DD158300A1

DD158300A1 - Steuerschaltung fuer zaehler mit zaehl-und anzeigespeicher

Info

Publication number: DD158300A1
Application number: DD22876381A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Fritzsche
Original assignee: Wolfgang Fritzsche
Priority date: 1981-03-31
Filing date: 1981-03-31
Publication date: 1983-01-05

Abstract

Die Erfindung wird in elektronischen Zaehlschaltungen, insbesondere in Zeitmesseinrichtungen angewendet.Mit der Erfindung wird die Verbesserung der Steuerschaltung nach dem Hauptpatent hinsichtlich der Verringerung der Wirksamkeit von Stoerimpulsen, die ein Stoppsignal vortaeuschen, erreicht, wobei die Aufgabe darin besteht, die Stoerbeeinflussungsmoeglichkeit der Steuerung durch ein gestoertes Startsignal zu verringern und damit eine fehlerfreie Anzeige des Zaehlerstandes zu erreichen. Erfindungsgemaess wird dem Rueckstelleingang des bekannten Triggers, der das Rueckstellsignal der Steuerung sowie die Zaehlersperre erzeugt, eine Schaltungsanordnung aus UND-Gatter, Impulsformerstufe. RS-Trigger und ODER-Gatter vorgeschaltet, die bewirkt, dass eine voellige Stoersicherheit gegenueber Stoerungen, die kuerzer als die Haelfte der Periodendauer der zu zaehlenden Frequenz sind, gelingt. Laenger anstehende Stoerungen werden auch nur dann wirksam, wenn sie waehrend einer bestimmten Taktflanke anliegen. Vorteilhaft ist die automatische Aufrundung des Zaehlerstandes nach Ueberschreiten der halben Periodendauer der Zaehlfrequenz.

Description

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Erfinder: Dipl.-Ing. Wolfgang Fritzsche Berlin, 30.3.198'

Zustellungsbevollm.: Institut für

Regelungstechnik im Kombinat VE¹B EAV/ Berlin-Treptow "Friedrich Ebert"^c Patent-Ing. Jürgen Holtfoth

Steuerschaltung für Zähler mit Zähl- und Anzeigespeicher O H 03 K 21/30

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung kommt in elektronischen Zählerschaltungen, in denen das Zusammenspiel zwischen Zählspeicher und einem zweiten, z.B. Anzeigespeicher, geregelt wird, zur Anwendung·. Dabei soll der Zählerstand bis zum erneuten Start des Zählers erhalten bleiben, um die Speicherung von zwei Zählergebnissen, das erste im Anzeigespeicher und das zweite im Zählspeicher, zu ermöglichen. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz in Zeitmeßeinrichtungen für längere Zeitintervalle, in elektronischen Stoppuhren. Die angegebene Lösung läßt sich in die Zähler- f") schaltung integrieren.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Steuerschaltung für Zähler mit Zähl- und Anzeigespeicher nach Patent WP H 03 K / 224 447 werden erst Startimpulse ab einer Länge von einem Viertel der Periodendauer der zu zählenden Impulsfolge wirksam. Dagegen ist die Störsicherheit gegen Stopp vortäuschende Störsignale geringer. Sie kann im ungünstigsten Fall gleich Null sein und zwar dann, wenn das Stoppsignal gleichzeitig mit der Schaltflanke für den Trigger, der das Steuersignal cd-Rückstellung der Steuerung, Zählersperre erzeugt, auftritt. Dieser Nachteil kann bei einer

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Störung, die Stopp vortäuscht, zu völlig falschemZählergebnis führen, da der Weggang der Störung einem neuen Startsignal entspricht. Der bisher erreichte Zählerstand wird, nachdem er in den Anzeigespeieher überführt wurde, gelöscht.

