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Ständig umlaufende Ringzählkette Die Erfindung betrifft eine ständig
umlaufende Ringzählkette mit gerader oder ungerader Stufenzahl, deren Stufen in
einen Ein- oder Aus-Zustand schaltbar sind und aus zwei nichtlinearen Schaltelementen,
vorzugsweise Transistoren, aufgebaut sind.
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Bei derartigen Ringzählketten wird gefordert, durch entsprechende
Maßnahmen dafür zu sorgen, daß sich stets nur eine Stufe der Zählkette im Ein-Zustand
befindet, während die übrigen Stufen sich im Aus-Zustand befinden.
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Die sich im Ein-Zustand befindliche Stufe sorgt dafür, daß bei Zustandswechsel
die folgende Stufe in den Ein-Zustand übergeführt wird, die wiederum bei Zustandswechsel
die nächstfolgende Stufe in den Ein-Zustand versetzt usf. Die obengenannte Bedingung
kann in bekannter Weise durch Anbringen eines dichten Netzwerkes von Kopplungszweigen
zwischen den einzelnen Steuerleitungen der Stufen erfüllt werden, was jedoch einen
erheblichen Aufwand darstellt.
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Zur Beseitigung dieses Aufwandes ist dazu übergegangen worden, den
Stufen derartiger Zählketten gruppenweise einen Ein- und einen Aus-Zustand zuzuordnen.
Jedoch wächst auch hier mit der Stufenzahl der Aufwand beträchtlich, indem jeder
Stufe ein Flip-Flop zuzuordnen ist. Auch der bekannte Einsatz von den einzelnen
Stufen zugeordneten Und-Schaltungen verringert diesen Aufwand nur geringfügig. Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ringzählkette zu schaffen, bei der stets
für eine Stufe der Ein-Zustand garantiert ist. Dabei ist bei geringstem Aufwand
anzustreben, daß der Ein-Zustand für eine Stufe in an sich bekannter Weise von dem
Zustand der anderen Stufen der Ringzählkette selbst abhängig gemacht ist.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß eine der Stufen monostabilen
Charakter aufweist, die übrigen Stufen bistabilen Charakter aufweisen. Ferner wirken
eine Steuerschaltung und/oder die bistabilen Stufen derart auf die monostabile Stufe
ein, daß im Ein-Zustand einer der bistabilen Stufen die monostabile Stufe zwangsweise
in den Aus-Zustand übergeführt wird. Ein regulärer Zählzyklus beginnt stets dann,
wenn die monostabile Stufe sich im Ein-Zustand befindet. Als nichtlineare Schaltelemente
der einzelnen Stufen dienen vorzugsweise Transistoren. Die funktionsgleichen Transistoren
sind über eine Rüekkoppelleitung in der Weise miteinander verbunden, daß die bistabilen
Stufen über eine aus Richtleitern bestehende Oder-Schaltung derart auf die monostabile
Stufe einwirken, daß im Ein-Zustand einer der bistabilen Stufen die monostabile
Stufe statisch in den Aus-Zustand übergeführt wird. In der monostabilen Stufe ist
ferner ein Schaltelement mit einer Zeitkonstante vorgesehen, die so bemessen ist,
daß die monostabile Stufe während der Dauer der Fortschaltung von Stufe zu Stufe
im Aus-Zustand verbleibt.
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Eine weitere Lösung, die es ermöglicht, schon im Einschaltmoment der
Kette einen regulären Zählzyklus beginnen zu lassen, sieht vor, die aus Richtleitern
bestehende Oder-Schaltung derart mit einer Steuerschaltung zu verbinden, daß die
in der Reihenfolge geradzahligen und die in der Reihenfolge ungeradzahligen Stufen
gruppenweise an einer Steuerleitung liegen, so daß die letzte sich im Ein-Zustand
befindliche Stufe die vorhergehenden zugehörigen Stufen der jeweiligen Gruppe in
den Aus-Zustand überführt, sofern sie sich nicht schon in diesem befinden. Die Steuerschaltung
ist ferner so ausgeführt, daß je nach ihrem Arbeitszustand entweder die in der Reihenfolge
geradzahligen oder die in der Reihenfolge ungeradzahligen Stufen statisch stets
in den Aus-Zustand übergeführt werden. In den Steuerleitungen ist jeder Stufe je
ein Richtleiter zugeordnet, der eine Beeinflussung der eigenen sich im Ein-Zustand
befindenden Stufe verhindert.
