Impulszähl-Kodierungseinrichtung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Impuls- zähl-Kodierungseinrichtung, welche in Abhängigkeit von Eingangsimpulsen ein kodiertes Ausgangssignal erzeugt, welches die Anzahl der Eingangsimpulse darstellt.
In elektronischen Anlagen, wie z. B. in Rechen maschinen oder Steuervorrichtungen, bestehen zahl reiche Anwendungsmöglichkeiten für Vorrichtungen, welche ein kodiertes Ausgangssignal erzeugen, wel ches der Anzahl von Eingangssignalen oder -Impul sen entspricht. Das kodierte Ausgangssignal kann für zahlreiche Anzeige- und Steuerfunktionen ver wendet werden, wobei die Ausgangsimpulse im letzt genannten Fall oft als Torimpulse dienen, um die Erregung oder Übertragung elektrischer Energie an verschiedene Verbraucher zu steuern.
In diesen Fällen ist die Natur des Kodes be stimmt durch den Apparat, dem das Ausgangssignal der Zählvorrichtung zuzuführen ist. Es ist daher er wünscht, über eine Zählvorrichtung zu verfügen, welche in der Lage ist, ein Ausgangssignal in Über einstimmung mit einem willkürlich gewählten Kode zu erzeugen. Ferner ist es wünschenswert, dass zwecks Änderung in der Steuerfunktion der Aus gangssignale der Zählvorrichtung der Kode, durch welchen die Zählung ausgedrückt ist, auch geändert werden kann.
Diese Forderungen hinsichtlich einer willkür lichen Kodierung und hinsichtlich der Flexibilität bei der Änderung des Kodes sind nicht leicht zu erfüllen, denn bekannte Vorrichtungen haben sich in dieser Hinsicht im allgemeinen nicht als zufrieden stellend erwiesen oder haben sich nur für be schränkte Anwendungen geeignet.
Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer verbesserten Einrichtung zur Erzeugung eines kodierten Ausgangssignals, welches die Anzahl von Eingangsimpulsen gemäss einem vor gegebenen willkürlichen Kode ausdrückt.
Gegenstand der Erfindung ist eine Impulszähl- Kodierungseinrichtung zur Erzeugung eines kodier ten Ausgangssignals, welches eine Anzahl Eingangs impulse aus einer Quelle darstellt, mit einer Anzahl kodeerzeugender Stufen, von denen jede eine Anzahl stabiler Betriebspegel aufweist, weiter mit einer Diodenmatrix, welche aus einer Anzahl von Matrix leitern und Gruppen von Matrixdioden besteht, welche mit den genannten Leitern gekoppelt sind, weiter mit Mitteln zur Kopplung der genannten Ma trixdioden mit den genannten Stufen zwecks Erzeu gung von Potentialen auf den genannten Leitern,
welche durch den besonderen Betriebspegel bestimmt sind, auf welchem die zugeordnete Stufe arbeitet. Diese Einrichtung zeichnet sich aus durch eine An zahl von Torkreisen, welche mit den genannten Matrixleitern gekoppelt und durch die Potentiale derselben gesteuert sind, um die genannten Ein gangsimpulse an verschiedene Stellen der genannten Stufen gemäss einem vorgegebenen Kode anzulegen.
Durch Änderung der Kopplung zwischen den Matrixdioden und den kodeerzeugenden Stufen lässt sich der Kode, durch welchen die Zählung ausge drückt ist, in einen andern willkürlichen Kode ab ändern.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt: die Fig. 1 ein Blockschema einer Einrichtung zur Erzeugung eines willkürlichen (arbiträren) kodierten Ausgangssignals, welches der Anzahl aufeinander folgender Eingangsimpulse entspricht, die Fig. 2 ein Schema des in der Fig. 1 in Block schema dargestellten Ausführungsbeispiels, welches ausgelegt ist, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches gemäss dem Stibitz-Gray-Kode (Excess-3- Kode) kodiert ist, und die Fig. 3 eine Tabelle des eben erwähnten Kodes.
