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Anordnung zur Impulsuntersetzung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Impulsuntersetzung einer festen Eingangsimpulsfolgefrequenz mit Hilfe vorzugsweise dekadisch einstellbarer Wahlschalter. Es istbekannt, voneiner festen Eingangsimpulsfolgefrequenz untersetzte Impulsfolgen dadurch abzuleiten, dass ganzzahlige Teiler verwendet werden.
So wird in der deutschen Patentschrift Nr. 1069 407 eine Schaltungsanordnung zum Dividieren einer Impulsfolge durch einen Divisor n beschrieben, bei der in die Verbindung vom Eingang der Dividierschaltung zumAusgang derselben mindestens eine UND-Schaltung eingefügt ist, deren zweitem Eingang immer dann ein Signal zugeführt wird, wenn die dem Teilverhältnis entsprechende Zahl von Eingangsimpulsen einge- troffenist.
DieSchaltung ist speziell dadurch charakterisiert, dass für das Teilverhältnis n=2 die Eingangsimpulse gleichzeitig dem einen Eingang einer ODER-Schaltung zugeführt werden, deren Ausgang mit dem einen Eingang einer zweiten UND-Schaltung verbunden ist, deren zweiter Eingang über eine Umkehrschaltung mit dem Ausgang der Teilerschaltung verbunden ist und deren Ausgang auf eineVerzögerungsleitung wirkt, die in ihrem Ausgang um eine Impulsfolgezeit später einen Impuls aussendet, der sowohl dem zweiten Eingang der ersten UND-Schaltung als auch dem zweiten Eingang der ODER-Schaltung zugeführt wird.
Bei dieser Anordnung kann also die Ausgangsfrequenz nur durch ganzzahlige Teilung der Eingangsfrequenz gewonnen werden. Der Nachteil einer solchen Anordnung besteht darin, dass die so gewonnenen Frequenzen jeweils nur 1/2, 1/3, 1/4 usw. der Grundfrequenz betragen können, also bei erwünschter Vor-
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regelungen auf, bei denen die betreffenden Anteile, die miteinander gemischt werden sollen, in Prozenten vorgegeben werden. Wesentlich dabei ist, dass die gewünschten Werte auch laufend neu eingestellt werden können, also der Frequenzuntersetzer nicht nur für eine bestimmte Frequenz ausgelegt sein darf.
In der angegebenen deutschen Patentschrift sind Teiler für n=2 und n=3 angegeben, wobei die Schaltung für n=3 schon recht aufwendig wird. Für n=4, n=8 usw. hat man die Grundschaltung für n=2 mehrmals nacheinander zu schalten. Für ein beliebiges Teilungsverhältnis, etwa n=25, wird ersichtlich die Schaltung äusserst kompliziert. Da etwa bei der oben genannten Aufgabe - ganz abgesehen von den nicht vorhandenen prozentualen Einstellungsmöglichkeiten - alle Werte einstellbar sein müssen, wäre die Verwendung solcher Frequenzteiler dort wirtschaftlich kaum tragbar.
EsistweiterhindurchdiedeutscheAuslegeschriftNr. l 084 763 eine A nord nung zur Ableitung von Impuls- gruppen aus einer Hauptimpulsfolge unter Verwendung eines Frequenzteilers mit binären Schaltelementen, bei der Stromtore auf kombinierte, aus dem Frequenzteiler abgeleitete Impulsfolgen ansprechen, bekannt.
Sie ist dadurch charakterisiert, dass die Hauptimpulsfolge dem aus der Reihenanordnung von bistabilen und differenzierenden Elementen bestehenden Frequenzteiler zugeführt wird und dass an den Verbindungspunkten zwischen den bistabilen und differenzierenden Elementen Impulsfolgen geteilter Frequenz abgeleitet
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und einer Anzahl von Stromtoren parallel so zugeführt werden, dass ein Stromtor anspricht, wenn die
Binärzustände der zugeführten Impulsfolgen eine bestimmte Kombination aufweisen.
