DE2703903C2

DE2703903C2 - Master-Slave-Flipflopschaltung

Info

Publication number: DE2703903C2
Application number: DE19772703903
Authority: DE
Inventors: Susumi Tokio/Tokyo Akazawa; Kyoichi Chigasaki Kanagawa Murakami; Takao Fujisawa Kanagawa Tsuchiya
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1976-01-30
Filing date: 1977-01-31
Publication date: 1985-10-17
Also published as: NL7700996A; FR2339995A1; JPS5813045B2; AU2184177A; CA1079820A; FR2339995B1; DE2703903A1; JPS5293259A; AU514388B2; GB1532764A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Master-Slave-Flipflopschaltung, w!« sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist

Bei einer bekannten Master-Slave-Flipflopschaltung der vorstehend genannten Art (GB-PS 12 62 128) sind zwar verschiedene Verknüpfungsschaltungen neben einem Master-Flipflop und einem Slave-Flipflop vorgesehen. Damit ist jedoch insgesamt ein relativ hoher schaltungstechnischer Aufwand verbunden. Darüber hinaus ist es zur Umkehr der Phasenlage der Ausgangssignalc erforderlich, Phasenumkehrimpulse zu verwenden, die relativ eingeengten zeitlichen Bedingungen genügen müssen.

Es sind ferner Master-Slave-Flipflops bekannt (Buch »Halbleiter-Schaltungstechnik« von Tietze, Schenk, dritte Auflage, 1974, Springer-Verlag, Seiten 521 —523), welche zwar relativ einfach aufgebaut sind, indessen nicht die Möglichkeiten einer einfachen Invertierung der jeweils abzugebenden Ausgangssignale aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Master-Slave-Flipflopschaltung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei relativ geringem schaltungstechnischen Aufwand eine Phasenumkehr bezüglich des Ausgangssignals mit in zeitlicher Hinsicht relativ unkritischen Signalen vorgenommen werden kann.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß auf relativ einfache Weise, nämlich durch die von der vorhandenen ersten Verknüpfungsschaltung verschiedene Verknüpfungsschaltung ein Phasenumkehrsignal bereitgestellt werden kann, welches innerhalb eines zweiten Zeitbereiches auftreten kann.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer typischen bekannten Master-Slave-Flipflopschaltung, bei welcher Mittel vorgesehen sind, einen Zeitsteuerimpuls zur Erzielung einer Phasenumkehr zu beseitigen oder zuzugeben,

Fig. 2 die Arbeitssignale, welche bei der Schaltung gemäß Fig. 1 in Abwesenheit einer Phasenumkehr er-

zielt werden,

Fi g. 3 Signale in der Schaltung gemäß F i g. 1, wenn die Schaltung wirkt, um die Phase der Ausgangssignale durch Löschung eines der regelmäßigen Zeitsteuerimpulse umzukehren,

Fig.4 Arbeitssignale bei der Schaltung gemäß F i g. 1, wenn die Schaltung so ausgelegt ist, daß sie die Phase der Ausgangssignale durch Addieren eines Kurzdauerphasenumkehrimpulses umkehrt,

F i g. 5 ein Blockschaltbild zur Erzielung einer verbesserten Phasenumkehr der Master-Slave-Flipflop-Ausgangssignale gemäß der vorliegenden Erfindung,

F i g. 6 Arbeitssignale, die bei Verwendung der Schaltung gemäß F i g. 5 erhalten werden, und

Fig.7 ein schematisches Schaltbild entsprechend dem Blockschaltbild gemäß F i g. 5.

Die Schaltung gemäß F i g. 1 hat eine Eingangsklemme la, an weiche das normale Zeitsteuersignal angelegt wird. Die Schaltung, wie dargestellt, weist ein UND-Glied 16 und ein ODER-Glied Ic auf, wovon jedes eine Eingangsklemme hat, die mit der Klemme ia verbunden ist. Die Ausgangsklemmen des ODER-Gliedes und des UND-Gliedes sind mit zwei Klemmen id und te eines Dreistellungsschalters ig verbunden, der eine dritte Klemme lfhat, die unmittelbar mit der Eingangsklemme la verbunden ist Diese Eingangsschaltung wird nicht normalerweise bei einer Master-Slave-Flipflopschaltung verwendet, sondern sie ist hier so gezeigt, daß sie nur eine zweckmäßige Art und Weise zur Schaffung von Mitteln darstellt, um ein Umkehrsignal entsprechend der bestehenden Praxis anzulegen.

Die Master-Flipflopschaltung ist mit dem Bezugszeichen 1 versehen, wobei ihre normale Ausgangsklemme Ci mit einer ersten Torschaltung 2 verbunden ist Insbesondere ist die Ausgangsklemme Qi der Master-Flipfiopschaitung ί mit einer der beiden Eingangsklernmen eines UND-Gliedes verbunden, welches eine der Komponenten der Torschaltung 2 ist Der Ausgang des UND-Gliedes 3 ist mit der STELL-Eingangsklemme S* der Slave-Flipflopschaltung verbunden. Der komplementäre Ausgang Q] der Master-Flipflopschaltung 1 ist mit einer der Eingangsklemmen eines UND-Gliedes 5 verbunden, welche die andere Komponente der Torschaltung 2 ist Der Ausgang der UND-Torschaltung 2 ist mit der RÜCKSTELL-Klemme FU der Slave-Flipflopschaltung 4 verbunden.

