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Schaltungsanordnung mit zwei zueinander antivalente Signale führenden
Ausgängen Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit zwei zueinander
antivalente Signale führenden Ausgängen, an deren Eingang ein erster Transistor
angeordnet ist, der über Widerstände im Kollektor- und Emitterkreis an eine Betriebsspannungsquelle
angeschlossen und dessen Basis von Ausgangssignalen eines haltwerkes beaufschlagbar
ist.
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Bei einer bekanneten Schaltungsanordnung mit zwei zueinander antivalente
Signale führenden Ausgängen wird ein Eingangssignal der Basis eines ersten Transistors
zugeführt, dessen Emitter-Kollektor--trecke im leitenden Zustand den Abgriffspunkt
eines aus Emitter- und Kollektorwiderstand gebildeten Spannungsteilers darstellt.
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An den Kollektor des ersten Transistors ist über einen Widerstand
die Basis eines npn-Transistors angeschlossen, dessen Kollektor über einen Widerstand
mit dem positiven Ausgang und dessen Emitter über eine Diode mit dem negativen Ausgang
der Betriebsspannungsquelle verbunden ist. Weiterhin ist zwischen dem Emitter des
ersten Transistors und der Basis eines pnp-Transistors über einen Widerstand eine
Verbindung herstellt. Der Emitter des pnp-Transistos ist über eine Diode an den
positiven Ausgang der Betriebsspannungsquelle angeschlossen. Der Kollektor des pnp-Transistors
liegt über einen Widerstand am negativen Ausgang der Betriebsspannungsquelle. Zueinander
antivalente Ausgangs signale stehen an den Kollektoren des pnp- und npn-Traasistors
zur Verfügung
(DT-OS 1 537 514). In Abhängigkeit vom Signalpegel
an der Basis des ersten Transistors sind bei der bekannten Scha Q -tungsanordnung
alle drei Transistoren entweder im leitenden oder gesperrten Zustand.
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Dr Erfindung liegt die Aufgabe zugrande, die eingangs erwähnte Schaltungsanordnung
so weiterzuentwickeln, daß auf einen Ausgang einwirkende Störsignale den anderen
Ausgang oder den Eingang nicht beeinflussen, daß die Erzeugung von ötörsignalen
auf den Stromversorgungsleitungen beim Wechseln der Ausgangssignale gering ist und
daß an beide Ausgänge Bürden in gleicher Weise angeschlossen werden können.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei weitere
Transistoren von gleichem LeitfähigkeitstJm, an deren Kollektoren die Ausgangssignale
zur Verfügung stehen, ir, Emitterschaltung an die Betriaebsspannungsquelle angeschlossen
sind und daß die Basis des zweiten Transistor, mit dem Abgriff eine- Spannungsteilers
im Kollektorkreis des ersten und die Basis des dritten Transistors über eine Zenerdiode
mit dem Emitter des ersten Trai sistors verbunden sind.
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Bei dieser Schaltung ist einer er Transistoren der gänge leitend,
während der andere gesperrt ist.
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Positive Störspannungen beeinflussen den gesperrten Transistor nur,
wenn die Sperrfähigkeit der Kollektor-Emitter-Strecke überschribten wird. In diesem
Fall tritt am Transistor eine Begrenzung der Spannung auf die Kollektor-Emitter-Durchbruchspannung
bzw. ein Kurzschluß ein, der sich nicht auf den Schaltzustand des Transistors am
zweiten Ausgang oder auf den Transistor am Eingang auswirkt. Es wird lediglich die
Antivalenz der Ausgangssignaqle aufgehoben. Eine derartige Störung kann mit entsprechenden
Überwachungsschaltkreisen festgestellt und gemeldet werden.
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Negative Störspannungen am Ausgang des gesperrten Transistors werden
von der Basis-Emitter-Strecke auf deren Durchbruchspannung
begrenzt.
Die verbleibende Basisspannung des mit dem Kollektor des ersten Transistors verbundenen
Transistors gelangt aufgrund der Sperrwirkung an der Kollektor-Basis-Strecke nicht
zum Eingang des ersten Transistors. Dieser bleibt daher im gesperrtci Zustand. Eine
zu hohe negative Störspannung beeinflußt den Eingang oder den zweiten Ausgang der
Schaltung ebenfalls nicht.
