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Die Erfindung betrifft eine Triggeranordnung mit einer
Reihenkombination aus einem ersten und einem zweiten bistabilen Element, von denen
je ein Eingang mit einem Triggereingang für ein Triggereingangssignal gekoppelt ist,
wobei die Triggeranordnung mit einem Auslöseeingang für ein Auslösesignal versehen
ist, das wenigstens mit einem der bistabilen Elemente gekoppelt ist, und mit einem
Triggerausgang für ein Triggerausgangssignal, wobei ein Ausgang des zweiten
bistabilen Elements einen ersten stabilen Zustand annimmt, wenn das Auslösesignal
einen ersten Wert annimmt, und einen zweiten stabilen Zustand annimmt, nachdem das
Auslösesignal einen zweiten Wert angenommen hat und nachdem ein Ausgang des
ersten bistabilen Elements danach einen zweiten stabilen Zustand angenommen hat,
indem das Triggersignal einen ersten Pegel überschritten hat, und nachdem das
Triggereingangssignal darauf unter einen zweiten Pegel abgesunken ist, der niedriger als
der erste Pegel ist.
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Eine derartige Triggeranordnung ist im allgemeinen zum Erzeugen von
Triggersignalen aus einem periodischen Signal auf einem vorgegebenen Pegel und zu
vorgegebenen Zeitpunkten verwendbar. Eine derartige Triggeranordnung eignet sich
insbesondere zur Verwendung in Oszilloskopen mit einer Kathodenstrahlröhre als
Anzeigeeinrichtung zum Betrieb bis auf hohe Frequenzen des Signals, ohne daß das von
der Anzeigeeinrichtung angezeigte Signal sich bewegt (ein sog. flimmerfreies Bild).
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Eine derartige Anordnung ist aus der deutschen DE-A-2 208 636 bekannt,
in der eine Triggeranordnung beschrieben wird, die sich insbesondere zur Verwendung
in Oszilloskopen eignet. Die bekannte Anordnung enthält die erwähnten
reihengeschalteten bistabilen Elemente, mit jedem von denen der Triggereingang
gekoppelt ist. Daneben enthält die Anordnung den Auslöseeingang, der beispielsweise
von einem Sägezahngenerator zum Erzeugen einer Zeitbasis eines Oszilloskops
angetrieben wird. Solange das Auslösesignal am Auslöseeingang mit dem ersten Wert
erscheint, steht der Triggerausgang im ersten stabilen Zustand. Wenn das Auslösesignal
den zweiten Wert annimmt, reagiert der Triggerausgang nicht unmittelbar, sondern
beantwortet diese Aktion erst, nachdem der Ausgang des ersten bistabilen Elements
zunächst den zweiten stabilen Zustand angenommen hat, nachdem das
Triggereingangssignal den ersten Pegel überschritten, und danach der Ausgang des
zweiten bistabilen Elements den zweiten Zustand angenommen hat, nachdem das
Triggereingangssignal unter dem zweiten Pegel abgefallen ist. Wenn die letztgenannte
Situation eintritt, nimmt der Triggerausgang den zweiten Zustand an. Der beispielsweise
von der Triggeranordnung anzutreibende Sägezahngenerator wird nach dem Übergang
des Triggerausgangs vom ersten Zustand nach dem zweiten Zustand gestartet. Die
Anordnung, deren bistabile Elemente beispielsweise aus ODER-Gatter bestehen, die
über Widerstände rückgekoppelt werden und emittergekoppelte Transistor-
Logikelemente enthalten, arbeitet zufriedenstellend bis auf hohe Frequenzen; jedoch
arbeitet die Anordnung nicht länger zufriedenstellend auf sehr hohen Frequenzen, weil,
wenn das Auslösesignal vom ersten Wert auf den zweiten Wert übergeht direkt vor dem
Zeitpunkt, zu dem das Triggereingangssignal den ersten Pegel überschreitet, das zweite
bistabile Element zu nahezu demselben Zeitpunkt durch endliche Anstiegszeiten
logischer Signale ausgelöst wird, so daß der Änderungszeitpunkt auch nahezu damit
zusammenfällt, was eine Ungewißheit im Auftreten des Übergangs am Triggerausgang
in bezug auf den Zeitpunkt ergibt, zu dem das zweite bistabile Element ausgelöst wird.
