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Schaltungsanordnung für mehrstufige, aus bistabilen Kippkreisen gebildete
Zähler Bei den bekannten aus bistabilen Kippkreisen gebildete-n Zählern erfolgt
der Übertrag von einer Stufe auf die nächsthöhere Stufe dadurch, daß die folgende
Stufe von der vorhergehenden einen Zählimpuls erhält, wenn die vorhergehende Stufe
von 1 auf 0 umgeschaltet wird. Diese bekannten Anordnungen haben den
Nachteil, daß eine höhere Stufe erst getastet wird, wenn alle vorhergehenden Stufen
angesprochen. haben. Bei mehrstufigen Zählern addieren sich also die Ansprechzeiten
sämtlicher Stufen. Ein weiterer Nachteil zeigt sich beim Löschen. Ein Löschimpuls
tastet zunächst alle Stufen auf 0. Dabei wird aber eine Staufe, die vorher
auf 1 stand, einen binären Übertrag auslösen, der erst etwas später an der
folgenden Stufe eintrifft und diese wieder auf 1
tastet. Um d'en Zähler auf
0 zu stellen, sind daher entweder so viele Löschimpulse notwendig, wie der
Zähler Stufen hat, oder der Löschimpuls muß so lange Zeit dauern, bis der Übertrag
alle Stufen durchlaufen hat.
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Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile der bekannten Anordnungen
zu vermeiden. Dies erreicht die Erfindung dadurch, daß in einer Schaltungsanordnung
zur übertragsteuerung für mehrstufige, aus bistabilen Kippkreisen gebildete Zähler
den Eingängen der Kippkreise der höheren Stufen Impulsventile zugeordnet sind, welche
von dem Zustand der Kippkreise aller vorgeordneten Stufen abhängig sind, so daß
sie den Eingang der betreffenden Stufe vorbereitend mit der Zählimpulsleitung verbinden,
wenn der nächstfolgende Zählimpuls einen Übertrag auf diese Stufe bewirkt.
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Die Anordnung der Erfindung gestattet es, alle Stufen gleichzeitig
zu schalten, da im Falle des übertrags das Impulsventil im Eingang der nächsten
Stufe zum Durchlaß des, Zählimpulses vorbereitet ist.
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Die Erfindung gestattet es, auch mittels eines kurzen Löschimpulses
alle Stufen des Zählers zu löschen, da der Übertrag sich höchstens in einer Vorbereitung
des Impulsventils am Eingang einer anderen Stufe, niemals jedoch in einer Schaltung
der Stufe auswirkt.
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Die Erfindung gestattet, einzelne Stufen des mehrstufigen Zählers
in beliebiger Reihenfolge je nach dem Anschluß des Impulsventils am Eingang
einer Stufe an die Ausgänge einer oder mehrerer anderer Stufen zu schalten.
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Fig. 1 der Zeichnung gibt in einem Blockschema die bekannte
Anordnung eines mehrstufigen, aus bistabilen Kippkreisen gebildeten Zählers wieder.
Die bistabilen Kippkreise der einzelnen Stufen sind mit Fl, F2,
F3 bezeichnet. Der eineEingang allerKippkreise ist an die Leitung L angeschlossen,
welche den Löschimpuls führen kann. Der andere Eingang des KippkreisesFl ist an
die, Leitung Z angeschlossen, welche die Zählimpulse führt. Steht der Kippkreis
F 1
in dem Zustand L, dann ist der rechte Ausgang, der mit dem rechten
Eingang des Kippkreises F2 verbunden ist, gesperrt. Wird durch einen auf der Leitung
Z eintreffenden Zählimpuls der Kippkreis F 1-in den Zustand 0 umgetastet,
dann führt der rechte Ausgang Strom und tastet den Kippkreis F2 um. Befand sich
auch der Kippkreis F 2 im Zustand L, dann führt auch bei der Umtastung der rechte
Ausgang des Kippkreises F2 Strom, so daß auch der KippkreisF3 umgetastetwird. DieseVorgänge
reihen sich aneinander, so daß die bereits erwähnten Nachteile der Addition der
Ansprechzeiten so wie beim Löschen auftreten.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt Fig. 2 das Blockschema eines dreistufigen Zählers, der nach der Erfindung
mit Impulsventilen ausgerüstet ist, Fig. 3 die Schaltungsanordnung eines
bistabilen, mit Transistoren bestückten Kippkreises und das entsprechende Symbol
des Blockschemas, Fig. 4 die Schaltungsanordnung eines Impulsventils mit zwei zusätzlichen
Steuereingängen und das entsprechende Symbol des Blockschemas, Fig. 5 die
Schaltungsanordnung eines Impulsventils mit vier zusätzlichen Steuereingängen, Fig.
6 das Blockschema eines vierstufigen Zählers mit der Periode 10,
Fig.
7 das Blockschema eines Zählers, der eine willkürlich ausgestellte Zahlenfolge
durchläuft.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung sind die linken
Eingänge aller drei Kippschaltungen F 1, F 2, F3 an
die Leitung L angeschlossen, die den Löschimpuls für die Rückstellung in die Ausgangslage
führt. Die rechten Eingänge aRer drei Kippschaltungen F 1 bis F
3 sind an die Leitung Z angeschlossen, welche die Zählimpulse führt. Hierbei
liegt vor dem rechten Eingang der KippschaltungF2 ein Impulsventil JV
1, welches von dem linken Ausgang der Kippschaltung F 1 gesteuert
wird. Solange die Kippschaltung Fl im Zustand L liegt, führt der linke Ausgang Strom,
und das Impulsventil JV 1 ist vorbereitet, den nächsten Zählimpuls durchzulassen.
