DE1032012B - Elektronische Zaehleinheit - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es sind elektronische Zähleinheiten, insbesondere soMie mit dekadisch zählenden Kathodenstrahlröhren, bekannt, die mit den Kathodenstrahl ία Richtung zum oberen Grenzwert verstellenden Zählimpulsen arbeiten und sich in Drehzahl-, Frequenz-, Zeit- oder Mengenmessern od. ä. besonders im Hinblick auf die bisher unbekannt große Arbeitsgeschwindigkeit gut bewährt haben. Beim Überschreiten des oberen Grenzwertes, also beim Übergang von der Wertstellung »9« auf die Wertstellung »10«, wird der Kathodenstrahl bei diesen Zählrohren- von einer zugehörigen Doppeltriode auf die Wertstellung »0« zurückgebracht und außerdem ein Zehnerschaltimpuls an die nächsthöhere Zähleinheit gegeben. Es war bisher jedoch nicht möglich, derartige Zähleinheiten so auszubilden, daß in gleicher Weise mit Zählknpulsen gearbeitet werden konnte, die den Kathodenstrahl zum unteren Grenzwert verstellen, wie dies z. B. beim Abzählen vorgegebener Zählmengen vorteilhaft ist.

Die Erfindung betrifft eine elektronische Zähleinheiit mit einer Kathodenstrahlröhre, mit der ein derartiges Rückwärtszählen dadurch ermöglicht wird, daß Schaltmittel vorgesehen sind, die beim Lauf des Strahles über die untere Grenzwertstellung hinaus auftretende Spannungsänderungen benutzen, um den Strahl in die der überlaufenen entgegengesetzte Grenzwertstellung abzulenken.

Zu diesem Zweck ist insbesondere vorgesehen, eine mit Durchlaßschlitzen für den Kathodenstrahl versehene Elektrode direkt hinter dem unteren Grenzwertsdhlitz enden zu lassen, so daß der um mindestens eine Wertstellung überlaufende Strahl an der Elektrode vorbeigeht und die Anode voll trifft. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der gleiche Effekt dadurch erzielt, daß eine weitere Rückstellanode im Weg des wertsitelkmgsmäßig unter den unteren Grenzwert von der Elektrode abgelaufenen Kathodenstrahls angeordnet ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Elektrode mit den Durchlaßschlitzen so aufgebaut, d.h. verlängert, daß der über den unteren Grenzwert um mindestens eine Wertstellung über den Schlitzbereich hinauslaufende Strahl die Elektrode voll und damit die Anode nicht mehr trifft.

Eine derartige, Rückwärtszählen zulassende Zähleinheit gemäß der Erfindung hat gegenüber den bisher bekannten große Vorteile. So kann bei einem einfachen elektronischen Zählwerk der verlangte Zählwert direkt voreingestellt werden. Soll z. B. der Durchlauf von 500 Einheiten gezählt werden, so wird bei einem Zählwerk mit Zähleinheiten nach der Erfindung der Wert »n—1=499« eingestellt, und jedes durchlaufende Teil löst einen rückwärtszählenden Impuls aus, so daß nach dem Durchlauf der 500 Ein-

Anmelder:

Deutsche Telephonwerke

und Kabelindustrie Aktiengesellschaft,

Berlin SO 36, Zeughofstr. 6-10

Dr.-Ing. Otto Schröder, Caracas (Venezuela),

und Günther Benver, München-Haidhausen,

sind als Erfinder genannt worden

heiten sämtliche Dekaden des Zäjhlwerks vom Wert »0« auf den Wert » — 1« gehen und die Zähleinhsit der höchsten Dekade über eine besondere Ausschalt-Doppeltriode die Zählung abschließt. Bei den bisher bekannten elektronischen Zählwerken mußte stets der' Komplementwert zur größtmöglichen Kapazität des Zählwerks voreingestellt werden, wodurch Unübersichtlichkeit und die Möglichkeit, bei der Einstellung Fehler zu machen, vorhanden waren. Bei der Durchführung einfacher Rechnungen, wie Addition oder Subtraktion, mußte bisher die letzterwähnte Rechnungsart durch Addition der Komplementwerte durchgeführt werden, während die Zähleinheiten nach der Erfindung ein Subtrahieren der Werte direkt zulassen. Damit dürfte auch durch die Erfindung der Aufbau eines verhältnismäßig einfachen Rechengerätes für alle vier Spezies nahegelegt werden.

