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Verfahren und Vorrichtung zur Verhinderung der
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Verarbeitung der durch zu geringe Versorgungsspannung während des
Betriebsspannungsausfalls in einem batteriegepufferten Italbleiterspeicher hrvorgrfenen
Störungen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Verhinderung der Verarbeitung der in einem batteriegepufferten Halbleiter speicher
einer Datenverarbeitungsanordnung durch zu geringe Versorgungsspannung während des
Betriebsspannungsausfalls hervorgerufenen Störungen der Daten.
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Es ist bereits eine Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Notstromversorgung
von Halbleiterspeichern bekannt.
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die einen zur Betriebsspannungsquelle parallel geschalteten Akkumulator
enthält. Der Akkumulator speist die lialbleiterspeichermatrix wenn die Betriebsspannung
ausfällt. Die gespeicherten Daten bleiben daher erhalten.
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Bei länger andauerndem Ausfall der Versorgungsspannung kann infolge
der Entladung des Akkumulators die Versorgungsspannung fiir die Halbleitermatrix
so weit absinken, daß die gespeicherten Daten teilweise oder ganz verloren gehen
(Zeitschrift:Electronics", May 8, 1972, 5.
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102, 103).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zu entwickeln, mit denen einerseits festgestellt werden kann, ob die Versorgungsspannung
für den Halbleiterspeicher bei Einspeisung durch die Betriebsspannung und/oder Batterie-
oder Akkumulatorspannung unter einen für die einwandfreie Speicherung der Daten
kritischen Wert abgesunken ist, und andererseits die Verarbeitung der Daten aus
dem Halbleiterspeicher nach Unterschreiten der kritischen Versorgungsspannungsschwelle
verhindert werden kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach Wiederkehr
der Betriebsspannung vor der Ladung der aufladbaren Batterie die Höhe der Batteriespannung
auf das Vorliegen einer für die Erhaltung der gespeicherten Daten erforderlichen
Schwelle geprüft und bei unterhalb der Schwelle liegender Batteriespannung eine
Meldung hervorgerufen und/oder das Auslesen von Daten aus dem Halbleiterspeicher
gesperrt wird. Da während des Ausfalls der Betriebsspannung keine Prüfung der Versorgungsspannung
des Halbleiterspeichers stattfindet, wird aus der Batterie oder dem Akkumulator
keine Energie für die Prüfung entnommen. Die von der Batterie abgegebene Energie
steht daher für die Aufrechterhaltung der gespeicherten Daten zur Verfügung. Das
vorstehend erwähnte Verfahren ermöglicht daher bei einer gegebenen Batterie-oder
Akkumulatorgröße die Überbrückung eines längeren Zeitraumes zwischen Ausfall und
Widderkehr der Betriebsspannung. Trotz der Einsparung an Energie wird eine zu
starke
Verminderung der Versorgungsspannung während des Ausfalls der Betriebsspannung erkannt,
so daß die Vernrbeitung feherhafter Daten in der Datenverarbeitungsan ordnung unteibunden
werden kaiin.
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Einr Vorrichtung zur Durchfijhrung des oben beschriebenen Verfahrens
besteht darin, daß von einem netriebsspannung.S-diskriminators ein in Abhängigkeit
von der Ilölle der Betriebsspannung in Bezug auf mindestens einen Schwellenwert
zwei unterschiedliche Pegel aufweisendes Steuersignal erzeugbar ist, durch das ein
mit der Batterie verbundener Versorgungsspannungsdiskriminator bei unterhalb der
Schwelle liegender Betriebsspannung abschaltbar und bei oberhalb der Schwelle liegendei
Betriebsspannung einschaltbar ist und daß bei einem Pegelwechsel des Steu@isignals
ein verzögertes Signal auslösbar ist, mit dem ein Schaltelement aus- bzw. einschaltbar
ist, das zwischen dem Pol der Betriebsspannung und dem Versorgungsspannungsauschluß
des Halbleiterspeichers angeordiiet ist, än den der Versorgungsspannungsdiskriminator
über ein Schaltelement angeschlossen ist, von dem bei einer unterhalb einer festgelegten
Schwelle ei legenden Versorgungsspannung ein Signal fiir ein Anzeigeelement und
zur Sperrung des Zugriffs zum llalbleiterspeicher erzeugbar ist. Solange die Betriebsspannung
nach dem Ausfall der Einspeisung noch hinreichend groß ist, bewirkt der Betriebsspannungs
dlskriminator die Abtrennung des Versorgungsspannungsdi skriininators vom Versorgungsspannungsanschluß
des Halbleiterspeichers. Nach Wiederkehr der Betriebsspannung schaltet der Botriebsspannungsdiskriminator
vor der tbernahme der Stromversorgung des Halbleiter speichers durch die Betriebsspannung
den Versorgungsspannungsdiskriminator an die Versorgungsspannung an. Dadurch' wird
die Höhe der Batterie-bzw.
