DE1044471B - Schaltungsanordnung zur Markierung von Kreuzungspunkten einer Widerstand-Dioden-Matrix - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Markierung von Kreuzungspunkten einer Widerstand-Dioden-Matrix

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DE1044471B DEST12502A DEST012502A DE1044471B DE 1044471 B DE1044471 B DE 1044471B DE ST12502 A DEST12502 A DE ST12502A DE ST012502 A DEST012502 A DE ST012502A DE 1044471 B DE1044471 B DE 1044471B
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Description

DEUTSCHES
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur einwandfreien Markierung von Kreuzungspunkten einer Widerstand-Dioden-Matrix.
In der elektronischen Rechen- und datenverarbeitenden Technik werden vielfach Koinzidenzschaltungen verwendet, um irgendwelche Funktionsabläufe auszuwählen. Man hat derartigeKoinzidenzschaltungen als Matrizen ausgebildet, deren Schnittpunkte markiert sind, wenn die entsprechenden vertikalen und horizontalen Leitungen markiert sind. In vielen Fällen ist es z. B. auch erforderlich, daß mehrere horizontale Leitungen gleichzeitig markiert werden. Ein Beispiel hierfür ist die Spurauswahl bei Trommelspeichern, bei denen pro Zeichen mehrere Spuren gleichzeitig beschrieben werden sollen. Jedem Magnetkopf einer Spur ist dabei ein Element der Matrix zugeordnet. Da die Matrix mehrere Spalten hat, können m mal η Magnetköpfe, also Spuren, gleichzeitig oder wahlweise angeschlossen werden, wenn m die Anzahl der Zeilen und η die Anzahl der Spalten der Matrix ist.
Die Auswahl der Zeilen und Spalten kann durch Transistorschalter erfolgen, die entsprechend auf Durchgang oder Sperrung geschaltet werden. Bei den durchgeschalteten Zeilentransistoren fließt nun jeweils ein geringer Strom über die Diode und den Kollektorwiderstand des Spaltentransistors, so daß an dem Widerstand ein Spannungsabfall auftritt, der jedoch ungefährlich ist. Wenn nun aber viele Zeilentransistoren gleichzeitig durchgeschaltet sind, fließt ein relativ hoher Strom über den Kollektorwiderstand des Spaltentransistors, der nunmehr einen so hohen Spannungsabfall hervorruft, daß die Kreuzungspunkte markiert sein können, ohne daß der Spaltentransistor durchgeschaltet ist.
Diese Fehlermöglichkeit auszuschalten, ist Aufgabe der Erfindung, der die Erkenntnis zugrunde liegt, daß der hohe Strom über den Kollektorwiderstand des Spaltentransistors im unmarkierten Zustand abgeleitet werden muß. Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zur Markierung von Kreuzungspunkten einer Widerstand-Dioden-Matrix, bei der mehrere Zeilen oder Spalten gleichzeitig über elektronische Schalter, insbesondere Transistoren, angesteuert werden. Erfindungsgemäß ist zu dem Arbeitswiderstand des Schalters, der beim Schließen die volle Markierung für die zugeordneten, bereits durch die senkrecht zu ihm die Matrix beeinflussenden Schalter halbmarkierten Matrixpunkten herbeiführt, ein Nebenschluß vorgesehen, der im Takte der an dem zugehörigen Schalter eintreffenden Eingangsimpulse mittels elektronischer Schalter derart gesteuert wird, daß er im halbmarkierten Zustand wirksam und im vollmarkierten Zustand unwirksam ist.
Mit dieser Anordnung ist es möglich, die hohen Schaltungsanordnung
zur Markierung von Kreuzungspunkten einer Widerstand-Dioden-Matrix
Anmelder:
Standard Elektrik Lorenz
Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Zuffenhausenr
Hellmuth-Hirth-Str. 42
Sieghard Ulmer, Stuttgart-Zuffenhausem,
ist als Erfinder genannt worden
Ströme im halbmarkierten Zustand von dem Arbeitswiderstand fernzuhalten, so daß das Potential an dem Kollektor des betreffenden Transistors bei geeigneter Dimensionierung des Nebenschlusses einen bestimmten Wert nicht überschreitet und folglich eine unerwünschte Markierung nicht eintreten kann. Im Bedarfsfalle kann man auch zwei oder mehr Nebenschlußstrecken vorsehen. Als Schalter für die Nebenschlüsse werden vorteilhafterweise Transistoren verwendet, da sie mit den anderen Schalttransistoren gut abgestimmt werden können. Denn es ist erforderlich, daß die Nebenschlußschalter zeitgerecht und phasenrichtig betätigt werden.
Um aufeinander abgestimmte Potentialverhältnisse an den Transistoren zu erhalten, ist es zweckmäßig, die Basis des Nebenschlußtransistors über einen weiteren Transistor anzusteuern, der immer dann mit Sicherheit Durchgang hat, wenn der Koinzidenztransistor durchgeschaltet ist. Das Potential an der Basis dieser beiden Transistoren läßt sich durch geeignete Widerstände in der Basisleitung, die an der gemeinsamen Eingangsleitung liegen, abstimmen.
In einigen Fällen ist es auch zweckmäßig, diese Basisleitungen über getrennte Transistoren von dem Eingang her anzusteuern, nämlich dann, wenn die Ströme auf den S teuer leitungen sehr unterschiedlich sind.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Beispiels mit Transistorschalter näher erläutert. Es zeigt
M9 675/539
Fig. 1 eine Widerstand-Dioden-Koinzidenzmatrix,
Fig. 2 einen einzelnen Matrixpunkt mit den entsprechenden Elementen zur Koinzidenzbildung,
Fig. 3 und 4 schematisch mit den Symbolen der Schaltertechnik die Anordnung gemäß der Erfindung für die beiden Schaltzustände an einem Matrixpunkt,
Fig. 5 eine Weiterbildung der Anordnung nach Fig. 3 und 4,
Fig. 6 eine Anordnung zur Realisierung der Schaltung nach Fig. 5 mit Transistoren,
Fig. 7 eine Weiterbildung der Anordnung nach Fig. 6,
Fig. 8 eine Anordnung zur Verwendung als Umschalter für zwei Speisespannungen eines Verbrauchers,
Fig. 9 ein Diagramm der an dem Verbraucher liegenden Spannungen bei folgeweiser Betätigung der Schalter S1 und S3,
Fig. IQ ein Diagramm der durch Änderung der Schalterwiderstände entstehenden Spannungen an dem Verbraucher.
Fig. 1 zeigt eine bekannte Widerstand-Dioden-Matrix mit den horizontalen (Zeilen-) 1 und den vertikalen (Spalten-) Schaltdrähten 2. Die einzelnen Schnittpunkte der Matrix können über die entsprechenden Zeilentransistoren 3 und Spaltentransistoren 4 angesteuert werden. Sind beide Transistoren angeschaltet, d. h., haben beide Transistoren Durchgang, dann ist an dem betreffenden Matrixpunkt Koinzidenz vorhanden. Die Kollektorwiderstände 5 und 6 liegen beide an dem gleichen festen Potential. An dem Koinzidenzpunkt 7 ist ein Verbraucher 8, z. B. ein Impulsgenerator, angeschaltet, der in Funktion tritt, wenn Koinzidenz vorhanden ist.
Fig. 2 zeigt die eben beschriebenen Verhältnisse vergrößert für einen Matrixpunkt, wie durch die gleichen Bezugszeichen ersichtlich ist. An dieser Figur ist deutlich zu erkennen, daß dem Kollektorwiderstand 6 über die Diode 9 von dem Transistor 3 Strom zugeführt wird, der an dem Widerstand 6 einen bestimmten Spannungsabfall erzeugt. Sind nun mehrere Zeilentransistoren 3 durchgeschaltet, was bei einigen Aufgaben erforderlich ist, so würden über die Dioden 9 dem Widerstand 6 entsprechend viele Ströme zugeführt werden, die einen entsprechend höheren Spannungsabfall bewirkten. Dieser Spannungsabfall kann so groß werden, daß an dem Kollektor dasselbe Potential erreicht wird, wie es bei durchgeschaltetem Transistor 4t entsteht. Hierdurch würde also fälschlicherweise an dem Punkt 7 Koinzidenz vorhanden sein und tier Impulsgenerator unerwünscht arbeiten. Es wäre daher praktisch keine Auswahl mehr über die Spaltentransistoren möglich, da für alle Spalten diese Überlegungen gelten.
Alan kann andererseits aber den Widerstand 6 nicht beliebig klein machen, da im markierten Zustand ein bestimmter Spannungsabfall an ihm erforderlich ist, bzw. er den Kollektorstrom I0 derart begrenzt, daß· er einen bestimmten Wert nicht überschreitet. Der Widerstand soll also einmal niederohmig und einmal hochohmig sein. Dies wird durch die Anordnung gemäß der Erfindung erfüllt, die in den Fig. 3 und 4 schematisch mit den Symbolen der Schalttechnik dargestellt ist.
In dem ersten Schaltzustand ist der Schalter Ss, der dem Transistor 4 entspricht, offen. Über den Punkt 10 wird ein bestimmter Strom I2 zwangsweise zugeführt, der bei geöffnetem Schalter JT1 an dem Widerstand R0 (gleich Widerstand 6) einen Spannungsabfall XJz = /, · Rc hervorrufen würde. Die Spannung zwischen den Punkten 10 und 11 soll nun aber einen bestimmten Wert nicht überschreiten, wenn S3 geöffnet ist. Um dies zu erreichen, ist der aus dem Schalter JT1 und dem Widerstand Rn bestehende Nebenschluß vorgesehen, der immer dann wirksam ist, wenn S3 geöffnet ist, d. h. S1 muß geschlossen sein, wenn S3 offen ist, und offen sein, wenn S3 geschlossen ist. Die Steuerung der Schalter erfolgt daher von dem gemeinsamen Eingang B aus. Die Bedeutung des bei Verwendung von Transistoren notwendigen Schalters S2 sowie der
ίο Koppelglieder C1 und C2 wird weiter unten erläutert. Wenn S1 geschlossen ist, ensteht zwischen 10 und 11 ein durch den Widerstand Rn bedingter Spannungsabfall Ufi = L1-R0; diese Spannung ist gering, wenn Rn <^ R0 ist. So wird also über den Nebenschluß der Strom I -I2- I1 abgeleitet.
Im zweiten Schaltzustand wird der Schalter S3 geschlossen und damit Iz zwangsweise gleich Null. Der Schalter JT1 ist nun offen, so daß der Strom Ic vollkommen über den hochohmigen Widerstand R0 fließt
und den Spannungsabfall U0-I0- i?c > Un hervorruft. Sind die Ströme auf den Steuerleitungen sehr unterschiedlich, dann ist es zweckmäßig, den Schalter S3 über eine eigene Vorstufe Se zu betätigen (Fig. 5).
Fig. 6 zeigt die Realisierung der Schaltung nach
Fig. 3 und 4 mittels Transistoren. Dabei ist zusätzlich angenommen, daß der Strom I2 so groß ist, daß zwei Schalter^ parallel geschaltet werden müssen. Der Nebenschluß besteht also aus den beiden parallelen Zweigen S1, Rn und S1, R/. Die Betätigung der Schalter S2 und S3 erfolgt jeweils über die Basis der Transistoren von dem gemeinsamen Eingangstransistor S4 aus.
Der bzw. die Schalter .S1 werden aus Gründen der Sicherheit indirekt über den Transistor ^2 angesteuert; es ist nämlich nötig, daß der Transistor S1 mit Sicherheit gesperrt ist, wenn der Transistor S3 durchgeschaltet ist. Da der Transistor S2 eine höhere Emitterspannung als der Transistor S3 hat, wird erreicht, daß im Falle der Durchschaltung beider Transistoren mit Sicherheit an der Basis der Transistoren S1 eine positivere Spannung als an deren Emitter liegt. Dadurch sind also die Transistoren S1 bestimmt gesperrt, wenn S3 geöffnet ist.
Die Koppelglieder C1, R1 und C2, R2 dienen zur
zeitgerechten Betätigung der beiden Transistoren S2 und S3. Es ist nämlich erforderlich, daß S1 geöffnet ist" bevor S3 geschlossen wird bzw. umgekehrt.
Fig. 7 unterscheidet sich gegenüber der Anordnung nach Fig. 6 dadurch, daß zur Ansteuerung der beiden
Transistoren S2 und Ss zwei getrennte Eingangstransistoren S5 und S6 verwendet werden, was dann zweckmäßig ist, wenn die Ströme auf den Stetterleitungen sehr unterschiedlich sind. Die beiden Transistoren S5 und S6 werden über den gemeinsamen Eingang E angesteuert. Man muß dabei auf die richtige Phasenlage des Eingangsimpulses bei E achten, um an den eigentlichen Schalttransistoren die richtigen Potentiale zu erhalten.
Nimmt man nun an, daß parallel zu dem Widerstand Re ein beliebiger Verbraucher Rv geschaltet ist, dann wirkt die gemäß den Fig. 3 bis 7 beschriebene Schaltungsanordnung bei geeigneter Dimensionierung von I2, R0, Rn und Rv so, als ob der Verbraucher mittels eines Umschalters wahlweise an die zwei diskreten Spannungen UAl und UÄ2 angeschaltet würde.
Fig. 8 zeigt schematisch einen derartigen Umschalter, bei dem die beschriebenen Schaltelemente verwendet werden. Die Schaltungsanordnung der Fig. 8 unterscheidet sich nur dadurch von z. B. der Fig. 4, daß ein Verbraucher Rv parallel zu dem Wider-
stand Rc vorgesehen ist. Im übrigen können auch die beschriebenen Strom- und Spannungsverhältnisse bei den jeweiligen Stellungen der beiden Schalter^ und S3 gelten, die über die Steuerleitungen 12 und 13 geschaltet werden. Man erkennt also, daß der Verbraueher Rv wahlweise an zwei Spannungen UAl und UA2 gelegt werden kann. Die Größe der beiden Spannungen hängt von der Dimensionierung der beteiligten Schaltelemente ab, so daß die beiden Spannungen beliebig wählbar sind.
Da man die Schalter ,S1 und ,S2 von außen ansteuern kann und sie nie gleichzeitig geöffnet oder geschlossen sind, läßt sich die Spannung an dem Verbraucher Rv zeitlich in einem gewünschten Takte verändern.
Fig. 9 zeigt die an dem Verbraucher Rv liegende Spannung, wenn die beiden Schalter in einem bestimmten Zeittakt betätigt werden. Die Spannung UAl ist vorhanden, wenn der Schalter S3 geschlossen ist, während die Spannung UÄ2 bei geschlossenem Schalter S1 an dem Verbraucher Rv liegt.
Eine weitere Möglichkeit, die Spannung an dem Verbraucher Rv zeitlich zu variieren, besteht darin, den Schalterwiderstand zeitlich zu verändern. Diese Veränderung ist bei Transistorschalter einfach dadurch möglich, daß man das Basispotential zeitlich ändert. Bei sinusförmiger Änderung des Potentials an der Basis des Transistors .S1 und impulsförmiger Änderung des Potentials an der Basis des Transistors ,S3 erhält man die in Fig. 10 dargestellten Spannungsverhältnisse an dem Verbraucher Rv.
Eine weitere Änderung der Spannung UA läßt sich durch Änderung des Stromes Iz und/oder der Spannung U0 erreichen, so daß man praktisch jede gewünschte Spannungsform an dem Verbraucher Rv erzeugen kann.

Claims (13)

Patentansprüche:
1. Schaltungsanordnung zur Markierung von Kreuzungspunkten einer Widerstand-Dioden-Matrix, bei der mehrere Zeilen und/oder Spalten gleichzeitig über elektronische Schalter, insbesondere Transistorschalter, angesteuert werden können, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Arbeitswiderstand (Rc) des Schalters GS3), der beim Schließen die volle Markierung für die zugeordneten, bereits durch die senkrecht zu ihm die Matrix beeinflussenden Schalter (3) halbmarkierten Kreuzungspunkte herbeiführt, ein Nebenschluß (,S1, Rn) vorgesehen ist, der im Takte der an dem zugehörigen Schalter eintreffenden Eingangsimpulse mittels elektronischer Schalter derart gesteuert wird, daß er im halbmarkierten Zustand wirksam und im vollmarkierten Zustand unwirksam ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle des Markierens der Matrix mit Transistoren zum Umschalten des Nebenschlusses ebenfalls Transistoren (.S1) verwendet werden, deren Kollektoren über den Nebenschlußwiderstand (Rn) an der gleichen Spannungsquelle wie der Kollektor des Transistors (S,) liegen.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung des Nebenschlußschalters (.S1) indirekt über einen Transistor (S2) erfolgt, dessen Kollektor über einen Widerstand (RH) an der gleichen Spannungsquelle wie die Kollektoren der Transistoren (.S1 und .S3) liegt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (.S2) eine positivere Emitterspannung als der Transistor (S3) besitzt.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschluß aus zwei oder mehr parallelen Strecken besteht.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltzeiten der Transistoren (,S2 und .S3) mittels i?C-Gliedern derart aufeinander abgestimmt sind, daß einer der Schalter immer bevorzugt geöffnet bzw. geschlossen wird.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der beiden Schalttransistoren (S2 und S3) über den gemeinsamen Eingangstransistor (S4) erfolgt.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der beiden Schalttransistoren (^S2 und S3) über getrennte Eingangstransistoren (S5 und .S6) erfolgt.
9. Verwendung der Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche als Umschalter zur Erzeugung von zwei diskreten Spannungen (UAl und UA2) für einen parallel zu dem Widerstand (Rc) geschalteten Verbraucher (Rv).
10. Umschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (.S1 und .S3) in einem vorgegebenen Zeittakt schaltbar sind.
11. Umschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterwiderstände in einem vorgegebenen Zeittakt zur Modulation der Spannungen (UAl und UA2) veränderbar sind.
12. Umschalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Transistorschalter (S1 und .S3) das Potential an der Basis des Transistors (.S1) und/oder des Transistors (S3) zeitlich veränderbar ist.
13. Umschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Modulation der Spannungen (JJΑχ und UA2) der Strom (J2) und/oder die Spannung (U0) veränderbar ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
© 80Ϊ 679/639 11,58
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