DE2002578B2 - Multistabile Schaltung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine multistabile Schaltung mit einer Anzahl von miteinander verbundenen Verriegelungsschaltungen, von denen sich jeweils nur eine im Aktivierungszustand befindet, während die jeweils übrigen Verriegelungsischaltungen sich im Ruhezustand befinden, wobei das Ausgangssignal einer im Aktivierungszustand befindlichen Verriegelungsschaltung einer als nächste Verriegelungsschaltung von den im Ruhezustand befindlichen Verriegelungsschaltungen in den Aktivierungszustand zu überführenden Verriegelungsschaltung als Steuersignal zugeführt wird, und wobei sämtlichen vorgesehenen Verriegelungsschaltungen Schiebesignale zugeführt werden, durch deren eines diejenige der noch im Ruhezustand befindlichen Verriegelungsschaltungen, der ein Steuersignal zugeführt ist, in den Aktivierungszustand gelangt, während diejenige Verriegelungsschaltung, die das betreffende Steuersignal abgegeben hatte, in den Ruhezustand gelangt.

Eine multistabile Schaltung der vorgenannten Art ist aus der DE-AS 12 63 835 in Form eines elektronischen Zählers bekannt, der aus bistabilen Schaltungen in Form von Flip-Flops in Form eines zu einem Ringzähler geschalteten Schieberegisters aufgebaut ist. Dabei handelt es sich generell um einen allgemein bekannten l-aus-n-Zähler.

Bei Binärteilern oder Flip-Flops handelt es sich um eine Grundschaltung in digitalen Systemen, wie

beispielsweise Rechnern und Frequenzzählern. In derartigen bekannten binären Flip-Flops werden Ladungsaustauschelemente, wie beispielsweise Kondensatoren oder ladungsgespeicherte Halbleiter zur Umschaltung von einem Schaltzustand in den anderen verwendet Derartige Grundschaltungen besitzen jedoch verschiedene Nachteile, welche sich insbesondere bei einem Betrieb mit hohen Frequenzen bemerkbar machen. Die Übertragung der gespeicherten Ladung bzw. der entsprechenden elektrischen Energie muß dabei während der Umschaltung zwischen den beiden Schaltzuständen erfolgen. Die Umschaltung erfolgt daher relativ langsam. Weiterhin sind auch Streukapazitäten und Transistor-Hochfrequenzparameter kritisch. Schließlich reagieren die· bekannten Schaltungen gewohnlich auch empfindlich auf die Eingangssignal-Anstiegszeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine multistabile Schaltung der in Rede stehenden Art so auszubilden, daß ihr Schiebesignal mit in einem weiten Frequenzbereich liegenden Frequenzen für einen sicheren Betrieb zugeführt werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer multistabilen ^chaluing der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede zweite Verriegelungsschaltung der nacheinander in den Aktivierungszustand zu überführenden Verriegelungsschaltungen am selben Ausgang einer zwei Ausgänge aufweisenden Stromsteuerschaltung angeschlossen ist, die durch abwechselndes Aktivieren ihrer beiden Ausgänge und durch die damit verbundene Stromabgabe und Stromunterbrechung die Schiebesignale für die Verriegelungsschaltungen liefert. Die vorstehend definierte erfindungsgemäße multistabile Schaltung bietet den Vorteil, daß sie in einem Frequenzbereich von 0 bis 600 MHz anwendbar ist. j5

Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eir Schaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung;

Fig. 2 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1;

Fi g. 3 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung;

F i g. 4 fin Schaltbild einer dritte 1 Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung; und

Fig.5 ein Schaltbild einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung.

