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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 24. Juni 1954 Bekanntgemacht am 22. November 1956Registration date: June 24, 1954. Advertised on November 22, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Es ist bekannt, die negative Widerstandscharakteristik von Transistoren zur Erzielung von bistabilen und monostabilen Kippschalteinheiten zu verwenden, die nur einen einzigen Transistor enthalten. Das Hinzufügen eines Außenbasiswiderstandes Rb zu einem Spitzenkontakttransistor in geerdeter Basisschaltung ergibt eine negative Widerstandscharakteristik, wie schematisch in Fig. ι der Zeichnung dargestellt; diese Charakteristik stellt den Emitterstrom I_e in bezug auf die Emitterspannung V_e dar. Der negative Widerstand entsteht durch positive Rückkopplung in Rb und wird durch die Stromverstärkung des Transistors herbeigeführt. Dieser negative Widerstand ist in dreierlei Weise verwendbar:It is known to use the negative resistance characteristic of transistors to achieve bistable and monostable toggle switch units which contain only a single transistor. The addition of an external base resistance Rb to a tip contact transistor in a grounded base circuit results in a negative resistance characteristic, as shown schematically in FIG. 1 of the drawing; this characteristic represents the emitter current I _e in relation to the emitter voltage V _e . The negative resistance is created by positive feedback in Rb and is brought about by the current amplification of the transistor. This negative resistance can be used in three ways:

1. Wenn der Belastungswiderstand der Emitterelektrode (R/) die Charakteristik der Emitterelektrode an zwei Punkten schneidet, wird die Transistorschaltungsanordnung eine bistabile Kippschalteinheit mit einem »Ein«-Zustand, in dem Emitterstrom in Vorwärtsrichtung fließt, und einem »Aus«-Zustand, in dem Emitterstrom in der umgekehrten Richtung fließt;1. When the emitter electrode load resistance (R /) intersects the emitter electrode characteristic at two points, the transistor circuitry becomes a bistable toggle switch with an "on" state in which emitter current flows in the forward direction and an "off" state in the emitter current flows in the reverse direction;

2. wenn der Belastungswiderstand der Emitterelektrode den negativen Widerstand übersteigt und parallel zu einem Kondensator liegt, wird die2. when the load resistance of the emitter electrode exceeds the negative resistance and parallel to a capacitor, the

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N 9101 VIHa/21a¹ N 9101 VIHa / 21a ¹

Transistorschaltung eine monostabile Kippschalteinheit (R_e") ;Transistor circuit a monostable toggle switch unit (R _e ") ;

3. wenn die Vorspannung der Emitterelektrode der monostabilen Kippschalteinheit auf Null herabgesetzt wird, wird der Transistor eine unstabile , Kippschalteinheit (R/"). 3. When the bias of the emitter electrode of the monostable toggle switch unit is reduced to zero, the transistor becomes an unstable, toggle switch unit (R / ").

Die bistabile Kippschalteinheit kann von dem einen stabilen Zustand in den anderen umgeschaltet werden, wobei ein positiver Spannungsimpuls, der P₁ entspricht, die Kippschalteioheit von dem Zustand A in den Zustand B überführen kann, während ein negativer Impuls, der P₂ entspricht, die Kippschalteinheit von B zu A zurückzuschalten vermag. Das Umschalten einer monostabilen Kippschalteinheit erfordert nur einen einzigen Impuls.-Die Erfindung bezieht sich auf Transistorzählschaltungsanordnungen mit einer Anzahl in Kaskade geschalteter bistabiler Transistorkippschalteinheiten, wobei die Kollektorelektrode einer vorangehenden Kippschalteinheit mit der Emitterelektrode einer darauffolgenden Kippschalteinheit gekoppelt ist und Kippschaltimpulse gleichzeitig den Emitterelektroden der genannten Kippschalteinheiten zugeführt werden.The bistable toggle switch unit can be switched from one stable state to the other, with a positive voltage pulse corresponding to P _{1 being able} to transfer the toggle switch unit from state A to state B , while a negative pulse corresponding to P ₂ converts the toggle switch unit able to switch back from B to A. Switching over a monostable toggle switch unit requires only a single pulse. The invention relates to transistor counting circuit arrangements with a number of bistable transistor toggle switch units connected in cascade, the collector electrode of a preceding toggle switch unit being coupled to the emitter electrode of a subsequent toggle switch unit and toggle switch pulses being supplied to the emitter electrodes of said toggle switch units at the same time will.

