DE2533427B2 - Schaltungsanordnung zur verzoegerung von impulsen - Google Patents

Description

In der Hauptanmeldung ist eine Schaltungsanordnung zur Verzögerung von Impulsen erfaßt, die aus Verknüpfungsgliedern, von denen mindestens eines Negationsfunktion hat, und aus Widerstands-Kondensator-Gliedern mit Integrationsfunktion aufgebaut ist. Zwischen ihrem durch die Impulse gespeisten Eingang und ihrem Ausgang liegt die Kettenschaltung eines Widerstands-Kondensator-Gliedes, eines Verknüpfungsgliedes mit Negationswirkung, eines weiteren Widerstands-Kondensator-Gliedes, das dieselbe Zeitkonstante wie das erstgenannte Widerstands-Konden- <m sator-Glied hat, und eines weiteren Verknüpfungsgliedes, das dieselbe Ansprechschwelle wie das erstgenannte Verknüpfungsglied hat. Die mit den Impulsen nicht belieferten Eingänge der Verknüpfungsglieder sind fest an eine konstante Spannung gelegt. Die beiden < >.s Verknüpfungsglieder sind in C-MOS-Technik auf demselben Chip integriert.

Dadurch, daß zwischen den beiden Widerstands-Kondensator-Gliedern ein Verknüpfungsglied mit Negationswirkung eingefügt ist, ergibt es sich, daß bei den Impulsflanken eines zugeführten Impulses bei dem einen der beiden Verknüpfungsglieder die Ansprechschwelle in der einen Richtung, z. B. von höherer zu niedrigerer Spannung, und beim anderen Verknüpfungsglied die Ansprechschwelle in der anderen Richtung, also z. B. in Richtung von niedrigerer zu höherer Spannung, durchschritten wird. Hat sich die an sich vorgesehene Ansprechschwelle beispielsweise infolge Fertigungstoleranzen etwas verlagert, so werden die Auswirkungen dieser Verlagerung wegen der unterschiedlichen Durchschreitungsrichtung bei den beiden Verknüpfungsgliedern weitgehend kompensiert. Da die Verknüpfungsglieder in C-MOS-Technik auf demselben Chip integriert sind, kann man damit rechnen, daß die Ansprechschwelie bei beiden Verknüpfungsschaltungen in derselben Weise verlagert ist. Eine Verlagerung der an sich vorgesehenen günstigen Ansprechschwelle wirkt sich daher kaum in unerwünschter Weise aus. Zweckmäßigerweise wird die Ansprechschwelle der Verknüpfungsglieder in die Mitte zwischen der oberen und der unteren Impulsspannnng gelegt. Die Verzögerungszeit für jeweils eine Flanke eines zugeführten Impulses besteht dann aus zwei gleich großen Teilzeiten, von denen die eine Teilzeit durch das eine Widerstands-Kondensator-Glied und die andere Teilzeit durch das andere Widerstands-Kondensator-Glied mitbestimmt wird. Es zeigt sich, daß die prozentuale Abweichung der Verzögerung wesentlich geringer als die prozentuale Abweichung der Ansprechschwelie ist.

Es besteht nun die Aufgabe, bei einer Schaltungsanordnung zur Verzögerung von Impulsen möglichst auch eine Flankenversteilung der Impulse zu erzielen. Die Flankenversteilung kann bekanntlich durch einen ausgangsseitigen Verstärker bewirkt werden, der mit einer Mitkopplung versehen ist. Diese Mitkopplung kann mit unterschiedlichen Schaltelementen zustandegebracht werden, wodurch sich dementsprechende Vorieile oder Nachteile ergeben. Es ist nun auch bereits eine besonders zweckmäßige Art und Weise vorgeschlagen worden, wie die zur Mitkopplung dienenden Schaltungselemente mit einem Widerstands-Kondensator-Glied zu verbinden sind, das bei der Verzögerung der Impulse mitwirkt (siehe DT-Patent 24 23 061). Die Erfindung zeigt nun einen Weg, wie diese vorteilhafte Verbindungsweise bei der in der Hauptanmeldung erfaßten Schaltungsanordnung zur Verzögerung von Impulsen angewendet werden kann. Dabei bleiben die Vorteile dieser Schaltungsanordnung erhalten und werden durch die Vorteile der angewendeten Verbindungsweise ergänzt.