Ziel der Erfindung

Mit der Erfindung wird die Verbesserung der Steuerschaltung nach dem Hauptpatent hinsichtlich der weiteren Verringerung der Wirksamkeit von Störimpulsen, die ein Stoppsignal vortäuschen, erreicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der vorliegenden weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Steuerschaltung für Zähler mit Zähl- und Anzeigespeicher nach dem Hauptpatent liegt die Aufgabe zugrunde, die Störbeeinflussungsmöglichkeit der Steuerschaltung durch ein gestörtes Startsignal zu verringern und damit eine fehlerfreie Anzeige des Zählerstandes zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß eine Zusatzschaltung,bestehend aus einem UND-Gatter, einer Impulsformerstufe, einem RS-Trigger und einem ODEE-Gatter, an den dominierend wirkenden Rücksetzeingang des bekannten RS-Triggers, der das Signal zur Rückstellung der Steuerung und Zählersperre liefert, angeschlossen wird. Weiterhin wird dieser bekannte RS-Trigger an seinem Takteingang vom negierten Ausgang des bekannten Teilers mit der doppelten zu zählenden Impulsfrequenz angesteuert.

Die erfindungsgemäße Zusatzschaltung ist so realisiert, daß an den Eingängen des UND-Gatters einmal die zu zählende Impulsfrequenz und zum anderen das Start-Stoppsignal anliegen. Dem Ausgang des UND-Gatters folgt eine Impulsformerschaltung, z.B. Differenzier- oder monostabiles Glied, die kurze Impulse formt, welche an den dominierend wirkenden Rücksetzeingang eines RS-Triggers gelangen. Der dominierend wirkende Setzeingang dieses RS-Triggers wird mit dem Steuersignal "Rückstellung der Steuerung und Zählersperre" verbunden. Der nur während der Taktflanke wirkende Setzeingang dieses RS-Triggers ist ebenso wie ein

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Eingang des ODER-Gatters mit dem Start-Stoppsignal verbunden, während der gleichwertige Rücksetzeingang so an festes Potential gelegt ist, daß am Takteingang eintreffende Impulse eine einmalige Pegeländerung am Triggerausgang, bei Vorliegen des Stoppsignales, hervorrufen. Der Takteingang dieses RS-Triggers wird mit der negierten, doppelten zu zählenden Impulsfrequenz angesteuert. Dem negierten Ausgang dieses RS-Triggers folgt das ODER-Gatter, dessen Ausgang mit dem dominierend wirkenden Rücksetzeingang des bekannten RS-Triggers, der das Rückstellsignal für die Steuerung bildet, verbunden ist.

Diese Schaltungsanordnung gewährleistet, daß das Stoppsignal erst dann wirksam wird, wenn zum zweiten Mal nach Beginn des Stoppsignals die Schaltflanke der zu zählenden Impulsfolge doppelter Frequenz erscheint. Sollte das Stoppsignal während der zweiten Schaltflanke nicht vorhanden sein, so arbeitet die Steuerung weiter als würde kein Stoppsignal vorliegen. Mit dieser Lösung wird die Sicherheit der Speieherinhalte von Zähler und Anzeige gegenüber Fehlhandlungen der Steuerung infolge Störungen des Start-Stoppsignales wesentlich erhöht. Als weiterer günstiger Effekt ist damit eine automatische Aufrundung des Zählerstandes nach Erreichen der halben Periodendauer der zu zählenden Impulsfolge verbunden. Diese Zusatzschaltung hat ebenfalls wie die Schaltung nach dem Hauptpatent den Vorteil der einfachen Realisierung in integrierten Schaltungen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. In der Zeichnung zeigen: .

Fig. 1: erfindungsgemäße Steuerschaltung für MOS Zähler U 121 D

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"Fig. 2: Impulsabläufe in der Schaltungsanordnung gemäß Fig.

Die in Fig. 1 dargestellte Prinzipsehaltung mit der erfindungsgemäßen Steuerung stellt eine elektronische Stoppuhr dar. Diese besteht, wie bekannt, aus einem frequenzstabilen Generator 1, dessen Impulsperiodendauer durch den Teiler 2 auf die bereitzustellende Zeitbasis herabgeteilt wird. Am negierten Ausgang

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des Triggers 4 des Teilers 2 steht die Zeitbasis als Takt für den oder die Zählerschaltkreise 8 zur Verfügung. Der Zählerschaltkreis U 121 D beinhaltet einen 4 bit Binärzähler mit getrenntem Zähl- und Anzeigespeieher. Damit ist die Speicherung von zwei Ergebnissen möglich: ein Resultat befindet sich im Zählteil, das andere im Anzeigespeicher, _;

Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Steuerschaltung besteht aus UND-Gatter 13, Impulsformer 14, RS-Trigger 15 und einem ODER-Gatter 16, wobei das UND-Gatter 13 mit der Start-Stoppeinrichtung 10 und mit dem negierten Ausgang des Triggers 4 verbunden ist. Sein Ausgang wird über die Impulsformerstufe an.den Rücksetzeingang R des RS-Triggers 15 angeschlossen. Der negierte Ausgang des RS-Triggers 15 und das Start-Stoppsignal gelangen an das ODER-Gatter 16, dessen Ausgang an den bekannten RS-Trigger 7» Eingang R, gelegt ist. Die Takteingänge C, der RS-Trigger 7 tmd 15 werden vom negierten Ausgang des Triggers 3 angesteuert. Der Eingang S des Triggers 15 wird mit dem Ausgang des Triggers 7 verbunden.

Die Funktion der Schaltung soll anhand der Pig. 2 erläutert werden. Die H/L-Flanke soll die Schaltflanke der Trigger sein, ebenso soll negative Logik verwendet werden. Im angenommenen Ausgangszustand t^t_Q liegt das Stoppsignal, welchem H-Potential in Impulsfolge 1 der Fig. 2 entspricht, am Eingang des UND-Gatters 13, am Eingang S" des RS-Triggers 15 und am ODER-Gatter 16. Der Ausgang des ODER-Gatters 16 hat Η-Potential, da auch der Ausgang des RS-Triggers 15 H-Potential - Impulsfolge 5 -» wegen des am Setzeingang S vom Ausgang des RS-Triggers 7 anliegenden L-Signales, hat. Zum Zeitpunkt t = t wird von der Start-Stoppeinrichtung 10 ein Startsignal abgegeben, welchem in Impulsfolge 1 L-Potential entspricht. Der RS-Trigger 7 wird über das ODER-Gatter 16 auf H-Potential an seinem Ausgang (Signal cd) gesetzt und die Frequenzteiler 2 und Zähler 8 werden freigegeben - Impulsfolgen 2, 3, 5, 6. Da die Eingänge des UND-Gatters 13 ebenfalls L-Potential erhalten haben - Impulsfolgen 1,3-» gelangt L-Pegel an die Impulsformerstufe 14, die dem Eingang R

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des Triggers 15 einen Impuls zuführt - Impulsfolge 4 -. Der negierte Ausgang des RS-Triggers 15 wird dadurch auf L-Potential gebracht - Impulsfolge 5 -, was am ODER-Gatter 16 zur Wirkung kommt. Dieser Zustand der erfindungsgemäßen Schaltung bleibt bis zur Abgabe eines Stoppsignales zum Zeitpunkt t = t,, erhalten.

In der Schaltungsanordnung nach dem Hauptpatent würde die Steuerung bereits zum Zeitpunkt t = tp zurückgestellt werden, indem der RS-Trigger 7 das Steuersignal cd mit dem Auftreten der Schaltflanke am nicht negierten Ausgang des Triggers 3 auf L-Potential schaltet. Bei der erfindungsgemäßen Lösung geschieht j das noch nicht zum Zeitpunkt tp, da das ODER-Gatter 16, trotz Stoppsignals, wegen des auf L-Potential liegenden negierten Ausganges von RS-Trigger 15 weiterhin L-Signal abgibt. Mit der ersten Schaltflanke am Takteingang des RS-Triggers 15 nach txj - Impulsfolge 2 - wird sein negierter Ausgang auf H-Pegel gebracht - Impulsfolge 5 - und damit der Ausgang des ODER-Gatters 16 ebenfalls. Der RS-Trigger 15 kann wegen des fehlenden L-Potentials von der Start-Stoppeinrichtung am UND-Gatter 1j nicht mehr zurückgestellt werden - Impulsfolge 4 -. Die zweite Schaltflanke nach t^ zum Zeitpunkt t = t^ am Takteingang des RS-Triggers 7 bewirkt die Umschaltung des Triggerausganges auf das Signal cd=L und dadurch die Rückstellung der Teiler 2, der Teilsteuerung 17 und die Sperre der Zähler 8. Die Ansteuerung des Setzeinganges s des Triggers 15 durch dieses Steuersignal cc ist für die Funktion der Schaltungsanordnung nicht notwendig, es würde der Anschluß an Η-Potential genügen· Allerdings hat die in Fig. 1 dargestellte Verbindung des Einganges S des RS-Triggers 15 niit dem Ausgang des Triggers 7 den Vorteil der Erhöhung der Störsicherheit gegenüber internen Störimpulsen.

