DE1947555B2

DE1947555B2 -

Info

Publication number: DE1947555B2
Application number: DE19691947555
Authority: DE
Priority date: 1968-09-20
Filing date: 1969-09-19
Publication date: 1970-11-05
Also published as: DE1947555A1; JPS5139068B1; GB1281537A; NL6914230A

Description

einer dem Taktimpuls entsprechenden Position vor- io des Verteilers A verbundene Verzögerungsschaltunhanden ist, beinhaltet die Impulsreihe an dieser Stelle gen D₁, D₂... D_n, durch die jeweiligen Verzögerungs

eine binäre »1«, während eine binäre »0« auftritt, wenn sich kein Impuls in einer entsprechenden Position befindet. Ein Wort kann also beispielsweise durch einen Kode wie 1011001 dargestellt sein.

Derartige Worte werden derzeit verbreitet in Datenverarbeitungsanlagen, wie elektronischen Rechnern u. dgl., angewandt. Da derartige Anlagen eine große Datenmenge pro Zeiteinheit verarbeiten müs-

schaltungen aktivierte Impulsgeber P₁, P₂.. .P_n so

wie einen Mischer zum Zusammenmischen der Ausgänge der betreffenden Impulsgeber zwecks Liefe-15 rung eines Ausgangs an einer Ausgangsklemme O auf, wie dies in Fig. 1 schematisch dargestellt ist. Zur Erleichterung des Verständnisses der detaillierten Schaltung gemäß F i g. 2 sind die Verzögerungsschaltungen D₁, D₂ ... D_n im folgenden allgemein als Versen, ist es notwendig, jedes Wort aus Impulsen hoher 20 zögerungseinrichtungen D und die Impulsgeber P₁, Folgefrequenzen zu bilden. Bekanntlich bestehen die P₂ .. .P_n allgemein als Impulsgeber P bezeichnet, herkömmlichen Generatoren zur Impulserzeugung Gemäß F i g. 1 sind zwischen dem Verteiler A und

für Worte aus logischen Schaltungen, beispielsweise dem Mischer M η Parallelsysteme vorgesehen, die jeeinem Ringzähler, einem Binärzähler, einer Fest- weils aus einer Verzögerungsschaltung und einem frequenzteilerschaltung oder einem nach dem Prinzip 25 Impulsgeber bestehen. Da jedes System einem Bit der Mehrheitsentscheidung arbeitenden logischen zugeordnet ist, dient die Anordnung gemäß F i g. 1 Zähler, wobei jede dieser logischen Schaltungen aus zur Erzeugung eines aus «Bits aufgebauten Daten-Transistoren allein oder einer Kombination aus Tran- Worts. Die Verzögerungsschaltungen D₁, D₂... D_n sistoren und mit hoher Schaltgeschwindigkeit arbei- weisen unterschiedliche Verzögerungszeiten auf. Die tenden Dioden, wie' Tunneldioden, besteht. Die 30 Unterschiede zwischen den Verzögerungszeiten der Arbeitsgeschwindigkeit derartiger herkömmlicher Ge- Verzögerungsschaltungen D₁ und D₂, der Verzögeneratoren ist wegen der unvermeidbaren Begrenzung rungsschaltungen D₂ und D₃ sowie der Schaltungen' infolge der relativ geringen Ansprechgeschwindigkeit D^_n_₁-₎ und D_n sind jedoch jeweils gleichgewählt. Jevon Transistoren nicht hoch genug, so daß bei den der Impulsgeber formt die Ausgangssignale des Geam schnellsten arbeitenden bekannten logischen 35 nerators G, welche durch den Verteiler A aufgeteilt Schaltungen die Impulsfolgefrequenz eines Wortes und durch die betreffenden Verzögerungsschaltungen bei höchstens etwa 500 MHz liegt. verzögert werden, in Impulse. Wenn nunmehr ange-

Aufgabe der Erfindung ist mithin die Schaffung nommen wird, daß /_s die Ausgangsfrequenz des Geeines verbesserten Impuls-Generators, der mit höhe- nerators G und t₀ den Zeitpunkt darstellt, zu welchem ren Taktfrequenzen von beispielsweise 2 GHz arbeitet. 40 der Impulsgeber P₁ ein Ausgangssignal liefert, so

