DE2538207A1

DE2538207A1 - Signalgenerator

Info

Publication number: DE2538207A1
Application number: DE19752538207
Authority: DE
Inventors: Tadao Kikuchi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1974-09-04
Filing date: 1975-08-27
Publication date: 1976-04-01
Also published as: JPS5128733A; US3983420A; JPS5430617B2

Description

Signalgenerator
(Priorität: 4. September 1974, Japan, Nr. 100 926)

Die Erfindung bezieht sich auf einen Signalgenerator, insbesondere auf einen selbstlöschenden Signalgenerator eines druckenden elektronischen Tischrechners, der aus Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate (im folgenden MISFETS's) aufgebaut ist.

Ein aus zwei Umkehrstufen aufgebautes Flip-Flop hat zwei stabile Zustände. Es wird hauptsächlich als Speicherschaltung verwendet. Es ist jedoch nicht definiert, welcher Zustand des Flip-Flops beim Einschalten einer Spannungsquelle stabilisiert ist. Es ist daher bei Geräten, bei denen Flip-Flops als Speichereinrichtungen verwendet werden, notwendig, den bedeutungslosen Speicherinhalt des Flip-Flops zu löschen, der beim Einschalten der Spannungsquelle gespeichert wird. Insbesondere bei batteriegespeisten tragbaren Tischrechnern und dergleichen, bei denen bei jeder Benutzung die Spannungsquelle ein- und ausgeschaltet wird,ist es mühsam, die löschung nach dem Einschalten der Spannungsquelle von Hand durchzuführen. Es ist daher wünschenswert, beim'Einschalten der Spannungsquelle die Löschung automatisch vorzunehmen.

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Zur automatischen Löschung wurde vorgeschalgen, eine bestimmte Zeit nach dem Einschalten der Spannungsquelle einen Impuls zu erzeugen, der zur Durchführung der löschoperation verwendet, wird. Auch wurde vorgeschlagen, ein Löschsignal im wesentlichen gleichzeitig mit dem Einschalten der Spannungsquelle zu erzeugen, das durch den Ausgang einer numerischen Taste oder einer zuerst zu betätigenden Operationstaste ausgelöst wird.

Bei diesen Verfahren muß der Impuls nach Stabilisierung des Flip-Flops nach dem Einschalten der Spannungsquelle erzeugt werden. Es ist im allgemeinen ein Kondensator mit vergleichsweise hoher Kapazität erforderlich, um die Zeitsteuerung hierfür zu schaffen. Das Verfahren ist für kleine elektronische Tischrechner ungeeignet, die zumeist aus integrierten Halbleiterschaltungen aufgebaut sind.

Untersuchungen des oben beschriebenen Problems haben zu dem Ergebnis geführt, daß ein Flip-Flop verwendet werden kann, das beim Einschalten der Spannungsquelle in einen Zustand stabilisiert wird. Genauer, die automatische Löschoperation wird derart ermöglicht, daß ein Zustand, in den das Flip-Flop beim Einschalten der Spannungsquelle zunächst stabilisiert wird, als Löschsignal verwendet wird, und daß durch das Signal der zuerst zu betätigenden Taste das Flip-Flop zur Auflösung des Löschsignals invertiert wird. Da derartige Flip-Flops nicht die Zeitbegrenzungsschaltung eines Kondensators benötigen, können sie leicht in einer integrierten Halbleiterschaltung enthalten sein.

Es wird daher ein Flip-Flop benötigt, das beim Einschalten der Spannungsquelle stets in einen Zustand stabilisiert wird. Derartige Flip-Flops wurden bereits in einigen Patentanmeldungen der Anmelderin vorgeschlagen.

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Die bereits vorgeschlagenen Flip-Flops und die erfindungsgemäße Signalgeneratorschaltung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Signalgenerators;
Fig. 2 das Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels; Fig. 3a Schaltbilder von Flip-Flops; und
und 4a

Fig. 3b Arbeitskennlinien der Flip-Flops,
und 4'b

Bei einer der Flip-Flop-Schaltungen, die in Fig. 3a und deren
Arbeitskennlinie in Fig. 3b gezeigt ist, werden die Schwellenspannungen von Beiastungs-MISFET's M, und M. ausgenutzt. Die
Speisespannung V-^ wird dem Steueranschluß eines treibenden
MISFET M₁ zugeführt, und zwar über den Verarmungs-MISFET ML,
während sie über den Anreicherungs-MISFET M- dem Steueranschluß eines treibenden MISFET M₂ zugeführt wird. Infolge der Schwellenspannung des Belastungs-MISFET M, erreicht der treibende MISFET M. die Arbeitsspannung und wird früher nach dem Einschalten der Spannungsquelle leitend. Auf diese Weise wird das Flip-Flop stets in einen Zustand stabilisiert.

