DE2056078C3 - Rückgekoppelter Verriegelungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen rückgekoppelten Verriegelungsschalter hoher Störunterdrückung, der über zwei mit sich in Abhängigkeit von einem Schaltbefehl differentiell verändernden Strömen gespeiste Eingänge einstellbar und über einen gesonderten Rückstellkreis rückstellbar ist.

Die erreichbaren Toleranzen bei in integrierter, monolithischer Technik durch Diffusionsprozesse hergestellten Transistoren und Widerständen sind im Vergleich zu denen bei diskreten Elementen ziemlich gering. Demzufolge eignen sich die bekannten Verriegelungsschalter im allgemeinen nicht für integrierte Bauweise, wenn exakte Schwellwerte für die Umschaltungen eingehalten werden müssen.

Es ist die der Erfindung zugrunde gelegte Aufgabe, einen Verriegelungsschalter anzugeben, der insbesondere bei integriertem, monolithischem Aufbau genau SS eingehaltene Schwellwerte und eine hohe Störunterdrückung aufweist

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe für einen eingangs beschriebenen Verriegelungsschalter dadurch gelöst, daß an einen Eingang eine einen von den Strömen unbeeinflußten Schwellwert erzeugende Schaltung angeschlossen ist, die den Verriegelungsschalter im rückgestellten Zustand hält, und daß eine Rückkopplung vorgesehen ist, die bei einer vorgegebenen differentiellen Änderung der beiden Ströme ausgelöst wird und die Umschaltung in den eingestellten Zustand bewirkt.

Ein spezielles, vorteilhaftes Ausführungsbeispiei er

gibt sich dadurch, daß der erste, gleichzeitig mit dem Schwellwert beaufschlagte Eingang über eine erste Emitterfolgestufe mit der Basis eines ersten und der zweite Eingang über eine zweite Emitterfolgestufe mit der Basis eines zweiten, mit dem ersten emittergekuppelten Transistor und daß als Rückkopplung der Kollektor des ersten Transistors mit der Basis der zweiten Emitterfolgestufe verbunden ist Insbesondere ist das Ausführungsbeispiel dadurch gekennzeichnet, daß mit der den Schwellwert liefernden Schaltung ein Rückstellkreis verbunden ist, der den Verriegelungsschalter vom zweiten, stabilen Zustand mit leitendem ersten und gesperrtem zweiten Transistor in den rückgestellten ersten, stabilen Zustand mit gesperrtem ersten und leitendem zweiten Transistor zurückstellt

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung dargestellt, die sich insbesondere für einen monolithischen Aufbau eignet, aber auch mit diskreten Elementen verwirklicht werden kann.

Der erfindungsgemäße Verriegelungsschalter 10 weist zwei Eingänge 12 und 14 auf, die in Serie zu einer differentiellen Stromquelle liegen. Die differentielle Stromquelle liefert einen Strom /;, der in den Eingang 12 zu einem Punkt 16 fließt und einen Strom I₂, der von einem Punkt 18 aus dem Eingang 14 fließt Dieser differentielle Strom kann von einem Differentialverstärker 19 geliefert werden, dessen Eingänge 20 und 22 mit einer Quelle 24 bipolarer Signale verbunden sind. Eine derartige Signalquelle kann beispielsweise aus der Leseleitung eines Magnetschichtspeichers oder eines Kernspeichers bestehen. Die bipolaren Signale weisen dieselbe Größe aber entgegengesetzte Polarität auf, wie es beispielsweise durch die Signale 26, 26' und 28, 28' angedeutet ist Der Differentialverstärker liefert an seinen Ausgängen 30 und 32 ein differentielles Stromsignal, dessen Polarität unabhängig von der Polarität der bipolaren Eingangssignale ist Das heißt also beispielsweise, der Ausgang 30 ist bezüglich des Ausganges 32 positiv unabhängig von der Polarität der bipolaren, den Eingängen 20 und Xl zugeführten Signalen. Die Ströme U und h fließen daher stets in der durch Pfeile angegebenen Richtung.

Befindet sich der Verriegelungsschalter 10 im rückgestellten Zustand, so ist Transistor 34 leitend und Transistor 36 gerade nichtleitend. Transistoren 38 und 40 sind stets leitend, wobei Transistor 40 den Transistor 36 aus der Sättigung hält, wenn Transistor 36 leitend wird. Die Transistoren 38 und 40 werden mit entsprechenden Basis-Emitter-Spannungen (Vt_x) betrieben und ziehen gleiche Emitterströme über Widerstände 42 und 44. Diese Widerstände entsprechen sich ebenfalls und weisen insbesondere das Merkmal monolithischer Widerstände auf, daß ihr Größenverhältnis konstant ist Das bedeutet, daß sich zwar die absoluten Werte dieser Widerstände aber nicht das Verhältnis der Werte zueinander ändern kann. Da die Basis-Emitter-Spannung der Transistoren 38 und 40 gleich groß ist, ist auch die Spannungsdifferenz zwischen der Basis des Transistors 36 und der Basis des Transistors 34 gleich der zwischen der Basis des Transistors 38 und der Basis des Transistors 40.