Die in Fig. 1 dargestd'te erfindungsgernäße multistabile Schaltung enthält eine Vielzahl von Verriegelungsschaltungf n, die jeweils zwei Transistoren enthalten. Ein erstes derartiges Transistorpaar enthält einen ersten Transistor Ql und einen zweiten Transistor QS. Ein zweites Transistorpaar enthält die Transistoren Q 2 und Q6, ein drittes Transistorpaar enthält die Transistoren Q 3 und Q 7, und ein viertes Transistorpaar enthält die Transistoren Q4 und Qi. Die Transistoren jedes Transistorpaares sind derart miteinander rückgekoppelt, daß in dem Fall, daß einer dieser Transistoren leitet, beide Transistoren stark leitend werden. Dabei ist der Kollektor des Transistors Qi mit der Basis des Transistors Q5 über einen Widerstand 10 verbunden. In entsprechender Weise ist der Kollektor des Transistors b5 Q5 mit der Basis des Transistors Qi über den Widerstand 12 verbunden. Über den Widerstand 14 ist die Basis des Transis'ors Q5 mit einer positiven Spannungsquelle verbunden; über den Widerstand 16 ist die Basis des Transistors Qi mit einer negativen Spannungsquelle verbunden. Durch den Widerstand 18 gebildete Koppelungseinrichtungen verbinden deü Kollektor des Transistors Qi mit der Basis des Transistors Qo. Eine Stromquelle /2 liefert an die Emitter der Transistoren Q 5 und Q 7 einen Strom, und eine Stromquelle /3 liefert einen Strom an die Emitter der Transistoren Q 6 und Q 8. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 sind die ersten Transistoren jedes Transistorpaares, d. h. die Transistoren Q1, Q 2, Q 3 und Q 4 zweckmäßigerweise vom npn-Leitfähigkeitstyp, während die zweiten Transistoren jedes Transistorpaares, d. h. die Transistoren Q5, Q6, Ql und Q8 vom komplementären Leitfähigkeitstyp, d.h. vom pnp-Leitfähigkeitstyp sind.

Ein die beiden Transistoren Q 9 und QlO enthaltender Stromschalter dient dazu, einen Strom abwechselnd an die Emitter der Transistoren Q1 und Q 3 oder an die Emitter der Transistoren Q 2 und Q 4 abzugeben. Die Emitter der Tranistoren Q 9 und QiO sind gemeinsam an eine Stromquelle /1 angeschlossu.i: die Kollektoren der Transistoren Q 9 und QlO sind mit den Emittern der Transistoren Ql und Q 3 bzw. mit den Emittern der Transistoren Q 2 und Q 4 verbunden. Die Basi" des Transistors Q10 ist über einen Widerstand 20 mit einer negativen Spannungsquelle verbunden, und außerdem ist sie über eine ZENER-Diode 22 geerdet Die Basis des Transistors Q 9 ist über einen Widerstand 24 ebenfalls an eine negative Spannungsqueüe angeschlossen, während eine ZENER-Diode 26 die Basis dieses Transistors Q9 mit einer Eingangsklemme 28 verbindet.

Die aufeinanderfolgenden Verriegelungsschaltungen sind nun in der gleichen Weise miteinander verbunden, wie dies bezüglich der Verriegelungsschaltungen Ql, QS und Q 2, Q 6 erläutert worden ist. Die betreffenden Verriegelungsschaltungen sind nacheinander angeordnet, wobei aufeinanderfolgende Transistorpaare jeweils abwechselnd Strom von dem Transistor Q9 oder vom Transistor Q 10 her aufnehmen. Die von dem Transistor Q9 einen Strom her aufnehmenden Transistorpaare nehmen auch von der Stromquelle /2 einen Strom auf, während die von dem Transistor Q10 einen Strom her aufnehmenden Transistorpaare von der Stromquelle /3 einen Strom aufnehmen. Der Widerstand 30 am Kollektor des Transistors Q4 führt, wie durch entsprechend bezeichnete Punkte Y angedeutet, zur Basis des Transistors Q5. Dadurch ist eine durchgehende Schaltungsverbindung hergestellt.

Im folgenden sei die Funktionsweise der erläuterten Schaltung näher betrachtet. In diesem Zusammenhang sei angenommen, daß die Transistoren Q 4 und Q 8 leitend sind. Da der Kollektor jedes dieser Transistoren mit der Basis des jeweils anderen Transistors verbunden Lt, ist eine Rückkopplungsschaltung gebildet, in der jeder Transistor den anderen Transistor im leitenden Zustand hält. Zu diesem Zeitpunkt sei der Transistor QlO leitend, wodurch der Transistor Q4 und die Widerstände 32 und 34 von einem Strom durchflossen werden, der von der positiven Spannungsquelle aus durch die Widerstände und den Transistor Q 4 fließt. Der Spannungsabfall an dem Widerstand 34 stellt dabei das Leitendbleiben des Transistors QS iicher. Der Transistor Q8 und die Widerstände 36 und 38 werden von dem Strom /3 durchflossen. Da die Basis des Transistors Q 4 an den Verbindungspunkt der beiden Widerstände 36 und 38 angeschlossen ist, ist eine fortgesetzte Strömungsführung des Transistors Q 4

sichergestellt.