Die normale Ausgangsklemme Qa der Slave-Flipflopschaltung 4 ist mit einer aer Eingangsklemmen einer zweiten Torschaltung bzw. eines zweiten Verknüpiungsgliedes 6 verbunden, wobei insbesondere die Klemme (?< mit einer der beiden Eingangsklemmen eines UND-Gliedes 7 verbunden ist, welche eine der Komponenten der Torschaltung 6 bildet. Mit dem die Eingangsklemme la unmittelbar mit der Master-Slave-Flipflopschaltung verbindenden Arm Xg wird ein normales Zeitsleuersignal an die zweite Eingangsklemme jeder der UN D-Torschaltungen 4 und 3 und an den Eingang einer Umkehrstufe 8 angelegt, welche das Signal umkehrt und mit der zweiten Eingangsklemme des UMD-Gliedes 7 verbunden ist. Der komplementäre Ausgang Q* der Slave-Flipflopschaltung 4 ist mit einer der Klemmen eines UND-Gliedes bzw. einer UND-Torschaltung 9 verbunden, welche die zweite Komponente der Torschaltung 6 bildet, während die Ausgangsklcmmc der Umkehrstufe 8 auch mit der zweiten Eingangsklcmme der UND-Torschaltung 9 verbunden ist. Die Ausgangsklemme der UND-Torschaltung 9 ist mit der STELL-Eingangsklemme S\ der Master-Flipflopschaltung 1 verbunden, während die Ausgangsklemme der UND-Torschaltung 7 mit der RÜCKSTELL-Eingangsklemme i?i der Master-Flipflopschaltung verbunden ist.

Der normale Arbeitsgang der Master-Slave-Flipflopschaltung gemäß F i g. 1 wird zunächst ohne jede Phasenumkehr, jedoch unter Bezugnahme auf die Wellenformen gemäß F i g. 2 beschrieben. Das normale Zeitsteuersignal gemäß F i g. 2A hat einen Wert »1« für eine

ίο Zeiteinheit i), welchem ein Wert von »0« für ein gleiches Zeitintervall f2 folgt. Dieser Zyklus wird für die Intervalle f₃ und U wiederholt worauf er wieder bei fi beginnt Angenommen, daß die Periode fi gemäß F i g. 2 beginnt, wenn das Eingangssignal gemäß F i g. 2A von »0« auf »1« fortschreitet und das normale Ausgangssignal aus der Klemme Q\ der Master-Flipflopschaltung 1 bereits beim Wert »1« liegt und wobei das normale Ausgangssignal an der Klemme Qa der Slave-Flipflopschaltung bei »0« war, so bewirkt das Anlegen eines Signals »1« an die beiden Eingangsklemmen der UND· "Torschaltung 3, daß diese UND-Torschaltung ein Signal »1« an die STELL-Eingangsklemme Sj der Slave-Hipflopschaltung anlegt und den normalen Wert des .Ausgangssignals an der Klemme Q* von »0« auf »1« erhöht. Gleichzeitig ist r)as komplementäre Ausgangssignal an Q\ der Master-Flipflopschaltung »0«, so daß der Ausgang der UND-Torschaltung 5 ebenso »0« ist und somit ein RÜCKSTELL-Signal »0« an die RÜCKSTELL-Eingangsklemme Ra der Slave-Flipflopschaltung angelegt wird.

Am Ende der Periode ti wird das an die Klemme la angelegte Eingangssignal zu »0« umgekehrt, wobei dieses durch die Umkehrstufe 8 in einen Wert »1« umgekehrt und an die UND-Torschaltung 7 angelegt wird.

Da das normale Ausgangssignal an der Klemme Qa der Slave-FHpflopschaltung bereits »1« ist, wie in Fig. 2C gezeigt, so wird ein Signal »1« von der UND-Torschaltung 7 an die RÜCKSTELL-Klemme R₁ der Master-Flipflopschaltung 1 angelegt, wodurch die Master-Flipflopschaltung zurückgestellt und ihr normales Ausgan£,signal an der Klemme Q\ zu »0« gemacht wird, während ihr komplementäres Ausgangssignal an der Klemme Qi »1« wird. Am Ende des Intervalls f2 geht das an die Klemme 1 angelegte Zeitsteuersignal zu seinem Wert »1« und überführt somit den Ausgang der UND-Torschaltung 5 zu »1«, da beide Klemmen derselben ein Signal »1« aufweisen, das an sie angelegt worden ist. Das Ausgangssignal »1« der UND-Torschaltung wird an die RÜCKSTELL-Klemme Ra angelegt, um die SIave-Flipflopschaltung 4 zurückzustellen und zu bewirken, daß ihre normale Ausgangsspannung an der Klemme Qa auf »0« herabsinkt, wie in Fig.2C gezeigt, wäh rend ^ihr komplementärer Ausgang Qa zu »1« zurückkehrt. Diese Ausgangssignale sparren die UND-Torschaltung 7 und geb?n die UND-Torschaltung 9 frei. Als Ergebnis kehrt, wenn das an die Eingangskkmme la angelegte Eingangssignal auf »0« am Ende des Intervalls f3 absinkt, die Umkehrstufe 8 diesen Wert von »0« in »1« um und gestattet, daß ein Signal »1« an die

M STELL-Eingangsklemme Si der Master-Flipflopschaltung 1 angelegt wird. Dies führt den Zustand der Schaltung während des Intervalls £4 zurück zu demselben Zustand, den sie vor dem anfänglichen Intervall U hatte, und somit schließt ein Arbeitsgangzyklus ab. Ein neuer Arbeitszyklus beginn! mit einem zweiten Intervall ti und dem Beginn jedes nachfolgenden Intervalls t\.

Wenn das Eingangssignal »1« ist, so ist nur die erste Torschaltung 2 wirksam oder im Arbeitszustand befind-

lieh, wobei dann, wenn das Eingangssignal an der Klemme la »0« ist, nur die zweite Torschaltung 6 wirksam ist. Wenn daher das Eingangssignal »1« ist, ändert sich der Zustand der Slave-Flipflopschaltung 4, wobei dann, wenn das Eingangssignal »0« ist, sich der Zustand der Master-Flipflopschaltung 1 ändert. Dies führt zu einem stabilen Arbeitsgang der Master-Slave-Flipflopschal- !ung in Abhängigkeit von dem Signal gemäß F i g. 2A, das an die Eingangsklemme la angelegt wird, wobei der Schalterarm I^mitder Klemme !/verbunden ist.

