DE2812185B2

DE2812185B2 - Monolithisch integrierbare Auswahlschaltung

Info

Publication number: DE2812185B2
Application number: DE2812185A
Authority: DE
Inventors: Dirk 7831 Mahlberg Hoffmeister; Dieter 7800 Freiburg Holzmann
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1978-03-20
Filing date: 1978-03-20
Publication date: 1980-02-14
Also published as: US4215615A; NL7901340A; DE2812185A1; DE2812185C3; JPS54133120A

Description

Die Erfindung beschäftigt sich mit einer monolithisch integrierbaren Schaltung, insbesondere für die Verwendung in einer elektronischen Orgel. Solche Schaltungen werden in der Zeitschrift »Funktechnik« (1972) Nr. 20, Seiten 737 bis 740 beschrieben und enthalten teilweise Schaltungsteile, mit denen besondere Effekte erzielt werden können.

Die Erfindung betrifft eine monolithisch integrierbare Auswahlschaltung zum Wählen der oberen oder unteren Größe aus einer Reihe von je mittels eines Schalters wählbaren elektrischen Größen gemäß dt-m Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Auswahlschaltung ist aus der DE-OS 24 40 420 im Prinzip bekannt Bei dieser monolithisch integrierbaren Auswahlschaltung wird das Schaltsignal jedes der Schalter an den einen Eingang je eines ersten UND-Gatters angelegt, das von je einem der Eingänge der Auswahlschaltung her in Reihe zu einem zweiten UND-Gatter und einem NOR-Gatter liegt. Mit einer solchen für eine elektronisehe Orgel vorgesehene Auswahlschaltung ist ein Effekt erzielbar, in dem aus dem gerade gespielten Akkord der unterste oder der oberste Ton ausgewählt werden kann und diese beiden Töne entsprechend einer bestimmten Wiederholungsfrequenz eines Rhythmusgenerators abwechselnd gespielt werden können. Zur Erzielung dieses Effektes ist bei der bekannten monolithisch integrierbaren Auswahlschaltung jedoch ein großer Schaltungsaufwand erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Angabe einer monolithisch integrierbaren Auswahlschaltung, mit der bei äußerst geringem Schaltungsaufwand aus einer Reihe von elektrischen Größen entsprechend einem binären Auiwahlsignal die unterste bzw. die oberste der elektrischen Größen elektronisch ausgewählt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Schaltungsmaßnahmen gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel einer monolithisch integrierbaren Schaltung nach der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, die das Prinzipschaltbild einer zur Verwendung in einer elektronischen Orgel geeigneten monolithisch integrierten Schaltung nach der Erfindung zeigt, in der MOS-Feldeffekttransistoren als Schalterelemente verwendet werden.

Die Schalterelemente können natürlich auch als bipolare Transistoren ausgebildet werden, die vorzugsweise in PL-Technik ausgelegt werden.
In der Zeichnung bedeuten 51... 54, 5 k den Tasten eines elektronischen Musikinstruments zugeordnete Schalter, welche entsprechend der Tastenstellung entweder die logische Null oder die Eins liefern. Die Eingänge für die den Tasten bzw. Schaltern zugeordnete Tonfrequenzen sind mit f\,f2... /4, fkbezeichnet worden.

Am Auswahleingang wird mit einem Auswahlschalter entsprechend seiner Stellung die logische Null oder Eins eingegeben, womit der oberste bzw. unterste Frequenzwert des gedrückten Tastenakkordes ausgewählt ist.

Der Auswahlschalter kann mit einer wählbaren Wiederholungsfrequenz betätigt werden, wodurch rhythmisch der oberste bzw. der unterste Ton des gedrückten Tastenakkordes gespielt wird und die übrigen Töne ausgeblendet werden. Der Ausgang der monolithisch integrierbaren Auswahlschaltung nach der Erfindung kann mit der Gate-Elektrode eines Ausgangstransistors Ta verbunden werden. An die Gate-Elektrode des hochohmigen Entladetransistors Te, dessen Source-Drain-Strecke zwischen der Gate-Elektrode des Ausgangstransistors Ta und dem Bezugspotential liegt, wird die Vorspannung Ubd angelegt, so daß die Gate-Elektrode des Ausgangstransistors Ta auf »Null« gehalten wird.

