DE2105000A1 - Wahlschaltung - Google Patents

Wahlschaltung

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Publication number
DE2105000A1
DE2105000A1 DE19712105000 DE2105000A DE2105000A1 DE 2105000 A1 DE2105000 A1 DE 2105000A1 DE 19712105000 DE19712105000 DE 19712105000 DE 2105000 A DE2105000 A DE 2105000A DE 2105000 A1 DE2105000 A1 DE 2105000A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
stage
circuit
diodes
diode
inputs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19712105000
Other languages
English (en)
Inventor
London Walker Peter James
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Allard Way Holdings Ltd
Original Assignee
Elliott Brothers London Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Elliott Brothers London Ltd filed Critical Elliott Brothers London Ltd
Publication of DE2105000A1 publication Critical patent/DE2105000A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/74Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of diodes
    • H03K17/76Switching arrangements with several input- or output-terminals, e.g. multiplexers, distributors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0038Circuits for comparing several input signals and for indicating the result of this comparison, e.g. equal, different, greater, smaller (comparing pulses or pulse trains according to amplitude)

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

  • Wählschaltung Die Erfindung betrifft eine Wähischaltung und zwar insbesondere eine Diodenschaltung, durch welche aus n Eingängen derJenige mit der r-ten Größe ausgewählt wird.
  • Bei verschiedenen Arten von Redundanz-Systemen, bei denen mehrere z.B. n identische parallele Kanäle benutzt werden, um analoge Signale zu verarbeiten, ist es notwendig, Wählschaltungen zur Verfügung zu haben, d.h. Schaltungen, die von den an den entsprechenden Punkten sämtlicher n Kanäle auftretenden Signalen jenes der r-ten Größenordnung auswählen, d.h. das Signal r-ter Große oder das vom kleinsten Signal au ierechnet an r-ter Stelle stehende Signal. In einfachen Fällen können wir n = 3 und r = 2 haben, wobei das Signal, dessen Wert zwischen den Werten der beiden anderen Signale liegt, gewählt werden soll. (In diesem Fall ist das zweitgrößte Signal zugleich das zweitkleinste Signal).
  • Es ist bekannt, für diesen Zweck Diodenschaltungen zu benutzen.
  • Diese bekannte Schaltung besteht aus Diodenkreisen, die ähnlich den Diodenkreisen logischer Schaltungen sind, obgleich die Eingangssignale analog sind. Es sind nCr gleiche Diodenkreise mit erster Stufe vorgesehen, die mit den nCr verschiedenen möglichen Kombinationen von Eingangssignalen gespeist werden. Jeder Diodenkreis besteht aus r Dioden, die in gleicher Weise gepolt sind, wobei die Eingänge an eine Seite jeder Diode angeschaltet sind und die andere Seite jeder Diode mit einem gemeinsamen Ausgangspunkt verbunden ist. Außerdem ist ein Widerstand zwischen dem gemeinsamen Ausgangspunkt und eine Spannungsquelle geschaltet, die ausreicht, wenigstens eine Diode leitfähig zu halten. Jeder Diodenkreis wählt demgemäB jenen einen Eingang aus, der eine extreme Größe besitzt.
  • Diese extreme Größe kann der Maximalwert oder der Minimalwert sein, je nach Polung der Dioden, jedoch ist er natürlich für sämtliche Diodenkreise von erster Stufe gleich. Außerdem ist ein einziger Diodenkreis mit zweiter Stufe vorgesehen, der den Diodenkreisen der ersten Stufe ähnelt, dessen Dioden jedoch entgegengesetzt zu den Dioden der Kreise von erster Stufe geschaltet sind. Die Schaltung von zweiter Stufe besitzt nCr Dioden und wird von sämtlichen Diodenkreisen von erster Stufe gespeist, so daß jener Eingang ausgewählt wird, der den von den Kreisen der ersten Stufe entgegengesetzten Extremwert besitzt.
  • Um ein spezielles Beispiel zu betrachten, soeangenommen werden, daß es erforderlich ist, das drittgrößte Signal aus sechs Signalen auszuwählen. Wenn die Signale in dem betreffenden Augenblick 5,4, 2.5, 1, -0.5, und -2 (sntllch in Volt) betragen, dann ist das größte Signal 5V und das zweitgrößte Signal ist 4V und das drittgrößte Signal ist 2.5 V und dies ist das gewünschte Signal.
