DE2820416C2

DE2820416C2 - Tristabiler Schaltkreis

Info

Publication number: DE2820416C2
Application number: DE2820416A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Yokohama Katakura
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1977-05-10
Filing date: 1978-05-10
Publication date: 1983-12-29
Also published as: US4203043A; DE2820416A1; GB1561123A

Description

Die Erfindung betrifft einen tristabilen Schaltkreis mit einem gleichspannungsgesteuerten Eingang und zwei bistabilen Ausgängen, durch deren decodierte Ausgangssignale drei verschiedene Pegelbereiche des Eingangssignals unterschieden werden können, wobei der Schaltkreis ein erstes Diodenpaar enthält, dessen Dioden parallel- und in ihrer Polarität entgegengesetzt geschaltet sind, das zwischen zwei Eingangsanschlüsse einer symmetrischen Konstantstromsonke geschaltet ist.

In den letzten Jahren wurden die Schaltungsteile eines Tongerätes, etwa eines Magnetbandgeräts, in zunehmendem Mate integriert, um eine kompakte Bauweise eines solchen Geräts zu erreichen. Dabei erwies es sich insbesondere als notwendig, den Schaltkreis z. B. eines Magnet(ton)-bandgeräts in Verbindung mit den Schaltungen für die Aufnahme, Wiedergabe und Geräuschsperre bzw. Stummschaltung (muting) zu integrieren. Ein derzeit bekannte bistabiler elektronischer Schaltkreis ist so ausgelegt, daß sein Betriebszustand zwischen zwei vorbestimmten Zuständen, nämlich dem Einschalt- und dem Ausschaltzustand, in Abhängigkeit vom Pegel der an die Eingangsklemme eines Ton- bzw. Magnetbandgeräts angelegten Gleich-Spannung änderbar ist. Durch Einbau dieses bistabilen elektronischen Schaltkreises soll dabei ein tristabiler elektronischer Schaltkreis gebildet werden. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß ein durch Verwendung eines bistabilen elektronischen Schaltkreises gebildeter elektronischer tristabiler Schalterkreis unweigerlich einen zu komplizierten Aufbau und zu viele Eingangsklcmmen bzw. Kingangsstiftc besitzt, so dnl! er für die Ausführung ills integrierter Schaltkreis ungeeignet ist.

Aus der DE-OS 15 37165 ist zwar bereits ein tristabiler Schaltkreis bekannt, doch benötigt dieser bekannte Schaltkreis vergleichsweise sehr viele Bauelemente und u. a. auch eine Tunneldiode.

Aus der DE-OS 15 37 194 ist eine multistabile Kippschaltung mit zwei nach Art eines Multivibrators kreuzgekoppelten Transistoren bekannt, deren Kollektorübergänge parallel zu Dioden enthaltenden Strompfaden geschaltet sind, und von denen in einem ersten stabilen Schaltzustand der eine Transistor und in einem zweiten stabilen Schaltzustand der andere Transistor mindestens nahezu stromes ist Auch diese bekannte multistabile Kippschaltung benötigt vergleichsweise sehr viele Bauelemente und darüber hinaus sind zur gegenseitigen Kopplung der Transistoren nicht lineare Impedanzen erforderlich.

Aus der DE-OS 22 21 413 ist eine tristabile Flip-Flop-Anordnung bekannt, die ebenfalls sehr viele Bauelemente aufweist, u.a. auch Kondensatoren, so daß eine Ausführung dieser bekannten Schaltung in integrierter Schaltungstechnik nicht möglich ist

Schließlich ist aus der JP-PS 48-33 538 ein tristabiler Schaltkreis der eingangs genannten Art bekannt der aus einem Differenzverstärker mit zwei Transistoren besteht, deren Emitter über eine aus antiparallel geschalteten Dioden bestehende Verbindung miteinander verbunden sind. Die Ausgangssignale werden bei diesem bekannten tristabilen Schaltkreis an den Kollektorwiderständen der zwei Transistoren abgegriffen. Jeder der zwei Ausgänge kann in Abhängigkeit von einem Eingangssignal, welches den Basisanschlüssen der zwei Transistoren zugeführt wird, drei unterschiedliche Spannungswerte haben, obwohl sich diese Werte invers ändern können. Dieser bekannte tristabile Schaltkreis setzt jedoch eine Diskriminatorschaltung voraus, die zwischen den drei verschiedenen Spannungswerten an den zwei Ausängen unterschieden kann, so daß eine solche Diskriminatorschaltung zwangsläufig aufwendig und kompliziert wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen vergleichsweise sehr einfach aufgebauten tristabilen Schaltkreis der eingangs definierten Art zu schaffen, dessen Betriebszustand entsprechend dem Gleichspaniuingspegel eines Eingangssignal auf einen beliebigen von drei vorbestimmten Zuständen umschaltbar ist und der besonders einfach in Form einer integrierten Schaltungsanordnung ausgebildet werden kann.