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Akkumulatorapannung geprüft. Die Schaltungsanordnung ermöglicht
eine
Prüfung bei vorhandener Betriebsspanmlng und der bei Ausfall der Betriebsspannung
anstehenden Batterie bzw. Akkumulator spannung unter Schonung der Batterie mit wenig
aufwendigen Mitteln.
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Vorzugsweise hängt der Pegelweclhsel des Steuersignals bei Betriebsspannungsausfall
vom Unterschreiten eines unteren Schwellenwerts und bei Betriebsspannungswiederkehr
vom berschreiten eines oberen Schwellenwerts ab.
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Der Betriebsspannungsdiskriminator weist somit eine Hsterese auf.
Durch die Hysterese wird sichergestellt, daß bei rasch aufeinanderfolgenden Schwankungen
des Pegels der Betriebsspannung um den Schwellenwert nicht entsprechend häufig V
rsorgungsspannungsdiskriminator ein- und ausgeschaltet wird.
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Bei einer zweckmäßigen Ausfiihrungsform ist dem Steuersignal bei fehlender
Betriebsspannung der Pegel null Volt zugeordnet. Für die Abschaltung des Versorgungsspannungsdiskriminators
von der Stromversorgung für den Halbleiterspeicher wird deshalb während des Ausfalls
der Betriebsspannung keine Energie benötigt. Dies bedeutet eine weitere Schonung
des Energievorrats der Batterie bzw. des Akkumulators.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der oben beschriebenen Vorrichtung
ist mit dem Pegelwechsel des Steuersignals bei Abfall der Betriebsspannung ein Speicher
setzbar, mit dessen Ausgangssignal der Beginn eines neuen Arbeitszyklus der Datenverarbeitungsanordnung
sperrbar ist. Das Steuersignal wird in dieser Anordnung gleichzeitig zur Abschaltung
des Versorgungsspannungsdiskriminators, zur-Auslösung des verzögerten Signals und
zum Eingriff in den Ablauf der Signalverarbeitung der Datenverarbeitungsanordnung
ausgenutzt. Die Betriebsspannung
fällt in der Regel infolge vorhandener
Energiespeicher in einer bestimmten Zeit auf den Wert null ab. Während dieser kann
ein bereits begonnener Arbeitszyklus noch ausgeführt werden. Ebenso ist es während
dieser Zeit möglich, die für einen selbsttätigen Beginn der Arbeit nach Betriebsspannungswieitkehr
benötigten Daten dem Halbleiterspeicher zuzuführen. Der Beginn weiterer Arbeitszyklen
wird jedoch verhindert, so daß Fehler bei der Verarbeitung von Daten infolge zu
niedriger Betriebsspannung vermieden werden.
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Vorzugsweise ist mit dem Pegelwechsel des verzögerten Signals bei
Abfall der Versorgungsspannung der Zugriff zum Halbleiterspeicher sperrbar. Das
verzögerte Signal wird aufgrund dieser Anordnung mehrfach ausgenutzt, nämlich zur
Steuerung des Schaltelements vor dem Versorgungsspannungsanschluß des Halbleiterspeichers
und zur Beeinflussung des Arbeitsablaufs in der Datenverarbeitungsanordnung.
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Bei einer günstigen Ausfiihrungsform ist vorgesehen, daß mit dem bei
unterhalb der Schwelle liegender Batteriespannung auftretenden Signal des Versorgungsspannungsdiskriminators
während des Pegelwechsels des verzögerten Signals der Speicher setzbar ist. Sofern
während des Ausfalls der Betriebsspannung die kritische Schwelle der Versorgungsspannung
unterschritten worden ist, verhindert diese Anordnung das Auslesen von Daten aus
dem Halbleiterspeicher.
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Die V-rarbeitung falscher Daten ist deshalb nicht möglicn.
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Vorzugsweise ist dem Speicher eine Leuchtdiode nachgeschaltet. Der
Fehlerfall wird von der Diode angezeigt.
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Es können dann die entsprechenden Maßnahmen zur Fehlerbeseitigung,
z.B. Uberprüfung der gespeicherten und Eingabe korrigierter oder auch neuer Daten,
durchgefiihrt werden.
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Bei einer anderen zweckmäßigen Ausfijhrungsform ist der Speicher von
einem durch Tasterbetätigung erzeugten Signal zllriick.setzbar und der Spei cherzugriff
freigebbar.
