DBP. ..

(Patentanmeldung P 12 80 298.1-31) Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Vor. (Patent application P 12 80 298.1-31) The invention relates to a circuit arrangement to the front.

bindung schnell schaltender digitaler Schaltkreise mit einer entfernt angeordneten Gleichspannungsquelle über eine Verbindungslietung, bei der als Verbindungsleitung eine HF-Leitung mit dem Wellenwiderstand Z vorgesehen ist, und bei der zwichen der einen Klemme der Gleichspannungsquelle und dem einem Leiter der Verbindungsleitung ein Vorwiderstand der Größe Rv eingeschaltet ist, wobei Rv = Z ist, nach DBP . ... ... (Patentanmeldung P 12 80 298.1-31).binding fast switching digital circuits with one remote arranged DC voltage source via a connecting line, in which as a connecting line an RF line with the characteristic impedance Z is provided, and the between the one terminal of the DC voltage source and one conductor of the connecting line a series resistor of the size Rv is switched on, where Rv = Z, according to DBP. ... ... (patent application P 12 80 298.1-31).

Gegenstand der Hauptanmeldung ist eine Schaltungsanordnung, die es ermöglicht, extrem schnell schaltende digitale Schaltkreise, die eine besondere geringe räumliche Ausdehnung besitzen, beispielsweise in integrierter Tachnik hergestellt sind, unter Vermeidung der bisher üblichen und wegen ihrer Größe ungünstigen Blockkondensatoren mit einer entfernt angeordneten Gleichspannugsquelle zu verbinden.The subject of the main application is a circuit arrangement the It enables extremely fast switching digital circuits that have a special have small spatial dimensions, for example, manufactured in an integrated Tachnik are, while avoiding the block capacitors that have been common up to now and are unfavorable due to their size to be connected to a remote DC voltage source.

Die Hauptanmeldung befaßt sich dabei mit den Fällen, daß an jede Verbindungsleitung jeweils nur ein Schaltkreis angeschlossen ist.The main application deals with the cases that to each connecting line only one circuit is connected at a time.

Werden nun mehrere digitale Schaltkreise parallel zueinander an eine gemäß der Hauptanmeldung ausgebildete Verbindungsleitung angeschlossen, so können sich Schwierigkeiten daraus ergeben, daß diese Schaltkreise zu verschiedenen Zeitpunkten betätig werden An dieser-Stelle sei darauf hingewiesen. daß die Schaltkreise nur unvollkommen zu beschreiben sind, wenn man die als Reihenschaltung jeweils eines idealen Schalters und eines idealen Lastwiderstandes auffaßt. Diese Vorstellung erleichtert zwar das Verständnis der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung, wird aber den in der Praxis auftretenden Schwierigkeiten insofern nicht gerecht, als eine ideale Schaltungsanordnung das Störverhalten aufweist, das die praktisch verwendeten Schaltkreise zeigen.If several digital circuits are now connected in parallel to one another connected according to the main application formed connecting line, so can difficulties arise from having these circuits at different times be actuated At this point it should be pointed out. that the circuits only are imperfect to describe if one is connected in series with one ideal switch and an ideal load resistance. This imagination Although facilitates the understanding of the operation of the circuit arrangement, is but those that occur in practice So far there are no difficulties fair, as an ideal circuit arrangement has the interference behavior that the show practically used circuits.

In der Praxis obnd die schnell schaltenden digitalen Schaltkreise beispielsweise als bistabile Kippstufen ausgebildet.In practice it is the fast switching digital circuits for example designed as bistable multivibrators.

Toten auf don Gleichspannungsversorgungsleitungen von bistabilen Kippstufen Störimpulse einer bestimmten Größe auf, so können diese die Schaltlage der Kippstufe verfälschen.Dead on don DC voltage supply lines from bistable multivibrators Interference pulses of a certain size can affect the switching position of the flip-flop distort.

Störimpulse der für diese Verfälschung erfolderlichen Größe können nun dadurch zustande kommen, daß mehrere der parallel zueinander an die Verbindungsleitung angeschlossenen Schaltkreise mit einer solchen zeitlichen Lage zueinander betätigt werden, daß die durch das Schließen dieser Schaltkreise hervorgerufenen Stoßwellen sich derart aufsummieren, daß nicht beteiligte Schaltkreise in der eben beschriebenen Welse fälschlich betätigt werden.Interfering impulses of the size necessary for this falsification can now come about that several of the parallel to each other on the connecting line connected circuits operated with such a temporal position to each other the shock waves produced by closing these circuits add up in such a way that circuits that are not involved in the one just described Catfish are wrongly operated.

