Elektronischer Zähler mit Vorwärts- und Rückwärtszählung Die Erfindung
betrifft eine Schaltungsanordnung zur Addition und Subtraktion von Impulsen und
verwendet hierzu eine aus Flip-Flops bestehende Zählkette. Bei den bekannten Anordnungen
dieser Art sind zwei Impulseingänge vorgesehen, von denen einer für zu addierende
und der andere für zu subtrahierende Impulse verwendet wird. Die Erfindung bezweckt,
einen besonderen Impulseingang mit eigenem Impulsverstärker für die Subtraktion
zu vermeiden. Dies erreicht die Erfindung unter Anwendung eines elektronischen Zählers,
welcher aus in Kaskade verbundenen Flip-Flops besteht, deren Ausgänge mit dem Eingang
des Flip-Flops der nächsten Stufe verbunden sind, dadurch, daß beide Ausgänge eines
Flip-Flops über entgegengesetzt steuerbare Torschaltungen mit dem Eingang des in
der Kette folgenden Flip-Flops verbunden sind und daß die Torschaltungen beider
Ausgänge für Vorwärtszählung in einem Sinn und für Rückwärtszählung im anderen Sinn
entgegengesetzt geschaltet sind, so daß entweder nur die an dem einen Ausgang oder
nur die an dem anderen Ausgang auftretenden Spannungsänderungen auf den Eingang
des folgenden Flip-Flops einwirken. Indem also die Torschaltungen entsprechend beeinflußt
werden, ist es durch die Erfindung möglich, die einer Abzählkette über deren einzigen
Eingang zugeführten Impulse entweder zu den bereits eingespeicherten Impulse hinzuaddieren
oder jeden einlaufenden Impuls vom eingespeicherten Wert abzuziehen.Electronic counter with up and down counting The invention
relates to a circuit arrangement for adding and subtracting pulses and
uses a counting chain consisting of flip-flops for this purpose. In the known arrangements
of this type, two pulse inputs are provided, one of which is for adding
and the other is used for pulses to be subtracted. The invention aims
a special pulse input with its own pulse amplifier for subtraction
to avoid. This is achieved by the invention using an electronic counter,
which consists of flip-flops connected in cascade, the outputs of which connect to the input
of the flip-flops of the next stage are connected, in that both outputs of one
Flip-flops via oppositely controllable gate circuits with the input of the in
the chain following flip-flops are connected and that the gates of both
Outputs for counting up in one sense and for counting down in the other sense
are connected in opposite directions, so that either only the one output or
only the voltage changes occurring at the other output on the input
of the following flip-flop act. By thus influencing the gates accordingly
be, it is possible through the invention, the one Abzählkette over the only one
Either add the pulses supplied to the input to the pulses already stored
or subtract each incoming pulse from the stored value.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 den Aufbau der Zählkette und F i g. 2 die Schaltungsanordnung
eines einzelnen, als Flip-Flop ausgebildeten Zählgliedes.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows F i g. 1 the structure of the counting chain and FIG . 2 shows the circuit arrangement of a single counter element designed as a flip-flop.
Wie aus der F i g. 1 hervorgeht, sind mehrere Zählglieder
G 1 bis Gn in einer Kette hintereinandergeschaltet, wobei jedes dieser Zählglieder
die binäre Einspeicherung eines Stellenwertes erlaubt. Jedes Zählglied ist mit dem
in der Kette folgenden Glied über eine Verbindungsleitung VL 1 bis VLn-1
verbunden, wobei diese Verbindungsleitungen mit den Ausgangsklemmen A und
51 des jeweils vorgeordneten Zählgliedes in Verbindung stehen. In die mit
den Kleramen A und 51 verbundenen Abzweige der Verbindungsleitungen
VL sind Dioden D und ZY geschaltet, die so gepolt sind, daß lediglich negative
Spannungsänderungen über die Leitung VL der nächstfolgenden Stufe der Zählkette
zugeführt werden können. Gemeinsam für alle Abzählglieder ist ein Steuerleitungspaar
addlsubtr, daß über Dioden Ds und Da mit den einzelnen Verbindungsleitungen VL1
bis VLn-1 in Verbindung steht. Soll ein auf das erste Glied der KetteG1 gegebener
Impuls addiert werden, so wird an die Leitung add positives und an die Leitung subtr
negatives Potential angeschaltet. Zur Subtraktion eines Impulses wird umgekehrt
an die Leitung add negatives und an die Leitung subtr positives Potential geschaltet.