Weiter ist der Zeitpunkt, zu dem nach dem Auslösen der Anordnung der
Triggerausgang den zweiten Zustand annimmt, ziemlich abhängig vom Pegelunterschied
zwischen dem ersten und dem zweiten Pegel und von der Amplitude des
Triggereingangssignals. In praktischen Situationen ist es auß&dem erwünscht, daß die
Amplitude des Triggereingangssignals beispielsweise in bezug auf den ersten und den
zweiten Pegel groß ist, wodurch die Ungewißheit sogar größer wird.
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Der Errindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen,
in der diese Ungewißheit nicht auftritt oder durch der Anstiegszeiten/Abfallzeiten, die
immer auf Signalflanken auftreten, wenigstens nur bei außergewöhnlich höheren
Frequenzen als in der bekannte Anordnung auftritt. Eine Triggeranordnung der eingangs
erwähnten Art ist dazu dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung ein drittes
bistabiles Element enthält, dessen Eingänge mit einem Ausgang des zweiten bistabilen
Elements bzw. mit dem Triggereingang gekoppelt sind, während ein Ausgang des
dritten bistabilen Elements, der mit dem Ausgang des Triggerkreises gekoppelt ist, den
zweiten Zustand annimmt, wenn das Triggersignal den ersten Pegel überschreitet,
nachdem der Ausgang des zweiten bistabilen Elements den zweiten Zustand
angenommen hat. Dadurch wird erreicht, daß die Ungewißheit dadurch nicht auftritt,
daß der zeitliche Unterschied zwischen dem Auslösezeitpunkt des zweiten bistabilen
Elements und dem Auslösezeitpunkt des dritten bistabilen Elements, wobei dieser
Unterschied in Zeit für die Ungewißheit bestimmend ist, im wesentlichen konstant ist
für ein gegebenes Eingangssignal und im wesentlichen unabhängig vom
Pegelunterschied und/oder von der Amplitude des Triggersignals ist, so daß der Auslösezeitpunkt
des dritten bistabilen Elements vom zweiten bistabilen Element nicht mit dem Zeitpunkt
zusammenfallen kann, zu dem das Triggereingangssignal bewirkt, daß das dritte
bistabile Element seinen Zustand ändert.
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Auf bekannte Weise können die bistabilen Elemente beispielsweise durch
logische ODER-Gatterkreise mit Rückkopplung über Widerstände oder durch
Tunneldioden zusammengesetzt werden. Dadurch kann die Anordnung auf Basis von
Standardelementen aufgebaut werden. Weiter können die logischen ODER-Gatter durch
emittergekoppelte Logik gebildet werden. Obgleich es auch möglich ist, beispielsweise
TTL (Transistor-Transistor-Logik) zu verwenden, ist es vorteilhaft, emittergekoppelte
Logik (ECL) zu verwenden, weil sie schneller als TTL arbeitet, wodurch die
Anordnung bis auf höhere Triggereingangssignalfrequenzen arbeiten kann, als
beispielsweise mit TTL der Fall wäre.