Transistoren 46 und 48 bilden zusammen mit Widerständen 50 und 52 eine Schaltung zur Erzeugung eines Schwellwertes für den Verriegelungsschalter. Der Kollektorstrom des Transistors 48 wird über einen im Emitterkreis des Transistors liegenden Widerstand 52 fest eingestellt. Der infoige des KoiickiofSiförnes des

Transistors 48 an Widerstand 54 auftretende Spannungsabfall erniedrigt das Basispotential des Transistors 36 gegenüber dem Basispotential des Transistors 34, so daß Transistor 36 normalerweise gesperrt ist Bei Vorliegen dieser Verhältnisse befindet sich der erfindungsgemäße Verriegelungsschaltei im rückgestellten Zustand. Der Einfluß von Änderungen der Basis-Emitter-Spannung des Transistors 48 auf den Emitterstrom dieses Transistors wird durch den Nachzieheffekt zwischen den Basis-Emitter-Spannungen der beiden Transistoren 46 und 48 eliminiert Obwohl sich die absoluten Werte dieser Basis-Emitter-Spannungen ändern können, ändert sich deren Verhältnis nicht Das gleichbleibende Größenverhältnis zwischen Widerstand 50 und Widerstand 52 und zwischen Widerstand 54 und Widerstand 52 stellt sicher, daß die Spannung an Widerstand 54 konstant bleibt und daß damit zwischen der Basis des Transistors 36 und der Basis des Transistors 34 eine konstante Spannungsdifferenz erzeugt wird.

Transistor 56 bildet im Emitterkreis der Transistoren 36 und 34 eine Stromquelle, wodurch verhindert wird, daß die absolute Schwankung des Basis-Emitter-Spannungsabfalls der Transistoren 34, 36, 38 und 40 eine Änderung des Stromes im Emitterkreis der Transistoren 34 und 36 bewirkt. Die Widerstände 58 und 60 erzeugen an der Basis des Transistors 56 eine feste Vorspannung. Da auch das Verhältnis dieser Widerstände konstant ist, bleibt die Spannung an der Basis des Transistors 56 ebenfalls konstant Die Widerstände 62 und 64 erzeugen im Punkt 18 eine sich nicht ändernde negative Widerstandscharakteristik.

Wenn der Strom /; zum Knoten 16 und aus dem Knoten 18 fließt, wird die Spannung an der Basis des Transistors 38 positiv. Dadurch wird die Spannung an der Basis des Transistors 36 verglichen mit der Spannung der Basis des Transistors 34 positiv und Transistor 34 wird gesperrt Der leitende Transistor 36, dessen Kollektorstrom über den Widerstand 64 fließt, steuert den Transistor 34 noch mehr in das Sperrgebiet, so daß Transistor 36 einen noch höheren Strom zieht Dieser Rückkopplungsvorgang setzt sich so lange fort, bis Transistor 34 gänzlich gesperrt und Transistor 36 voll leitend ist Der Verriegelungsschalter befindet sich nunmehr im gesetzten Zustand, in welchem er so lange bleibt, bis ein Rückstellkreis 72 der Rückstellklemme 70 ein Rückstellpotential 68 zuführt

Die Rückstellklemme 70 liegt normalerweise auf Massepotential, während das Rückstellpotential 68 negativ ist Das negative Rückstellpotential bewirkt daß Transistor 48 Emitterstrom zieht und damit den Kollektorstrom dieses Transistors erhöht Die Basis des Transistors 38 wird negativer in bezug auf die Basis des Transistors 40, so daß Transistor 36 gesperrt und Transistor 34 leitend wird. Der Verriegelungsschalter 10 befindet sich nunmehr wieder in seinem ursprünglichen, rückgestellten Schaltzustand.

Der Ausgang des Verriegelungsschalters liegt am Verbindungspunkt 74 zwischen Widerstand 76 und dem Kollektor des Transistors 34. Im rückgesteliten Schaltzustand mit leitendem Transistor 34 liegt der Ausgang etwa bei MassepotentiaL Im gesetzten Zustand des Verriegelungsschalters mit gesperrtem Transistor 34 liegt der Ausgang auf dem positiven Potential V/.

Keiner der Transistoren wird in Sättigung betrieben, d.h. alle Transistoren arbeiten im Α-Betrieb. Der Verriegelungsschalter weist demnach kurze Schaltzeiten auf, da es nicht nötig ist Transistoren aus der Sättigung herauszusteuern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Rückgekoppelter Verriegelungsschalter hoher Störunterdrückung, der über zwei mit sich in Abhängigkeit von einem Schaltbefehl differentiell verändernden Strömen gespeiste Eingänge einstellbar und über einen gesonderten Rückstellkreis rückstellbar ist. dadurch gekennzeichnet, daß an einen Eingang eine einen von den Strömen '° unbeeinflußten Schwellwert erzeugende Schaltung angeschlossen ist, die den Verriegelungsschalter im rückgestellten Zustand hält, und daß eine Rückkopplung vorgesehen ist, die bei einer vorgegebenen differentiellen Änderung der beiden Ströme ausge- '5 löst wird und die Umschaltung in den eingestellten Zustand bewirkt

2. Verriegelungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, gleichzeitig mit dem Schwellwert beaufschlagte Eingang über eine *> erste Emitterfolgestufe mit der Basis eines ersten und der zweite Eingang über eine zweite Emitterfolgestufe mit der Basis eines zweiten, mit dem ersten emittergekoppelten Transistor und daß als Rückkopplung der Kollektor des ersten Transistors mit *5 der Basis der zweiten Emitterfolgestufe verbunden ist

3. Verriegelungsschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der den Schwellwert liefernden Schaltung ein Rückstellkreis verbunden ist, der den Verriegelungsschalter vom eingestellten, stabilen Zustand mit leitendem ersten und gesperrtem zweiten Transistor in den rückgestellten, stabilen Zustand mit gesperrtem ersten und leitendem zweiten Transistor zurückstellt