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung einen Impuls-Generator für aus Impulsen zusammengesetzte Daten-Worte, bestehend aus einem Signal-Generator, einem mit dem Signal-Generator verbundenen und η Ausgangsklemmen aufweisenden Verteiler, wobei η eine ganze Zahl > 2 ist, η Parallelschaltungen, die jeweils an eine der Ausgangsklemmen des Verteilers angeschlossen sind und jeweils eine Verzögerungsschaltung mit einem in Reihe geschalteten Impulsgeber aufweisen, und einem eingangsseitig an die Ausgänge der η Parallelschaltungen geschalteten Mischer mit einer einzigen Ausgangsklemme, wobei die einzelnen Parallelschaltungen unterschiedliche Verzögerungszeiten mit jeweils gleicher Differenz von Schaltung zu Schaltung aufweisen.

Im folgenden ist die Erfindung in Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform

wird der Ausgangsimpuls des Impulsgebers P₂ zum Zeitpunkt

nfs

abgegeben und liefert der Impulsgeber P_n auf ähnliche Weise ein Ausgangssignal zum Zeitpunkt

n-1 nfs

so daß der Mischer eine Ausgangsimpulsreihe mit einem Intervall von —j- bzw. eine Impulsreihe mit

einer Taktfrequenz von nf_s liefert. Durch selektives Sperren eines oder mehrerer der η Systeme mittels einer entsprechenden Vorrichtung ist es folglich möglich, beliebige Impulsfolgen bzw. Daten-Worte zu eines erfindungsgemäßen Impuls-Generators für Da- 60 formen.
ten-Worte, Im folgenden sind Einzelheiten der Schaltung einer

Fig. 2 ein detailliertes Schaltbild des erfindungs- Ausführungsform des erfindungsgemäßen Impulsgemäßen Impuls-Generators, Generators an Hand von F i g. 2 betrachtet, welche Fig.3a bis 3d Darstellungen von Signalformen ein Beispiel für einen Impuls-Generator für Datenzur Erläuterung der Arbeitsweise des bei der erfin- 65 Worte zeigt, bei welchem η = 4, d. h. jedes Wort aus dungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Impuls- vier Bits besteht. Dabei sind der Verteiler A und der gebers, Mischer M durch vier Parallelschaltungen miteinan-Fig. 4a und 4b graphische Darstellungen der der verbunden. Wie dargestellt, weist der Verteiler A

vier parallelgeschaltete Widerstände R₁₀, R₁₁, R₁₂ und R₁₃ und die Verzögerungseinrichtung D Verzögerungsschaltungen bzw. -leitungen D₁, D₂, D₃ und D₄ mit jeweils gleicher Differenz hinsichtlich der Verzögerungszeit auf. Vier Impulsgeber, welche die Impulsgebereinrichtung P bilden, sind identisch aufgebaut; die Einzelheiten des Impulsgebers der dargestellten Anordnung werden später noch näher erläutert werden. Der Mischer M umfaßt Schaltdioden