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Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemaßen Anordnung, in der ein
erster Eingang des ersten bistabilen Elements mit einem ersten Ausgang eines
Differenzverstärkers gekoppelt ist, ein erster Eingang des zweiten bistabilen Elements
mit einem zweiten Ausgang des Differenzverstärkers gekoppelt ist, und der
Auslöseeingang mit einem zweiten Eingang wenigstens eines der ersten und zweiten
bistabilen Elemente gekoppelt ist, und in dem der Triggereingang mit einem ersten
Eingang des Differenzverstärkers und mit einem zweiten Eingang des
Differenzverstärkers an eine Eingangsklemme zum Anlegen einer Bezugsspannung
gekoppelt sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Eingang des dritten bistabilen
Elements mit einem ersten Ausgang eines anderen Differenzverstärkers und ein zweiter
Ausgang des anderen Differenzverstärkers mit einer Speiseklemme zum Zuführen einer
Gleichspannung gekoppelt sind, und daß der Triggereingang mit einem ersten Eingang
des anderen Differenzverstärkers und ein zweiter Eingang des anderen
Differenzverstärkers mit einer anderen Eingangsklemme zum Zuführen einer Bezugsspannung
gekoppelt sind. Also wird damit erreicht, daß das dritte bistabile Element, das
beispielsweise als Kathodenstrahlröhrengatter mit Rückkopplung über einen Widerstand
und mit dem Antrieb vom anderen Differenzverstärker aufgebaut ist, dem das
Triggereingangssignal ebenfalls zugeführt wird, nach dem Auslösen der Anordnung
seinen Ausgang vom ersten nach dem zweiten Zustand nur dann ändert, nachdem das
dritte Element vom zweiten Element ausgelöst wurde, wodurch die bereits erwähnten
Vorteile in bezug auf dem Betrieb erzielt werden. Der innere Aufbau der Anordnung
gewährleistet weiter, daß das erste bistabile Element auf den ersten Pegel anspricht,
wenn das Triggereingangssignal den ersten Pegel überschreitet, daß das zweite bistabile
Element danach auf den zweiten Pegel anspricht, wenn das Triggereingangssignal unter
dem zweiten Pegel abfällt, und daß das dritte bistabile Element danach auf den ersten
Pegel anspricht, wenn das Triggereingangssignal den ersten Pegel überschreitet. Es sei
abermals bemerkt, daß der erste Pegel höher ist als der zweite Pegel, und daß weiter
bei ECL der erste Pegel beispielsweise ein positives Potential gegen ein Nullpotential
und der zweite Pegel beispielsweise ein negatives Potential gegen das Nullpotential
besitzt.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung ist
dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöseeingang mit einem zweiten Eingang des dritten
bistabilen Elements gekoppelt ist. Wenn das Auslösesignal direkt auf das dritte bistabile
Element einwirkt, das beispielsweise als ein Gatter mit Rückkopplung aufgebaut ist,
kommt der Triggerausgang auf den ersten Pegel mit einer Verzögerung von nur einem
Gatter, wenn das Auslösesignal den ersten Wert annimmt. Wenn beispielsweise das
Auslösesignal nur mit dem ersten bistabilen Element gekoppelt ist, das als Gatter mit
Rückkopplung aufgebaut ist, ist eine Verzögerungszeit von drei Gattern erforderlich,
bevor der Triggerausgang den ersten Zustand annimmt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
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Fig. 1 ein Schaltbild zur Veranschaulichung des Prinzips einer
erfindungsgemäßen Anordnung,
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Fig. 2 ein Triggereingangssignal, einen ersten und einen zweiten Pegel
sowie Ausgangssignale bistabiler Elemente zur Erläuterung des Betriebs der in Fig. 1
dargestellten Anordnung,
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Fig. 3 einen größeren Plan eines Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Anordnung,
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Fig. 4A Signale, die mit dem Wechsel der bistabilen Elemente in bezug
auf das Triggereingangssignal einer bekannten Zweistufen-Triggeranordnung verknüpft
sind, und
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Fig. 4B vergleichsweise den Wechsel einer Dreistufen-Triggeranordnung
nach der Erfindung.
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In Fig. 1 ist ein Schaltbild zur Veranschaulichung des Prinzips einer
erfindungsgemäßen Triggeranordnung 1 dargestellt. Die Anordnung enthält ein erstes
bistabiles Element 2, vom dem ein Eingang 5 mit einem Triggereingang 6 gekoppelt ist.