Manchmal muß die Phase des Ausgangssignals der Master-Slave-Flipflopschaltung zu einem gewissen Zeitpunkt umgekehrt werden. Solcher Vorgang ist beispielsweise bei PAL-Farbfernsehempfängern für gewisse Schaltungen erforderlich, bei welchen eine derartige Phasenumkehr am Ende jedes Vertikal-Ablenkinterväüs erforderlich ist. F i g. 2 zeigt zwei F.inrichtungen zur Erzielung der Umkehr. Die erste verwendet die UND-Torschaltung \b und erfordert, daß der Schalterarm ig verschoben wird, um mit der Klemme la am Ausgang der UND-Torschaltung \b in Verbindung zu kommen. Das Zeitsteuersignal, welches an die Eingangsklemme la angelegt ist, ist in F i g. 3 gezeigt; es ist dasselbe, wie das in F i g. 2 gezeigte Zeitsteuersignal. Ein in Fig.3B gezeigtes Umkehrsignal wird an die zweite Eingangsklemme \h der UND-Torschaltung Io angelegt. Dieses Umkehrsignal gemäß Fig.3B hat einen Wert »1«, allerdings mit Ausnahme während eines gewissen Teils des Intervalls fs, welcher sich von dem Beginn des Wertes »0« eines der Zeitintervalle in dem Signal gemäß F i g. 3 erstreckt, wie unmittelbar vor einem Zeitsteuerimpuls P₁ folgend, der das nächste Zeitintervall einnimmt und den Wert »1« hat. Das Intervall fs setzt sich bis zu einem gewissen Teil des Zeitintervalls unmittelbar auf den Impuls Pi hin fort, wenn das Signal gemäß F i g. 3 wieder seinen »0«-Wert hat. Durch Anlegen des Phasenumkehrsignals gemäß F i g. 3 an die Eingangsklemme 1Λ ist ermöglicht, daß sämtliche regelmäßigen Zeitsteuerimpulse des Signals gemäß Fig.3A durch die UND-Torschaltung Xb hindurchkommen, mit Ausnahme des Impulses P\, welcher erscheint, wenn das Signal gemäß F i g. 3B einen Wert »0« hat. Der somit eliminierte Impuls P\ ist der Impuls P₁ gemäß F i g. 3A. Mit Ausnahme der Eliminierung dieses Impulses aus dem normalen Zeitsteuersignal bleibt die Arbeitsweise der Master-Slave-Flipflopschaltung dieselbe wie in Verbindung mit dem Nicht-Umkehrvorgang beschrieben. Die Wirkung der gänzlichen Eliminierung des Impulses P\ besteht darin, daß die Schaltung gemäß F i g. 1 ihren Zustand aufrechterhält, den sie erzielt hätte, wenn das in F i g. 3A gezeigte Zeitsteuersignal auf seinen »0«-Wert vor dem Zeitpunkt des Erscheinens des Impulses P\ abfiele. Da kein Impuls P\ vorhanden ist, um den Zustand der Master-Flipflopschaltung 1 oder der Slave-Flipflopschaltung 4 gemäß F i g. 1 zu beeinflussen, erhalten sie die Spannungsbedingungen aufrecht, bei welchen das normale Ausgangssignal an der Klemme Qa der Slave-Flipflopschaltung 4 seinen Wert »1« hat, während der normale Ausgangswert an der Klemme Qi der Master-Flipflopschaltung 1 bei dem Wert »0« verbleibt Am Ende des in Fig.3B gezeigten Phasenumkehrimpulses, was vor dem Zeitpunkt geschehen muß, zu welchem der nächste positive Impuls dem Impuls P\ in dem Zeitsteuersignal gemäß F i g. 3A folgt, ist die Schaltung frei, um die Veränderungen zu machen, welche sie normalerweise machen würde, und zwar insofern, als die Zustände der Leitfähigkeit der Master-Flipflopschaltung 1 und der Slave-Flipflopschaltung 4 betroffen sind.

Das heißt dann, wenn der Wert des Zeitsteucrsignals gemäß F i g. 3A vom Wert »0« auf den Wert *1« auf den fehlenden Impuls P\ folgend geht, fällt der Spannungswert an der Klemme Qa auf »0« herab. Später würde nach Ablauf einer anderen Zeiteinheit gleich der Breite des positiven Impulses, welcher als nächster nach dem Impuls P\ folgt, die Master-Flipflopschaltung ihren l.ciifähigkeitszustand von »0« in »1« ändern. Was im Effekt geschehen ist, ist daß die Ausgangsspannungsbedingungen sowohl der Master- als auch der Slave-Flipflopschaltung während zweier zusätzlicher Zeitintervalle des Zeitsteuersignals gemäß Fig. 3Λ unverändert bleiben. Wie in dem Diagramm gemäß Fig. 2A gemessen, könnten diese beiden Intervalle fi und f2 oder d und U oder eine beliebige Wiederholung dieser Paare sein. Dies ändert den Zustand der Leitfähigkeil der Masicr- und Slave-Flipflopschaltung in das Umgekehrte davon, was gewesen wäre, falls der Impuls F\ durch die Toi· schaltungen 2 und in der normalen Art und Weise hindurchgeleitet worden wäre.

Die andere Form der Phasenumkehr wird erzielt, indem der Schalterarm ig mit dem Kontakt Ie am Ausgang der ODER-Torschaltung Ic verbunden wird. Die Wellenformen gemäß F i g. 4 zeigen den Vorgang. Bei dieser \usführungsform der Schaltung ist der Phasenumkehrimpuls in Fig.4B gezeigt; er muß weniger als eine Zeiteinheit betragen, wie durch das Zeitintervall ft, in F i g. 4A gezeigt. Dieses Phasenumkehrsignal wird an eine Eingangsklemme l/der ODER-Torschaltung lcangelegt.