Fig. 4a zeigt das Schaltbild und Fig. 4b die Arbeitskennlinie eines weiteren Flip-Flops, bei dem in unterschiedlicher Weise die Schwellenspannungen treibender MISFET's M₁ und M„ ausgenutzt werden. Der treibende MISFET M₁ , dessen Schwellenspannung V,, .. kleiner ist, erreicht die Arbeitsspannung nach dem Einschalten der Spannungsquelle früher, so daß das Flip-Flop stets in einen Zustand stabilisiert wird.

Bei ausdruckenden elektronischen Tischrechnern ist nach dem Ein-" schalten der Spannungsquelle ein Druckvorgang notwendig, um klar anzuzeigen, daß der Rechner gelöscht ist. Das oben beschriebene Löschsystem kann bei dem Löschsignalgenerator von ausdruckenden

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elektronischen Tischrechnern nicht angewendet werden, weil es das löschsignal durch das Signal der zuerst betätigten Tasteauslöst. Mit anderen Worten, bei ausdruckenden elektronischen Tischrechnern wird der Druckvorgang zur Anzeige des leeren Zustandes nach Auslösen des Löschsignals durchgeführt. Er muß jedoch durchgeführt werden, bevor zur ersten Betätigung die Taste niedergedrückt wird. Bei ausdruckenden elektronischen Tischrechnern braucht daher die Löschsignalauslösung nicht automatisch durchgeführt zu werden.

Als der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe kann es betrachtet werden, einen Signalgenerator zu schaffen, der nach dem Einschalten der Spannungsquelle einen bestimmten vorgeschriebenen Wert annimmt, der eine vorherbestimmte Zeit später invertiert wird.

Der erfindungsgemäße Signalgenerator zeichnet sich aus durch wenigstens ein erstes und ein zweites Flip-Flop, die beim Einschalten einer Spannungsquelle zuerst stabilisiert werden, durch Speichereinrichtungen und durch eine Schaltung zur Bildung eines logischen Produkts (im folgenden UND-Gatter) wobei ein erstes und ein zweites Impuslsignal erzeugt werden, die periodisch einlaufen und gegeneinander phasenverschoben sind, wobei das erste Impulssignal dem invertierenden Eingang des ersten Flip-Flops zugeführt wird, ein invertiertes Ausgangssignal dieses Flip-Flops synchron mit dem zweiten Irnpulssignal durch die Speichereinrichtung an einem Eingang des UND-Gatters gespeichert wird, das erste Impulssignal dem zweiten Eingang des UND-Gatters zugeführt wird, dessen Ausgangssignal einem invertierenden Eingang des zweiten Flip-Flops zugeführt wird, und das invertierte Ausgangssignal des zweiten Flip-Flops als Ausgangssignal verwendet wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

S 0 .9 Β 1 /, / Ί 0 B 2

Fig. 1- zeigt ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels bei Anwen dung der Erfindung auf die automatische Löschschaltung eines aus druckenden elektronischen Tischrechners.

Die Schaltung enthält Flip-Flops 1 (MISFET¹S M₁ bis M) und 2 (MISFET¹S M₇ bis H..), die, wie erläutert, beim Einschalten d Spannungsquelle zuerst auf einen Wert stabilisiert werden.

Dem den invertierenden Eingang darstellenden Steueranschluß oder Gatter des MISFET's M_ß wird ein Wortimpuls WP zugeführt. Das invertierte Ausgangssignal des Flip-Flops 1 wird dem Steueranschluß eines ein UND-Gatter 3 darstellenden MlSFET M₁ . zugeführt, und zwar Über einen Übertragungsgatter-FET M₁~, der durch einen Taktimpuls CP2 gesteuert wird. Der Wortimpuls WP wird dem Steueranschluß eines weiteren, das UND-Gatter 3 bildenden MISFET's M₁₅ zugeführt. Das Ausgangssignal des UND-Gatters bzw. das logische Produkt zwischen den beiden Impulsen wird zum invertierten Eingangssignal des Flip-Flops 2 gemacht.Das invertierte Ausgangssignal des Flip-Flops 2 wird als Ausgangssignal verwendet.

In Fig. 1 bedeutet der Zusatz (E) des MISFET einen Anreichungs-MISFET und (D) einen Verarmungs-MISFET.

