DE2439937A1

DE2439937A1 - Verzoegerungspulsgenerator

Info

Publication number: DE2439937A1
Application number: DE2439937A
Authority: DE
Inventors: Hirokazu Fukaya
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1973-08-28
Filing date: 1974-08-20
Publication date: 1975-03-13
Also published as: DE2439937B2; US3952213A; JPS5047554A; JPS5615168B2; DE2439937C3

Description

PAIFNTANWKLTE

DR.-ING. RICHARD GLAWE · DIPL-ING. KLAUS DELFS ■ DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLL München Hamburg Mönchen

SMDNCHEN26 2HAMBURG52 POSTFACH 37 WAITZSTR. 12 UEBHERRSTR. 20 TEL. ((MO) 8922

TEL. (0311) 22 65 43 TELEX 21 29 21 spei TELEX 52 25 05 spez

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BETRIFFT:

Verzögerüngspulsgenerator

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verzögerungspulsgenerator mit einer Pulseingangsschaltung, welcher einen gegenüber
einem angelegten Eingangsimpuls um eine vorgegebene Zeit verzögerten Impuls erzeugen kann, und der als integrierte Schaltung mit einfachem Aufbau ausgebildet, sein kann und einen Impuls mit einer gewünschten Impulsbreite und Wellenform erzeugen kann.

Ein bekannter Pulsgenerator besteht im wesentlichen aus einer ersten, durch einen Eingangstriggerimpuls angesteuerten Pulsgenerators chaltung, wodurch ein Impuls in Abhängigkeit von
einer in der ersten Pulsgeneratorechaltung vorgesehenen Zeitkonstantenschaltung erzeugt wird, und einer zweiten, durch einen Impuls differentieller Wellenform entsprechend der Vorder-

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POSTSCHECK: HAMBURG 1476 07 - BANK: COMMERZBANK. HAMBURG. 53/22904 - TELEGR.: SPECHTZIES HAMBURG bw. SPECHTZIES MÜNCHEN

flanke des Ausgangsimpulses der ersten Pulsgeneratorschaltung angesteuerten Pulsgeneratorschaltung, wodurch ein Impuls erzeugt wird, dessen Impulsbreite von einer zweiten Zeitkonstantenschaltung in der zweiten Pulsgeneratorschaltung bestimmt wird. Diese Art von Pulsgenerator muß, wenn er als integrierte Schaltung ausgebildet sein soll, eine Extraanzahl von Klemmen für Kondensatoren in der Zeitverzögerungsschaltung und Differentiationsschaltung aufweisen. Dieses Erfordernis steht im Widerspruch zum Aufbau von Baugruppen mit begrenzter Zahl von Klemmen· Darüberhinaus ist bei der bekannten Schaltung eine beträchtliche Anzahl von Kapazitäten erforderlich, die einen Extrabereich auf dem IC-Plättchen benötigen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Verzögerungspulsgenerator mit einfachem Aufbau und einer minimalen Anzahl von Kapazitäten zu schaffen, der in integrierter Schaltungsbauweise ausgebildet sein kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Verzögerungspulsgenerator mit Pulseingangsschaltung, der gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß eine erste, mit der Ausgangsseite der Pulseingangsschaltung verbundene Schwellenschaltung mit einem hohen und einem niedrigen Schwellwert zur Erzeugung eines Impulses mit einer Impulsbreite in Abhängigkeit von den Schwellwerten, eine zweite, parallel zu der ersten Schwellenschaltung mit der Ausgangsseite der Pulseingangsschaltung verbundene Schwellenschaltung mit einen hohen und einem niedrigen Schwellwert, wobei der eine der gleiche wie der eine und der andere anders als der andere der Schwellwerte der ersten Schwellenschaltung ist, und die einen Impuls erzeugt, dessen Vorderflanke gleichzeitig Bit der Vorderflanke des von der ersten Schwellenschaltung erzeugten Impulses ist, und alt einer Impulsbreite, die sich von der Impulsbreite des Ausgangsimpulses der ersten Schwellenschaltung unterscheidet, und eine mit den von den beiden Schwellenschaltungen erzeugten Impulsen beaufschlagte Austastschaltung zur Erzeugung eines verzögerten Impulses mit