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Eine weitere zweckmäßige AiisffiJirungsform besteht darin, daß der
13etriebsspannullgsdiskriminator die Reihenscheltungen einerseits zweier Widerstände
und andererseits eines Widerstands und einet Leuchtdiode aufweist, die von der Be-@riebsspannung
gespeist signal, und daß zwischen den gemeinsamen Vertindungsstellen der beiden
Wi(lersttinde und der Diode mit dem Widerstand die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors
angeordnet ist 1 dessen Kollektor über eine Transistorstufc an die Basis eines Transistors
angeschlossen ist, dessen Kollektor-Emitter-Strecke von der Betriebs-Spannung gespeist
ist und all dessen Kollektor das erste Steuersignal abgreifbar ist. Diese Anordnung
gibt ein Ausgangssignal bei Überschreiten einer Spannungsschwelle ab, di(-- durch
das Verhältnis del- W rte der in Reihe geschalteten Widerstände festgelegt ist.
Weiterhin ist für das ein@andfreie Arbeiten außei der zu überwachenden Spannung
keine weitere Spannung nötig. Darüberbinaus zeigt die Leuchtdiode des Betriebs spannwig
sdi skrimi na tors an, wenn die zu überwachende Spannung den eingestellten Schwellenwert
überschritten hat. Es ist daher eine laufende Kontrolle der einwandfreien Spannungsversorgung
möglich. Durch die Leuchtdiode wird überdies der Temperaturgang des nachgeschalteten
Transistors kompensiert. Die eingestellte Schwelle ist daher weitgehend VOil Temparaturschwankungen
unabhängig.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß
der Versorgungsspannungsdiskriminator die Reihenschaltungen einerseits zweier Widerstände
und andererseits eines Widerstands une einer Leuchtdiode enthält, die z;lschen dem
Versorgungsspannungsanschluß des Halbleiterspeichers und einer gemeinsamen Leitung
angeordnet sind, daß zwischen den gemeinsamen Verbindungsstellen
der
beiden Widerstände und der Diode mit dem Widerstand die Basis-Emitter-Strecke eines
Transistors angeordnet ist, dessen Kollektor über eine Transistorstufe an die Basis
eines Transistors gelegt ist, der zwischen dem Betriebsspannungsanschluß und dem
Eingang des Speichers angeordnet ist, und daß zwischen der gemeinsamen Leitung und
dem Bezugspotential ein vom ersten Steuersignal ein-und ausschaltbarer Transistor
angeordnet ist. Diese Anordnung weist ebenfalls die oben in Verbindung mit dem Betriebsspannungsdiskriminator
erwähnten Vorteile auf.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform i ist vorgesehen, daß der
Emitter des mit einem Transistor versehenen Schalteloments an einen Pol der fletriebspannungsquelle
gelegt ist, daß der Kollektor des Transistors über eine Diode mit dem Versorgungsspannungsanschluß
verbunden ist, daß der eine Pol eines Akkumulators einerseits über einen Widerstand
und einen Transistor mit dem Pol der Betriebsspannungsquelle und andererseits über
einen weiteren Transistor mit dem Versorgungsspannungsanschluß verbunden ist, daß
der eie Transistor zur Ladung des -Akkumulators durchlässig gesteuert und der weitere
Transistor nichtleitend ist und daß bei Betriebsspannungsausfall der weitere Transistor
durchl.issig gesteuert und der stete Transistor nichtleitend ist. Diese zu ac Anordnung
ermöglicht einen unterbrechungsfreien Ubergang des Halbleiterspeichers von Betricbsspannungsversorgung
auf Battcriespanngsversorgung.
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Vorzugsweise ist dem Schaltelement ein über einen Gleichrichter aufladbarer
Kondensator vorgeschaltet, der mittels einer Zerhackerschaltung auf eine Spannung
aufladbar ist, die um den Spannungsabfall am Schaltelement und an der Diode größer
als die Betriebsspannung ist. Der Halbleiterspeicher wird daher sowohl bei vorhandener
Netzspannung als auch bei Ausfall der Netzspannung mit einer in etwa gleich großen
Spannung versorgt.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in einer Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert, aus denen sich weitere Merkamle sowie Vorteile
ergeben.
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Es zeigen: Fig. 1 <in ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Verbinderung
der Wei terverarbeitung der durch zu geringe Versorgungsspannung während des Betriebsspannungsausfalls
in einem batteriegepufferten Halbleiterspeichers hervorgerufenen Störungen der D@ten.
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F g. 2 eine Schaltungsanordnung mit @häheren Einzelheiten des in Fig.
1 im Blockschaltbild gezeigten Vorrichtung.
