DE2036831C3 - Schaltungsanordnung zur Durchführung eines Verfahrens zur störungssicheren Impulsübertragung - Google Patents

Description

Zusatz zu Patent 2 014 443. Das Hauptpatent betrifft eine Verknüpfungsschaltung, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens zur störungssicheren Impulsübertragung über benachbart geführte Leitungen, bei dem aus den Impulsen und Impulspausen sendeseitig an die beiden Leitunüsadern angelegte Potentiale abgeleitet werden, die bestimmte Binärwerlkombinationen darstellen, und die empfangsseitig derart lugisch miteinander verknüpft werden, daß lediglich eine dieser Binärwertkombinaüonen zu einer Impulsabgabe führt, wobei sendeseitig die Länge der Impulse so bemessen ist, daß sie mögliche Störungen überdauern, daß sie zwei UND-Glieder mit jeweils einem negierten und einem nichtnegierten Eingang bildet, deren Ausgänge zu einem ODER-Glied verbunden sind, und daß die UND-Glieder jeweils mindestens zwei in Kollektorschaltung betriebene Eügangstransistoren enthalten, deren Basisansehlüsse die Signaleingänge darstellen und durch deren Emitterpotential jeweils ein Transistor entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps gesteuert wird.

FJn Verfahren, zu dessen Durchführung die Verknüpfungsschaltung gemäß dem Hauptpatent insbesondere geeignet ist. ist beispielsweise aus der Zeitschrift »Internationale Elektronische Rundschau«, 1968, Nr. 12, bekannt. Außerdem ist es aus der Zeitschrift »IRE Transactions on Reliability and Quality Control«, Oktober 1962. Seile 8 bis 24 bekannt, /ur Erhöhung der Redundant einer Signalübertragung die Anzahl j/arallclgeführter Ühertragungsleitiingen zu erhohen. Demnach würde sich bei Anwendung des erstgenannten Übertragungsverfahrens auf Übertragungsleiiungen mil mehr als zwei Leiiimgsadern. wozu mehr als zwei l.citungsadcrn beim Anlügen von aus Impulsen und Impulspaiisen abgeleiteten Potentialen und bei dt;r cmpfangssi-ji-uen Verknüpfung do; 'iicrbtii entstandenen Binar'.vcr1-kombiualinr.cM berücksichtigt werden, eine noch größere Slörsicherluii ergchen.

Die in dem Hauptpatent angegebene Schaltungsanordnung zur Durchführung derartiger Übertragungsverfahren weist den besonderen Vorteil hochohmiger Eingänge auf. wodurch sie besonders für einen im Zusammenhang mit der Durchführung derartiger Verfahren häufig erforderlichen Parallelbetrieb mehrererImpulsscnder bzw. Inipulsempfänger geeignet ist.

Aufgabe des vorliegenden Zusatzpatents ist es, die Eingangskreise der Schaltungsanordnung gemäß Hauptpatent in dieser Richtung noch weiter zu verbessern.

Gemäß dem Zusatzpatent ist daher die Verknüpfungsschaltung nach dem Hauptpatent dadurch gekennzeichnet, daß der für den Emitterstrom des einen und der. Basisstrom des anderen Transistors jeder Eingangsstufe gemeinsame Stromkreis-Elemente zur Stromkonstanthaltung enthält.

(iemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei diesen Elementen zur Stromkonstanthaltung um hochohmige Feldeifektwidersta'nde. Darüber hinaus wird durch die F.rfiiulung angegeben, wie die besonders in den erwähnten Anwendungsfällen störenden Raumladungseffcktc bei Transistoren der Ausgangsstufe der Schaltungsanordnung weitgehend unwirksam gemacht werden können.

Das Verfahren, zu dessen Durchführung die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung insbesondere geeignet ist, sowie die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung selbst werden nachstehend an Hand von 3 Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fi u,- I ein Prinzipsehaltbild, an Hand Jessen das Übertragungsverfahren bei einer Übertragungsleitung mit drei Leiiungsadcrn erlituicri wird,

Fig. 2dieerfindungsgemaßeSchaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens,

Fig. 3 eine Variante der Eingangsstufe der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2.

