DE851364C

DE851364C - Toggle switch

Info

Publication number: DE851364C
Application number: DEN3821A
Authority: DE
Inventors: Frank De Jager
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1950-04-28
Filing date: 1951-04-25
Publication date: 1952-10-02
Also published as: CH291033A; BE502837A; GB697127A; NL91351C; FR1042920A; US2647208A; NL153237B

Description

(WiGBL S. 175)(WiGBL p. 175)

AUSGEGEBEN AM 2. OKTOBER 1952ISSUED OCTOBER 2, 1952

N 3821 Villa/21a¹ N 3821 Villa / 21a ¹

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

KippschaltungToggle switch

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kippschaltung mit zumindest zwei gittergesteuerten, einander durch gegenseitige Rückkopplung gegenseitig sperrenden Verstärkerröhren, welche Kippschaltung entsprechend einer ihr zugeführten Steuerspannung einen von zwei Gleichgewichtszuständen wählt. In einem Gleichgewichtszustand ist die eine Röhre stromführend und die andere gesperrt; im anderen Gleichgewichtszustand ist die Anodenstromlage der Kippröhren umgekehrt.The invention relates to a flip-flop circuit with at least two grid-controlled one another by mutual feedback mutually blocking amplifier tubes, which flip-flop one of two states of equilibrium according to a control voltage supplied to it chooses. In a state of equilibrium, one tube is live and the other is blocked; in the In another equilibrium state, the anode current position of the tilting tubes is reversed.

Derartige Kippschaltungen haben verschiedene praktische Verwendungen. Sie sind z. B. für zweiseitige Begrenzung oder auch als nicht lineare Verstärker einer einem Steuergitter einer der Röhren zugeführten Steuerspannung verwendbar. Im Ausgangskreis der Kippschaltung tritt dabei eine rechteckige Spannung auf, die z. B. positiv (negativ) ist, je nachdem die Steuerspannung einen bestimmten kritischen Wert übersteigt oder nicht, so daß die Kippschaltung in den einen oder in den ao anderen Gleichgewichtszustand gelangt.Such flip-flops have various practical uses. You are e.g. B. for bilateral Limitation or also as a non-linear amplifier of a control grid of one of the tubes supplied control voltage can be used. One occurs in the output circuit of the multivibrator rectangular voltage, the z. B. positive (negative), depending on the control voltage a certain critical value exceeds or not, so that the flip-flop in one or in the ao reaches another state of equilibrium.

Es ist auch bekannt, eine solche Kippschaltung für Frequenzverschiebungstelegraphie zu verwenden. Infolge der dabei als Steuerspannung wirksamen Morsesignale ist die eine oder die andere as Kippröhre stromführend, und es tritt an einem den beiden Röhren gemeinsamen Ausgangswiderstand die eine oder die andere der in gesonderten Steuerkreisen der Kippröhren wirksame Kennfrequenz auf.It is also known to use such a flip-flop for frequency shift telegraphy. As a result of the Morse code, which acts as a control voltage, one or the other is as The tilt tube is energized, and an output resistance common to both tubes occurs one or the other of the characteristic frequency effective in separate control circuits of the tilting tubes on.

Bei praktisch zuverlässigen Ausführungsformen der bekannten Kippschaltungen der beschriebenenIn practically reliable embodiments of the known flip-flop circuits of the described

Art ist der zum Umkippen der Kippschaltung in verschiedenen Richtungen erforderliche Unterschied der Steuerspannungen, d. h. die Ansprechempfindlichkeit, bei der Verwendung üblicher Verstärkerröhren, wie z. B. Trioden oder Pentoden, etwa ι bis 2 V.Type is the difference required to flip the toggle switch in different directions the control voltages, d. H. the responsiveness when using common amplifier tubes, such as B. triodes or pentodes, about ι to 2 V.

Die Erfindung bezweckt, verbesserte Kippschaltungen der erwähnten Art zu schaffen.The invention aims to provide improved flip-flops of the type mentioned.

Gemäß der Erfindung enthält ein gemeinsamer ίο Teil der Gitterkreise der beiden Verstärkerröhren eine Gittervorspannungsquelle, die die beiden Röhren, unabhängig von der Steuerspannung, zwangsweise in gleiche Anodenstromlagen führt, sowie in Reihe mit der Gittervorspannungsquelle einen rechteckige Schaltimpulse liefernden Schaltimpulsgenerator. According to the invention, a common part of the grid circles contains the two amplifier tubes a grid bias source forcing the two tubes regardless of the control voltage leads into the same anode current layers, as well as one in series with the grid bias source Rectangular switching pulses supply switching pulse generator.

Durch Anwendung der Erfindung wird dieBy applying the invention, the

Kippschaltung zwangsweise in einen dritten Gleichgewichtszustand geführt, in dem entwederToggle switch forcibly led into a third state of equilibrium in which either

ao die beiden Röhren stromlos sind oder auch beide Röhren den vollen Anodenstrom führen.ao the two tubes are de-energized or both tubes carry the full anode current.

Ähnlich wie bei den als bekannt angenommenen Kippschaltungen können Kippschaltungen nach der Erfindung für verschiedene Zwecke verwendet oder diesen angepaßt werden, was an Hand einer Zeichnung beispielsweise näher erläutert wird.Similar to the multivibrator circuits assumed to be known, multivibrator circuits can be used according to the Invention used for various purposes or these can be adapted, what with reference to a drawing for example is explained in more detail.