Ausgebend von dem tristabilen Schaltkreis der eingangs gekannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Eingangssignal an einen Steuereingang einer Stromquelle mit drei Ausgängen angelegt ist, von denen der erste Ausgang einen Strom liefert, der mit dem Eingangssignal zunimmt, der zweite Ausgang einen dazu komplementären Strom liefert, so daß die Summe der Ströme am ersten und zweiten Ausgang konstant ist und der dritte Ausgang einen vom Eingangssignal unabhängigen Strom liefert, daß zwischen die Eingänge der Konstantstromsenke und in Serie zu dem ersten Diodenpaar ein zweites Diodenpaar geschaltet ist, daß der Verbindungspunkt der Diodenpaare mit dem dritten Ausgang der Stromquelle verbunden ist, daß der erste und zweite Ausgang der Stromquelle jeweils nut einem Eingang der Konstantstromsenke verbunden is' und daß an den Eingängen der Konstantstromsenke die Ausgangssignale abgegriffen werden.

Um den Ausgang des ^Ifferenzstroms zu ermöglichen, liegt zwischen den beiden Zweigen der Differentialstromquelle eine symmetrische aus antiparallel geschalteten Dioden bestehende Verbindung, die infolge ihrer nicht-linearen Kennlinie ein Kippen der zwei Ausgangsspannungen hervorrufen. Über den dritten Zweig der Differentialstromquelle kann die Konstantstromsenke angesteuert werden und infolge der Verbindung des dritten Zweiges mit den antiparallel geschalteten Dioden bewegen sich die Ausgangsspannungen um maximal eine Diodenspannung vom festen Potential an dem genannten Verbindungspunkt nach oben oder unten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläjüert Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild eines Schaltkr. ?ses mit Merkmaien nach der Erfindung,

F i g. 2 eine graphische Darstellung der Beziehungen zwischen den Pegeln der Ausgangsspannung V_u K? an den beiden Ausgängen gemäß F i g. 1 und einer Änderungsgröße &l in den Signalströmen (I₀+δΙ),

(I₀-J),

Fig.3 ein Schaltbild einer Abwandlung des Schaltkreises gemäß F i g. 1,

Fig.4 ein konkretes Schaltbild des Schaltkreises nach F i g. 3 bei Ausführung als integrierte Schaltung,

to F i g. 5 ein Blockschaltbild eines Magnet(ton)bandgeräts, dessen Betriebszustand mittels des erfindungsgemäßen Schaltkreises auf Aufnahme, Wiedergabe und Geräuschsperre bzw. Stummschaltung umschaltbar ist, und

F i g. 6 eine graphische Darstellung von Änderungen der Spannung eines an die Eingangsleitung des Schaltkreises nach Fig.5 angelegten Eingangssignals, in bezug auf Aufnahme, Stummschaltung und Abspielen gemessen.

Fig. 1 veranschaulicht schematisch einen tristabilen Schaltkreis mit Merkmalen nach der Erfindung, der eine Stromquelle S zur Lieferung von Strom zu drei Ausgängen 2, 4 und 6 aufweist. Ein an riie Signaleingangsklemme 10 des Schaltkreises angeschlossener

'5 Steuer-Eingang 12 ist mit der Stromquelle 8 verbunden, welche die zwei Ausgänge 2, 4 mit einem Strom beschickt, der entsprechend dem Gleichspannungspegel eines an der Eingangsklemme 10 anliegenden Eingangssignals verschiedene Größen (Iq+δΙ), (Ιο-δΟ besitzt.

Die Summe der von der Stromquelle 8 zu den beiden Ausgängen 2, 4 geschickten Ströme ist auf 2I₀ fes'geLgi. Die beiden Ströme variieren stets mit derselben Größe eines Absolutwerts |<j/|. Die Stromquelle 8 liefert auBeidem an einen dritten Ajsgang 6 einen konstanten Vorspannstrom I₈. Zwei erste Dioden Di, D 2 sind parallel mit entgegengesetzten Durchlaß-Richtungen zwischen den ersten und den dritten Ausgang 2 bzw. 6 geschaltet. Zwei weitere Dioden D 3, D 4 sind auf ähnliehe Weise antiparallel zwischen den zweiten und den dritten Ausgang 4 bzw. 6 eingsschaltet. Der erste Ausgang 2 ist mit dem Kollektor eines ersten npn-Transistors Q1 verbunden, während der zweite Ausgang 4 an den Ko'lektor eines zweiten npn-Transistors Q 2 angeschlossen ist. Der dritte Ausgang 6 ist mit einer Verzweigung zwischen dem ersten Diodenpaar Ομ, Dl und dem zweiten Diodenpaar D3. D4 verbunden. Die Basiselektroden der beiden Transistoren Q 1, Q2 sind an den Verbhdungspunkt 14 über eine

