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Vor- und rückwärts arbeitende Zählkette Die Erfindung bezieht sich
auf eine Zählkette, bei der die Zählimpulse und die Signale zur Festlegung der Zählrichtung
getrennt eingegeben werden. Solche Zählketten werden vorteilhaft bei digitalen Meß-
und Regeleinrichtungen verwendet. Bei vor- und rückwärts arbeitenden Zählketten,
die mehrere Dekaden besitzen und bei denen die Zählimpulse und die Zählrichtungssignale
getrennt eingegeben werden, dürfen die Zählimpulse nur mit einer solchen Frequenz
eingegeben werden, daß der Zählimpuls mit Sicherheit sämtliche Dekaden durchlaufen
hat, bevor der nächste Zählimpuls folgt. Denn würden sich gleichzeitig mehrere Zählimpulse
in der Zählkette befinden, so würde bei der Umschaltung auf die andere Zählrichtung,
was immer dann erfolgen muß, wenn ein Zählimpuls für die entgegengesetzte Zählrichtung
eingegeben wird, eine falsche Zählung eintreten, da bisher die Zählrichtungssignale
allen Dekaden gleichzeitig zugeführt werden. Je mehr Dekaden der Zählimpuls durchlaufen
hat, um so mehr muß also die Zählfrequenz herabgesetzt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mindestens zwei Dekaden
aufweisendes, vor- und rückwärts arbeitendes Zählwerk zu schaffen, bei dem keine
Beschränkung der Zählfrequenz mehr erforderlich ist, sich also ohne weiteres mehrere
Zählimpulse in der Zählkette befinden können. Dies wirkt sich insbesondere bei Differenzzählwerken
und bei in der digitalen Regelungstechnik verwendeten Zählwerken besonders günstig
aus. Die Lösung besteht darin, daß die Signale zur Zählrichtungsänderung den der
Eingangsstufe folgenden Dekaden entweder in Abhängigkeit von der Stellung der letzten
Stufe einer Dekade oder zeitabhängig eingegeben werden. Zur stellungsabhängigen
Weiterleitung der Signale für die Zählrichtungsänderung kann beispielsweise ein
Doppel-Und-Gatter in Verbindung mit einer Gedächtnisschaltung (Kippstufe) verwendet
werden. Die Gedächtnisschaltung kann auch durch ein Doppel-Nicht-Gatter ersetzt
werden, was bei SIMATIC-Bauteilen den Vorteil einer zusätzlichen zeitlichen Verzögerung
hat. Zur zeitabhängigen Weiterleitung der Richtungssignale kann ein Zeitglied Verwendung
finden. Unter Umständen reicht die Eigenverzögerungszeit eines logischen Schaltelementes
hierbei aus.
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Nähere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung schematisch
dargestellt sind.
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Fig. 1 und 2 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen das Zählrichtungssignal
in Abhängigkeit von der Stellung der letzten Stufe einer Dekade in die nächste Dekade
gegeben wird. Mit 1 und 2 sind zwei Dekaden K einer beispielsweise aus mehreren
Dekaden bestehenden Zählkette bezeichnet. Die Zählimpulse werden bei 3 eingegeben
und über Leitungen 4, 5 bzw. 4', 5' an die folgenden Dekaden weitergegeben. Mit
6 ist eine Leitung bezeichnet, die das Signal für die Vorwärtszählrichtung führt.
Die entsprechende Leitung für das Signal der Rückwärtszählrichtung ist mit 7 bezeichnet.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, werden die Zählrichtungssignale den folgenden
Dekaden nicht wie bisher unmittelbar zugeführt, sondern über logische Elemente.
Gemäß Fig. 1 ist die Leitung 6 an den Eingang eines Und-Gatters 8 und die Leitung
7 an den Eingang eines Und-Gatters 9 gelegt. Die beiden anderen Eingänge der mit
8 und 9 bezeichneten Und-Gatter U sind mit je einem Ausgang der Dekade 1 verbunden.