Da der Transistor Q 4 über den Widerstand 30 mit der Basis des Transistors QS gekoppelt ist, fließt ein Teil des Stromes /1 von dem Transistor ζ) 10 durch den Widerstand 14. Dadurch wird an diesem Widerstand 14 ■> ein Spannungsabfall hervorgerufen, auf den hin der Transistor QS in den leitenden Zustand gelangt. Der Transistor Q1 befindet sich dabei jedoch nicht im leitenden Zustand, da ihm kein Strom zugeführt wird. Da der Transistor QS leitend ist, ist die die Transistoren i" Ql und QS enthaltende Verriegelungsschaltung somit voreingestellt bzw. vorbereitet, so daß mit Umschalten des Stromes /1 dasTransislorenpaar Q 1 und QS sofort auf Grund der Rückkopplungswirkung in den leitenden Zustand gelangt. Der Transistor QS zieh· über die ^|r> Widerstände 12 und 16 einen Strom, wodurch an der Basis des Transistors Ql eine Spannung auftritt, die diesen Transistor in den leitenden Zustand überfuhrt. Wird somit der Klemme 28 ein positiver Impuls zugeführt, so steigt das Basispotential des Transistors Q9, das zuvor auf einem negativen Wert festgehalten ist, über die ZENER-Diode 26 an, wodurch der Transistor Q9 in den leitenden Zustand gelangt. Da die Transistoren Q9 und QlO als Differenzschaltung geschaltet sind, übernimmt der Transistor Q9 den « Strom, der zuvor durch den Transistor Q 10 geflossen ist. und der Transistor Q 10 hört auf zu leiten. Nunmehr gibt derTransistor Q9 den Strom ; 1 an den Emitter des Transistors Q 1 ab. Der Transistor Q 1 führt unmittelbar daraufhin Strom, da er für die Stromleitung bereits '" voreingestellt ist. Der Transistor Q 1 bewirkt über den Widerstand 18 eine Voreinstellung des Transistors Q 6.

Wenn die Transistoren Q4 und QS Strom führen, führt auch der Transistor Q 5 des nächsten Transistorpaares Strom, und der Transistor Ql ist für eine » Stromführung voreingestellt. Der Transistor Q 1 führt einen Strom, sobald ihm dieser vom Transistor Q 9 her zugeführt wird. Wird das Eingangssign.il dann wieder negativ, so wird der Transistor Q9in den nichtleitenden Zustand übergeführt, da dieses zu negativen Werten hin ⁴<ί sich ändernde Signal zum Absenken des Basispotentials unter den Abschaltwert führt. Damit wird der Transistor Q 10 leitend. Da der Transistor Q 6 leitend ist, wird der Transistor Q 2 über seine Basis in den leitenden Zustand ppstpiiprt Damit flipfit rlpr Strnm / t immittplhar Htjrrh den Transistor Q 2. Dadurch wird die Rückkopplung zwischen den Transistoren Q2 und Q6 wirksam. In dieser Schaltung ist zwischen den Stufen keine Umschaltzeit erforderlich, wenn ein Eingangssignalübergang auftri**- Vielmehr ist zumindest ein Element des jeweils nächstfolgenden Transistorpaares bereits für den Übergang in den stromführenden Zustand vorbereitet oder bereits imstande, einen Strom zu führen, wenn das vorhergehende Transistorpaar sich im Zustand der Rückkopplungs-Stromführung befindet.