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einer Impulsbreite gleich der Differenz zwischen den beiden Ausgangsimpulsen der beiden Schwellenschältungsn vorgesehen sind c

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielsn anhand der Figuren. Von den Figuren zeigern

ein Schaltdiagramm eines bekannten Verzögerungspulsgeneratorss

Wellenformen von in der in Fig. 1 gezeigten Schaltung auftretenden Wellen;

ein Schaltungsdiagramm eines Verzögerungspulsgenerators gemäß der Erfindung;

Wellenformen von in der in Fig. 3 gezeigten Schaltung auftretenden Wellen;

einen Schaltplan einer konkreten Ausführungsform der Schaltung gemäß der Erfindung;

Wellenformen von ¥β11βη_? die in der in Fig. 5 gezeigten Schaltung auftreten; und

Fig. 7 eine andere AusfUhrungsform der Schaltung.

Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Darin ist eine typische bekannte Verzögerungspulsschaltung in Blockschaltbildweise dargestellt, in der die Differentiationsschaltung eine Kapazität 2 und einen Widerstand 3 aufweist, die zwischen die Pulsgeneratoren 1 und 5 geschaltet sind. Mit 4 ist eine. Diode bezeichnet, welche bewirkt, daß der Pulsgenerator 5 von einem negativen Triggerimpuls angesteuert wird. Im folgenden wird der Betrieb dieses Verzögerungspulsgenerators unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Wird ein Eingangstriggerimpuls (a) dem Pulsgenerator 1 (beispielsweise einem monostabilen Multivibrator) zugeführt, dann wird ein Impuls (b) erzeugt. Dieses Ausgangssignal wird durch die Kapazität 2 und.den Wider·

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stand 3 zu einem negativen Impuls (c) differenziert, der zum Ansteuern des Pulsgenerators 5 (beispielsweise einem monostabilen Multivibrator) verwendet wird. Dadurch ergibt sich der Auagangsimpuls (d)_f der um die Zeit T1 gegenüber dem Eingangstriggerimpuls verzögert ist und eine Impulsbreite T2 besitzt. Die beiden Zeiten T1 und T2 werden durch die Zeitkonstantenschaltungen in den Pulsgeneratoren 1 und 5 bestimmt. Ein derartiger bekannter Verzögerungspulsgenerator weist Ausgangsklemmen für die in den Schaltungen 1 und 5 und von der Differentialkapazität 2 zu verwendende Klemmen auf. Diese Klemmen machen es schwierig, den Verzögerungspulsgenerator als integrierte Schaltung auszubilden. DarUberhinaus benötigen die bei den bekannten Schaltungen verwendeten Kondensatoren einen besonderen Raum auf einem Plättchen für eine integrierte Schaltung. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung werden diese Nachteile vermieden.

In Fig. 3 ist in Blockschaltbildweise ein Verzögerungspulsgenerator gemäß der Erfindung gezeigt, welcher eine Pulseingangsschaltung 6, eine Schwellenschaltung 7 (beispielsweise einen Schmitt-Trigger oder eine Schaltung mit zwei zueinander parallelen Komparatoren), eine weitere Schwellenschaltung 8 (beispielsweise einen Schmitt-Trigger oder eine Schaltung mit zwei zueinander parallelen Komparatoren) und eine Austastschaltung 9 aufweist. Die Schwellenschaltung 7 besitzt einen hohen und einen niedrigen Schwellwert und kann einen Impuls mit einer von den Schwellwerten abhängigen Impulsbreite erzeugen. Diese Schwellenschaltung ist mit der Ausgangsseite der Pulseingangsschaltung 6 verbunden. Die andere Schwellenschaltung 8 besitzt einen hohen und einen niedrigen Schwellwert, wob·! der eine gleich dem einen und der andere anders als der andere der Schwellwerte der Schaltung 7 ist. Die Schwellenschaltung 8 kann einen Impuls mit einer Anstiegskante zu dem Zeitpunkt, bei dem die Anstiegskante des Ausgangsimpulses von der Schaltung 7 auftritt, und einer Impulsbreite, die sich von der des Ausgangsimpulses von der Schal-