Wie aus der Impulsfolge 3 ersichtlich, ist ein zusätzlicher Zählimpuls nach t^ an die Zähler abgegeben worden. Da zum Zeitpunkt des Stoppsignals tx| bereits mehr als die Hälfte der Zählimpulsperiodendauer abgelaufen war, wird dieser zusätzliche Zählimpuls, der die Aufrundung bewirkt, abgegeben. Ein Stoppsignal zum Zeitpunkt t = t^ führt zu keiner Aufrundung, da zu t^, die Rückstellsignalabgabe erfolgen würde.

Dazu ist eine Bedingung einzuhalten: Die ZählImpulsflanke am Zählereingang muß gleichzeitig oder später mit dem Umschalten des Steuersignales cd, d.h. Zählersperre, auf L erscheinen, sonst kann es auch hier zur Aufrundung kommen.

Sollte ein Störsignal auftreten, das ein Stoppsignal vortäuscht, z.B. zum Zeitpunkt t = t^ mit einer Länge von kleiner als t-g, - t^ , so gibt es keine Veränderungen gegenüber den dargestellten Impulsabläufen 2 - 6 in Pig. 1 bis zum Ende des Störimpulses. Ist der Störimpuls kurz vor fr™ beendet, d.h. es liegt wieder das Startsignal - entspricht L-Pegel - am ODER-Gatter 16, am UND-Gatter 13 und am Eingang S des RS-Triggers 15 an, so wird der Η-Pegel am negierten Ausgang des RS-Triggers 15 bis zur folgenden Schaltflanke des Zählimpulses erhalten bleiben. Mit der Schaltflanke des Zählimpulses wird über das UND-Gatter 13j Impulsformerstufe 14 der RS-Trigger 15 wieder in den Startzustand versetzt.

Mit dieser erfindungsgemäßen Lösung wird eine vollständige Störsicherheit gegen Störungen bis zu einer Gesamtdauer von ^ erreicht. Darüber hinaus anstehende Störimpulse werden auch nur dann wirksam, wenn sie während der zweiten Schaltflanke, nach Beginn des Störimpulses, für die RS-Trigger 7» 15 anstehen. Diese hohe Störsicherheit gewährleiste;!;., e.ine sichere Messung und Anzeige von Zeitabhäufen auch bei stark gestörten Eingangssignalen.

Claims

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Erfindungsanspruch

Steuerschaltung für Zähler mit Zähl- und Anzeigespeicher, die die Steuersignale, Umspeicherung vom Zählspeicher in den Anzeigespeieher mit Löschung des alten Anzeigespeicherinhaltes, Rückstellung des Zählspeichers sowie Zählerfreigabe und Rückstellung der Steuerung, erzeugt, nach Patent WP H 03 K/ 224 447, gekennzeichnet dadurch, daß zur Bildung des Steuersignals (cd) ein UND-Gatter (I3) verwendet wird, das mit einem Eingang ebenso wie der Eingang (S) eines Triggers (I5) mit einer Start-Stoppeinrichtung (10) verbunden ist und mit dem

_r----s anderen Eingang an den negierten Ausgang des Triggers (4) geschaltet ist, daß dem UND-Gatter (I3) sine Impulsformerschaltung (14) folgt, die mit dem Eingang an den Ausgang des UND-Gatters (I3) und mit dem Ausgang an den Eingang (R) des Triggers (15) geschaltet ist, daß der Impulsformerschaitung (14) der Trigger (I5) folgt, dessen Eingang (c), ebenso wie der Eingang (c) des Triggers (7) an den negierten Ausgang des Triggers (3) und der Eingang (S) an den Ausgang des Triggers (7) geschaltet ist, während der Eingang (R) an festem Potential liegt, daß weiterhin dem Trigger (I5) ein ODER-Gatter (16) folgt, dessen Eingänge einmal an den Ausgang der Start-Stoppeinrichtung (10) und zum anderen an den negierten Ausgang des Triggers (15) geschaltet sind und daß der Eingang (R) des be-

( } kannten Triggers (7) dem Ausgang des ODER-Gatters (16) nachgeschaltet ist. _

Rer2ü_2_.Seiten Zeichnungen