DE2631334B2

DE2631334B2 - Vorrichtung zum Erzeugen impulsförmiger Signale

Info

Publication number: DE2631334B2
Application number: DE2631334A
Authority: DE
Inventors: Johannes Petrus Maria Bahlmann; Wilhelmus Antonius Joseph Marie Zwijsen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-07-23
Filing date: 1976-07-13
Publication date: 1980-03-27
Also published as: CH622389A5; JPS5633891B2; BE844415A; DE2631334A1; CA1071717A; FR2319175B1; NL7508772A; GB1503448A; AU501844B2; IT1071135B; FR2319175A1; AU1613076A; CH623691A5; US4083036A; DE2631334C3; ES449996A1; JPS5213760A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen impulsförmiger Signale, deren Amplitude durch eine Steuerspannung bestimmt wird, welche Vorrichtung enthält: einen ersten als Stromquelle zu betreibenden Transistor mit einer Ausgangselektrode, einer Hauptelektrode und einer Steuerelektrode, wobei die Steuerspannung über dem Eingangskreis dieses Transistors angelegt werden kann; einen Ausgangsanschlußpunkt, der mit der Ausgangselektrode dieses Transistors gekoppelt ist. und Mittel, mit deren Hilfe dem Ausgangsanschlußpunkt der durch die Steuerspannung bestimmte Strom pulsierend zugeführt wird. Dabei sollen unter »Ausgangselektrode«, »Hauptelektrode« und »Steuerelektrode« jene Elektroden verstanden werden, die bei einem Bipolartransistor als die Kollektor-Elektrtt-le, die Emitter-Elektrode bzw. die Basis-Elektrode und bei einem Feldeffekttransistor als die Source-Elektrode, die Drain-Elektrode bzw. die Gate-Elektrode bezeichnet werden. Unter dem Eingangskreis ist der Kreis über die Steuer- und Hauptelektrode zu verstehen, wobei in diesen Kreis Impedanzen aufgenommen sein können.

Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden u. a. in elektronischen Orgeln verwendet. Dabei wird nach dem Eindrücken einer bestimmten Taste die Steuerspannung angelegt, so daß die Vorrichtung ein impulsförmiges Signal mit einer bestimmten Amplitude und Frequenz liefert, das mittels eines Lautsprechers hörbar gemacht werden kann. Nach dem Loslassen der Taste nimmt die Steuerspannung allmählich ab, so daß der zugehörige Ton allmählich abklingt.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art für eine andere Anwendung ist aus »Neues aus der Technik«, Nr. 2, S. I. vom I.April 1970, Artikel Nr. 926, bekannt. Dabei wird eine Spannung an die Fta.sis-Elektrodc des ersten Transistors angelegt, dessen Emitter-Elektrode über einen Widerstand mit einem Punkt festen Potentials verbunden ist. Die Kollektor-Elektrode ist mit den gemeinsamen Emitter-Elektroden eines zweiten und eines dritten Transistors verbunden. Die Kollektor-Elektrode des zweiten Transistors bildet den Ausgang, während eine schaltende Spannung an die Basis-Elektrode des dritten Transistors angelegt wird. Infolge dieser schaltenden Spannung sind der zweite und der dritte Transistor wechselweise leitend, so daß c!er von dem ersten Transistor erzeugte Strom pulsierend an den Ausgang weilergeleitet wird.

Bei einer anderen aus der Literatur bekannten Vorrichtung (Fig. I) zum Erzeugen impulsförmiger Signale mit einer durch die Steuerspannung bestimmten Amplitude enthalten die Mittel, mit deren Hilfe der durch die Steuerspannung bestimmte Strom pulsierend dem Ausgangsanschlußpunkt zugeführt wird, eine Spannungsquelle zum Erzeugen impulsförmiger Spannungen, welche Spannungsquelle in Reihe mit einer Impedanz zwischen dem Emitter des ersten Transistors und einem Punkt festen Potentials angeordnet ist. Die Steuerspannung wird dabei der Basis zugeführt. Wenn

die Spannung der Spannungsquelle hoch ist, ist der Transistor in der Sperrichtung polarisiert, und wenn die Spannung der Spannungsquelle 0 V ist, wird der Kollektorstrom des Transistors durch die Steuerspannung bestimmt. Auf diese Weise wird auch ein impulsförmiger Strom erhalten, dessen Amplitude durch die Steuerspannung bestimmt wird.

Die Vorrichtungen der genannten Art liefern alle ein unipolares Signal. Dadurch weist der impulsförmige Ausgangsstrom eine Gleichstromkomponente auf. Diese nicht sofort unterdrückte Gleichstromkomponente ruft ein hörbares Schaltknackgeräusch beim Eindrücken einer Taste hervor. Bei Anwendung solcher Vorrichtungen in integrierten Schaltungen und bei Anwendung in Niederfrequenzschaltungen ist es schwierig, diese Gleichstromkomponente mit Hilfe von Trennkondensatoren auszufiltern. Obendrein ergibt sich das Problem, daß bei Anwendung in u. a. elektronischen Orgeln die Kapazität des Trennkondensators genügend groß sein soll, um niedrige Frequenzen von z. B. 25 Hz noch durchzulassen. Dies hat zur Folge, daß der Kondensator von der Gleichstromkomponente einer erzeugten Impulsreihe verhältnismäßig träge aufgeladen wird, wodurch die ersten Impulse einer Reihe noch nahezu die ganze Gleichstromkomponente führen, was zu einer beschleunigten Übersteuerung der Verstärker und Lautsprecher führt.

Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die ein impulsförmiges Ausgangssignal ohne Gleichstromkomponente erzeugen kann.

Bei impulsförmigen Signalen mit einer relativen Impulsbreite von 0,5 hat das Fehlen der Gleichstromkomponente ebenfalls zur Folge, daß ein symmetrisches bipolares Signal erhalten ist. Dies ist bei impulsförmigen Signalen mit einer abweichenden relativen Impulsdauer nicht der Fall. Da oft eine Umwandlung unipolarer Signale in symmetrische bipolare Signale erwünscht sein kann, bezweckt die Erfindung weiter, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die ein symmetrisches bipolares Ausgangssignal liefern kann.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung weiter enthält: einen zweiten, als Stromquelle im betreibenden Transistor mil einer Ausgangselektrode, einer Hauptelektrode und einer Steuerelek trode. wobei die Steuerspannung auch über dem F.ingangskreis des zweiten Transistors angelegt wird, sowie einen Stromverstärker mit einem Eingangsanschlußpunkt und einem Ausgangsanschlußpunkt, wobei durch diesen Eingangs- und diesen Ausgangsanschlußpunkt Ströme aus dem Stromverstärker fließen, die in einem festen Verhältnis zueinander stehen, wobei der Ausgangsanschli'ßpunkt des Stromverstärkers mit dem Ausgangsanschlußpunkt der Vorrichtung und zugleich mit der Ausgangselektrodc eines der genannten Transistoren und der Eingangsanschlußpunkt mit der Aiisgangsclektrode des anderen Transistors verbunden ist.

Dabei ist unter »Stromverstärker« auch eine Vorrichtung mit einem Stromverstärkungsfaktor von weniger als 1 zu verstehen.

Der Strom, der die Ausgangselektrode des zweiten Transistors durchfließt, wird stets mit großer Genauigkeit der Amplitude des unipolaren Stroms proportional sein, weil beide durch die Steuerspannung bestimmt werden. Wenn die Vorrichtung derart bemessen ist, daß an dem Ausgangsanschlußpunkt stets ein Gleichstrom gleich der Hälfte der Amplitude des dem Ausgangsanschlußpunkt gelieferten unipolaren Stromes ausgeglichen wird, ist der Ausgangsstrom stets ein symmetrischer bipolarer Strom. Fails die relative Impulsbreite 0,5 beträgt, ist dann zugleich die Gleichstromkomponente ausgeglichen. Ist die relative Impulsbreite ungleich 0,5, so soll zum Ausgleichen der Gleichstromkomponente die Vorrichtung derart bemessen werden, daß stets ein Strom, dessen Verhältnis zu der Amplitude des ι« unipolaren Stromes gleich der relativen Impulsbreite ist, ausgeglichen wird.

Falls ein symmetrisches bipolares Ausgangssignal verlangt wird, wird die genannte Bemessung vorzugsweise dadurch erreicht, daß die Steuerelektroden des !■> ersten und des zweiten Transistors gemeinsam mit einem Punkt, an den die Steuerspannung angelegt werden kann, verbunden sind und die Hauptelektrode je für sich über nahezu gleiche Impedanzen an einen Punkt festen Potentials angeschlossen sind, wobei der -'«ι Stromverstärker ein Verhältnis von nahezu 2:1 zwischen dem den mit der Ausgar.gselektrode des zweiten Transistors gekoppelten Stromkreis durchfließenden Strom und dem den mit der Ausgangse!?ktrode des ersten Transistors gekoppelten Stromkreis durch- -') fließe.iden Strom verwirklicht.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. I eine bekannte Vorrichtung,

to F i g. 2 einige zu der Vorrichtung nach F i g. I gehörige Spannungs- und Stromformen,

F i g. 3 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig.4 einige zu der Vorrichtung nach Fig. 3 ι· gehörige Spannungs- und Stromformen,

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung.

F i g. 6 eine dritte Ausführungsform einer Vomchtung nach der Erfindung,

Fig. 7 ein Anwendungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 8 eine Verarbeitungseinheit zur Anwendung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 9 einige zu Fig. 8 gehörige Spannungs- und ·> Stromformen.

Fig. I zeigt einen Transistor Ti, dessen Basis mit einem Eingangsanschlußpunkt 2 für die Steuerspannung V₅, dessen Kollektor mit einem Ausgangsanschlußpunkt 3 und dessen Emitter über einen Widerstand 4 mit einem id Wert R und über eine Spannungsquelle I mit einer Klemmenspannung V₁ mit Erde verbunden ist.

Bei Anwendung in elektronischen Orgeln hat die Stei.e.-spannung V, die in F i g. 2a dargestellte Spannungsform. Die Spannungsquelle 1 liefert eine impuls-"'"· förmige Spannung V₁, wie in F i g. 2b dargestellt ist. Wenn die Amplitude Edcr impulsförmigen Spannung V₁ genügend groß, z. B. größer als die Steuerspannung K, ist, ist der Transistor Ti in der Sperrichtung polarisiert, wenn die Spannung V, gleich fist. Wenn die Spannung c" Vi gleich Null ist. führt der Transistor Ti einen Kollektorstrom /, gleich (V,- V₁)ZR mit V₁ = Basis-Emitter-Spannung des Transistors Γι, wenn der Transistor Ti ein Bipolartransistor ist, und mit V, = Schwellwertspanm'ng, wenn der Transistor Ti ein '■'' Feldeffekttransistor ist. Die Form dieses Stromes /, ist in Fig. 2c dargestellt.

Der Strom /₅ weist eine Gleichstromkomponente auf, deren Form in F i g. 2d dargestellt ist. Wenn der Strom l_s

dann einem /?C-Filter zugeführt wird, um die Gleichstromkomponente auszufiltern, wird das Ausgangssignal dieses Filters dennoch während einiger Zeit eine Gleichstromkomponente enthalten. F i g. 2d zeigt die Form dieser Gleichstromkomponente.

In dem Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung nach Fig.3 wird die Spannungsquelle 1 durch einen (elektronischen) Schalter Sk in Reihe mit dem Widerstand 4 mit einem Wert R gebildet, welcher Schalter von einer Vorrichtung 9 betätigt wird. Wenn der Schalter 5A- geschlossen wird, ist die Spannung V, gleich OV, und wenn der Schalter 5A- geöffnet wird, steigt die Spannung V, schnell an, so daß der Transistor Ti in der Sperrichtung polarisiert wird. Um dafür zu sorgen, daß der Transistor Ti schnell und sicher in der Sperrichtung polarisiert wird, wird dem Schalter ein Strom /o von einer Stromquelle In zugeführt, die aus einem als Stromquelle gesteuerten pnp-Transistor bestehen kann.

Der Steuerspannungsanschlußpunkt 2 ist mit der Basis des Transistors Ti und auch mit der Basis eines zweiten Transistors T₂ verbunden, dessen Emitter über einen Widerstand 5. gleichfalls mit einem Wert R. mit Erde verbunden ist. Der Kollektor des Transistors T₂ ist mit einem Eingangsanschlußpunkt 7 eines Stromverstärkers 6 verbunden, dessen Ausgangsanschlußpunkt 8 mit dem Ausgangsanschlußpunkt 3 verbunden ist. der auch mit dem Kollektor des Transistors T verbunden ist. Die Bemessung ist derart gewählt, daß der Ausgangsstrom k des Stromverstärkers 6 dabei stets gleich der Hälfte des Eingangsstrorns /; des Stromverstärkers 6 ist, wobei die Richtung dieser Ströme in F i g. 3 angegeben sind. Der Ausgangsstrom /„. der den Ausgangsanschlußpunkt 3 durchfließt, ist dabei gleich

Wenn an den Seuereingangsanschlußpunkt 2 eine Spannung V, nach F i g. 4a angelegt und der Schalter SA mit einer bestimmten Frequenz geöffnet und geschlossen wird, ist der Kollektorstrom Λ des Transistors Ti eine unipolare Impulsreihe mit einer Amplitude gleich (V,- V_he)ZR. wobei V'^die Basis-Emitter-Spannung des Transistors T ist. Diese Impulsreihe ist in F i g. 4b dargc teilt. Wenn der Transistor T₂ im wesentlichen gleich dem Transistor T und der Wert R des Widerstandes 5 gleich dem Wert R des Widerstandes 4 ist. ist der Kollektorstrom des Transistors T₂ ein Gleichstrom (V<— V_he)ZR. Der Ausgangsstrom /₈ des Stromverstärkers 6 ist dann gleich '/2 (V,— V_be)ZR. wobei die Form dieses Stromes in F i g. 3c dargestellt ist.

Den Ausgangsanschlußpunkt 3 durchfließt ein Strom /„ = /₅-/₈. welcher Strom symmetrisch bipolar ist. wobei die Form dieses Stromes in F i g. 4d dargestellt ist. Falls die relative Impulsbreite gleich 0,5 ist, weist der Ausgangsstrom /„ keine Gleichstromkomponente auf. Bei einer abweichenden relativen Impulsbreite soll zum Ausgleichen der Gleichstromkomponente die Schaltung angepaßt werden, z. B. dadurch, daß der Wert des Widerstandes 5 in bezug auf den Wert des Widerstandes 4 geändert oder daß der Verstärkungsfaktor des Stromverstärkers 6 angepaßt wird. Dies kann gegebenenfalls auf veränderliche Weise erfolgen, z. B. dadurch, daß für den Stromverstärker 6 ein Stromverstärker mit regelbarem Verstärkungsfaktor gewählt wird.

In integrierten Schaltungen wird für den Stromverstärker 6 in der Regel ein Stromspiegel gewählt der, wie in F i g. 5 dargestellt ist, aus einem Transistor bestehen kann, dessen Basis-Emitter-Übergang von einem als Diode geschalteten Transistor überbrückt wird. Auch

kompliziertere Stromspiegel lassen sich dabei verwenden.

F i g. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung. Diese Vorrichtung entspricht der Vorrichtung nach Fig. 3, mit Ausnahme des Ausgangsanschlußpunktes 3, der mit dem Kollektor des Transistors Tj verbunden ist, des Stromverstärkers 6, dessen Eingangsanschlußpunkt 7 mit dem Kollektor des Transistors Ti, dessen Ausgangsanschlußpunkt 8 mit dem Kollektor des Transistors T₂ verbunden ist und dessen Verstärkungsfaktor 2 beträgt, und der .Spannungsquelle 1, die kurzgeschlossen ist. Statt der Spannungsquelle ist eine Quelle 10 aufgenommen, die durch den Widerstand 4 einen unipolaren impulsförmigen Strom schickt.

Wenn die Quelle 10 keinen Strom durch den Widerstand 4 schickt, führt der Transistor Ti einen Strom (V,- Vbe)/R. und wenn die Quelle 10 einen genügend großen Strom durch den Widerstand 4 schickt, ist der Transistor Ti in der Sperrichtung polarisiert. Bei einer Steuerspannung K, entsprechend Fig. 4a wird der Kollektorstrom /, des Transistors Ti die Form nach F i g. 4b aufweisen.

Der Stromverstärker 6 ist vom Stromspiegeltyp und enthält zwischen dem Eingangsanschlußpunkt 7 und einem Punkt + V« einen als Diode geschalteten Transistor Tj. Dieser als Diode geschaltete Transistor übe,brückt den Basis-Emitter-Übergang eines Transistors T₄, dessen Kollektor den Ausgangsanschlußpunkt 8 bildet. Dieser Stromverstärkertyp wird vor allem in integrierten Schaltungen verwendet und hat viele Abwandlungen. Um eine Verstärkung 2 zu erhalten, isi der Transistor Ta aus zwei parallelgeschalteten Transistoren aufgebaut, die mit dem Transistor Tj identisch sind. Der Ausgangsstrom Ig ist dann gleich 2 /, und also ein unipolarer impulsförmiger Strom mit einer Amplitude gleich 2 (V<—Vhe)/R. Der Kollcktorstrom des Transistors T₂ ist gleich (V<- V₁^)ZR. so daß der Ausgangsstrom /„ wieder ein symmetrischer bipolarer Strom entsprechend F ig. 4d ist.

F i g. 6 zeigt ein Alisführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung, bei dem nicht der Transistor T, selber geschaltet wird, sondern bei dem der Kollcktorstrom des Transistors Ti abwechselnd von den Transistoren T5 und T₆ geschaltet wird. Die Vorrichtung entspricht weiter der nach Fig. 5. Um den Kollektorstrom des Transistors Ti schalten zu können, ist der Kollektor des Transistors Ti mit den gemeinsamen Emittern der Transistoren T5 und T₆ verbunden. Die Basis des Transistors T₅ ist mit einem an einer Bezugsspannung Kriegenden Punkt und der kollektor mit einem an der Speisespannung + V_B liegenden Punkt verbunden. Der Kollektor des Transistors T_b ist mit dem Eingangsanschlußpunkt 7 des Stromverstärkers 6 und die Basis mit einer Stromquelle 11 verbunden, die eine impulsförmige Spannung an die Basis des Transistors T; anlegen kann.

Der Kollektorstrom des Transistors Ti ist gleich (V₅- Vi_x)ZR. Wenn die Spannung an der Basis des Transistors Ti genügend niedrig in bezug auf die Referenzspannung V_rrr ist, fließt dieser Strom über die Hauptstrombahn des Transistors T5 und, wenn die Spannung an der Basis des Transistors T₆ genügend hoch in bezug auf die Referenzspannung V_n* ist, fließt dieser Strom über die Hauptstrombahn des Transistors T₆. Der Kollektorstrom /5 des Transistors T₆, der dem Eingangsanschlußpunkt 7 des Stromverstärkers 6 zugeführt wird, ist also ein unipolarer impulsförmiger

Strom nach Fig.4b.

Bei den Vorrichtungen nach den F i g. 5 und 6 ist der AusgangsanscHlußpunkt 8 des Stromverstärkers 6 mit dem Kollektor des Transistors T₂ verbunden. Der Stromverstärker kann auch umgekehrt angeschlossen werden (siehe Fig. 3), wobei der Verstärkungsfaktor dann 0,5 sein soll. Der Stromverstärker 6 bei der Vorrichtung nach F i g. 3 kann ebenfalls entsprechend der Vorrichtung nach F i g. 5 angeschlossen werden, wobei der Stromverstärkungsfaktor denn 2 sein soll. Der Anschluß nach Fig. 3 hat den Vorteil, daß der Stromverstärker nicht das impulsförmige Signal führt.

F i g. 7 zeigt eine Anwendung von Vorrichtungen nach der Erfindung in einer integrierten Schaltung für elektronische Orgeln. Be' dieser Anwendung ist von der Vorrichtung nach Fig. 3 ausgegangen. Die Schaltung umfaßt 25 Transistoren Ti, die in einer 5x5-Matrix angeordnet sind. Diese Transistoren sind mit Ti,, numeriert, wobei /'= 1 bis 5 die Rangnummer der Spalte und ./= 1 bis 5 die Rangnummer der Reihe ist. Die Basen aller Transistoren Τ\_υ sind pro Spalte mit einem Spaltenleiter K, und die Kollektoren pro Reihe mit einem Reihenleiter X₁ verbunden. Die Emitter der Transistoren T_Uj sind über Emitterwiderstände R pro Diagonalenrichtung mit einem Diagonalenleiter Zk. also Τ",,, mit Zi, T,,₂und Tm mit Z₂. Tm, T₁₂?und Tui mit Z₃, ... und T|55 mit Z) verbunden. Jeder Spalte / ist ein Transistor T₂ zugeordnet, welche Transistoren mit T₂, numeriert sind. Die Basis eines Transistors T₂, ist mit einem Spaltenleiter K,, der Emitter eines solchen Transistors über einen Widerstand R mit Erde und die Kollektoren dieser Transistoren sind alle gemeinsam mit dem Eingangsanschlußpunkt 7 des Stromverstärkers 6 verbunden, der fünf Ausgangsanschlußpunkte 81 . ..Sj. ..85 enthält und von dem Eingangsanschlußpunkt 7 an eine Stromverstärkung 0,5 zu allen Ausgangsanschlußpunkten Bj aufweist. Der Stromverstärker 6 wird durch einen Mehrfachstromspiegel gebildet, wobei zwischen dem Eingangsanschlußpunkt 7 und einem Speisungsanschlußpunkt + Vs ein als Diode geschalteter Transistor Ti angeordnet ist, der aus zwei parallelgeschalteten Transistoren besteht, die mit den Transistoren Ti, identisch sind. Der als Diode geschaltete Transistor Ti überbrückt den Basis-Emitter-Übergang von fünf Transistoren T51 ... Ty... T55, wobei die Kollektoren dieser Transistoren T51 ... Ti/... T55 zu den Ausgangsanschlußpunkten 81... 87... 85 führen.

Die Diagonalenleiter Zk führen über Quellen Fk zu Erde. Diese Quellen Fk liefern unipolare impulsförmige Spannungen, die z. B. entsprechend der Quelle 1 in Fig.3 die mit denselben gekoppelten Transistoren schalten; wie Fig.3 zeigt, können diese Quellen aus (elektronischen) Schaltern bestehen. Dabei ist die Frequenz ft der von der Quelle F* gelieferten Spannungsimpulse durch Zweiteilung aus der von der Quelle Fk- ι gelieferten Spannung, also /*_1 = 2 ft, erhalten.

Die Spaltenleiter Yi führen zu einer Vorrichtung 12, mit deren Hilfe eine Steuerspannung V₅ einem oder mehreren der Spaltenleiter K,- zugeführt wird. Diese Vorrichtung 12 wird mit Hilfe von Tasten betätigt Eine Steuerspannung V_s an einem der Spaltenleiter Yi verursacht einen Ausgleichstrom (V_s— Vt_x)ZR, der durch den Eingangsanschlußpunkt 7 des Stromverstärkers 6 fließt Durch die Ausgangsanschlußpunkte 8/ fließen also Ströme '/2 (V_s— Vt_x)ZR. Die Xusgangsanschlußpunkte 8/ sind dabei mit je einem Reihenleiter Xj verbunden. Diese Reihenleiter führen zu einer Verarbeitungseinheit 13 zur Verarbeitung der diese Reihenleiter durchfließenden Ströme.

Wenn z. B. an einen Spaltenleiter Ki die Steuerspannung V, angelegt wird, führen die Transistoren Tin, Tn₂, *> Ti υ. Ti η und Ti 15 unipolare impulsförmige Kollektorströme mit einer Amplitude (V,- Vi_x)ZR und mit einer Frequenz /i, /2, /j, Λ bzw. A, welche Ströme über die Reihenleiter X\,Xi, A3, X* bzw. Xi zu der Verarbeitungseinheit 13 fließen. Über die Ausgangsanschlußpunkte 81, 82, 83, 84 und 85 wird in jedem Reihenleiter ein Strom '/■ (V₁- Vi_x)ZR ausgeglichen, so daß die Verarbeitungseinheit 13 symmetrisch bipolare Stromimpulse empfängt. Auf entsprechende Weise empfängt die Verarbeitungseinheit bei Erregung des Spaltenleiters K₂ mit einer Steuerspannung K₂ symmetrische bipolare Ströme mit einer Frequenz 6. h. U. h bzw. 4 und z. B. bei Erregung des Spaltenleiters Y-, mit einer Steuerspannune K, weisen diese Ströme die Frequenzen Λ. /*. Λ. f» bzw. /", auf. Erregung mehr als eines Spaltenleiters ist möglich.

Auf die beschriebene Weise sind von 25 Einheiten nach der Erfindung die Transistoren T₂ pro Spalte kombiniert, die Spannungsquellen 1 pro Diagonale kombiniert und die Stromverstärker 6 zu einem einzigen Stromverstärker 6 mit pro Reihe einem Ausgang zusammengebaut.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel einer Verarbeitungseinheit 13. Die Reihenleiter ΑΊ ... Xj ... A5, die sich an die entsprechenden Reihenleiter der Vorrichtung nach Fig. 7 anschließen, führen zu den respektiven Verbindungspunkten Ai... A,... As eines Leiternetzwerks. Jeder Verbindungspunkt X₁ ist über einen Widerstand R mit einem Punkt 15 festen Potentials und jeder Verbindungspunkt Ay ist über einen Widerstand K_11<r 1 mit dem Verbindungspunkt A)₊1. z. B. der Verbindungspunkt k₃ über den Widerstand R» mit dem Verbindungspunkt Ar₄ und über den Widerstand Ri mit dem Punkt 15, verbunden.

Weisen die Widerstände R_t. Rn. /?», R_M. Λ45 und /?₅ einen Wert Ro und die Widerstände /?₂, Rj und /?4 einer. Wert 2 Ro auf, so ist der abschließende Widerstand an jedem Verbindungspunkt gleich Ro- Von dem Verbindungspunkt A4 her gesehen, weist die Reihenschaltung der Widerstände R^ und Rs mit dem zu dieser Reihenschaltung parallelgeschalteten Widerstand Ri einen Ersatzwert Ro auf. Von dem Verbindungspunkt Aj her gesehen, weist der Widerstand Rn in Reihe mit dem abschließenden Widerstand am Verbindungspunkt A« mit dem zu dieser Reihenschaltung parallejgeschalteten

Widerstand Ri einen Ersatzwert Ro auf. Ähnliches gilt für jeden Verbindungspunkt A/.

Wenn durch den Reihenleiter Xi ein Strom h fließt, Hießt '/3 /ι durch den Widerstand R\₂ und Vz I\ durch den Widerstand R\. Der Strom '/3 /1 teilt sich am Verbindungspunkt A> in zwei gleiche Teile auf, so daß ein Strom '/β I\ durch den Widerstand R23 fließt. Ebenso teilt sich der Strom an den Verbindungspunkten A3 und A4 auf, so daß durch den Widerstand R5 ein Strom '/24 I\ fließt

Wenn durch den Reihenleiter Xi ein Strom /2 fließt fließt '/3 /₂ durch den Widerstand R&. Dieser Strom teilt sich jeweils an den Verbindungspunkten fc und A4 auf, so daß durch den Widerstand A₅ ein Strom' /12I₂ fließt

Fließen durch die Reihenleiter X\ ... X₅ die respektiven Ströme h ... Λ. so fließt durch den Widerstand Ä5 ein Strom gleich

1/24 /, + '/12I₂ + Ve /3 + «/3 /4 + Vi h.

Dieser Strom kann z. B. als eine Spannung über dem Widerstand Ri zwischen den Anschlußpunkten 14 und 15 delektiert werden.

Die Vorrichtung nach Fig. 7 liefert bei Erregung eines Spaltenleiters über die Reihenleiter X\ ... X$ fünf symmetrische bipolare Ströme mit jeweils um einen Faktor 2 niedrerer Frequenz. Die Vorrichtung nach F i g. 7 ist derai l bemessen, daß die Ströme /ι ... /s alle eine Amplitude / und jeweils eine um einen Faktor 2 niedrigere Frequenz aufweisen und dabei in einer richtigen Phasenbeziehung zueinander stehen. Die Ströme '/24 /ι ... ViA, die den Widerstand R^ durchfließen, sind in den F i g. 9a ... 9e dargestellt. Fig. 9f zeigt die Summe dieser Ströme, die nahezu sägezahnförmig ist und eine Amplitude "/24 /und eine Wiederholungsfrequenz gleich der niedrigsten Frequenz der Ströme l\ ... /5, d. h. die Wiederholungsfrequenz des symmetrischen bipolaren Stromes Λ. aufweist. Außerdem enthält dieser sägezahnförmige Strom keine Gleicnstromkomponente.

Durch Anwendung der Verarbeitungseinheit 13 nach Fig.8 in Verbindung mit der Vorrichtung nach Fig. 7 werden nahezu sägezahnförmige Signale bei Erregung der Spaltenleiter Ki ... Vs erzeugt. Die Wiederholungsfrequenzen dieser sägezahnförmigen Signale sind bei Erregung eines Stromleiters Y₁ um eine Oktave höher als bei Erregung eines Spaitenleiters V₁₊1.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele. So wird es einleuchten, daß die verwendeten Bipolartransistoren, insbesondere wenn sie nur eine Schaltfur klion (wie die Transistoren Ti und 7i) oder eine Stromsteuerfunktion (wie die Transistoren Ti und T5) erfüllen, ohne weiteres durch Feldeffekttransistoren, insbesondere Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate, ersetzt werden können. Für integrierte .Schaltungen werden für die Transistoren T; und Tx mich wir· vor Bipolartransistoren bevorzugt.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erzeugen impulsförmiger Signale, deren Amplitude durch eine Steuerspannung (VJ bestimmt wird, welche Vorrichtung enthält: einen ersten als Stromquelle zu betreibenden Transistor (Ti) mit einer Ausgangselektrode, einer Hauptelektrode und einer Steuerelektrode, wobei die Steuerspannung (V₅) über dem Eingangs kreis dieses Transistors angelegt werden kann, einen AusgangsanschluBpunkt (3), der mit der Ausgangselektrode dieses Transistors (Ti) gekoppelt ist, und Mittel (X), mit deren Hilfe der durch die Steuerspan nung (V₅) bestimmte Strom (h) pulsierend dem AusgangsanschluBpunkt (3) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung weiter enthält: einen zweiten als Stromquelle zu betreibenden Transistor (T₂) mit einer Ausgangselektrode, einer Hauptelektrode und einer Steuerelektrode, wobei die Steuerspannung (V_s) ebenfalls über dem Eingangskreis des zweiten Transistors (T₂) angelegt wird, und einen Stromverstärker (6) mit einem Eingangs- und einem Ausgangsanschlußpunkt (7, 8), wobei durch diesen Ein- und diesen Ausgangsanschlußpunkt (7, S) Ströme (/7,I») aus dem Stromverstärker Hießen, die zueinander in einem festen Verhältnis stehen, wobei der Ausgangsanschlußpunkt (8) des Stromverstärkers (6) mit dem Ausgangsanschlußpunkt der Vorrichtung (3) und zugleich mit der Ausgangselcktrode eines der genannten Transistoren (Tu Vi) und der Eingangsanschlußpunkt (7) mit der Ausgangselcktrode des anderen Transistors (Ti, Ti)Vd junden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektroden des ersten und des zweiten Transistors (Ti, Tj) gemeinsam mit einem Punkt (2) verbunden sind, an den die Steuerspannung (VJ angelegt werden kann, und die Hauptelektroden je für sich über nahezu gleiche Impedanzen (4,5) mit einem Punkt festen Potentials verbunden sind, wobei der Stromverstärker (6) L»in Verhältnis von nahezu 2 : I zwischen dem den mit der Ausgangseleklrodc des zweiten Transistors (T₂) gekoppelten Stromkreis durchfließender. Strom (/₈) und dem den mit der Ausgangselcktrode des ersten Transistors (Ti) gekoppelten Stromkreis durchfließenden Strom (/;) verwirklicht.

3. Matrix von Vorrichtungen nach Anspruch I oder 2, die in /-Spalten und/-Reihen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsanschlußpunkt jeder Vorrichtung (XJ mit der Ausgangselektrode des ersten Transistors (T_Uj) dieser Vorrichtung verbunden ist; daß die Ausgangsanschlußpunktc aller Vorrichtungen (XJ pro Reihe gemeinsam sind; daß die Stcuerelektroden der ersten Transistoren (Tm₁) aller Vorrichtungen pro Spalte mit einem gemeinsamen Anschlußpunkt für die Steucrspannung (YJ verbunden sind; daß alle /weilen Transistoren (Ti₁) der Vorrichtungen mit ihrem Eingangskreis pro Spalte gemeinsam sind, wobei alle Ausgangselektroden der zweiten Transistoren (Tu) mit dem Eingangsanschlußpunkt (7) eines gemeinsamen Stromverstärkers (6) mit für jede Reihe einem mit dem gemeinsamen AusgangsanschluBpunkt der Vorrichtungen (XJder betreffenden Reihe verbundenen AusgangsanschluBpunkt (S₁) verbunden sind, und daß allen Vorrichtungen in jeder Richtung parallel zu einer Diagonale der Matrix, wobei die Diagonale durch die Richtung einer bestimmten Vorrichtung zu der Vorrichtung in einer nächsten Reihe und einer nächsten Spalte gebildet wird, die genannten Mittel (/v+y-i) gemeinsam sind.