Die Erfindung geht also von einer Schaltungsanordnung zur Verzögerung von Impulsen aus, die aus Verknüpfungsgliedern, von denen mindestens eines Negationsfunktion hat, wie z. B. ein NAND-Glied und aus Widerstands-Kondensator-Gliedern mit Integrationsfunktionen aufgebaut ist, bei der zwischen ihrem durch die Impulse gespeisten Eingang und ihrem Ausgang die Kettenschaltung eines Widerstands-Kondensator-Gliedes, eines Verknüpfungsgliedes mit Negationswirkung, eines weiteren Widerstands-Kondensator-Gliedes, das dieselbe Zeitkonstante wie das erstgenannte Widerstands-Koindensator-Glied hat und eines weiteren Verknüpfungsgliedes, das dieselbe Ansprechschwelle wie das erstgenannte Verknüpfungsglied hat, liegt, bei der die mit den Impulsen nicht

belieferten Eingänge der Verknüpfungsglieder fest an eins konstante Spannung gelegt sind, und bei der die beiden Verknüpfungsglieder in C-MOS-Technik auf demselben Chip integriert sind, nach Patentanmeldung P 2419 521,9-31. Diese Schaltungsanordnung ist dadurch s gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Flankenversteilung der gelieferten Impulse der Kondensator des weiteren Widerstands-Kondensator-Gliedes in einen Mitkopplungskreis gelegt ist, der über ein am Ausgang angeschlossenes zusätzliches Negationsglied und einen ι ο Spannungsteiler führt, an dessen Abgriff dieser Kondensator angeschlossen ist.

Vorteilhafterweise wird hier der sowieso vorhandene Kondensator des einen Widerstands-Kondensator-Gliedes für die Mitkopplung mit ausgenutzt. Zugleich ergibt sich der Vorteil, daß die zusätzlichen zum Mitkopplungskreis gehörenden Schaltelemente derart bemessen werden können, daß sie in integrierten Schaltungen realisiert werden können. Wird z. B. der Spannungsteiler aus zwei ohmschen Widerständen aufgebaut, so läßt sich ohne weiteres erreichen, daß die Widerstandswerte der Spannungsteiler so klein sind, daß die zugehörigen Widerstände integrierbar sind. Bei einer besonders zweckmäßigen Ausbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist das eine Verknüpfungsglied ein Negationsglied, insbesondere mit Verstärkerwirkung, und das zweite Verknüpfungsglied ist mit dem zusätzlichen Negationsglied zu einem Verstärker zusammengefaßt. Dabei können die mit Impulsen nicht belieferten Eingänge eingespart werden.

Die Erfindung wird anhand von 2 Figuren näher erläutert.

In F i g. 1 ist ein Beispiel für eine Schaltungsanordnung zur Verzögerung von Impulsen gezeigt, bei der die Verknüpfungsglieder NAND-Glieder sind.

F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das eine Verknüpfungsglied ein Negationsglied ist und das andere Verknüpfungsglied mit dem zusätzlichen Negationsglied zu einem Verstärker zusammengefaßt ist.

An den Eingang a der in F i g. 1 gezeigten Schaltungsanordnung ist das Widerstands-Kondensator-Glied mit dem Widerstand R 1 in dem Kondensator Ci angeschlossen. An den Verbindungspunkt dieser beiden Schaltelemente ist der eine Eingang des NAND-Gliedes N i angeschlossen. An dessen Ausgang ist das zweite Widerstands-Kondensator-Glied aus dem Widerstand R 2 und dem Kondensator C2 angeschlossen. An den Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R 2 und dem Kondensator C2 ist der eine Eingang des NAND-Gliedes N2 angeschlossen. Die beiden noch freien Eingänge der NAND-Glieder N1 und A/2 sind an die Betriebsspannung + UB gelegt. Auch der Eingang a ist an diese Betriebsspannung + UB gelegt, und zwar über den Widerstand R 3, dessen Widerstandswert sehr klein gegen denjenigen des Widerstandes R 1 ist, der zum an den Eingang angeschlossenen Widerstands-Kondensator-Glied gehört. Die wirksame Zeitkonstante des Widerstands-Kondensator-Gliedes Ri-Ci wird durch das Vorhandensein des Widerstandes R 3 praktisch nicht verändert. Beim Eingang a wird ein fio Impuls durch Betätigung des Arbeitskontaktes s zugeführt. Ist dieser Kontakt nicht betätigt, so wirkt sich dort über den Widerstand R 3 die Betriebsspannung + UB als Ruhespannung aus. Wird dagegen der Arbeitskontakt s betätigt, so wird der Eingang a auf die <>:'-Impulsspannung, Masse gelegt. Erst nach öffnung dieses Arbeitskontaktes nimmt der Eingang a wieder die Ruhespannung + UB an. Im Verlauf dieser Kontaktbetätigungen wird dem Eingang a ein impuls zugeführt, der über die Schaltungsanordnung verzögert zum Ausgang edes NAND-Gliedes A/2 weitergeleitet wird. Von dort gelangt er über das Negationsglied A/3 in negierter Form zum Ausgang e'. Außerdem wirkt er sich über den Mitkopplungskreis in negierter Form auf den Eingang des Negationsgliedes A/3 aus, der über den Spannungsteiler aus den ohmschen Widerständen RK 2 und RK 1, den Kondensator C2 und das NAND-Glied A/2 führt. Der Kondensator C2 ist an den Abgriff des erwähnten Spannungsteilers angeschlossen. Der in den Auflade-Entlade-Stromkreis des Widerstands-Kondensator-Gliedes aus dem Widerstand R 2 und dem Kondensator C2 eingefügte Widerstand RK i des Spannungsteilers RK 1 - RK 2 kann einen Widerstandswert haben, der klein gegenüber dem Widerstandswert des Widerstandes R 2 ist, und zwar auch dann, wenn eine hinreichend starke Mitkopplung erzielt wird. Es wird daher durch den zum Mitkopplungskreis gehörenden Spannungsteiler die für die Aufladung des Kondensators C2 erforderliche Zeitspanne nicht wesentlich beeinflußt.