Bei dieser Anordnung handelt es sich um einen Codewandler, mit dessen Hilfe eine Serien-Parallel-
Wandlung einer Impulsfolge erfolgt, so dass Impuls für Impuls dieser Folge zeitlich nacheinander an den
Ausgängen einer Anzahl von Stromtoren erscheint. Die Patentschrift gibt jedoch keinen Weg an, wie die
Ausgänge der Stromtore zu verknüpfen seien, damit an Wahlschalterleitungen laufend jede beliebige un- tersetzte Frequenz anliegt, von der eine oder mehrere Frequenzen je nach vorliegender Aufgabenstellung - wie etwa bei der Mischungsregelung - abgegriffen werden können.
Wichtig für die genannte Aufgabenstellung ist im Hinblick auf die allgemein gewünschte hohe Regel- genauigkeit auch eine Impulsverteilung für jede untersetzte Frequenz derart, dass die Impulsabstände an- nähernd konstant bleiben. Es ist weiterhin mit Rücksicht auf ein sicheres Schalten erwünscht, statisch zu schalten und nicht zu differenzieren.
Gemäss der Erfindung werden nun bei einer Anordnung zur Impulsuntersetzung einer festen Eingangs- impulsfolgefrequenz mit Hilfe vorzugsweise dekadisch einstellbarer Wahlschalter die in den bekannten An- ordnungen auftretenden Nachteile unter gleichzeitiger Erfüllung der noch zusätzlich genannten Aufgaben dadurch beseitigt, dass die einlaufenden Impulse über einen Impulsformer einem oder mehreren aus vorzugsweise jeweils 4 bistabilen Stufen aufgebauten Zähldekaden zugeführt werden, deren Ausgänge über insbesondere aus UND-Gatter-Dioden-Kreuzschienenverteiler aufgebauten Code-Wandlern auf ODER-Gatter-Schaltsysteme, etwa als solche aufgebaute weitere Dioden-Kreuzschienenverteiler geführt sind, die ihrerseits mit den Anschlüssen der vorzugsweise durch kontaktlose UND-Gatter aufgebauten Wahlschalter verbunden sind,
wobei die Ausgänge der Wahlschalter zusammen mit einem Ausgang des Impulsformers jeweils auf UND-Gatter geführt werden, dem UND-Gatter der zweiten Dekade und den folgenden entsprechenden UND-Gattern noch die Nulleitungen der vorhergehenden Dekaden zugeführt werden und die UND-Gatter auf ein gemeinsames ODER-Gatter geschaltet sind.
In dem nachstehend dargestellten grundsätzlichen Aufbau der Schaltung und den speziellen Ausführungsbeispielen wird die Erfindung erläutert und es werden weitere, zur Ausgestaltung der Erfindung gehörende Merkmale aufgezeigt.
Es zeigtFig. lein Grundschaltbild des Impulsuntersetzers gemäss derErfindung, Fig. 2 und 3 einAusfüh- rungsbeispiel desselben, Fig. 4 zeigt ein benutztes ODER-Glied, Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 6 und 7 ein Ausführungsbeispiel sehr geringen Schaltaufwandes, Fig. 8 einen Frequenzmultiplikator mit nur einem Zehner-Vielfach für spezielle Verwendungszwecke, Fig. 9 ein benutztes UND-Glied und Fig. 10 eine UND-Schaltung zur Verwendung als Wahlschalter. In Fig. l ist das Grundschaltbild des Impulsuntersetzers gemäss der Erfindung dargestellt.
Die zu untersetzende Impulsfolge wird einem Impulsformer 1 mit wenigstens zwei Ausgängen zugeführt.
Ein Ausgang ist an eine erste Zähldekade 2 geführt, die gegebenenfalls weitere Zähldekaden 21 steuert.