Der Aufbau und die Wirkungsweise einer Zähleinheit nach der Erfindung werden anschließend an verschiedenen Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt sdhematisch den Aufbau eimer dekadischen Kathodenstrahlröhre;

Fig. 2 zeigt eine zur besseren Übersichtlichkeit vereinfachte schematische Darstellung einer verkürzten Schlitzelektrode,

Fig. 3 eine gleiche Darstellung wie in Fig. 2 mit verlängerter Schlitzelektrode;

Fig. 4 zeigt ein Röhrenschema wie in Fig. 1, jedoch mit zusätzlicher Rückstellanode;

Fig. 5 stellt ein Schaltschema mit einer Doppeltriode und einer Triode,

Fig. 6 ein solches mit nur einer Doppeltriode dar; Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung von Zählimpulsen;

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■ Fig. 8 zeigt ein Schailtschema mit zwei Doppeltrioden.

Die Fig. 1 zeigt das Schema einer 'handelsüblichen Kathodenstrahlröhre"1 des Typs ElT der Firma ÜSiilips, und es wurden .zur..Erleichterung des Verständnisses die gleichen. Bezugszeichen beibehalten, die durch die bisherigen Vorveröffentlichungen über diese Röhre bereits, bekanntgewprden sind. In dem vereinfachten Schema der Fig. 1 sind D und D' Ablenkplatten für den 'Kathodenstrahl KS, gi eine Schlitzelektrode, al efhe Rückstellanode, α2 eine Anode- und I ein leuchtschirm zur Anzeige des der Stellung des Strahles TfiTehtsprechenden Wertes. Es ist" weiterhin bekannt, "daß der Strahl KS, wenn er von der Wertstellung -»-9« auf die nicht auf dem Schirm/ sichtbare Stellung »10« springt, von der Elektrode g"4 ab- und auf die Rückstellanode al aufläuft. Eine in Fig. 5 und 6 dargestellte Doppeltriode Tl, T2 erhält dabei von al einen Kippimpuls, der einmal die Rückstellung des Strahles KS in die Wertstellung »0« und zum anderen einen Zehnerschaltimpuls für die nächsthöhere Zähleihheit auslöst. Solange sich der Strahl KS in einer der stabilen Wert-Stellungen »0« bis »9« befindet, treten die Elektroden zum großen Teil durch die Schlitze von g4 hindurch zur Anode a2. Das Potential Ug4 ist relativ hoch. Beim Sprung von einer stabilen Lage des Strahles KS in eine benachbarte läuft'der Strahl kurzzeitig auf die Elektrode g4 auf. Das bewirkt jeweils ein kurzes Absinken der Spannung Ug 4. .

Läßt man die Elektrode g4 direkt unterhalb des Wertschlitzes »0« enden (Fig. 2), so läuft der Strahl KS beim Wertsprung von der Stellung »0« in die nicht angezeigte Stellung » — 1« von der Elektrode g4 ab. E^s entsteht somit ein erheblicher Spannungsanstieg von Ug 4, der größer ist als der beim Überlaufen von einer angezeigten Wertstellung zur nächsten entstehende. Man verbindet die Elektrode IT 4 über eine Kapazität "mit dem Gitter einer Triode U. Dem Gitter gibt man eine negative Vorspannung von solcher Größe, daß nur die beim Ablaufen des Strahles KS von der Elektrode g 4 entstehenden positiven Impulse die Röhre 11 öffnen. Der bei einer öffnung der Röhre 11 entstehende negative Impuls an der Anode wird an das- Gitter des Systems T1 gebracht und bringt die monostabile Doppeltriode T1, T 2 dadurch zum Kippen. Von der Anode des kurzzeitig Strom führenden Systems T2 der Doppeltriode Tl, T2 wird ein negativer Impuls über eine Diode 12 an die rechte Ablenkplatte D' der Kathodenstrahlröhre 1 gegeben. Bei entsprechender Dimensionierung der Kippschaltung und richtiger Impulsamplitude wird der Strahl KS auf die Wertstellung »9« abgelenkt.

Eine Vereinfachung des Schaltungsaufbaues ist dadurch möglich, daß man Impulse für die Beeinflussung der Doppeltriode Tl, T2 nicht von der Elektrode g4, sondern von der Anode α 2 ableitet (Fig. 6). Die Triode 11 kann hierbei fortfallen. Beim Verlassen der Elektrode g4 trifft der Strahl KS voll auf die Anode a2. Die dadurch entstehende beträchtliche Spannungs Senkung Ua2 wird als negativer Impuls über eine Kapazität direkt auf das Gitter des Systems Tl gegeben. Die Doppeltriode Tl, T2 kippt und die weiteren Vorgänge laufen so¹ ab, wie zuvor in Zusammenhang mit der Fig. 5 beschrieben.