Als Eingangssignal wird der Eingangsklemme 28 z. B. das in Fig.2 dargestellte Sinussignal 40 zugeführt. Dadurch werden die Transistoren Q 9 und QlO abwechselnd leitend. Das Signal an den Kollektoren Q 9 und QlO besitzt einen weitgehend rechteckförmigen &o Verlauf, wobei die positiven Perioden mit Ti und TZ bezeichnet sind, während die negativen Perioden mit T2 und T4 bezeichnet sind. Während der Dauer der Halbperiode Ti oder zu dem Zeitpunkt, zu dem der Transistor Q 9 leitend ist, ist der Transistor Q1 leitend, wodurch von dessen Ausgang, wie dargestellt, ein negatives Ausgangssignal abgegeben wird. Zum Zeitpunkt T2 ist der Transistor Q 2 leitend, wodurch von dessen Ausgatig ein in Fig. 2 mit Ql bezeichnetes negatives Ausgangssignal abgegeben wird, etc. Wie oben bereits erwähnt, ist der Transistor Q 5 im leitenden Zustand, wenn der Transistor Q 1 im leitenden Zustand ist. Dabei ist auch der Transistor Q6 im leitenden Zustand. Der Transistor QB verbleibt im leitenden Zustand zum Zeitpunkt 72, wenn derTransistor Q 2 in den leitenden Zustand gelangt. Die Transistoren Qi, Q2, Q3 und QA führen in dieser Reihenfolge Strom, und da der Transistor QA mit dem Transistor (?5 verbunden ist, wiederholt sich dieser Vorgang dann von neuem. Die Transistoren QS bis Q% werden auf jeden Eingangssignal-Übergang hin in den leitenden und nichtleitenden Zustand übergeführt. Dies entspricht einer binären Untersetzung um den Faktor 2 bezogen auf die Eingangsfrequenz. Die Schaltung ist dabei für die Ausführung jeglicher Untersetzung, als Ringzähler oder ugi. verwendbar. Von den Kollektoren (Jet TiaiiMMureii Q 1 bis Q4 können Ausgangssignale zweckmäßigerweise über gesonderte Transistoren (bei dieser Ausführungsform nicht dargestellt) abgenommen werden. Im Unterschied dazu können derartige Ausgangssignale über gesonderte Transistoren auch von den Kollektoren der Transistoren ζ) 5 bis QS abgenommen werden.

Bei der Schaltung gemäß F i g. 1 wird lediglich diejenige Verriegelungsschaltung, die einen voreingestellte:. Transistor enthält, eingeschaltet, wenn der Strom den Transistoren Q9 und ζ) 10 umgeschaltet wird. Der an den Kollektor des Transistors Q 9 oder QMS angeschlossene nicht-voreingestellte Transistor wird durch entsprechende Vorspannung gesperrt. Tritt bei einer Verriegelungsschaltung die Rückkopplungsleitung auf, so wird ein Transistor des nächstfolgenden Transistorpaares zur Beibehaltung der richtigen Reihenfolge voreingestellt.

Die Schaltung ist bezüglich der an der Klemme 28 auftretenden Eingangssignale frequenzempfindlich. Die an der Klemme 28 auftretende Wellenform kann sich sehr langsam ändern, wobei die Schaltung in der beschriebenen Weise arbeitet. Die Schaltung setzt ihren Betrieb jedoch bei hohen Frequenzen fort. Bei Verwendung als integrierte Schaltung ist die erfindungsgemäße Schaltung bis zu einer Frequenz von 600 MHz betrieben worden.

In F i g. 3 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Gemäß F i g. 3 sind die Verriegelungsschaltungen etwas unterschiedlich aufgebaut. Die erste Verriegelungsschaltung enthält einen ersten Transistor Q1 und einen zweiten Transistor Q6. Die übrigen Verriegelungsschall^ngen enthalten die Transistoren Q 2 und Q 7, Q 3 und Q 8, und Q 4 und Q 5, Wenn der Transistor QA im leitenden Zustand ist, fließt ein Strom durch die Widerstände 42 und 44 von einer positiven Spannungsquelle her. Dadurch bildet sich an dem Verbindungspunkt zwischen den beiden Widerständen eine solche Spannung aus, auf die hin der Transistor Q 5 in den leitenden Zustand gelangt In entsprechender Weise fließt ein Strom durch den Transistor QS sowie durch die Widerstände 46 und 48, und zwar von der positiven Spannungsquelle her. Dadurch steigt die Spannung an der Basis des Transistors Q 4 an, wodurch dieser Transistor im leitenden Zustand gehalten wird. Dabei ist angenommen, daß der Transistor Q10 an den Transistor Q 4 einen Strom /1 in der gleichen Weise liefert, wie dies zuvor in Verbindung mit F i g. 1 erläutert worden ist

Der Kollektor des Transistors Q 5 ist über einen Widerstand 50 mit der Basis des Transistors Qi