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Selbst bei Zerstörung eines Transistors an einem Ausgang tritt bei
der erfindungsgemäßen Anordnung keine Rückwirkung auf die Signale am anderem Ausgang
oder am Eingang auf.
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Wenn die Transistoren an den Ausgängen nicht zerstört sind, ist immer
ein Transistor leitend und der andere gesperrt. Dies bedingt eine nahezu konstante
Stromaufnahme der Schaltung. Bei der Umschaltung der Ausgangstransistoren entstehen
daher nur geringe Störspannungen auf den Leitungen für die Stromversorgung.
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Beide Ausgänge sind in gleicher Weise mit Eo- oder E1-Bürden belastbar.
Die Begriffe EO-und E1-Bürden sind i der Druckschrift "AEG-LOGISTAT, Reihe I", Daten
und Applikationen", vom November 1967 auf Seite ? näher erläutert.
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1 einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß dem Emitter
des ersten Transistors eine Diode vorgeschaltet ist.
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Tritt im Störungsfalle an der mit dem Emitter des ersten Transistors
verbundenen Basis eines der beiden Ausgangstransistoren eine negative Spannung auf,
dann verhindert die Diode ein Umschalten des ersten Transistors vom leitenden in
den gesperrten Zustand.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer
Zeichnung näher erläutert.
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Ein npn-Transistor 1 ist mit seinem Emitter an den negativen Ausgang
2 einer Betriebsspannungsquelle angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 1 steht
über einen Widerstand 3 mit dem positiven
Ausgang 4 der Betriebsspannungsquelle
in Verbindung. Die Basis des Transistors 1 ist über einen Widerstand 5 an den Ausgang
gelegt. Ferner ist die Basis des Transistors 1 mit einer Zenerdiode 6 verbunden,
die einerseits an einen Widerstand 7 und andererseits an eine Diode t' angeschlossen
ist. Der zweite Anschluß des Widerstandes 7 steht mit dem Ausgang 4 in Verbindung.
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Die Anode der Diode 8 ist an den Emitter eines Transistors 9 angeschlossen,
in dessen Kollektorkreis zwei Widerstände 10, 11 angeordnet sind. Die gemeinsame
Anschlußstelle der Widerstände 10, 11 ist auf die Basis eines Transistors 12 geführt,
dessen Emitter an den Ausgang 2 gelegt ist. Der zweite Anschluß des Widerstandes
11 ist ebenfalls mit dem Ausgang 2 verbunden. Der Kollektor des Transistors 12 wird
über einen Widerstand 13 vom Ausgang 4 gespeist.
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Die Basis des Transistors 9 ist an den Ausgang eines Differenzverstärkers
14 angeschlossen, dessen Eingängen ein Schaltwerk 15 vorgeschaltet ist, das Schaltglieder
und"eder Speicher zur Vcrarbeiten von Schaltvariablen enthält. Die Basis des Transistors
9 kann auch unmittelbar an einen Ausgang eines Schaltwerkes angeschlossen werden,
wenn über Widerstände, die mit den Ausgängen 2, 4 verbunden sind, der Arbeitspunkt
des Transistors 9 entsprechend eingestellt wird.
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Die Kollektoren der Transistoren 1, 12 sind mit Ausgängen 16, 17 der
Schaltungsanordnung verbunden.
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Liegt an der Basis des Transistors 9 ein hoher Signalpegel an, dann
sperrt der Transistor 9. Dies führt auch zur Sperrung des Transistors 12, m Ausgang
17 steht daher das Potential des Ausganges 4 zur Verfügung.
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Dem Transistor 1 wird über den Widerstand 7 und die Zenerdiode 6 Basisstrom
zugeführt. Daher nimmt der Transistor 1 den leitenden Zustand ein. Der Ausgang 16
führt daher in etwa das Potential des Ausganges 2.