Gemäß dem üblichen Arbeitsgang einer ODER-Torschaltung wird das Zeitsteuersignal gemäß Fig.4A, welches eigentlich mit dem Zeitsteuersignal gemäß F i g. 2A identisch ist, zum Schalterarm \g ohne Vcränderung hindurchgeleitet, vorausgesetzt, daß der Umkehrimpuis gemäß F i g. 4B sich nicht teilweise mil den Impulsen Pj und Pj auf jeder Seite des Zeitintervalls <_fc gemäß F i g. 4A überlappt. F i g. 4C zeigt das Signal am komplementären Ausgang Qa der Slave- Flipflopschaltung gemäß F i g. 1, während F i g. 4 D das regelmäßige Ausgangssignal an der Klemme Q\ der Master-Flipflopschaltung gemäß F i g. 1 zeigt Die Vorderkante des Phasenumkehrimpulses gemäß F i g. 4B bewirkt, daß die UND-Torschaltungen 3 und 5 ausgeschaltet bzw. gesperrt werden. Zu diesem Zeitpunkt hat der komplementäre Ausgang an der Klemme Oi den Wert »1«. der daher zur Rückstell-Klemme A4 der Slave-Flipflopschaltung 4 hindurchgeleitet werden kann. Der Ausgang der UND-Torschaltung 3 wird bei einem »0«-Wert gehalten, wobei es dieser Wert 1st, der an die STELL-Klemme Sa der Slave-Flipflopschaltung 4 angelegt wird. Diese Zustände bewirken, daß die Slave-Flipflopschaltung so zurückgestellt wird, daß der Ausgang Qa aul seinen Wert »0« fällt, wobei der Ausgang Qa daher aul seinen Wert »1« steigt Die Master-Flipflopschaltung 1 ändert nicht ihren Leitfähigkeitszustand, bis das Phasenumkehrsignal gemäß F i g. 4 beendet wird und auf seinen Wert »0« während des Intervalls f| abfällt Die; erregt bzw. steuert die UND-Torschaltungen 7 und 9 an Da der komplementäre Ausgang Qa bei einem »1 «-Wer liegt, ist ein »1 «-Signal an der Ausgangsklemme dei UND-Torschaltung 9 verfügbar, wobei jedoch nur eil »0«-Wert an der Ausgangsklemme der UND-Torschal tung 7 zur Verfügung steht Das »!«-Wert-Ausgangssi gnal von der UND-Torschaltung 9 wird an die STELL Klemme 1 der Master-Flipflopschaltung 1 angelegt; e schaltet den Leitfähigkeitszustand dieser Flipflopschal tung um, so daß die normale Klemme Q\ auf eine:

»1 «-Wert steigt und dementsprechend das Signal an der komplementären Klemme Oi auf »0« sinkt. Diese Zustände sind in den Fig.4C und 4D gezeigt. Daraufhin wird beobachtet werden, daß der Arbeitsgang der Maslcr-Flipflopschaltung fortgesetzt wird, weil, wobei jedoch ihre Phase von derjenigen, welche vor dem Phasenumk^.rimpuls bestand, umgekehrt wird.

Diese beiden Anordnungen zum Anlegen von Phasenumkehrsignalen an eine Master-Slave-Flipflopschaltung erfordern eine sehr genaue Erzeugung der Phasenumkehrimpulse sowohl in bezug auf den Beginn als auch auf das F.nde sowie in bezug auf die Dauer dieser Impulse. In bezug auf die Schaltsignalerzeugerschaltung bei PAL-Farbfernsehempfängern muß der Phasenumkehrimpuls mit Bezug auf die Impulsbreite eines einzigen Horizontal-Zeitintervalls genau zeitmäßig geregelt sein, was bedeutet, daß die Impulse sehr genau zeitmäßig gesteuert werden müssen. Dies ist aber schwierig zu erzielen, so daß es in der Vergangenheit erforderlich gewesen ist. daß die Schaltung zum Bilden des Phasenumkchrsignals sehr kompliziert sein mußte, um mit ausreichender Genauigkeit zu arbeiten. Falls ferner eine elektrische Störung der Phasenumkehr überlagert wird, so wird der gestörte Vorgang instabil, woraus leicht eine schlechte Funktion resultiert.

F i g. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform. Die Master-Slave-Flipflopschaltung gemäß F i g. 5 ist mit jener gemäß Fig. 1 identisch, allerdings mit der Ausnahme, daß Fig. 5 eine dritte Steuerschaltung 12 und cir zusätzliches ODER-Glied bzw. eine ODER-Torschaltung 18 zeigt. Die Torschaltung weist eine Eingangsklemme Iy auf. an welche ein Phasenumkehrsignal angelegt wird. Diese Klemme ist mit einer der beiden F.ingangsklemmen eines UND-Gliedes bzw. einer UND-Torschaltung 13 über eine Widerstand-Kondensator-Schaltung 14 verbunden, welche einen Widerstand 14 und einen Kondensator IS aufweist und die die Impulse, welche an die Klemme \j angelegt sind, geringfügig verzögert oder integriert. Die Schaltung 12 enthält auch einen Transistor 16, deren Emitter-Kollektor-Strecke unmittelbar parallel dem Kondensator 15 geschaltet ist bzw. wird. Der Ausgang der UND-Torschaltung 13 ist über einen Reihenwiderstand 17 mit der Basis des Transistors 16 sowie mit einer der Eingangsklemmen der ODER-Torschaltung 18 verbunden. Die andere Eingangsklemme der ODER-Torschaltung 18 ist mit der Ausgangsklemme des UND-Gliedes bzw. der UND-Torschaltung 19 verbunden, während der Ausgang der ODER-Torschaltung 18 mit der STELL-Eingangsklemme S\ der Master-Flipflopschaltung 1 verbundcn ist. Der komplementäre Ausgang Qt der Slave-Flipflopschaltung 4 ist mit einer der Eingangsklemmen der UND-Torschaltung verbunden, wie sie bei der Schaltung gemäß Fig. 1 gezeigt ist, wobei sie auch mit der /weiten Eingangsklemme der UND-Torschaltung 13 verbunden ist.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Schaltung gemäß F i g. 5 unter Bezugnahme auf die Wellenformen gemäß Fig.6 beschrieben. Die Wellenformen gemäß F i g. 6A zeigt das Zeitsteuerimpulssignal, das den Zeitstcuerimpulssignalen ähnlich ist, welche zuvor in den F i g. 2—4 berücksichtigt wurden. F i g. 6B zeigt das Signal an der normalen Ausgangsklemme Qa der Slave-Flipflopschaltung 4, während Fig.6C das Signal am komplementären Ausgang Oi der Slave-Fiipfiopschaitung 4 zeigt Fig.6D zeigt ein Phasenumkehrsignal, welches während des Zeitintervalls tj beginnt, wobei F i s. 6E das normale Ausgangssignal an der Klemme Oi der Master-Flipflopschaltung 1 zeigt.

Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß F i g. 5 ist mit jener der Schaltung gemäß Fig. I ,Ur die ersten fünf Zeitintervalle f2, /3, U, t\ und ti identisch. Daher ist nicht notwendig, wiederum die Art und Weise zu beschreiben, in welcher die Signale gemäß den Fig. 6B, 6C und 6E vor dem Intervall h erzeugt werden. Das Intervall tj ist somit einfach so bezeichnet, damit es von den regelmäßigen Intervallen unterschieden wird, bei welchen das Phasenumkehrsignal nicht abwesend ist; an und für sich ist es ein Intervall, welches einen positiven Impuls Pa des Zeitsteuersignals gemäß Fig. 6A enthält. Auch am Beginn des Intervalls h fällt der normale Ausgang der Klemme Q* der Slave-Flipflopschaltung auf seinen Wert »0« ab, wie in F i g. 6B gezeigt, während das Signal an der komplementären Ausgangsklemme Q* auf einen Wert »1« steigt, um die UND-Torschaltung 13 freizugeben. Das in Fig. 6D gezeigte Phasenumkehrsignal erscheint kurz nach dem Beginn des Zeitiniervaüj h, und es erzeugt ein »1 «-Signal am Ausgang der UND-Torschaltung 13. Dieses Signal geht durch die ODER-Torschaltung 18 zur STELL-Eingangsklemme S\ der Master-Flipflopschaltung 1 und ändert somit die Zustände der Leitfähigkeit an den normalen und komplementären Ausgangsklemmen Oi bzw. Oi; als Ergebnis steigt der Spannungswert an der Ausgangsklemme Qi auf »1«. Das Signal an der normalen Ausgangsklemme Oi und das komplementäre Signal am Ausgang Oi der Master-Flipflopschaltung werden an die STELL-Eingangsklemme S« bzw. an die RÜCKSTELL-Klemme Rt durch die U N D-Torschaltungen 3 bzw. 5 angelegt. Das Signal mit dem Wert »1« an der normalen Ausgangsklemme Oi steuert somit die Slave-Flipflopschaltung so, daß ihr Signalwert an der normalen Ausgangsklemme Ot »1« wird. Als Ergebnis werden die Phase der regelmäßigen Ausgangsklemmen der Master- und Slave-Flipflopsehä'iiüng von der Stcüe umgekehrt, die rechts von den Signalen gemäß den F i g. 6B, 6C und 6E gezeigt ist.

Die Impulsbreite des Phasenumkehrsignals, das in F i g. 6D gezeigt ist, kann ausgewählt werden, um jeden beliebigen Wert innerhalb des Zeitbereiches zu haben, der mit der gestrichelten Linie in Fig. 6D gezeigt ist, vorausgesetzt, daß zumindest ein Teil des Phasenumkehrsignals sich mit zumindest einem Teil des Zeitintervalls ti überlappt Sogar dann, wenn eine Impulsstörung dem Phasenumkehrsignal überlagert wird, so kann diese Störung durch die integrierende Schaltung eliminiert werden, welche durch den Widerstand 14 und den Kondensator 15 gebildet ist.

Wenn das Ausgangssignal der UND-Torschaltung 13 auf .Ί« erhöht wird, indem ein »1 «-Signal an die beiden Eingangsklemmen derselben angelegt wird, so bewirkt dieses »!«-Ausgangssignal, welches der Basis des Transistors 16 über den Widerstand 17 zugeführt wird, daß der Transistor 16 leitend wird und somit den Pegel der niedrigen Eingangsklemme der UND-Torschaltung 13 auf »0« senkt Dies bewirkt, daß auch die Ausgangsklemme der UND-Torschaltung 13 praktisch gleichzeitig »0« führt Sogar dann, wenn die Impulsbreite des Phasenumkehrsignals verhältnismäßig groß ist, und wenn die untere Eingangsklemme der UND-Torschaltung eine »1« führt, nachdem der Transistor 16 nichtleitend wird, da die Slave-Flipflopschaltung 4 durch eine regelmäßige Eingangsklemme Qi der Master-Flipflopschäitüng 1 gesetzt ist — wodurch der komplementäre Ausgang Qa der Slave-Flipflopschaltung eine »0« führt —, wird die Ausgangsklemme der UND-Torschaltung 13 auf einem »0«-Wert während der restlichen Periode

h gehalten. Da sowohl die STELL- als auch die RÜCK-STELL-Eingangsklemmen bzw. -anschlüsse der Master-Flipflopschaltung unter derartigen Bedingungen bei »0« gehalten werden, ist der Leitzustand der Master-Flipflopschaltung während des restlichen Zeitintervalls ^ unverändert.