Ein weiterer Eingang 7 des ersten bistabilen Elements 2 ist mit einem Auslöseeingang 8
gekoppelt. Weiterhin enthält die Anordnung ein zweites bistabiles Element 4, das mit
dem ersten bistabilen Element 2 in Reihe geschaltet ist und einen Eingang 11 besitzt,
der mit einem Ausgang 12 des ersten bistabilen Elements 2 gekoppelt ist. Das zweite
bistabile Element 4 besitzt einen weiteren Eingang 13, der mit dem Triggereingang 6
gekoppelt ist, und einen Eingang 15, der mit dem Auslöseeingang 8 gekoppelt sein
kann, wie mit einer gestrichelten Linie angegeben. Die Anordnung enthält weiter ein
drittes bistabiles Element 16, das mit dem zweiten bistabilen Element 4 in Reihe
geschaltet ist und einen Eingang 17 enthält, der mit einem Ausgang 14 des zweiten
bistabilen Elements 4 gekoppelt ist. Das dritte bistablle Element 16 enthält einen
weiteren Eingang 19, der mit dem Triggereingang 6 gekoppelt ist, und einen Eingang
21, der mit dem Auslöseeingang 8 gekoppelt sein kann. Die Triggeranordnung 1 ist mit
einem Ausgang 10 versehen, der mit einem Ausgang 23 des dritten bistabilen Elements
gekoppelt ist.
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Der Betrieb der Anordnung wird anhand der Fig. 2 näher erläutert, in der
ein Triggereingangssignal 6' zum Triggereingang 6 zusammen mit einem ersten Pegel l&sub1;
und einem zweiten Pegel l&sub2; und Ausgangssignale der bistabilen Elemente 2, 4 und 16
abhängig von der Zeit t dargestellt sind. Einige Zeitpunkte sind mit t&sub1; bis t&sub5; bezeichnet.
Der erste Pegel l&sub1; ist höher als der zweite Pegel l&sub2;. Der Unterschied zwischen den
Pegeln l&sub1; und l&sub2; kann mit einem Hystereseeffekt verknüpft werden. Es sei
angenommen, daß die Anordnung mit (nicht dargestellten) Speiseklemmen zum
Zuführen von Speisespannungen einschließlich der Erdspannung versehen ist. Zum
Beschreiben des Betriebs sei angenommen, daß das Triggereingangssignal 6' sinusoidal
ist, und daß das sinusoidale Triggereingangssignal 6' an den Triggereingang 6 gelangt,
während die Speisespannung zur Speiseklemme gelangt. Mit anderen Verbindungen
verknüpfte Signale sind auf gleiche Weise mit ähnlichen Bezugsziffern mit Primen
bewichnet. Weiter sei in einem Anfangszustand angenommen, daß die Anordnung nicht
ausgelöst wird, wobei ein Auslösesignal 8' zum Auslöseeingang 8 einen ersten Wert v&sub1;
hat und die Ausgänge 12, 14 und 10 in einem ersten stabilen Zustand s&sub1; stehen. Die
Anordnung wird ausgelöst, wenn das Auslösesignal 8' einen zweiten Wert v&sub2; einnimmt.
Es sei angenommen, daß dies erfolgt nach dem Zeitpunkt t = t&sub1; und vor dem Zeitpunkt
t = t&sub3;, wenn das Triggereingangssignal 6' unter dem ersten Pegel l&sub1; abfällt. Wenn das
Auslösen zwischen t = t&sub1; und dem Zeitpunkt t = t&sub2; erfolgt, wobei das Signal 6' den
Pegel l&sub1; passiert, ändert der Ausgang 12 des ersten bistabiIen Elements 2 seinen
Zustand zum Zeitpunkt t = t&sub2; und das Ausgangssignal 12' am Ausgang 12 nimmt einen
zweiten bistabilen Zustand s&sub2; zum Zeitpunkt t = t&sub2; an. Jedoch wenn das Auslösen
zwischen t = t&sub2; und t = t&sub3; erfolgt, nimmt das Ausgangssignal 12' sofort den Zustand
s&sub2; an. Das Ausgangssignal 12' kann nicht vom Zustand s&sub1; nach dem Zustand s&sub2;
übergehen, solange nicht das Triggereingangssignal 6' den ersten Pegel l&sub1; überschritten
hat. Zugeordnete Signalflanken sind auf den Wellenformen mit einer, zwei oder drei
Pfeilspitzen markiert. Das Ausgangssignal 14' am Ausgang 14 des zweiten bistabilen
Elements 4 kann seinen Zustand nicht ändern, wenn nicht das Ausgangssignal 12' den
Zustand s&sub2; angenommen hat. Das Ausgangssignal 12' ist daher als Auslösesignal für
das zweite bistabile Element 4 zu deuten. Das Ausgangssignal 14' kann weiter erst vom
Zustand s&sub1; auf den Zustand s&sub2; übergehen, wenn das Triggereingangssignal 6' unter dem
Pegel l&sub2; fällt. Dies erfolgt zum Zeitpunkt t = t&sub4;.