Fig. ι stellt eine Kippschaltung nach der Erfindung mit zwei kreuzweise gekoppelten Pentoden zur Erläuterung der Erfindung dar, und Fig. 2 zeigt zu der Schaltung nach Fig. ι gehörige statische Kennlinien, welche die Beziehung zwischen der Schaltspannung und der Ausgangsspannung der Kippschaltung bei verschiedenen Werten der Steuerspannung zeigen; Fig. 3 stellt eine Verwendung der Schaltung nach der Erfindung als Impulskodemodulator dar; Fig. 4 zeigt, wie die Schaltung nach der Erfindung als Impulswähler, Impulsgenerator und Impulskodemodulator verwendbar ist. Bei der Schaltung nach Fig. ι enthält die Kippschaltung zwei durch kreuzweise galvanische Rückkopplung sich gegenseitig sperrende Pentoden ι und 2 mit den Anodenwiderständen 3 bzw. 4 und einem gemeinsamen geerdeten Kathodenwiderstand 5. Das Steuergitter der Pentode 1 ist mit einem Anzapfungspunkt eines Ohmschen Spannungsteilers mit den Widerständen 6 und 7 verbunden; dieser Spannungsteiler ist einerseits mit der Anode der Pentode 2 und andererseits über einen Widerstand 8 mit einem Punkt verbunden, der in bezug auf die Kathoden der Röhren 1 und 2 negatives Potential hat. Letzterer Punkt wird von der negativen Anschlußklemme einer Gittervorspannungsbatterie 9 gebildet, deren andere Klemme geerdet ist. Auf ähnliche Weise ist das Steuergitter der Pentode 2 mit dem Anzapfungspunkt eines Spannungsteilers mit den Widerständen 10 und 11 verbunden, von dem ein Ende mit der Anode der Pentode 1, das andere wieder mit Widerstand 8 verbunden ist.Fig. Ι represents a flip-flop circuit according to the invention with two cross-coupled pentodes to explain the invention, and FIG. 2 shows the circuit according to FIG static characteristics showing the relationship between the switching voltage and the output voltage show the flip-flop at different values of the control voltage; Fig. 3 illustrates a use of the circuit according to the invention as a pulse code modulator; Fig. 4 shows how the circuit according to the invention can be used as a pulse selector, pulse generator and pulse code modulator. In the circuit according to Fig. Ι contains the flip-flop two mutually blocking pentodes ι by crosswise galvanic feedback and 2 with the anode resistors 3 or 4 and a common grounded cathode resistor 5. The control grid of the pentode 1 has a tapping point of an ohmic voltage divider connected to resistors 6 and 7; this voltage divider is on the one hand with the anode of the pentode 2 and on the other hand connected to a point via a resistor 8, which has a negative potential with respect to the cathodes of tubes 1 and 2. The latter point is made by the negative terminal of a grid bias battery 9, the other terminal of which is grounded. Similarly, the control grid is the pentode 2 with the tapping point a voltage divider connected to resistors 10 and 11, one end of which is connected to the The anode of the pentode 1, the other is again connected to resistor 8.

Um zu verhüten, daß die Steuergitter der Pentoden ι und 2 mit einem gegenüber den entsprechenden Kathoden positiven Potential beaufschlagt werden, sind mit den Steuergittern die Anoden von Gitterstrombegrenzungsdioden 12 bzw. 13 verbunden, deren Kathoden geerdet sind.In order to prevent that the control grid of the pentodes ι and 2 with one opposite the corresponding Cathodes have a positive potential applied to them, the control grids are the anodes connected by grid current limiting diodes 12 or 13, whose cathodes are grounded.

Die soweit beschriebene Schaltung weist, sofern die von der Gittervorspannungsbatterie 9 stammende Vorspannung passend gewählt worden ist, die bekannte Eigenschaft auf, daß infolge der kreuzweisen Rückkopplung entweder die eine Röhre stromführend und die andere gesperrt ist oder umgekehrt. Indem dem Steuergitter einer der Pentoden eine Steuerspannung zugeführt wird, kann das Umkippen der Kippschaltung von dem einen Gleichgewichtszustand in den anderen bewirkt werden. Wenn z. B. die Pentode 1 gesperrt und die Pentode 2 stromführend ist, wird bei einer geeignet gewählten Potentialsteigerung des Steuergitters der Pentode 1 letztere stromführend werden und die Pentode 2 sperren. Eine darauf folgende Herabminderung des Potentials des Steuergitters der Pentode 1 führt das Zurückkippen der Kippschaltung in den ursprünglichen Gleichgewichtszustand herbei.The circuit described so far shows, provided that coming from the grid bias battery 9 Bias has been chosen appropriately, the well-known property that as a result of Cross-feedback either one tube is energized and the other is blocked or the other way around. By applying a control voltage to the control grid of one of the pentodes, can cause the flip-flop circuit to tip over from one state of equilibrium to the other will. If z. B. the pentode 1 locked and the pentode 2 is energized, is at a suitably selected increase in potential of the control grid of the pentode 1, the latter become live and block the pentode 2. A subsequent reduction in the potential of the control grid the pentode 1 causes the flip-flop to be tilted back into the original state of equilibrium come here.