Es sind zwar bereits Transistorzählschaltungsanordnungen mit einem Kopplungs-Impedanz-Netzwerk bekanntgeworden. Die Stabilität, Schaltsicherheit und Genauigkeit solcher Anordnungen können gemäß der Erfindung jedoch dadurch erheblich verbessert werden, daß in den Kopplungsweg zwischen den aufeinanderfolgenden Kippschalteinheiten ein in Abhängigkeit vom Schaltzustand der jeweils vorhergehenden Einheit vorgespannter und an die gemeinsame Kippschaltimpulsleitung angeschlossener Gleichrichter eingeschaltet ist und daß die Kollektorimpedanz einer jeden Kippschalteinheit einen derartigen Wert hat, daß der Spannungsabfall an dieser Impedanz, wenn die Kippschalteinheit im »Aus«-Zustand ist, zur Folge hat, daß eine Sperrvorspannung auf den entsprechenden Gleichrichter aufgedrückt wird, die ausreicht, zu verhüten, daß Eingangs impulse die nächstfolgende Transistorkippschalteinheit erreichen, während im »Ein«-Zustand die damit verbundene Steigerung des Kollektorstroms die erwähnte Vorspannung des Gleichrichters hinreichend herabsetzt, um durch den Gleichrichter einen Kippschaltimpuls passieren zu lassen, der die folgende Transistorkippschalteinheit von dem »Aus«- in den »Ein«-Zuständ schaltet.There are already transistor counting circuit arrangements with a coupling impedance network known. The stability, switching reliability and accuracy of such arrangements can be significantly improved according to the invention, however, that in the coupling path between the successive toggle switch units one preloaded depending on the switching status of the respective preceding unit and the rectifier connected to the common toggle switch pulse line is switched on and that the collector impedance of each toggle switch unit has such a value, that the voltage drop across this impedance when the toggle switch unit is in the "off" state for The consequence is that a reverse bias is applied to the corresponding rectifier sufficient to prevent input pulses from reaching the next following transistor toggle switch unit, while in the "on" state the associated increase in the collector current is the one mentioned Bias of the rectifier is sufficiently reduced to a To let the toggle switch pulse pass that the following transistor toggle switch unit from the "off" - switches to the "on" state.

Dies kann bei darauffolgenden Transistorkippschal teinheiten wiederholt werden, so daß in dem Maße, wie die Zählung fortschreitet, allmählich mehr Transistoren in den »Ein«-Zustand geschaltet werden.This can be repeated for subsequent transistor flip-flop switch units, so that in the As the count progresses, gradually more transistors are switched into the "on" state will.

Die Zählschaltung besitzt zweckmäßig einen vorangehenden-Transistor, zu dessen Emitterelektrode die Eingangsimpulse ohne Zwischenschaltung eines Gleichrichters zugeführt werden.The counting circuit expediently has a preceding transistor, to its emitter electrode the input pulses are supplied without the interposition of a rectifier.

Die Zählschaltung besitzt zweckmäßig auch eine Endstufe, die in der obenerwähnten Weise durch das Anbringen einer kapazitiven Emitterimpedanz monostabil gemacht wird. Eine solche Stufe liefert jeweils, wenn sie in den »Ein«-Zustand umgeschaltet wird, einen Rückstellimpuls, der samtliehen Kippschalteinheiten der Zählschaltung zugeführt wird, die dann wieder für eine neue Zählung bereitsteht.The counting circuit expediently also has an output stage, which is carried out in the above-mentioned manner adding a capacitive emitter impedance is made monostable. Such a stage delivers each time it is switched to the "on" state, a reset pulse, all of which Toggle switch units are fed to the counting circuit, which is then used again for a new count is ready.

Eine günstige Ausbildung der Erfindung wird an Hand von Fig. 2 der Zeichnung näher beschrieben.A favorable embodiment of the invention is described in more detail with reference to FIG. 2 of the drawing.

Transistoren I, 11, 21 . . . 91 sind derart geschaltet, daß sie je zwei stabile Kippschaltzustände haben, die als »Ein«- und »Aus«-Zustand, wie oben erwähnt, bezeichnet werden, wobei der »Ein«-Zustand der ist, in dem die Emitterelektrode Strom in Vorwärtsrichtung durchläßt, und der »Aus«- Zustand der ist, in dem der Emitterstrom in der Sperrichtung fließt. Als Emitterbelastungswiderstände sind Kristallgleichrichter 3, 13, 23 ... 93 angeordnet, um zu verhüten, daß die Emitterelektroden negativer als ein Emittervorspannungspegel E_e werden. Die Widerstände 2, 12, 22 ... 92 stellen die zusätzlichen Basiswiderstände dar, die zur Erzielung der erförderlichen negativen Widerstandscharakteristik nötig sind; die Widerstände 4, 14, 24 ... 94 werden als Kollektorbelastungswiderstände verwendet.Transistors I, 11, 21. . . 91 are switched in such a way that they each have two stable toggle switching states, referred to as the "on" and "off" state, as mentioned above, the "on" state being the one in which the emitter electrode current is in the forward direction lets through, and the "off" state is that in which the emitter current flows in the reverse direction. Crystal rectifiers 3, 13, 23 ... 93 are arranged as emitter load resistors to prevent the emitter electrodes from becoming more negative than an emitter bias level E _e . The resistors 2, 12, 22 ... 92 represent the additional base resistances that are necessary to achieve the required negative resistance characteristic; the resistors 4, 14, 24 ... 94 are used as collector load resistors.