Gemäß Fig. 2 weist beispielsweise der Impulsgeber F₁ des ersten Systems eine Impulsformschaltung aus regelbaren Widerständen R₃₀ und i?₄₀, Induktivitäten bzw. Drosseln L₁₀ und L₂₀, einem Kondensator C₁₀ und Speicher-Schalt- bzw. Ladungsspeicherdioden D₁₀ und D₉₀ auf. Diese Impulsformschaltung erzeugt Impulse mit steiler Anstiegs- und Abfallcharakteristik durch die neue Ausnutzung der Ladungsspeicherzeit von Speicher-Schaltdioden, wobei angenommen wird, daß der Ausgang der Verzögerungsleitung D₁ und der Eingang der Impulsformschaltung gemäß F i g. 3 a sinusförmig sind. Die Bezugsziffern B und C bezeichnen Stromquellen für die Impulsformschaltung. Beim Fehlen der Speicher-Schaltdiode D₂₀ erscheint an der Anodenseite der Speicher-Schaltdiode D₁₀ eine Wellenform gemäß Fig. 3b, bei welcher der positive Abschnitt der Sinuswelle zu einem Zeitpunkt tb entsprechend den Eigenschaften der Speicher-Schaltdiode unterdrückt ist. Bei der dargestellten Ausführungsform kann der Zeitpunkt tb durch Einstellung des regelbaren Widerstands R₃₀ variiert werden. Wenn dagegen die Speicher-Schaltdiode D₂₀ wirksam und die Speicher-Schaltdiode D₁₀ kurzgeschlossen ist, liegt an der Kathode der Diode D₂₀ eine Wellenform gemäß F i g. 3 c an. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Diode D₂₀ beim Wechsel der Stromflußrichtung von Durchlaß- in Sperrichtung ihren Leitzustand für eine der Ladungsspeicherzeit entsprechende Zeitspanne aufrechterhält, aber nach Ablauf der Ladungsspeicherzeit schlagartig sperrt, so daß die Wellenform gemäß Fig. 3c zum Zeitpunkt te erzeugt wird. Der Zeitpunkt te kann durch Einstellung des regelbaren Widerstands .R₄₀ variiert werden. Die Kombination dieser beiden Schaltungen, d. h. also die dargestellte Impulsgeberschaltung liefert mithin einen Impuls der in Fig. 3d dargestellten Wellenform mit einer Breite tb'—tc', welche durch die Zeitpunkte tb und te gemäß Fig. 3b und 3c bestimmt wird. Wie erwähnt, sind die regelbaren Widerstände R₃₀ und i?₄₀ variable Elemente, welche die Zeitpunkte tb' bzw. te', d. h. die Impulsbreite, bestimmen. Wenn die Widerstände R₃₀ und R_i0 so eingestellt werden, daß tb' < te', so liefert der Impulsgeber keinen Ausgangsimpuls. Dabei ist besonders darauf hinzuweisen, daß ein derartiges Sperren des Ausgangsimpulses in bezug auf die gesamte Schaltung einem Zustand entspricht, bei welchem das in Verbindung mit Fig. 1 beschriebene System unterbrochen wird, um die Erzeugung eines Impulses in der einem binären O-Zustand entsprechenden Position des Taktimpulses zu verhindern. Der in Fig. 2 dargestellte Widerstand i?₉₀ als Abschlußwiderstand für das Eingangssignal" und die Drosseln L₁₀ und L₂₀ sind mit ausreichend hoher Induktivität gewählt. 'Wie vorstehend ausgeführt, entsprechen die anderen Impulsgeber bezüglich Konstruktion und Arbeitsweise in jeder Hinsicht dem Impulsgeber P₁.

Die Impulsgeber gemäß Fig. 2 sind so eingestellt, daß sie Impulse jeweils derselben Breite erzeugen, während der Verzögerungsschaltungen D₁... D₄, wie erwähnt, so aufgebaut sind, daß sie unterschiedlich und jeweils mit derselben Differenz verzögern. Wenn z.B. eine Signalfrequenz/_s des Generators G von 500 MHz vorliegt, so ist die Frequenz/ des an der Ausgangsklemme O anliegenden Taktimpulses, da die Schaltungen gemäß Fig. 2 vier Parallelsysteme ίο (n = 4) aufweist, folglich / = nf_s = 4 · 500 (MHz) = 2000 MHz, während sich das Impulsintervall durch die Gleichung

1 1

= 0,5 ns (Nanosekunden)

nfs 4 · 500 (MHz)

ausdrücken läßt. Wenn daher der Verzögerungsunter-schied der Verzögerungsschaltungen D₁... D₄ gleich 0,5 ns gewählt wird und die regelbaren Widerstände so eingestellt werden, daß die Breite des durch den Impulsgeber erzeugten Impulses in ausreichendem Maße schmäler ist als 0,5 ns, so wird an der Ausgangsklemme O eine Impulsreihe der in F i g. 4 a dargestellten Art erzeugt. Gemäß Fig. 4a bilden die Impulse 1, 2, 3 und 4 eine Taktimpulsreihe für ein aus vier Bits bestehendes Wort, wobei die jeweiligen Impulse die durch das erste bis vierte System erzeugten Impulse darstellen. Der erste Impuls 1 stellt mithin den durch das erste System erzeugten Impuls mit der Frequenz der folgenden Stufe, d. h. 2000 MHz dar.