Gemäß der Erfindung enthält die Kippschaltung eine derartige Gittervorspannungsquelle 9, daß beim Fehlen einer Steuerspannung die beiden Kippröhren 1 und 2 zwangsweise gleiche Anodenstromlagen einnehmen. Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung sind in diesem zwangsweise eingenommenen dritten Gleichgewichtszustand die beiden Pentoden 1 und 2 gesperrt. In Reihe mit dieser die beiden Röhren sperrenden Gittervorspannung wird den Klemmen 14 eine impulsförmige Schaltspannung u_s zugeführt, die in der Figur schematisch angedeutet ist und über den Kondensator 15 an dem in Reihe mit der Gittervorspannungsbatterie 9 gelegten Widerstand 8 auftritt. Während der positiven Spitzen dieser Schaltspannung wird der Einfluß der die beiden Röhren sperrenden, negativen Gittervorspannungsquelle so weit herabgemindert, daß die Kippschaltung normal wirksam wird und entsprechend einer ihr zugeführten Steuerspannung den einen oder den anderen der normalen Gleichgewichtszustände wählt. Es wäre möglich, die Steuerspannung für die Kippschaltung dem Steuergitter einer der Kipppentoden zuzuführen; dies führt jedoch manchmal zu einer unerwünschten Rückwirkung der in der Kippschaltung auftretenden Spannungsstöße auf die Steuerspannungsquelle, weshalb in Fig. 1 die Steuerspannung M;, wie an sich bekannt ist, dem Steuergitter einer Pentode 16 zugeführt wird, die parallel zur Pentode 1 und zu dem in ihrer Kathodenleitu'ng liegenden Widerstand 5 gelegt ist.According to the invention, the flip-flop circuit contains such a grid bias voltage source 9 that, in the absence of a control voltage, the two flip-flop tubes 1 and 2 necessarily assume the same anode current positions. In the circuit shown in FIG. 1, the two pentodes 1 and 2 are blocked in this third state of equilibrium, which is forcibly assumed. In series with this grid bias voltage blocking the two tubes, a pulse-shaped switching voltage u _{s is} fed to the terminals 14, which is indicated schematically in the figure and occurs via the capacitor 15 at the resistor 8 placed in series with the grid bias battery 9. During the positive peaks of this switching voltage, the influence of the negative grid bias voltage source blocking the two tubes is reduced to such an extent that the flip-flop is normally effective and selects one or the other of the normal equilibrium states in accordance with a control voltage supplied to it. It would be possible to supply the control voltage for the flip-flop to the control grid of one of the flip-flop pentodes; However, this sometimes leads to an undesirable reaction of the voltage surges occurring in the flip-flop circuit on the control voltage source, which is why the control voltage M; is placed in their Kathodenleitu'ng resistor 5.

Die Ausgangsspannung der Kippschaltung nach Fig. ι wird einem Anzapfungspunkt 17 eines Spannungsteilers mit Widerständen 18 und 19 entnommen; dieser Spannungsteiler ist zwischen die Anode der Pentode 1 und die negativen Anschlußklemmen der Gittervorspannungsbatterie 9 geschaltet. Die zwischen dem Anzapfungspunkt dieses Spannungsteilers und Erde auftretende Aus-The output voltage of the trigger circuit according to FIG. 1 is a tap point 17 of a voltage divider removed with resistors 18 and 19; this voltage divider is between the The anode of the pentode 1 and the negative terminals of the grid bias battery 9 are connected. The output that occurs between the tapping point of this voltage divider and earth

angsspannung ist mit u_a bezeichnet und ist positiv (z.B. +10 V) oder negativ (z.B. —30 V), jevoltage is designated by u _a and is positive (eg +10 V) or negative (eg -30 V), depending

nachdem die Kippschaltung die eine oder die andere der normalen Gleichgewichtslagen einnimmt. Die versuchsweise hei einer Kippschaltung nach Fig. ι verwendeten wichtigsten Einzelteile sind folgend;: Röhren ι und 2: Doppelpentode Philips ICFF 51. Röhre 16: Pentode Philips EF 51, Röhren 12 und 13: Dioden Philips EA 50, R3 6600 Ohm, R 4 9000 Ohm, R 5 100 Ohm, R 6 47000 Ohm, R 7 270000hm, Rio 270000hm, Rn 270000hm, R 18 27000 Ohm, R 19 39000 Ohm, Gittervorspannungsquelle 9: 150 V, Anodenspannung: 250 V, Schaltimpulse: etwa 50 V.after the toggle switch assumes one or the other of the normal equilibrium positions. The most important individual parts used as an experiment in a toggle switch according to FIG following ;: tubes ι and 2: double pentode Philips ICFF 51. Tube 16: pentode Philips EF 51, tubes 12 and 13: Diodes Philips EA 50, R3 6600 Ohm, R 4 9000 Ohm, R 5 100 Ohm, R 6 47000 Ohm, R 7 270000hm, Rio 270000hm, Rn 270000hm, R 18 27,000 ohms, R 19 39,000 ohms, grid bias source 9: 150 V, anode voltage: 250 V, switching pulses: approx. 50 V.

Fig. 2 zeigt eine Anzahl statischer Kennlinien, die hei der Schaltung nach Fig. 1 aufgezeichnet wurden. Diese Kennlinien zeigen die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung u_a und der am Verhindungspunkt der Gitterwiderstände 7 und 11 auftretenden negativen Gittervorspannung U₀ bei verschiedenen Werten der der Röhre 16 zugeführten Steuerspannung u_h wie dies bei den betreffenden Kennlinien angedeutet ist.FIG. 2 shows a number of static characteristics which were recorded in the circuit of FIG. These characteristic curves show the relationship between the output voltage u _a and the negative grid bias voltage U ₀ occurring at the prevention point of the grid resistors 7 and 11 at different values of the control voltage u _h supplied to the tube 16, as is indicated in the relevant characteristic curves.

Bei einer Steuerspannung U₁ = —1,3 V wurde die Kennlinie A gefunden, die bei Änderung der Spannung U₀ zwischen z.B. —10 V und —150 V über einen Zweig A_x und bei Änderung der Spannung U₀ von —150 V bis —10 V über den Zweig A₂ auftritt. Die Kennlinie A weist somit eine Schleife mit Zweigen A₁ und A₂ auf, die teilweise gestrichelt angedeutet sind, da die diesen Teilen entsprechenden Punkte keine stabilen Arl>eitspunkte für die Schaltung bilden.With a control voltage U ₁ = -1.3 V, the characteristic curve A was found which, when the voltage U _{0 changes} between, for example, -10 V and -150 V via a branch A _x and when the voltage U _{0 changes} from -150 V to -10 V occurs across branch A ₂ . The characteristic curve A thus has a loop with branches A ₁ and A ₂ , some of which are indicated by dashed lines, since the points corresponding to these parts do not form stable working points for the circuit.