Die ersten Schalterelemente 714... 744, Tk4 sind mit ihren Source-Drain-Strecken in Reihe geschaltet. Dazu in Reihe liegen anodenseitig a der Auswahlschalter-Transistor Tt und kathodenseitig b der Auswahlschalter-Transistor Th. Die beiden Enden der Reihenschaltung aus ersten Schalterelementen und Auswahlschalter liegen gemeinsam am Ausgang A, so daß die Enden der Reihenschaltung wahlweise über das binäre Auswahlsignal am Ausgang A liegen, da das binäre Auswahlsignal T/H an dem anodenseitigen Auswahlschalter Ί'τ unmittelbar und am kathodenseitigen Auswahlschalter Th invertiert anliegt

Das Schaltsignal jedes der Schalter Sl ... 54, Sk liegt unmittelbar an der Gate-Elektrode eines ersten Schalterelements TIl ... TAX ... Tk\, über die entsprechend den betätigten Schaltern bzw. Tasten die elektrischen Größen in Form von Tonfrequenten Signalen in die Auswahlschaltung einspeisbar sind. In Reihe zu den ersten Schalterelementen 7"ti ... Γ41 ... Tk 1 liegen je ein zweites Schalterelement TYl... 742 ... 7"Ar 2 und je ein drittes Schalterelement 713 ... Γ43 ... Γλ 3. Da an jedem der vierten Schalterelemente Γ14 ... Γ44 ... 7 Jt 4 der erwähnten Reihenschaltung anodenseitig a_die gewählte elektrische Größe über das mit der Anode des betreffenden vierten Schaltelements verbundene zweite Schaltelement oder kathodenseitigJ) diesselbe elektrische Größe über ein drittes Schalterelement anlegbar ist und die Gate-Elektrocen des betreffenden Paares eines zweiten und dritten Schalterelements das Auswahlsignal T/H über den Inverter I_H invertiert erhalten, kann die elektrische Größe bzw. das getastete Tonsignal rythmisch über das binäre Auswahisignal T/H abwechselnd an die Anode oder an die Kathode des betreffenden vierten Schalterelements angelegt werden. Wie das Prinzipschaltbild der Zeichnung zeigt, wird jedes der Schaltsignale über je einen Inverter /1 ... /4 ... / A- an die Steuer-Elektrode bzw. Gate-Elektrode desjenigen der vierten Schalterelemente bzw. Feldeffekttransistoren Γ14... 744... Tk4 angelegt, das entweder anodenseitig jj oder kathodenseitig b die von demselben Schalter geschaltete elektrische Größe erhält. Die monolithisch integrierbare Auswahlschaltung kommt also mit je einem Inverter 4 und vier Schalttransistoren 7*i Tk 2 7*3 und 7*4 je elektrische Größe bzw. je Ton aus.

Werden die Schalter Sl ... S4 ... S jt nicht betätigt, liegt also sowohl an den Eingängen der Inverter /I ... /4 ... /Ar als auch an den Steuer-Elektroden der ersten Schaltelemente bzw. Gate-Elektroden der ersten Transistoren 711 ... 741 ... Tk i die logische Null an, so sind die ersten Schalterelemente 711 ... 741 ... Tk 1 gesperrt. Über den hochohmigen Endladetransistor Te wird die Gate-Elektrode des Ausgangstransistors Ta auf der logischen Null gehalten, so daß der Ausgangstransistor Ta gesperrt ist.

Zur Erläuterung der Funktionsweise sei beispielsweise angenommen, daß die Schalter S 2 und S 4 getastet sind, so daß an den Eingängen der Inverter /2 und /4 die logische Eins liegt und die ersten Schalterelemente 721 und 741 durchgeschaltet sind, während die vierten Schalterelemente 724 und 744 gesperrt sind. Liegt nun das Auswahlsignal T/H auf der logischen Null, dann sind der Auswahlschalter Tr und die zweiten Schalterelemente 712 bis 7Jt 2 gesperrt, während der kathodenseitige Auswahlschalter Th und die dritten Schalterelemente 713 bis 7Jt 3 durchgesteuert sind. Die elektrische Größe /4, im vorliegenden Ausführungsbeispiel also das entsprechende Tonfrequenzsignal, kann jetzt über das erste Schalterelement 741, das dritte Schalterelement 743 und den weiteren vierten Schalterelementen Tk 4, sowie über den Auswahlschalter Th an den Ausgang A gelangen und den Ausgangstransistor T_A steuern. Nimmt das Auswahlsignal T/H danach den Wert »Eins« an, werden der Auswahlschalter Th und die dritten Schalterelemente 713 bis 7 Jt 3 gesperrt, während der Auswahlschalter Tt und die zweiten Schalterelemente 712 bis 7Jt2 durchgesteuert werden. Die elektrische Größe f2 entsprechend dem untersten Tonfrequenzsignal gelangt über das erste Schalterelement 721, das zweite Schalterelement 722, das vierte Schalterelement 714 und über den Auswahlschalter 7ran den Ausgang A der monolithisch integrierbaren Auswahlschaltung nach der Erfindung.