F i g. 7 zeigt >wn schematisches Schaltbild, welches das Blockschaltbild gemäß F i g. 5 darstellt. Dieselben Bezugszeichen sind für die Schaltungen gemäß F i g. 7 vorgesehen, welche den Schaltungen gemäß Fig. 5 entsprechen, wobei die eingehende Erläuterung dieser Schaltungen daher verkürzt wird.

Ein Eingangssignal von der Eingangsklemme la wird über einen Widerstand 19 der Basis eines npn-Transistors 20 zugeführt Dasselbe Eingangssignal wird auch über einen Widerstand 21, der einen Teil eines Spannungsteilers bildet, der Basis eines Transistors 22 zugeführt Ein zwischen die Basis des Transistors 22 und Erde geschalteter Widerstand 23 bildet den anderen Teil des Spannungsteilers. Der Kollektor des Transistors 20 ist mit den Emittern der beiden npn-Transistoren 24 und 25 in der Master-Flipflopschaltung 1 verbunden, während der Emitter des Transistors 20 geerdet ist Der Kollektor des Transistors 24 ist mit der Basis des Transistors 25 und auch über einen Belastungswiderstand 26 mit einer Stromspeisequelle B+ verbunden. Auf ähnliche Weise ist der Kollektor des Transistors 25 mit der Basis des Transistors 24 und auch mit der Stromspeisequelle B+ über einen Belastungswiderstand 27 verbunden.

Die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 22 ist zwischen die Emitter der beiden npn-Transistoren 28 und 29 und Erde in Reihe geschaltet. Die Basen der Transistoren 28 und 29 sind mit den Kollektoren der Transistoren 25 und 24 verbunden, während die Kollektoren der Transistoren 28 und 29 mit den Basen der beiden Transistoren 30 bzw. 31 verbunden sind; dies bildet das aktive Element der Slave-Flipflopschaltung 4. Der Kollektor des Transistors 28 ist auch mit dem Kollektor des Transistors 31 und über einen Belastungswiderstand 32 mit der Klemme B+ verbunden. Der Kollektor des Transistors 2S ist entsprechend mit dem Kollektor des Transistors 30 und über einen Belastungswiderstand 33 mit der Klemme ß+ verbunden. Der Kollektor des Transistors 30 ist auch unmittelbar mit der Basis eines npn-Transistors 34 verbunden, dessen Emitter geerdet ist Der Kollektor des Transistors 34 ist mit der Klemme B+ über einen Belastungswiderstand 35 verbunden. Der Transistor 34 kehrt das Ausgangssignal am Kollektor des Transistors 30 um.

Das an die Klemme \j angelegte Phasenumkehrsignal gelangt über den Widerstand 14 der integrierenden Schaltung zur Basis eines Transistors 36. Die Basis des Transistors 36 ist durch den Kondensator 15 geerdet, um den leichten integrierenden Arbeitsgang der Schaltung aus Widerstand und Kondensator zu erzielen. Der Kollektor des Transistors 36 ist unmittelbar mit der Stromspeiseklemme B+ verbunden, während der Emitter des Transistors 36 mit Erde über einen Widerstand 37 verbunden ist Der Emitter des Transistors 36 ist auch mit dem Emitter eines anderen npn-Transistors 38 verbunden, dessen Kollektor über einen Bclastungswiderstand 39 mit der Stromspeisequelle B+ verbunden ist Eine Vorspannungsschaltung, welche die Widerstände 40 und 41 aufweist ist mit der Basis des Transistors 38 verbunden, um an diesem Punkt eine Bezugsspannung zu erzeugen.

Der Kollektor des Transistors 38 ist mit der Basis eines pnp-Transistors 42 verbunden, dessen Emitter unmittelbar mit der Stromspeisequellc ß+ verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 42 ist mit Erde über eine Reihenschaltung verbunden, welche zwei Widerstünde 43 und 44 aufweist. Der Übergang zwischen den lci/.igcnannten Widerständen ist mit der Basis eines Transistors 45 verbunden, dessen Emitter geerdet ist. Ein Widerstand 46 verbindet den Kollektor des Transistors 34 mit dem Kollektor 45 und über einen Widerstand 47 mit der Basis des Transistors 16. Wie in Fig.5 gezeigt, ist die Emitter-Kollektor-Strecke des npn-Transistors unmittelbar parallel dem Kondensator 15 geschaltet. Der Widerstand 46 verbindet auch den Kollektor des Transistors 34 mit der Basis eines npn-Transistors 48 über einen weiteren in Reihe geschalteten Widerstand 49.

Der Kollektor des Transistors 48 ist mit dem gemeinsrmen Schaltungspunkt des Kollektors des Transistors 24 und des Belastungswiderstandes 26 verbunden.

Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß F i g. 7 '.virtl nun unter Bezugnahme auf die Wellenformen gemäß F i g. 6 erläutert, da F i g. 7 grundsätzlich nur eine detailliertere Schaltungszeichnung ist, weiche dem Schaltbild gemäß F i g. 5 entspricht. Das Eingangszeitsteucrsignal gemäß F i g. 6A, das an die Eingangsklemme la angelegt wird, hat, obwohl es gezeigt wird, wie wenn es vollkommen rechteckig wäre, in der Tat eine gewisse Neigung sowohl zur Vorderkante als auch zur Hinterkante jedes Impulses, wie z. B. des Impulses P*. Als Ergebnis erreicht das durch den Widerstand 19 an die Basis des Transistors angelegte Signal den Leitfähigkeitspegcl dieses Transistors schneller als die Spannung, welche durch die Dämpfung angelegt wird, die durch die Widerstände 21 und 23 erzeugt wird. Diese Dämpfung bewirkt, daß der Transistor 22 gerade nach dem Transistor 20 leitend wird. Das Umgekehrte trifft bei der Rückflanke bzw. Hinterkante jedes Impulses zu, welche das Zeitsicucrsigns! gemäß Fig.6A bilden: der Transistor 22 erreicht seinen Ausschaltpegel direkt bevor der Transistor 20 seinen Ausschaltpegel erreicht Es ist zweckmäßig, die Übergangszeit zwischen Ausschalten und Nicht-Aus-

schalten einen Übergangszustand zu nerven und auf den Zustand Bezug zu nehmen, bei welchem die Zeitsteuerimpulse entweder ihren Wert »0« oder »1« für eine verhältnismäßig lange Zeit haben, als auf den stabilen Zustand Bezug zu nehmen.