In der Fig. 1 sind in Blockform vier auf Trigger- impulse ansprechende, bistabile Stufen<I>A, B,</I> C und D dargestellt, die beispielsweise aus Multivibratoren bestehen können. Jede Stufe steuert eine Dioden- Matrix 10, mit welcher sie durch geeignete Verbin dungsleiter verbunden ist. Die Trigger-Eingangs- impulse <B>11</B> werden einem Mehrfach-Tor 13 zuge führt, um dann in Abhängigkeit von den Zuständen der Wege des Tores den verschiedenen Zählstufen <I>A, B,</I> C und<I>D</I> zugeführt zu werden.
Die Zustände der Wege des Tores 13 sind direkt durch die Matrix 10 steuerbar, welche ihrerseits wiederum durch die auf Triggerimpulse ansprechenden Stufen<I>A, B, C</I> und D gesteuert wird.
Die Fig. 2 zeigt nun ein ausführliches Schema, anhand dessen ein besonderes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben wird, welches einen be sonderen Kode verwendet, nämlich den Stibitz- oder Excess-3-(Gray)-Kode, dessen Schema aus der Fig. 3 hervorgeht.
In der Fig. 2 sind vier bistabile Trigger- kreise, die aus Multivibratoren bestehen, dargestellt, und zwar die Stufen<I>A, B,</I> C und<I>D;</I> die Kombina tionen der binären Ausgangssignale der Triggerkreise stellen verschiedene Ziffern im gewählten Ausgangs impulskode dar. Wenn beispielsweise nur die Stufe C ein Ausgangssignal erzeugt, dann bedeutet dies einen Kodewert 4 , entsprechend einer Zahl von vier Eingangsimpulsen, wie dies aus der Tabelle der Fig. 3 hervorgeht.
Wenn anderseits die Stufen B und D ein Ausgangssignal erzeugen, dann beträgt die Anzahl der gezählten Eingangsimpulse 9, wie wiederum aus der Fig. 3 hervorgeht.
Wie zu zeigen sein wird, ist der gewählte Kode durch die Diodenanordnung in der Diodenmatrix 10 bestimmt. Die Fig. 2 zeigt die Matrixdiodenan- ordnung, welche nötig ist, um den Kode gemäss Fig. 3 zu erzeugen. Es sind zehn Diodenmatrix- leitungen vorhanden, welche der Reihe nach von 0-9 bezeichnet sind. Jeder Leiter ist über einen Kopplungswiderstand 22 mit einer positiven Span nungsquelle B + verbunden.
Der Mehrfach-Torkreis 13 besteht aus einer Gruppe von Dioden, wobei die Anode jeder Diode mit einem andern Matrixleiter verbunden ist, während die Kathoden der Dioden miteinander verbunden sind und die gemeinsame Verbindung 63 zur Leitung 64 bilden, welch letzterer die Eingangsimpulse 11 zugeführt werden.
Aus der Tabelle der Fig. 3 erkennt man, dass für die Ziffer 0 die bistabilen Stufen<I>A,</I> C und<I>D</I> keine Ausgangssignale erzeugen, während die Stufe B ein Ausgangssignal liefert. Unter diesen Verhält nissen sind die rechtsseitigen Trioden 30, 32 und 34 der Stufen<I>A,</I> C und<I>D</I> leitend, während die linke Triode 31 der Stufe B leitend ist. Das Arbeiten der bistabilen Multivibratoren ist so, dass normalerweise eine der beiden kreuzweise verbundenen elektroni schen Röhren jedes der vier Triggerkreise leitend und die andere nichtleitend ist.