verbunden, wie dies die entsprechend bezeichneten Klemmen Z andeuten. Damit fließt also auch vom Kollektor des Trtnsistors Q 5 ein Strom durch den Widerstand 50 und durch den Widerstand 52 nach Erde. Der Spannungsabfall an dem Widerstand 52 bewirkt ein ■> Ansteigen der Basisspannung des Transistors Ql, wodup"/.· dieser Transistor für die Stromführung voreinge^tellt wird. Sobald an der Klemme 28 ein positives Signal auftritt, gibt der Transistor Q 9 einen Strom an den Emitter des Transistors Q 1 üb. Dadurch wird dieser Transistor Q1 unmittelbar in den leitenden Zustand übergeführt, da er für die Stromführung bereits voreingestellt worden ist. Bei leitendem Transistor Q I fließt ein Strom durch die Widerstände 54 und 56. Dadurch sinkt die Spannung an der Basis des ¹^ Transistors Q6, der daraufhin in den leitenden Zustand gelangt. Bei leitendem Transistor Q 6 fließt ein Strom durch dip Widerslände 58 und 52. Die am Widerstand 52 abfallende Spannung besitzt dabei einen Wert, der den Transistor Ql im leitenden Zustand beläßt. Erfolgt ein Übergang des Stroms ; 1 vom Transistor Q 10 auf den Transistor Q 9, so wird der den Widerstand 52 gelieferte Strom nicht mehr vom Transistor Q 5, sondern vom Transistor Q6 geliefert. Dieser Strom reicht jedoch aus, um den Transistor Q1 im leitenden Zustand zu halten.

Eine weitere Modifikation der Erfindung ist in F i g. 4 dargestellt. Diese Schaltung entspricht der in F i g. 3 dargestellten Schaltung, weshalb entsprechende Elemente auch gleich bezeichnet sind. Der Widerstand zwiscl ·;η dem Kollektor eines ersten Transistors einer bestimmten Verriegelungsschaltung und der Basis eines zweiten Transistors der gleichen Verriegelungsschaltung ist hier weggelassen. So ist z. B. der Kollektor des ersten Transistors Q 1 direkt mit der Basis des zweiten Transistors Q 6 verbunden, ohne daß in dieser Verbindung ein Widerstand liegt. Ein derartiger Widerstand ist bei der vorliegenden Schaltung nicht erforderlich. Dadurch vereinfacht sich der Schaltungsaufbau. Bei in der dargestellten Stellung befindlichem Schalter 60 arbeitet die Schaltung in der gleichen Weise ⁴ⁿ wie die in F i g. 3 dargestellte Schaltung. Dies heißt, daß die Rückkopplungskeitung in jedem Verriegelungs-Transistorpaar eine Voreinstellung eines Transistors des nächsten Transistorpaares bewirkt, so daß mit Verschiebung des Stromes auf ein Eingangssignal hin das nächste Verriegeiungspaar leitend wird. Geht die Stromführung vom Transistor Q10 auf den Transistor Q 9 über, so hören die Transistoren Q 4 und Q 5 auf zu leiten, während die Transistoren Ql und Q 6 mit der Stromführung beginnen. Die Schaltung gemäß F i g. 4 ist mit zusätzlichen Transistoren Q'5, Q'6, Q'7 und Q'8 versehen. Jeder dieser zuletzt erwähnten Transistoren stellt einen zusätzlichen zweiten Transistor für die jeweilige Verriegelungsschaltung dar. Befindet sich die Schaltung 60 in der gezeigten Stellung, so werden diese ⁵S zusätzlichen Transistoren nicht gespeist. Wird der Schalter 60 jedoch von der Stellung Fin die Stellung B umgeschaltet, so werden die Transistoren Q'5, Q'6, Q'7 und Q'8 anstelle der ohne ein Apostroph bezeichneten zweiten Transistoren gespeist In diesem Fall enthalten die Verriegelungsschaltungen der Transistoren Q1 und Q'5, Q2 und Q'6, Q3 und Q'7 und Q4 und Q'8.

Im folgenden sei angenommen, daß die Transistoren Q 4 und Q'8 leitend sind, während der Schalter 60 in der Stellung B ist Der Strom vom Kollektor des Transistors Q 4 fließt durch den Widerstand 62, wodurch der Transistor Q'8 leitend gehalten wird. Der Kollektorstrom des Transistors Q'S fließt durch die Widerstände 64 und 66, wodurch der Transistor Q 4 im leitenden Zustand gehalten wird. Der Kollektor des Transistors Q'8 ist ferner mit der Basis des Transistors Q3 über den Widerstand 68 gekoppelt. Ein Strom fließt durch den Widerstand 68 und durch den Widerstand 70, der zwischen der Basis des Transistors Q3 und Erde geschaltet ist. Der Transistor Q3 ist somit für die Stromführung sozusagen voreingestellt. Tritt nun an der Klemme 28 ein positives Signal auf, so wird der Strom /1 von dem Transistor QiO auf den Transistor Q9 umgeschaltet. Dadurch wird der Transistor Q 3 anstelle des Transistors Qi leitend, da dieser Transistor Qi über den Widerstand 68 bereits voreingestellt worden ist. Auf aufeinanderfolgende Signalübergänge am Signaleingang 28 arbeitet die multistabile Schaltung in Rückwärtsrichtung, so daß die Verriegelungsschaltungspaare nacheinander von rechts nach links laufend leitend werden und die jeweils nächste Stufe voreinsteilen. Der Schalter 60 wird für einen umgekehrten Betrieb in die mit R bezeichnete Stellung und für einen Vorwärtsbetrieb in die mit F bezeichnete Stellung eingestellt.

