DE1947555C - Impuls Generator fur aus Impulsen zusammengesetzte Daten Worte - Google Patents

Description

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\ ·. Die Erfindung betrifft einen Impule-Generator Mr durch den erflnduiigsgemäßwn Impulsgenerator er-

i. In der Datenverarbeitung verwendete, aus einzelnen zeugten Auegangeirapylse und

Impulsen zusammengesetzte sogenannte Daten-Worte Fi g. 5 ein Schaltbild eines abgewandelten Impuls-(Byte). Der im folgenden benutzte Ausdruok »Wort« gebers. .

bedeutet eine Impulsreihe aus η Impulsgruppen δ Der erflndungsjiemäße Impuls-Generator weist (n Bits), welche zeitlich einem Bezugs-Takömpuls- einen Generator O zur Erzeugung einer Sinuswel e raster entsprechen und die beim Auftreten oder Feh- bzw. eines Impulse, einen Verteilern zur Aurieilen bestimmter Impulse (»1« oder »0«) in η Bits eine lung des Generator-Ausgangs auf eine Anzahl von gewisse Information beinhalten. Wenn ein Impuls in η Ausgängen, jeweils mit den η Ausgangsklemmen einer dem Taktimpuls entsprechenden Position vor- io des Verteilers A verbundene Verzögerungsschaitunhanden ist, beinhaltet die Impulsreihe an dieser Stelle gen D₁, D₉... D_n, durch die jeweiligen Verzögerungseine binäre »1«, während eine binäre »0« auftritt, schaltungen aktivierte Impulsgeber P₁, P₈... r_n sowenn sich kein Impuls in einer entsprechenden Posl- wie einen Mischer zum Zusammenmischen der Austion befindet. Ein Wort kann also beispielsweise gänge der betreffenden Impulsgeber zwecks Uefedurch einen Kode wie 1011001 dargestellt sein. »β rung eines Ausgangs an einer Ausgangsklemme O auf,

Derartige Worte werden derzeit verbreitet in wie dies in Fig. 1 schematisch dargestellt ist. Zur Datenverarbeitungsanlagen, wie elektronischen Rech- Erleichterung des Verständnisses der detaillierten nern u. dgl., angewandt. Da derartige Anlagen eine Schaltung gemäß Fig. 2 sind die Verzögerungsschalgroße Datenmenge pro Zeiteinheit verarbeiten müs- tungen D₁, D₂... D_n im folgenden allgemein als Versen, ist es notwendig, jedes Wort aus Impulsen hoher ao zögerungseinrichtungen D und die Impulsgeber P₁, Folgefrequenzen zu bilden. Bekanntlich bestehen die P₂ "-P_n allgemein als ImpulsgeberP bezeichnet,
herkömmlichen Generatoren zur Impulserzeugung Gemäß Fig. 1 sind zwischen dem Verteiler Λ 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 as Impulsgeber bestehen. Da jedes System einem Bit der Mehrheitsentscheidung arbeitenden logischen zugeordnet ist, dient die Anordnung gemäß Fig. 1 Zähler, wobei jede dieser logischen Schaltungen aus zur Erzeugung eines aus η Bits aufgebauten Daten-Transistoren allein oder einer Kombination aus Tran- Worts. Die Verzögerungsschaltungen D₁, D₈... D₁₁ 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- Verzögerungsschallungen D₁ und D_v der Verzögeneratoren ist wegen der unvermeidbaren Begrenzung rungsschaltungen D₂ und D₃ sowie der Schaltungen infolge der relativ geringen Ansprechgeschwindigkeit D,_n__x, 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 neratorsG, welche durch den Verteiler Λ 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 nomnien wird, daß /_s die Ausgangsfrequenz des Geeines verbesserten Impuls-Generators, der mit höhe- neratorsG und f₀ den Zeitpunkt darstellt, zu welchem ren Taktfrequenzen von beispielsweise 2 GHz arbeitet. 40 der Impulsgeber P, ein Ausgangssignal liefert, so Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung wird der Ausgangsimpuls des Impulsgebers P₂ zum einen Impuls-Generator für aus Impulsen zusammen- Zeitpunkt
gesetzte Daten-Worte, bestehend aus einem Signal- -