Die gleichen Betrachtungen können offensichtlich auch für jeden beliebigen »Akkord« durchgeführt werden, wobei jeweils entsprechend dem Auswahlsignal T/H jeweils die oberste Größe (höchster Ton J oder die unterste Größe (tiefster Ton) bei rythmischer Änderung des Auswahlsignals rythmisch an den Ausgang A gelangt, wobei die dazwischen liegenden Größen (Töne)

wciucn.

Die monolithisch integrierbare Auswahlschaltung wird vorzugsweise in einer flächensparenden Aus'egung mit MOS-Feldeffekttransistoren oder auch bipolar in einer I²L-Auslegung realisiert, insbesondere dann, wenn eine größere Anzahl von elektrischen Größen vorliegt, da jede der Größen an einen Eingang mit anschließendem Netzwerk mit einem Inverter und vier Schalterelementen angelegt werden muß. Die monolithisch integrierbare Auswahlschaltung nach der Erfindung ist dann überall dort anwendbar, wenn aus diesen elektrischen Größen, die aus beliebigen anderen Größen (Temperatur, Abmessungen, Amplituden) abgeleitet werden, die oberste und/oder die unterste Größe ausgewählt oder auch gestimmt werden muß bzw. müssen. Insofern ist eine Anwendung für logische Operationen denkbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

Claims

Patentansprüche:

1. Monolithisch integrierbare Auswahlschaltung zum Wählen der oberen oder der unteren Größe aus einer Reihe von elektrischen Größen, die an je einen Eingang der Auswahlschaltung gelegt werden, von denen die unterste oder die oberste Größe entsprechend einem binären Auswahlsignal am Ausgang der Auswahlschaltung abgegriffen wird und die mittels je eines Schalters gewählt werden, dessen Schaltsignal an die Steuerelektrode je eines ersten Schalterelements angelegt wird, das von je einem Eingang der Auswahlschaltung her in Reihe zu einem zweiten Schalterelement und einem dritten Schalterelement liegt, dadurch gekennzeichnet,

daß die von dem betroffenen Schalter gewählte Größe entsprechend dem binären Auswahlsignal (T/H), über je eines der zweiten (Tt2 ... T42 ... TkI) und dritten Schalterelemente (T 13 ... Γ43 ... Tk 3) entweder an eine Kathode oder an die Anode je eines vierten Schalterelements einer Reihenschaltung von vierten Schalterelemente (T i4 ... T44 ... Tk 4) anlegbar ist,

daß die Reihenschaltung sowohl anodenseitig (ä) als auch kathodenseitig φ) in Reihe mii je einem Auswahlschalter (Th bzw. Tt) liegt, über welche Auswahlschalter entsprechend dem binären Auswahlsignal (T/H) entweder das kathodenseitig (h) oder das anodenseitig (a) an der Reihenschaltung anstehende Signal an den Ausgang ^gelegt wird,
daß jedes der Schaltsignale der Schalter (S 1 ... 54 ... S k) invertiert an die Steuerelektrode desjenigen der vierten Schalterelemente (TH... Γ44 ...Tk 4) angelegt wird, das entweder anodenseitig (a) oder kathodenseitig (b) die von demselben Schalter (s k) geschaltete elektrische Größe (fk)enlhäh, und
daß das binäre Auswahlsignal (T/H), welches an dem anodenseitigen Auswahlschalter (Tt) anliegt unmittelbar an die Steuerelektroden der zweiten Schalterelemente (T12... 732 ...Tk 2) und invertiert an die Steuerelektroden der dritten Schalterelemente (T'13 ... Γ43... Tk 3) angelegt wird.

2. Monolithisch integrierte Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung zum Auswählen des obersten oder untersten Tones eines Akkordes aus einer Tonfrequenzreihe, deren Tonfrequenzen an je einen Eingang der Auswahlschaltung angelegt werden, der in Reihe zu je einem ersten Schalterelement (Tti ... Γ41... Tk 1) liegt, an dessen Steuerelektrode das Schaltsignal einer Taste eines Musikinstruments angelegt werden kann.

3. Monolithisch integrierte Schaltung mit einer monolithisch integrierbaren Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Schalterelemente, die als MOS-Feldeffekttransistoren ausgebildet sind.