Auf ähnliche Weise wurden die Schleifenkennlinien H und C bei Steuerspannungen von —1,1 V bzw.—1,18 V gefunden.Similarly, the loop characteristics H and C were found at control voltages of -1.1 V and -1.18 V, respectively.

Wenn die Spannung u₀ etwa —20 V beträgt, sind beide Kippröhren stromführend. Bei einer Spannung zwischen etwa —90 V und — 110V ist die Kippröhre 1 gesperrt, und die Kippröhre 2 führt Strom, wenn für diesen Gleichgewichtszustand die Steuerspannung w,· zumindest —1,18 V, z.B. —1,3V, beträgt, während bei einer Steuerspannung Ji,- von —1.17 V oder weniger, z. B. —0,8 V, die Kennlinie D oder eine Kennlinie wie bei E oder F auftritt; in diesem Falle führt die Röhre 1 bei einer Spannung u₀ von etwa —100 V Strom, und die Röhre 2 ist gesperrt. Das Kennlinienbündel zeigte sich bei der dargestellten Schaltung vorzüglich reproduzierbar, und die Kippschaltung gelangte in den einen oder in den anderen normalen Gleichgewichtszustand, je nachdem die Steuerspannung —1,175 V ±0,005 V be-, trägt. Die Ansprechempfindlichkeit ist somit etwa 0,01 V.When the voltage u _{0 is} around -20 V, both tilt tubes are live. At a voltage between approximately −90 V and −110 V, the tilting tube 1 is blocked and the tilting tube 2 conducts current if the control voltage w for this state of equilibrium is at least −1.18 V, for example −1.3V, while at a control voltage Ji, - of -1.17 V or less, e.g. B. -0.8 V, the characteristic D or a characteristic such as E or F occurs; in this case the tube 1 carries a current at a voltage u ₀ of about -100 V, and the tube 2 is blocked. In the circuit shown, the bundle of characteristics was extremely reproducible, and the flip-flop switched to one or the other normal state of equilibrium, depending on whether the control voltage was -1.175 V ± 0.005 V. The response sensitivity is thus about 0.01 V.

Diese große Ansprechempfindlichkeit kann voll ausgenutzt werden, wenn sich die Spannung U₀ infolge der Schaltspannung u_s periodisch z. B. zwischen —20 V und —100 V oder —150 V und ■—100 V ändert. Wie nämlich aus dem Kennlinienbündel ersichtlich ist, umfaßt dieses ein schraffiertes Gebiet, in dem keine stabilen Gleichgewichtszustände der Kippschaltung liegen.This high sensitivity can be fully exploited if the voltage U ₀ as a result of the switching voltage u _s periodically z. B. between -20 V and -100 V or -150 V and ■ -100 V changes. As can be seen from the set of characteristics, this includes a hatched area in which there are no stable states of equilibrium of the flip-flop circuit.

Bei periodischer Änderung der Vorspannung U₀ zwischen den erwähnten Werten durch eine impulsförmige Schaltspannung u_s ergibt es sich, daß die Kippschaltung jeweils von dem zwangsweise eingenommenen dritten Gleichgewichtszustand aus mit großer Ansprechempfindlichkeit und Geschwindigkeit in einem durch die Vorderflanke eines Schaltimpulses bedingten Augenblick einen der beiden normalen Gleichgewichtszustände wählt, entsprechend einer oberhalb oder unterhalb eines kritischen Wertes liegenden Größe der angelegten Steuerspannung m_;. Bei dieser Wahl spielt die Amplitude der Schaltimpulse nur eine sehr untergeordnete Rolle.With periodic change of the bias voltage U ₀ between the mentioned values by a pulse-shaped switching voltage u _{s, the} result is that the flip-flop circuit is one of the two normal ones from the compulsory third state of equilibrium with great sensitivity and speed in a moment caused by the leading edge of a switching pulse Selects equilibrium states, corresponding to a magnitude of the applied control voltage m lying above or below a critical value _; . With this choice, the amplitude of the switching impulses only plays a very subordinate role.

Es ist vorteilhaft, daß die Kippröhren 1 und 2 in der zwangsweise eingenommenen, dritten Gleichgewichtslage beide Strom führen, da in diesem Falle die Ansprechempfindlichkeit der Schaltung und somit die Verstärkung t>eim Ansprechen besonders günstig ist. Vorzugsweise wird die Spannung U₀ in der Ruhelage der Schaltung also etwa — 20 V gewählt. Es ist jedoch auch möglich, diese Spannung u₀, z. B. —150 V, zu wählen, in welchem Falle in dem zwangsweise eingenommenen Gleichgewichtszustand die beiden Kippröhren stromlos sind. Auch dann wählt die Schaltung bei Änderung der Spannung U₀ bis auf etwa —100 V einen der beiden normalen Gleichgewichtszustände entsprechend der angelegten Steuerspannung; die An-Sprechempfindlichkeit der Kippschaltung ist dann jedoch etwas geringer.It is advantageous that the tilting tubes 1 and 2 both carry current in the compulsory third equilibrium position, since in this case the sensitivity of the circuit and thus the gain t> e in response is particularly favorable. Preferably, the voltage U ₀ in the rest position of the circuit is thus selected to be approximately −20 V. However, it is also possible to use this voltage u ₀ , e.g. B. -150 V, to choose in which case the two tilting tubes are de-energized in the forcibly assumed state of equilibrium. In this case, too, when the voltage U _{0 changes} down to about -100 V, the circuit selects one of the two normal states of equilibrium according to the applied control voltage; the response sensitivity of the flip-flop is then somewhat lower.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und bei den weiteren Ausführungsbeispielen sind die den dritten Gleichgewichtszustand (Ruhelage) herbeiführende Vorspannung und die Schaltspannung in den Steuergitterkreisen der Kippröhren wirksam. Die angestrebte erhöhte Ansprechempfindlichkeit kann auch dadurch erzielt werden, daß die erwähnten Spannungen in anderen als den Steuergitterkreisen, z. B. in den Schirm- oder Fanggitterkreisen der Kippröhren, wirksam gemacht werden.In the exemplary embodiment according to FIG. 1 and in the further exemplary embodiments, these are the third Equilibrium state (rest position) causing bias voltage and the switching voltage in the Control grid circles of the tilting tubes effective. The desired increased sensitivity can can also be achieved in that the voltages mentioned in other than the control grid circuits, z. B. in the screen or grid circles of the tilt tubes, can be made effective.