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Für die Gruppenbildung ist es auch möglich, jeder Gruppe eine Stufe
zuzuordnen, die monostabilen Charakter hat.
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Der monostabile Zustand ist stets der Ein-Zustand, den diese Stufe
bei Einschalten der Betriebsspannung einnimmt.
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An Hand zweier Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert.
Fig.
1 zeigt eine Schaltung ohne Gruppenbildung, während Fig. 2 eine Schaltung mit Gruppenbildung
darstellt. Die Ringzählkette in Fig. 1 besteht aus den Zählstufen Ml, M2 bis M x
(x = 10), die jeweils über Dioden D 1 bis D x an der gemeinsamen Impulsleitung
IL liegen und aus je zwei Transistoren Til, Ti,... Tx, Tx, gebildet sind.
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Die monostabile Stufe ist hier die Stufe Ml. Es kann dies aber auch
jede beliebige andere Stufe sein. Die übrigen Stufen sind bistabile Stufen, deren
Zustand beim Einschalten als Aus-Zustand angenommen ist. Dann geht die erste Stufe
sofort in den Ein-Zustand über, wie er in der Fig: 1 dargestellt ist.
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An der Impulsleitung
IL liegt ein Rechteckmultivibrator. Beim
ersten Impuls geht die monostabile Stufe in den Aus-Zustand über und gibt einen
Fortschalteimpuls über den Koppelkondensator Cl auf die zweite Stufe M2. Diese geht
vom Aus-Zustand in den Ein-Zustand und wird von dem zweiten Impuls wieder in den
Aus-Zustand versetzt, dabei einen Fortschalteimpuls über C2 an die dritte Stufe
M3 abgebend. Die in die Rückstelleitung L2 bis L x eingeschalteten Dioden LD2 bis
LD
x sorgen jeweils dafür, daß die monostabile Stufe Ml im Aus-Zustand verbleibt,
solange sich irgendeine andere Stufe im Ein-Zustand befindet. Der Kondensator Cu
ist so bemessen, daß er die Schaltzeiten von drei Transistoren, z. B. T12, T21,
T22, überbrückt, so daß während der Dauer des Fortschaltevorganges die monostabile
Stufe im Aus-Zustand gehalten wird. Befinden sich beim Einschalten der Zählkette
entgegen der obigen Annahme ein oder mehrere bistabile Stufen im Ein-Zustand, dann
sorgt die Schaltung selbsttätig dafür, daß nach weniger als x Impulsen sämtliche
bistabile Stufen in den Aus-Zustand und die monostabile Stufe in den Ein-Zustand
gelangen, worauf der reguläre Durchlauf der Ein-Zustände gewährleistet ist. Der
Vorgang spielt sich wie folgt ab: Die Stufen M3, M5 und M7 mögen sich z. B. im Ein-Zustand
befinden, dann schalten die eintreffenden Impulse die Stufen in folgender Weise
weiter:
| Stufen |
| Erster Impuls ............. M4, M6, M8 |
| Zweiter Impuls ............ M5, M7, M9 |
| Dritter Impuls ............. M6, M8, M10 |
| Vierter Impuls ............. M7, M9 |
| Fünfter Impuls ............ M8, M10 |
| Sechster Impuls ........... M9 |
| Siebter Impuls ............. M10 |
| Achter Impuls ............. Ml |
Somit schaltet der achte Impuls die monostabile Stufe Ml in den Ein-Zustand. Bei
Eintreffen weiterer Impulse spielen sich die bereits geschilderten Vorgänge ab.