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tung 7 unterscheidet, erzeugen. Die Schwellenschaltung 8 ist auch mit der Ausgangsseite der Pulseingangsschaltung 6 verbunden. Die Ausgänge dieser Schwellenschaltungen werden der Austastschaltung 9 zugeführt, die wiederum einen Ausgangsimpuls erzeugt, dessen Impulsbreite gleich der Differenz zwischen den beiden Ausgangsimpulsen der Schwellenschaltungen 7 und 8 ist. Das Ausgangssignal der Austastschaltung 9 ist ein Impuls mit einer der Breite des Ausgangsimpulses der Schwellenschaltung 8 entsprechenden Verzögerung.

Es werde beispielsweise der Eingangsklemme A der Pulseingangsschaltung 6 ein Impuls zugeführt und an der Ausgangsklemme B ein sägezahnförmiger Impuls erzeugt. Dieser Impuls wird den Schwellenschaltungen 7 und 8 zugeführt, die die oben beschriebenen Schwellwerte besitzen. Wenn man annimmt, daß die Schwellwerte der beiden Schwellenschaltungen wie in Fig. 4 (B) festgelegt sind, worin Eu. der hohe Schwellwertpegel der Schaltung 7, Eu₂ der hohe Schwellwertpegel der Schaltung 8 und E€ der den Schaltungen 7 und 8 gemeinsame niedrige Schwellwertpegel ist, dann werden Ausgangsimpulse (C) und (D) in Fig. 4 mit Impulsbreiten entsprechend den einzelnen Schwellwerten an den Ausgangsklemmen C und D erhalten. Die Ausgangsimpulse fallen an ihren Vorderflanken zu einem Zeitpunkt, der um TO gegen den Sägezahnimpuls (B) verzögert ist, zusammen, so daß der niedrige Schwellwert Έ.Ι von dem Anstiegspunkt erreicht wird. Bezüglich der Impulsbreite unterscheiden sich die beiden Ausgangsimpulse Jedoch. In Fig. 4 sind mit T1 und T2 die Impulsbreiten der Ausgänge (C) und (D) von den Schwellenschaltungtn 7 und 8 gezeigt. Diese Ausgangsimpulse werden der Austastschaltung 9 zugeführt, die wiederum einen Impuls (B) mit einer Impulsbreite gleich der Differenz (T1-T2) der beiden Impulsbreiten und mit einer Verzögerung gleich T2, die die kleiner· Impulsbreite der beiden Impulsbreiten ist, erzeugt· Dahtr ist der an der Ausgangsklemae der Abtastschaltung 9 erzeugt· Impuls

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um die Zeit (TO 4- T2) gegenüber dem Beginn des Anstiegs des sägezahnfurmigen Impulses am Eingang verzögert. Die Zeitbreit® TO kann dadurch zu Null gemacht werden, daß eine Differentiationsschaltung oder ähnliche Schaltungen mit der PuIseingangsschaltung 6 verwendet werden. Der resultierende Ausgangsverzögerutngsimpuls nimmt eine ideale Wellenform (E) an, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist. Anstelle einer einen sägezahnförmigen Impuls erzeugenden Schaltung zur Verwendung in der Pulseingangsschaltung 6 kann auch ein Sinuswellengenerator verwendet werden.