Hinsichtlich der Schaltimpulse soll bei Kippschaltungen nach der Erfindung berücksichtigt werden, daß die Zeitintervalle T₁ zwischen den Schaltimpulsen T₂ hinreichend groß sind, damit es beim Anfang eines Schaltimpulses keinen Unterschied mehr macht, ob während des vorangehenden Schaltimpulses die eine oder die andere der Kippröhren stromführend war. Etwaige Restspannungen führen Gedächtniswirkungen herbei, welche die Ansprechempfindlichkeit beeinträchtigen. Mit Rücksicht darauf dürfen bei hoher Schaltspannungsfrequenz, z. B. 60 kHz, die gegebenenfalls von kleinen Kondensatoren, z. B. 20 pF, überbrückten Kopplungswiderstände 6 und 10 nicht zu groß gewählt werden, und Streukapazitäten sowie Selbstinduktionen sollen weitgehendst klein gehalten werden.With regard to the switching pulses, in flip-flops according to the invention it should be taken into account that the time intervals T ₁ between the switching pulses T _{2 are} sufficiently large that at the beginning of a switching pulse it no longer makes a difference whether one or the other of the flip-flop tubes is energized during the previous switching pulse was. Any residual stresses cause memory effects that impair responsiveness. With this in mind, at high switching voltage frequency, e.g. B. 60 kHz, which may be of small capacitors, z. B. 20 pF, bridged coupling resistances 6 and 10 should not be chosen too large, and stray capacitances and self-induction should be kept as small as possible.

Fig. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel einer Kipp- lao schaltung nach der Erfindung dar, die bei Impulskodemodulation verwendet wird. Die Kippschaltung enthält eine Hexode 20 und eine Triode 21, die durch die Widerstände 22, 23, 24 und 25 entsprechend Fig. ι kreuzweise galvanisch gekoppelt 1*5 sind. Der Verbindungspunkt der Widerstände 233 shows an embodiment of a tilting lao circuit according to the invention, which is used in pulse code modulation. The toggle switch contains a hexode 20 and a triode 21, which are defined by resistors 22, 23, 24 and 25, respectively Fig. Ι crosswise galvanically coupled 1 * 5 are. The connection point of the resistors 23