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Bis soweit ist der Betrieb der Anordnung gleich dem in der Beschreibung
der vorgenannten deutschen Patentschrift 2 208 636, in dem es, wie aus vorgenannter
Beschreibung ersichtlich ist, ein Intervall t&sub2; < t < t&sub3; gibt, in dem das zweite bistabile
Element 4 vom ersten bistabilen Element 2 auslösbar ist, wonach zum Zeitpunkt t = t&sub4;
das Ausgangssignal 14' des zweiten bistabilen Elements 4 vom ersten stabilen Zustand
in den zweiten stabilen Zustand s&sub2; übergeht. Wenn das zweite bistabile Element 4
direkt vor dem Zeitpunkt t = t&sub3; ausgelöst wird und das Triggereingangssignal 6' eine
so hohe Frequenz hat, daß zeitlich der Unterschied t&sub4; - t&sub3; sehr klein ist in bezug auf die
endliche Abfallzeit, die in der Praxis mit dem Ausgangssignal 12' inhärent ist, wird
Ungewißheit in bezug auf den Zeitpunkt des Auftretens einer Flanke f des
Ausgangssignals 14' auftreten, weil die Zeitpunkte, zu denen das zweite bistabile
Element 4 ausgelöst wird, und zu denen dieses Element darauf im wesentlichen damit
zusammenfällt, was sich als das besagte Flimmern zeigt, wenn die Triggeranordnung
zum Starten eines Sägezahngenerators (nicht dargestellt) für Horizontalablenkung eines
Kathodenstrahls in einem Kathodenstrahlröhrenoszilloskopen verwendet wird.
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Der Betrieb einer erfindungsgemaßen Triggeranordnung wird jetzt
beschrieben. Das Ausgangssignal 10' am Ausgang 23 des dritten bistabilen Elements 16
kann nach dem Zeitpunkt t = t&sub4; erst vom Zustand s&sub1; nach dem Zustand s&sub2; übergehen,
wenn das Triggereingangssignal 6' den ersten Pegel l&sub1; überschreitet, nachdem das
Ausgangssignal 14' den Zustand s&sub2; angenommen hat. Zum Zeitpunkt t = t&sub5; nimmt das
Ausgangssignal 10' den zweiten stabilen Zustand s&sub2; an und das Triggerausgangssignal
wird darauf erhalten, mit dem beispielsweise der Sägezahngenerator gestartet wird. Der
Zeitunterschied t&sub5; -t&sub4; ist immer größer als die verfügbare geringste Zeit t&sub4; - t&sub3;, sogar
bei Schwankungen des Pegelunterschieds zwischen dem ersten Pegel l&sub1; und dem
zweiten Pegel l&sub2;, was beispielsweise einem Hystereseeffekt gleichkommt. Weiter ist der
zeitliche Unterschied t&sub5; - t&sub4; im wesentlichen von der Amplitude des
Triggereingangssignals 6' unabhängig und ist beispielsweise im Falle eines sinusoidalen
Triggereingangssignals im wesentlichen eine Halbperiode dieses Signals. In der
Zusammenfassung kann gesagt werden, daß die erfindungsgemäße Triggeranordnung bis
auf erheblich höhere Frequenzen ohne das Auftreten von Ungewißheit in bezug auf den
Zeitpunkt des Auftretens einer Flanke ft im Triggerausgangssignal 10' als eine
Triggeranordnung arbeiten kann, der nur mit zwei bistabilen Elementen ausgerüstet ist.