in Durchlaßrichtung geschaltete Diode D 5 ztisammengeschaltet. Die Emitter der beiden Transistoren Q 1, Q 2 sind gemeinsam an Masse angeschlossen. Eine erste und eine zweite Ausgangsleitung 16 bzw. 18 sind mit dem ersten bzw. dem zweiten Ausgang 2 bzw. 4 verbunden. ' Die eine oder beide erste Dioden Dl. D2 kann bzw. können durch Zencrdioden oder eine Reihenschaltung aus einer Anzahl von Dioden ersetzt werden. Ebenso können die paarweise angeordneten Dioden Di und/oder D4 durch Zcnerdioden oder eine Reihen- ic schaltung aus mehreren Dioden ersetzt werden. Wenn der Schaltkreis kein schnelles Ansprechverhaltcn zu besitzen braucht, kann die Diode D5 weggelassen werden. Anstelle der Diode D 5 kann eine Reihenschaltung aus zwei oder mehr Dioden oder Zenerdioden verwendet werden, wobei in diesem Fall der Gleichspannungspegel der Ausgangsspannung(en) Vl und V 2 beliebig bzw. willkürlich verschoben werden kann.

Wenn die beiden Transistoren QX. Q2 bei dem beschriebenen Schaltkreis dieselben Eigenschaften besitzen, wird an die Basiselektroden der Transistoren Q 1, Q2 eine Basisspannung mit jeweils gleichem Pegel angelegt. Da die Emitter der Transistoren QX. Q2 zusammengeschart sind, werden ihre Emitter mit gleichen Pegeln des Kollektorstroms /, beschickt. Für « den Schaltkreis gelten die beiden folgenden Gleichungen:

h+h = Iβ (1)

(2)

Darin bedeuten: I₂ den positiven Stromfluß von dem Verbindungspunkt 14 zum Kollektor des ersten Transistors Q X und I₃ den von dem Verbindungspunkt i4 zum Kollektor des zweiten Transistors Q 2 gelieferten positiven Strom. Der Basisstrom fließt auch über die Basis-Emitter-Strecke der beiden Transistoren QX. Q2. Dieser Stromfluß ist jedoch so klein, daß er vernachlässigt werden kann.

Aus den obigen Gleichungen (1) und (2) lassen sich die beiden folgenden Gleichungen ableiten:

30

J5

40

Aus diesen Gleichungen (3) und (4) geht hervor, daß die Richtung der Ströme /-und Λ in Abhängigkeit davon variiert, ob die Stromänderung .i/größer oder kleiner ist als IbII. Im Fall von j/> /ß/2 fließt nämlich der Strom /3 in der in F i g. 1 durch den Pfeil angedeuteten Richtung, während der Strom /_- in entgegengesetzter Richtung fließt. Im Fall von /b/2>j/> -/ß/2 werden die Ströme yh. h jeweils in der in Fig. 1 durch die Pfeile angedeuteten Richtung zugeführt. Im Fall von -IbI 2> j/fließt der Strom I₂ in Pfeilrichtung gemäß Fig. 1. während der Strom h in entgegengesetzter Richtung fließt.

Beim Schaltkreis gemäß F i g. 1 entspricht das Potential an dem Verbindungspunkt 14, das auf einem konstanten Spannungspegel gehalten wird, der Summe aus dem Spannungsabfall V₅ in Durchlaßrichtung der Diode D5 und der Basis-Ernitter-Spannung \'_BE des ersten Transistors Q1 oder des zweiten Transistors Q 2 (unter der Voraussetzung, daß die Basis-Emitter-Spannung des ersten Transistors Q 1 derjenigen des zweiten Transistors Q 2 gleich ist). Im allgemeinen besitzt die