Falls das Phasenumkehrsignal, das an die Eingangsklemme \j gelegt wird, »0« ist, so ist der Transistor 36 nichtleitend. Durch einen Differentialarbeitsgang wird der Transistor 38 leitend, was einen Spannungsabfall am Widerstand 39 herbeiführt, wodurch bewirkt wird, daß der Transistor 42 leitend wird. Der durch die Basis- Emitter-Strecke des Transistors 42 fließende Strom fließt auch durch die Widerstände 43 und 44. Dies erhöht die Spannung an der Basis des Transistors 45 auf einen Wert »1« und bewirkt daß die Basen der Transistoren 16 und 48 beim Wert »0« liegen, und zwar gleich, ob der Kollektor des Transistors 34 einen Wert »1« oder »0« hat

In der Zeitperiode f₂ gemäß F i g. 6 führt die normale Ausgangsklemme Qi der Master-FIipflopschaitung eine »0«, während der normale Ausgang der Slave-Flipflopschaltung eine »1« führt und beide Transistoren 20 und 22 nichtleitend sind. Am Beginn der Zeitperiode h, wenn das Eingangssignal gemäß Fig.6A ansteigt wird der Transistor 20 zuerst leitend, während der Transistor 22 immer noch nichtleitend ist wodurch bewirkt wird, daß die Transistoren 28 und 29 weiterhin nichtleitend bleiben. Dies ist der Übergangszustand, währenddessen der Leitzustand der Flipflopschaltungen 1 und 2 sich ändert

wobei in diesem Zustand, da die komplementäre Ausgangsklemme Öi der Master-Flipflopschaltung eine »1« 'ührt, der Transistor 25 leitend wird und der Transistor

24 immer noch nichtleitend bleibt. Die normale Ausgangsklcmme Qi führt vom Kollektor des Transistors

25 eine »0«, während der komplementäre Ausgang Qi vom Kollektor des Transistors 24 eine »1« führt. Etwas später, während des Übergangszustandes, wird der Transistor 22 leitend, wenn der komplementäre Ausgang Q\ eine »I« und die normale Ausgangsklemme Qi eine »0« führen.

Aufgrund der Leitfähigkeit des Transistors 22 und der an die Transistoren 28 und 29 von den Klemmen Qi und Q\ angelegen Signale wird der Transistor 29 leitend, während der Transistor 28 nichtleitend bleibt. Dies ist der stetige Zustand während des Intervalls /3. Beim Beginn dieses stetigen Zustandes, wenn der Transistor 29 leitend ist, wird die normale Ausgangsklemme Q4 vom Kollektor des Transistors 30 in der Siave-Flipflopscnaltung 4 eine »0« führen, so daß der Transistor 31 nichtleilend wird, woourch bewirkt wird, daß die komplementäre Ausgangsklemme Q« vom Kollektor des Transistors 31 eine »1« führt. Dieser Zustand, in welchem der Transistor 31 nichtleitend und der Transistor leitend ist, dauert bis /um Ende des Zeilintervalls ty

Am Beginn des Zeitintervalls f4, wenn der Zeitsteuerimpuls von seinem Wert »1« auf seinen Wert »0« sinkt, wird der Transistor 22 direkt vor dem Transistor 20 nichtleitend. Wenn der Transistor 22 nichtleitend wird, wird auch der Transistor 29 nichtleitend, wobei jedoch, da der Transistor 28 immer noch nichtleitend ist, der Zustand der Leitfähigkeit der Slave-Flipflopschaltung 4 nicht verändert ist, so daß die normale Ausgangsklemmc Qa bei »0« verbleibt und die komplementäre Ausgangsklemme Qa bei »1« verbleibt.

Wenn der Transistor 25 auch nichtleitend wird, so ist der Transistor 24 ir, der Master-Füpf.opschaltur.g inv nicr noch nichtleitend, so daß der Strom nicht durch den Widerstand 27 fließt und somit auch nicht durch die Kollcktor-Emitter-Strecke des Transistors 25. Darüber hinaus fließt, da die komplementäre Ausgangsklemme Q₄ immer noch eine »1« führt, der Strom nicht durch den Widerstand 27 und die Basis-Kollektor-Strecke des Transistors 28. Daher ändert sich das Signal an der normalen Ausgangsklemme Qi der Master-Flipflopschaltung von »I« zu »0«. Dies bewirkt, daß die komplementäre Ausgangsklemme Qi eine »0« führt, da der durch den Widerstand 26 und die Basis-Kollektor-Strecke des Transistors 29 fließende Strom vorhanden ist, wobei dieser Transistor 29 unter diesen Bedingungen als Umkchrtransistor arbeitet. Dieser Zustand dauert an bis zum Ende des Zeitintervalls U, Ein ähnlicher Vorgang kann wiederholt werden, bis das Phasenumkehrsignal »0« und der Transistor 45 leitend ist

