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Schaltungsanordnung zur Realisierung von logischen Funktionen (Zusatz
zu Patentanmeldung P 19 33 713.4, angem.: 28.6.69) Die Hauptanmeldung P 19 33 713.4
bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Realisierung von logischen Funktionen
durch die dynamische Verknüpfung von wechoelspannungsförmigen Eingangssignalen mittels
getrennter Eingangsübertrager und einem diesen Übertragern nachgeschalteten gemoinsamens
einen weiteren Übertrager aufweisenden Sperrschwingerschaltkreis, dessen lmpulsspannung
über eine in den Sekundärstromkreis des Sper.rschwingerübertragers eingeschaltete
Verstärkerstufe dem Ausgang zugeführt wird.
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Keine derartige Schaltungsanordnung erfüllt die Aufgabe, fehlersicher
mit binärer Wirkung zu arbeiten. Jede Schaltungsanordnung für sic bildet einen Logikbaustein.
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Unter Fehlersicherheit wird dabei verstanden, daß beim Auftreten beliebiger
Fehler innerhalb und außerhalb der Bausteine niemals ein gefährlich fehlerhaftes
Ausgangssignal auftreten darf. Führt ein Logikbaustein nach seiner logischen Funktion
und den anliegenden Eingangsbedingungen
am Ausgang ein O-Signal,
so darf Beim Auftreten eines inneren Defektes (Bauelementeausfall) kein L-Signal
am Ausgang auftreten. Führt der Baustein am Ausgang ein L-Signal nach seiner logischen
Funktion und den anliegenden Eingangssignalen, muß der Ausgang beim Auftreten eines
inneren Fehlers nach. 0-Signal wechseln und in diesem Zustand bleiben, auch wenn
die Eingangssignale erneut wechseln. Jeder Störungsfall bringt den Ausgang des fehlersicheren
Bausteines in den brundzustand "Null".
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Ein logisches Gesamtsystem muß enthalten: UND-, ODER-, NICHT-, SPEIcHER-Elnheiten.
Mit der gemäß der Hauptpatentanmeldung angegebenen Schaltungsanordnung lassen sich
UND- und ODER-Einheiten sowie beliebige Verknüpfungen beider Einheiten realisieren.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die für ein logisches selbstsicheres
Gesamtsystem erforderliche Schaltungsanordnung zur Bildung einer UND-Einheit mit
zwei einander antivalenten Eingängen anzugeben.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zur Realisierung
einer UND-Einheit mit zwei einander antivalenten Eingängen die Sekundärwicklungen
der Eingangsübertrager in Reihe geschaltet sind, wobei der Negationseingang im Basiskreis
des Sperrschwingerschaltkreises, der seine Steuerspannung durch die gleichgerichteten
Eingangssignale des nicht@negierten Eingangs erhält, angeordnet ist.
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Die Erfindung sei nachstehend an Hand eines in der Fig.
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dargestellten Äusführunsbeispiels näher erläutert.
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In der Fig. führen die einander antivalenten Verknüpfungseingänge
E 1 und E 2 auf getrennte Übertrager 1 und 2. Sekundärseitig sind diese übertrager
mit einem Sperrschwingerschaltkreis verbunden. Dieser Sperrschwingerschaltkreis
besteht im wesentlichen aus dem Übertrager 4, dem Transistor 5 und den Widerständen
18, 20 und 21. In bzw. an die Zuleitung von den Eingangsübertragern 1 und 2, deren
Sekundärwicklungen in Reihe geschaltet sind, sind weiterhin Dioden 11, 12 und 13,
Kondensatoren 14 und 19, Induktivitäten 15 und 17 sowie eine Zenerdiode 16 geschaltet.
In den Sekundärstromkreis des Sperrschwingerübertragers 4 ist eine aus einem Transistor
6 und Widerstand 22 bestehende Verstärkerstufe geschaltet, die auf den Ausgang A
der Schaltungsanordnung führt.
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Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist folgende: Realisiert
werden soll die Funktion E 1 . E2 = A.