45 Diode eine solche Durchlaßeigenschaft, daß der Spannungsabfall in Durchlaßrichtung unabhängig vom Vorwärts- bzw. Durchlaßstrom praktisch konstant bleibt. Wenn die Diode D5 und der erste sowie der zweite Transistor QX.Q2in eine integrierte Schaltung einbezogen werden, entspricht der Spannungsabfall in Durchlaßrichtung der Diode D5 ungefähr der Basis-Emitter-Spannung V_Hrder beiden Transistoren QX.Q2. Infolgedessen bleibt das Potential an dem Verbindungs-' punkt 14 auf 2 V_Ht:. Von dem ein konstantes Potential 2 Viu besitzenden Verbindungspunkt 14 aus gesehen, ändern sich die Ausgangsspannungen V,, V₂ von erstem und zweitem Ausgang 16 bzw. 18 auf die in Fig. 2 dargestellte Weise entsprechend der Größe der Stromänderung .1/. Die graphische Darstellung von Fig. 2 veranschaulicht die Beziehung zwischen den Ausgangsspannungen Vi. V₂ und der Stromänderung bei Ausbildung des Schaltkreises gcrnä" Fig.! als ir,:c grierte Schaltung. Wenn dieser Schaltkreis integriert ist, beträgt der Durchlaßrichtungs-Spannungsabfall der Dioden DX-DS im wesentlichen 0,7 V₁ entsprechend der Basis-Emitter-Spannung Vbe der beiden Transistoren QX. Q2. unabhängig von der Größe des in Durchlaßrichtung durch die Dioden D1-O5 fließenden Stroms. Im Fall von j/> /g/2 fließt der Strom I₃ in Richtung des Pfeils gemäß Fig.3 durch die Diode D4. Der Strou« /2 fließt dagegen entgegengesetzt zum Pfeil gemäß Fig. 2 durch die Diode Dl. Infolgedessen fällt das Potential Vi von dem an dem Verbindungspunkt 14 anliegenden Potential um V_flf, d. h. 0,7 V ab. Das Potential Vi steigt andererseits um Vgt, d. h. 0.7 V. über das Potential an dem Verbindungspunkt 14 an. Wenn der Strom in dem mit /e/2>j/> -/g/2 ausgedrückten Bereich variiert, fließt der Strom I₁ in Richtung des Pfeils gemäß F i g. 1 durch die Diode D 2. Infolgedessen fällt das Potential V. gegenüber dem Potential des Verbindungspunkts 14 um 0,7 V ab. Im Fall von -/e/2>j/ fließt der Strom I₃ durch die Diode D3 entgegengesetzt zum Pfeil von Fig. 1. so daß das Potential V₂ um 0,7 V über dasjenige an dem Verbindungspunkt 14 ansteigt.

Die Änderungen bzw. Variationen der Ausgangsspannungen V|, V₂ an erstem und zweitem Ausgang 16 bzw. 18 lassen sich wie folgt zusammenfassen.

Tabelle I

	b'2	> -/_fl/2	V\	»if (2	.1V)	Vm	V)
		ι	3	*•Ε (PJ*	V)	3 \	V)
/_fl/2>	*> Λ*	V_B	/τ (0,7	V)		,1 V)
-IJl		Vb			r (0.7
				r (0,7
^rtir (2

Wie aus der obigen Tabelle 1 und der graphischen Darstellung von Fig. 2 hervorgeht, vermag der tristabile Schaltkreis die Ausgangsspannungen V,, V₂ von den Ausgängen 16,18 über die drei vorbestimmten Zustände hinweg zu ändern bzw. umzuschalten. Im folgenden ist anhand von F i g. 3 eine Abwandlung des Schaltkreises beschrieben. Der Schaltkreis gemäß F i g. 3 weist weiterhin eine Diode D 6 auf. die zwischen Basis und Emitter von erstem und zweitem Transistor Q 1 bzw. O 2 im Schaltkreis nach F i g. 1 eingeschaltet

65 ist.

Wenn die Sättigungsströme der Transistoren Q X, Q 2 und der Diode D 6 sämtlich gleich groß sind, gelten für den Schaltkreis gemäß Fig.3, wie in Verbindung mit

Tig. 1 beschrieben, die folgenden Gleichungen:

(5) (6) (7)

In den obigen Gleichungen (5), (6) und (7) bedeuten /ι und /; in die Richtungen der eingezeichneten Pfeile fließende positive Ströme, während U einen durch die Diode D β fließenden Strom bezeichnet, welcher mit derselben Größe wie der Strom /ι gewählt wird. Die obigen drei Gleichungen (5)-(7) lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Ij-(Ib-ty*-si I₃ = (Ib-Ιο)/3 + _ΔΙ

(8) 0)

Gemäß den obigen Gleichungen (8) und (9) lassen sich die Ausgangsspannungen V_u V₂ der beiden Ausgänge auf einen beliebigen der drei vorgeschriebenen bzw. Soll-Zustände umschalten, und zwar in Abhängigkeit davon, ob die Stromänderung <i/gröBer ist als (Ib- /o)/3, zwischen (I_B~ /o)/3 und -(Ib- /b)/3 liegt oder kleiner ist als -(Ib-Io)H. Zur Verdeutlichung ist die Beziehung zwischen den Ausgangsspannungen Vi, V₂ im Fall von Ib = 2 /o in der nachstehenden Tabelle 11 angegeben.