In F i g. 5 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In dieser Ausführungsform sind nur Transistoren vom npn-Leitfähigkeitstyp verwendet. Die betreffende Schaltung läßt sich daher ohne weiteres in integrierter Schaltungstechnik realisieren. Es sei bemerkt, daß die in der Schaltung vorgesehenen verschiedenen Dioden ohne weiteres in der gleichen integrierten Schaltung mit den npn-Transistoren hergestellt werden können. Die die Verriegelungsschaltungen bildenden Transistorpaare enthalten die Transistoren Qi und Q6, <?2 und Q7, Q3 und QS sowie Q4 und Q 5.

Bei der Schaltung gemäß F i g. 5 nehmen die Emitter der Transistoren Ql und Q3 einen Strom vom Kollektor des Transistors Q 9 her auf, während die Emitter der Transistoren Q 2 und Q 4 in entsprechender Weise geschaltet sind, um einen Strom vom Kollektor des Transistors Q10 her aufzunehmen. Der Kollektor des Transistors Q i ist direkt mit der Basis des Transistors Q 6 verbunden, dessen Emitter über einen Widerstand 72 geerdet ist. Der Transistor Q 6 ist ein Transistor eines Differenzschaltungs-Transistorpaares, bei dsrr. der Emitter des Transistors Q6 mit dem Emitter eines Transistors QM verbunden ist. Die Basis des Transistors QIl ist an eine Bezugsspannungsquelle R angeschlossen. Der Kollektor des Transistors QH ist an eine positive Spannungsquelle angeschlossen, und de- Kollektor des Transistors Q 6 ist über einen Widerstand 74 an die gleiche positive Spannungsquelle angeschlossen. Die Transistoren Q6 und QIl stellen ein Stromschalterpaar oder eine Differenzverstärkerschaltung dar, die den den Widerstand 72 durchfließenden Strom umzuschalten gestattet, so daß er entweder durch den Transistor Q 6 oder durch den Transistor QIl fließt

Mit dem Kollektor des Transistors Q 6 ist femer die Kathode einer ZENER-Diode 76 verbunden, deren Anode mit der Basis des Transistors Q1 verbunden ist Die Anode der Diode 76 ist über einen Widerstand 78 geerdet Ferner ist der Kollektor des Transistors Q 6 über eine ZENER-Diode 80 mit der Basis des Transistors Q 2 der nächsten Verriegelungsschaltung gekoppelt Die Anode der ZENER-Diode 80 ist dabei an die Basis des Transistors Q 2 angeschlossen und ferner über einen Widerstand 82 geerdet

Der Kollektor des Transistors Q1 ist über den Widerstand 84 mit dem Emitter eines gesonderten Transistors 86 verbunden, dessen Basis mit dem Verbindungspunkt zwischen einer Diode 88 und einiem Widerstand 90 verbunden ist. Die Reihenschaltung aus Diode 88 und Widerstand 90 liegt dabei zwischen einer positiven Spannung und Erde. Ein Widerstand 92 verbindet den Kollektor des Transistors 86 mit einer positiven Spannungsquelle. Der Kollektor des Transistors 86 ist mit einer Ausgengsklemme 94 verbunden. Der Transistor 86 arbeitet als Transistorverstärker in Basisschaltung zur Entkopplung einer die Transistoren Qi und Q6 umfassenden Verriegelungsschaltung von einer Ausgangsbelastung, die an der Klemme 94 angeschlossen sein kann.