Um diesen Zustand umzukehren, wird ein Triggerimpuls an die betref fende Stufe angelegt, so dass nun diese, nämlich die bisher leitende Röhre, gesperrt wird. Der leitende Zustand der Trioden 30, 32 und 34 der Stufen A, C und D spannt die Matrixdioden auf den Matrix leitern 1 bis und mit 9 vor, aber nicht den Matrix leiter 0. Dazu ist der leitenden Triode 30 der Stufe A eine Reihe von Matrixdioden 40, 41, 42 und 43 zugeordnet, welche den Matrixleitern 2, 3, 6 bzw. 7 zugeordnet sind. Die Kathoden der Dioden 40-43 sind unter sich und mit der Anode 45 der Triode 30 verbunden, während die entsprechenden Anoden ge trennt mit den zugeordneten Matrixleitern verbun den sind.
Wenn eine Matrixdiode leitend ist, weist die normalerweise dieser Diode zugeordnete Matrix leitung ein Potential auf, dessen Wert kleiner ist als die Spannung B +, und zwar um einen Betrag, wel cher gleich dem Spannungsabfall im zugeordneten Widerstand 22 ist. Infolgedessen befinden sich die Matrixleiter 2, 3, 6 und 7 auf einem verminderten Potential, wenn die Triode 30 der Stufe A leitend ist. Ferner ist in der Stufe B die Triode 31 bei der Ziffer 0 leitend, so dass die Dioden 51, 52, 53 und 54 in den leitenden Zustand versetzt werden, was wiederum eine Herabsetzung der Spannung auf den Matrixleitern 3, 4, 5 und 6 zur Folge hat, welche diesen Dioden zugeordnet sind.
Ferner ist in der Stufe C bei der Ziffer 0 die Triode 32 leitend, so dass sich die Dioden 56 und 57 im leitenden Zustand befinden, wodurch die Matrixleiter 1 und 8 sich be züglich der Speisespannung auf einem herabgesetzten Potential befinden. Schliesslich ist in der Stufe D die Triode 34 leitend, wodurch die Matrixdiode 58, 59, 60, 61 und 62 leitend sind, so dass sich die Matrix leiter 5, 6, 7, 8 und 9 je auf einem herabgesetzten Potential befinden. Man erkennt, dass in gewissen Fällen überzählige, in ihrer Wirkung sich überlap pende Matrixdioden vorhanden sind, das heisst einer Matrixleitung ist mehr als eine Matrixdiode zugeord net. Dieser Umstand beeinflusst den Zählvorgang nicht. Man erkennt, dass beispielsweise dem Matrix leiter 5 die beiden Dioden 53 und 58 zugeordnet sind.
Aus den vorangehenden Ausführungen geht hervor, dass für die Ziffer 0 die Matrixleitungen 1 bis und mit 9 ein herabgesetztes Potential aufweisen, während der Matrixleiter 0 sein ursprüngliches Po tential beibehält, welches gleich der Speisespannung B+ ist.
Der beschriebenen Matrixleiteranordnung ist als Eingang die Mehrfach-Toranordnung 13 derart zu geordnet, dass die Matrix die Übertragung von Triggerimpulsen 11 durch das Tor 13 zu den bi- stabilen Multivibratorstufen steuert. Das Tor 13 weist eine Reihe von Dioden auf, wobei die Anode 60' jeder dieser Dioden getrennt mit einer andern Matrixleitung verbunden ist. Die Kathoden 62' dieser Dioden sind mit dem Leiter 63 verbunden, welcher seinerseits mit der Eingangsleitung 64 verbunden ist, welcher die Triggerimpulse 11 über den Kopplungs kondensator 66 zugeführt werden.
Der Leiter 64 ist über den Widerstand 22 auch mit der Speisespannung B+ verbunden. Bei dem Kodewert 0 befinden sich, wie erwähnt, die Matrixleiter 1 bis und mit 9 auf einem herabgesetzten Potential, und die Dioden des Tores 13, welche mit den Leitern 1-9 verbunden sind, sind daher gesperrt, da sich ihre Anoden be züglich der Kathoden auf einem verminderten Po tential befinden. Daher kann ein negativer, auf dem Leiter 64 vorhandener Eingangstriggerimpuls durch keine der den :Matrixleitern 1-9 zugeordneten Dioden hindurchgehen.