Eine Kippschalteinheit mit Endtransistor ιοί hat einen stabilen Zustand im »Aus«-Zustand und ist metastabil im »Ein«-Zustand. Zu diesem Zweck wird der Kondensator 103 als Emitterimpedanz verwendet. Der Widerstand 102 ist der zusätzliche Basiswiderstand; der Widerstand 104 stellt den Kollektorbelastungswiderstand dar.A toggle switch unit with output transistor ιοί has a stable state in the "off" state and is metastable in the "on" state. To this end becomes the capacitor 103 as the emitter impedance used. Resistor 102 is the additional base resistance; the resistor 104 represents the The collector load resistance.

Zwischen den Transistoren 21 und 91, wie dargestellt, kann eine beliebige Anzahl von Transistoren angeordnet werden; für eine Dezimalzählvorrichtung werden insgesamt zehn Transistoren verwendet.Between transistors 21 and 91, as shown, any number of transistors can be arranged; for a decimal counter a total of ten transistors are used.

Sämtlichen Transistoren werden über Kondensatoren 6 und Widerstände 7 zugleich positive Eingangsimpulse zugeführt. Die dargestellten Batterien sind die Quellen der Emittervorspannung E_e und der Kollektorvorspannung E₀. Angenommen, daß sämtliche Transistoren im »Aus«- Zustand sind, werden ihre Kollektorspannungen um einen Betrag E_c —E_e —Rl_co negativer als ihre Emitterspannungen sein, wobei RI₀₀ den Spannungsverlust an einem Kollektorbelastungswiderstand infolge des Kollektorsperrstroms I₀₀ darstellt. An den Dioden 8, 18, 88 und 98 sind infolgedessen Sperrspannungen wirksam, wodurch die Eingangsimpulse die Transistoren 11 bis 101 nicht erreichen können.All transistors are fed positive input pulses via capacitors 6 and resistors 7 at the same time. The batteries shown are the sources of the emitter bias E _e and the collector bias E ₀ . Assuming that all transistors are in the "off" state, their collector voltages will be an amount E _c - E _e - _{Rl co more} negative than their emitter voltages, where RI _{00 represents} the voltage loss across a collector load resistor as a result of the collector reverse current I ₀₀ . As a result, reverse voltages are effective at diodes 8, 18, 88 and 98, which means that the input pulses cannot reach transistors 11 to 101.

Der Transistor 1 hat keine derartige Diode und wird deshalb von dem ersten Impuls in den »Ein«- Zustand umgeschaltet. Im »Ein«-Zustand hat der gesteigerte Kollektorelektrodenstrom zur Folge, daß die Kollektorspannung des Transistors 1 zum Pegel seiner Emitterspannung heranrückt und an der Diode 8 eine kleinere Sperrspannung wirksam, ist. Der nächste positive Impuls erreicht somit den Transistor 11 und schaltet ihn in den »Ein«-Zustand um.The transistor 1 does not have such a diode and is therefore switched to "on" by the first pulse State switched. In the "on" state, the increased collector electrode current results in that the collector voltage of transistor 1 approaches the level of its emitter voltage and on the diode 8 a smaller reverse voltage is effective. The next positive impulse thus reaches the Transistor 11 and switches it to the "on" state.

Die Diode 18 wird nun weniger gesperrt, und der nächste Impuls schaltet den Transistor 21 in denThe diode 18 is now less blocked, and the next pulse switches the transistor 21 into the

708/140708/140

N 9101 VIIIal21 α¹ N 9101 VIIIal21 α ¹

»Ein«-Zustand um. Dies wiederholt sich, bis sämtliche Transistoren, ausgenommen der Transistor ιοί, sich im »Ein«-Zustand befinden."On" state at. This repeats itself until everyone Transistors, with the exception of the transistor ιοί, are in the "on" state.