Infolge der Dioden Ds und Da kann im ersteren Fall die an der Ausgangsklemme
A auftretende negative Spannungsänderung über die Diode Dl auf das
nächstfolgende Zählglied einwirken, Während im zweiten, Falle die an der Klemme
#T auftretende negative Spannungsänderung einen Einfluß auf das nächstfolgende Zählglied
ausüben kann.As shown in FIG. 1 shows , several counting elements G 1 to Gn are connected in series in a chain, each of these counting elements allowing the binary storage of a place value. Each counter element is connected to the following element in the chain via a connecting line VL 1 to VLn-1, these connecting lines being connected to the output terminals A and 51 of the respective upstream counter element. Diodes D and ZY are connected to the branches of the connecting lines VL connected to the cler names A and 51 , and the polarity is such that only negative voltage changes can be fed to the next stage of the counting chain via the line VL. A control line pair addlsubtr is common to all counting elements and is connected to the individual connecting lines VL1 to VLn-1 via diodes Ds and Da. If a pulse given to the first link of the chain G1 is to be added, a positive potential is connected to the add line and a negative potential to the subtr line. To subtract a pulse, conversely, a negative potential is connected to the add line and a positive potential to the subtr line. As a result of the diode Ds and Da in the former case, which occurs at the output terminal A negative change in voltage across the diode Dl to the next successive counting member to act, during the occurring at terminal #T negative voltage change can exert an influence on the next following part of the scale in the second case .
Der Aufbau der einzelnen Abzählglieder geht aus F i g. 2 hervor.
Diese Zählglieder sind in bekannter Weise als Flip-Flops ausgestattet, die zwei
Transistoren Trl und Tr2 besitzen. Die Anordnung ist dabei so geschaltet, daß im
Ruhezustand der Transistor Tr2 offen und der Transistor Trl gesperrt ist. Dioden
Dil und D12 stellen sicher, daß immer nur eine an der Eingangsklemme E auftretende
negative Spannungsänderung das betreffende Flip-Flop von der einen in die andere
Lage umsteuem kann. Der weitere Aufbau des Flip-Flops ist im einzelnen bekannt und
wird daher nicht mehr näher beschrieben. Zur Signalisierung der vorhandenen Einspeicherung
eines Wertes in jedes der Zählglieder ist eine Anzeigelampe AL vorgesehen,
die beim öffnen des Transistors Trl zum Aufleuchten kommt. Diese AnzeigelampeAL
stellt im kalten Zustand einen hochohmigen Widerstand dar, der bei einer Erwärmung
der Lampe plötzlich niederohmig wird und daher einen Spannungssprung verursacht,
der Anlaß zu Fehlschaltungen geben kann. Um dies zu vermeiden, wird die Anzeigelampe
AL im Ruhezustand über einen hochohmigen Widerstand Rh vorgeheizt, wobei
dieser Widerstand so bemessen ist, daß die Lampe über ihn noch nicht zum Aufleuchten
kommen
kann. Durch Drücken der Löschtaste Lö ist es möglich, das betreffende Flip-Flop
wieder in seinen Ausgangszustand zu versetzen, wenn die binäre Anzeige der Zählkette
gelöscht werden soll.The structure of the individual counting elements is shown in FIG . 2 emerges. These counting elements are equipped in a known manner as flip-flops which have two transistors Trl and Tr2. The arrangement is connected in such a way that the transistor Tr2 is open and the transistor Trl is blocked in the idle state. Dil diodes D12 and make sure that only one occurring at the input terminal E negative voltage change, the flip-flop in question from one position to the other umsteuem can. The further structure of the flip-flop is known in detail and is therefore no longer described in more detail. To signal that a value has been stored in each of the counting elements, an indicator lamp AL is provided, which lights up when the transistor Trl is opened. In the cold state, this indicator lamp AL represents a high-resistance resistor which suddenly becomes low-resistance when the lamp is heated and therefore causes a voltage jump which can give rise to incorrect switching. In order to avoid this, the indicator lamp AL is preheated in the idle state via a high-ohmic resistor Rh, this resistor being dimensioned so that the lamp cannot yet light up via it. By pressing the delete key Lö it is possible to return the relevant flip-flop to its initial state if the binary display of the counting chain is to be deleted.