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Nachstehend das binäre Zustandsdiagramm der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
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El E2 A (1) 0 0 o (2) L O L (3) O L O (4) L L O Wird nur der Ubertrager
1 mit einem wechselspannungsförmigen Eingangssignal beaufschlagt - Zustand (2) -so
wird dieses Signal auf der Sekundärseite des Übertragers 1 durch die Dioden 11 und
12 in Verbindung mit dem Glättungskondensator 14 gleichgerichtet.
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Die Induktivität 15 bewirkt eine zusätzliche Glättung des gleichgerichteten
Eingangssignals. Zur Spannungsstabilisierung des gleichgerichteten Eingangssignals
ist an die Zuleitung zum Übertrager 4 des Sperrschwingers eine Zenerdiode 16 angeschaltet.
Das Signal des Eingangs 1 liefert einerseits über die Primärwicklung 42 des Übertragers
4 das Kollektorpotential für den Transistor 5 sowie andererseits die Basissteuerspannung
für den Transistor 5 über die sekundärseitige Verbindung der Eingangsübertrager
1 und 2, die Diode 13, die. Glättungselemente 17 und 19, Widerstände 18, 20 und
die Primärwicklung 41 des Sperrschwingerübertagers 4.
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Durch den Transistor 5 fließt, bedingt durch die Spannungsteilung
der Widerstände 18 und 20 im Basiskreis, zunächst ein kleiner Kollektorstrom. Dieser
Strom wird mit Hilfe der als Rückkopplungswicklung wirkenden Wicklung 41 im Basiskreis
des Transistors 5 schnell vergrößert. Die Höhe der Rückkopplungsspannung bestimmt
den maximal möglichen Kollektorstrom. Der Widerstand 21 dient zur Kollektorstrombegrenzung.
Ist der Maximalwert erreicht, d.h. der Ausdruck dic wird Null, so wird keine Spannung
mehr in die dt Primärwicklungen 41 und 42 des Übertragers 4 induziert, und der Transistor
5 schaltet in den Sperrzustand.
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Dabei entsteht eine Rückschlagspannung entgegengesetzter Polarität.
Hierauf wiederholt sich periodisch dieser Vorgang, d.h. der Transistor wechselt
periodisch zwischen den Schaltzuständen "Ein" und "Aus", solange ein Eingangssignal
an E 1 ansteht..Die gleichgerichtete Signalspannung wird somit in eine nahezu rechteckförmige
Impuls spannung umgeformt und auf die Sekundärseite 43 des Übertragers 4 übertragen,
wo sie nach Verstärkung durch den Transistor 6 dem Ausgang A zugeführt wird.
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Im Zustand (1) und (3) des Diagramms ist durch das fehlende Eingangs
signal an E 1 keine Versorgungsspannung für den Transistor 5 vorhanden. Der Ausgang
A führt somit Signal.
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Im Zustand (4) des Diagramms, d.h. beide Eingänge E 1 und E 2 werden
von wechselspannungsförmigen Eingangssignalen beaufschlagt, summieren sich die gleichgerichteten'Spannungen
beider Eingänge und bilden eine so große Basisvorspannung, daß der Transistor 5
in der Sättigung verbleibt. Der Ausgang A führt somit ebenfalls O-Signal.
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Beim Auftreten einer beliebigen Störung an der Schaltungsanordnung,
z .3. durch Bauelementenausfall, Kurzschluß oder Unterbrechung, kann kein Signal
am Ausgang A ausgegeben werden. Bei einem Ausfall des Transistors 5 kanndie Sperrschwingerschaltung
nicht ausschwingen. Das gleiche gilt für änderungen der Widerstandswerte gegen 0
bzw. gegen cxb . Bei einem Kurzschluß der Gleichrichterdioden werden die übertragenen
Eingangssignale durch den hohen induktiven Widerstand der Induktivitäten stark gedämpft,
so daß die Sperrschwingerschaltung ebenfalls nicht ausschwingen kann. Bei einem
Kurzschluß der Diode 13 wird durch Spannungsteilung an den Schaltungseiementen 17,
18 und 19//20 die Eingangswechselspannung soweit herabgesetzt, daß der Transistor
5 gesperrt bleibt. Die Ausgabe eines Fehlsignals wird somit verhindert.