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Steht an der Basis des Transistors 9 ein niedriger oiOnalpegel an,
dann nimmt der Transistor 9 den leitenden Zustand ein. Dadurch erhält der Transistor
12 Basisstrom und get ebenfalls in den leitenden Zustand über. Am Ausgang 17 steht
daher in etwa das Potential des Ausganges 2 zur Verfügang. Bei leitendem Transistor
9 sinkt die Spannung an der Zenerdiode 6 so weit ab, daß diese sperrt. Deshalb geht
auch der Transistor 1 in den gesperrten Zustand über. Der Ausgang 16 nimmt daher
das Potential des Ausganges 4 an.
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Die Ausgänge IG, 17 führen zueinander antivalente zig ale, unabhängig
davon, ob der Transistor 1 gesperrt und der Transistor 12 leitend oder der Transistor
1 leitend und der Transistor 12 gesperrt ist.
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Die Spannungen an den Ausgängen 16, 17 weichen bei leitenden Transistoren
1, 12 nur um den geringen Betrag der Restopannung vom Wert am Ausgang 2 ab.
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Auf die Ausgänge 1G, 17 einwirkende Störspannungen üben keinen Einfluß
auf den Transistor 9 aus. Auch eine an nur einem Ausgang 15 oder 17 auftretende
Störspannung ändert den Schaltzustand des Transistors am anderen Ausgang nicht.
Die Schaltung hat daher eine hohe Störunterdrückung von Ausgang zu Ausgang und von
beiden Ausgängen' zum Eingang.
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Treten an den Ausgängen 16 oder 17 bei gesperrten Transistoren 1 oder
12 positive Störspannungen auf, die die Sperrfähigkeit der Kollektor-Emit-ter-Strecken
überschreiten, dann entstehen Kurzschlüsse in den Transistoren 1 oder 12. Eine Zerstörung
des Transistors 1 bzw. 12 beeinflußt jedoch nicht den Schaltzustand des Transistors
12 bzw. 1. Eine Zerstörung eines Ausgangstransistors kann durch die Überwachung
der antivalenten Signale an den Ausgängen 15, 16 festgestellt und gemeldet werden.
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Bei hohen negativen Störspannungen an einem Eingang 16 bzw. 17 begrenzt
die Basis-Emitter-Strecke des zugehörigen Transistors
1 bzw. 12
die Spannung auf die Durchbruchspannung der Strecke.
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Wenn die negative Spannung an der Basis des Transistors 1 ansteht,
verhindert die Diode 9 die Veränderung des Schaltzus-tandes des Transistors 9. Tritt
die negative Spannung an der Basis des Transistors 12 auf, dann sperrt die Kollektor-Basis-Strecke
des Transistors 9. Eine Beeinflussung des Einganges oder des anderen Ausganges ist
auch bei negativen Störspannungen nicht möglich.
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An die Ausgänge 16, 17 können sowohl Eo- als auch E1-Bürden ;ngeschlossen
werden. Da die Transistoren 1, 12 jeweils entgegengesetzbe Schaltzustände einnehmen,
fließt auf der Zuleitung zur Betriebsspannungsversorgung ein Strom, der sich aus
dem Unt;ischied der Bürden an beiden Ausgängen 16, 17 ergibt. Beim Wechsel der Ausgangssignale
entstehen daher nur kleine Stromschwannkungen auf den Zuleitungen. Dies führt zu
geringen Spannungschwankungen auf den Leitungen. Die Beeinflussung anderer Schaltungen
in einer Steuerung durch Schwankungen der Spannung auf den Stromversorgungsleitungen
ist deshalb gering.
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Die Wahl der Kollektorwiderstände 3 und 13 kann den unterschiedlichen
Bürden angepaßt werden, so daß die $Stromschwankungen auf den Stromversorgungsleitungen
beim Wechsel der Ausgangssignale auf ein Minimum beschränkt werden.
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.n die Stelle der Zenerdiode 6 kann auch ein Widerstand treten, der
so bemessen ist, daß bei leitendem Transistor 9 der Transistor 1 gesperrt ist. Unter
Umstanden lassen sich auch andere Halbleiterelemente statt der Zenerdiode 6 verwenden.
Es it z.B.
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möglich, mehrere Dioden in Reihe zu schalten.