Hei dem air Hand der Fig. 1 erläuterten Beispiel desauf eine Übertragungsleitung mil 3 Leitungsadcrn /1 bis /3 angewendeten Verfahrens werden aus einem am Eingang E anliegenden impuls, dem der Binärwert !..zugeordnet werden soll, an die 3 Leitungsadern angelegte Potentiale abgeleitet,die in der Reihenfolge Vi)H /1 bis /3 die Binärwerlkombination LOO darstellen. In entsprechenderWeise entstehen bei Auftreten einer Impulspause, der der Binärwert 0 zugeordnet sein möge, auf den Leilungsadern Potentiale die der Hinärwerlkombination OLL entsprechen.

Diese Potenlialverhältiiisse bzw. Binärwertkombinatiouen werden durch die Ncgaloreii Λ/3 und Λ/2 sowie durch das Entkopplungsglied G z«jslandegcbraeht, deren Eingänge miteinander verbunden und tin den Impulscingang E geführt sind und deren Ausgange mit jeweils einer der Leituiigsadern /1 bis /3 verbunden sind.

Die erwähnten Binärwertkombinationen werden vmpfangsseilig derartig logisch miteinander verknüpft, dall lediglich eine dieser Binärwertkombinalionen, im vorliegenden Falle die Binärwerlkombination LOO zu einer Impulsahgabe führt. Zu einer derartigen Verknüpfung dient das UND-Glied U, das zwei ncgicilc Eingänge t'2 und t'3 aufweist, an die jeweils eine der Lcilungsadem /3 und /2 angeschlossen ist, sowie außerdem noch den nichtnegierten Eingang ei aufweist, an den die Leitungsader /1 angeschlossen ist. In der Impulspause kann also in keinem Fall eine arf den Übertragungsweg eingestreute Störung zur Abgabe eines Impulses führen, da sich unter der getroffenen Voraussetzung benachbart geführter Leitungsadern die Potentiale dieser Adern jeweils in gleicher Weise verändern würde, wodurch immer die 'i::iärwertkombinalion LLL oder die Binärwerlkombination 000 entstehen würde, die nach dem vorher Erwähnten clic Vcrknüpfungshedingung des UND-Gliedes U nicht erfüllen. Die Auswirkung einer während einer Impulsübertragung eingestreuten Störung ist dann vermieden, wein die zu übertragenden Impulse derartige Störungen überdauern. Der Empfang eines Imptilses am Ausgang ist dann mit Sicherheit die Folge einer Impulsübertragung.

Im folgenden werden nun an Hand der Fig. 2 und 3 zwei Varianten der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Durchführung des obengenannten Verfahrens beschrieben. Diese Schaltungsanordnungen sind auch zur Durchführung eines Verfahrens zur Übertragung von Impulsen auf einer Übertragungsleitung mit nur zwei Ixitungsadern geeignet und haben außerdem selbständige Bedeutung als Verknüpfungsschaltungen.

Die Schallungsanordnung gemäß Fig. 2 bildet zwei UND-Glieder mil jeweils zwei negierten und einem nichtnegierten Informationseingang, deren Ausgänge zu einem ODER-Glied verbunden sind. Diese Schaltungsanordnung unterscheidet sich von der in dem Hauptpatent angegebenen Schaltungsanordnung im wesentlichen durch üic Ausgestaltung des einen UND-Gliedes mit den Eingängen al bis λ3, die es gestattet, bei Ausnutzung dieser Eingänge eine große Anzahl von Impulssende- bzw. Impulsempfangsstellen parallelzuschalten. Die Eingänge b 1 bis b 3 des zweiten UND-Gliedes werden dann mitbenutzt, wenn eine derartige Parallelschaltung in großer

Anzahl nicht vorgesehen ist bzw. wenn die Schaltungsanordnung als Verknüpfungsschaltung Verwendung findet.

