DE3008919C2 - Schaltanordnung mit veränderlicher Verzögerung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schaltanordnungen mit veränderlicher Verzögerung nach dem Oberbegriff

des Anspruches 1.

Es sind verschiedene Verfahren zur Erzielung von Verzögerungen bekannt Beispielsweise können Verzögerungen durch kapazitive oder induktive Stromkreise 5 oder aber durch Ultraschall-Verzögerungsleitungen erzielt werden. Diese bekannten Methoden sind jedoch nicht geeignet, wenn Verzögerungen angestrebt werden, die z. B. in der Größenordnung von einigen Nanosekunden liegen.

ίο Aus der Literaturstelle »IBM Technical Bulletin«, Band 15, Nr. 1, Juni 1972, Seiten 253-255 ist eine elektrisch einstellbare Rechnertakteinrichtung bekannt, die eine Einstellung der Taktzeit durch Fernsteuerung unter Verwendung einer d/gital gesteuerten einsteilbaren Verzögerungsvorrichtung zur Einstellung der Taktfrequenz verwendet. Die Verzögerungsvorrichtung weist mehrere Verzögerungseinheiten auf, die in Reihe geschaltet sind und eine kaskadenförmige Verzögerungsvorrichtung bilden. Die gesamte Zeitverzögerung der Verzögerungsvorrichtung wird durch Wahl der Anzahl von Verzögerungseinheiten bestimmt, die aktiv in die Schaltanordnung eingeschaltet sind. Das Schalten der Verzögerungsvorrichtung wird durch eine Gruppe von Triggereinheiten gesteuert, deren jede einen Drei-Ziffern-Code speichert, welcher die Arbeitsweise der zugeordneten Triggereinheit festlegt Somit stellt die Auswahl der Drei-ZiffenrvCodes effektiv die Verzögerungszeit der Verzögerungseinheit ein. Bei einer derartigen Anordnung wird die Einstellung der Verzögerungszeiten, die aus der Verzögerungsvorrichtung zur Verfügung stehen, durch eine Triggereinheit zusätzlich zu denen erzielt, die die Verzögerungsvorrichtung in den die Verzögerung erzeugenden Zustand schalten. Bei dieser Anordnung wird davon ausgegangen, daß die Verzögerungszeiten der einzelnen Verzögerungsvorrichtungen gleich sind, da nichts anderes zu entnehmen ist.

Ziel der Erfindung ist eine mehrstufige Verzögerungsanordnung, die in der Lage ist, Verzögerungseinstellungen auf die einzelnen Stufen dor Gesamtverzögcrung unabhängig voneinander zu erzielen, so daß eine exakte, stufenweise Verzögerungszeit zusammen mit einer einstellbaren Gesamtzeitverzögerung erreicht wird, und diese Einstellbarkeit auf besonders einfache Weise vorzunehmen.

Gemäß der Erfindung wird dies mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 erreicht Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Mit der Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist es zur Erzielung sehr kurzer Verzögerungszeitschritte wesentlich, daß die Möglichkeit oestehl, die Verzögerungszeit eines jeden Verzögerungselementes einer Kaskade von Verzögerungselementen prüfen und einzeln einstellen zu können, um sicherzustellen, daß jedes Element genau die gleiche Verzögerungszeit ergibt ur.d damit eine Anordnung zur exakt stufenweisen Verzögerung erreicht wird. Ferner ist es mit der Kaskadenverzögerungsanordnung möglich, die Gesamtzeitperiode der vollständigen Verzögerungsvorrichtung einzustellen.

ohne die Verzögerungsperioden der einzelnen Verzögerungen zu beeinflussen. Beide Einstellungen werden mit verhältnismäßig einfachen'Mitteln erzielt, die keine komplexen und kostspieligen elektrischen Schaltungen erfordern.

Mit der Schaltanordnung nach der Erfindung ist es möglich, Verzögerungen in der Größenordnung der Eigenverzögerungsdauer der Verzögerungsvorrichtungen zu erzeugen. Wenn die Verzögerungsyorrichtungen

logische Vorrichtungen sind, lassen sich Verzögerungen in der Größenordnung von einer Nanosekunde pro Gatter erzielen. Ferner ist die Verzögerung auf einfache Weise mit Hilfe der Auswählschaltung veränderbar.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der die Verzögerungsvorrichtungen logische Gatter sind, wird eine Speisequeüe variabler Spannung an wenigstens eines der logischen Gatter angelegt und ist so ausgebildet, daß die Schwellwertspannung verändert wird, bei der ü<is (oder jedes) Gatter wirksam wird, wodurch eine Einstellung der Eigenverzögerung des (oder jedes solchen) Gatters möglich ist. Dies stellt ein Mittel dar, um die Eigenverzögerungen der Gatter auf einen gewünschten Wert abzugleichen.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mii der Zeichnung erläutert, die ein Schaltbild einer Verzögerungsschaltung nach der Erfindung zeigt

Die Verzögerungsschaltung weist eine Kette von zehn Verzögerungsvorrichtungen in Form logischer Gatter G1 —G10 auf, die in Serie geschaltet sind. Der . Eingang des ersten Gatters in die Serie ist an einen Eingangsartschluß 2 gelegt Somit wird ein Signa, einer Form, die für die Art der verwendeten Verzögerengsvorrichtung geeignet ist und in den Eingangsanschiuß 2 eingeführt wird, in Kaskade durch die Ketten von Gattern geschaltet und fortschreitend beim Passieren eines jeden Gatters verzögert

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind die logischen Gatter G 1 —G10 integrierte logische Schaltelemente der Firma Fairchild F lOOK, der Type 100 102. Dieses sind emittergekoppelte logische Gatter, deren jedes eine Eigenverzögerung von etwa 900 Picosekunden besitzt

Die Ausgänge aus den zehn Gattern sind mit entsprechenden Eingängen eines 16- zu 1-Multiplexers 3 verbunden, und die sechs unbenutzten Eingänge des Multiplexers sind an Nullpotential gelegt. Der Multiplexer 3 wählt einen dieser Eingänge entsprechend dem Binärcode aus, der an vier Steueranschlüsse 4 gelegt ist, wobei der ausgewählte Eingang einem Ausgangsanschluß 5 zugeführt wird.