Wie oben ausgeführt wurde, werden die niedrigen Schwellwerte der beiden Schwellenschaltungen einander gleich auf den Pegel El gelegt. In der praktischen Ausführung von Schaltungen kann der niedrig® Pegel E der Schwellenschaltung 7 wegen Variationen in den Eigenschaften der beiden Schwellenschaltungen leicht niedriger werden als in der Schwellenschaltung 8. In einem solchen Fall ergibt sich eine Abweichung zwischen den Vorderflanken der Impulse (C) und (D), Das hat das Auftreten eines unnötigen Impulses mit einer Impulsbreite gleich der erzeugten Abweichung zur Folge. Das kann dadurch ausgeschaltet werden, daß man beispielsweise annimmt, daß der niedrige Pegelschwellwert der Schwellenschaltung 7 höher gesetzt wird als der der Schwellenschaltung 8, und zwar um einen der Charakteristikvariation entsprechenden Wert.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 gezeigt, In der die Schmitt-Trigger als die Schwellenschaltungen von Fig. 3 verwendet werden. Gleiche Komponenten sind in den Fig. 3 und 5 jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In Fig. 6 sind die Wellenformen der in der in Fig. 5 gezeigten Schaltung auftretenden Impulse gezeigt. In Fig. 5 ist Bit 6 eine Puleeingang»schaltung bezeichnet, die im wesentlichen aus einer Zeitkonstantenschaltung mit einem Widerstand R1 und einea Kondensator C1 und einem Transistor Q1 besteht. Mit 7 und 8 sind Schmitt-Trigger und mit 9 eine Austast-

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schaltung bezeichnet. Wird in Fig. 6 ein Impuls (A) der Eingangsklemme A der Pulseingangsschaltung 6 zugeführt, dann schließt der Transistor Q1 den Kondensator C1 der Zeitkonstantenschaltung während der Dauer des angelegten Impulses kurz, und der Kondensator C1 gibt seine Ladung an Erde ab. Am Ende des Impulses wird der Transistor Q1 gesperrt der Kondensator C1 über einen Widerstand R1 durch eine mit der Spannungsklemme F verbundene Spannungsquelle aufgeladen, und an der Eingangsklemme B für die beiden Schwellenschaltungen 7 und 8 tritt ein Impuls mit einer Spannungswellenförm (B) auf. Diese Spannung wird dem Schmitt-Trigger 7 mit den Transistoren Q2, Q3₉ Q4 und den Widerständen R2₉ R3_f R4, rR5 und R6 und dem Schmitt-Trigger 8 mit den Transistoren Q5> Q6, 07 und den Widerständen R11, R12, R13» R14 und R15 zugeführt. Als Ergebnis davon werden zwei Impulse (C) und (D) wie in Fig. 6 an den entsprechenden Ausgangsklemmen C und D parallel zu den Widerständen R8 und R9 und zu den Widerständen R16 und R17 erzeugt, deren Impulsbreiten den individuellen Schwellwerten entsprechen. Die beiden Schmitt-Trigger sind so ausgebildet, daß das Widerstandsverhältnis von R4 zu R6 gleich dem von R13 zu R15 ist, daß die unteren Schwellwerte der beiden Schaltungen 7 und 8 die gleichen E^d" sind, daß der Widerstandswert von R5 sich von dem von R14 unterscheidet und daß der Hochpegelschwellwert Eu,. des Schmitt-Triggers 7 sich von dem Hochpegelschwellwert Eu₂ des Schmitt-Triggers 8 unterscheidet. Die beiden Schmitt-Trigger erzeugen Ausgangsimpulse (C) und (D) gemäß Fig. 6, deren Vorderflanken nach der Zeitverzögerung TO zusammenfallen, die der Elngangsiapuls (A) in Fig. 3 benötigt, um den niedrigen Schwellwertpegel E zu erreichen. Die Ausgangsimpulse (C) und (D) haben zueinander¹ ungleiche Impulsbreiten T1 und T2.