Der Basisanschluß des pnp-Eingangstransistors TIl bildet ucn nichtnegierten Signaleingang al des vorerwähnten UND-Gliedes mit hoehohmigen Eingängen. Durch sein Emitterpotential wird ein Transistor Tel gesteuert, der von entgegengesetztem Lcilfähigkeitstyp ist. Der für den Emitierstrom des Transistors TIl und den Basisstrom des Transistors 7Vl gemeinsame Stromkreis enthält Elemente zur Stromkonstanthaltung, hier im Hinblick auf die Ausführung der Schaltungsanordnung in integrierter Technik einen Feldeffektwiderstand RpIl, der bei geringem Raumbedarf einen h'Mien Widerstandswert aufweist. Die Hauptelektrode^ dieses Feldeffektwiderstandes sind mit der Basis des Transistors TfI bzw. dem Emitter des Transistors TIl und mil dem Kollektor des Transistors 7Vl verbunden. Die steuernde Elektrode des Feldeffektwiderstandes ist ebenfalls an

^a5 den Kollektor des Transistors Tel angeschlossen. Zwischen dem Kollektor des Transistors TeX und einem uuf positivem Betriebspotential +UB liegenden Anschluß ist der Widerstand REH eingefügt.
In entsprechender Weise sind die beiden übrigen Eingangstransisioren T12 und T13, deren Basisanschlüsse die negierenden Eingang«; al. und t/3 bilden, mit Transistoren entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps Te2und Τ<·3 verbunden, in deren Basisstromkreis die Feldeffekt widerstände Rpl2 und Rpl3 liegen.

Die Emitter der Eingangstransistoren TIl bis T13 sind mit den Emittern der von ihnen gesteuerten Transistoren Tel bis Te 3 jeweils über eine Diode verbunden, die gleichsinnigzu den Basis-Emitter-Dioden der Transistoren eines solchen Paares gepolt ist und die im hier dargestellten Falle der Ausbildung der Eiiigangslransistoren TH bis T13 als Multiemittcrtransistoren durch eine Basis-Emitterdiode der Eingangstransistoren gebildet wird.

Durch das Einitterpolential der Transistoren Tel bis 7V3 wird jeweils über eine Zenerdiode Z jeweils ein weiterer Transistor ITl, 17'2und 1T3 gesteuert. Die Kollektor-Emitterstreckcn der den negierten Eingängen «2und «3zugeordneten Transistoren 172 und 1 T3 sind dabei der Basis-Emitterstrecke des dem

fo liehtnegierlen Eingang r/l zugeordneten Transistors ITl parallel geschaltet. Der Kollektor des Transistors ITl ist mit dem Kollektor des zum zweiten UND-Glied gehörenden entsprechenden Transistors 2Tl verbunden, womit die Ausgangsgrößen der UND-Glieder ger»äß einer ODER-Funktion miteinander verknüpft werden.

Heim zweiten UND-Glied mit den Eingängen öl bis />3 sind die vorerwähnten hoehohmigen Eingangsstufen nicht vorgesehen. Die Eingangsstufen v/crdcn

hier die npn-Transistoren T21 bis T23 gebildet, die über Zcncrdiodcn Z Transistoren 2Tl, 2T2 und 2T3 steuern.

Durch das Ergebnis der ODER-Vcrkniipfung der Ausgangsgrößen der beiden UND-Glieder wird der

⁶S Lcilfähigkeitszustand eines Übergabetransistors Tu beeinflußt, dessen Kollcktorpotential seinerseits den Transistor TmI der Ausgangsstufe steuert, die zwei Transistorkaskaden jeweils zweier Transistoren Tut,

T«2und 7Ό1 und Tr>2 enthält. Zwisclien ilcm Kollcktor ties Übergabetransistors Tu iiiul der Basis des zweiten Transistors Tu2 der einen Transistorkaskade der Ausgangsstufe ist die Kollektor-Emitterstrecke eines Transistors Tau geschaltet. Dieser Transistor Tau ist immer gleichzeitig mit dem Transistor TU leitend und ermöglicht es, daU in der Basiszone des Transistors 7"n2 gespeicherte Ladungsträger schnell ülier seine Emiller-Kollektorstreckc und über die Emitter-Kollektorstrccke des Transistors Tu altgeführt werden. Auf diese Weise ist eine schnelle Umschaltung der unteren Transistorkaskade 7"» I. TuI möglich, was gerade im 1 liiiblick einer großen Anzahl parallelgeschaltcter und nacheinander betätigter Impulssendestellen bzw. lmptilsenipfangsstellen von großem Interesse ist.