Dieser Zählimpuls schaltet somit gleichzeitig die Kippschaltung F 1 vom Zustand
L auf den Zustand 0 um und die Kippschaltung F 2 von ihrem jeweiligen Zustand
auf den entgegengesetzten Zustand.
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Das am Eingang der Kippschaltung F3 liegende Impulsventil JV
2 wird von den beiden vorhergehenden Stufen vorbereitet. Befinden sich die Kippschaltungen
F l und F 2 der beiden vorgeordneten Stufen im Zustand L, dann ist das Impulsventil
JV 2 so vorbereitet, daß es den nächsten Zählimpuls durchläßt.
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Der in Fig. 2 dargestellte Zähler durchläuft unter dem EMuß aufeinanderfolgender
Zählimpulse die Zahlenfolge 0 = 000
1 = LOO 2 = OLO
3 = LLO .......... 7 = LLL 8 = 000
Fig.
3 zeigt die mit Transistoren bestückte Kippschaltung und ihr Ersatzsymbol
im Blockschaltbild. Die beiden Eingänge sind mit B 1 und B 2 und die
beiden Ausgänge mit C 1 und C 2 bezeichnet.
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Die Wirkungsweise einer solchen Kippschaltung mit pnp-Transistoren
ist an sich bekannt und bedarf keiner weiteren Erläuterung.
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Fig. 4 zeigt die Schaltungsanordnung eines Impulsventils mit zwei
zusätzlichen Steuerleitungen nach Art des Impulsventils JV 2 des Blockschemas Fig.
2.
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An die Eingänge 1 und 2 sind die Steuerleitungen angeschlossen.
Diese Eingänge 1 und 2 sind je über einen Widerstand R mit dem Knotenpunkt
M verbunden. An dem Knotenpunkt M ist über einen Kondensator C der Eingang
J angeschlossen, der mit der Impulsleitung Z verbunden wird. Den Ausgängen
B 1
und B 2 ist je eine Diode D vorgeschaltet. Führt
nur einer der Eingänge 1 und 2 negative Spannung, dann soll der Impuls am
Eingang J nicht zum Ausgang B durchgelassen werden. Dieser Impuls am Eingang
J
ist kleiner als die Hälfte der Steuerspannung, welche die Diode leitfähig
schaltet. Führt jedoch keiner der beiden Eingänge 1 und 2 negative Spannung,
dann wird die Diode im Ausgang B leitfähig, und der Impuls am Eingang M wird zum
Ausgang B durchgelassen.
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Bei Impulsvontile-a mit mehr als zwei Eingängen wird das Verhältnis
der Spannung des Impulses zu der Steuerspannung der D.ioden ungünstig. Bei der in
Fig. 5 dargestellten Anordnung ist daher zur Entkopplung der Eingänge
1 bis 4 jedem Widerstand R eine Diode DE vorgeschaltet, und der Punkt
M ist über einen weiteren Widerstand R geerdet. Liegt z. B. der Eingang
1 an einer Spannung - Uc und alle anderen Eingänge 2 bis 4 an der
Spannung 0, so liegt der Punkt M an der Spannung -
Dadurch wird erreicht, daß der Punkt M auch dann nur an der Spannung
liegt, wenn lediglich ein Eingang die Spannung - Uc führt und alle anderen
Eingänge die Spannung 0 aufweisen.
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Die in Fig. 6 dargestellte Schaltung eines vierstufigen Zählers
ermöglicht eine periodische Rückstellung des Zählers nach je zehn Impulsen.
Zu diesem Zweck sind der KippschaltungF4 der vierten Stufe zwei Impulsventile JY
3 und JV 4 vorgeschaltet, von denen das ImpulsventilJV3 von dem jeweiligen
Zustand der Kippschaltungen Fl, F2 und F3 der
drei vorgeordneten Stufen
abhängig ist, während das Impulsventil JV4 von dem jeweiligen Zustand der Kippschaltung
Fl der ersten Stufe und der Kippschaltung F4 der vierten Schaltstufe abhängt. Der
Anschluß zum Löschen ist in Fig. 6 der Einfachheit halber weggelassen. Der
in Fig. 6 dargestellte Zähler durchläuft nacheinander die Schaltstellungen
0 = 000
1 = LOOO 2 = OLOO 3 = LLO 0
4
= OOLO 5 = LOLO 6 OLLO 7 = LLLO 8 = OOOL
9 = LOOL 10 = 0000
In manchen Fällen kann eine andere Reihenfolge
der Zahlenwerte erwünscht sein, die der Zähler in den aufeinanderfolgenden Schaltzuständen
darstellt. Durch den Anschluß der Impulsventile gestattet die Erfindung die Einstellung
jeder beliebigen Reihenfolge. Bei der in Fig. 7 dargestellten Schaltung sind
die Ausgänge Cl und C2 jeder der drei KippschaltungenF1 bis
F3 eines dreistufigen Zählers an die mit der gleichen Bezeichnung versehenen
Leitungen Cl und C2 angeschlossen, mit denen die Steuereingänge der
verschiedenen Impulsventile JVla, JV 1 c, IV 2 a, JV
2 c und JV 3 a bis JV 3 c verbunden sind.
Bei den durch die Indizes angedeuteten Verbindungen durchläuft der in Fig.
6 dargestellte Zähler unter dem Einfluß aufeinanderfolgender über die Leitungen
Z eintreffender Zählimpulse die Zahlenfolge 0, 7, 4, 6, 1, 3, 2,
5, 0.
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Die Erfindung ist auf die dargestellten Schaltungen nicht beschränkt.
Sie umfaßt alle Anordnungen, bei denen die Kippschaltungen aller Stufen des Wählers
gegebenenfalls unmittelbar durch den Zählimpuls gesteuert werden.