Die beiden an den Widerständen R8 und R9 und den Widerständen R16 und R17 auftretenden Ausgangsimpulse, d.h. die Ausgangssignale an den Ausgängen C und D der beiden Schmitt-Trigger

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und 8, werden der Austastschaltung 9 zugeführt, welche wiederum einen Impuls (E) mit einer Impulsbreite (T1 - T2) erzeugt, was gleich der Differenz der Impulsbreiten der beiden Ausgangsimpulse entspricht, der eine Verzögerung (TO + T2) gegenüber dem Eingangsimpuls (A) in Fig. 6 besitzt. Wie in Fig„ 5 gezeigt igt, imfaßt die Austastschaltung ein UND-Glied mit Transistoren Q9 und Q10 und einen Inverter mit einem Transistor Q8. Der an der Ausgangsklemme D erzeugte Ausgangsimpuls wird verstärkt und durch den Transistor Q8 invertiert, um den Transistor Q10 und das UND-Glied während der Dauer des Impulses, d.h. während der Periode T2 abzuschalten· Währenddessen bewirkt der am Ausgang, d.h. an der Ausgangsklemme C anliegende Ausgangsimpuls, daß der andere Transistor Q9 und das UND-Glied während der Dauer des Impulses, d.h. während der Periode T1 angeschaltet sind. Daraus ergibt sich ein Ausgangssignal an der Kollektorklemme E des Transistors Q9, welches ein Impuls mit einer Impulsbreite (T1 - T2) istj was gleich der Differenz zwischen den Impulsbreiten der beiden der Ausgangsschaltung 9 zugeführten Impulse 1st, und besitzt eine Verzögerung (TO + T2) gegenüber dem Eingangeinpuls. In Fig. 5 ist eine Spannungsquelle mit der Klemme F verbunden. Die Impulsbreite und Verzögerung des Ausgangsimpulses kann willkürlich durch Festlegen der Schwellwerte der beiden Schmitt-Trigger 7 und 8 in Termen von TO, T1 und T2 bestimmt werden.

In dieser Ausführungeform wie auch in der vorhergehenden kann leicht ein nutzloser Ausgangsimpuls Infolge von Variationen in den Eigenschaften der beiden Schwellenschaltungen auftreten. Das kann beispielsweise dadurch vermieden werden, &a8 der niedrige Schwellwertpegel der Schwellenschaltung 7 höher gewählt wird als der der Schwellenschaltung 8· Ein anderer Lösungsweg dieses Problems besteht in der Verwendung »iner Einrichtung (beispielsweise eines Transistors) zum Erden der Klemme E in Fig. 5 während der Periode, in der der

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Eingangsimpuls wie in Fig. 6 anliegt. Eine derartige Einrichtung sollte zwischen die Klemme E und Erde geschaltet werden. In dieser Anordnung sollte die Impulsbreite des Eingangsimpulses kleiner als die Breite (TO + T1) in Fig. 6 sein.

In dem obigen Beispiel wird eine Austastschaltung mit einem Inverter für die Austastschaltung 9 verwendet. Die Erfindung ist aber nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise können andere Arten logischer Austastschaltungen entsprechend dem den Schwellenschaltungen 7 und 8 zugeführten Eingangsimpuls verwendet werden. Auch muß die Schwellenschaltung nicht notwendig ein Schmitt-Trigger sein, sondern es kann auch jede andere Schaltung mit zwei Schwellwerten stattdessen verwendet werden.