und 25 ist über einen Widerstand 26 mit einem Punkt gegenüber den Kathoden der Kippröhren 20 und 21 stark negativen Potentials verbunden. Entsprechend Fig. ι wird den Steuergitterkreisen der Kippröhren eine rechteckige Schaltspannung über einen Kondensator 27 zugeführt. Diese Schaltspannung ist in der Figur wieder schematisch dargestellt und besteht aus Schaltimpulsen mit einer Dauer T₂ und einem Zwischenraum T₁. Die Anodenspannung der Kippröhre 21 kann über einen Spannungsteiler mit Widerständen 28 und 29 eine Pentode 30 sperren, deren Anodenkreis ein integrierendes Netzwerk mit einem Kondensator 31 und einem zu ihm parallel gelegten Widerstand 32 enthält. Ein in Impulskodemodulation umzuwandelndes Signal m,·, z. B. ein Gesprächssignal, wird dem Steuergitterkreis einer als Verstärkerröhre wirksamen Pentode 33 mit dem Anodenwiderstand 34 zugeführt. Wie im folgenden näher beschrieben wird, entsteht bei der dargestellten Schaltung am integrierenden Netzwerk 31, 32 eine Spannung, die eine Annäherung an das am Widerstand 34 auftretende zu übertragende Signal bildet. Der Unterschied zwischen den beiden Anodenspannungen wird als Steuerspannung für die Kippschaltung benutzt und zu diesem Zweck dem zweiten Steuergitter der Hexode 22 über die Kopplungswiderstände 35 und 36 zugeführt, mit deren Verbindungspunkt ein Spannungsteiler aus den Widerständen 38 und 39 verbunden ist. Das freie Ende des Widerstandes 39 ist an einen Punkt negativen Potentials angelegt, und der Anzapfungspunkt des Spannungsteilers 38, 39 ist unmittelbar mit dem zweiten Steuergitter der Hexode 20 verbunden. EinfacMieitshalber sind in Fig. 3 nur diejenigen Verbindungen dargestellt, die für ein richtiges Verständnis der Wirkungsweise der Schaltung erforderlich sind; es ist z. B. nicht angedeutet, wie die Schirm- und Fanggitter der verwendeten Röhren mit dem Rest der Schaltung verbunden sind.and 25 is connected via a resistor 26 to a point opposite the cathodes of the tilting tubes 20 and 21 of strongly negative potential. According to FIG. 1, a rectangular switching voltage is fed to the control grid circuits of the tilting tubes via a capacitor 27. This switching voltage is again shown schematically in the figure and consists of switching pulses with a duration T ₂ and an interval T ₁ . The anode voltage of the tilting tube 21 can block a pentode 30 via a voltage divider with resistors 28 and 29, the anode circuit of which contains an integrating network with a capacitor 31 and a resistor 32 placed parallel to it. A signal m, ·, z. B. a call signal is fed to the control grid circuit of an effective as an amplifier tube pentode 33 with the anode resistor 34. As will be described in more detail below, in the circuit shown at the integrating network 31, 32 a voltage is generated which approximates the signal to be transmitted occurring at the resistor 34. The difference between the two anode voltages is used as the control voltage for the flip-flop and for this purpose is fed to the second control grid of the hexode 22 via the coupling resistors 35 and 36, to whose connection point a voltage divider from the resistors 38 and 39 is connected. The free end of the resistor 39 is applied to a point of negative potential, and the tapping point of the voltage divider 38, 39 is directly connected to the second control grid of the hexode 20. For the sake of simplicity, only those connections are shown in FIG. 3 which are necessary for a correct understanding of the mode of operation of the circuit; it is Z. B. not indicated how the screen and catch grids of the tubes used are connected to the rest of the circuit.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 3 sei angenommen, daß die dem zweiten Steuergitter der Hexode 20 zugeführte Steuerspannung einen gewissen kritischen Wert übersteigt, wodurch, wenn die Kippschaltung zwischen den beiden normalen Gleichgewichtszuständen wählen kann, sie in denjenigen Gleichgewichtszustand gelangt, in dem die Hexode 20 Strom führt und die Triode 21 gesperrt ist. Wenn nun " die Wirkung der Schaltspannnung u_s berücksichtigt wird, wodurch während des Zeitraums T₁ die beiden Röhren der Kippschaltung zwangsweise stromlos sind, wird es einleuchten, daß im Zeitpunkt t', wonach die Kippschaltung einen der beiden normalen Gleichgewichtszustände wählen kann, die Triode 21 stromlos bleibt und die Hexode 20 stromführend wird. Die Pentode 30 führt dann einen bedeutenden Anodenstrom, wodurch die über dem Integrationskondensator 31 auftretende Spannung zunimmt und das Potential des zweiten Steuergitters der Kipphexode 20 herabgemindert wird. Wenn diese Verringerung so groß ist, daß das Potential des zweiten Steuergitters der Hexode 20 unterhalb des kritischen Wertes sinkt, wird danach beim Anfang eines folgenden Schaltimpulses die Kipptriode 21 Strom führen und die Integratorpentode 30 sperren. Dem Integrationskondensator 31 wird dann keine Ladung zugeführt, und die vorhandene Aufladung nimmt über den vorhandenen Entladewiderstand 32 langsam ab. Je nachdem die Signalannäherungsspannung über dem Integrationskondensator 31 die Signalspannung übersteigt oder unterschreitet, tritt am zweiten Steuergitter der Hexode 20 ein Potential auf, das unterhalb oder oberhalb des kritischen Wertes liegt. Bei jedem Schaltimpuls wird jedoch die Kippschaltung einen derartigen Gleichgewichtszustand wählen, daß einem etwaigen Unterschied zwischen den verglichenen Spannungen am Widerstand 34 und am Integrationskondensator 31 entgegenwirkt und gegebenenfalls überkompensiert wird, wodurch unabhängig von den Röhrenkennlihien die in Fig. 3 dargestellte Schaltung eine minimale Abweichung des Potentials des zweiten Steuergitters der Hexode 20 von dem erwähnten kritischen Wert und eine maximale Ansprechempfindlichkeit anstrebt. Letzteres wird im wesentlichen von dem zwischen dem Ausgangsund Eingangskreis der Kippschaltung vorhandenen Gegienkopplungskreis mit integrierendem Netzwerk 31, 32 bewirkt und ist bei verschiedenen praktischen Anwendungen besonders wichtig.To explain the mode of operation of the circuit according to FIG. 3, it is assumed that the control voltage supplied to the second control grid of the hexode 20 exceeds a certain critical value, as a result of which, if the flip-flop can choose between the two normal states of equilibrium, it reaches the state of equilibrium in which the hexode 20 carries current and the triode 21 is blocked. If now "the effect of the switching voltage u _{s is} taken into account, whereby the two tubes of the flip-flop are forcibly de-energized during the period T ₁ , it will be evident that at time t ', after which the flip-flop can select one of the two normal states of equilibrium, the triode 21 remains de-energized and the hexode 20 is energized. the pentode 30 then performs a significant anode current increases whereby the appearing across the integrating capacitor 31 voltage, and is let down the potential of the second control grid of Kipphexode 20. If this reduction is so great that the potential of the second control grid of the hexode 20 falls below the critical value, the trigger triode 21 will then conduct current at the beginning of a subsequent switching pulse and block the integrator pentode 30. The integration capacitor 31 will then not be charged, and the existing charge will slowly decrease over the existing discharge resistor 32 depending on If the signal approximation voltage across the integration capacitor 31 exceeds or falls below the signal voltage, a potential occurs at the second control grid of the hexode 20 which is below or above the critical value. With each switching pulse, however, the flip-flop will select such a state of equilibrium that any difference between the compared voltages at resistor 34 and integration capacitor 31 counteracts and possibly overcompensated, whereby the circuit shown in Fig. 3 has a minimal deviation of the potential regardless of the tube characteristics of the second control grid of the hexode 20 of the mentioned critical value and a maximum response sensitivity seeks. The latter is essentially effected by the negative coupling circuit with an integrating network 31, 32 that is present between the output and input circuit of the multivibrator and is particularly important in various practical applications.