Tabelle II

Ig/6 > j/> -V6 > J

'Iß'ν

3K_i£(2,lV)

'BE VgE

3 Vg₁

Die Tabelle II veranschaulicht den Fall, in welchem die Stätligungsströme der Transistoren Qi, Q 2 und der Diode Z? 6 jeweils gleich groß sind, während bei einer integrierten Schaltung das Verhältnis zwischen diesen Sättigungsströmen mittels eines Verhältnisses zwischen den Übergangs- bzw. Sperrschichtflächen der Transistoren und der Diode genau eingestellt werden kann, wobei die Schwellenwertpegel dieser Elemente einen beliebigen anderen Wert als ± I₈ZB besitzen können.

Beim Schaltkreis gemäß F i g. 1 sollte der Vorspannstrom Ib kleiner sein 2 I₀. Beim Schaltkreis gemäß F i g. 3 können dagegen die Ströme Ib, h einen beliebigen wahlfreien Wert besitzen. Der Schaltkreis gemäß F i g. 3 bietet daher den Vorteil, daß die Stromquelle 8 einen größeren Konstruktionsspielraum besitzen kann.

Im folgenden ist anhand von Fig.4 eine konkrete integrierte Anordnung des Schaltkreises gemäß F i g. 3 beschrieben. Die Schaltung nach Fig.4 ist an eine positive und eine negative Stromversorgungsklemme 20 bzw. 22 zur Verwendung bei einer Audio- bzw. Tonschaltung angeschlossen, beispielsweise bei einer Schaltung zur Änderung des Betriebszustands eines Magnetbandgeräts von der Aufnahmebetriebsart auf die Abspielbetriebsart oder umgekehrt. Der Schaltkreis gemäß F i g. 4 ist auf einem einzigen Chip zusammen mit anderen Schaltkreisen ausgebildet, beispielsweise den für die Aufnahme-, Abspiel- und Stummschaltungsbetriebsart erforderlichen Schaltungen. Die Stromquelle 8 umfaßt zwei npn-Transistoren Q 11, Q 12, Widerstände R 11, R 12, zwei Mehrkollektor-pnp-Transistoren Q13, Q 14, einen npn-Transistor Q 10 und einen Widerstand R 13. Die Kollektoren der paarweise angeordneten npn-Transistoren <?11, Q 12 sind mit der Klemme 20 der positiven Stromquelle verbunden. Die Emitter der Transistoren QU, Q\2 sind über die betreffenden Widerstände RU bzw. R12 an die Emitter der entsprechenden Mehrkollektor-pnp-Transistoren Q 13 bzw. Q14 angeschlossen. Die Basis des ersten Transistors QU ist über den Eingang 12 mit der ίο Eingangsklemme 10 des Schaltkreises verbunden. Die Basis des zweiten Transistors <?12 liegt an Masse. Die Basiselektroden der zweiten Mehrkollektor-pnp-Transistoren Q13 und Q14 sind gemeinsam an den Kollektor des npn-Transistors Q10 angeschlossen. Der eine Kollektor des ersten Mehrkollektor-pnp-Transistors Q 13 ist an den ersten Ausgang 2 angeschlossen. Der eine Kollektor des zweiten pnp-Mehrkollektortransistors Q14 is» mit dem zweiten Ausgang 4 verbunden. Die anderen Kollektoren dieser Mehrkollektortransistören Q13 und Q 14 sind gemeinsam an den Kollektor des npn-Transistors Q10 angeschaltet. Der Emitter dieses npn-Transistors Q 10 ist über den Widerstand R 13 mit dem dritten Ausgang 6 verbunden. Die Basis des Transistors QiO ist mit einer Konstantvorspannungsquellenklemme Vb verbunden.

Wenn die Eingangsklemme 10 des Schaltkreises gemäß Fig.4 selektiv mit einer mit der positiven Stromquelle + V verbundenen Klemme 24, der Masseklemme 26 und einer an der negativen Stromquelle — V liegenden Klemme 28 verbunden wird, wird die Stromquelle 8 auf die im folgenden beschriebene Weise betrieben. Die Mehrkollektortransistoren <?13 und QH wirken dabei als Differentialstromquelle. Wenn daher die Eingangsklemme 10 über die Klemme 24 mit der positiven Stromquelle + V verbunden ist, wird der zweite Mehrkoüektortransistor Q12 gesperrt, so daß der Strom von der positiven Stromquelle + V über deh ersten Transistor QU und den Widerstand All zum Emitter des ersten Mehrkollektortransistors QYi geleitet wird. Der über den dritten Ausgang 6 fließende Strom Ib wird durch den Transistor QXQ und den Widerstand R13 in einen konstanten Strom umgewandelt Da zu diesem Zeitpunkt die gleiche Strommenge über die beiden Kollektoren des ersten Mehrkollektortransistors Q13 geleitet wird, kann vorausgesetzt werden, daß der Strom (Ιο+δΙ), der durch den ersteh Ausgang 2 fließt, eine Größe entsprechend derjenigen des Vorspannstroms Ib besitzt. Der über den zweiten Ausgang 4 geleitete Strom (Ia-δΙ) wird praktisch auf Null reduziert, weil sich der zweite Transistor Q 12 im Sperrzustand befindet. Infolgedessen gilt die folgende Gleichung:

J = /o und

/_e=2/o.