Der nächste Impuls schaltet die Kippschalteinheit mit dem Transistor ιοί über die Diode 98 um. Da diese Transistorkippschalteinheit monostabil ist, bleibt sie nur im »Ein«-Zustand während einer durch den Kondensator 103 und den inneren Widerstand des Transistors bedingten Periode.The next pulse switches the toggle switch with the transistor ιοί via the diode 98. Since this transistor toggle switch unit is monostable, it only remains in the "on" state during one period due to the capacitor 103 and the internal resistance of the transistor.

Der so im Belastungswiderstand 104 der Kollektorelektrode erzeugte Impuls wird über einen Kondensator 105 und einen Transformator T der Basiselektrode sämtlicher anderer Transistoren zugeführt; dieser Impuls hat die gleiche Wirkung wie ein den Emitterelektroden zugeführter negativer Impuls und dient dazu, die Kippschalteinheit in den »Aus«-Zustand zurückzuschalten. Der ganze Vorgang wird dann wiederholt. Das Milliamperemeter M überwacht den Gesamtemitterstrom und gibt eine direkte Anzeige über den Zustand des Kreises in jedem Zeitpunkt. Gegebenenfalls kann das Amperemeter M derart ausgebildet sein, daß es eine Anzeige über die Anzahl gemachter Zählungen angibt.The pulse generated in this way in the load resistor 104 of the collector electrode is fed to the base electrode of all the other transistors via a capacitor 105 and a transformer T; this pulse has the same effect as a negative pulse applied to the emitter electrodes and is used to switch the toggle switch back to the "off" state. The whole process is then repeated. The milliammeter M monitors the total emitter current and gives a direct display of the state of the circuit at any point in time. If necessary, the ammeter M can be designed in such a way that it gives an indication of the number of counts made.

Bei dem in ausgezogenen Linien in Fig. 2 dargestellten Kreis ist die Minimumamplitude des zum Umschalten der Transistoren 11 bis 101 erforderlichen Impulses verschieden von der, die erforderlich ist, um den Transistor 1 durch das Potential an den Dioden 8 bis 98 umzuschalten. Es kann eine Diode 08 (gestrichelt dargestellt) zugefügt und diese mit einem festen Potential versehen werfen, das durch weitere Widerstände¹9 und 10 bedingt ist und dem Potential der KoI-lektorelektrode eines Transistors im »Ein«-Zustand entspricht. Dies verbürgt Gleichheit in bezug auf die erforderliche Minimumimpulsamplitude. Bei dieser gestrichelt . dargestellten Einrichtung sind der Eingangskondensator und Widerstand 6, 7 des Transistors. 1 durch ähnliche Teile 6', 7' ersetzt.In the circle shown in solid lines in FIG. 2, the minimum amplitude of the pulse required to switch the transistors 11 to 101 is different from that required to switch the transistor 1 by the potential at the diodes 8 to 98. There may be a diode 08 (shown in phantom) is added and throw them provided with a fixed potential which is determined by further resistors ¹ 9 and 10 and the potential of the koi lecturer electrode of a transistor in the "On" state corresponds. This guarantees equality in terms of the minimum pulse amplitude required. Dashed lines in this case. device shown are the input capacitor and resistor 6, 7 of the transistor. 1 replaced by similar parts 6 ', 7'.

Claims

PATENT CLAIMS:

I.

Transistor counter circuit arrangement with a number of bistable connected in cascade Transistor toggle switch units, the collector electrode of a preceding toggle switch unit is coupled to the emitter electrode of a subsequent toggle switch unit and toggle switch pulses simultaneously to the emitter electrodes of said toggle switch units, characterized in that in the coupling path between the successive Toggle switch units on depending on the switching status of the previous one Unit pre-tensioned and connected to the common toggle switch pulse line Rectifier is switched on and that the collector impedance of each toggle switch unit has such a value that the voltage drop across this impedance when the toggle switch unit is in the "off" state for The consequence is that a reverse bias is applied to the corresponding rectifier, which is sufficient to prevent the input pulses from reaching the next following transistor toggle switch achieve, while in the "on" state the associated increase in the collector current the mentioned bias voltage of the rectifier sufficiently reduced to by the rectifier to let pass a toggle switch, which the following transistor toggle switch of the »off« - switches to the »on« state.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the cascade through a monostable transistor toggle switch unit is completed, which when switching a Reset pulse supplies to all other toggle switch units of the cascade in their To switch back to the initial state.

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the Emitter circuit of the first transistor of the cascade an auxiliary rectifier with such Bias contains that which is necessary for the state transition of the toggle switch units Toggle switch pulses are essentially the same for all toggle switch units.

Considered publications:
U.S. Patent Nos. 2,591,961, 2,614,141, 622,213.

1 sheet of drawings