Bei der Schaltung nach Fig. 3 enthält der Anodenkreis der Triode ein an den Anodenwiderstand 40 angeschlossenes Differentialnetzwerk mit dem Kondensator 41 und dem Ausgangswiderstand 42. Dieses differentiierende Netzwerk liefert einen positiven Impuls jeweils, wenn die Triode 21 von dem Stromführungszustand aus gesperrt wird. Dies ist nur in den in Fig. 3 bei der Schaltspannung u_s mit t" bezeichneten Augenblicken möglich, wenn während des vorangehenden Zeitintervalle? T₂ die Integratorröhre 30 gesperrt war. Werden diese positiven Impulse nach einem Empfänger ausgesandt und dort nach Empfang, gegebenenfalls über einen Impulsregenerator zur Korrektion der Gestalt, der Amplitude und der Zeit des Auftretens, einem integrierenden Netzwerk zugeführt, auf das ein Tiefpaßfilter zur Beschränkung des der Kodemodulation anhaftenden Quantisierungsrauschens folgt, so tritt am Ausgang des Tiefpaßfilters ein Signal auf, das praktisch mit dem dem Eingang der Schaltung nach Fig. 3 zugeführten Signal M^ übereinstimmt. Es sei noch darauf hingewiesen, daß bei der Schaltung nach Fig. 3 Änderungen der die Hexode 20 steuernden Differenz-Spannung die Höhe oder die Breite der dem integrierenden Netzwerk 31, 32 zugeführten ,Impulse und somit die Spannung am Integrationskondensator3i praktisch nicht beeinflussen werden, sofern die Flankensteilheit der Schaltspannung u_s hinreichend groß ist.In the circuit according to FIG. 3, the anode circuit of the triode contains a differential network connected to the anode resistor 40 with the capacitor 41 and the output resistor 42. This differentiating network delivers a positive pulse whenever the triode 21 is blocked from the current-carrying state. This is carried out only in Fig. 3 _s u at the switching voltage having t "designated moments possible if the integrator tube was closed 30 during the preceding time intervals? T _2. If these positive pulses emitted by a receiver and thence to receive, where appropriate, A pulse regenerator for correcting the shape, the amplitude and the time of occurrence is fed to an integrating network, which is followed by a low-pass filter to limit the quantization noise inherent in the code modulation 3. It should also be pointed out that in the circuit according to FIG thus the voltage at the integration capacitor3i will practically not affect, provided that the The edge steepness of the switching voltage u _{s is} sufficiently large.

Die erörterten Kippschaltungen können auf die in Fig. 4 veranschaulichte Weise zum Trennen der Kanäle auf der Empfangseite in einem Signalüber-The discussed flip-flops can be used in the manner illustrated in FIG. 4 to separate the Channels on the receiving side in a signal transmission

tragungssystem in Zeitmultiplex mit Impulskodemodulation benutzt werden, wobei die Signalimpulse in einer von den zu übertragenden Signalen abhängigen Abwechslung anwesend und abwesend sind. Die zu übertragenden Signale können auf der Senderseite je Kanal in Impulskodemodulation mit Hilfe einer Schaltung nach Fig. 3 umgewandelt und danach in Zeitverteilung zusammengefügt sein.transmission system can be used in time division multiplex with pulse code modulation, the signal pulses in one of the signals to be transmitted dependent alternation are present and absent. The signals to be transmitted can on the transmitter side per channel in pulse code modulation with the aid of a circuit according to FIG. 3 converted and then put together in time distribution.

ίο Die Schaltung nach Fig. 4 enthält eine Kippschaltung wie in Fig. 3 mit einer darauffolgenden Integratorröhre, deren Anodenkreis ein integrierendes Netzwerk enthält. In Fig. 4 sind die der Fig. 3 entsprechenden Schaltelemente mit den gleichen Ziffern versehen. Bei der Schaltung nach Fig. 4 ist kein Gegenkopplungskreis zwischen dem Ausgang und dem Eingang der Kippschaltung vorhanden.ίο The circuit according to Fig. 4 contains a toggle switch as in Fig. 3 with a subsequent integrator tube, the anode circuit of which is an integrating Network contains. In Fig. 4, the switching elements corresponding to Fig. 3 are the same Numbers provided. In the circuit of FIG. 4 there is no negative feedback circuit between the Output and the input of the flip-flop circuit.

Wie aus der Beschreibung von Fig. 3 ohne weiteres ersichtlich ist, ist der Anodenstrom der Integratorröhre 30 während der Zeitintervalle T₁ und T₂ der Schaltspannung u_s unabhängig von Spannungsänderungen am zweiten Steuergitter der Kipphexode 20. Dies ergibt die Möglichkeit, die Impulse sämtlicher in Zeitmultiplex empfangener Signale diesem Steuergitter über die Eingangsklemme 43 zuzuführen, wobei nur die mit den Vorderflanken an dem Zeitpunkt t' zusammenfallenden empfangenen Impulse der Integratorröhre 30 zugeführt werden. Indem dafür gesorgt wird, daß die Schaltspannung u_s die gleiche Frequenz hat wie die empfangenen Impulse, werden bei geeigneter Synchronisierung der Schaltspannung gegenüber den empfangenen Impulsreihen nur die einem bestimmten Signalkanal zugeordne-· ten Signalimpulse entsprechende Impulse am Steuergitter der Integratorröhre hervorrufen, da der Gleichgewichtszustand der Kippschaltung für die Zeitintervalle T₁, nur durch die Steuerspannung in den jeweils vorangehenden Augenblicken t' bedingt wird.As is readily apparent from the description of FIG. 3, the anode current of the integrator tube 30 during the time intervals T ₁ and T _{2 of} the switching voltage u _{s is} independent of voltage changes at the second control grid of the tilting hexode 20. This gives the possibility of the pulses from all in To feed time-division multiplex received signals to this control grid via the input terminal 43, only the pulses received which coincide with the leading edges at the time t 'being fed to the integrator tube 30. By ensuring that the switching voltage u _{s has} the same frequency as the received pulses, only those signal pulses assigned to a certain signal channel will cause the corresponding pulses on the control grid of the integrator tube, since the state of equilibrium, if the switching voltage is suitably synchronized with the received pulse series the flip-flop for the time intervals T ₁ , is only caused by the control voltage in the respective preceding moments t ' .