Jede Zähldekade besteht aus bistabilen Kippstufen mit zwei Ausgängen. Die acht Ausgänge jeder Zähldekade sind an ein System von UND-Gattern 2a, 2a' geführt, das zehn Ausgänge hat. Je nachdem inder Zähldekade aufgelaufenen Wert tritt an einem dieser Ausgänge ein Signal auf. Diese Ausgänge sind einem System von ODER-Gattern 3, 3' zugeführt. Dieses System von ODER-GatternhateineReihe vonAusgängen, vorzugsweise zehn Ausgänge. Neun Ausgänge von ihnen sind dabei so an die ODER-Gatter geschaltet, dass an ihnen, wenn die Zähldekade einmal durchlaufen wird, eine vorbestimmte Zahl von Impulsen auftritt.
Beispielsweise kann an der ersten Ausgangsleitung bei einem Durchlauf der Zähldekade ein Impuls, an der zweiten Ausgangsleitung zwei Impulse usw. und an der neunten Ausgangsleitung neun Impulse auftreten. Diese beispielsweise neun Ausgangsleitungen sind an einen Wahlschalter 4 (bzw. 4*) geführt, über den. jeweils eine der Ausgangsleitungen mit einem UND-Gatter 5 (bzw. 5') verbunden werden kann. Dieses UND -Gatter 5 (bzw. 5') ist mit dem zweiten Ausgang des Impulsformers 1 verbunden. Ist der Wahlschalter 4 beispielsweise auf die zweite Ausgangsleitung des ODER -Gatters 3 geschaltet, an dem bei einem Durchlauf der Zähldekade 2 zwei Impulse auftreten, so tritt dabei eine entsprechend untersetzte Anzahl von Impulsen an dem UND-Gatter 5 auf.
In entsprechender Weise werden die Ausgänge einer zweiten Zähldekade 2', die von der ersten Zähldekade 2 gesteuert wird, geschaltet. Das letzte UND-Gatter 5', das an diese Zähldekade angeschlossen ist, wird dabei noch zusätzlich mit dem zehnten Ausgang des der ersten Zähldekade nachgeschalteten ODER-Gatters 3 verbunden. Die UND-Gatter 5 und S* indenbeiden Zähl- dekadenkreisen werden ausgangsseitig über ein ODER-Gatter 6 verbunden, an dem die gewünschte Ausgangsimpulsfolge auftritt, die den Vorteil einer gleichmässigen Verteilung der Impulse über ein Zähldekadenintervall besitzt. Entsprechend können weitere Zähldekaden vorgesehen werden.
Durch entsprechende Schaltung der ODER-Gatter 3, 3'usf. lassen sich beliebige Frequenzuntersetzungsverhältnisse herstellen.
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Schaltung 5 bewirkt, dass bei sinusförmiger Eingangsfrequenz am Impulsformer 1 der Ausgang ein Rechteckkurvenzug von einer Halbwelle der Eingangsfrequenz wird, wie es etwa in Fig. 2 dargestellt ist.
Fig. 2 und 3 zeigen ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung, das eine Impulsverteilung be-
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diesogleichmässig wie möglichlich und zuleitungsgemäss nacheinander) an den 10 Eingängen 71, 72-79, 70 des ODER-Gatter-Systems 3 liegt, im unteren Teil die Ausgangsfrequenz an den Ausgängen gl, 22. qg, 80 des Wahlschalters 4. Diese Verteilung wird mit Hilfe der speziellen Schaltung des ODER-Gatter-Systems erreicht, wie es in Fig. 3 dargestellt ist : die senkrechten Kurven bezeichnen die Eingangsleitungen von 3, die waagrechten Kurven sind etwa mit den einzelnen Abgriffen des Schalters 4 verbunden.
(Die in denLeitungen 81-89inKlam- mern angegebenen Zahlen bedeuten den zugehörigen eingestellten Multiplikationsfaktor Cl zur Eingangsfrequenz, der kleiner als 1 ist.) Die Kreuzungspunkte, an denen Dioden, wie in Fig. 4 dargestellt, geschaltet sind, sind in Fig. 3 durch Kreise angedeutet.