  • Diese Signale können in jeder Ordnung an den Eingangsleitungen auftreten; so können die Signale, wie oben angegeben, auf den Leitungen 1 bis 6 hintereinander erscheinen oder in jeder anderen möglichen Ordnung, z.B. auf den Leitungen 3, 1, 6, 5, 2, 4. In dem Beispiel wurde daher n = 6 und r = 3 gesetzt. Die Zahl der Kombinationen nCr von n Größen r mal genommen zu einer Zeit beträgt daher 20 und es sind 20 gleiche Schaltungen in der ersten Stufe vorhanden, von denen jede drei Dioden besitzt, die durch alle 20 möglichen Kombinationen der drei Eingänge gespeist werden.
  • Die Funktion nCr ist natürlich durch die Formel nCr = r! gegeben.
  • Jede dieser Schaltungen in so angeordnet, daß sie den kleinsten ihrer drei Eingänge auswählt. Diese 20 Schaltungen der ersten Stufe speisen eine einzige Schaltung zweiter Stufe, die 20 Dioden umfaßt, die entgegengesetzt zu den Dioden der Schaltungen erster Stufe gepolt sind, so daß die zweite Stufe den größten der Eingänge auswählt. Es kann gezeigt werden, daß die Ausgänge der Kreise der ersten Stufe 2,5 V (jeweils) betragen und die anderen Werte sind geringer; der größte Ausgang der ersten Stufe beträgt 2,) V und dies ist jener, der durch die Schaltung der zweiten Stufe gewählt wird.
  • Das gleiche Ergebnis könnte erlangt werden, indem r = 4 gesetzt wird und der viertkleinste der sechs Ausgänge ausgewählt wird.
  • Dies würde 20 Stufen erster Stufe mit je 4 Dioden erfordern, wobei wiederum 20 Dioden in der Schaltung zweiter Stufe vorhanden wären, die wiederum bezüglich der Dioden erster Stufe entgegengesetzt gepolt sind.
  • Obgleich diese Anordnung vortrefrlich mit idealen Dioden wäre, führen die Charakteristiken praktischer Dioden zu gewissen Abweichungen von der theoretischen Pereektion. In der Praxis ändert sich der Vorwärtsstrom durch jede Stufe von Dioden umgekehrt proportional zu dem Vorwärtsstrom durch die andere Stufe über einen weiten Bereich zwischen Abschaltung und Konstantstromabschnitt der Diodencharakteristik. Dies führt zu einer weiten Veränderung der Vorwärtsvorspannungen über den Dioden, so daß die beiden Dioden, durch die das gewünschte Eingangssignal nach dem Ausgangssignal hindurchläuft, an entgegengesetzten Enden ihrer Charakteristiken arbeiten.
  • Infolgedessen besteht ein Fehler, der durch die Fehlanpassung in den Vorwärtsvorspannungen bestimmt wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden.
  • Die Erfindung geht aus von einer Wählschaltung, durch die von n Eingängen der Eingang r-ter Größenordnung auswählbar ist, mit nCr gleichen Diodenkreisen erster Stufe mit je r Dioden, die durch nCr verschiedene mögliche Kombinationen von r Eingängen gespeist werden, wobei jeder Kreis der ersten Stufe jenen Eingang mit einem Extremwert auswählt, und mit einer Schaltung zweiter Stufe, bestehend aus nCr Dioden die gegenüber den Dioden der Kreise erster Stufe entgegengesetzt gepolt sind und durch die Kreise der ersten Stufe gespeist werden und jenen Eingang auswählen, der den anderen Extremwert besitzt, und ist dadurch gekennzeichnet, daß jeder Diodenkreis mit einem im wesentlichen konstanten Strom gespeist wird. Vorzugsweise werden die im wesentlichen konstanten Ströme von den Kollektoren der Transistoren mit konstanter Emitter-Basis-Vorspannung geliefert, £ stehend werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild einer Wählschaltung mit drei Eingängen, Fig. 2 und 3 vereinfachte Schaltbilder zweier Ausführungsformen von Wählschaltungen mit vier Eingängen.
  • Gemäß Fig.1 werden die drei Einfängt den Leitungen A, B und C zugeführt. Für diese Schaltung/ n = 3 und r = 2,und das zweitkleinste Eingangssignal wird gewählt. Für diese Werte von n und r ist nCr = 3> d.h. es sind drei mögliche Kombinationen von drei Leitungen A,B und C vorhanden und zwar jeweils zwei zu jeder Zeit, d.h. A und B; B und C; und A und C. Jede dieser Kombinationen speist jeweils einen Diodenkreis; die erste Kombination A und B speist einen Diodenkreis, der aus den Dioden 10 und 11 und einem Transistor 12 besteht, der an einen Ausgangspunkt 13 angeschaltet ist und die beiden anderen Kreise sind in entsprechender Weise bezeichnet, jedoch jeweils unterschieden, indem an das Bezugszeichen ein Strich bzw. zwei Striche angefügt sind. Jeder dieser Kreise wählt das größere der beiden angelegten Signale aus.