Dadurch, daß die Mitkopplung mit Hilfe eines Spannungsteilers bewirkt wird, läßt sich der Mitkopplungsgrad nicht nur durch Vergrößerung des Widerstandswertes des Widerstandes RK 2 verringern, sondern auch dadurch, daß der Widerstandswert des Widerstandes RK i verringert wird. Unter sonst gleichen Verhältnissen kann daher auch durch Verwendung eines Widerstandes RK1 mit hinreichend kleinem Widerstandswert verhindert werden, daß durch das NAND-Glied A/2 und das Negationsglied A/3 eine eigenstabile Anordnung zustandekommt, auch wenn diese Glieder eine gewisse eigene Verstärkung haben. Eine derartige Eigenstabilität könnte die Übertragung von Impulsen behindern. Dies kann hier aber auch vermieden werden, ohne daß dem Widerstand RK 2 ein derart großer Widerstandswert gegeben werden muß, der sich schlecht in einer integrierten Schaltung realisieren läßt. Ferner hat die Benutzung des Spannungsteilers zur Folge, daß es nicht notwendig ist, dem Widerstand R 2 einen besonders kleinen Widerstandswert und damit dem Kondensator C2 eine große Kapazität zu geben. Da sich die Zeitkonstante eines Widerstands-Kondensator-Gliedes nach dem Produkt aus dem betreffenden Widerstandswert und der Kapazität des zugehörigen Kondensators richtet und umso größer ist, je größer dieses Produkt ist, ergibt es sich, daß unter sonst gleichen Umständen wegen eines höheren Widerstandswertes des Widerstandes R2 der Kondensator C2 eine kleinere Kapazität hat und damit billiger als sonst ist oder leichter als sonst realisierbar ist. In jedem Falle wirken sich Spannungschwankungen, die am betreffenden Eingang des NAND-Gliedes A/2 auftreten, also an demjenigen Eingang, bei dem der Kondensator C 2 angeschlossen ist, nach Weiterleitung über dieses NAND-Glied und über das Negationsglied N 3 sowie über den Spannungsteiler RK 2-RKi und den Kondensator C2 und damit nach Rückführung bei dem erwähnten Eingang derart aus, daß sie die beabsichtigte Mitkopplung zustandebringen. Der Mitkopplungsgrad kann dabei durch Einstellung des Spannungsteilers RK2-RKi in Anpassung an den Verstärkungsgrad, der durch das NAND-Glied A/2 und das Negationsglied A/3 bestimmt wird, geeignet eingestellt werden. Eine derartige Mitkopplung bringt die erwünschte Versteilung der Vorderflanke und der Hinterflanke von Impulsen zustande, die über Schal-

tungsanordnungen verzögert übertragen werden (siehe auch DT-Patent 24 23 061). Die NAND-Glieder N1 und /V 2 und das Negationsglied Λ/3 können in an ,sich bekannter Weise mit Hilfe von Transistoren aufgebaut werden. Alle zur Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 gehörenden Schaltungselemente können auf demselben Chip integriert werden.

Das in F i g. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann auch in verschiedener Weise verändert werden. So können z. B. die Polaritäten der benutzten Spannungen vertauscht werden. Es kann auch bei sinngemäßer Umgestaltung statt eines Arbeitskontaktes ein Ruhekontakt zur Zuführung eines Impulses benutzt werden. Sinngemäß können statt NAND-Glieder auch NOR-Glieder verwendet werden. In jedem Fall wird eine Verzögerung zugeführter Impulse und eine Versteilerung ihrer Flanken erzielt. Durch die Verzögerungszeitspanne werden Eingangsstörspannungen, die z. B. durch Prellungen des Arbeitskontaktes s entstanden sind, vorteilhafterweise abgefangen.