Da es sich in den meisten Anwendungsfällen un Schaltkreise handeln wird, die innerhalb eines größeren Gerätes, beispielsweise eines Rechners, angewendet sind, ist die Betätigung der Schaltkreise von der Funktion des Gerätes, also beispielsweise von dem ablaufenden Rechnerprogramm abhängig, ohne daß im allgeneinen eine kausale Beziehung zwischen der Betätigung der einzelnen Schaltkreise besteht.Since most applications are un circuits is used within a larger device, such as a computer are, the operation of the circuits depends on the function of the device, so for example depends on the running computer program, without generally a causal one relationship between the actuation of the individual circuits.

Die Schaltvorgänge können somit als quasistatistisch angenoxen worden; daraus ergibt sich, daß die angegebenen Fehler mit einer nicht zu vernachlässigenden Häufigkeit zu erwarten sind.The switching processes can thus be assumed to be quasi-statistical; it follows that the specified error with a non-negligible Frequency are to be expected.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gegenstand der Hauptanmeldung derart auszugestalten, daß die genannten Störungen weitgehend unterdrückt werden.The present invention is based on the object of the main application in such a way that the aforementioned disturbances largely be suppressed.

Die Erfindung besteht darin, daß fiir den Fall, daß eine Vielzahl von Schaltkreisen an die Verbindungsleitung in Parallelschaltung angeschlossen ist, die Verbindungsleitung als Kondensatorstreifenleitung mit hoher Kapazitätsbelegung und geringer Ausbreitungsgeschwindigkeit ftir auf ihr laufend Wellen ausgebildet ist, und daß eine Zusatzleitung hoher Ausbreitungsgeschwindigkeit vorgesehen ist, die parallel zu der Verbindungsleitung geschaltet und mindestens abschnittsweise galvanisch mit ihr verbunden ist.The invention consists in that, in the event that a plurality of circuits is connected to the connecting line in parallel, the connecting line as a capacitor strip line with a high capacity allocation and low propagation speed for waves running on it is, and that an additional line of high speed of propagation is provided, which are connected in parallel to the connecting line and at least in sections is galvanically connected to it.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Abbildungen näher erläutert. Figur 1 zeigt schematisch drei schnelle Schaltkreise 1, die mit der Verbindungsleitung 2 parallel zueinander verbunden sind. Die Verbindungsleitung 2 ist als Kondensatorstreifenleitung ausgebildet, indem auf einer leitenden Grundplatte 2i eine dielektrische Schicht 22 angeordnet ist, die eine Metallbelgung 23 in der Weise trägt, daß aus der Metallbelegung 23 und der Grundplatte 21 sowie der dazwischen angeordneten dielektrichen Schicht 22 ein Kondensator gebildet wird. Die Eigenschaften der dielektrischen Schicht sind dabei derart zu wählen, daß die so gebildete Verbindungsleitung 2 eine geringe Ausbreitungsgeschwindigkeit für elektrische Wellen zeit.In the following the invention is based on the figures closer explained. Figure 1 shows schematically three high-speed switching circuits 1, which are connected to the connecting line 2 are connected in parallel to each other. The connecting line 2 is a capacitor strip line formed by placing a dielectric layer on a conductive base plate 2i 22 is arranged, which carries a metal covering 23 in such a way that from the metal covering 23 and the base plate 21 as well as the dielectric layer arranged in between 22 a capacitor is formed. The properties of the dielectric layer are to be selected in such a way that the connecting line 2 thus formed has a low propagation speed for electric waves time.

Parallol zu der Verbindungsleitung 2 ist nun eine ähnlich aufgebaute Zusatzleitung 3 angeordnet, die zeckmäßigerweise ebenfalls als Kondensatorstreifenleitung ausgebildet ist, wobei die Beläge dieser Kondensatorstreifenleitung durch die Metallbeleugung 31 und die schon erwähnte leitende Grundplatte 21 gebildet werden.Parallel to the connecting line 2 is now a similar structure Additional line 3 is arranged, which is also useful as a capacitor strip line is formed, the coverings of this capacitor strip line by the metal diffusion 31 and the aforementioned conductive base plate 21 are formed.

Die Elektroden 31 und 21 sind durch ein Dielektrikum 32 voneinander getrennt, das in seinen dielektrischen Eigenschaften so gewählt ist1 daß die Zusatzleitung 3 eine hohe Ausbreitungsgeschwindigkeit für elektrische Wellen aufweist.The electrodes 31 and 21 are separated from one another by a dielectric 32 separated, which is chosen in its dielectric properties so that the additional line 3 a high Has propagation speed for electrical waves.

Schematisch ist in Figur 1 angedeutet, daß die Verbindungsleitung 2 und die Zusatzleitung 3 an vielen Stellen galvanisch miteinander verbunden sind.It is schematically indicated in Figure 1 that the connecting line 2 and the additional line 3 are galvanically connected to one another at many points.