Generator, einem mit dem Signal-Generator verbun- f₀ 4.

denen und η Ausgangsklemmen aufweisenden Ver- 45 nf,

teiler, wobei η eine ganze Zahl > 2 ist, η Parallelschaltungen, die jeweils an eine der Ausgangsklem- abgegeben und liefert der Impulsgeber P_n auf ähnmen des Verteilers angeschlossen sind und jeweils liehe Weise ein Ausgangssignal zum Zeitpunkt
eine Verzögerungsschaltung mit einem in Reihe ge- .

schalteten Impulsgeber aufweisen, und einem ein- 50 ^ 4. ".""

gangsseitig an die Ausgänge der η Parallelschaltungen nf,

geschalteten Mischer mit einer einzigen Ausgangsklemme, wobei die einzelnen Parallelschaltungen so daß der Mischer eine Ausgangsimpulsreihe mil

unterschiedliche Verzögerungszeiten mit jeweils glei- . . „ Iu- τ ι-, -u«. «.;,

. η·α ο ι >* ο u ι. * · einem Intervall von , bzw. eine Impulsreine mn

eher Differenz von Schaltung zu Schaltung aufweisen. 55 ^C""-^Ul *'"^tivi»' »<■" _nj_s ν

Im folgenden ist die Erfindung in Ausführungsbei- einer Taktfrequenz von nf_s liefert. Durch selektive;

spielen an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es Sperren eines oder mehrerer der η Systeme mittel!

zeigt einer entsprechenden Vorrichtung ist es folglich mög·

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform lieh, beliebige Impulsfolgen bzw. Daten-Worte zi eines erfindungsgemäßen Impuls-Generators für Da- 60 formen.
ten-Worte, Im folgenden sind Einzelheiten der Schaltung eine

F i g. 2 ein detailliertes Schaltbild des erfindungs- Ausführungsform des erfindungsgemäßen Impuls

gemäßen Impuls-Generators, Generators an Hand von F i g. 2 betrachtet, weich

Fig.3a bis 3d Darstellungen von Signalformen ein Beispiel für einen Impuls-Generator für Daten zur Erläuterung der Arbeitsweise des bei der erfin- 65 Worte zeigt, bei welchem η = 4, d. h. jedes Wort au

dungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Impuls- vier Bits besteht. Dabei sind der Verteiler A und de

gebers, Mischer M durch vier Parallelschaltungen miteinar

Fig. 4a und 4b graphische Darstellungen der der verbunden. Wie dargestellt, weist der Verteiler.

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ierungszeit auf. Vier Impulsgeber, welche die Im- 5 und jeweils mit derselben Differenz verzögern. Wenn

ulsgebubinrichtung P bilden, sind Identisch aufge- z, B. eine Signalfrequenz /, des Generators O von

jaut; die Einzelheiten des Impulsgebers der dar- 5QOMHz vorliegt, so 1st die Frequenz/ des an der

^stellten Anordnung werden später noch naher er- Ausgangsklemme O anliegenden Taktimpulses, da die

läutert werden. Der MischerM umfaßt Schaltdioden Schaltungen gemBß Fig. 2 vier Parallelsysteme

^an- "ei· ^DM ^{und D}«»\ ¹⁰ (" " ⁴) aufweist, folglich / - n/, - 4 · 500 (MHz)

Gemäß Fig. 2 weist beispielsweise der Impuls- - 2000 MHz, wahrend sich das Impulsintervall durch

geber P₁ des ersten Systems eine Impulsformschaltung die Gleichung

fus regelbaren Widerstanden R„ und R_w Induk- ₁

ijtjvitäten bzw. Drosseln L₁₀ und L₁₀, einem Konden- _i_ _β : ~ « 0,5 ns (Nanosekunden)

iator C₁₀ und Speicher-Schalt- bzw. Ladungsspeicher- 19 nf, 4 · WO (MHz) dioden D₁₀ und D₂₀ auf. Diese Impulsformschaltung