Die einzelnen Stufen sind in gleicher Weise aufgebaut. Das letzte Verriegeluigspaar, zu dem die Transistoren Q 4 und Q 5 gehören, ist wie die entsprechend bezeitiiiieicii Sei'iäiiüi'igspünkie X erkennen lassen, mit der ersten Verriegelungsschaltung verbunden. Der Kollektor des Transistors Q5 ist über einen Widerstand 96 an eine positive Spannungsquelle angeschlossen, und der Emitter des Transistors ζ>5 ist über einen Widerstand 98 geerdet. Der Emitter des Transistors Q 14 ist mit dem Emitter des Transistors Q 5 verbunden, während der Kollektor des Transistors Q 14 an eine positive Spannungsquelle angeschlossen ist. Ein Widerstand 100 liegt zwischen dem Kollektor des Transistors Q4 und dem Emitter eines Entkopplungs-Transistors 102. Zwischen dem Kollektor des Transistors Q 5 und der Basis des Transistors Q 4 liegt eine ZENER-Diode 104. Ferner ist zwischen dem Schaltungspunkt X und der Basis des Transistors Q 1 eine ZENER-Diode 106 geschaltet, deren Anode mit der Basis des Transistors Q 1 verbunden ist.

Im folgenden sei angenommen, daß der Transistor 10 leitend ist und daß das die Transistoren Q4 und Q 5 umfassende Rückkopplungspaar wirksam ist. Der Transistor QA ist dabei leitend, und der Transistor Q5 ist nichtleitend. Der Strom vom Kollektor des Transistors QiO fließt durch den Transistor Q 4 und durch den Widerstand 100, wodurch die Spannung an der Basis des Transistors Q 5 absinkt. Anstelle des Transistors Q 5 leitet der Transistor ζ) 14; die Kollektorspannung des Transistors Q 5 ist hoch. Der Spannungspegel am Kollektor des Transistors Q 5 wird durch die ZENüR Diode 104 auf einen Wert herabgesetzt, der geeigne: ist, der Basis des Transistors Q 4 zugeführt zu werden, um diesen Transistor leitend zu halten. Die Transistoren QA und Q5 sind somit rückkopplungsmäßig miteinander verbunden. Die Spannung am Kollektor des Transistors Q 5 wird ferner an dem Schaltungspunkt X der ZENER-Diode 106 zugeführt, die zwischen dem Kollektor des Transistors

ίο Q5 und der Basis des Transistors Ql liegt. Dadurch erhält die Spannung an der Basis des Transistors Q 1 einen solchen Wert, daß dieser Transistor für die Stromführung gewissermaßen voreingestellt wird. Tritt an der Eingangsklemme nunmehr eine positive Spannung auf und verschiebt sich die Zuführung des Stromes ;' 1 von dem einen Transistor der beiden Transisto-en (?9und Q 10 auf den jeweils anderen Transistor, so wird der Transistor Q 1 leitend, da lediglich dieser Transis\or von den Transistoren. Qi, Q2, Ql und Qi f»r rinr Stromführung voreingestellt worden ist. Die Zustandsänderung des Transistors Q1 wirkt sich über den Transistor 86 auf die Klemme 94 aus.

Die erfindungsgemäßen Schaltungen sind durch eine Geschwindigkeit oder Anstiegszeit festlegende Umschaltelemente nicht belastet. Vielmehr ist die in der Reihenfolge der Stufen jeweils nächste Stufe bereits voreingestellt, wenn die ihr vorangehende Stufe leitend wird. Deshalb treten nahezu keine Umschaltprobleme auf. Wie oben erwähnt, arbeitet die Schaltung

so schritthaltend mit einer Eingangssignaländerung, und zwar von einer äußerst niedrigen Schaltfrequenz, die durch Gleichstrom gegeben ist, bis zu einer Frequenz von mehreren 100 Megahertz. Die verschiedenen Stufen der multistabilen Schaltung liefern ihrerseits

j5 geeignete untersetzte Ausgangssignale; sie können auch in verschiedener Weise zusammengefaßt werden, um irgendeine gewünschte Ausgangsimpulskonfiguration zu erzeugen. Obwohl die in den Zeichnungen dargestellten Schaltungen jeweils nur vier Verriegelungsstufen enthalten, dürfte einzusehen sein, daß, sofern erwünscht, noch Stufen hinzugefügt werden können Es ist dabei auch möglich, zwei erfindungsgemäße Schaltungen zu verwenden, von denen der Ausgang der jeweils einen Schaltung den Eingang der jeweils anderen Schaltung