Wenn die Eingangsklemme 10 mit der Klemme 26 verbunden wird, um an Masse gelegt zu werden, werden die beiden Transistoren QIl und Q 12 durchgeschaltet, so daß gleich große Ströme über diese Transistoren fließen können. Da zu diesem Zeitpunkt gleich große Ströme durch die beiden Kollektoren des ersten Mehrkollektortransistors C? 13 sowie diejenigen des zweiten Mehrfcoiiektortransistors Q14 fließen, wird der über die Verzweigung der zusammengeschalteten Kollektoren der beiden Mehrkollektortransistoren Q 12 und Q14 fließende Summenstrom auf einer der Größe des Vorspannstroms h entsprechenden Größe stabili

siert. Infolgedessen wird der Strom /o zum ersten Ausgang 2 geleitet, und der Strom I₀ fließt über den zweiten Ausgang 4. Zu diesem Zeitpunkt besitzt der Vorspannstrom die Größe 2 /₀, und die Stromänderung j/beträgt Null.

Wenn die Eingangsklemme 10 über die Klemme 28 mit der negativen Stromquelle — V verbunden wird, wird nur der zweite Transistor Q 12 durchgeschaltet, so daß ein Strom mit der Größe 2 k über den zweiten Ausgang 4 fließt, wodurch der über den ersten Ausgang 2 geleitete Strom praktisch auf Null geschaltet wird.

Wenn die erwähnten Stromänderungen in erstem und zweitem Ausgang 2 bzw. 4 auftreten, zeigen die von den Ausgängen 16 und 18 gelieferten Ausgangsspannungen Vl bzw. V2 entsprechend der Größe dieser Stromän- r> derungen einen (beliebigen) der drei vorgeschriebenen Zustände.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g.4 werrlpn Dioden D1-D6 durch Zusammenschalten von Basis und Kollektor der einzelnen Transistoren Q2\-Q2f> gebildet. Der Transistor Q2\ entspricht dabei der Diode D 1, während der Transistor 22 der Diode D 2, der Transistor Q 23 der Diode D 3, der Transistor Q 24 der Diode D4, der Transistor ζ)25 der Diode D5 und der Transistor (?26 der Diode D 6 entspricht. Die .'i Ausführungsform nach Fig.4 unterschiedet sich von derjenigen gemäß F i g. 3 dadurch, daß der in Diodenschaltung vorliegende Transistor C 26 mit seinem Emitter an die Klemme 22 der negativen Stromquelle - ^angeschlossen ist. m

Im folgenden ist anhand von F i g. 5 der Fall beschrieben, in welchem der vorstehend beschriebene Schaltkreis nach Fig.4 zusammen mit den anderen Schaltungen eines Magnetbandgeräts, beispielsweise den Schaltungen für Aufnahme, Wiedergabe und » Stummschaltung, integriert ist. Die Eingangsklemme 10 des Schaltkreises 30 ist an die Sammelklemme 36 eines Schalters 34 über eine Integrationsschaltung 32 angeschlossen. Letztere umfaßt in an sich bekannter Weise einen zwischen die Sammelklemme 36 und die -»o Eingangsklemme 10 eingeschalteten Widerstand 38 sowie einen zwischen den Widerstand 38 und Masse eingeschalteten Kondensator 40. Der Betriebszustand, d.h. die Stellung des Schalters 34 kann dadurch umgeschaltet werden, daß die Sammelklemme 36 -r. selektiv mit einer an die positive Stromklemme + V angeschlossenen Klemme 42 oder mit einer an Masse liegenden Klemme 44 verbunden wird. Die Ausgangsleitungen des Schaltkreises 30 sind mit einem Decodierer 46 verbunden. In Abhängigkeit von den drei vorbestimmten, durch die Ausgangssignale der beiden Ausgangsleitungen 16 und 18 dargestellten Zuständen liefert der Decodierer 46 selektiv ein Schiebesignal für die Ansteuerung einer Stummschaltung 48, ein Schiebesignal für die Betätigung einer Abspielschaltung 50 oder ein Schiebesignal zur Betätigung einer Aufnahmeschaltung 51. Der Schaltkreis 30, der Decodierer 46, die Stummschaltung 48, die Abspielschaltung 50 und die Aufnahmeschaltung 51 sind dabei sämtlich als integrierter Schaltkreis 52 auf einem einzigen Chip angeordnet