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Ei nen Halbleiterspeicher 1 wird jiber einen Versorgungs spannungsanschluß
2 die erforderliches Spannung fiir den Betrieb zugefiihrt. D r Halbleiterspeicher
1 bildet einen Bestandteil einer Datenverarbeitungsanordnung, die in Fig. 1 und
2 nur zum Teil dargestellt ist. Der Versorgungsspannungsanschluß 2 stellt mit einer
L. leitung 3 in erbindung, der die Betriebsspannung für den Halbleiterspeicher 1
jiber eine Diode 4 und ein Schaltelement 5 zugefiihrt wird. An die L i tung 3 ist
weiterhin iiber ein Schaltelement 6 ein Akkumulator 7 angeschlossen. Zwischen dcnr
Eingang des Akkumulators 7 und der Betriebsspannung ist ferner ein Schaltelement
8 in Reihe mit einem nicht bezeichneten Widerstand angeordnet. Der Pol 9 der Betriebsspannung
speist einen Be trieb sspannungsdi skriininator 10, der die höhe der Betriebsspannung
überwacht. Die Betriebsspannung wird z.B. von einem Netzgerät erzeugt, das aus einem
Transformator, einer Gleichrichterschaltung und Kondensatoren besteht. Mit der Leitung
3 ist über ein weiteres Schaltelement 11 ein Vcrsol gungsspannungsdiskriminator
12 verbunden.
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Im Betriebsspannungsdiskriminator 10 ist mindestens eine Spannungsschwelle
eingestellt, die z.B. 11,75 Volt beträgt.
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In Abhängigkeit von der Höhe der Betriebsspannung in B@ zug auf diese
Schwelle gibt der Diskriminator 10 an einem Ausgang 13 ein Steuersignal ab, d.ls
zwei unterschiedliche Pogel aufweisen kann. Mit dem Ausgang 13 ist der Steuereingang
des Schaltelements 11, ein Eingang einer Signalverzögerungsschaltung 14 und ein
Eingang eines Verknüpfungsglieds 15 verbunden. Von dem Ausgangssignal des Verknüpfungsglieds
15 hängt es ab, ob die Datenverarbeitungsanordnung einen neuen Ach@itszyklus beginnen
kann oder nicht.
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Die Signalverzögerungsschaltung t EI gibt an einem Ausgang 16 ein
Signal ab, mit den) das Schaltelement 5 gesteuert --ird. An den Ausgang 16 ist jiber
ein nicht bezeichnetes Invertierglied der Takteingang eines D-Flipfl@p 17 angeschlossen,
dessen D-Eingang von dem Versorgungsspannungsdiskriminator 12 gespeist wird, in
dem eine Spannungsschwelle eingestellt ist. Der negierte Ausgang des D-Flipflop
17 steht mit einem NAND-Glied 18 in Verbindung. Durch das Ausgangssignal des NAND-Glieds
18 kann der Zugriff zu dem Halbleiterspeicher 1 gesperrt werden. Au den negierten
Ausgang des Flipflop 17 ist ferne@ eine leuch@diede 19 angeschlossen.
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Dar Rücksetzeingang des D-Flipflop 17 ist mit einem Tastschalter 20
verbunden. Die Stellung de@ Schaltelemente 6,8 hängt von der Spannung zwischen Batterie
7 und dem Schalter 5 ab.
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Wenn am Pol 9 der Betriebsspannungsquelle die erforderliche Spannung
von z.B. 5 Volt zur Verfügung stcht, gibt der Betriebsspannungsdiskriminator 10,
dessen Schwelle auf 4,75 Volt eingestellt ist, am Ausgang 13 ein Steuersignal mit
hohem Spannungspogel ab, bei dem das Schaltelement 11 geschlossen ist. Der hohe
Pegel steuert da@ Verknüpfungsglied 15 durchlässig, so daß die Arbeitszykle@ der
Datenverarbeitungsanordnung freigegehen werden.
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Die Signalverzögerungsschaltung 14 gibt am Ausgang 16 einen niedrigen
signalpegel ab, der die Schließung des Schaltelebewirkt.
Der Halbleiterspeicher
1 ist daher über das Schaltelement 5 und die Di ode 4 mit Spannung versorgt.
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Bei hohem Pogel der Versprgungsspannung am Schaltelement 5 ist das
Schaltelement 6 geöffnet und das Schaltelement 8 geschlossen. Der Akkumulator 7
wird deshalb über den Widerstand und das Schaltelement 8 geladen. Der Versorgungsspannungsdiskriminate@
12 gibt an seinem Ausgang einen niedrigen Pegel ab. Der negierte Ausgang des Flipflop
17 weist einen hohen Pegel alf, wodurch der Zugriff zum Halbleiterspeicher bei Bedarf
gedildet werden kann. Die Diode 19 leucIltet nicht.
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Strikt die Betriebsspannung am Pol 9, z.B. infolge eines Ausfalls
der Netzspannung, unter di e im Betri ebsspannun.gsdiskriminator 10 eingcstellte
Schwelle, dann geht das Signal am Ausgang 13 von einen holmen auf einen niedrigen
Pegel über. Dadurch wird das Schaltelement 1 geöffnet.