Zur Lieferung eines gewünschten Daten-Wortes werden ein oder mehrere Impulse, welche die vier Bit-Impulsreihen bilden, weggelassen. Diese Unterdrückung kann durch selektive Unterbrechung der betreffenden Schaltung bzw. Schaltungen des Systems, die einem oder mehreren wegzulassenden Impulsen zugeordnet sind, erfolgen. Beispielsweise kann dies dadurch geschehen, daß die Impulsgeber so eingestellt werden, daß sie dem vorher angeführten Verhältnis tc'~>tb' genügen. Wenn im folgenden angenommen wird, daß das zweite System unterbrochen wird, entspricht die an der Ausgangsklemme erscheinende Impulsreihe derjenigen gemäß Fig. 4b, d.h.

einer Binärdarstellung eines Kodeworts »1011«.

Fi g. 5 zeigt einen abgewandelten Impulsgeber, der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung angewandt werden kann und der eine Abwandlung des Impulsgebers gemäß F i g. 2 darstellt, bei welcher die Speicher-Schaltdiode D₁₀ kurzgeschlossen ist, der regelbare Widerstand R₃₀ sowie die Drosseln L₁₀ und L₂₀ weggelassen sind und eine Kurzschlußleitung S₁ einer Länge L an die Ausgangsseite der Diode D₂₀ angeschlossen ist. Beim Anlegen einer Sinuswelle über die Diode D₂₀ erscheint an deren Kathode auf vorher beschriebene Weise eine Sinus-Wellenform der Art gemäß Fig. 3c. Wenn diese Wellenform an die Kurzschlußschaltung S₁ angelegt wird, wird ihre Breite auf eine der Zeitspanne entsprechende Impulsbreite verkleinert, welche der Impuls benötigt, um die Länge L in beiden Richtungen zu durchlaufen, so daß gemäß Fig. 3d ein Impuls schmaler Breite erzeugt wird.

Bei Verwendung einer Anzahl, beispielsweise m, von Schaltungen gemäß F i g. 1 und eines Mischers mit m Eingangsklemmen, die an die Ausgangsklemmen der betreffenden Schaltungen angeschlossen sind, und mit einer Ausgangsklemme erscheint an der

Ausgangsklemme des Mischers ein aus m ■ η Bits bestehender Impuls. Obgleich bei der vorher beschriebenen Ausführungsform ein Generator G mit sinusförmigem Ausgangssignal vorausgesetzt wurde, ist zu beachten, daß die Erfindung nicht auf diese spezielle Wellenform beschränkt ist, sondern auch eine pulsierende Welle oder jede beliebige andere kontinuierliche schwingende Wellenform benutzt werden kann.

Obgleich außerdem zur Verzögerung der Impulse die betreffenden, die Verzögerungseinrichtung D bildenden Verzögerungsschaltungen D₁, D₂. . .D_n eingestellt wurden, ist die Erfindung nicht auf diese spezielle Maßnahme beschränkt. Vielmehr können anstatt der Einstellung der jeweiligen Verzögerungsschaltungen auf gleiche Verzögerungszeitunterschiede auch die jeweiligen Impulsgeber so eingestellt werden, daß sie ihre zugeordneten Impulse in gleichen Zeitabständen nacheinander erzeugen. Es ist mithin wesentlich, die Verzögerungszeiten der jeweiligen ao Reihenschaltungen so einzustellen, daß die betreffenden Impulse innerhalb der gleichen Periode an der Ausgangsklemme einer Gruppe von Reihenschaltungen auftreten, die jeweils aus einer Verzögerungsschaltung und einem Impulsgeber bestehen. Während bei der dargestellten Ausführungsform jede Reihenschaltung eine Verzögerungsschaltung mit nachgeschaltetem Impulsgeber aufweist, kann die Reihenfolge dieser Bauteile auch umgekehrt werden.

Falls erforderlich, kann ein nicht dargestellter Verstärker im Verteiler A vorgesehen oder mit den Ausgangsklemmen der Verzögerungsschaltungen verbunden sein, um die Dämpfung des Eingangssignals zu kompensieren.

