DE2539869C2

DE2539869C2 - Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Richtimpulses

Info

Publication number: DE2539869C2
Application number: DE19752539869
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl.-Phys. 8000 München Keßler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-09-08
Filing date: 1975-09-08
Publication date: 1983-01-05
Also published as: DE2539869A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Richtimpulses, der zum Setzen logischer Schaltkreise bei Einschaltung der Versorgungsspannung dient, mit einer Bezugsspan nungsschaltung, an deren Abgriff ein Teil der Versorgungsspannung anliegt, einem an diesen Abgriff angeschlossenen Verstärker, einem dem Verstärker nachgeschalteten kapazitiven Zeitglied und einem an das kapazitive Zeitglied angekoppelten Schaltglied, das in Abhängigkeit von der Spannung am Zeitglied einen Ausgangsimpuls formt.

Lugische Schaltkreise wie beispielsweise Flip-Flops oder aus solchen zusammengesetzte Schieberegister und Zähler müssen bei Einschalten eines Gerätes, beispielsweise eines Speichers, in einen vorgegebenen logischen Schaltzustand geschaltet werden. Dies kann dadurch erfolgen, daß derartige Schaltkreise bei Einschaltung der Versorgungsspannung durch einen entsprechenden Impuls in den geforderten Schaltzustand geschaltet werden.

Eine Schaltungsanordnung der obengenannten Art ist aus der DE-OS 24 51 362 bekannt. Dabei wird jedoch die Bezugsspannungsschaltung nicht durch einen Spannungsteiler, der eine außen anliegende Spannung in einem allein von Schaltungselementen mit vorgegebenem Widerstand bestimmten Verhältnis teilt, sondern durch eine Kette von Schaltungselementen mit Transistoren, deren Widerstand durch die an den Gates anliegenden Signale beeinflußt wird, gebildet. Eine derartige Kette kann daher nicht als Spannungsteiler bezeichnet werden. Weiterhin wird bei der vorbekannten Schaltung das a ',das kapazitive Zeitglied angekoppelte Schaltungsglied durch ein NAND-Gatter gebildet, das durch mindestens zwei Eingangssignale in einen definierten Zustand geschaltet wird.

Diese vorbekannte Schaltungsanordnung besitzt daher einerseits den Nachteil, daß das den Verstärker ansteuernde Signal nicht proportional zur Versorgungsspannung ist und daß das Schaltgüed nicht allein durch eine von dem kapazitiven Zeitglied gelieferte analoge elektrische Größe angesteuert werden kann.

Es ist weiterhin aus der DE-OS 24 60 671 eine Schaltungsanordnung der in Rede stehenden Art bekanntgeworden, bei der die Verse'yungsspannung an einem Spannungsteiler steht, welcher eine Inverter- bzw. Vei stärkerstufe ansteuert, deren Ausgangssignal den Richtimpuls bildet. Diese Schaltungsanordnung ist so ausgelegt, daß der den Richtimpuls liefernde Ausgang bei voller Versorgungsspannung auf Masse gelegt wird, so daß das Ausgangssignal dann zu Null wird, wodurch der Richtimpuls gebildet wird. Bei einer derartigen Schaltungsanordnung müssen mindestens die Elemente des Spannungsteilers so auf die Versorgungsspannung abgestimmt werden, daß sich das gewünschte Schaltverhalten der Inverter- bzw. Verstärkerstufe für die Bildung des Richtimpulses ergibt. Die Wahl der Elemente der Schaltungsanordnung ist daher im Hinblick auf die Größe der Versr rgungsspannung nicht frei. d. h. mit anderen Worten, die Schaltungsanordnung besitzt den Nachteil, daß ihre Elemente nicht unabhän gig von der Versorgungsspannung wählbar sind.