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Der Versorgungsspannungsdiskriminator 12 wird somit von der Betriebsspaunung
abgeschaltet. Gleichzeitig wird das VerknfipfungsgLied 15 gesperrt so daß von der
Datenverarbeitungsanordnung kein neuer Arbeitszyklus eingeleitet werden kann. Die
Schaltung 14 gibt ein Signal ab, das um die eingestellte Verzögerungszeit seinen
Pegel am Ausgang 16 ändert. Dadurch wird das Schaltelement @ geöffnet.
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Die Verzögerungszeit der Schaltung tell ist so bcmessen.
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daß trotz Abfalls der Betriebsspannung die vorhandene Spannung noch
ausreicht, um die gerade ablaufende Operation der Datenverarbeitungsanordnung zu
b@enden. Durch den Rückgang der Spannung am Schalter 5 gegeniiber <ler Batterie
-spannung wird das Schal@@lement 8 geöffnet und das Schaltelement 6 geschlossen.
Nach dem Öffnen des Schaltelements 8 bzw. dem Schaließen des Schalters 6 speist
demnach der Akkumul@tor 7 den Halbleiterspeicher. Der Versorgungsspannangseliskriminator
12 verbraucht während dieser Zeit keine Energie. Die Energie des Akkumulators 7
wird durch den Halblciterspeicller 1 allmählich verbraucht. Von der Länge des
Ausfalls
der Betriebsspannung hängt es ab, ob die Spannung des Akkumulators auf einen so
geringen Wert absinkt, daß die im Halbleiterspeicher i enthaltenen Daten verloren
gehen. Durch die Abschaltung des Versorgungsdiskriminators 12 wird zwar der Energievorrat
des Akkumulators 7 geschont, jedoch kann der Halbleiterspeicher 1 nicht fiir eine
unbegrenzte Zeit vom Akkumulator 7 ausreichend gespeist werden.
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Wenn nach Wiederkehr der Betriebsspannung die vom Betriebsspannungsdiskriminator
10 überwachte Schwelle überschritten wird, entsteht am Ausgang 13 ein hoher Signalpegel,
durch den das Schaltelement 11 geschlossen wird. Da zu diesem Zeitpunkt das Schaltelement
5 noch offen ist, prüft der Versvrgungsspannungsdiskriminator 12 die Höhe der vom
Akkumulator 7 abgegebenen Spannung. Liegt diese Spannung über der in der Diskriminatorschaltung
12 eingestellten Schwelle, dann tritt am Diskriminatorausgang ein niedriges Potential
auf. Wenn der Akkumulator 7 eine unterhalb der Schwelle liegende Spannung abgibt,
die ein Kriterium für die Erhaltung der gespeicherten Daten ist, dann steht am Diskriminatorausgang
ein hohes Potential an. Das Ausgangssignal der Schaltung i4 sinkt nach der eingestellten
Verzögerungszeit auf einen niedrigen Pegel ab. Mit der Signalflanke am Ausgang 16
wird das am Eingang des Speichers 17 anstehende Signal gespeichert. Gleichzeitig
wird das Schaltelement 5 geschlossen, so daß die Betriebsspannung wieder zur Leitung
3 gelangt.
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Die Spannung am Schaltelement 5 bewirkt die Öffnung des Schaltelements
6 und die Schließung des Schaltelements 8.
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Sofern die Akkumulatorspannung während des Ausfalls der Betriebsspannung
einen für die Erhaltung der gespeicherten Daten ausreichend hohen Pegel hatte, wird
mit der Einspeicherung
des am D-Eingang anstehenden niedrigen
Pegels am negierten Speicherausgang ein hoher Pegel hervorgerufen. Der Speicherzugriff
wird deshalb über das NAND-Glied 18 freigegeben.
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Bei zu niedriger Akkumulatorspannung während des Betriebsspannungsausfalls
wird ein hoher Signalpegel dem D-Eingang zugeführt. Deshalb entsteht am negierten
Speicherausgang ein niedriger Pegel, der die Diode 19 zum Leuchten bringt.
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Gleichzeitig wird das NAND-Glied 18 zur Abgabe eines Ausgangssignals
mit hohem Pegel angeregt, der den Speicherzugriff sperrt. Auf diese Weise wird verhindert,
daß infolge zu geringer Vcrsorgungsspannung während des Betriebsspannungsausfalls
im Halileiterspeicher hervorgerufen Störungen der Daten weiterverarbeitet werden.
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Das Flipflop 17 kann durch Betätigung des Tastschalters 20 wieder
zurückgesetzt werden. Dabei wird der Speicher griff freigegeben und die Diode 19
leuchtet nicht mehr.
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Anschließend ist es möglich, in der Datenverarbeitungsanordnung durch
Eingabe neuer Daten in den Halbleiterspeicher 1 wieder die Ausgangsbasis für den
fehlerfreien Betrieb herzustellen.
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Die Entstehung eines Freigabesignals äm Verknüpfungsglied 15 unmittelbar
nach Wiederkehr einer ausreichend hohen Betriebsspannung bedeutet keine Störung
des Betriebsablaufs der Datenverarbeitungsanordnung, da diese erst nach Ableuf einer
gewissen Verzögerungszeit, die von nicht dargestellten Elementen hervorgerufen wird,
ihren Betrieb wieder aufnimmt.
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Der Betriebsspannungsdiskriminator 10, der in Fig. 2 im einzelnen
dargestellt ist, enthält die Reihenschaltungen
einerseits zweier
Widerstände 21, 22 und andererseits einer Leuchtdiode 23 und eines Widerstands 24.
Die beiden Reihenschaltungen werden von der Betriebsspannung über eine Leitung 31
gespeist. Zwischen der gemeinsamen Verbindungsstelle von Leuchtdiode 23 und Widerstand
24 sowie der beiden Widerstände 21, 22 ist die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors
25 angeordnet, dessen Kollektor iiber einen Widerstand 26 gemeinsam mit den Widerständen
22, 24 an den anderen Pol 27 der Betriebsspannungsquelle gelegt ist. Der Kollektor
des Transistors 25 ist weiterhin mit der Basis eines Transistors 28 verbunden, dessen
Emitter an die Verbindungsstelle der Widerstände 21, 22 gelegt ist. Zwischen dem
Kollektor des Transistors 28 und dem Pol 27 ist ein weiterer Widerstand 29 angeordnet.
Der Kollektor des Transistors 28 ist ferner über einen nicht bezeichneten Widerstand
mit der Basis eines Transistors 30 verbunden, dessen Kollektor an die Leitung 31
gelegt ist. Der Emitter des Transistors 30 steht über einen nicht bezeichneten Widerstand
mit dem Pol 27 in Verbindung.
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Der Emitter des Transistors 30 bildet den Ausgang 13, der an ein aus
einem Widerstand 32 und einem Kondensator 33 bestehendes RC-Glied der Signalverzögerungsschaltung
14 angeschlossen ist.
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Mit dem RC-Glied ist die Basis eines Transistors 34 verbunden, dessen
Emitter über einen nicht bezeichneten Widerstand an die Leitung 31 gelegt ist. Der
Kollektor des Transistors 34 ist über einen nicht bezeichneten Widerstand an den
Pol 27 angeschlossen. Vom Kollektor des Transistors 34 führt eine Leitung zur Basis
eines weiteren Transistors 35, dessen Emitter mit dem Emitter des Transistors 34
verbunden ist. Zwischen dem Kollektor des Transistors 35 und dem Pol 27 ist ein
weiterer nicht bezeichneter Widerstand angeordnet. Am Kollektor des Transistors
35 wird das verzögerte Signal abgegriffen.
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Der Kollektor des Transistors 35 speist somit den Ausgang i6 a, der
mit dem Takteingang des Speichers 17 verbunden ist.
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Der Kollektor des Transistors 35 ist über einen weiteren Widerstand)der
nicht näher bezeichnet ist, mit der Basis eines Transistors 36 verbunden, dessen
Emitter an den Pol 27 gelegt ist. An dem über einen nicht bezeichneten Widerstand
mit der Leitung 31 verbundenen Kollektor des Transistors 36 ist das Ausgangssignal
der Schaltung 14 abgreifbar. Es ist das negierte verzögerte Signal des Betriebsspannungsdiskriminators
14.
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An Stelle des Transistors 34 kann auch ein Transistor in Emitterschaltung
verwendet werden, der über einen Kollektorwiderstand mit dem Pol 9 verbunden ist.
Der Kollektor dieses Transistors speist einerseits den Anschluß i6 unmittelbar und
andererseits über ein RC-Glied einen weiteren Transistor in Emitterschaltung, dessen
Kollektor an den Ausgang 16 a angeschlossen ist.
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Als Schaltelement 5 dient ein Transistor 37, dessen Basis über eine
Diode 38 und einen nicht bezeichneten Widerstand an den Ausgang 16 angeschlossen
sind. Der Emitter des Transistors 37 ist mit einer in Durchlaßrichtung des Betriebsstroms
für den Speicher 1 gepolten Gleichrichter 39 verbunden, der über eine Induktivität
40 zom Pol 9 gespeist wird. Der Kollektor des Transistors 37 steht über die Diode
4 mit der Leitung 3 in Verbindung.
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Als Schaltelement 8 i.st ein Transistor vorgesehen, dessen Kollektor
an die Leitung 31 angeschlossen ist. Der Emitter des Transistors 8 ist an den positiven
Pol des Akkumulators 7 gelegt. Als Schaltelement 6 ist ein Transistor mit seinen
Emitter-Kollektor-Strecke zwischen dem positiven Akkumulatorpol und der Kathode
der Diode 4 angeordnet.
Die Basis des Transistors 6 ist über die
Kollektor-Emitter-Strecke eines zusätzlichen Transistors 41 mit dem Kollektor des
Transistors 37 verbunden. Die Basis des Transistors 41 ist über einen nicht bezeichneten
Widerstand mit dem positiven Akkumulatorpol verbunden.
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Die Basis des Transistors 8 ist über einen Widerstand 42 an den Kollektor
des Transistors 37 angeschlossen.
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Der Versorgungsspannungsdiskriminator 12 enthält ebenfalls die Reihenschaltungen
einerseits zweier Widerstände 43 und 44 und andererseits einer Leuchtdiode 45 und
eines Widerstands 46. Zwischen den gemeinsamen Verbindungsstellen der Widerstände
43, 44 und der Leuchtdiode 45 und des Widerstands 46 ist die Basis-Emitter-Strecke
eines Transistors 47 angeordnet, dessen Kollektor über einen nicht bezeichneten
Widerstand gemeinsam mit den Widerständen 41t, 46 an eine Leitung 48 angeschlossen
ist.
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Der Kollektor des Transistors 47 speist die Basis eines Transistors
49, dessen Emitter gemeinsam mit dem Emitter des Transistors 47 an den Widerstand
43 gelegt ist. Der Kollektor des Transistors 49 steht über einen nicht bezeichneten
Widerstand mit der Leitung 48 in Verbindung.
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Zwischen der Leitung 48 und dem Pol 27, der z.B. an Massepotential
gelegt ist, befindet sich als Schaltelement 11 die Kollektor-Emitter-Strecke eines
Transistors, dessen Basis iiber einen nicht bezeichneten Widerstand mit dem Ausgang
13 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 49 ist weiterhin an die Basis eines
Transistors 51 angeschlossen, dessen Emitter mit der Leitung 48 verbunden ist. Der
Kollektor des Transistors 51 ist einerseits an den D-Eingang des Flipflop 17 und
andererseits über einen Widerstand an die Leitung 31 angeschlossen.
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Zwischen dem Kollektor des Transistors 37 und der Leitung 31 ist eine
weitere Diode 52:vorgesehen. Weiterhin befindet
sich ein Kondensator
53 zwischen dem Emitter des Transistors 37 und dem Pol 27.
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Dem Gleichrichter 39 wird eine Wechselspannung von einer Zerhackerschaltung
56 zugefiihrt, zu der die Induktivität 40 gehört, mit der ein nicht bezeichneter
Widerstand und ein Schalttransistor 55 in Reihe geschaltet sind. Die Reihenschaltung
der Induktivität 40 des Widerstands und des Transistors 55 ist an die Leitungen
31 und 27 angeschlossen. Die Basis des Transistors 55 steht mit einem Invertierglied
in Verbindung, das mit einem weiteren Invertierglied 58 an einen Schmitt-Trigger
59 angeschlossen ist. Das Invertierglied 58 speist die Basis eines Transistors 60,
der mit seinem Kollektor an den Abgriff eines aus zwei Widerständen 61, 62 bestehenden
Spannungsteilers gelegt ist. Über die Widerstände 61, 62 wird ein Kondensator 63
mit Spannung versorgt, an den der Schmitt-Trigger 59 angeschlossen ist. Bei Aufladung
des Kondensators 63 wird die Ansprechschwelle des Schmitt-Triggers überschritten.
Über den invertierten Schmitt-Trigger-Ausgang und das Invertierglied 58 wird daher
der Transistor 60 durchlässig gesteuert. Der Transistor 60 wird über das Invertierglied
57 ebenfalls leitend. Der Kondensator 63 entlädt sich anschließend über den Transistor
60, bis die Ansprechschwelle des Schmitt-Triggers 59 unterschritten wird. Dadurch
werden die Transistoren 60, 55 gesperrt. Es beginnt somit wieder die Aufladung des
Kondensators. Von der aus den Elementen 40, 55, 57, 58, 59, 60, 61, 62 und 63 bestehenden
Zerhackerschaltung wird der Kondensator 53 über den Gleichrichter 39 auf eine Spannung
aufgeladen, die um den Spannungsabfall am Transistor 37 und an der Diode 4 höher
ist als die Betriebsspannung am Pol 9. Am Anschluß 2 steht daher eine Versorgungsspannung
zur Verfügung, die in der Höhe der Betriebsspannung entspricht.
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Durch das Teilerverhältnis der Widerstände 21,22 bzw.
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43,ei4 und die Diode 23 bzw. 5 werden in den Diskriminatoren 10,12
Spannungsschwellen festgelegt. Übersteigt die an den Diskriminatoren 10, 12 anstehende
Spannung diese Schwellen, dann sind die Spannungsabfälle an den Widerständen 21,
43 größer als die an den Leuchtdioden 23, 5 abfallenden Spannungen. Daher sind die
Transistoren 25, 47 in nichtleitendem Zustand. Die Transistoren 28 und 49 sind demgegeniiber
leitend. Deshalb ist im Diskriminator 10 der Transistor 30 leitend, so daß der Ausgang
13 hohes Potential führt. Der Transistor 51 im Diskriminator ist auch leitend, daher
steht am D-Eingang des Flipflop 17 niedriges Potential an.
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Der Transistor 11 ist aufgrund des hohen Potentials am Ausgang 13
leitend. Daher leuchten die Dioden 25 und 45 und zeigen das Vorhandensein einer
ausreichend hohen Bettiebsspannung an.
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Unterschreitet das an den Diskrimitiatoren 10,12 anstehende Speisepotential
die eingestellte Schwelle, dann leiten die Transistoren 25, 47 infolge der höheren
Spannungsabfälle an den Dioden 23, 5. Aus diesem Grunde werden die Transistoren
25 und 47 leitend. Die Transistoren 28 und 49 sind somit nichtleitend. Im Diskriminator
10 sperrt deshalb der Transistor 30. Dadurch entsteht am Ausgang 13 niedriges Potential,
das auch bei Betriebsspannungsausfall herrscht. Im Diskriminator 12 ist der Transistor
11 aufgrund des niedrigen Potentials am Ausgang 13 gesperrt. Daher ist der Diskriminator
12 von der Spannung versorgung abgeschaltet.
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Wenn am Ausgang 13 ein hohes Potential herrscht, dann befindet sich
der Transistor 311 in nichtleitendem Zustand.
Demgegenilber leitet
der Transistor 35, so daß der Transistor 36 ebenfalls leitet. Der Basis des Transistors
37 wird somit niedriges Potential zugeführt. Dadurch leitet der Transistor 37. Liegt
dagegen am Ausgang 13 niedriges Potential an, dann leitet der Transistor 3elf, während
sich die Transistoren 35, 36 in nichtleitendem Zustand befinden. Der Transistor
37 wird an seiner Basis ebenfalls mit hohem Potential beaufschlagt und sperrt deshalb.
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Dem Steuersignal am Ausgang 13 ist bei zu niedriger und fehlender
Betriebsspannung der Pegel des mit der Masseleitung verbundenen Pols 27 zugeordnet.
Am Ausgang 13 herrschen daher bei Ausfall der Betriebsspannung und bei zu niedriger
Betriebsspannung null Volt. Während der Abschaltung des Versorgungsspannungsdiskriminators
12 wird daher keine Energie verbraucht.
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Die beiden Diskriminatoren 10 und 12 weisen eine Hysterese auf. Der
Pegelwechsel des Steuersignals tritt daher bei Betriebsspannungsausfall bei einem
niedrigeren Schwellenwert als bei Wiederkehr der Betriebsspannung auf.
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Fällt der Pegel am Ausgang 13 auf niedriges Potential dann entlädt
sich der Kondensator 33. Nach Entladung wird der Transistor 34 leitend, während
die Transistoren 35, 36 in den nichtleitenden Zustand übergehen. Das Potential an
der Basis des Transistors 37 steigt somit an und sperrt den Transistor 37. Umgekehrt
lädt sich der Kondensator 33 auf, wenn das Potential am Ausgang 13 ansteigt. Nach
der Aufladung sperrt der Transistor 34, während die Transistoren 35, 36 leitend
werden. Durch die Leuchtdioden 23, 45 findet eine Kompensierung des Temperaturgangs
der Transistoren 25, 47 statt. Die Ansprechschwellen und die Hysterese der Diskriminator
12,10 sind somit weitgegend temperaturllnabhängig.
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Wenn die von der Zerhackerschaltung 56 erzeugte Spannung vom Schaltelement
5 durchgeschaltet wird, dann liegt die Basis des Transistors 8 auf liohem Potential,
durch das der Transistor 8 leitend ist. Über den Transistor 8 und den Widerstand
in dessen Emitterkreis kann ein Ladestrom zur Batterie 7 fließen. Der Transistor
41 ist ebenfalls leitend, so daß der Transistor 6 gesperrt ist. Sinkt die Betriebsspannung
z.B. infolge Ausfall der Netzspannung ab, dann wird der Transistor 37 gesperrt.
Dies bewirkt die Sperrung der Transistoren 8 und 41. Dadurch geht der Transistor
6 in den leitenden Zustand über. Es wird dadurch eine unterbrechungsfreie Stromversorgung
des Halbleiterspeichers 1 sichergestellt, der mit seinem Anschluß 2 an die Kathode
der Diode 4 angeschlbssen ist.