DE3441142C2

DE3441142C2 -

Info

Publication number: DE3441142C2
Application number: DE19843441142
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 7150 Backnang De Ruthemann
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-11-10
Filing date: 1984-11-10
Publication date: 1990-02-08
Also published as: DE3441142A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur kombinierten Impulsverlängerung und Pegelumsetzung in digitalen Schaltungen, bei denen sehr kurze Impulse einer Logikfamilie (z. B. ECL-Logik) in längere Impulse einer anderen Logikfamilie (z. B. TTL-Logik umgesetzt werden sollen.

Als eine solche Anordnung könnte man sich die Reihenschaltung eines Pegelumsetzers und einer monostabilen Kippstufe, wie in der Fig. 2 gezeigt bzw. den umgekehrten Fall, wie in der Fig. 3 gezeigt, vorstellen.

Da die beispielsweise erwähnte TTL-Logik eine verhältnismäßig große minimale Impulslänge benötigt, verbietet sich jedoch die Anwendung einer Schaltung nach Fig. 2, wenn es sich um die Umsetzung sehr kurzer Impule handelt.

Eine Anordnung nach Fig. 3 dagegen erfordert eine monostabile Kippstufe der schnellen ECL-Logikfamilie. Solche Kippstufen sind derzeit am Markt zwar erhältlich, doch besitzen sie eine hohe Leistungsaufnahme und sind vergleichsweise teuer.

Durch die deutsche Patentschrift 32 43 706 ist ein ECL-TTL-Signalpegelwandler mit 2 Versorgungsspannungen, die gegen ein Bezugspotential entgegengesetzte Vorzeichen haben, bekannt geworden, wobei der zum Anschluß der einen Versorgungsspannung fließende Speisestrom zur Speisung eines Eingangs-Differenzverstärkers allein von der anderen Versorgungsspannung abhängt, die für die Signalpegel der Ausgangssignale maßgebend ist. Hierzu wird dem Querstrom eines Spannungsteilers zur Festlegung eines die Höhe des Speisestroms mitbestimmenden Basispotentials ein von der ersten Versorgungsspannung abhängiger Strom derart überlagert, daß der Einfluß der ersten Versorgungsspannung auf den Speisestrom eliminiert wird. Die Funktion einer Impulsverlängerung weist diese Schaltung jedoch nicht auf.

In der deutschen Offenlegungsschrift 30 24 273 ist eine Pegelwandlerschaltung mit Eingangstransistoren, deren Emitter in Differentialschaltung miteinander verbunden sind, mit Lastwiderständen, die zwischen den Kollektoren der Eingangstransistoren und der Versorgungsspannung geschaltet sind, sowie mit einem Stromquellentransistor und einer Vorspannungsschaltung, beschrieben. Auch diese Pegelwandlerschaltung weist eine Impulsverlängerung nicht auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der eine kostengünstige Lösung mit gleichzeitig niedriger Leistungsaufnahme möglich ist. Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angeführten Merkmale gelöst.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Fig. 1 näher erläutert.

Bei der (integrierten) Komparatorschaltung D 2 handelt es sich um einen Differenzverstärker mit digitalem Ausgang b, der die üblichen ECL-Pegel annehmen kann. Als gemeinsamer Emitterwiderstand der Digitalschaltungen D 1 und D 2 dient der Widerstand R 1. Mit U 1 ist die ECL-Betriebsspannung von - 5, 2 Volt bezeichnet.

Die an den invertierenden Eingängen von D 2 u nd N 1 _I, in der Fig. 1 mitbezeichnet, anliegende Bezugsspannung betrage beispielsweise - 1,3 Volt und liegt etwa in der Mitte der Potentiale für ECL-1 und ECL-0.

Für die von der Digitalstufe D 1 gelieferten Impulse sollen folgende Bedingungen gelten:

1. Die Pulsdauer ist kleiner als die Summe der Signallaufzeiten von N 1 _I plus N 1 _II.
2. Die Pausendauer ist größer als die Summe der Signallaufzeiten von N 1 _I plus N 1 _II.
3. Die Pause entspricht dem ECL-0-Pegel.

Ohne ankommende Impulse stellt sich in der Schaltung ein stabiler Zustand ein:

1. Der Ausgang b und der nicht-invertierende Eingang c von D 2 liegt auf ECL-0-Pegel.
2. Der Ausgang e von N 1 _I liegt auf maximal negativem Potential, ähnlich der negativen Betriebsspannung U 2.
3. Am Schaltungsausgang B erzeugt der Spannungsteiler R 3/R 4 die Spannung OV, dabei beträgt die Spannung U 5 üblicherweise + 5V.
4. Der Ausgang g des Verstärkers N 1 _II habe einen offenen npn- Kollektor, der zugehörige Emitter liege am Potential U 2 (z. B. U 2 = - 2V). Mit der festen Vorspannung U 4 = + 2V wird der offene Kollektor von N 1 _II hochohmig.

Für einen einzelnen ankommenden Impuls gemäß obigen Bedingungen ergibt sich folgender Signalverlauf:

1. Der Ausgangs-Emitter der Digitalschaltung D 1 nimmt kurzzeitig das Potential ECL - 1 an, das sich auf den nichtinvertierenden Eingang c der Komparatorschaltung D 2 überträgt.
2. Der Emitter der Digitalschaltung D 1 wird wieder stromlos; der Pegel ECL - 1 bleibt an der Komparatorschaltung D 2 jedoch vorläufig erhalten, da der Widerstand R 2 für ein bistabiles Verhalten sorgt.
3. Der Verstärker N 1 _I nimmt nach seiner internen Signallaufzeit am Ausgang e ein maximal positives Potential an, ähnlich der positiven Betriebsspannung U 3 (z. B. gelte U 3 = + 5V). Dadurch ergibt sich am Ausgang B der Gesamtschaltung eine TTL-1-Spannung.
4. Der Verstärker N 1 _II wird nach seiner internen Laufzeit am Ausgang g niederohmig und zwingt die Komparatorschaltung D 2 wieder auf ECL-0-Niveau.
5. Daraufhin wird der Verstärker N 1 _I nach seiner internen Laufzeit am Ausgang wieder maximal negativ, so daß die Spannung am Ausgang B wieder den TTL-0-Pegel annimmt.
6. Dadurch wird der Verstärker N 1 _II an seinem Ausgang g hochohmig und die Anordnung befindet sich wieder in ihrem stabilen Ausgangszustand.

Die am Ausgang B auftretende Impulsdauer ergibt sich näherungsweise aus der Summe der Signallaufzeiten in den Verstärkern N 1 _I und N 1 _II und ermöglicht die weitere Verarbeitung mit TTL-Bausteinen.

Claims

Anordnung zur kombinierten Impulsverlängerung und Pegelumsetzung digitaler Signale, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitterausgang (a) einer Digitalschaltung (D 1) verbunden ist mit dem Emitterausgang (b) einer digitalen Komparatorschaltung (D 2), deren nicht-invertierender Eingang (c) über einen Widerstand (R 2) mit ihrem Ausgang (b) zwecks Erzielung einer Gleichstrom-Mitkopplung verbunden ist, und daß dieser nicht-invertierende Eingang (c) mit dem Eingang (d) eines linearen Verstärkers (N 1 _I) verbunden ist, dessen Ausgang (e) dem Eingang (f) eines weiteren linearen Verstärkers (N 1 _II) zugeführt wird, und daß dieser Verstärker (N 1 _II) als Ausgang (g) einen offenen Kollektor besitzt, welcher mit dem nicht-invertierenden Eingang (c) der Komparatorschaltung (D 2) verbunden ist.