Zur Lieferung einer weitgehend von Netzspanmitigsschwankuugeii unabhängigen Betriebsspannung insbesondere für die Transistoren 171, 2Tl und Tu dient der in Kollektorschaltung betriebene Transistor T, dessen Kollektor am Potential + UB liegt und dessen Emitter über den Widerstand R\ mit Jen Kollektoren der Transistoren 1 Tl und 27Ί und über den Widerstand RZ mit dem Kollektor des Transistors Tm verbunden ist. Die stabilisierende Vorspannung des dauernd leitenden Transistors T wird durch einen Span iungsteiler erzeugt, der aus der Reihenschaltung eines Widerstandes /?4, einer Zenerdiode 7Λ und eines Transistors 7'v besteht. Der Transistor Tv ist durch Verbindung von Basis und Kollektor als Diode be'rieben.

Bei den vorerwähnten Feldeffcklwidersländen der Eingangsslufen des einen UND-Gliedes darf ein Grenzwert der anliegenden Spannung nicht überschritten werden. Es ist daher unter Umständen erforderlich mehrere solcher Feldeffcklwidcrstände vorzusehen, was jedoch zu Plat/.schwierigkeitcn bei der Integricrung führen kann. In der F^:ig. 3 wird daher eine Variante für ein in Fig. 2 enthaltenes UND-Glied angegeben, bei der die erwähnten Schwierigkeiten nicht auftreten, und die trotzdem den Anforderungen an die Hochohmigkcit der Eingänge gerecht wird.

In der Fig. 3 ist lediglieh ein UND-Glied tiargestellt, das das in Fig. 2 links der gestrichelten Linie S-S gezeigte UND-Glied ersetzen kann. Die 3 Eingänge al bis «3 des UND-Gliedes in Fig. 3 weiden durch die Basisanschlüsse der npn-tiingangstransistoren 711, 7 12 und T13 gebildet. Durch das Emitterpotential dieser 'Transistoren wird jeweils ein p»p-Transistor Tel, Tp2 und 7e3 gesteuert, dessen Emitlerpolential wiederum jcwcills über eine Zenerdiode Z in entsprechender Weise wie die gleichbezeichneten Transistoren der Fi g.. 1 jeweils einen weiteren Transistor ITl. 1T2 und 173 steuert.

Zur Konstanthaltung ile·- Emittcrstronies der Eingangstransistoren 711 bis 713 bzw. des Basisstromes der von ihnen direkt gesteuerten Transistoren Tel bis /V3dienen hier in Abweichung zum Ausführungsbeispiel gemäß Fi g. 1 aus "Transistoren aufgebaute Konstautstroiru|ucllcn. Diese enthalten jeweils einen Transistor 7'vl, TsZ bzw. T.v3, dessen Kollektor an ilen Emitter lies betreffenden Eingangstransistors bzw. an die Basis lies von ihm direkt gesteuerten Transistors angeschlossen ist und dessen Emitter au Masse liegt,sowie aus einem allen 3 Eingängen gemeinsamen als Diode geschalteten 'Transistor Td, dessen Kollektorbzw. Basis mit den Basisamsehlüssen der Transistoren TvI bis T.v3 verbunden ist und über einen Widerstand Rs an konstant gehaltenem Potential liegt. Dieses konstant gehaltene Potential wird am Emitter des hier !licht dargestellten Transistors T abgenommen, der, wie oben erläutert und in Fig. 2 dargestellt. Bestandteil des zur Spanmmgskonstanthallung dienenden Teils der Schaltungsanordnung ist. Unter Vermeidung der Verwendung von Fcldeffcktwiderständen weist eine mit Eingängen gemäß Fig. 3 versehen Schaltungsanordnung ähnlich günstige Eigenschaften beim Parallelbetrieb vieler Sende- bzw. Empfangsstellen auf, wie dies bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 der FaU ist.