Wenn das Phasenumkehrsignal eine »1» ist und die komplementäre Ausgangsklemnie Q* der Siave-Flipflopschaltung 4 eine »1« führt und auch die komplementäre Ausgangsklemme Qi der Master-Flipflopschaltung eine »1« führt und wenn darüber hinaus das Eingangszeitsteuersignal gemäß F i g. 6A eine »1« ist, so entsprechen die Bedingungen der Periode (7 gemäß F i g. 6. Der Transistor 45 kann nun nichtleitend werden, und da der Transistor 34 nichtleitend wird, so daß sein Kollektor eine »1« führt, können die Transistoren 48 und 16 leitend werden. Daher ändert sich das Signa! am kornplementären Ausgang Qi von »1« zu »0«. Der Transistor 25 wird nichtleitend, während sich das Signal an der normalen Ausgangsklemme Qi von »0« in »1« ändert Gleichzeitig wird der Transistor 28 eingeschaltet, während der Transistor 29 ausgeschaltet wird. Dann wird der Leitzustand der Slave-Flipflopschaltung 4 geändert, während das Signal am komplementären Ausgang Qa zu »0« wild, wobei die normale Ausgangsklemme Q₄ eine »1« führt. Nach dem Phasenumkehrsignal in der Periode r₇ werden somit die Phasen der normalen Ausgangsklemmen Qi und Qa umgekehrt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!. Master-Slave-Flipflopschaltung mit einem ersten Eingangsanschluß, dem ein Taktsignal zügeführt wird, mit einer Master-Flipflopschaltung (1), die Eingangsanschlüsse (Sl, R 1) und Ausgangsanschlüsse (Q 1, Q1) aufweist,
mit einer Slave-Flipflopschaltung (4), die Eingangsanschlüsse (54, A4) und Ausgangsanschlüsse (Q 4, Q 4) aufweist,

mit einer Verknüpfungsschaltung (2, 6), welche die Ausgangsanschlüsse (Q 1, 01) der Master-Flipflopschaltung (1) mit den Eingangsanschlüssen (S 4, R 4) der Slave-Flipflopschaltung (4) und die Ausgangsan-Schlüsse (Q 4, Q 4) der Slave-Flipflopschaltung (4) mit den Eingangsanschlüssen (S 1, R 1) verbindet,
wobei der genannte erste Eingangsanschluß (la) mit der Verknüpfungsschaltung (2, 6) derart verbunden ist, daß deren Betrieb mit Hilfe der Ausgsngssignale von den Ausgangsanschlüssen (Q I₁ Q1) der Master-Flipflopschaltung (1) und von den Ausgangsanschlüssen (Q 4, $4) der Slave-Flipflopschaltung (4) gesteuert wird, und

mit einem zweiten Eingangsanschluß (IJ), der Signa-Ie zur Vornahme einer Phasenumkehrung der Master-Slave-Flipflopschaltungs-Ausgangssignale aufnimmt,

dadurch gekennzeichnet,
daß eine ve·-, der genannten ersten Verknüpfungsschaltung (2, 6) verschiedene Verknüpfungsschaltung (12) vorgesehen ist, die eine Verbindung mit einem der Ausgangsanschaisse (Q 4, 04) der Slave-Flipflopschaltung (4) aufweist und die mit einem der Eingangsanschlüsse (S 1, R 1) der Master-Flipflopschaltung (1) derart verbunden ist, daß die Steuerung des Betriebes der betreffenden Master-Flipflopschaltung (1) unterstützt wird, und
daß der genannte zweite Eingangsanschluß (Ij) mit der von der ersten Verknüpfungsschaltung verschiedenen Verknüpfungsschaltung (12) derart verbunden ist, daß ein Zusammenwirken mit der Verbindung zu dem genannten einen Ausgangsanschluß der Slave-Flipflopschaltung (4) hinsichtlich der Steuerung des Betriebes der von der ersten Verknüpfungsschaltung verschiedenen Verknüpfungsschaltung (12) zur Erzielung einer gesteuerten Phasenumkehrung des Signals an den Ausgangsanschlüssen (Q4, Q4) der Slave-Flipflopschaltung (4) erfolgt.
2. Master-Slave-Flipflopschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der komplementäre Ausgangsanschluß (Q 4) der Slave-Flipflopschaltung (4) mit der von der genannten ersten Verknüpfungsschaltung verschiedenen Verknüpfungsschaltung (12) verbunden ist.
3. Master-Slave-Flipflopschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein ODER-Glied (18) mit einem Ausgangsanschluß an einem der Eingangsanschlüsse (Sl) der Master-Flipflopschaltung (1) angeschlossen ist und daß erste und zweite Eingangsanschlüsse des betreffenden ODER-Gliedes (18) mit der ersten Verknüpfungsschaltung (2,6) und der davon verschiedenen Verknüpfungsschaltung (12) verbunden sind.
4. Master-Slave-Flipflopschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von der ersten Verknüpfungsschaltung verschiedene Verknüpfungsschaltung (12) ein UND-Glied (13) aufweist, welches mit einem ersten Eingangsanschluß an dem Ausgangsanschluß (Q 4) der Slave-Flipflopschaltung (4) angeschlossen ist und welches einen /weiten Eingangsanschluß aufweist, der über eine Verbindungsschaltung (14, 15) mit dem zweiten Eingangsanschluß (Iy) verbunden ist.
5. Master-Slave-Flipflopschaltung nach Anspruch

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsschaltung (14) eine integrierende Schaltung (14) mit einem Kondensator (15) aufweist, der zwischen dem zweiten Eingangsanschluß des UND-Gliedes (13) und einer eine konstante Spannung führenden Spannungsstelle (Masse) liegt
6. Master-Siave-Flipflopschaltung nach Anspruch

5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transistor (16) vorgesehen ist, der mit seiner Emitter-Kollcklor-Strecke dem Kondensator (15) parallel geschaltet ist und dessen Basis am Ausgang des UN D-Gliedes (13) angeschlossen ist.