Wird beispielsweise dem ersten Flip-Flop ein Impuls an der Eingangsklemme
E zugeführt, so wirkt dessen absteigende Impulsflanke über dieDiodeDil so
auf die Basis des Transistors Trl ein, daß dieser Transistor vom gesperrten in den
geöffneten Zustand überführt wird, während der TransistorTr2 den gesperrten Zustand
annimmt. Das Potential an der Klemme A wird dadurch positiver, während das
Potential an der Klemme#f bei der Sperrung des Transistors Tr2 negativer wird. Ist
Pluspotential an die Steuerleitung add geschaltet, während an der Steuerleitungsubtr
negatives Potential lieg so kann infolge der Torschaltung die negative Spannungsänderung
an der KlemmeÄ nicht zum Eingang des nächsten Flip-Flops gelangen, während die positive
Spannungsänderung an der KlemmeA infolge der Diode Di sowie der Dioden Di
1 und Di 2 im nachfolgenden Flip-Flop sich ebenfalls nicht auf das nächstfolgende
Flip-Flop G2 auswirken kann. Die Einspeicherung eines Impulses hat damit
zu einer Zustandsänderung des ersten Flip-Flops der Kette geführt. Beim Einlaufen
eines zweiten Impulses wird das erste Flip-Flop zurückgesteuert, d.h. der Transistor
Trl ist nun wieder gesperrt, während der Transistor Tr2 geöffnet wird. Dabei tritt
an der Klemme A eine negative Spannungsänderung und an der Klemme N eine
positive Spannungsänderung auf. Von diesen Spannungsänderungen wirkt sich lediglich
die an der Klemme A auftretende auf den Eingang des nächstfolgenden Flip-Flops
aus, das nunmehr z> in der vorbeschriebenen Weise in den anderen Schaltzustand übergeführt
wird, der die Einspeicherung eines bestimmten Wertes kennzeichnet. Durch den Eingang
zweier Impulse befindet sich somit das erste Flip-Flop in der Ausgangslage, während
das zweite Flip-Flop in der Einspeicherlage ist. Ein dritter Impuls führt das erste,
Flip-Flop in seine Einspeicherlage zurück, während das zweite Flip-Flop sich in
dieser Einspeicherlagge bereits befindet und in dieser vorerst auch gehalten wird.If, for example, the first flip-flop is supplied with a pulse at the input terminal E , its falling pulse edge acts on the base of the transistor Trl via the diode Dil in such a way that this transistor is switched from the blocked to the open state, while the transistor Tr2 assumes the blocked state . The potential at the terminal A thereby becomes more positive, while the potential at the terminal # f becomes more negative when the transistor Tr2 is turned off. If plus potential is connected to the control line add while there is a negative potential on the control line sub, the negative voltage change at terminal Ä cannot reach the input of the next flip-flop due to the gate circuit, while the positive voltage change at terminal A due to the diode Di and the diodes Di 1 and Di 2 in the subsequent flip-flop can likewise not affect the next flip-flop G2 . The storage of a pulse has led to a change in the state of the first flip-flop in the chain. When a second pulse arrives, the first flip-flop is controlled back, ie the transistor Trl is now blocked again while the transistor Tr2 is opened. A negative voltage change occurs at terminal A and a positive voltage change at terminal N. Of these voltage changes, only the one occurring at terminal A has an effect on the input of the next following flip-flop, which is now z> transferred to the other switching state in the manner described above, which characterizes the storage of a certain value. As a result of the input of two pulses, the first flip-flop is in the initial position, while the second flip-flop is in the storage position. A third pulse leads the first flip-flop back to its storage position, while the second flip-flop is already in this storage position and is held in this position for the time being.