Wie erwähnt, wird erfindungsgemäß das Eingangssignal auf eine Anzahl von beispielsweise η Systemen verteilt, werden die verteilten Signale mittels einer Anzahl unabhängiger Systeme mit jeweils einer Verzögerungsschaltung zu Impulsen mit gleichem Verzögerungszeitunterschied geformt und werden anschließend die erzeugten Impulse kombiniert, so daß die Wiederholfrequenz der erzeugten Impulsreihe rc-mal so groß ist wie die Frequenz des Eingangsfrequenz-Generators. Durch entsprechende Auswahl der Frequenz für das Eingangssignal können mithin Impulsreihen von außerordentlich hoher Folgefrequenz, beispielsweise von 2 GHz, erzeugt werden. Weiterhin kann selbst bei der Vorrichtung zur Erzeugung von Impulsen derart extrem hoher Frequenzen, wenn die betreffenden Systeme die Eingangssignalfrequenz oder eine Frequenz gleich Hn der Frequenz des Ausgangssignals verarbeiten, diese Verarbeitung im Vergleich zur Verarbeitung der Impulsfrequenz selbst auf sehr einfache Weise geschehen. Da die Ausgangsfrequenz des Generators G nur Hn der Impulsfolgefrequenz des gewünschten η Bit-Daten-Worts betragen kann, kann weiterhin die Ausgangswellenform des Generators eine Sinuswelle sein. Aus diesem Grund ist es einfach, einen mit hohen Frequenzen arbeitenden Impuls-Generator mit niedrigen Fertigungskosten zu schaffen. Da die erfindungsgemäß angewandten Impulsgeber die Form von Impulsformschaltungen für das Eingangssignal besitzen, wird die Amplitude des Ausgangs dieser Schaltungen durch die Durchbruchspannung der die Impulsformschaltungen bildenden Dioden bestimmt, wodurch die un- _s mittelbare Lieferung großer Ausgangssignale ermöglicht wird. Hierdurch wird es möglich, verschiedene Informationen darstellende Wortimpulsreihen durch selektive Unterbrechung eines oder mehrerer gewünschter Systeme einer Anzahl von Systemen zur Formung von Impulsen hoher Folgefrequenzen zu erzeugen.

Claims

Patentansprüche:

1. Impuls-Generator für aus Impulsen zusammengesetzte Daten-Worte, gekennzeichnet durch einen Signal-Generator, einen mit dem Signal-Generator verbundenen und η Ausgangsklemmen aufweisenden Verteiler, wobei η eine ganze Zahl > 2 ist, η Parallelschaltungen, die jeweils an eine der Ausgangsklemmen des Verteilers angeschlossen sind und jeweils eine Verzögerungsschaltung mit einem in Reihe geschalteten Impulsgeber aufweisen, und einen eingangsseitig an die Ausgänge der η Parallelschaltungen geschalteten Mischer mit einer einzigen Ausgangsklemme, wobei die einzelnen Parallelschaltungen unterschiedliche Verzögerungszeiten mit jeweils gleicher Differenz von Schaltung zu Schaltung aufweisen.

2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils einem Bit zugeordneten Parallelschaltungen zur Lieferung der gewünschten binären Wortimpulse selektiv sperrbar sind.

3. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber eine zwischen Eingangsklemme zur Einspeisung eines zu formenden Eingangssignals und Ausgangsklemme für den geformten Impuls eingeschaltete erste Speicher-Schaltdiode, eine zwischen Masse und eine erste Verzweigung zwischen dem eingangsseitigen Anschluß der Speicher-Schaltdiode und der Eingangsklemme eingeschaltete Impedanz, eine an eine zweite Verzweigung zwischen dem ausgangsseitigen Anschluß der ersten Speicher-Schaltdiode und der Ausgangsklemme geschaltete zweite Speicher-Schaltdiode, welche mit ihrem anderen Anschluß über einen negativen Blindwiderstand an Masse liegt, und eine Einrichtung zur Erdung der zweiten Verzweigung aufweist, wobei diese Einrichtung eine vergleichsweise niedrige Impedanz für Gleichstrom, aber eine verhältnismäßig hohe Impedanz für Hochfrequenzströme aufweist, und daß die beiden Speicher-Schaltdioden im Hinblick auf die Ausgangsklemme entgegengesetzt gepolt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen