DE2631334C3

DE2631334C3 - Vorrichtung zum Erzeugen impulsförmiger Signale

Info

Publication number: DE2631334C3
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: 1980-11-27
Also published as: NL7508772A; IT1071135B; ES449996A1; DE2631334A1; FR2319175A1; DE2631334B2; JPS5213760A; FR2319175B1; AU1613076A; US4083036A; BE844415A; CH622389A5; GB1503448A; CA1071717A; JPS5633891B2; CH623691A5; AU501844B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen impulsförmiger Signale, deren Amplitude durch eine Steuerspannung bestimmt wird, weiche 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 Koilektor-EIektrode, die Emitter-Elektrode bzw. die Basis-Elektrode und bei einem Feldeffekttransistor als die Source-EIektrode, die Drain-Elektrode bzw. die Gate-Eiektrode 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

to 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. 1, vom 1. April 1970, Artikel Nr. 926, bekannt.

Dabei wird eine Spannung an die Basis-Elektrode 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 der von dem ersten Transistor erzeugte Strom pulsierend an den Ausgang weitergeleitet wird.

Bei einer anderen aus der Literatur bekannten Vorrichtung (Fig. 1) 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 is 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 r 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 zu betreibenden Transistor mit einer Ausgangselektrode, einer Hauptelektrode und einer Steuerelektrode, wobei die Steuerspannung auch über dem Eingangskreis 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 Ausgangsanschlußpunkt des Stromverstärkers mit dem Ausgangsanschlußpunkt der Vorrichtung und zugleich mit der Ausgangselektrode eines der genannten Transistoren und der Eingangsanschlußpunkt mit der Ausgangselektrode des anderen Transistors verbunden ist.

Dabei ist unter »Stromverstärker« auch eine Vorrich- &o tung 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. Falls 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 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 Stromverstärker ein Verhältnis von nahezu 2:1 zwischen dem den mit der Ausgangselektrode des zweiten Transistors gekoppelten Stromkreis durchfließenden Strom und dem den mit der Ausgangselektrode des ersten Transistors gekoppelten Stromkreis durchfließenden Strom verwirklicht.

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

F i g. 1 eine bekannte Vorrichtung,

F i g. 2 einige zu der Vorrichtung nach F i g. 1 gehörige Spannungs- und Stromformen,

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

F i g. 4 einige zu der Vorrichtung nach F i g. 3 gehörige Spannungs- und Stromformen,

F i g. 5 eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung,

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

F i g. 7 ein Anwendungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung,

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

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

Fig. 1 zeigt einen Transistor 71, dessen Basis mit einem Eingangsanschlußpunkt 2 für die Steuerspannung Vj, dessen Kollektor mit einem Ausgangsanschlußpunkt 3 und dessen Emitter über einen Widerstand 4 mit einem Wert R und über eine Spannungsquelle 1 mit einer Klemmenspannung V, mit Erde verbunden ist.

Bei Anwendung in elektronischen Orgeln hat die Steuerspannung V₅ die in Fig.2a dargestellte Spannungsform. Die Spannungsquelle 1 liefert eine impulsförmige Spannung V₁, wie in Fig.2b dargestellt ist. Wenn die Amplitude £der impulsförmigen Spannung V, genügend groß, z. B. größer als die Steuerspannung V₁ ist, ist der Transistor 71 in der Sperrichtung polarisiert, wenn die Spannung Vi gleich Eist Wenn die Spannung V, gleich Null ist, führt der Transistor 71 einen Kollektorstrom /_s gleich (V_s- Vi)ZR mit V, = Basis-Emitter-Spannung des Transistors 71, wenn der Transistor Γι ein Bipolartransistor ist, und mit V_t = Schwellwertspannung, wenn der Transistor 71 ein Feldeffekttransistor ist. Die Form dieses Stromes I₅ ist in F i g. 2c dargestellt.

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

dann einem RC-F\her zugeführt wird, um die Gleichstromkomponente auszufiltern, wird das Ausgangssignal dieses Filters dennoch während einiger Zeit eine Gleichstromkomponente enthalten. Fig.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 Sk geschlossen wird, ist die Spannung V, gleich 0 V, und wenn der Schalter Sk geöffnet wird, steigt die Spannung V, schnell an, so daß der Transistor T\ 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 /o zugeführt, die aus einem als Stromquelle gesteuerten pnp-Transistor bestehen kann.

Der Steuerspannungsanschlußpunkt 2 ist mit der Basis des Transistors Tj und auch mit der Basis eines zweiten Transistors Ti verbunden, dessen Emitter über einen Widerstand 5, gleichfalls mit einem Wert R, mit Erde verbunden ist. Der Kollektor des Transistors Tj 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 Ti verbunden ist. Die Bemessung ist derart gewählt, daß der Ausgangsstrom Ig des Stromverstärkers 6 dabei stets gleich der Hälfte des Eingangsstroms /7 des Stromverstärkers 6 ist, wobei die Richtung dieser Ströme in F i g. 3 angegeben sind. Der Ausgangsstrom I_u. der den Ausgangsanschlußpunkt 3 durchfließt, ist dabei gleich 1,-1*

Wenn an den Steuereingangsanschlußpunkt 2 eine Spannung V₅ nach F i g. 4a angelegt und der Schalter Sk mit einer bestimmten Frequenz geöffnet und geschlossen wird, ist der Kollektorstrom I₅ des Transistors Ti eine unipolare Impulsreihe mit einer Amplitude gleich (V₅- Vbe)/R. wobei Vfcedie Basis-Emitter-Spannung des Transistors Ti ist Diese Impulsreihe ist in Fig.4b dargestellt. Wenn der Transistor T2 im wesentlichen gleich dem Transistor Ti und der Wert R des Widerstandes 5 gleich dem Wert R des Widerstandes 4 ist, ist der Kollektorstrom des Transistors Tj ein Gleichstrom (V₅-VbJZR. Der Ausgangsstrom h des Stromverstärkers 6 ist dann gleich V2 (V₅- Vt,_e)/R, wobei die Form dieses Stromes in F i g. 3c dargestellt ist

Den Ausgangsanschlußpunkt 3 durchfließt ein Strom I₁₁ = I₅-Ig, 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.

Fig.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 Ti 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 Queiie 10 keinen Strom durch den Widerstand 4 schickt, führt der Transistor Ti einen Strom (V₅- 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 V₅ entsprechend F i g. 4a wird der Kollektorstrom I₅ 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 + Vb einen als Diode geschalteten Transistor Tj. Dieser als Diode geschaltete Transistor überbrückt den Basis-Emitter-Übergang eines Transistors Ti, 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, ist der Transistor Ti aus zwei parallelgeschalteten Transistoren aufgebaut die mit dem Transistor T₃ identisch sind. Der Ausgangsstrom 4 ist dann gleich 2 I₅ und also ein unipolarer impulsförmiger Strom mit einer Amplitude gleich 2 (V₅- V_be)/R. Der Kollektorstrom des Transistors T₂ ist gleich (V₅- V_be)/R. so daß der Ausgangsstrom I₁₁ wieder ein symmetrischer bipolarer Strom entsprechend F i g. 4d ist.

F i g. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung, bei dem nicht der Transistor Ti selber geschaltet wird, sondern bei dem der Kollektorstrom des Transistors Ti abwechselnd von den Transistoren T5 und Ti geschaltet wird. Die Vorrichtung entspricht weiter der nach F i g. 5. Um den Kollektorstrom des Transistors Tj schalten zu können, ist der Kollektor des Transistors Ti mit den gemeinsamen Emittern der Transistoren Ts und T₆ verbunden. Die Basis des Transistors T5 ist mit einem an einer Bezugsspannung V_re/liegenden Punkt und der Kollektor

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verbunden. Der Kollektor des Transistors T₆ 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 T5 anlegen kann.

Der Kollektorstrom des Transistors Ti ist gleich (V₅- Vbe)/R. Wenn die Spannung an der Basis des Transistors T₆ genügend niedrig in bezug auf die Referenzspannung V_rer 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_rsr 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 F i g. 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 Fig.3 kann ebenfalls entsprechend der Vorrichtung nach F i g. 5 angeschlossen werden, wobei der Stromverstärkungsfaktor dann 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. Bei dieser Anwendung ist von der Vorrichtung nach F i g. 3 ausgegangen. Die Schaltung umfaßt 25 Transistoren 71, die in einer 5x5-Matrix angeordnet sind. Diese Transistoren sind mit Tj ,y numeriert, wobei /= 1 bis 5 die Rangnummer der Spalte und j= 1 bis 5 die Rangnummer der Reihe ist. Die Basen aller Transistoren T\,j sind pro Spalte mit einem Spaltenleiter K, und die Kollektoren pro Reihe mit einem Reihenleiter X, verbunden. Die Emitter der Transistoren Ti/, sind über Emitterwiderstände R pro Diagonalenrichtung mit einem Diagonalenleiter Zk, also T\w mit Zi, Tn₂ und T\₂\ mit Z₂, Tn₃, T_]22 und T\₃\ mit Z₃, ... und 7Ϊ55 mit Zg verbunden. Jeder Spalte / ist ein Transistor T₂ zugeordnet, welche Transistoren mit T₂; numeriert sind. Die Basis eines Transistors T₂, ist mit einem Spaltenleiter Y,, der Emitter eines solchen Transistors über einen Widerstand R mit Erde und die Kollektoren dieser Transistoren sind alle gemeinsam mit dem Sngangsanschlußpunkt 7 des Stromverstärkers 6 verbunden, der fünf Ausgangsanschlußpunkte 81 ... 8/... 85 enthält und von dem Eingangsanschlußpunkt 7 an eine Stromverstärkung 0,5 zu allen Ausgangsanschlußpunkten Sj aufweist. Der Stromverstärker 6 wird durch einen Mehrfachstromspiegel gebildet, wobei zwischen dem Eingangsanschlußpunkt 7 und einem Speisungsanschlußpunkt + Vb ein als Diode geschalteter Transistor Ta angeordnet ist, der aus zwei parallelgeschalteten Transistoren besteht, die mit den Transistoren T^ identisch sind. Der als Diode geschaltete Transistor Te, überbrückt den Basis-Emitter-Übergang von fünf Transistoren Γ51 ... Ts,... T55, wobei die Kollektoren dieser Transistoren T51... Ts,... 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 Quenen aus (elektronischen) Schaltern bestehen. Dabei ist die Frequenz fy der von der Quelle Fk gelieferten Spannungsimpulse durch Zweiteilung aus der von der Quelle Fk-\ gelieferten Spannung, also /*-i = 2 /*, erhalten.

Die Spaltenleiter Y/ führen zu einer Vorrichtung 12, mit deren Hilfe eine Steuerspannung V_s einem oder mehreren der Spaltenleiter Y-, zugeführt wird. Diese Vorrichtung 12 wird mit Hilfe von Tasten betätigt. Eine Steuerspannung V_s an einem der Spaltenleiter Y, verursacht einen Ausgleichstrom (V₅- Vbe)/R, der durch den Eingangsanschlußpunkt 7 des Stromverstärkers 6 fließt. Durch die Ausgangsanschlußpunkte Sj fließen also Ströme '/2 (V_s- Vm)ZR. Die Ausgangsanschlußpunkte Sj 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 Y\ die Steuerspannung Vj angelegt wird, führen die Transistoren Tm, Tn₂, Ti 13, Tin und T115 unipolare impulsförmige Kollektorströme mit einer Amplitude (V_s— Vte)/R und mit einer Frequenz /Ί, Z₂, /3, /4 bzw. /5, welche Ströme über die Reihenleiter ΑΊ, Xi, Xz, Xa, bzw. X5 zu der Verarbeitungseinheit 13 fließen. Über die Ausgangsanschlußpunkte 81, 82, 83, 84 und 85 wird in jedem Reihenleiter ein Strom V2 (Vs- Vbe)/R ausgeglichen, so daß die Verarbeitungseinheit 13 symmetrisch bipolare Stromimpulse empfängt. Auf entsprechende Weise empfängt die Verarbeitungseinheit bei Erregung des Spaltenleiters V₂ mit einer Steuerspannung V₂ symmetrische bipolare Ströme mit einer Frequenz Z₂, /₃,4 /5 bzw. 4 und z. B. bei Erregung des Spaltenleiters Ys mit einer Steuerspannung Vj weisen diese Ströme die Frequenzen /5, & /7, k bzw. k 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 X\ ... X₁ ... Xs, die sich an die entsprechenden Reihenleiter der Vorrichtung nach F i g. 7 anschließen, führen zu den respektiven Verbindungspunkten k\...kj...ki eines Leiternetzwerks. Jeder Verbindungspunkt Xj ist über einen Widerstand R mit einem Punkt 15 festen Potentials und jeder Verbindungspunkt λ, ist über einen Widerstand Κ#+\ mit dem Verbindungspunkt Α,+ ι, z. B. der Verbindungspunkt A3 über den Widerstand R34 mit dem Verbindungspunkt A4 und über den Widerstand Rz mit dem Punkt 15, verbunden.

Weisen die Widerstände A₁, /?₎₂, Rzs, Ria, Ras und R₅ einen Wert Rq und die Widerstände R2, R3 und Ra einen 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 Ras und Rs mit dem zu dieser Reihenschaltung parallelgeschalteten Widerstand R₇ einen Ersatzwert Ro auf. Von dem Verbindungspunkt £3 her gesehen, weist der Widerstand Rza in Reihe mit dem abschließenden Widerstand am Verbindungspunkt A4 mit dem zu dieser Reihenschaltung parallelgeschalteten

Widerstand Rt einen Ersatzwert Ro auf. Ähnliches gilt für jeden Verbindungspunkt kj.

Wenn durch den Reihenleiter X\ ein Strom /1 fließt, fließt '/3 /| durch den Widerstand R\2 und ²Iz I\ durch den Widerstand R\. Der Strom ¹Zz /1 teilt sich am Verbindungspunkt A₂ in zwei gleiche Teile auf, so daß ein Strom '/β I\ durch den Widerstand R23 fließt Ebenso teilt sich der Strom an den Verbindungspunkten £3 und A4 auf, so daß durch den Widerstand Rs ein Strom '/24 Z₁ fließt

Wenn durch den Reihenleiter Xi ein Strom I₂ fließt, fließt '/3 I₂ durch den Widerstand R₂₃. Dieser Strom teilt sich jeweils an den Verbindungspunkten A3 und A4 auf, so daß durch den Widerstand R₅ ein Strom '/121₂ fließt

Fließen durch die Reihenleiter X\ ... Xs die respektiven Ströme I\ ... /5, so fließt durch den Widerstand Rs ein Strom gleich

'/24 /, + 1/121₂ + Ve /3 + '/a Ia + ²Iz Is.

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

Die Vorrichtung nach F i g. 7 liefert bei Erregung eines Spaltenleiters über die Reihenleiter X\ ...X₅ fünf symmetrische bipolare Ströme mit jeweils um einen Faktor 2 niedrigerer Frequenz. Die Vorrichtung nach Fig. 7 ist derart bemessen, daß die Ströme h ... h alle eine Amplitude / und jeweils eine um einen Faktor 2 niedrigere Frequenz aufweisen und dabei in einer richtigen Phasenbeziehung zueinander stehen. Die Ströme '/24 /1 ... Va /5, die den Widerstand Rs durchfließen, sind in den F i g. 9a ... 9e dargestellt. Fig.9f zeigt die Summe dieser Ströme, die nahezu sägezahnförmig ist und eine Amplitude ^3|/24 /und eine Wiederholungsfrequenz gleich der niedrigsten Frequenz der Ströme /1 ... /5, d. h. die Wiederholungsfrequenz des symmetrischen bipolaren Stromes /5, aufweist Außerdem enthält dieser sägezahnförmige

10

Strom keine Gleichstromkomponente.

Durch Anwendung der Verarbeitungseinheit 13 nach F i g. 8 in Verbindung mit der Vorrichtung nach F i g. 7 werden nahezu sägezahnförmige Signale bei Erregung der Spaltenleiter Vi... Y₅ erzeugt. Die Wiederholungsfrequenzen dieser sägezahnförmigen Signale sind bei Erregung eines Stromleiters Y-, um eine Oktave höher als bei Erregung eines Spaltenleiters Y/₊₎.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele. So wird es einleuchten, daß die verwendeten Bipolartransistoren, insbesondere wenn sie nur eine Schaltfunktion (wie die Transistoren 71 und Te) oder eine Stromsteuerfunktion (wie die Transistoren T₂ und T₅) erfüllen, ohne weiteres durch Feldeffekttransistoren, insbesondere Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate, ersetzt werden können. Für integrierte Schaltungen werden für die Transistoren T3 und 7} nach wie vor Bipolartransistoren bevorzugt.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erzeugen impulsförmiger Signale, deren Amplitude durch eine Steuerspannung (V_s) bestimmt wird, welche Vorrichtung enthält: einen ersten als Stromquelle zu betreibenden Transistor (Tj) mit einer Ausgangselektrode, einer Hauptelektrode und einer Steuerelektrode, wobei die Steuerspannung (V_s) über dem Eingangskreis dieses Transistors angelegt werden kann, einen Ausgangsanschlußpunkt (3), der mil der Ausgangselektrode dieses Transistors (Tj) gekoppelt ist, und Mittel (1), mit deren Hilfe der durch die Steuerspannung (Vy bestimmte Strom (I_s) pulsierend dem Ausgangsanschlußpunkt (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 (V₁) 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 (7,8) Ströme (/7, /g) aus dem Stromverstärker fließen, die zueinander in einem festen Verhältnis stehen, wobei der Ausgangsanschlußpunkt (8) des Stromverstärkers (6) mit dem Ausgangsanschlußpunkt der Vorrichtung (3) und zugleich mit der Ausgangselektrode eines der genannten Transistoren (7Ϊ, T2) und der Eingangsanschlußpunkt (7) mit der Ausgangselektrode des anderen Transistors (T2, Ti) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektroden des ersten und des zweiten Transistors (Ti, T2) gemeinsam mit einem Punkt (2) verbunden sind, an den die Steuerspannung (V_s) angelegt werden kann, und die Hauptelektroden je für sich über nahezu gleiche Impedanzen (4,5) mit einem Punkt iesten Potentials verbunden sind, wobei der Stromverstärker (6) ein Verhältnis von nahezu 2 :1 /wischen dem den mit der Ausgangselektrode des zweiten Transistors (T2) gekoppelten Stromkreis durchfließenden Strom (Ig) und dem den mit der Ausgangselektrode des ersten Transistors (Ti) gekoppelten Stromkreis durchfließenden Strom (/7) verwirklicht.

3. Matrix von Vorrichtungen nach Anspruch 1 oder 2, die in /-Spalten undy-Reihen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsanschlußpunkt jeder Vorrichtung (X₁) mit der Ausgangselektrode des ersten Transistors (Tuj) dieser Vorrichtung verbunden ist; daß die Ausgangsanschlußpunkte aller Vorrichtungen (X₁) pro Reihe gemeinsam sind; daß die Steuerelektroden der ersten Transistoren (Tu₁) aller Vorrichtungen pro Spalte mit einem gemeinsamen Anschlußpunkt für die Steuerspannung (Y,) verbunden sind; daß alle zweiten Transistoren (Tu) der Vorrichtungen mit ihrem Eingangskreis pro Spalte gemeinsam sind, wobei alle Ausgangselektroden der zweiten Transistoren (T₂,) mit dem Eingangsanschlußpunkt (7) eines gemeinsamen Stromverstärkers (6) mit für jede Reihe einem mit dem gemeinsamen Ausgangsanschlußpunkt der Vorrichtungen (XJ der betreffenden Reihe verbundenen Ausgangsanschlußpunkt (8,) 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 (/y+y_i) gemeinsam sind.