A-183-4 Quad Level Shifter / Clock/Trigger Buffer / Slope Sharpener

Das Modul A-183-4 enthält vier digitale Pegel-Umsetzer (Level-Shifter). Diese werden benötigt, wenn der Pegel eines digitalen Steuersignals auf einen anderen Spannungswert geändert oder die Flankensteilheit verbessert werden muss . Eine typische Anwendung ist die Umsetzung eines Gate-, Trigger- oder Clock-Signals mit 0/+5V Pegel (oder eines jeden anderen Spannungswertes oberhalb von +3V)  auf 0/+12V. Außerdem kann das Modul dazu verwendet werden, die Flankensteilheit eines Signals zu verbessern. Bei manchen Anwendungen kann eine gute Flankensteilheit erforderlich sein (z.B. zur Triggerung von Hüllkurven-Generatoren). Falls die Flankensteilheit (und/oder der Pegel) des zur Verfügung stehenden Signals nicht ausreicht, ist hier das Modul A-183-4 die richtige Wahl.
Der Wert des Ausgangspegels kann mit Hilfe einer Steckbrücke (Jumper) zwischen +5V oder +12V gewählt werden. Ab Werk ist das Modul auf +12V eingestellt. Es kann jedoch auf +5V Ausgangspegel umgestellt werden, um auch einen höheren auf einen niedrigeren Pegel umzusetzen (z.B. +12V auf +5V). Diese Anwendung wird aber eher selten benötigt. Die Pegel-Einstellung mit Hilfe der Steckbrücke ist global und kann nicht für jede Einheit getrennt gewählt werden. Ein kleiner Aufkleber neben der 3-poligen Stiftleiste für den Jumper zeigt die beiden möglichen Positionen für die Ausgangsspannung (+12V oder +5V) an.

Die vier Ausgangssignale werden mit LEDs angezeigt.

Die Aus- und Eingänge der vier Einheiten sind über die Schaltkontakte der Eingangsbuchsen normalisiert, d.h. es wird das Ausgangssignal der darüber liegenden Einheit dazu verwendet, den Eingang der darunter liegenden Einheit anzusteuern, sofern in den betreffenden Eingang kein anderes Signal gepatcht wird. Auf diese Weise kann das Modul auch als Clock/Trigger/Gate-Buffer oder -Vervielfacher verwendet werden. Hierzu wird das zu puffernde Signal mit der Eingangsbuchse 1 verbunden und erscheint dann in gepufferter Form (und ggf. im Pegel geändert) an allen vier Ausgängen.

Schwellwerte für die Spannungen an den Eingängen:

• Spannungen unter ca. +0,8 V werden als "low" interpretiert
• Spannungen über ca. +3V werden als "high" interpretiert.

Typische Anwendungsbeispiele

• Umsetzung der Pegels von digitalen Steuersignalen (z.B. Gate, Trigger, Clock) auf einen anderen Spannungswert (+12V oder +5V)
• Pufferung und Vervielfältigung von von digitalen Steuersignalen (z.B. Gate, Trigger, Clock) 
• Erhöhung der Flankensteilheit von "schlaffen" digitalen Steuersignalen 
• Ableiten eines Gate/Trigger/Clock-Signals aus einem Analogsignal (Komparator-Funktion), siehe hierzu auch die untenstehenden technischen Hinweise 