erzeugt Impulse mit steller Anstiegs- und Abfall- ausdrücken läßt. Wenn daher der Verzögerungsuntercharakteristik durch die neue Ausnutzung der La- schied der Verziigerungsschaltungen D₁... D^ gleich dungsspeicherzeit von Speicher-Schaltdioden, wobei 0,5 ns gewählt wird und die regelbaren Widerstände angenommen wird, daß der Ausgang der Verzöge- ao so eingestellt werden, daß die Breite des durch den rungsleitung D₁ und der Eingang der Impulsform- Impulsgeber erzeugten Impulses in ausreichendem schaltung gemäß Fig. 3a sinusförmig sind. Die Be- Maße schmäler ist als 0,5 ns, so wird an der Auszugsziffern B und C bezeichnen Stromquellen für die gangsklemme O eine Impulsreihe der in F i g. 4 a dar-Impulsformschaltung. Beim Fehlen der Speicher- gestellten Art erzeugt. Gemäß Fig. 4a bilden die Schaltdiode D₂₀ erscheint an der Anodenseite der as Impulse 1, 2, 3 und 4 eine Taktimpulsreihe für ein Speicher-Schaltdiode D₁₀ eine Wellenform gemäß aus vier Bits bestehendes Wort, wobei die jeweiligen Fig. 3b, bei welcher der positive Abschnitt der Impulse die durch das erste bis vierte System erzeug-Sinuswclle zu einem Zeitpunkt tb entsprechend den ten Impulse darstellen. Der erste Impuls 1 stellt mit-Eigenschaften der Speicher-Schaltdiode unterdrückt hin den durch das erste System erzeugten Impuls mit ist. Bei der dargestellten Ausführungsform kann der 30 der Frequenz der folgenden Stufe, d. h. 2000 MHz Zeitpunkt tb durch Einstellung des regelbaren Wider- dar.

stands A₃₀ variiert werden. Wenn dagegen die Spei- Zur Lieferung eines gewünschten Daten-Wortes

eher-Schaltdiode D₂₀ wirksam und die Speicher- werden ein oder mehrere Impulse, welche die vier

Schaltdiode D₁₀ kurzgeschlossen ist, liegt an der Ka- Bit-Impulsreihen bilden, weggelassen. Diese Unter-

thode der DiodeD.,_o eine Wellenform gemäß Fig. 3c 33 drückung kann durch selektive Unterbrechung der

an. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die- Diode betreffenden Schaltung bzw. Schaltungen des Systems,

D.,_o beim Wechsel der Stromflußrichtung von Durch- die einem oder mehreren wegzulassenden Impulsen

laß- in Sperrichtung ihren Leitzustand für eine der zugeo-dnet sind, erfolgen. Beispielsweise kann dies

Ladungsspeicherzeit entsprechende Zeitspanne auf- dadurch geschehen, daß die Impulsgeber so eingerechterhält, aber nach Ablauf der Ladungsspeicher- 40 stellt werden, daß sie dem vorher angeführten Ver-

zeit schlagartig sperrt, so daß die Wellenform gemäß hältnis te' > tb' genügen. Wenn im folgenden ange-

Fig. 3c zum Zeitpunkt te erzeugt wird. Der Zeit- nommen wird, daß das zweite System unterbrochen

punkt te kann durch Einstellung des regelbaren Wi- wird, entspricht die an der Ausgangsklemme erschet-

derstands/?₄₀ variiert werden. Die Kombination die- nende Impulsreihe derjenigen gemäß Fig. 4b, d. h. ser beiden Schaltungen, d. h. also die dargestellte Im- 45 einer Binärdarstellung eines Kodeworts »1011«

pulsgeberschaltung liefert mithin einen Impuls der in Fig. 5 zeigt einen abgewandelten Impulsgeber,

Fig. 3d dargestellten Wellenform mi» einer Breite der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ange-

tb'- te', welche durch die Zeitpunkte tb und te gemäß wandt werden kann und der eine Abwandlung des

Fig 3b und 3c bestimmt wird. Wie erwähnt, sind Impulsgebers gemäß Fig. 2 darstellt, bei welcher die die regelbaren Widerstände K₃₀ und /T₄₀ variable 50 Speicher-Schaltdiode D,_o kurzgeschlossen ist, der