Ein weiteres Auführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist in der Fig.2 gezeigt. Hier wird das eine Verknüpfungsglied durch das Negationsglied VI vertreten, insbesondere durch ein Negationsglied, das auch eine Verstärkerwirkung hat. Außerdem ist das weitere Verknüpfungsglied mit dem zusätzlichen Negationsglied zum Verstärker V2 zusammengefaßt. Die mit Impulsen nicht belieferten Eingänge von Verknüpfungsgliedern sind hier eingespart. Im übrigen entspricht die in F i g. 2 gezeigte Schaltung der in Fig. 1 gezeigten. Das Negationsglied Vl wirkt offensichtlich in derselben Weise bei der Weitergabe von Impulsen mit, wie das in F i g. 1 gezeigte NAND-Glied N1. Der Verstärker V2 wirkt sich hier in

s derselben Weise aus, wie bei der Anordnung gemäß Fig. 1 das NAND-Glied Λ/2 und das Negationsglied N3. Die Mitkopplung kommt daher genauso wie dort zustande und damit auch die Flankenversteilerung. Das Negationsglied Vl und der Verstärker V2 haben

to zweckmäßigerweise jeweils eine Ansprechschwelle, die in der Mitte zwischen der oberen und der unteren Impulsspannung liegt. Es ist dann auch hier die prozentuale Abweichung der Verzögerung wesentlich geringer als die prozentuale Abweichung dieser

ι <; Ansprechschwelle, da sich solche Abweichungen weitgehend gegeneinander kompensieren. Damit kann vor allem dann gerechnet werden, wenn das Negationsglied Vl und der Verstärker V2 auf demselben Chip integriert sind. Sie können selber in an sich bekannter Weise aus Transistoren aufgebaut sein. Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 weist daher ebenfalls alle erwähnten Vorteile auf.

Die Verstärkerwirkung für das Negationsglied Vl kann durch einen unmittelbar mit ihm in Kette

j>s geschalteten zusätzlichen Verstärker zustande gebracht werden, der dieselbe Ansprechschwelle wie der sowieso vorhandene Verstärker V2 hat. Dann kann der Chip zwei gleiche Schaltungsteile haben, nämlich die beiden erwähnten Verstärker. Es kann dann mit Sicherheit damit gerechnet werden, daß der angestrebte Kompensationseffekt erzielt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Verzögerung von Impulsen, die aus Verknüpfungsgliedern, von denen mindestens eines Negationsfunktion hat, wie z. B. ein .; NAND-Glied, und aus mehreren Widerstands-Kondensator-Gliedern mit Integrationsfunktion aufgebaut ist, bei der zwischen ihrem durch die Impulse gespeisten Eingang und ihrem Ausgang die Kettenschaltung eines Widerstands-Kondensator-Gliedes κ. eines Verknüpfungsgliedes mit Negationswirkung, eines weiteren Widerstands-Kondensator-Gliedes, das dieselbe Zeitkonstante wie das erstgenannte Widerstands-Kondensator-Glied hat, und eines weiteren VerknüpfungsgliedSes, das dieselbe An- is sprechschwelle wie das erstgenannte Verknüpfungsglied hat, liegt, bei der die mit den Impulsen nicht belieferten Signaleingänge deir Verknüpfungsglieder fest an eine konstante Spannung gelegt sind, bei der die beiden Verknüpfungsgliedler in C-MOS-Technik auf demselben Chip integriert sind, nach Patentanmeldung 24 19521.9-31, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Flankenversteilerung der gelieferten Impulse der Kondensator (C2) des weiteren Widerstands;-Kondensator-Gliedes (Rl, C2) in einen Mitkopplungskreis gelegt ist, der über ein am Ausgang (e) angeschlossenes zusätzliches Negationsglied (N 3) und einen Spannungsteiler (RK 2, RKl) führt, an dessen Abgriff dieser Kondensator (C 2) angeschlossen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler aus zwei ohmschen Widerständen (RK2, RKi) besteht und daß der in den Auflade-Eritlade-Stromkreis des weiteren Widerstands-Kondensator-Gliedes (R 2, C2) eingefügte Teil (RKt) des Spannungsteilers (RK2, RK1) einen Widerstaindswert hat, der klein gegenüber dem Widerstandswert des Widerstands-Kondensator-Gliedes (R 2, CA) ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsglieder (NAND-Glieder Λ/1, Λ/2) mit je zwei Eingängen sind, von denen jeweils ein Eingang fest an eine Betriebsspannung (+ UB) gelegt ist, die sich wie die Ruhespannung auswirkt.