Wenn der Betriebszustand bzw. die Stellung des Schalters 34 bei der Schaltkreisanordnung gemäß F i g. 5 durch Umschalten der Verbindung der Sammelklemme 36 von du. Masseklemme 44 auf die Klemme 42, die an die positive Stromquelle 4- V angeschlossen ist. geändert wird, wird ein Eingangssignal gemäß F i g. 6 an die Eingangsklemme 10 des Schaltkreises 30 im integrierten Schaltkreis 52 angelegt. Im folgenden sei angenommen, daß die Verbindung der Sammelklemme 36 mit der Klemme 42 beispielsweise dem Playbackbzw. Abspielzustand entspricht. In diesem Fall entspricht die Verbindung der Sammelklemme 36 mit der Klemme 44 dem Aufnahmezustand. Wenn die Sammelklemme 36 von der Klemme 42 auf die Klemme 44 umgeschaltet wird, tritt jedesmal zwangsläufig ein Stummschaltungs- bzw. Geräuschsperrzustand auf. Der Grund hierfür ist folgender: Wenn die Sammelklemme 36 mit der Klemme 42 verbunden ist, liefert der Schaltkreis 30 eine Spannung VW zum ersten Ausgang 16 und eine Spannung 3 Vg_C zum zweiten Ausgang 18. Der Decodierer 46 aktiviert die Abspielschaltung 50 in Abhängigkeit von den Pegeln der Ausgangsspannungen der beiden Ausgänge 16 und 18. Wenn unter diesen Bedingungen die Sammelklemme 36 auf die Klemme 44 umgeschaltet wird, steigt die an der Eingangsklemme 10 anliegende Spannung nicht augenblicklich auf den Pegel + V an. sondern variiert allmählich beim Durchgang durch die Integrationsschaltung 32. Da an der Eingangsklemme 10 eine Spannung von etwa + V/2 anliegt, liefert der Schaltkreis 30 eine Spannung V⁷Sf zum ersten Ausgang 16 und auf ähnliche Weise eine Spannung Vbe zum zweiten Ausgang 18. Bei Feststellung der Spannung der beiden Ausgänge 16, 18 betätigt der Decodierer 46 vorübergehend die Stumm- bzw. Geräuschsperrenschaltung 48.

Die an der Eingangsklemme 10 anliegende Spannung steigt innerhalb einer ausreichenden Zeitspanne nach der Verbindung der Sammelklemme 36 mit der Klemme 46, d. h. nach Ablauf einer bestimmten Verzögerungszeit, auf den Pegel + V an. Wenn die Spannung + V erreicht ist. liefert der Schaltkreis 30 eine Spannung 3 Vbe zum ersten Ausgang 16 und eine Spannung Vbe zum zweiten Ausgang 18.

Der integrierte Schaltkreis 52 führt zwangsläufig jedesmal dann einen Stummschaltungszustand ein. wenn vom Abspielzustand auf den Aufnahmezustand und umgekehrt umgeschaltet wird, und er bietet den Vorteil, daß dieses Umschalten über eine einzige Eingangsklemme bzw. einen einzigen Eingangsstift möglich ist.

Der erfindungsgemäße Schaltkreis, der einen einzigen Eingangsstift aufweist und einen einfachen Schaltungsaufbau besitzt, eignet sich somit gut für die Ausbildung als integrierter Schaltkreis. Ersichtlicherweise braucht jedoch der erfindungsgemäße Schaltkreis nicht unbedingt aus einer integrierten Schaltung zu bestehen, vielmehr kann er ersichtlicherweise auch aus getrennten Bauteilen aufgebaut sein.