Je nach Stellung des Wahlschalters ist die Ausgangsimpulsfolge mit Lücken versehen (s. Fig. 2 unten),
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1zur Ausgangsklemme 27. Die übrigen D ekaden sind sinngemäss verschaltet, wie symbolisch durch die Kästen 28 und 29 angedeutet ist. Der Unterschied liegt darin, dass'an Stelle des Widerstandes 23 und der Diode 24 neben den entsprechenden 23'und 24'bzw. 23" und 24" nach Dioden 30'und 30" sowie 31 zur Bildung einer UND-Schaltung herangezogen werden. Von den Transistoren 25'und 25"gehen die Signale dann über die Sammelleitungen 26 auf die Ausgangsklemme 27,
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und 2', einemSystemvonODER-Logiken3und3'sowie dem Eingangsimpulsformer 1.
Hinter die Ausgänge derODER-Logik3und3'wirdmanzweckmässigerweiseeinfacheVerstärkerschalten, diez.B.auseinemTransistor bestehen können. Die Schalter 4 und 4'muss man dann für jeden Ausgang getrennt vorsehen, ebenso die UND-Schaltungen 5 und 5' sowie die ODER-Schaltung 6. Ist die Anlage weitläufig, so kann es einen relativ hohen Aufwand bedeuten, wenn man für jede Stelle ein Leitungsvielfach animpulsleitungen verle- gen muss. Dies lässt sich nach einem weiteren Erfindungsvorschlag einsparen, wie er inFig. 8 niedergelegt ist. Nachdem Eingangsimpulsformer 1 folgen die tetradischen Zähldekaden 2 und 2'. Die 1 aus 10 LogikSchaltung ist getrennt gezeichnet und mit 2a und 2a** gekennzeichnet. Die Schaltung der ersten Ziffer erfolgt normal über die ODER-Logik 3. Der Schalter 4 ist nur einmal gezeichnet.
Vom Schalter 4 geht es über die UND-Schaltung 5 auf die ODER-Schaltung 6 zum Ausgang 6*. Das Vielfach 32 geht dann weiter zu weiteren Schaltern, die dem Schalter 4 entsprechen für weitere Ausgänge. Die nächste Stelle für den Ausgang 6* wird nun von einem Schalter 33 abgenommen, der an demselben Vielfach liegt. Damit jedoch die 2. Dekade 2'zur Wirkung kommt, sind besondere UND-Schaltungen 34 vorgesehen, die jeweils die Koinzidenz zwischen einem Ausgang der Logik 2a feststellen.Im Koinzidenzfalle geht über die ODERSchaltung 35 ein Signal auf die UND-Schaltung 36. Der andere Eingang der UND-Schaltung 36 wird vom Schalter 33 beaufschlagt. Der Ausgang dieser UND-Schaltung 36 geht auf eine Kippstufe 37 und stellt sie
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38 erregt.
Der andere Eingang der UND-Schaltung 38 wird von der Logik 20 angesteuert, der 3. Eingang vom Ausgang 1 des Impulsformers 1, so dass von dieser UND-Schaltung dann der erforderliche Impuls der nächsten Dekade entsprechend über die ODER-Schaltung 6 auf den Ausgang 6* durchgeleitet wird. Entsprechend wird ein Schalter ähnlich 33 für eventuell höhere Dekaden verwendet; die der UND-Schaltung 38 dann entsprechende Schaltung enthält einen Eingang mehr, um auch den Punkt 00 der Logik 2a'* mit in die UND-Bedingungen aufzunehmen.
Die bisher in dieser Beschreibung vorgesehenen Schalter sind alle so angeordnet, dass der Schalterabgriff ein von 0 verschiedenes Potenial hat. Hat man nun z. B. (wie es bei gewissen Lochkartenabtastungen vorkommt) nur für alle Schalter auf einer grösseren Anlage ein gemeinsames Potential zur Verfügung, so mussmanmitbesonderenUND-SchaltungenfürjedeSchalterstellung arbeiten, hat dann aber den besonderen Vorteil, dassmanz. B. auchZifferanzeigelampen, die die vorgewählte Zahlen anzeigen. damit gleichzeitig schalten kann, wie es in Fig. 10 dargestellt ist : Punkt40 wird dann an das ODER-Logik-System 3 an-
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;zeige eingebaut zur Anzeige der geschalteten Ziffer.
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