Bei Verwendung der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 oder 3 zur Durchführung des Verfahrens zur Impulsübertragung werden im Falle ihres Einsatzes als Empfangsschaltung die Leitungsadern jeweils ar einen der Eingänge einer der beiden UND-Gliedei

♦° angeschlossen.

Wenn die Schaltungsanordnungen zum Ausseiulci von Impulsen auf die Übertragungsleitung verwende werden, sind im Parallelbetrieb die Schalttmgsanord nuiigeii je Sendewelle enlsptechertd der Anzahl de Lcitungsadern der Übertragungsleitung mehrfael vorzusehen, wobi i jeweils die Diodenausgänge de Schaltungsanordnung ausgenutzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verknüpfungsschaltung, insbesondere _ZUr Durchführung eines Verfahrens <ur störungssicheren Impulsübertragung über biMiuclihari geführte Leitungen, bei dem aus den Impulsen und Impulspausen scndcseitig an die Leitungsadern angelegte Potentiale abgeleitet werden, die bestimmte Binärwertkomhinationen darstellen, und die empfangsseitig derart logisch miteinander verknüpft werden, daß lediglich eine dieser Binärwertkombiinitionen zu einer Impulsabgabe führt, wobei sendeseitig die Länge der Impulse so bemessen ist, daß sie mögliche Störungen überdauern, die zwei UND-Glieder mit jeweils einem ncgierten und einem nichtnegicrten Eingang bildet, deren Ausgange zu einem ODER-Glied verbunden sind, bei der die UND-Glieder jeweils zwei in Kollektorschaltung betriebene Transistoren enthalten, deren iiasisanschlüsse die Signaleingänge darstellen und durch deren Emitterpotential jeweils einTransistor entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps gesteuert wird, nach Patent 2 014 443, dadurch gekennzeichnet, daß derEmitterstrom des einen und den Basisstrom des ande- ^2S ren Transistors jeder Eingangsstuie gemeinsame Stromkreis-Elemente (Rp 11, Kp 12, Kp 13) zur Stromkonstanthaltung enthält (F i g. 2).

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicnnet, daß die Eingangstransistoren (TIl, T12) pnp-Transistorcn und dir" von ihnen gesteuerten Transistoren npn-Transistoren sind, und daß zur Slromkonstant' altung jeweils ho'.'hohmige Feldeffektwiderstande (RpW bis RpXi) dienen, deren in den Emitterslromkieis der ^3S pnp-Transistoren (TIl, 7Ί2, 713) eingefüg'e 1 laiiptstromstrecke jeweils der Kollektor-Basis-Strecke der npn-Transistoren (7Vl, Td, 7V3) parallel liegt und deren steuernde Elektroden jeweils an den Kollektor des betreffenden npn-Transistors (Tel, Tel, Tt-3) angeschlossen ist (Fig. 2).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der Kollektor der Eingangstransistoren (TIl, T12, T13) mit dem Emitter des von ihm gesteuerten Transistors ( Tel, Tel, Te3) über eine gleichsinnig zu den Basis-Emitter-Dioden dieser beiden Transistoren gepolten Diode verbunden ist, die im Falle der Ausbildung der Eingangstransistoren (TIl, 7"12, T13) als Multiemittcrtransistoren durch eine Hasis-Emitter-Diode der Eingangstransistoren gebildet wird (Fig. 2).

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangslransistoren (TIl, T12) npn-Transistoren und die von ihnen gesteuerten Transistoren (Tel, Te2) pnp-Transistoren sind, und daß zur Stromkonstanthaltung eine unter Verwendung von Transistoren (TsI, TsI, Ts3, Td) aufgebaute Stromkonstantquelle dient (Fig. 3).