Wie vorstehend beschrieben, wird durch die Erfindung ein einfach aufgebauter Schaltkreis geschaffen, welcher ein Paar Ausgangsgrößen liefert, deren Beziehungen zueinander die drei vorbestimmten Betriebszustände in Abhängigkeit vom Pegel der an einen einzigen Eingang angelegten Gleichspannung darzustellen vermögen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tristabiler Schaltkreis mit einem gleichspannungsgesteuerten Eingang und zwei bistabilen Ausgängen, durch deren decodierte Ausgangssignale drei verschiedene Pegelbereiche des Eingangssignals unterschieden werden können, wobei der Schaltkreis ein erstes Diodenpaar enthält, dessen Dioden parallel- und in ihrer Polarität entgegengesetzt geschaltet sind, das zwischen zwei Eingangsanschlüsse einer symmetrischen Konstantstromsenke geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal an einen Steuereingang (12) einer Stromquelle (8) mit drei Ausgängen angelegt ist, von denen der erste Ausgang (2) einen Strom liefert, der mit dem Eingangssignal zunimmt, der zweite Ausgang (4) einen dazu komplementären Strom liefe * so daß die Summe der Ströme am ersten und zweiten Ausgang (2. 4) konstant ist und der dritte Ausgang (6) einen vom Eingangssignal unabhängigen Strom liefert, daß zwischen die Eingänge der Konstantstromsenke (Q 1, Q2) und in Serie zu dem ersten Diodenpaar (Di, D2; Q22, Q2i) ein zweites Diodenpaar (D3, DA; Q24, Q23) geschaltet ist, daß der Verbindungspunkt (14) der Diodenpaare (Di, D2, D3. £>4; Q22, Q2\, Q24, Q 23) mit dem dritten Ausgang (6) der Stromquelle verbunden ist, daß der erste (2) und zweite (4) Ausgang der Stromquelle (8) jeweils mit einem Eingang der Konstantstromsenke (Q 1, Q2) verbunden ist und daß an den Eingangen der Konstantstromsenke (Q\,Q2) die Ausgangssignale abgegriffen werden.

2. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromsenke (Q\, Qj, D^) einen ersten und einen zweiten Transistor (Q\, Qj) enthält, deren Kollektoranschlüsse mit dem ersten und dem zweiten Zweig (2, 4) jeweils verbunden sind, deren Emitteranschlüsse miteinander verbunden sind und deren Basisanschlüsse zusammen mit einem Verbindungspunkt (14) zwischen dem ersten und dem zweiten Diodenpaar verbunden sind.

3. Schalterkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromsenke (Q₁, Q₂, Da) eine Diode (D^) enthält, die zwischen den Verbindungspunkt und die zusammengeschalteten Basisanschlüsse des ersten und des zweiten Transistors (Q\, Q2) eingeschaltet ist.

4. Schalterkreis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromsenke (Q], Qi, Di) eine weitere Diode (D₆) enthält, die zwischen die zusammrngeschalteten Basisanschlüsse des ersten und des zweiten Transistors (Q_x, Q₂) und die zusammengeschalteten Emitteranschlüsse derselben eingeschaltet ist.

5. Schalterkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er in integrierter Schaltungstechnik ausgeführt ist und daß die Dioden (D], D₂, Di, D% D₆) aus Transistoren (Q_2x, Q₂₂, Q₂). Qn.Q25.Qif,) bestehen,deren Basis-und Kollektoranschlüsse zusammengeschaltet sind.

6. Schalterkeis nach einem der Ansprüche 2 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengeschalteten Emitteranschlüsse des ersten und des zweiten Transistors (Q], Q₂) geerdet sind.

7. Schalterkreis nach einem der Ansprüche 2 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß clic zusammengi chalteten Emttteranschlüsse des ersten und des zweiten Transistors (Q_x, Q₂) an eine negative Stromquelle angeschlossen sind.

8. Schalterkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzverstärker einen ersfen Transistor (Q_xx), dessen Basis mit der Eingangsleitung (12) des Schalterkreises verbunden ist und dessen Kollektor an eine positive Strcnquel-Ie (+V) angeschlossen ist und einen zweiten

ίο Transistor (Q_X2) aufweist, dessen Basis an Masse liegt und dessen Kollektor mit einer positiven Stromquelle (IV) verbunden ist, daß die Differentialstromquelle einen ersten Mehrkoliektortransistor (Qn), dessen Emitter mit dem Emitter des ersten Transistors (Q_xx)

verbunden ist und dessen einer Kollektor an die erste Signalstromleitung (2) angeschlossen ist, einen zweiten Mehrkollektortransistor (Qh), dessen Emitter mit dem des zweiten Transistors (Qx₂) und dessen einer Kollektor mit der zweiten Signalstromleitung

>o (14) verbunden ist. während seine Basis an die Basis des ersten Mehrkollektor-Transistors (Q_xi) angeschlossen ist und einen dritten Transistor (Qw) aufweist, dessen Kollektor mit den anderen Kollektoren und Basisanschlüssen von erstem und zweitem Mehrkollektor-Transistor (Q_X3, Qh) verbunden ist, dessen Basis mit t'mer konstanten Vorspannung (V_B) gespeist wird und dessen Emitter an den dritten Zweig (6) angeschlossen ist.

9. Schalterkreis nach Anspruch 1, dadurch jo gekennzeichnet, daß an den einen Eingang (12) eine integrierte Schaltung (32) angeschlossen ist.