Beim heutigen Stand der Technik wird der zufriedenstellende Betrieb der
erfindungsgemäßen Anordnung bis Höchstfrequenzen von 2 GHz als erreichbar erachtet. In Fig. 2
ist weiter angegeben, daß nach einer Zeit Δ das Auslösen der Anordnung dadurch
beseitigt wird, daß nach der Zeit Δ das Auslösesignal 8' den ersten Wert v&sub1; annimmt.
Das Auslösesignal 8' wird zum erneuten Annehmen des ersten Werts v&sub1; gezwungen
beispielsweise mittels des Sägezahngenerators (nicht dargestellt), damit der
Sägezahngenerator bei der Horizontalablenkung des Kathodenstrahls nicht ungewollt gestartet
wird.
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In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung
dargestellt, in dem ähnliche Verbindungen 6, 8 und 10 mit den gleichen Bezugsziffern
wie in Fig. 1 bezeichnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel werden die bistabilen
Elemente, die miteinander in Reihe geschaltet sind und mit denen der Triggereingang 6
parallelgeschaltet ist, durch logische ODER-Gatter 18, 29 bzw. 22 gebildet, die
Rückkopplung über Widerstände Rt1, Rt2 bzw. Rt3, empfangen, und haben vorzugsweise die
Form von ECL-ODER-Gatter. Für den Aufbau und den Betrieb eines ECL-ODER-
Gatters mit Rückkopplung sei beispielsweise auf die allgemeine Literatur über dieses
Phänomen verwiesen. Jedes logische ODER-Gatter 18, 20 und 22 ist mit einer Klemme
25 zum Zuführen einer Speisespannung +U versehen. Weitere Speiseverbindungen für
ein ECL-Gatter sind hier nicht dargestellt, aber in diesem Zusammenhang sei auf die
Literatur verwiesen. Das Ausführungsbeispiel enthält weiter einen Differenzverstärker
24 und einen weiteren Differenzverstärker 26. Ein erster Eingang 27 eines ersten
bistabilen Elements 2 ist mit einem ersten Ausgang 29 des Differenzverstärkers 24 und
ein erster Eingang 13 eines zweiten bistabilen Elements 4 ist mit einem zweiten
Ausgang 33 des Differenzverstärkers 24 gekoppelt. Weiter ist ein Widerstand Rt1, der
ein Teil des ersten bistabilen Elements 2 ist, mit einem Ende des ersten Ausgangs 29
des Differenzverstärkers und mit seinem anderen Ende mit einem Ausgang 35 des ersten
bistabilen Elements 2 gekoppelt, während ein Widerstand Rt2 als Teil des zweiten
bistabilen Elements 4 mit einem Ende an den zweiten Ausgang 33 des
Differenzverstärkers und mit seinem anderen Ende an einen Ausgang 37 des zweiten
bistabilen Elements 4 gekoppelt ist. Der Differenzverstärker 24 ist um zwei npn-
Transistoren T&sub1; und T&sub2; herum aufgebaut, deren Emitter miteinander verbunden sind,
während ein gemeinsamer Emitterleiter 36 eine Stromquelle 28 enthält, die mit einer