Es ist leicht einzusehen, daß auf diese Weise die Zählkette nacheinander
in der binären Zählweise aufgefüllt wird, falls nur an der Steuerleitung add positives
und an der Steuerleitung sitbir negatives Potential herrscht.It is easy to see that this way the counting chain is sequential
is filled in the binary counting mode, if only add positive on the control line
and there is a negative potential on the control line.
Wird zwischen diesen Leitungen ein Potentialwechsel vorgenommen und
trifft nunmehr ein Impuls am EingangE des ersten Flip-Flops ein, so wird dieser
Impuls von der bereits eingespeicherten Impulszahl abgezogen.If a potential change is made between these lines and
if a pulse now arrives at input E of the first flip-flop, it will be
Pulse subtracted from the already stored number of pulses.
Zur Veranschaulichung dieses Vorganges sei angenommen, daß drei Impulse
bereits eingespeichert wurden, daß sich also das erste und das zweite Flip-Flop
im Einspeicherzustand befinden, in dem der Transistor Trl geöffnet und der Transistor
Tr2 gesperrt ist. Durch die negative Impulsflanke des Eingan gsimpulses wird nun,
wie bei der Addition, das erste Flip-Flop in seinen entgegengesetzten Schaltzustand
übergeführt, d. h. der Transistor Trl wird gesperrt und der Transistor Tr2
geöffnet. Die Spannungsänderung an der Ausgangsklemme A kann dabei nicht
in Erscheinung treten, weil nun die Torschaltuno, derart auf die Verbindungsleitung
VL1 einwirkt, daß die an der KlemmeA auftretenden negativen Spannungsänderungen
nicht durchgelassen werden. Da bei dieser Schaltzustandsänderung des ersten Flip-Flops
an der Ausgangsklemme7f eine positive Spannungsänderung stattfindet, wirkt sich
auch diese nicht auf das nachfolgende Flip-Flop aus, d.h. beim Subtraktionsvorgano,
bleibt dieses zweite Flip-Flop in der Einspeicherlage, während das erste Flip-Flop
in die Ausgangslage zurückgeführt wird.To illustrate this process, it is assumed that three pulses have already been stored, so that the first and second flip-flop are in the storage state in which the transistor Trl is open and the transistor Tr2 is blocked. As with the addition, the negative pulse edge of the input pulse now transfers the first flip-flop to its opposite switching state, ie. H. the transistor Trl is blocked and the transistor Tr2 is opened. The voltage change at the output terminal A cannot appear because the gate switch now acts on the connecting line VL1 in such a way that the negative voltage changes occurring at the terminal A are not allowed to pass. Since this change in the switching state of the first flip-flop at the output terminal 7f results in a positive voltage change, this does not affect the subsequent flip-flop either, i.e. with the subtraction process, this second flip-flop remains in the storage position, while the first flip-flop is returned to the starting position.
Soll nun ein weiterer Impuls abgezogen werden, so bewirkt das Einlaufen
dieses Impulses die überführung des ersten Flip-Flops in die Einspeicherlage, während
nun die negative Spannungsänderung an der Ausgangsklemme71 auf das nachfolgende
Flip-Flop einwirkt und dieses aus der Einspeicherlage in die Ausgangslage überführt.
Die an der Ausgangsklemme X dieses zweiten Flip-Flops auftretende Spannungsänderung
besitzt eine positive Richtung und kann infolgedessen auf das nachfolgende dritte
Flip-Flop nicht einwirken. Es befindet sich somit nun lediglich das erste Flip-Flop
in der Einspeicherlage und kennzeichnet damit den durch die Subtraktion zweier Impulse
erhaltenen Wert.If another pulse is to be withdrawn, the arrival of this pulse causes the first flip-flop to be transferred to the storage position, while the negative voltage change at output terminal 71 acts on the subsequent flip-flop and transfers it from the storage position to the initial position. The voltage change occurring at the output terminal X of this second flip-flop has a positive direction and as a result cannot act on the subsequent third flip-flop. Only the first flip-flop is now in the storage position and thus characterizes the value obtained by subtracting two pulses.