■»5 steuert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Multistabile Schaltung mit einer Anzahl von miteinander verbundenen Verriegelungsschall ungen, vcn denen sich jeweils nur eine im Aktivierungszustand befindet, während die jeweils übrigen Verriegelungsschaltungen sich im Ruhezustand befinden, wobei das Ausgangssignal einer im Aktivierungszustand befindlichen Verriegelungsschaltung einer als nächste Verriegelungsschaltung von den im Ruhezustand befindlichen Verriegelungsschaltungen in den Aktivierungszustand zu überführenden Verriegelungsschaltung als Steuersignal zugeführt wird und wobei sämtlichen vorgesehenen Verriegelungsschaltungen Schiebesignale zugeführt werden, durch deren eines diejenige der noch im Ruhezustand befindlichen Verriegelungsschaitungen, der ein Steuersignal zugeführt ist, in den Aktivierungszustand gelangt, während diejenige Verriegelungsschaltung, die das betreffende Steuersignal abgegeben hatte, in den Ruhezustand gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß jede zweite Verriegelungsschaltung (Q 1, Q5; Q 3, Ql und QZ Q6;Q4,Q8) der nacheinander in den Aktivierungszustand zu überführenden Verriegelungsschaltungen am selben Ausgang einer zwei Ausgänge aufweisenden Stromsteuerleitung (Q9. QtO) angeschlossen ist, die durch abwechselndes Aktivieren ihrer beiden Ausgänge und durch die damit verbundene Stromabgabe und Stromunterbrechung die Schiebesignale für die Verriegelungsschaltungen liefert.

2. Multistabil Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsschaltunger* (Qi, QS; Q3, Ql und QZ Q6; Q4, QS) jeweils durch zwei rückgekoppelte Transistoren gebildet sind, von denen der kollektor des einen Transistors (z.B. Q6) mit der Basis des anderen Transistors (z. B. Q 2) verbunden ist.

3. Multistabile Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsschaltungen (Qi, Q5; Q3, Ql und Q2, Q6; Q4, QS) derart miteinander gekoppelt sind, daß ein Transistor (z.B. Q5) einer Verriegelungsschaltuinq (z.B. Q\, Q5) bereits Strom führt, wenn die Transistoren (z.B. Q4, QS) der vorangehendien Verriegelungsschaltung Strom fuhren.

4. Multistabile Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromsteuerschaltung (Q9, QiO) durch einen zwei Transistoren (Q9, QiQ) enthaltenden Differenzverstärker gebildet ist.

5. Multistabile Schaltung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Transistor (Qi, Q3 bzw. Q2, Q4) der Stromverriegelungsschaltungen an einen ersten bzw. zweiten Ausgang des die Stromverriegelungsschaltung h\\- denden Differenzverstärkers (Q9, QlO) angeschaltet ist.

6. Multistabile Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß pro Verriegelungsschaltung (Q 1, Q5; Q2, QS; Q3, Ql; Q4, QS) jeweils ein über einen Umschalter (60) selektiv wirksam schaltbarer weiterer Transistor (Q'5, Q'6, Q'l, Q'S) vorgesehen ist, der mit einem Transistor (Qi, Q2, Q3, Q4) der jeweiligen Verriegelungsschaltungen rückgekoppelt und mit dem entsprechenden Transistor der vorangehenden Verriegelungsschaltung gekoppelt ist, wobei über den Umschalter (60) ein Vorwärts- bzw. Rückwärtsbetrieb einstellbar ist

7. Multistabile Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Transistoren (Q'5, Q'6, Q'l, Q'S) und die mit ihnen rückgekoppelten Transistoren (Q i, Q2, Q 3, Q 4) der jeweiligen Verriegelungsschaltung entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp besitzen.

8. Multistabil Schaltung nach einem der Ansprüehe 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (Q 1, <?5; Q3, Ql und QZ Q6; Q4, QS) der Verriegelungsschaltungen entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp besitzen und bei aktivierter Verriegelungsschaltung gleichzeitig leiten.

9. Multistabile Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (Qi, Q6; Q2, Ql; Q4, Q5) der Verriegelungsschaltungen gleichen Leitfähigkeitstyp besitzen.

10. Muitistabile Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verriegelungsschaltungen jeweils der Ausgang eines Transistors (z. B. Q 5) mit dem Eingang des anderen Transistors (z. B. Q 4) über eine Zener-Diode (104) verbunden ist.

11. Multistabile Schaltung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß aufeinanderfolgende Verriegelungischaltungen über eine Zener-Diode (80) miteinander gekoppelt sind.

12. Multistabile Schaltung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß den eine Verriegelungsschaltung bildenden Transistoren (z.B. Q4, Q5) ein zusätzlicher Transistor (z. B. Q14) zugeordnet ist, der mit einem die Verriegelungsschaltung bildenden Transistor als Differenzverstärker (Q 5, Q 14) geschaltet ist.