DE2059434A1 - Steuerbarer Taktimpulserzeuger - Google Patents

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft mbH

Böblingen, 23. November 1970 lo-fr

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtl. Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderinζ Docket PI 969 069

Steuerbarer Taktimpulserzeuger

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Einrichtung zur Erzeugung von Impulszügen, deren einzelne Impulse mit Bezugsimpulsen synchronisiert sind.

Insbesondere bei der Datenverarbeitung wird häufig, z.B. zur Taktgabe für Datenimpulse, ein Impulszug benötigt, dessen Teilimpulse zu bestimmten definierten Zeitpunkten auftreten. Für weitere Steuerungen ist oft eine Anzahl von Impulszügen erforderlich, bei denen die Teilimpulse eines Impulszuges zu denen der anderen Impulszüge in bestimmten zeitlichen Beziehungen zueinander stehen.

Ein beispielsweise durch das USA-Patent 3 383 525 bekanntgewordener Impulserzeuger liefert an mehreren Ausgängen Steuerimpulse, die zu vorbestimmbaren Taktzeitpunkten auftreten. Zu diesem Zweck enthält der Impulserzeuger eine Taktimpulsquelle, die einen mehrstufigen Binärzähler aus mehreren bistabilen Kippkreisen speist. Jeweils ein vorbestimmbarer Taktimpuls aus jeder vom Zähler erfaßten Impulsfolge wird dem betreffenden Ausgang durch einen zugeordneten Koinzidenz-Torkreis zugeführt, der mit den wählbaren Ausgängen derjenigen Kombination von Zähler-

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•mm O —.

stufen verbunden ist, die sich im Zeitpunkt des jeweils gewünschten Taktimpulses gleichzeitig im Arbeitszustand befinden. Ausgangsschaltkreise leiten diese Steuerimpulse verstärkt an die gewünschten Stellen weiter, den letzten Impuls zwecks Löschung an den Zähler. - Dieser Impulserzeuger hat den Nachteil, daß die Ausgangs-Steuerimpulse zwar sämtlich von der Taktimpulsquelle ausgelöst, aber von den verschiedenen Zählerstufen mit - wenn auch nur geringen - Unterschieden der Ansprechzeiten erzeugt werden. Wenn es auf sehr genaue Einhaltung der Zeitabstände zwischen den einzelnen Teilimpulsen der Impulszüge ankommt, wie es z.B. in der sehr schnell arbeitenden modernen Schaltkreistechnik der Fall ist, genügt er also nicht mehr den Anforderungen.

Deshalb wurde bereits, z.B. im USA-Patent 3 163 824, ein Impulserzeuger vorgeschlagen, bei dem Beginn und Ende der Ausgangsimpulse genau mit Taktimpulsen synchronisiert sind. In diesem Fall erfolgt die Auslösung der Ausgangsimpulse nicht durch Signale, die von denselben Taktimpulsen abgeleitet sind, sondern durch nur annähernd synchrone Signale von außen. Diese Eingangssignale lösen einen monostabilen Kippkreis aus, dessen Kippzeit die Dauer der Ausgangsimpulse bestimmt. Der monostabile Kippreis bereitet über einen Torkreis einen bistabilen Kippkreis vor, der daraufhin vom nächsten Taktimpuls umgeschaltet wird und somit an seinen beiden Ausgängen zwei synchronisierte komplementäre Ausgangsimpulse zu liefern beginnt. Bei der um eine vorbestimmbare Zeit verzögerten Rückkehr des monostabilen Kippkreises in seinen Ruhezustand bereitet er mittels eines Vergleichskreises den bistabilen Kippkreis vor zur abermaligen Umschaltung durch den nächstfolgenden Taktimpuls. Dadurch beendet der bistabile Kippkreis die beiden komplementären Ausgangsimpulse genau taktsynchron. Da sich die Kippzeit des bistabilen Kippkreises auf Anfang und Ende sämtlicher Ausgangsimpulse gleichmäßig auswirkt, entspricht deren Lage zueinander genau den Taktirapuls-Abständen. Durch wiederholte, z.B. periodische Eingangsimpulse wird eine entsprechende Folge von mit den Taktimpulsen synchronisierten Ausgangsimpulsen gleicher vorbestimmbarer Dauer ausgelöst.

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Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen nicht fremdgesteuerten Impulserzeuger zu schaffen, der mehrere Folgen von periodischen, zumindest hinsichtlich ihrer Anfänge taktsynchronisierten Ausgangsimpulsen erzeugt, und dessen Ausgangsinipulsfolgen gegeneinander unterschiedlich einstellbare, genaue Phasenverschiebungen haben, die kleiner als die Periode der Ausgangsimpulse, aber gleich oder größer als eine Taktperiode sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Impulszerzeuger, dessen Ausgangsimpulse aus Taktimpulsen durch Frequenzteilung abgeleitet und wenigstens an ihren Anfangspunkten mit den Taktimpulsen synchronisiert werden, dadurch gelöst, daß die Rechteck-Ausgangsspannung eines von einem Taktoszillator gesteuerten Frequenzteilers gleichzeitig mehreren ersten steuerbaren Verzögerungskreisen zugeführt und dort grob verzögert wird, daß jede dieser unterschiedlich verzögerten Rechteckspannungen an ihren Anfangspunkten durch eine zugeordnete Torschaltung mit der ihr über einen Verstärker zugeführten Taktoszillatorspannung synchronisiert wird und in einem nachgeschalteten zweiten steuerbaren Verzögerungskreis fein verzögerbar ist.