Der Ausgang des Und-Gatters 8 ist mit dem Setzeingang und der Ausgang des Und-Gatters
9 mit dem Löscheingang eines Gedächtnisgliedes 10, z. B. einer bistabilen
Kippschaltung M, verbunden. Von dem normalen und komplementären Ausgang des Gedächtnisgliedes
10 werden die Richtungssignale über Leitungen 6' und 7' zur nächsten Dekade weitergeführt.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 werden an Stelle eines Gedächtnisgliedes zwei
mit 11 und 12 bezeichnete Nicht-Gatter N verwendet.
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Die Wirkungsweise der Schaltung ergibt sich aus folgenden Überlegungen:
Bei den verschiedenen Codes, die meist in Zählschaltungen Verwendung finden, hat
die letzte Stufe einer Tetrade im unteren Teil der Dekade 0-Signal, im oberen Teil
L-Signal, wie die
folgende Gegenüberstellung drei der bekanntesten
Codes zeigt:
| Binärer Code Aiken Code Excess-3-Code |
| 0 0 000 0 000 0 OLL |
| 1 O OOL 0 00L 0 L00 |
| 2 0 OLO 0 0L0 0 LOL |
| 3 0 OLL 0 OLL 0 LLO |
| 4 0 LOO 0 L00 0 LLL |
| 5 0 LOL L OLL L 000 |
| 6 0 LLO L LOO L 00L |
| 7 0 LLL L LOL L 0L0 |
| 8 L 000 L LLO L OLL |
| 9 L L00 L LLL L OOL |
Die letzte Stufe ist stets umrandet. Wie zu ersehen ist, ist beim binären Code 0-Signal
von 0 bis 7 und L-Signal bei 8 und 9, beim Aiken-Code und Excess-3-Code ist 0-Signal
von 0 bis 4 und L-Signal von 5 bis 9. Der Zählimpuls kann also nur dann in die nächste
Tetrade übertragen werden, wenn entweder bei Vorwärtssignal in der letzten Stufe
L-Signal ist oder wenn bei Rückwärtssignal die letzte Stufe 0-Signal hat. Zum anderen
kann jeder Code verwendet werden, bei dem sich die verschlüsselte 0 und die 9 in
der letzten Stufe unterscheiden.
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Die Auswertung dieser beiden Und-Bedingungen erfolgt in dem Doppel-Und-Gatter
8, 9. Die nachgeschaltete bistabile Kippstufe 10 (Fig. 1) gibt das Richtungssignal
weiter bzw. kippt bei Vorhandensein der entgegengesetzten Und-Bedingung in die entgegengesetzte
Lage. Da die Kippstufe 10 unter Umständen sehr kurze Schaltzeiten hat, kann es zweckmäßig
sein, die Kippstufe durch ein Doppel-Nicht-Gatter (Fig. 2) zu ersetzen.
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In manchen Fällen kann auf die Abhängigkeit von der Stellung der letzten
Stufe einer Dekade als Kriterium für eine Richtungssignaländerung verzichtet werden
und die Weiterschaltung zeitabhängig erfolgen. Eine Zeitverzögerung kann auf einfache
Weise durch Einschaltung des Zeitgliedes erzielt werden. Hierbei kann die endliche
Schaltzeit eines logischen Elementes, z. B. einer bistabilen Kippstufe, benutzt
werden. In diesem Falle fallen die Doppel-Und-Stufen gemäß Fig.1 und 2 weg, so daß
das Richtungssignal unmittelbar von einer Kippstufe zur nächsten gegeben wird. Hierdurch
ergibt sich ein besonders einfacher Schaltungsaufbau.
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An Stelle der Und-Gatter können selbstverständlich ganz oder teilweise
auch deren inverse Funktionen auslösende Gatter treten. Besonders vorteilhaft ist
die Verwendung der bekannten logischen Schaltungen mit Dioden bzw. Transistoren
zur praktischen Ausbildung der erfindungsgemäßen Zählkette.