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Wie ersichtlich, sind acht Impulse notwendig, um den regulären Durchlauf
der Ein-Zustände zu erreichen.
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Von diesem Zeitpunkt ist gewährleistet, däß in der Ringzählkette stets
nicht mehr als ein Ein-Zustand umläuft. An ihren Ausgängen Al . . . Ax können
dann Impulse in zyklischer Folge abgenommen werden. Soll erreicht werden; daß schon
im Moment des Einschaltens nicht mehr als eine Stufe in den Ein-Zustand gelangt,
so läßt sich diese Forderung mit der Schaltung gemäß Fig. 2 erfüllen.
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Die Ringzählkette besteht wiederum aus den Stufen Ml, M2 bis
M x (x = 10). Die in Oder-Schaltung in den Rückstelleitungen L3 bis
L x liegenden Dioden LD 3 bis LD x sind an zwei Steuerleitungen
Stu, Stg einer Steuerschaltung derart angeschlossen, daß die in der Reihenfolge
ungeradzahligen Stufen 1, 3, 5; 7, 9 an der Steuerleitung Stu und die in der Reihenfolge
geradzahhgen Stufen 2, 4, 6, 8, 10 an der Steuerleitung Stg liegen. Dies hat den
Vorteil, daß jeweils die letzte sich im Ein-Zustand befindliche Stufe jeder Gruppe
dafür sorgt, daß die vorhergehenden Stufen der betreffenden Gruppe in den Aus-Zustand
übergeführt werden.
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Die aus den Transistoren STl und ST2 gebildete Steuerschaltung wird
über die Impulsleitung IL von Rechteckimpulsen eines Multivibrators beeinflußt
und ist so ausgelegt, daß je nach ihrem Arbeitszustand entweder die Stufen der einen
oder die Stufen der anderen Gruppe in den Aus-Zustand übergeführt werden. In jeder
Steuerleitung sind Richtleiter SD3 bis SD x eingeschaltet, die jeweils der
der ersten Stufe nachgeschalteten Stufe zugeordnet sind, d. h., der Richtleiter
SD3 ist der Stufe M3 zugeordnet, die auf die erste Stufe Ml dieser Gruppe folgt,
und der Richtleiter SD 4 ist der Stufe M4 zugeordnet, die der ersten Stufe
M2 dieser Gruppe folgt. Die Richtleiter SD 3/D 1 und SD4lD2 haben dabei Doppelfunktionen,
einmal verhindern sie die Beeinflussung der eigenen im Ein-Zustand befindlichen
Stufe, und zum anderen dienen sie zur Entkopplung der Stufen Ml und M3 bzw. M2 und
M4. Beim Einschalten sorgt die Steuerschaltung dafür, daß die Stufen einer Gruppe
nicht in den Ein-Zustand gelangen können. In der anderen Gruppe steuert die der
Steuerschaltung zunächst liegende im Ein-Zustand befindliche Stufe die übrigen Stufen
sofort in den Aus-Zustand. Es sei angenommen, der Transistor STl sei beim Einschalten
leitend, dann werden die Stufen Ml, M3 ... Mx-1 über die Steuerleitung Stu
im Aus-Zustand gehalten. Die Stufen M2,
M4 ... M x haben
das Bestreben, in den Ein-Zustand zu gelangen.
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Nur die Stufe M x gelangt in den Ein-Zustand, und die übrigen Stufen
dieser Gruppe werden über die Diode LD x in den Aus-Zustand übergeführt.
Treffen über die Leitung IL abwechselnd positive und negative Impulse ein,
so wird beim nächsten positiven Impuls der Transistor ST2 leitend, damit wird über
die Steuerleitung Stg die Stufe M x in den Aus-Zustand übergeführt, worauf
die Stufe Ml als monostabile Stufe in den Ein-Zustand gelangt.
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Der reguläre Durchlauf der Ein-Zustände ist somit schon im Moment
des Einschaltens dieser Schaltung gewährleistet.