In den obigen Ausführungsbeispielen wurden Verzögerungspulsgeneratoren mit zwei Schwellenschaltungen ? und 8 gezeigt, die jeweils zwei Schwellwerte besitzen. Stattdessen können auch gemäß Fig. 7 eine Schwellenschaltung 10 eit einem Schwellwert und eine Schwellenschaltung 7 mit zwei Schwellwerten verwendet werden. In diesem Beispiel weist die Schwellenschaltung 10 einen Komparator aus Transistoren Q11, Q12, Q13 und Widerständen R19, R20, R21, R22 und eine Konstantstromschaltung 11 auf. Es werde angenommen, daß der niedrige und der hohe Schwellwert der Schwellenschaltung 7 wie in Fig. 6 gezeigt auf El und Eu₁ festgelegt werden und daß auch der eine Schwellwert der Schwellenschaltung 10 auf Eu₂ wie in Fig. 6 festgelegt wird durch das Widerstandsverhältnis R21 zu R22. Dann wird derselbe verzögerte Impuls wie in Fig. 6(E) an der Ausgangsklemme Ξ in Fig. 7 erhalten. Anstellt des !Comparators kann ein Schmitt-Trigger Bit eines Schwellwert verwendet werden.

Wie oben ausgeführt wurde, ist der Verzögerungspulsgenerator gemäß der Erfindung einfach ausgebaut und weist eine minimale Anzahl von Kapazitäten auf und ist daher besonders gut für die

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Ausbildung als integrierte Schaltung geeignet. DarUberhinaus ermöglicht es die Erfindung, daß der Verzögerungspulsgenerator einen Impuls hoher Qualität mit der gewünschten Verzögerung und der gewünschten Impulsbreite erzeugt.

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Claims

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Patentanspruchs

1. Verzögerungspulsgenerator mit einer Pulseingangsschaltung, dadurch gekennzeichnet„ daß eine ©rste, mit der Ausgangsseite der Pulseingangsschaltung (6) verbundene Schwellenschaltung (7) mit einem hohen und einem niedrigen Schwellwert zur Erzeugung eines Impulses mit einer von den Schwellwerten abhängigen Impulsbreiteρ eine zweite, parallel zu der ersten Schwellenschaltung geschaltete» mit der Ausgangsseite der Pulseingangsschaltung (6) verbundene Schwellenschaltung (8) mit einem hohen und einem niedrigen Schwellwert zwischen den beiden Schwellwerten der ersten Schwellenschaltung zur Erzeugung eines Impulses mit einer Impulsbreite in Abhängigkeit von den Schwellwerten der zweiten Schwellenschaltung, und eine Austastschaltung (9) zur Erzeugung eines verzögerten Impulses mit einer Impulsbreite entsprechend der Differenz zwischen den Vorderflanken der Ausgangsimpulse der beiden Schwellenschaltungen vorgesehen sind.

2. Verzögerungspulsgenerator mit einer Pulseingangsschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste, mit der Auegangsseite der Pulseingangsschaltung verbundene Schwellenschaltung mit einem hohen und einem niedrigen Schwellwert zur Erzeugung eines Impulses mit einer Impulsbreite in Abhängigkeit von den Schwellwerten, eine zweite, parallel zu der ersten Schwellenschaltung geschaltete, mit der Ausgangsseite der Pulseingangeschaltung verbundene Schwellenschaltung, deren einer Schwellwert zwischen den beiden Schwellwerten der ersten Schwellenschaltung liegt, und die einen Impuls mit einer Impulsbreite in Abhängigkeit von dem Schwellwert der zweiten Schwellenschaltung erzeugen kann, und eine Abtastschaltung zur Erzeugung eines verzögerten Impulses mit einer Impulsbreite in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Vorderflanken der Ausgangs-

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impulse der beiden Schwellenschaltungen vorgesehen sind.

3ο Verzögerungspulsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulseingangsschaltung einen Sägezahn-Wellengenerator aufweist.

4. Verzögerungspulsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulseingangsschaltung einen Sinuswellengenerator auf we ist.

5. Verzögerungspulsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten und zweiten Schwellenschaltungen einen Schmitt-Trigger aufweist.

6ο Verzögerungspulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Schwellenschaltung eine Schaltung mit zwei zueinander parallelen Komparatoren aufweisen.

7. Verzögerungspulsgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schwellenschaltung eine Schaltung mit zwei zueinander parallelen Komparatoren aufweist.

8· Verzögerungspulsgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schwellenschaltung einen Komparator aufweist.

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