Verbindungsklemme -U zum Zuführen einer Speisespannung versehen ist. Der Aufbau
der Stromquelle 28 ist faktisch in Fig. 3 dargestellt, aber wird im weiteren nicht
beschrieben. Der mit einem ersten Eingang 39 des Differenzverstärkers 24 gekoppelte
Triggereingang 6 ist über den Basis-Kollektor-Weg des Transistors T&sub1; mit dem ersten
bistabilen Element 2 und über den Basis-Emitter-Kollektor-Weg der Transistoren T&sub1;
und T&sub2; mit dem zweiten bistabilen Element 4 gekoppelt. Ein zweiter Eingang 41 des
Differenzverstärkers 24 ist mit einer Eingangsklemme zum Verbinden einer
Bezugsspannung gekoppelt, der im Ausführungsbeispiel mit dem Erdpotential 43
bezeichnet ist. Ein erster Eingang 45 des dritten bistabilen Elements 16 ist mit einem
ersten Ausgang 47 des weiteren Differenzverstärkers 26 gekoppelt, weiter ist ein
Widerstand Rt3 als Teil des dritten bistabilen Elements 16 mit einem Ende des ersten
Ausgangs 47 des anderen Differenzverstärkers 26 und mit dem anderen Ende mit einem
Ausgang 49 des dritten bistabilen Elements 16 gekoppelt. Ein zweiter Ausgang 51 des
Differenzverstärkers 26 ist mit einer Klemme +V zum Zuführen einer Gleichspannung
gekoppelt. Der weitere Differenzverstärker 26 ist um zwei npn-Transistoren T&sub3; und T&sub4;
herum aufgebaut und hat weiter einen Aufbau gleich dem des Differenzverstärkers 24.
Der mit einem ersten Eingang 53 des anderen Differenzverstärkers 26 gekoppelte
Triggereingang 6 ist über den Basis-Kollektor-Weg des Transistors T&sub3; mit dem dritten
bistabilen Elements 16 gekoppelt. Ein zweiter Eingang 55 des anderen
Differenzverstärkers 26 ist mit einer anderen Eingangsklemme zum Zuführen einer Bezugsspannung
gekoppelt, aber im Ausführungsbeispiel ist der Einfachheit halber das Erdpotential 43
bereits erwähnt. Der Auslöseeingang 8 ist mit einem zweiten Eingang 57 des ersten
bistabilen Elements 2 gekoppelt. Vorzugsweise ist der Auslöseeingang 8 auch mit einem
zweiten Eingang 59 und mit einem zweiten Eingang 61 des zweiten bistabilen Elements
4 und des dritten bistabilen Elements 16 gekoppelt. Der Betrieb des
Ausführungsbeispiels ist anhand der Fig. 1 beschrieben, aber wird mit weiteren
Einzelheiten nachstehend anhand Fig. 2 erläutert. Mit den bistabilen Elementen 2, 4 und
16, die als ECL-Gatter mit Rückkopplung aufgebaut sind, steuert eine innere
Bezugsspannung (nicht dargestellt) den Wechsel (d.h. den Wechsel des stabilen
Zustands) der Gatter. Wenn angenommen sei, daß die Anordnung nicht ausgelöst wird
(das Auslösesignal 8' an den Eingängen 57, 59 und 61 besitzt den Wert v&sub1;) besitzen die
Ausgangssignale 12', 14' und 10' an den Ausgängen 35, 37 und 39 den Zustand s&sub1;.
