DE1279733B - Mehrfachstabile Schaltungsanordnung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al - 36/18

Nummer: 1279733

Aktenzeichen: P 12 79 733.0-31 (R 37929)

Anmeldetag: 20. Mai 1964

Auslegetag: 10. Oktober 1968

Die Erfindung betrifft eine «-stabile Schaltungsanordnung, d. h. eine Schaltungsanordnung mit aktiven Elementen, die eine Vielzahl von stabilen Zuständen einnehmen kann. Die einfachste Form einer solchen Schaltungsanordnung ist eine bistabile Schaltung, jedoch sind auch Schaltungsanordnungen mit einer größeren Zahl von stabilen Zuständen möglich.

In der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Ausdruck »aktives Element« ein Schaltelement, das eine Eingangs-, eine Ausgangs- und eine gemeinsame Elektrode besitzt und in welcher der zwischen der Ausgangselektrode und der gemeinsamen Elektrode fließende Strom von dem zwischen der Eingangselektrode und den gemeinsamen Elektroden herrschenden Potential abhängig ist. Eine in der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogene Form des aktiven Elementes ist der Transistors oder die Halbleitertriode, in welcher die Basis als Eingangselektrode, der Kollektor als Ausgangselektrode und der Emitter als gemeinsame Elektrode dient. Eine andere brauchbare Form des aktiven Elementes ist die Triode mit Glühkathode, in welcher das Gitter die Eingangselektrode, die Anode die Ausgangselektrode und die Kathode die gemeinsame Elektrode darstellt.

Mehrfachstabile Schaltungsanordnungen sind an sich bekannt. Bei ihnen sind eine Anzahl der vorstehend definierten Schaltelemente zyklisch in Reihe geschaltet und miteinander derart verbunden, daß in einem stabilen, d. h. einem bei Abwesenheit eines Schaltimpulses herrschenden Zustand, sich eines der Elemente in einem extremen Leitzustand und die übrigen in einem entgegengesetzten Leitzustand befinden. Meistens ist die Mehrzahl der Schaltelemente gesperrt und nur eines stromführend. Es kann jedoch auch ein entgegengesetzter Betriebszustand verwendet werden, bei dem die Mehrzahl der Schaltelemente stromführend sind und nur eines nichtleitend. Eine solche mehrfachstabile Schaltungsanordnung ist dadurch charakterisiert, daß die Steuerelektroden aller Elemente mit den Ausgangselektroden aller übrigen Elemente verbunden sind. In diesem Netz von Querverbindungen ist eine besonders ausgezeichnet dadurch, daß sie eine zeitabhängige Impedanz enthält, welche entweder ein Voreilen oder ein Nacheilen des bei einer Änderung des Leitfähigkeitszustandes auftretenden Signals eines Schaltelements verursacht und damit die Vorzugsrichtung der Übertragung eine Leitfähigkeitsänderung von einem Element auf das nächste bei Auftreten eines Schaltimpulses bestimmt. Üblicherweise besteht die zeitabhängige Impedanz aus einem von einem Kondensator überbrückten

Mehrfachstabile Schaltungsanordnung

Anmelder:

Rank-Bush Murphy Limited, London

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Lampert, Patentanwalt,

7000 Stuttgart W, Breitscheidstr. 4

Als Erfinder benannt:

John Lewis Edwin Baldwin, Croydon, Surrey

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 23. Mai 1963 (20 601)

Widerstand. Zur Inbetriebnahme dieser Schaltung wird den einzelnen Elementen gleichzeitig ein Schaltimpuls zugeführt, so daß alle kurzzeitig gesperrt werden. Auf Grund der Signalspeicherung in dem Kon-

z5 densatorglied wird nach Fortfall des Schaltimpulses das über das Kondensatorglied mit dem bisher in dem extremen Leitzustand befindlichen Element verbundene Element in den extremen Leitzustand gebracht.

Ein Nachteil dieser bekannten Schaltungsanordnung besteht bei einigen praktischen Anwendungen darin, daß sich alle Schaltelemente während des Auftretens des Schaltimpulses in gleichem Leitzustand befinden, so daß das Potential an den Ausgangsklemmen gleich ist. Wenn die Schaltungsanordnung dazu verwendet wird, um abwechselnd oder nacheinander geöffnete Torschaltungen zu steuern, so kann diese Erscheinung zu einem schwerwiegenden Nachteil führen, der durch die vorliegende Erfindung vermieden werden kann.

Es ist ferner eine multistabile Schaltung bekannt, bei der die einzelnen Schaltglieder einer in sich geschlossenen Kette nur in einem einzigen Zyklus ihren Schaltzustand ändern, so daß nach dem einmaligen Durchlaufen der Kette deren Stillsetzung stattfinden muß. Zur Erzielung dieser Wirkung wird die Ein- und Abschaltung der Impulsfolge durch den Schaltzustand eines zusätzlichen Kettengliedes bestimmt, dessen die Abschaltung der Impulsfolge bewirkender Zustand durch einen Startimpuls aufgehoben und nach Durchlaufen der Kette durch die Zustandsänderung des dem Hilfsglied unmittelbar vorgeord-

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neten Transistorgliedes wiederhergestellt wird. Die bunden und über eine» jedgra so verbundenen Paar Impulsfolge wird z. B. mit einem zusätzlichen gemeinsamen Widerstand an den entgegengesetzten astabilen, mit Transistoren bestückten Multivibrator, Pol der Betriebsspannungsquelle gelegt ist, und daß erzeugt. Eine solche spezielle Funktion einer mehr- die an den Leitungen angeschlossenen (n—l) Einfach stabilen Schaltungsanordnung ist nicht Gegen- 5 gänge. einer Schaltstufe mit der Steuerelektrode, cfes stand der Erfindung, und ebenso wird auch das in jeweils ersten Transistors verbunden sind und des dieser Schaltung benötigte Hilfsglied und der zu- übrige Eingang mit der Steuerelektrode des zweiten sätzliche Generator nicht verwendet. Transistors verbunden ist und einerseits über jeweils

Bei der Erfindung handelt es sich um die Aufgabe, einen Kondensator an einer gemeinsamen Schalteine mehrfach stabile Schaltung mit η-stabilen Schal- io impulsquelle und andererseits jeweils über einen tungszuständen zu schaffen, bei der die an den Aus- Widerstand an dem Pol der Betriebsspannungsquelle gangen infolge des Steuerimpulses auftretenden Span- Hegt, an dem auch die Emitterwiderstände angenungen zueinander komplementär sind, so daß das schlossen sind.

Potential der Ausgangsklemmen sieht wie bei den - Die- Vorteil«· der- erfmdungsgemäßett Schaltung mit bekannten Schaltungen während der Impulsdauer 15 einem zusätzlichen Transistor bestehen darin, daß die gleich ist, sondern verschtedieja, bei bekannten Schaltungen zwischen den einzelnen

Eine mehrfachstabile Schaltung mit «-stabilen Schaltzuständen herrschenden Totzeiten, bei denen Schaltzuständen, die « Schaltstufen enthält, welche die umzuschaltenden Stufen vorübergehend im glei^ über « Leitungen miteinander Verbundes sind, wobei c-hen Schaltzustand sind, praktisch verschwinden, da jede Leitung mit dem Ausgang einer üix zugeord- 20 die umzuschaltenden Stufen durch die Wirkung des neten Schaltstufe verbunden ist und jede Schaltstufe Hilfstransistors gleichzeitig in den entgegengesetzten «Eingänge aufweist, von denen («—Ι) Eingänge Zustand übergehen und nicht wie bei den bekannten über Widerstände in zyklischer Reihenfolge mit den Schaltungen nacheinander.

Leitungen verbunden sind, die de.n jeweils anderen Die Erfindung soll nun an Hand der Ausfüharungs*

Schaltstufen zugeordnet sind, wobei derjenige Wider- 25 beispiele darstellenden Fig. 1 bis 5 näher beschriestand, der mit der dem Ausgang der nächstfolgenden: ben werden. Es zeigt

Schaltstufe zugeordneten Leitung verbunden ist, mit Fig. 1 ein Ausführuagsfeeispiel einer erffladungs-

einem Kondensator überbrückt ist, ist erfiadungs- gemäßen bistabilen Schaltungsanordnung mit Trangemäß dadurch gekennzeichnet, daß jede. Schaltstufe sistoren als aktive Elemente, aus zwei Transistoren besteht, deren Emitter gal- 30 Fig. 2 Impulsformen, die die Arbeitsweise einer vanisch miteinander und über einen allen Schaltstu- bekannten bistabilen Schaltungsanordnung und einer fen gemeinsamen Widerstand mit dem einen und die erfmduagsgemäßen bistabilen Schaltungsanordnung Kollektoren der zwei Transistoren galvanisch mit- erläutern,

einander und über einen jeder Schaltstufe eigenen Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindtrags-

Widerstand mit dem anderen Pol der Betriebsspan- 35 gemäßen tristabilen Sehaltungsanordnung mit Trannungsquelle verbunden sind, und daß die an die sistoren als aktive Elemente,

Leitungen angeschlossenen (κ—1) Eingänge einer Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer erfindüngs-

Schaltstufe mit der Steuerelektrode des. jeweils ersten gemäßen quadristabilen Schaltungsanordnung mit Transistor verbunden sind und der übrige Eingang Transistoren als aktive Elemente und über einen Widerstand an· die Steuerelektrode des 40 Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer ernndungsjeweils zweiten Transistors der vorhergehenden gemäßen tristabilen Schaltungsanordnung mit Glüh-Schaltstufe angeschlossen ist and' daß, die Steuer- kathodenröhien als aktive Elemente, elektroden der zweiten Transistoren einerseits über In der in Fig. 1 beschriebenen Schaltungsanord-

jeweils einen Kondensator mit einer Schaltimpuls- nung sind die Emitter eines ersten- pnp-Transistorquelle und andererseits jeweils über einen Wider- 45 paares 1, 2 miteinander und über einen Widerstand'5 stand mit dem Pol der Betriebsspannungsquelle ver- mit der positiven Leitung einer Gleichstromquelle bunden sind, an den der gemeinsame Emitterwider- verbunden, so daß der Widerstand 3 den gemeinstand angeschlossen ist. samen Widerstand für beide Transistoren bildet. In Eine weitere Lösung der Aufgabe ergibt sich bei den einzelnen Kollektorkreisen der Transistoren % 2 einer mehrfachstabilen Schaltung mit «.-stabilen 50 befindet sich je ein Arbeitswiderstand, der aus den Schaltzuständen, die «Schaltstufen enthält, welche Widerständen 4, 5-' bzw. 6, 7 gebildet wird. An den über «Leitungen miteinander verbunden sind, wobei Verbindungspunkten der Widerstände4, 5 und 6, T jede Leitung mit dem Ausgang einer ihr zugeord- können an den Klemmen AUSl bzw. ATJSIAusneten Schaltstufe verbunden ist und jede Sehalistufe gangssignale abgenommen werden. Beide Transi- «Eingänge aufweist, von denen (n— 1) Eingänge 55 stören sind außerdem dadurch miteinander verbunüber Widerstände in zyklischer Reihenfolge mit den den, daß die Basis jedes Transistors mit dem Kollek-Leitungen verbunden sind, die den jeweils anderen tor des anderen Transistors über einen mit dem Schaltstufen zugeordnet sind, wobei derjenige Wider- Widerstand 8 bzw. 9 parallelgeschalteten Kondenstand, der mit der dem Ausgang der vorhergehenden sator 10 bzw. 11 verbunden ist. Die Basen der Tran-Schaltstufe zugeordneten Leitung verbunden ist, mit 60 sistoren 1, 2 sind außerdem noch über entsprechende einem Kondensator überbrückt ist, welcher erfin- Widerstände 12, 13 mit der positiven Leitung verdungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß jede bunden. Die soweit beschriebene Anordnung ist eine Schaltstufe aus zwei Transistoren besteht, deren KoI- bekannte bistabile Schaltungsanordnung, in welcher lektoren galvanisch miteinander und über einen jeder jeweils nur einer der Transistoren 1, 2 Strom führen Schaltstufe eigenen Widerstand mit dem einen Pol 65 kann. Um eine solche Schaltungsanordnung in ihren der Betriebsspannungsquelle verbunden sind, wobei anderen stabilen Zustand zu versetzen, ist es in der der Emitter des jeweils zweiten Transistors mit dem Praxis allgemein üblich, den Transistoren ein EinEmitter der nächstfolgenden Stufe galvanisch ver- gangssignal zuzuführen, so daß beide zeitweilig ge-

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sperrt werden. Auf Grund der bekannten Eigen·* Zustand seiner stabilen Leitzustände versetzt wird, schäften der Anordnung, die hier näher zu beschrei- So bewirkt ein positiver Impuls, der über eine ben für unnötig erachtet wird, wird der zuvor nicht- Klemme. 24· der Anode einer Diode 25 zugeführt leitende Transistor, bei Beendigung des Eingangs- wird, deren Kathode mit dem Verbindungspunkt der, signals leitend. Dieser Vorgang geschieht auf Grund 5 gemeinsamen Kollektoren der Transistoren 1 und 14 der Inforroatjonsspeicheirung in den Kondensatoren verbunden ist, daß der bistabile Kreis denjenigen 10, 11. In einer erfindungsgemäßen Schaitungsanord- Zustand einnimmt» in welchem Transistor 1 leitend nung sind jedoch diese Kondensatoren für eine und Transistor 2 gesperrt ist. exakte bistabile Arbeitsweise nicht mehr nötig. Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach Ein Nachteil dieser bekannten Schaltungsanord- u» Fig. 1 und ihre Vorteile gegenüber bekannten bin nung besteht bei einigen praktischen Anwendungen stabilen Schaltungsanordnungen soll nun an Hand darin, daß sich beide Transistoren kurzzeitig im der in: Fi g, 2. dargestellten Impulsformen näher ergleichen Leitzustand befinden, so daß dann das läutert werden. Diese Impulsformen haben alle das Potential der beiden Ausgangsklammen gleich ist. gleiche Zeitmaß, und jede stellt entweder die ange-Wenn die Schaltungsanordnung dazu verwendet wird, 15 legte Spannung oder dea durch einen· oder mehrere rat z.B. abwechselnd geöffnete Torschaltungen zu Transistoren fließenden Strom,dar. steuern,, kann dies zu einem schwerwiegenden Nach- In Wig, 2, A sind die einer nach Fig, 1 beschrieteil werden, der durch die vorliegende Erfindung benen Schaltungsanordnung zugeführten negativen venniedea werden kann;, Eingangsimpulse dargestellt. Ohne die Übertragungs-Erfindungsgemäß sind zwei Übertragungstransistor- en transistoren 14, 15 würde dieses Eingangssignal so ran; 14,15= vorgesehen. Jeder dieser Transistoren ist zugeführt, daß es zuerst den, Transistor 1 (der zuzwischen den Kollektor eines der Haupttransisto- nächst aJs leitend angenommen wird|. sperrt, so daß r« 1, 2 und dem Emitter des anderen Transistors sein Strom absinken würde, wie durch die Impulsgeschaltet. Da die Emitterder Transistoren %.2 mit- form/^₁ in Fig. 2, B dargestellt Bei Beendigung einander verbunden sind, heißt das, daß die Emitter as des Eingangsimpulses würde der Transistor 2 leitend aller vier Transistoren miteinander verbunden sind. werden, wie. durch die Änderung seines Kollektor-Dfo Basen der einzelnen. Übertragungstransistoren Stroms durch Kurvel_c,_z in Fig. 2, B dargestellt Der sind jeweils übe.r einen entsprechenden Widerstand Nachteil der bekannten, Schaltungsanordnung muß 16, 17 mit der Basis desjenigen Haupttransistors darin gesehen werden, daß während des Auftretens verbunden, mit welchem sein Kollektor nicht verbun- 30 des Eingangsimpulses 2 A keiner der beiden, Tranr· den. ist. Die Basen der Transistoren 14, 15 sind sitoren leitend ist, so daß dadurch die Spannung F₁ außerdem noch über entsprechende Widerstände 18, an der Ausgangsklemme AUSi von ihrem positiven 19 mit der positiven Leitung verbunden. Wenn sich Wert auf ihren negativsten Wert geändert wird zu also die Schaltungsanordnung in einem ihrer stabilen einem um die Dauer t des Eingangsimpulses Miner-en, Zustände befindet, ist gewöhnlich keiner der beiden 35 Zeitpunkt als die Zeit, in der die Spannung F₂ an der Übertragungstransistoren leitend. Negative Eingangs- Ausgangsklemme AVS 2 von ihrem negativsten Wert signale werden von einer Eingangsklemme EIN den _zu ihrem* positiveren Wert geändert wird; Wenn die Basen der Transistoren 14, 15 über gleiche Konden- Ausgangssignale zur Steuerung von Torschaltungen satoren 20, 21 zugeführt. verwendet werden, gibt es eine Zeitspanne, in der Angenommen, zunächst sei Transistor! leitend 40 beide Torkreise geöffnet sind, so daß im Ausgangs- und Transistor 2 daher gesperrt. Wird den Basen der signal entweder eine Unterbrechung oder ein ÜberTransistoren 14, 15 ein negativer Eingangsimpuls lappen entsteht, was, manchmal sehr nachteilige Auszugeführt, so wird der Transistor 15 zuerst leitend, Wirkungen hat.

da seine Basis auf Grund des Widerstandes 17, der Wenn jedoch erfindungsgeroäß Ubertragungstranihn mit der Basis des Transistors 1 verbindet, nega- 45 sistoren verwendet werden, beginnt Transistor 15 zu tiver ist als die Basis von Transistor 14. Sobald Tran- dem Zeitpunkt, in dem Transistor 1 aufhört, KolleksistorlS zu leiten geginnt, beginnt die Spannung an torstronii zu führen — wie mit Impulsform I_c, _t in der Ausgangsklemme A US 2 abzusinken, während 2,. D dargestellt — Kollektorstrom zu führen — wie die Spannung an der Klemme A USl zu steigen be- mit Impulsform/_{c 15} in 2, E dargestellt. Die an den ginnt; denn wenn der Transistor 15 Strom führt, 50 Ausgangsklemmen A USl und AUSl auftretenden hört der Transistor 1 auf zu leiten. Während der Signale sind mit Impulsform F₁ bzw. F₂ in 2, F dar-Eingangsimpuls an der Basis von Transistor 15 auf- gestellt, d. h_k, sie sind genau komplementär, denn tritt, führt der Transistor 15 weiterhin Strom, wäh- Transistor 15 entnimmt seinen Köllektorstrom den rend die übrigen Transistoren gesperrt werden, je- Arbeitswiderständen 6, 7 des Transistors 2. Bei Bedoch wird der Transistor 2 so vorgespannt, daß bei 55 endigung des Eingangsimpulses führt der Transistor Beendigung des Impulses nicht Transistor 1, sondern 15 keinen Strom mehr, aber Transistor 2 hat einen vielmehr Transistor 2 Strom durch Widerstand 3 auf- genau komplementären Strom* wie mit Impulsinimmt und Transistor 15 bei beendetem Eingangs- form ^₂ in 2, E dargestellt, so daß die Spannung F₂ signal in den nichtleitenden Zustand fällt, der Tran- an Klemme AUS2 störungsfrei ist. sistor 2 dabei leitend wird und so der zweite stabile 60 F i g. 3 stellt eine erfindungsgemäße instabile Zustand hergestellt wird. Schaltungsanordnung dar. Drei Haupttransistoren 31, Der nächste Eingangsimpuls an Klemme EIN löst 32,33 besitzen entsprechende Kollektor- und Emittereine genau gleiche Folge von Arbeitsvorgängen aus, Arbeitswiderstände 34, 35, 36 und 37, 38, 39. Die wobei Transistor 14 zuerst leitend und Transistor 2 Basis jedes einzelnen Transistors 31, 32, 33 ist über gesperrt ist und bei Beendigung des Eingangsimpul- 65 einen entsprechenden Widerstand 40, 41, 42 mit der ses Transistor 1 erneut leitend wird. positiven· Leitung verbunden und über gleiche Wider-Zusätzlich können Mittel vorgesehen werden, wo- stände 43, 44 bzw. 45, 46 bzw. 47, 48 mit dem durch diese bistabile Schaltung in einen bestimmten Kollektor jedes anderen Haupttransistors. Derjenige

Widerstand, der die Basis eines Haupttransistors mit wird. Selbstverständlich können Ausgangspotentiale dem Kollektor eines vorhergehenden Transistors ver- von den Kollektorkreisen der Haupttransistoren 31 bindet, liegt parallel zu einem entsprechenden Kon- bis 33 abgenommen werden, um damit Tore zu densator 49, 50, 51. Diese Kondensatoren sollen die steuern, die in nicht überlappender, aber kontinuier-Arbeitsgeschwindigkeit der- Schaltung erhöhen, sind 5 licher Folge geöffnet werden müssen, und es ist ebenaber in einer «-stabilen Schaltung gemäß der Erfin- so selbstverständlich, daß die Anzahl der Stufen dung für eine exakte Arbeitsweise nicht nötig. Die nach Bedarf auf zwei reduziert oder auch erhöht Kollektor-Emitter-Strecken dreier Übertragungs- werden kann.

transistoren52, 53, 54 sind zwischen den Kollektor Fig. 4 zeigt ein Anwendungsbeispiel der Erfin-

von Transistor 31 und den Emitter von Transistor io dung in einer vierfachstabilen Schaltungsanordnung 32, den Kollektor von Transistor 32 und den Emitter mit den Haupttransistoren 61, 62, 63 und 64, die in von Transistor 33 und den Kollektor von Transistor diesem Fall vom npn-Leitfähigkeitstyp sind. Die 33 und den Emitter von- Transistor 31 geschaltet. Emitter dieser Transistoren sind miteinander und Die Basis jedes Übertragungstransistors ist über über einen gemeinsamen Widerstand 65 mit der einen entsprechenden Widerstand 52.4, 53^4, 54^4 15 negativen Leitung verbunden. Der Kollektor jedes mit der positiven Leitung und über je einen Konden- Haupttransistors ist über je einen Arbeitswiderstand sator 55, 56, 57 mit der Eingangsklemme EIN 66, 67, 68 bzw. 69 mit der positiven Leitung ver- und über einen weiteren Widerstand 58, 59, 60 mit bunden. Der Kollektor jedes Transistors 61 bis 64 dem Kollektor des nächsten Haupttransistors ver- ist außerdem über einen Widerstand mit den Basen bunden. ao jedes anderen Haupttransistors verbunden; so ist der

Eine derartige Schaltungsanordnung ist instabil, Kollektor von Transistor 61 über die Widerstände d. h., sie hat drei Zustände, in welchen zwei der 70, 71 bzw. 72 mit der Basis der Transistoren 62, 63 Haupttransistoren leitend sind, während der dritte und 64 verbunden, während der Kollektor des Trangesperrt ist. Angenommen, Transistor 31 sei gesperrt, sistors 62 mit den Basen der Transistoren 63, 64 und so daß sein Kollektor sein negativstes Potential an- 25 61 über die Widerstände 73, 74 bzw. 75 verbunden nimmt. Dieses negative Potential wird über Wider- ist, der Kollektor des Transistors 63 mit den Basen stände 45, 48 an die Basen der Transistoren 32, 33 der Transistoren 64, 61 und 62 über die Widerstände angelegt, welche dadurch eingeschaltet werden. Das 76, 77 bzw. 78 und der Kollektor des Transistors 64 am Kollektor jedes der Transistoren 32 und 33 auf- mit den Basen der Transistoren 61, 62 und 63 über tretende positivere Potential wird über Widerstände 30 die Widerstände 79, 80 bzw. 81. Die Kondensatoren 43, 44 der Basis des Transistors 31 zugeführt, 82, 83, 84 und 85, die den Kollektor jedes Tranweicher dabei gesperrt wird. Da das Potential an den sistors mit der Basis des nächstfolgenden Transistors Basen der Übertragungstransistoren 52 bis 54 durch verbinden, sollen die Betriebsgeschwindigkeit erdas Potential an den Kollektoren der nächstliegenden höhen, sind aber in der erfindungsgemäßen Schal-Haupttransistoren bestimmt wird, ist das Potential 35 tungsanordnung für eine korrekte Arbeitsweise nicht an der Basis des Transistors 52 negativer als das an wesentlich.

der Basis des Transistors 32, 33, obwohl es an sich Die Basis eines jeden Haupttransistors 61 bis 64

noch nicht ausreicht, den Transistor leitend werden ist über zwei Widerstände 86, 87 bzw. 88, 89; 90, 91 zu lassen. Wird den Basen aller drei Übertragungs- bzw. 92, 93 mit der negativen Leitung verbunden, transistoren über die Klemme EIN und die Konden- 40 Eine soweit beschriebene Schaltungsanordnung ist satoren 55 bis 57 ein negativer Steuerimpuls züge- insofern vierfachstabil, als nur einer der Hauptransiführt, werden nicht die Transistoren 53 und 54 lei- stören 61 bis 64 leiten kann. Da diese symmetrisch tend, sondern der Transistor 52. angeordnet sind, kann jeder einzelne der Haupt-

Wenn der Transistor 52 leitend ist, entnimmt er transistoren diesen Zustand einnehmen. Zur prakden Strom dem Kollektorarbeitswiderstand 37 des 45 tischen Durchführung der vorliegenden Erfindung Transistors 31, so daß das Potential an diesem KoI- ist vom Kollektor jedes Haupttransistors zum Emitter Iektor positiv wird. Die positive Spannungsänderung, des nächstfolgenden Transistors ein Übertragungsdie hier auftritt, wird über die Widerstände 45, 48 transistor geschaltet. Da die Emitter aller Hauptauf die Basen der anderen Haupttransistoren 32 und transistoren miteinander verbunden sind, sind die übertragen, während der von den Übertragungs- 50 Übertragungstransistoren 94, 95, 96 und 97 parallel transistoren 52 aufgenommene Strom durch den zu den Haupttransistoren 61, 62, 63 bzw. 64 darge-Emitterwiderstand 35 des Haupttransistors 32 ge- stellt. Die Basen der Übertragungstransistoren 94 bis führt wird und so den Emitter dieses Transistors 97 sind mit dem Verbindungspunkt der zwei Basisnegativer werden läßt, wenn seine Basis positiver widerstände des nächstfolgenden Haupttransistors wird. Die Schaltung ist so angeordnet, daß dieser 55 verbunden, wobei die Basis des Übertragungstran-Transistor dadurch gesperrt wird, wobei an seinem sistors 94 mit dem Verbindungspunkt der WiderKollektor eine negative Potentialänderung entsteht, stände 93, 92 in der Basisleitung des Haupttrandie den Basen der Haupttransistoren 31 und 33 zu- sistors 64 verbunden ist, usw. Die Basis jedes Übergeführt wird. Transistor 33 ist bereits leitend und tragungstransistors ist außerdem über einen entbleibt auch in diesem Zustand, aber Transistor 31 60 sprechenden Kondensator 98, 99, 100 bzw. 101 mit ist nichtleitend, so daß die Potentialänderung an einer Eingangsklemme EIN verbunden, der positive seiner Basis ihn leitend werden läßt. Nach Beendi- Steuerimpulse zugeführt werden, gung des Steuerimpulses hört der Übertragungstran- Der Kollektor jedes Haupttransistors ist außerdem

sistor52 auf zu leiten, wobei der Kreis mit den mit einer entsprechenden Ausgangsklemme A USl, Haupttransistoren 31, 33 leitend bleibt und der Tran- 65 AUS2, AUS3 und AUS4 verbunden, von der sistor 32 gesperrt wird. Der nächste Steuerimpuls Steuerspannungen abgenommen werden können, um sperrt den Transistor 33, und die Transistoren 31 z. B. Torschaltungen zu steuern, von denen nur eine und 32 bleiben leitend, damit der Kreis geschlossen einzjge dauernd geöffnet sein muß.

Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung Übertragungsröhren 121 bis 123 sind mit dem Vergleicht im wesentlichen genau der in Fig. 1 beschrie- bindungspunkt der Kathoden der Hauptröhren 100 benen bistabilen Schaltung. Jedes an der Klemme bis 102 verbunden. Die Gitter aller drei Übertra- EIN erhaltene Steuersignal wird jeweils denjenigen gungsröhren 121 bis 123 sind über entsprechende Übertruagungstransistor 94 bis 97 leitend werden 5 gleiche Kondensatoren 124, 125, 126 mit einer lassen, dessen Basis am positivsten Potential liegt. Quelle positiver Spannungsimpulse verbunden, welche Dies wird immer derjenige Übertragungstransistor in der Zeichnung lediglich als Klemme 127 dargesein, dessen Basis über einen der Widerstände 86, 88, stellt ist. Im Idealfall haben die der Klemme 127 zu-90 und 92 mit der Basis des gerade leitenden Haupt- geführten Impulse die bei 128 dargestellte Form. Die transistors verbunden ist. to Gitter der Übertragungsröhren 121 bis 123 sind ein-

Wie an Hand der F i g. 1 und 2 ausführlich be- zein mit dem Verbindungspunkt der Gitterwiderschrieben, soll die Wirkung der Übertragungstran- stände einer nächstfolgenden Hauptröhre verbunden: sistoren nicht nur die korrekte Arbeitsweise der vier- Genau beschrieben, ist das Gitter der Übertragungsfachstabilen Schaltungsanordnung garantieren, son- röhre 121 direkt mit dem Verbindungspunkt der dem auch an den vier Ausgangsklemmen eine Folge 15 Widerstände 109, 110 in der Gitterleitung der Hauptvon Spannungen liefern, von denen jeweils eine von röhre 101, das Gitter der Übertragungsröhre 122 den anderen verschieden ist und in ihrer zeitlichen direkt mit dem Verbindungspunkt der Widerstände Aufeinanderfolge keine Unterbrechung oder Über- 111, 112 in der Gitterleitung der Hauptröhre 102 lappung aufweisen. Die erfindungsgemäße Schal- und das Gitter der Übertragungsröhre 123 direkt tungsanordnung ist daher sehr gut für die Steuerung ao über eine Leitung 129 mit dem Verbindungspunkt eines Umschalters für die Magnetköpfe in einer der Widerstände 107, 108 in der Gitterleitung der Einrichtung zur magnetischen Signalspeicherung für Hauptröhre 100 verbunden.

mehrere aufeinander zur Wirkung kommende Ma- Die Verbindung der Hauptröhren 100, 101, 102 gnetköpfe geeignet. sind derart, daß nur eine dieser Röhren jeweils in

Für einen Fachmann versteht es sich von selbst, 25 einem stabilen leitenden Zustand sein kann. Wenn daß die vorstehend beschriebenen Schaltungsanord- z.B. die Röhre 101 im leitenden Zustand ist, sind nungen mit Transistoren auch mit Glühkathoden- die anderen Hauptröhren, d. h. die Röhren 100 und röhren aufgebaut werden können. Hierbei werden 102, gesperrt, so daß ihre Anoden ein positiveres Trioden benutzt, bei denen das Gitter die Eingangs- Potential annehmen als die Anode der Röhre 101. elektrode, die Kathode die gemeinsame Elektrode 30 Da das Gitter der Röhre über Widerstände 115, 116 und die Anode die Ausgangselektrode des Verstär- mit den Anoden der Röhren 100, 102 verbunden ist, kerelementes bildet. Eine derartige Schaltungsanord- wobei diese zwei Anoden relativ hohes Potential nung soll nun an Hand der F i g. 5 beschrieben haben, ist das Potential dieses Gitters größer als das werden. Potential der Gitter der Röhren 100, 102, die nicht

In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach 35 nur über entsprechende Widerstände 113, 118 mit F i g. 5 werden als aktive Elemente Glühkathoden- der Anode der anderen Röhren 100, 102 verbunden röhren zum Aufbau einer tristabilen Schaltungs- sind, sondern auch über entsprechende Widerstände anordnung verwendet. Zwischen die Anode jeder der 114,117 mit der Anode der Röhre 101, die ein reladrei Hauptröhren 100, 101 und 102 und den posi- tiv niedriges Potential hat. So liegt das Gitter der tiven Pol 134 einer Gleichstromquelle ist je ein Ar- 40 Übertragungsröhre 121, das mit der Anzapfung am beitswiderstand 103, 104 und 105 geschaltet. Die Gitterwiderstand 109, 110 der Röhre 101 verbunden Kathoden der drei Hauptröhren sind untereinander ist, an positiverem Potential als das Potential an den verbunden und über einen gemeinsamen Widerstand Gittern der übrigen Übertragungsröhren 122, 123. 135 an den geerdeten negativen Pol 106 der Gleich- Wenn also ein positiver Impuls 128 an der Klemme Stromquelle angeschlossen. Das Gitter jeder der drei 45 127 auftritt, bewirkt dieser, daß die Übertragungs-Hauptröhren 100, 101 und 102 ist über je zwei in röhre 121 mehr Strom hindurchläßt als die Röhren Reihe geschaltete Widerstände 107, 108 bzw. 109, 122, 123. Dieser Strom wird durch den Arbeits-110 bzw. 111, 112 mit der geerdeten negativen Lei- widerstand 103 entnommen, der als gemeinsamer tung sowie mit den Anoden der anderen Haupt- Widerstand für die Hauptröhre 100 und die Überröhren über die Widerstände 113, 114 bzw. 115, 116 50 tragungsröhre 121 dient und so über diesem Widerbzw. 117, 118 verbunden. Die Anode jeder Haupt- stand einen Spannungsabfall hervorruft, der über den röhre 100, 101, 102 ist über Kondensatoren mit den Kondensator 119 dem Gitter der Hauptröhre 101 zuGittern der nächsten Röhren in zyklischer Folge ver- geführt wird. Das dem Gitter der Hauptröhre derart bunden; im einzelnen ist die Anode der Röhre 101 zugeführte negative Potential bewirkt, daß diese über den Kondensator 138 mit dem Gitter der Röhre 55 Röhre 101 gesperrt wird. Am Ende des Impulses 128 100, die Anode der Röhre 102 über den Kondensa- hört die Röhre 121 auf, Strom zu führen. Zu diesem tor 119 mit dem Gitter der Röhre 101 und die Anode Zeitpunkt ist die Gitterspannung der Hauptröhre 100 der Röhre 100 über den Kondensator 120 mit dem positiver als die der anderen Hauptröhren 101, 102, Gitter der Röhre 102 verbunden. denn dieses Gitter ist mit den Anoden der Röhren

Erfindungsgemäß sind drei Übertragungsröhren 60 101, 102 verbunden, die beide — wie ihre zugeord-121, 122, 123 vorgesehen, deren Anoden jeweils mit neten Übertragungsröhren 122, 123 — gesperrt den entsprechenden Anoden der Hauptröhren 100 werden, während die Gitter der Röhren 101, 102 bis 102 verbunden sind. Genauer beschrieben, ist die mit der Anode der Röhre 100 verbunden sind, deren Anode der Übertragungsröhre 121 mit der Anode Übertragungsröhre 121 Strom geführt hat und desder Hauptröhre 100, die Anode der Übertragungs- 65 halb an einer niedrigeren Spannung liegen, röhre 122 mit der Anode der Hauptröhre 101 und Es ist zu ersehen, daß die Röhre 101 gesperrt

die Anode der Übertragungsröhre 123 mit der Anode wird, wenn die Übertragungsröhre 121 leitend wird, der Hauptröhre 102 verbunden. Die Kathoden aller so daß die Potentiale an den Anoden der Röhren

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100, 101 komplementär geändert werden, sowie die Ausgangspotentiale, die von den mit diesen Anoden verbundenen Klemmen 129, 130 abgenommen werden. Bei jedem Steuerimpuls 128 tritt die gleiche komplementäre Spannungsänderung an einem Ausgangsklemmenpaar 139,130,131 auf.

Die Transistoren der Fig. 1 und 4 können in genau der gleichen Weise durch Glühkathodenröhren ersetzt werden, wenn dies aus irgendeinem Grunde erwünscht ist. Ebenso können die Schaltelemente der ie> Fig. 1, 3, 4 und 5 durch andere den Elektronenröhren oder Transistoren äquivalente Schaltelemente ersetzt werden,

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Mehrfachstabile Schaltung mit n-stabilen Schaltzuständen, die η Schaltstufen enthält, welche über η Leitungen miteinander verbunden sind, wobei jede Leitung mit dem Ausgang einer ihr zugeordneten Schaltstufe verbunden ist und ao jede Schaltstufe η Eingänge aufweist, von denen (n—l) Eingänge über Widerstände in zyklischer Reihenfolge mit den Leitungen verbunden sind, die den jeweils anderen Schaltstufen zugeordnet sind, wobei derjenige Widerstand der mit der as dem Ausgang der nächstfolgenden Schaltstufe zugeordneten Leitung verbunden ist, mit einem Kondensator überbrückt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaltstufe aus zwei Transistoren besteht, deren Emitter galvanisch miteinander und über einen allen Schaltstufen gemeinsamen Widerstand mit dem einen und die Kollektoren der zwei Transistoren galvanisch miteinander und über einen jeder Schaltstufe eigenen Widerstand mit dem anderen Pol der Betriebsspannungsquelle verbunden sind, und daß die an die Leitungen angeschlossenen (n—l) Eingänge einer Schaltstufe mit der Steuerelektrode des jeweils ersten Transistor verbunden sind und der übrige Eingang über einen Widerstand an die Steuerelektrode des jeweils zweiten Transistors der vorhergehenden Schaltstufe angeschlossen ist und daß die Steuerelektroden der zweiten Transistoren einerseits über jeweils einen Kondensator mit einer Schaltimpulsquelle und andererseits jeweils über einen Widerstand mit dem Pol der Betriebsspannungsquelle verbunden sind, an den der gemeinsame Emitterwiderstand angeschlossen ist.

2. Mehrfachstabile Schaltung mit ra-stabilen Schaltzuständen, die η Schaltstufen enthält, welche über «Leitungen miteinander verbunden sind, wobei jede Leitung mit dem Ausgang einer ihr zugegeordneten Schaltstufe verbunden ist und jede Schaltstufe η Eingänge aufweist, von denen (n—l) Eingänge über Widerstände in zyklischer Reihenfolge mit den Leitungen verbunden sind, die den jeweils anderen Schaltstufen zugeordnet sind, wobei derjenige Widerstand, der mit der dem Ausgang der der vorhergehenden Schaltstufe zugeordneten Leitung verbunden ist, mit einem Kondensator überbrückt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaltstufe aus zwei Transistoren besteht, deren Kollektoren galvanisch miteinander und über einen jeder Schaltstufe eigenen Widerstand mit dem einen Pol der Betriebsspannungsquelle verbunden sind, wobei der Emitter des jeweils zweiten Transistors mit dem Emitter der nächstfolgenden Stufe galvanisch verbunden und über einen jedem so verbundenen Paar gemeinsamen Widerstand an den entgegengesetzten Pol der Betriebsspannungsquelle gelegt ist, und daß die an den Leitungen angeschlossenen (n—l) Eingänge einer Schaltstufe mit der Steuerelektrode des jeweils ersten Transistors verbunden sind und der übrige Eingang mit der Steuerelektrode des zweiten Transistors verbunden ist und einerseits über jeweils einen Kondensator an einer gemeinsamen Schaltimpulsquelle und andererseits jeweils über einen Widerstand an dem Pol der Betriebsspannungsquelle liegt, an dem auch die Emitterwiderstände angeschlossen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1064105, 1089 802.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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