Technische Hinweise

• Wegen des Strombedarfs der LED-Anzeigen stehen in der +12V-Position nur ca. +11V Gate-Pegel am Ausgang zur Verfügung. Das ist aber für alle uns bekannten Anwendungen mehr als ausreichend. Falls tatsächlich +12V Spannungspegel benötigt werden, so kann die LED-Anzeige der betreffenden Einheit deaktiviert (z.B. ein LED-Beinchen abzwicken)
• Das Modul ist nicht für bipolare Signale geeignet ! Bei bipolaren Signalen wird der negative Anteil des Eingangssignals abgeschnitten (geclippt). Das kann u.U. negative Auswirkungen auf das verwendete Signal haben. Die Details hängen von der Ausgangsschaltung des verwendeten Signals ab (d.h. ob die Schaltung gegen das Clippen mit einer Diode geschützt ist). Für das vorgesehene Anwendungsgebiet (Konvertierung von Trigger-, Gate- oder Clock-Signalen) ist das jedoch ohne Belang, da diese Signale üblicherweise nur mit positiven Spannungen arbeiten. 
• Das Modul ist auch für analoge Signale nur bedingt geeignet ! Bei analogen Eingangssignalen arbeitet das Modul nur als Komparator und die negativen Anteile des Eingangssignals werden - wie oben erwähnt - geclippt. Es kann aber dazu verwendet werden, um beispielsweise aus einem langsam sich verändernden Signal (z.B. Dreieck eines LFOs) ein digitales Steuersignal mit hoher Flankensteilheit abzuleiten. Unter Zuhilfenahme eines Offset-Generators (z.B. A-183-2) kann man den Umschaltpunkt auch einstellbar machen.

Module A-183-4 is a fourfold level shifter. A level shifter is required if the level of a digital control signal has to be increased or decreased. It can be used also to improve the slew rate (or edge steepness) of a signal. A typical application is the conversion of a gate, trigger or clock signal with 0/+5V voltage level (or any level beyond +3V)  to 0/+12 voltage level. Another application is to sharpen the rising and falling edge of a signal. In some cases (e.g. triggering an envelope generator) a fast rising edge may be required. If the slew rate (and/or level) of the available gate signal is not sufficient module A-183-4 is the right choice.
The output voltage level can be set by means of a jumper to +12V or +5V. The factory setting is +12V. But it can be changed to convert also a higher to a lower level (e.g. +12V to +5V). But this application is required rarely. The output level setting by means of the jumper is global, i.e. it is valid for all four units and cannot be set individually for each unit. A small sticker near the pin header for the jumper tells the two positions for the output voltage (+12V or +5V).

The four output signals are displayed by means of LEDs.

The outputs and inputs of the four sub-units are normalled via the switching contacts of the input sockets, i.e. the output signal of the upper unit is used as input signal of the unit below provided that no patch cable is inserted into the input socket of the lower unit. That way the module can be used also as clock/trigger/gate buffer or buffered multiple for digital signals. For this the signal that has to be buffered is connected to input 1. The buffered (and possible level shifted) signal appears then at all four outputs.

Voltage thresholds for the input voltages:

• voltages below +0,8 V are treated as "low"
• voltages above +3 V are treated as "high"

Typical applications

• Converting the levels of digital control signals (e.g. gate, trigger, clock) to another voltage level (+12V or +5V)
• Buffering and duplicating digital control signals (e.g. gate, trigger, clock)
• Improving the edges of "flabby" digital control signals
• Generating a gate/trigger/clock signal from an analog signal (comparator function): For details please refer to the technical notes below

Technical notes

• Because of the current consumption of the LED displays in the +12V mode actually only about +11V gate level are available at the outputs in this mode. But this should be more than sufficient for all known applications. Provided that indeed +12V gate level are required one may disable the LED display of the sub-unit in question (e.g. by pinching off one of the two LED wires)
• The module cannot be used for bipolar signals! The negative share of the input signal will be clipped by means of a so-called clipping diode. This may affect the output circuitry of the module connected to the A-183-4 (depends upon the details of the output circuit and if it is protected against clipping). For the planned field of application (i.e. converting gate/trigger/clock signals) that's normally no limitation because these signals work ususally only with positive voltages.
• The module can be used for analog signals only to a limited extend! With an analog input signal the module does work only as a comparator and the negative share of the input signal is clipped (as mentioned above). But it can be used to derive a digital signal with fast slopes from a slowly varying analog signal (e.g. triangle of an LFO). With the aid of an offset generator (e.g. A-183-2) the crossover point can be adjusted.