Bei der Schaltung nach Fig. 4 wird im allgemeinen nicht das Bedürfnis bestehen, die große Ansprecliempfindlichkeit, d. h. die damit erreichbare große Verstärkung, zu benutzen; dagegen wird die Eigenschaft dieser Schaltung benutzt, daß die Empfindlichkeit gegen die Steuerspannung lediglich zur Zeit der Vorderflanken der Schaltimpulse vorhanden ist. Bei hinreichender Amplitude der Eingangsimpulse ist ausschließlich das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Signalimpulses maßgebend für das Auftreten oder das Fehlen eines Ausgangsimpulses. Die Amplitude der Eingangsimpulse sowie ihre Form und der genaue Augenblick des Auftretens des mittleren Teiles eines Eingangsimpulses hat keinen Einfluß auf die Form, die Amplitude und den Zeitpunkt des Auftretens des Ausgangsimpulses. In Fig. 4 ist also die Kippschaltung außerdem als Impulsregenerator zur Korrektion der Form, der Amplitude und des Zeitpunktes des Auftretens der Eingangsimpulse wirksam, was bei Impulskodemodulationsempfängern und auch bei Relaisapparaturen für Impulskodemodulation zur Rauscbbefreiung benutzt werden kann.In the circuit of FIG. 4 there will generally not be a need for the large ones Response sensitivity, d. H. the one achievable with it great gain to use; on the other hand, the property of this circuit is used, that the sensitivity to the control voltage only at the time of the leading edges of the switching pulses is available. If the amplitude of the input pulses is sufficient, there is only the presence or the absence of a signal pulse decisive for the occurrence or the Absence of an output pulse. The amplitude of the input pulses as well as their shape and the the exact moment of occurrence of the middle part of an input pulse has no influence on the shape, the amplitude and the time of occurrence of the output pulse. In Fig. 4 is So the flip-flop also acts as a pulse regenerator for correcting the shape, the amplitude and the time at which the input pulses occur, which is effective in the case of pulse code modulation receivers and also used in relay equipment for pulse code modulation for noise liberation can be.

Schließlich sei darauf hingewiesen, daß Versuche ergeben haben, daß Klippschaltungen nach der Erfindung den größten Vorteil bringen, wenn die beiden Kippröhren hinsichtlich ihrer kreuzweisen Kopplung nahezu die gleiche Steilheit aufweisen. Es hat sich weiter gezeigt, daß Kippschaltungen der vorliegenden Art bei Verwendung von Röhren j mit veränderlicher Steilheit manchmal zu praktisch schwer beherrschbaren Schaltungen führen.Finally, it should be noted that tests have shown that clip circuits according to the invention bring the greatest advantage if the two tilting tubes are crosswise Coupling have almost the same steepness. It has also been shown that flip-flops of the present type sometimes too practical when using tubes j with variable steepness circuits that are difficult to control.

Claims

75 PATENT CLAIMS:

1. Toggle circuit with at least two grid-controlled, mutually blocking amplifier tubes through mutual feedback, which flip-flop selects one of two states of equilibrium in accordance with a control voltage supplied to it, thereby characterized in that a common part of the grid circles of the two amplifier tubes a grid DC voltage source which forcibly leads the latter in the same anode current layers as well as a switching pulse generator which supplies rectangular switching pulses in series with this.

2. Toggle circuit according to claim 1, characterized in that the tilt tubes each with a grid are provided with a tap point of an ohmic voltage divider connected between the anode and the cathode circuit of the other tube is.

3. Toggle circuit according to claim 1 or 2, characterized in that with the feedback grids of the tilt tubes grid current limiting diodes are connected.

4. flip-flop circuit according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the control voltage for the toggle switch is applied to a second control grid of one of the tilting tubes.

5. flip-flop circuit according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the control voltage for the toggle switch to the control grid one laid parallel to one of the tilting tubes Amplifier tube is applied.

6. Toggle switch according to one of claims ι to 5, characterized in that between the anode of one of the tilt tubes and a point opposite the cathode of that tube Negative potential, a voltage divider is connected, one of which is a tap point of the output terminals of the flip-flop circuit.

7. flip-flop circuit according to one of the preceding claims, characterized in that that between the output circuit and the input circuit of the flip-flop a negative feedback circuit is connected to an integrating network.

8. Toggle circuit according to one of the preceding claims, characterized in that that the flip-flop is one of a

Pulse code modulation signal to be converted dependent control voltage is supplied and the output pulses to the output circuit of the Toggle switch can be removed.

9. flip-flop circuit according to claim 7, characterized in that one in the output circuit the differentiating network lying on the flip-flop, the code modulation pulses are taken will.

10. Toggle circuit according to one of claims ι to 6, characterized in that the Control voltage is formed by pulses with a repetition frequency, the one harmonic of the repetition frequency of the switching pulse is, so that of all control pulses only the pulses in the which coincide with the switch-on edges of the switching pulses Output circuits of the trigger circuit occur.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

O 5378 9.52O 5378 9.52