Von dieser Situation aus sei angenommen, daß das Auslösesignal 8' den zweiten Wert
v&sub2; annimmt. Solange das Triggereingangssignal 6' unter dem Pegel l&sub1; bleibt, sogar bei
einem positiven Wert des Triggereingangssignals 6' reicht der Strom durch den
Widerstand Rt1 nicht aus zum Senken der Spannung am ersten Eingang 27 des ersten
bistabilen Elements 2 unter der inneren Bezugsspannung des ersten bistabilen Elements
2, das als ECL-Gatter mit Rückkopplung aufgebaut ist. Wenn das Triggereingangssignal
6' den Pegel l&sub1; erreicht (t = t&sub2;), erfolgt der Wechsel des ersten bistabilen Elements 2
und das Ausgangssignal 12' nimmt den zweiten Zustand s&sub2; an. Die restlichen bistabilen
Elemente 4 und 16 können durch die Reihenschaltung nicht von Zustand s&sub1; nach dem
Zustand s&sub2; übergehen, oder solange das erste bistabile Element 2 sich im Zustand s&sub1;
befindet, bleiben auch die bistabilen Elemente 4 und 16 im Zustand s&sub1; stehen,
unabhängig vom Triggereingangssignal. U.a. bestimmt die Wahl des Wertes des
Widerstands Rt1 den Pegel l&sub1;. Die Stromschwankung durch den Widerstand Rt2 ist der
Stromschwankung durch Rt1 durch die Differenzverstärkerkonfiguration
entgegengesetzt, so daß das zweite bistabile Element 4 bei einem Wert des
Triggereingangssignals 6' überwechselt, der unter dem Pegel 12 liegt (t = t&sub4;). Die
Stromschwankung durch den Widerstand Rt3 hat dieselbe Richtung wie die
Stromschwankung durch den Widerstand Rt1. Das dritte bistabile Element 16 wechselt
daher bei einem Pegel des Triggereingangssignals 6' über, der über dem Pegel l&sub1; liegt
(wenn die Parameter der Differenzverstärker 24 und 26 gleich sind). Für den weiteren
Betrieb sei auf die Beschreibung der Fig. 1 verwiesen.
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In Fig. 4A und Fig. 4B ist der Wechsel der zwei bzw. drei bistabilen
Elemente im Zusammenhang mit dem Triggereingangssignal 6' bei einer bekannten
Zweistufen-Triggeranordnung und bei der Verwendung einer Dreistufen-
Triggeranordnung nach der Erfindung dargestellt. Es sei im beschriebenen
Ausführungsbeispiel angenommen, daß ein ECL-Gatter eine Verzögerungszeit td und
eine Abfallzeit/Anstiegzeit tr einer Flanke am Ausgang besitzt. Weiter sei der
Einfachheit halber angenommen, daß die Abfallzeit/Anstiegzeit des Auslösesignals 8'
vernachlässigbar ist. Wiederum ist der Startpunkt der Zustand, in dem die Anordnung
gerade ausgelöst wurde. In Fig. 4A ist (td+tr)< (t&sub4;-t&sub3;), worin für eine
Zweistufenanordnung (t&sub4;-t&sub3;) die Mindestzeit ist, in der der Wechsel des ersten bistabilen
Elements 2 erfolgt sein muß, damit Ungewißheit in der Flanke f des zweiten bistabilen
Elements 4 nicht auftritt. In Fig. 4A ist diese Bedingung gerade erfüllt, während diese
Bedingung in Fig. 4B nicht erfüllt wird. Der Zustand nach Fig. 4B führt daher zu
Ungewißheit in bezug auf den Auftrittszeitpunkt der Flanke f, der durch eine
schwankende Zeitdauer i angezeigt wird. Jedoch tritt in Fig. 4B keine Ungewißheit in
bezug auf den Auftrittszeitpunkt der Flanke ft des Ausgangssignals 10' des dritten
bistabilen Elements 16 auf, da der Ausgang 37 des zweiten bistabilen Elements 4 vor
dem Zeitpunkt t = t&sub5; stabil ist. Wenn die Pegel l&sub1; und l&sub2; näher beieinander liegen als
im Zustand nach Fig. 4A und Fig. 4B, so ist t&sub4; - t&sub5; gerade kleiner und tritt sogar
Ungewißheit schneller ein mit einer Zweistufen-Triggeranordnung. Ungewißheit bei
einer Dreistufenanordnung tritt nur bei sehr hohen Frequenzen auf. Eine gleiche
Erwägung gilt für Schwankungen in der Amplitude des Triggereingangssignals.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das veranschaulichte
Ausführungsbeispiel und es sind dem Fachmann mehrere Variationen möglich, ohne aus
dem Rahmen der Erfindung herauszutreten. Beispielsweise lassen sich bistabile
Elemente auf vielerlei Weisen und mit verschiedenen Logikarten aufbauen. Auch eine
Konstruktion auf der Basis von Tunneldioden als bistabilen Elementen ist ohne weitere
erfinderische Aktivität verwirklichbar.