Der Einfachheit halber sei noch angenommen, daß eine Seite der Schaltkreise î und die Grundplatte 21 Jeweils mit Masse verbunden seien.For the sake of simplicity it is assumed that one side of the circuit î and the base plate 21 are each connected to ground.

Entsprechend ist auch eine Klemme der Gleichspannungsquelle mit Nasse verbunden zu denken.Correspondingly, one terminal of the DC voltage source is also connected to Nasse to think connected.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltungsanordnung muß man sich so vorstellen, daß von den Schaltkreisen 1 bein Schalten ausgelöste Stoßwellen sich auf der Verbindungsleitung 2 verhältnismäßig langsam ausbreiten. Da diese Stoßwellen über die Verbindungen an die Zusatzleitung 3 weitergegeben werden, wo sie sich wesentlich schneller ausbreiten können als auf der Verbindungsleitung 2, ist dafür gesorgt, daß die Stoßwellen auf der Verbindungsleitung 2 aus der Zusatzleitung 3 kompensiert werden, bevor sie auf der Verbindungsleitung 2 die benachbarten Schalt.The mode of operation of the circuit arrangement described must be understood so imagine that shock waves generated by the circuits 1 when switching on the connecting line 2 spread relatively slowly. Because these shock waves be passed on via the connections to the additional line 3, where they are essential can spread faster than on connection line 2, it is ensured that that the shock waves on the connecting line 2 from the additional line 3 are compensated before they switch to the connecting line 2, the neighboring switching.

kreise erreicht haben.have reached circles.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die dielektrische Schicht P2 verlustbehaften ist, so daß die Störwellen susätzlich bedämpft werden, und wenn das Dielektrikum 32 geringe oder keine Verluste aufweist.It is particularly advantageous if the dielectric layer P2 is lossy, so that the interference waves are additionally attenuated, and if dielectric 32 has little or no loss.

Figur 2 zeigt vorteilhafte Ausbildungsmöglichkeiten für die Verbindungsleitung 2 und die Zusatzleitung 3, wobei nach Figur 2a die beiden Dielektrika zusammenhängend auf der Grundplatte 21 angeordnet sind und die Metallbelegungen 23 und 31 auf der ganzen Länge miteinander zusammenhängen.Figure 2 shows advantageous training options for the connecting line 2 and the additional line 3, the two dielectrics being connected according to FIG. 2a are arranged on the base plate 21 and the metal coverings 23 and 31 on the the entire length.

Figur 2b zeigt eine ähnliche Anordnung, wobei die Grundplatte 21 durch eine gosonderte Metallschicht ersetzt ist, Figur 2e zeigt eine Variante dieser Möglichkeit, wobei die beidenc Elektroden räumlich ineinander verschachtelt sind. Die unterschiedlichen Eigenschaften der Dielektrika sind dabei durch unterschiedliche Schraffur gekennzeichnet; die Dielektrika wirken gleichzeitig als Abstandshalter für die Elektroden.Figure 2b shows a similar arrangement, the base plate 21 through a separate metal layer is replaced, Figure 2e shows a variant of this possibility, whereby the two electrodes are spatially nested in one another. The different Properties of the dielectrics are indicated by different hatching; the dielectrics also act as spacers for the electrodes.

Figur 3 zeigt der Vollständigkeit halber die gesamte Schaltung.For the sake of completeness, FIG. 3 shows the entire circuit.

Claims

Circuit arrangement for connecting fast-switching digital circuits with a remotely located DC voltage source via a connecting line, in which an HF line with the characteristic impedance Z is provided as a connecting line is, and between the one terminal of the DC voltage source and the one Conductor of the connecting line a Vorwiedersatnd the size Rv is switched on, where Rv = Z, according to DBP. ... ... (patent application P 12 80 298.1-31), thereby characterized in that in the event that a plurality of switching circuits are connected to the connecting line is connected in parallel, the connection line as a capacitor strip line with high capacity occupancy and low speed of propagation for on her running tielle is formed, and that an additional line of high speed of propagation is provided that is connected in parallel to the connecting line and at least is galvanically connected to it in sections.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that that the additional line is designed as a capacitor strip line.

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that that the connecting line has a lossy dielectric.

4, circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the additional line and the connecting line are designed such that on a common conductive base plate dielectric layers of different Properties are arranged in strips next to each other and then one for both Lines common metal coating is applied.

5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that that two angled strip-shaped metal layers with spacers made of dielectric Material are arranged to each other in such a way that they the connecting line and the Form additional line at right angles to each other.

L e r s e i t e