über je einen zusätzlichen Anschluß für Analogspannungen sind dabei die Verzögerungen der ersten Verzögerungskreise grob vorzugsweise um mehr als eine Taktperiode - steuerbar, die der zweiten Verzögerungskreise fein - vorzugsweise ura weniger als eine Taktperiode - steuerbar.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Impulserzeugers, für drei an verschiedenen Ausgängen entnehmbare Impulszüge mit unterschiedlichen Phasenversetzungen, das jedoch leicht für eine beliebige Anzahl solcher Impulszüge abgeändert werden kann, wird nachstehend anhand von Zeichnungen genauer beschrieben. Von letzteren sind

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Fig. 1 ein Blockschaltbild des Impulserzeugers,

Fig. 2 Zeitdiagramme der an verschiedenen Punkten der Schaltung nach Fig. 1 auftretenden Spannungen.

Im erfindungsgemäßen Impulserzeuger dient nach Fig. 1 ein Taktoszillator 10 sowohl zur Steuerung der Erzeugung der Ausgangsimpulsfolgen niedrigerer Frequenz als auch zur genauen Synchronisierung der Anfänge aller Einzelimpulse derselben. Die Taktimpulse A des Oszillators 10 können entweder Rechteckimpulse oder, wie vorzugsweise im vorliegenden Ausführungsbeispiel, Sinusschwingungen sein, wie Fig. 2A zeigt. Als Bezugszeitpunkte dieser Taktschwingungen dienen deren positive Nulldurchgänge.

Die Taktschwingungen A steuern nach Fig. 1 über einen Verstärker 12 mit vier Ausgängen 14, 16, 18, 20 einen Frequenzteiler 22 in Form einer Zählschaltung, die eine Rechteckspannung B (Fig. 2) erzeugt, deren Periode beispielsweise das 10-fache der Taktperiode beträgt, jedoch in jedem beliebigen, vorzugsweise geradzahligen Verhältnis dazu stehen kann.

Die Rechteckspannung B des Frequenzteilers 22 wird gleichzeitig in mehreren grob steuerbaren Verzögerungskreisen 24, 26, 28, deren Anzahl der gewünschten Zahl von Ausgangsimpulsfolgen (im Ausführungsbeispiel der Übersichtlichkeit wegen nur mit 3 angenommen) entspricht, unterschiedlich verzögert. Die Verzögerungen dieser Verzögerungskreise üblicher Art sind durch Analogspannungen an ihren Eingängen 30, 32, 34 steuerbar und werden entsprechend den gewünschten Phasenversetzungen der verschiedenen Ausgangsimpulsfolgen eingestellt. Beispiele der verzögerten Ausgangsspannungen C, E und G der Verzögerungskreise 30, 32, 34 sind in Fig. 2 dargestellt, und zwar betragen ihre Verzögerungen zwischen 1 und 2 bzw. zwischen 3 und 4 bzw. zv/ischen 5 und 6 Taktperioden.

Diese verzögerten Ausgangsspannungen C, E, G dienen zur Vor-

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bereitung von Torschaltungen 36, 38, 40, deren Auslösung durch die ihren Eingängen 42, 44, 46 über den Verstärker 12 zugeführten Taktschwingungen erfolgt, Infolgedessen beginnen die Rechteck-Ausgangsspannungen D, F und H (Fig. 2) der Torschaltungen 36, 38, 40 genau synchron mit jeweils einem positiven Nulldurchgang 2, 4, 6 der Taktspannung A, der dem Anfang der zugehörigen verzögerten Eingangsspannung C, E, G dieser Torschaltungen folgt, und enden zugleich mit diesen verzögerten Eingangsspannungen C, E, G.

Die Anfänge sämtlicher Einzelimpulse aller Impulsfolgen D, F, H sind also mit positiven Nulldurchgängen der Taktspannung A als genauen Bezugszeitpunkten synchronisiert und somit von den Ansprechzeiten der verschiedenen Zählstufen des Frequenzteilers 22 und von genauen Verzögerungszeiten der Verzögerungskreise 24_r 26, 28 unabhängig.

Um die Impulsanfänge der einzelnen Ausgangsimpulsfolgen D, F, H bei Bedarf auch noch innerhalb einer Taktperiode einstellen zu können, sind den Torkreisen 36, 38, 40 fein steuerbare Verzögerungskreise 48, 50, 52 (Fig. 1) nachgeschaltet. Deren Verzögerungen können ähnlich wie die der Verzögerungskreise 24, 26, 28 durch Analogspannungen an ihren Eingängen 54, 56, 58 gesteuert werden, jedoch nur innerhalb eines Bereiches von der Größe einer einzigen Taktperiode.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Impulserzeuger, dessen Ausgangsimpulse aus Taktimpulsen durch Frequenzteilung abgeleitet und wenigstens an ihren Anfangspunkten mit den Taktimpulsen synchronisiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechteck-Ausgangsspannung eines von einem Taktoszillator (10) gesteuerten Frequenzteilers (22) gleichzeitig mehreren ersten steuerbaren Verzögerungskreisen (24, 26, 28) zugeführt und dort grob verzögert wird, daß jede dieser unterschiedlich verzögerten Rechteckspannungen an ihren Anfangspunkten durch eine zugeordnete Torschaltung (36, 38, 40) mit der ihr über einen Verstärker (12) zugeführten Taktoszillatorspannung synchronisiert wird und in einem nachgeschalteten zweiten steuerbaren Verzögerungskreis (48, 50, 52) fein verzögerbar ist.

   Impulserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Verzögerungskreise (24, 26, 28) über je einen zusätzlichen Anschluß (30, 32, 34) durch Analogspannungen grob - vorzugsweise um mehr als eine Taktperiode - steuerbare Verzögerungen besitzen.

   Impulserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Verzögerungskreise (48, 50, 52) über je einen zusätzlichen Anschluß (54, 56, 58) durch Analogspannungen fein - vorzugsweise um weniger als eine Taktperiode steuerbare Verzögerungen besitzen.

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