Eine weitere Ausführungsform weist, wie Fig. 3 zeigt, eine unterhalb des Schlitzes »0« verlängerte Elektrode gi auf. Der aus der Wertstellung »0« nach rechts gehende Strahl KS trifft die Elektrode gA voll, während die Anode a2 unterhalb der Wertstellung »0« von der verlängerten Elektrode g<i abgeschirmt ist und somit vom Strahl KS nicht mehr getroffen wird. Es ist nach dien zuvor erläuterten Beispielen leicht einzusehen, daß dadurch eine Vertauschung der Potentialsprünge bei ^4 und a2 eintritt. Wurde bisher Ua2 negativer und Ug4 positiver, so kann jetzt wahlweise von der Anode α2 ein positiver oder von der Elektrode g-4 ein negativer Impuls abgenommen und zur Beeinflussung der Doppeltriode Tl, T2 benutzt werden. Schaltungsmäßig ergeben sich dadurch folgende Veränderungen: In der Fig. 5 muß die zum Gitter der Triode 11 führende Kapazität statt mit g4 mit a2 verbunden werden. In Fig. 6 muß dementsprechend, die zum Gitter des Systems Tl führende Kapazität von der Elektrode g4 abgehen. Es handelt sich also lediglich um eine Vertauschung der Anschlüsse, die folgerichtig aus der zuvor erläuterten Vertauschung der Potentialsprünge hervorgeht.

Die genaue Dimensianierung des den Strahl KS auf die Wertstellung »9« zurückbringenden Impulses erfordert einen verhältnismäßig großen technischen Aufwand¹, bei dessen Vernachlässigung keine Gewähr gegeben ist, daß der Strahl KS nicht in eine andere als die Wertstellung »9« läuft. Um dadurch auftretende falsche Resultate zu vermeiden, wird vorgeschlagen, einen der,zuvor beschriebenen Vorgänge so· abzuwandeln, daß der von der Doppeltriode Tl, T2 herrührende Rückstellimpuls differenziert wird, wie dies in der Fig. 7 schematisch dargestellt ist. Der der Vorderflanke entsprechende negative Impuls, der den Strahlsprung hervorruft, wird dabei so dimensioniert, daß der Strahl KS von - der gemäß Fig. 1 äußersten rechten Stellung.»— 1« in die äußerste linke Stellung».+10« springt. An der Anode des kurzzeitig stromlosen Systems Tl entsteht ein positiver Impuls, dessen differenzierte Rückflanke als Korrekturimpuls benutzt wird, um den Strahl KS ■ um eine Wertstelle nach rechts, d. h. in die Wertstellung »9«, zurückzubringen. Die hierbei benötigten Impulse verlangen keine so genaue Dimensdonierung, so daß der technische Aufwand entsprechend kleiner wird und die Reehengenauigkeit gewährleistet ist.

Die Fig. 8 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform, deren Aufbau und Wirkungsweise wie folgt näher erläutert wird: Die Kathodenstrahlröhre 1 ist mit einer zusätzlichen Rückstellanode a 10 (Fig. 4) versehen, die im Bereich des in der Wertstellung »— 1« stehenden Strahles KS liegt. Der Röhre 1 sind zwei Doppeltrioden .,4Tl, AT2 und 5Tl, BT2 zugeordnet. Die Doppel triode ^iT 1, AT 2 arbeitet beim Vorwärtszählen, der Röhre 1, wie dies bereits bekannt ist und praktisch in Zähleinrichttmgen schon angewendet wird.

Wenn bei Subtraktionen durch ein Rückwärtsgehen des Strahles KS bewirkende Minus-Zählimpulse der Strahl KS aus der Stellung »0« in die Stellung »—1« geht, trifft er die Rüokstellanode α 10 voll. Deren Potential sinkt, da sie über einen Widerstand an Spannung liegt, und der Spannungsabfall wird über eine Kapazität an das Gitter des Systems BT1 gegeben. Da die Doppeltriode 5Tl, BT2 wie ATl, AT 2 in einer monostabilen Kippschaltung arbeitet, kippt sie. Über eine Diode 13 wird an die Ablenkplatte D' ein Potential gegeben, welches bewirkt, daß der Strahl KS, wie zuvor beschrieben, auf den Wert »9« zurückgestellt -wird. Soll diese Rückstellung des Strahles KS über die Wertstellung »10« zur Stellung »9« erfolgen, wie dies gleichfalls zuvor näher erläutert wurde, so muß in der Leitung zwischen der

Rückstellanode α 1 und dem Gitter der Doppeltriode ATl ein von der Doppeltriode BTl, BT2 oder von den Minus-Zählinipulsen automatisch steuerbarer, vorzugsweise elektronischer Schalter vorgesehen werden, der die Leitung während dieser Rückstellung öffnet.