Es ist schließlich aus der DE-OS 2262 719 eine Impulsgeneratorschaltung bekanntgeworden, welche mit zwei durch Zeitkonstantenglieder in Form von /?C-Gliedern angesteuerten Schaltern arbeitet. Damit wird jedoch ein Impuls erzeugt, der erst in einem vorgegebenen Zeitpunkt nach dem Einschalten der Versorgungsspannung einsetzt. Ein solcher Impuls eignet sich nicht zum Setzen von logischen Gliedern unmittelbar nach dem Einschalten der Versorgung?- spannung, so daß bei Verwendung einer derartigen Schaltung zum Setzen logischer Glieder bereits

FehJsteuerungen auftreten können, bevor der impuls einsetzt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der in Rede stehenden Art anzugeben, mit der ein definierter Richtimpuls im Zeitpunkt des Einsciialtens der Vers?»-- gungsspannung unabhängig von deren Größe erzeugbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten An erfindungsgemäß dadurch gelö^c\ ύ,-.Η ftic Bezugsspannungsschaltung ein Spannungsteiler ist und daß das Schaltglied ein Schwellwertschalter mit nachgeschaltetem inverter ist

Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den UnteranspriJchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispi^ls näher erläutert.

Gemäß der Figur umfaßt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Richtimpulsen einen Spannungsteiler 1, der durch zwei als Widerstände geschaltete und in Reihe liegende MOS Transistoren Mi und Mj gebildet wird. An den Abgriff dieses Spannungsteilers ist ein insbesondere menrstufiger Verstärker 2 angekoppelt. Die Stufen dieses Verstärkers werden durch jeweils eine Inverterstufe gebildet, die einen durch ein Eingangssignal angesteuerten MOS-Transistor sowie einen in dessen Ausgangskreis liegenden, als Widerstand geschalteten Last-MOS-Transistor aufweisen. Im Ausführungsbeispiel werden drei derartige Stufen durch Transistoren M3 und M₄, M₅ und Mt sowie Mn und M^ gebildet. Eine weitere Stufe mit einem MOS-Transistor Mi enthält in ihrem Lastkreis an Stelle eines Lasttransistors einen Widerstände.

Der Ausgang dieses Verstärkers ist an ein kapazitives Zeitglied 3 angekoppelt. Dieses Zeitglied 3 enthält eine Kapazität 21, die über einen vom Verstärker 2 angesteuerten Ladekreis aufladbar und über einen Entladekreis bsi Ausfall der Versorgungsspannung entladbar ist. Sowohl der Ladekreis als auch der Entladekreis werden jeweils durch einen MOS-Transistor M<t bzw. Mto sowie einen Strombegrenzerwiderstand 19 bzw. 20 gebildet.

An dieses kapazitive Zeitglied ist ein Schwellwertschalter 4 angekoppelt. Dieser Schwellwertschalter 4 wird durch eine Eingangs-Inverterstufe gebildet, die einen Eingangs-MOS-Transistor Mn und einen in dessen Lastzweig liegenden, als Widerstand geschalteten MOS-Transistor Mn at'weisL Zwei weitere MOS-Transistoren Mu und Mis mit einem als Widerstand geschalteten MOS-Transisto- Mu, im Lastzweig des

MOS-Transistors M^ bilden eine Kippstufe, wobei die Gates der MOS-Trunsisloren Mm um! M|> jeweils an der Source-Drairi-Strecke des anderen Transistors liegen. Diese Kippstufe ist über einen als Widerstand geschalteten MOS-Transistor Mu an die Eingangs-In-•vsirieretuft: Λ·/,ι, Mm gekoppelt.

Am Ausgang des Schwellwertschalters 4 liegt ein Inverter 5.

Die gesamte vorstehend erläuterte Schaltungsanordnung wird an Klemmen 10 und 11 mit einer Versorgungsspannung — Voo versorgt, wobei die Klemme 11 an Erde und die Klemme 10 an negativem Potential — Vonliegt.

Wird die Versorgungsspannung — Von eingeschaltet, so ist zunächst der Transistor M·, gesperrt, so daß die Kapazität 21 ohne Ladung bleibt. Daher erhält auch der Schwellwertschalter 4 kein Ansteuersi^nal, so daß an seinem Ausgang ein logisches Signal ,0« steht. Der Inverter 5 überführt dieses Ausgangssignal in ein logisches Signal »1«.

Überschreitet die Versorgungsspaniiung einen Wert, bei dem am Abgriff des Spannungsteilers 1 (Verbindungspunkt der Transistoren Mi zu M2)die Einsatzspannung des Transistors M₁ erreicht wird, so wird suf Grund der Gesamtverstärkung des Verstärkers 2 der Transistoi M» leitend. Damit lädt sich die Kapazität 21 über diesen Transistor und den Widerstand 19 auf. Wird der Schwellwert des Schwellwertschalters 4 überschritten, so kippt dessen Ausgang auf das logische Signal »1«, so daß am Ausgang des Inverters 5 ein logisches Signal »0« erscheint.