Bei dieser Ausführungsform ist der Multipleser ein Fairchild-Gerät der Type 100 164.

Zwischen den Ausgang der entsprechenden Gatter C 1 — G 10 und Erdpotential sind Abgleichskondensatoren Cl-ClO geschaltet. Die Werte dieser Kondensatoren sind bo gewählt (üblicherweise in der Größenordnung von 0—10 Picofarad), daß die Verzögerungen alter logischen Gatter gleich groß werden, wodurch jede Unregelmäßigkeit in den Eigenverzögerungen kompensiert wird.

Die Ausgänge der Gatter Gl-GlO sind mit ent sprechenden Emitter-Lastwiderständen R X-RlO verbunden, deren jeder einen Wert von 68 Ohm hat. Normalerweise sollen diese Widerstände mit einer Festspannungsquelle von 2 V verbunden sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung sind die Widerstände R 1 — R 10 jedoch an eine Speisequeli·; 6 mit veränderlicher Spannung gelegt, die einen Spar.nungsausgang erzeugt, der im Bereich von !,8-1,9 V veränderlich ist. Die Änderung dieser Spannung verändert den Schwellwertpegel, bei welchem jedes der Gatter Gl-C10 wirksam wird, und verändert somit die Eigenverzögerungen der Gatter. Dies ermöglicht, daß die Veiy.ögerungen aller "Gatter miteinander abgeglichen werden, so daß sie alle auf einen gewünschten Wert (z. B. 1 Nanosekunde) eingestellt werden können. Wenn die Verzögerung auf diese Weise geeignet abgeglichen wird, ist sie in der Lage, exakte Verzögerungen im Bereich von 1 —10 Nanosekunden zu erzeugen, je nach dem Binärcode, der den Steueranschlüssen 4 aufgegeben wird.

Hierzu t Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltanordnung mit veränderlicher Verzögerung, mit einer Vielzahl von in Serie geschalteten Verzögerungsvorrichtungen, die logische Schaltungen aufweisen, deren jede eine Eigenverzögerung besitzt und deren jeder jeweils ein Schaltsystem zur Auswahl der Gesamtverzögerung der Schaltanordnung zugeordnet ist, und die (Verzögerungsvorrichtungen) logische Gatter mit Eingangs- und Ausgangsverbindungen sind, welche in Serie so geschaltet sind, daß ein an die Eingangsverbindung der ersten Verzögerungsvorrichtung der Serie angelegtes Signal jedes logische Gatter in Serie nacheinander in Kaskade schaltet, wobei das Signal durch die Eigenverzögerungen fortschreitend verzögert wird, mit einem Stromkreisausgangsanschluß und einer Auswählschaltung zum selektiven Anschalten der Ausgangsverbindung einer beliebigen ausgewählten Verzögerungsvorrichtung an den Ausgangsanschluß, gekennzeichnet durch
Vorrichtungen (Cl, CiO) zum individuellen Abgleich der einzelnen Verzögerungen der Verzögerungsvorrichtungen (G 1 — G10), und

eine Vorrichtung (6) zur Steuerung der kollektiven Einstellung der Eigenverzög&ungen der Verzögerungsvorrichtungen.

2. Schaltanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Einstellung der kollektiven Eigenverzögerung eine Speisequelle (6) veränderlicher Spannung aufweist, die mit jeder der Verzögerungsvorrichtung/ j (G 1 — G 10) so verbunden ist, daß die Schwellwertspannung verändert werden kann, bei der jede solch Verzögerungsvorrichtung wirksam wird, wodurch eine Einstellung der Eigenverzögerungsvorrichtung einer jeden solchen Verzögerung möglich ist.

3. Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Verzögerungsvorrichtung (G 1 - G 10) ein Lastwiderstana (R 1 - R 10) in den Verbindungsleitungen zum Anlegen der veränderlichen Spannung vorgesehen ist.

4. Schaltanordnung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abgleichkondensator (Ci- ClO) für jede der Verzögerungsvorrichtungen (Gl-G 10) vorgesehen ist, und daß jeder Abgleichkondensator (Cl-ClO) zwischen die entsprechenden Ausgangsverbindungen der Verzögerungsvorrichtungen und Erdpotential eingeschaltet ist, wobei j";de Verzögerungsvorrichtung individuell einstellbar ist.

5. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 — 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlvorrichtung (3) einen Multiplexer aufweist, dessen Ausgang mit dem Ausgangsanschluß (5) der Schaltanordnung verbunden isi, wobei erste Eingänge so geschaltet sind, daß sie einen Ausgang aus den Verzögerungsvornchtungen (Gl-GlO) aufnehmen, und zweite Eingänge (4) so geschaltet sind, daß sie Steuersignale zur Steuerung der Auswahl desanden Multiplexerausgäng zu gebenden Einganges aufneh-