Die Diode des Tores 13, welche dem Matrixleiter 0 zugeordnet ist, ist jedoch nicht gesperrt, so dass ein negativer Eingangsimpuls durch diese Diode hindurchtritt und weiter über den Leiter 68 und die Entkopplungsdiode 66' zur Stufe C gelangt. Der negative Triggerimpuls wird wegen der kreuzweisen Kopplung in der Stufe C dem Gitter 70 der Triode 32 zugeführt, so dass diese gesperrt wird, während die Triode 36 der Stufe C in den leitenden Zustand übergeht. Nun sind bei zwei Stufen, nämlich den Stufen B und C, die links seitigen Trioden 31 und 36 leitend, wodurch sie Si gnale an ihren Ausgängen 76 bzw. 78 erzeugen.
Die Tabelle der Fig. 3 zeigt, dass für Ausgangssignale an den Stufen B und C der Kode die Ziffer 1, also die Zählung von einem Eingangsimpuls darstellt.
Wenn die linke Triode 36 der Stufe C leitet, wird die rechte Triode 32 nichtleitend. Daher kann kein Strom durch die Dioden 56 und 57 der Matrix fliessen. Infolgedessen steigt das Potential des Matrix leiters 1 auf den Wert der Spannung B+. Das Po tential des Leiters 8 steigt jedoch nicht an, da die mit dem Leiter 8 verbundene Matrixdiode 61 nach wie vor leitend ist, und zwar durch die leitende Triode 34.
Wenn sich der Matrixleiter 1 auf seinem höheren Potential befindet, gelangt der nächste negative Ein- gangstriggerimpuls an 64 über diejenige -Diode des Tores 13, welche mit dem Matrixleiter 1 verbunden ist, da diese Diode entsperrt ist. Dieser negative Ein gangsimpuls, welcher den Leiter 1 erreicht, gelangt über die Verbindung 83 und die Entkopplungsdiode 86 zur Stufe A und über die Kreuzverbindung zum Gitter der Triode 30, wobei diese gesperrt und damit die Triode 80 leitend wird. Damit wird an der Aus gangsklemme 82 ein Ausgangssignal erzeugt.
Unter diesen Umständen sind nun die Trioden 80, 31 und 36 leitend und ergeben Ausgangssignale an den Klemmen 76, 78 und 82, was gemäss dem Kode der Fig. 3 der Ziffer 2 entspricht.
Die Zählung geht in dieser Art und Weise weiter, wobei jeder Eingangsimpuls durch das offene Mehrfach-Tor 13 hindurchtritt und über eine Ent- kopplungsdiode die entsprechende Multivibrator- stufe betätigt, wobei die richtige dieser Dioden durch die Potentiale der Matrixleiter zu öffnen ist, die durch den leitenden Zustand der betreffenden Matrixdioden bestimmt ist, wobei der leitende Zu stand dieser Matrixdioden seinerseits durch den lei tenden Zustand der betreffenden Multivibratorstufen gesteuert ist.
Man erkennt, dass die Matrixdioden auch auf andere Weise angeordnet sein können, um verschie dene Kodes zu liefern bzw. um die Eingangsimpuls zählung anders auszudrücken. Eine grosse Flexibi lität für die Änderung des Kodes ist durch die Tat sache gegeben, d'ass die Verbindungen von den Tor dioden zu den verschiedenen Trioden der Multi vibratorstufen ebenfalls geändert werden können.
Es ist ersichtlich, dass bei der beschriebenen Anordnung zahlreiche Änderungen vorgenommen werden können. So können beispielsweise die elektro nischen Dioden und Trioden durch gleichwertige Trockengleichrichter und Transistoren ersetzt sein. An Stelle der klassischen Multivibratorstufen können andere Stufen mit einer Anzahl stabiler Betriebs pegel vorhanden sein.