Damit erscheint also am Ausgang des Inverters 5 in Abhängigkeit von der Zeitkonstanten des kapazitiven Zeitgliedes 3 ein Impuls vorgegebener Dauer, der als Richtimpuls zum Setzen nichtdargestellter logischer Schaltkreise ausnutzbar ist.

Die Dimensionierung der Schaltungsanordnung kann beispielsweise so gewählt werden, daß der Spannungsteiler 1 für eine Einsatzspannung von —3,25 V bei einer Versorgungsspannung — Vod = — 13 V anspricht und die K^oazität 21 in etwa 20 ms bis zur Schaltschwelle aufgeladen wird.

Fällt die Versorgungsspannung aus, so wird die Kapazität 21 über den Widerstand 20 ur.d den Transistor Mio entladen (Drain und Gate de' Transif tors Mio werden durch die Kapazität 21 auf negativem Potential gehalten). Die Entladezeit ist kleiner als die Speicherzeit ohne Versorgungsspannung, d. h. nach einem Spannungsausfall, der langer als diese Zeit andauert, wird der Richtimpuls bei Wiedereinschalten der Versorgungsspanming wiederholt. Die Speicherzeit kann beispielsweise 3 ms betragen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Richtimpulses, der zum Setzen logischer Schaltkreise bei Einschaltung der Versorgungsspannung dient, » mit einer BezugLspannungsschJtung. an deren Abgriff ein Teil der Versorgungsspannung anliegt, einem an diesen Abgriff angeschlossenen Verstärker, einem dem Verstärker nachgeschalteten kapazitiven Zeitglied und einem an das kapazitive Zeitglied >·> angekoppelten Schaltgüed, das in Abhängigkeit von der Spannung am Zeitglied einen Ausgangsimpuls formt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannungsschaltung ein Spannungsteiler (1) ist und daß das Schaltgüed ein Schwellwertschalter ι > (4) mit nachgeschaltetem Inverter (5) isL
2.Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (2) mehrstufig ausgebildet ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch I uvid 2. -'" dadurch ^kennzeichnet, daß die Stufen des Verstärkers (2) durch jeweils eine Invprterv.ife (beispielsweise Mj, M«) gebildet sind, die einen durch ein Eingangssignal angesteuerten MOS-Transistor (beispielsweise Mi) sowie einen in dessen Ausgangs- -"> kreis liegenden, als Widerstand geschalteten Last-MOS-Transistor (M,) aufweisen.
4. Schallungsanordnung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler (1) durch zwei als Widerstand >" geschaltete MOS-Transistoren (M₁. M₂) gebildet ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß das kapazitive Zeitglied (S) eine .kapazität (21) enthält, die über einen vom Vtrs'ärker (2) angesteuerten '"> Ladekreis (Mv, 19) aufladba. und über einen Entladekreis (20. Mm) beim Ausfall der Versorgungsspannung (— V,,/)) entladbar ist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Ladekreis (M<,. 19) ⁴" als auch der Entladckreis (20. Mm) jeweils durch einen MOS-Transisior (Mv b/w. Mm) sowie einen Strombegrenzerwiderstand (19 bzw. 20) gebildet ist.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche I bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß der ·»' Schwellwertschalter (4) durch eine Eingangs-In verterstufe (Mv. Mi2) mit einem durch ein Eingangssignal angesteuerten MOS-Transistor (M₁,) und einem als Widerstand geschalteten MOS-Transistor (Mi₂) sowie eine an die Eingangs-Inverterstufe angekop- '" pelte Kippstufe (Mu. M^. Mi;) mit zwei wechselseitig kreuzgekoppelten MOS-Transistoren (Mu. Mn) und einem als Widerstand geschalteten MOS-Transistor (M₁*) als Last im Ausgangskreis der Kippstufe gebildet ist. >>
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7.dadurch gekennzeichnet, daß die Kippstufe (M,,. Mii. M,,,) über einen als Widerstand geschalteten MOS-Transistor (M, 1) an die Eingangs Inverterstufe (M,, angekoppelt ist.