Elemente, welche die Zeitpunkte tb' bzw. te', d. h. die regelbare Widerstand R₃₀ sowie die Drosseln L₁₀ und

Impulsbreite, bestimmen. Wenn die Widerstände R₃₀ L₂₀ weggelassen sind und eine Kurzschlußleitung S,

und A₁₀ so eingestellt werden, daß tb'<tc', so lie- einer Länge L an die Ausgangsseite der Diode D₂₀

fert der Impulsgeber keinen Ausgangsimpuls. Dabei angeschlossen ist. Beim Anlegen einer Sinuswelle ist besonders darauf hinzuweisen, daß ein derartiges 55 über die Diode D₂₀ erscheint an deren Kathode auf

Sperren des Ausgangsimpuises in bezug auf die ge- vorher beschriebene Weise eine Sinus-Wellenform

samte Schaltung einem Zustand entspricht, bei wel- der Art gemäß Fig. 3c. Wenn diese Wellenform an

ehern das in Verbindung mit Fig. 1 beschriebene die KurzschlußschaltungS₁ angelegt wird, wird ihre

System unterbrochen wird, um die Erzeugung eines Breite auf eine der Zeitspanne entsprechende Impuls-Impulses in der einem binären 0-Zustand entspre- 60 breite verkleinert, welche der Impuls benötigt, um

chenden Position des Taktimpulses zu verhindern. die Länge L in beiden Richtungen zu durchlaufen, so

Der in Fig. 2 dargestellte Widerstand R,_o als Ab- daß gemäß Fig. 3d ein Impuls schmaler Breite er-

schlußwiderstand für das Eingangssignal" und die zeugt wird. ,,...,

Drosseln L_1n und L.,„ sind mit ausreichend hoher In- Bei Verwendung einer Anzahl, beispielsweise m, duktivität gewählt. Wie vorstehend ausgeführt, ent- 65 von Schaltungen gemäß Fig. 1 und eines Mischers

sprechen die anderen Impulsgeber bezüglich Kon- mit m Eingangsklemmen, die an die Ausgangsklem-

struktion und Arbeitsweise in jeder Hinsicht dem men der betreffenden Schaltungen angeschlossen

Imrjulseeber P sind, und mit einer Ausgangsklemme erscheint an der

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Ausgangsklemme des Mischers ein aus m · η Bits bestehender Impuls. Obgleich bei der vorher beschriebenen Ausführungsform ein.GeneratorG 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, is· 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 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 Η-mal so groß ist wie die Frequenz des Eingangsfrequenz-Generators. Durch entsprechende Auswahl der Frequenz für das Eingangssignal können mithin Impulsreihen von außerordentlich hoher Folge-[ticnz, beispielsweise von 2 GHz, erzeugt werden, terhin kann selbst bei der Vorrichtung zur Erigung von Impulsen derart extrem hoher Frequenwenn die betreffenden Systeme die Eingangslalfrequenz oder eine Frequenz gleich Mn der quenz des Ausgangssignals verarbeiten, diese Vereitung im Vergleich zur Verarbeitung der Impulsen* selbst auf sehr einfache Weise geschehen, die Ausgangsfrequenz des Generators G nur Mn Impulsfolgefrequenz des gewünschten η Bit-Datenirts betragen kann, kann weiterhin die Ausgangs-Ucnform des Generators eine Sinuswelle sein. Aus isem Grund ist es einfach, einen mit hohen Fre-. quenzen 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 unmittelbare Liefening großer Ausgangssignale ermöglicht wird. Hierdurch wird es möglich, verschiedene

ίο Informationen darstellende Wortimpulsreihen durch selektive Unterbrechung eines oder mehrerer gewünschter Systeme einer Anzahl von Systemen zur Formung von Impulsen hoher Folgefrequenzen zu erzeugen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Impuls-Generator für aus Impulsen zusammengesetzte Daten-Worte, gekennzeichnet durch einen Signal-Generator, einen mit dem

ao 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 Verzöge-

rungsschaltung 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 zugeord-

neten 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 eingangs-

seitigen 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

So 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

SS 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