Das zusätzliche System 5Tl, BT 2 kann auch durch elektronische oder mechanische Umschälteinrichtungen ersetzt werden, wodurch je nach ihrer Stellung ein zuvor erwähntes Rückwärts- oder Vorwärtszählen mit nur einer Doppeltriode ermöglicht wird. In diesem Fall muß beim Abwärtszählen die Doppeltriode^Tl, AT2 wie in Fig. 8 die Doppeltriode BTl, BT2 an die Zählröhre 1 bei gleichzeitigem öffnen der bisherigen Verbindungen angeschlossen werden. Die Schalteinrichtungen können dabei durch die Plus- und Minus-Zählimpulse automatisch gesteuert werden.

Anschließend wäre noch darauf hinzuweisen, daß die Erfindung mit gleichem Erfolg auch bei nicht nach dem dekadischen Zahlensystem arbeitenden Zähleinheiten angewendet werden kann.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elektronische Zähleinheit mit einer Kathodenstrahlzählröhre, dadurch gekennzeichnet, daß der über die untere Grenzwertstellung hinausgehende Strahl von der Schlitzelektrode ab- und auf eine vorhandene oder zusätzliche Anode oder eine Verlängerung der Schlitzelektrode gelenkt und mittels der hierbei auftretenden Spannungssprünge in die entgegengesetzte Grenzwertstellung gebracht wird.

2. Kathodenstrahlzählröhre für eine Zähleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit Durchlaßschlitzen für den Kathodenstrahl versehene Elektrode (g<t) direkt hinter dem unteren Grenzwertschlitz endet und der um mindestens eine Wertstellung überlaufende Strahl an der Elektrode (g4) vorbeigeht und die Anode (α 2) voll trifft.

3. Kathodenstrahlzählröhre mit einer Rückstellanode für die Rückstellung des Strahles zum unteren Grenzwert für eine Zähleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Rückstellanode (α 10) im Weg des wertstellungsmäßig unter den unteren Grenzwert von der Elektrode (g 4) abgelaufenen Kathodenstrahles angeordnet ist.

4. Katlhodenstrählzählröhre für eine Zähleinhek nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen derartigen Aufbau der Elektrode'(g4), daß der über dien unteren Grenzwert um mindestens eine Wertstellung über den Schlitzbereich (Zählbereich) hinauslaufende Strahl nur die Elektrode (g4) u<nd die Anode (α2) nicht mehr trifft.

5. Zähleinheit nach den Ansprüchen 1 und 3, gekennzeichnet durch eine Rückstellanode (α 10), die mit einer Doppeltriode (BT) verbunden ist und bei der der durch Auftreffen des Kathodenstrahles auf die Hilfsanode (α 10) ausgelöste Kippvorgang der zugeordneten Doppeltriode den Kathodenstrahl durch einen entsprechend dimensionierten Impuls an eine Ablenkplatte (D') von der Stellung »unter dem unteren Grenzwert« in die Stellung »oberer Grenzwert« gebracht und aus der Zähleinheit der nächsthöheren Dekade durch einen weiteren Impuls eine Werteinheit subtrahiert wird.

6. Zähleinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an sich bekannte Hilfsanode (al) einer dekadischen Zählröhre in der Bahn des über die Wertstellung »9« hinausgehenden und die andere Hilfsanode (o 10) in der Bahn des unter die Wertstellung »0« gehenden Kathodenstrahles angeordnet ist.

7. Zähleinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei wertmäßig aufwärts zählenden Schaltimpulsen die eine Hilfsanode (al), bei abwärts zählenden Schaltimpulsen die andere Hilfsanode (α 10) mit dem Gitter einer zugeordneten Doppeltriode (AT bzw. BT) verbunden wird.

8. Zähleinheit nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählröhre nur eine Doppeltriode (Tl, T2) für das Aufwärts- und Abwärtszählen zugeordnet ist und Funktionsauslöseglieder (z. B. Plus- oder Minustasten) eine der Hilfsanoden (al ader a 10) mit der Doppeltriode wahlweise verbinden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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