  • Wenn angenommen wird, daß die Eingänge A, B und C den Wert +, 0, und - h<oen, wie in der Fig.l in Klammern angedeutet, dann wird der Punkt 13 + (der größere Wert von + bzw. 0), der Punkt 13' O (der größere Wert von 0 und -), und der Punkt 13" wird + (der größere Wert von + und -).
  • Die drei Ausgangspunkte 13, 13' und 13" der drei Diodenkreise mit erster Stufe speisen die drei Eingänge einer Diodenschaltung mit zweiter Stufe, welche aus drei Dioden 20,20' und 20" sowie einem Transistor 21 besteht, die sämtlich an einen gemeinsamen Ausgangspunkt 22 angeschlossen sind. Diese Dioden sind im Gegensinn zu jenen der Schaltung mit erster Stufe geschaltet und wählen am Ausgang 22 den kleinsten der Eingänge aus. Da die Eingänge +, 0, und + sind, ist der kleinste Eingang 0 und dies ist der Ausgang. Somit ist dieser Ausgang der gleiche wie der Eingang bei B, der zweitgrößte oder Mittelwert der drei Eingänge.
  • Die Transistoren 12,12' und 12" sowie 21 sind als Konstantstromquellen ftlr die Diodenkreise geschaltet und ihre Ausgangsatröme sind so gewählt, daß die leit£Uhigen Dioden im Bereich mit niedriger Impedanz in ihrer Charakteristik arbeiten Diese Ströme können wie foigt bestimmt werden : Es soll angenommen werden, daß die Eingangssignale sich über den Bereich von +10 V bis -10 V ändern und die Ausgangsimpedanz 50 die durch die Diod.nschaltung mit zweiten Stufe gebildet wird, beträgt 50 k #. Der Ausgangsstrom ändert sich daher um ,4 mA bei der maximalen Xnderung der Ausgangsspannung. Es soll weiter angenommen werden, daß der Vorwärtsstrom durch eine Diode 2 M4 für einen befriedigenden Betrieb unter diesen Umständen betragen muß, d.h. für eine unbedeutende änderung des Spannungsabralls, dann ist von den drei Dioden 20,20' und 20" nur eine leitfähig, nämlich die Diode 20', wenn diese die angenommenen Eingänge hat. Ein 2 mA Strom wird deshalb für diese Diode erforderlich und der Transistor 21 muß daher bezüglich seines Emitterwiderstandes und der Emitterbasisspannun so gewählt sein, daß ein konstanter 2mA Strom erzeugt wird. Dieser Strom fließt in der Diodenschaltung mit erster Stufe, unterschieden durch eine einzige Prime. Zusätzlich ist von den beiden Dioden der Schaltung die eine (und zwar die Diode 10' bei den angenommenen Eingängen) leitfähig und bedarf eines Stromflusses von 2 mA.
  • Der Transistor 12' muB daher einen Strom erzeugen, der gleich der Stine der beiden Ströme ist, d.h. einen Strom von 4 mA. Die Schaltungsparameter müssen entsprechend gewählt werden.
  • In gleicher Weise müssen die Transistoren 12 und 12" Ströme von 4 mA erzeugen. Da die von ihren Schaltungen mit erster Stufe gespeisten Dioden 20 und 20" abgeschaltet sind, fließt der gesamte Strom durch die beiden leitfähigen Dioden 10 und 10" und zwar jeweils einer in jedem Kreis, so daß diese Dioden 4 mA fuhren anstatt 2 mA. Dies ist Jedoch unwichtig, weil die Spannungsabfälle über diesen Dioden den Endausgang nicht beeinflussen.
  • Die Fig. 2 und 3 zeigen zwei Ausführungsformen von Wählschaltungen mit vier Eingängen. In Fig.1 ist r r Z, so daß nCr = 6 und die Schaltung wKhlt den zweitkleinsten der Eingänge aus. Demgemäß sind 6 Kreise 30 bis 35 mit erster Stufe vorhanden, von denen Jeder zwei Dioden aufweist, die durch alle mögliche Paare von vier Eingängen A bis D gespeist werden und die ihrerseits sechs Dioden einer Schaltung 40 mit zweiter Stufe speisen. Der in jedem Diodenkreis eingezeichnete Block repräsentiqrt eine Konstant-Spannungsquelle. Diese Schaltung wählt den drittgrößten der Eingänge aus, wie durch die relatven Pegel angesdeutet, die für eine mögliche Kombination von Eingangssignalen dargestellt sind.
  • In Fig. 3 ist r " 3 und nCr r 3 und die Schaltung wählt das drittgrößte Eingangssignal aus. Hier sind vier Kreise 50 bis 53 mit erster Stufe vorgesehen und zwar Je mit drei Eingängen und die Schaltung 55 mit zweiter Stufe besitst vier RingGnge. Dies ist im Ergebnis natürlich äquivalent der Schaltung nach Fig.2, die das zweitkleinste der Eingangssignale auswählt. Patentansprüche:

Claims (2)

  1. Patentansprüche: Wähischaltung, durch die von n Eingängen der Eingang r-ter Größenordnung auswählbar ist, mit nCr gleichen Diodenkreisen erster Stufe mit je r Dioden, die durch nCr verschiedene mögliche Kombinationen von r Eingängen gespeist werden, wobei jeder Kreis der ersten Stufe jenen Eingang mit einem Extremwert auswählt,und mit einer Schaltung zweiter Stufe, bestehend aus nCr Dioden, die gegenüber den Dioden der Kreise erster Stufe entgegengesetzt gepolt sind und durch die Kreise der ersten Stufe gespeist werden und jenen Eingang auswählen, der den anderen Extremwert besitzt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß jeder Diodenkreis mit einem im wesentlichen konstanten Strom gespeist wird.
  2. 2. Wählschaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Diodenkreise mit im wesentlichen konstanten Strömen über Kollektoren von Transistoren gespeist werden, die eine konstante Emitter-Basis-Vorspannung aufweisen.
    L e e r s e i t e
DE19712105000 1970-02-03 1971-02-03 Wahlschaltung Pending DE2105000A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992000564A1 (en) * 1990-06-30 1992-01-09 Ferguson Limited Circuit for alternately connecting one of several data lines to a common data read line

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1992000564A1 (en) * 1990-06-30 1992-01-09 Ferguson Limited Circuit for alternately connecting one of several data lines to a common data read line

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