Der im Flip-Flop 1 (2) vorgesehene Verarmungs-MISFET M₅ (M₁₁) entlädt schnell die in der Gate-Kapazität des MISFET M₀ (M₀) gespeicherten Ladungen, wenn der Zustand, in den das Flip-Flop nach dem Einschalten der Spannungsquelle stabilisiert wird, invertiert wird, wenn die Spannungsquelle danach ausgeschaltet und die Spannungsquelle nach extrem kurzer Zeit wieder eingeschaltet wird. Der MISFET K₁- (M₁ A dient also zur Vermeidung von Betriebsfehlern des Flip-Flops beim Einschalten der Spannungsquelle. Ebenso entlädt beim Ausschalten der Spannungsquelle ein MISFET M

, schnell die in der Speichereinrichtung gespeicherten

Ladungen, die die Gate-Kapazität G des das UND-Gatter 3 bildenden MISFET M₁ . ausnutzt. Er dient also zur "Verhinderung von Betriebsfehlern infolge der Ladungen. Dies ergibt sich aus der Erläuterung der Betriebsweise.

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Beim Einschalten der Spannungsquelle werden die Flip-Flops 1 und 2 in den Zustand stabilisiert, in dem die MISFET's M₁ und KL leitend und die MISFET's M₀ und M_Q nichtleitend sind.

Danach wird durch den zuerst einlaufenden Wortimpuls WP der MISFET Mp des Flip-Flops 1 in den leitenden und der MISFET M₁ in den nichtleitenden Zustand geschaltet.

Beim Einlaufen des gegenüber dem Wortimpuls WP phasenverschobenen Taktimpulses CP2 wird das invertierte Signal in die Gate-Kapazität C des MISFET M eingegeben, der das UND-Gatter 3 bildet, so daß dieser leitend wird.

Darauf wird der zweite, das UND-Gatter bildende MISFET M₁ ,_> durch den zweiten einlaufenden Wortinipuls WP in den leitfähigen Zustand geschaltet. Daher wird der MISFET M_ß des Flip-Flops 2 in den leitenden und der MISFET M„ in den nichtleitenden Zustand umgeschaltet. Das Löschsignal, das ein Ausgangssignal des Flip-Flops 2 darstellt, wird automatisch ausgelöst.

Erfindungsgemäß wird die Auslösung des automatischen Löschsignals logisch so bestimmt, daß die Zeit der Auslösung genau gesteuert und die Steuerschaltung in einer integrierten Halbleiterschaltung ausgebildet werden kann.

Innerhalb des Rahmens der Erfindung sind vielerlei Änderungen und Abwandlungen möglich.

Beispielsweise ist die Schaltungsanordnung des Flip-Flops beliebig, sofern es beim Einschalten der Spannungsquelle zuerst auf einen Wert stabilisiert wird. Mit den in Fig. 2 gezeigten Flip-Flops 1, und 2' kann die Lösch-Auslöseoperation durch den als dritten einlaufenden Wortimpuls WP bewirkt werden. Wenn η Flip-Flops vorge-

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sehen sind, so kann die Lösch-Auslöseoperation durch den n-ten Wortimpuls WP herbeigeführt werden. Die Zeiteinstellung kann entsprechend in geeigneter Weise gewählt werden.

Die erfindungsgemäße Signalgeneratorschaltung kann außer aus Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate auch aus bipolaren Transistoren aufgebaut werden. Als Speichereinrichtung kann auch eine andere Schaltung verwendet werden, beispielsweise ein Flip-Flop.

Als Inipulssignale können beliebige Impulssignale verwendet werden, sie müssen jedoch gegeneinander phasenverschoben sein.

Die erfindungsgemäße Schaltung kann nicht nur für Selbstlöschschaltungen, sondern auch für Signalgeneratoren verwendet werden, die nach Ablauf einer bestimmten Zeit nach Einschalten einer Spannüngsquelle ein Signal erzeugen.

£ 09«14/1QB Z

Claims

PATENTANSPRUCH

Signalgenerator, gekennzeichnet durch wenigstens ein erstes und ein zweites Flip-Flop (1, 2, 2¹), die heim Einschalten einer Spannungsquelle zuerst stabilisiert werden, und durch Speichereinrichtungen, durch eine Schaltung (3,3') zur Bildung eines logischen Produkts, wobei ein erstes und ein zweites Impulssignal erzeugt werden, die periodisch einlaufen und gegeneinander phasenverschoben sind, wobei das erste Impulssignal dem invertierenden Eingang des ersten Flip-Flops zugeführt wird, ein invertiertes Ausgangssignal dieses Flip-Flops synchron mit dem zweiten Impulssignal durch die Speichereinrichtung an einem Eingang des UND-Gatters gespeichert wird, das erste Impulssignal dem zweiten Eingang des UND-Gatters zugeführt wird, dessen Ausgangssignal einem invertierenden Eingang des zweiten Flip-Flops zugeführt wird, und das invertierte Ausgangssignal des zweiten Flip-Flops als Ausgangssignal verwendet wird.

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