DE1233912B - Vorrichtung zum Veraendern der Zeit zum Einspeisen einer bestimmten Impulszahl in einen elektronischen Zaehler - Google Patents

Vorrichtung zum Veraendern der Zeit zum Einspeisen einer bestimmten Impulszahl in einen elektronischen Zaehler

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DE1233912B DEA50638A DEA0050638A DE1233912B DE 1233912 B DE1233912 B DE 1233912B DE A50638 A DEA50638 A DE A50638A DE A0050638 A DEA0050638 A DE A0050638A DE 1233912 B DE1233912 B DE 1233912B
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Description

DEUTSCHES #|W PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT Deutsche KL: 21 al - 36/22
Nummer: 1233 912
Aktenzeichen: A 50638 VIII a/21 al
1233 912 Anmeldetag: 28. Oktober 1965
Auslegetag: 9. Februar 1967
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verändern der Zeit zum Einspeisen einer bestimmten Impulszahl in einen elektronischen Zähler mit einer bestimmten Gesamtkapazität von beispielsweise n0 Impulsen.
Solche Vorrichtungen werden bei elektronischen Zählern als Zeitmarkierung benutzt, wobei die Arbeitsweise auf der Tatsache beruht, daß die zum Einspeisen einer bestimmten Zahl von Impulsen einer Impulsfolge einer bestimmten Frequenz erforderliche Zeit ein bestimmtes Zeitintervall darstellt. Solche elektronischen Zähler können beispielsweise dazu verwendet werden, bei einer Entfernungsmessung auf Grund der zwischen einer Aussendung und einem Empfang verstreichenden Zeit diese verstrichene Zeit zu messen oder die Oszillatorfrequenz eines Radioempfängers zum Empfang eines bestimmten einer Vielzahl von Übertragungskanälen zu steuern oder in Gebern oder anderen, Oszillatoren aufweisenden Geräten mit einer Vielzahl feststehender Frequenzen diese Frequenzen mit einer großen Genauigkeit einzuhalten. Weitere Anwendungsmöglichkeiten eines erfindungsgemäßen elektronischen Zählers ergeben sich ohne weiteres für den auf diesem Gebiet tätigen Fachmann, weshalb nachstehend eine solche Anwendung der Erfindung beschrieben wird, bei der der Zähler zum Steuern der Frequenz eines Oszillators benutzt wird.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, einen elektronischen Zähler zum Steuern eines Oszillators zu verwenden, wobei die Schwingungszahl eines Oszillators in einem bestimmten Zeitintervall gezählt wird, woraufhin die Oszillatorfrequenz korrigiert wird, wenn die im genannten Zeitintervall gezählte Schwingungszahl zu groß oder zu klein war. Der Oszillator wird hierzu mit einem elektronischen Zähler verbunden, der als Frequenzteiler arbeitet und die Oszillatorfrequenz durch eine bestimmte Zahl teilt. Die erhaltene Ausgangsgröße des elektronischen Zählers wird sodann einem Detektor zugeführt, in dem sie mit dem Signal eines Vergleichsoszillators verglichen wird. Die Ausgangsgröße des Detektors wird dann dazu benutzt, die Oszillatorfrequenz über ein Tiefpaßfilter zu beeinflussen. Das über den Detektor beeinflußte Oszillatorelement besteht dabei z. B. aus einer Kapazitätsdiode.
Wird die Oszillatorfrequenz mit fQ und die Frequenz des Vergleichsoszillators mit fr bezeichnet und angenommen, daß der elektronische Zähler ein Teilerverhältnis von Iln hat, dann besteht zwischen der Oszillatorfrequenz und der Vergleichsfrequenz folgende Beziehung: j —n,j ^
Vorrichtung zum Verändern der Zeit zum
Einspeisen einer bestimmten Impulszahl in einen elektronischen Zähler
Anmelder:
AGA Aktiebolag, Lidingö (Schweden)
Vertreter:
Dipl.-Ing. H. Strohschänk, Patentanwalt,
München-Pasing, Musäusstr. 5
Als Erfinder benannt:
Carl-Erik Granqvist, Lidingö (Schweden)
Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 28. Oktober 1964 (12 966)
Dieses bekannte System ist an sich sehr einfach. Dagegen bestehen aber erhebliche Schwierigkeiten, diesen elektronischen Zähler genügend schnell arbeiten zu lassen. Dadurch, daß der Zähler nach jedem Einspeisen von Schwingungen, d. h. nach der Abgabe jedes Ausgangsimpulses des Zählers wieder auf Null zurückgestellt werden oder eine bestimmte Zahl in ihn einprogrammiert werden muß.
Diese Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß in den Zähler eine Zahl (H1) von Impulsen einer fortlaufenden Impulsfolge einer Frequenz (Z1) einspeisbar ist, woraufhin unter dem Einfluß eines mit dem Zähler verbundenen einstellbaren Koinzidenzkreises eine Zahl (n0—nt) von Impulsen einer zweiten fortlaufenden Impulsfolge einer anderen Frequenz (/2) in den Zähler bis zu dessen voller Kapazitätsausnutzung einspeisbar ist, wonach der Vorgang wiederholbar ist und der Zähler nach jedem Erreichen seiner Gesamtkapazität einen Ausgangsimpuls abgibt.
Es wird also zunächst eine wählbare Zahl von Impulsen einer Impulsfolge bestimmter Frequenz in den Zähler eingespeist, woraufhin Impulse einer Impulsfolge unterschiedlicher Frequenz in einer Zahl in den Zähler eingespeist werden, die der Differenz zwischen der Gesamtkapazität des Zählers und der Zahl der bereits eingespeisten Impulse der erstgenannten Frequenz entspricht. Durch die Auswahl der Impulszahl der erstgenannten Impulsfolge ist es
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dann möglich, in einfacher Weise die Zeit zum Einspeisen einer bestimmten Impulszahl in den Zähler zu verändern.
Ausgestaltungen der Erfindung betreffen unterschiedliche Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt
F i g. 1 ein das Grundprinzip der Erfindung veranschaulichendes Schaltschema,
Fig. 2 ein die Anwendung der Erfindung zum Steuern der Frequenz eines Oszillators veranschaulichendes Schaltschema.
Ein in Fig. 1 dargestellter Oszillator 1 erzeugt eine Impulsfolge der Frequenz j1 und ein zweiter Oszillator 2 eine Impulsfolge der Frequenz /2. Jede dieser Impulsfolgen kann beispielsweise aus Halbwellen gleicher Polarität einer Wechselspannung bestehen.
An den Oszillator 1 ist ein elektronisches Tor 3 und an den Oszillator 2 ein zweites elektronisches Tor 4 angeschlossen. Diese Tore sind über ein Steuerglied 5 steuerbar, über welches jeweils nur ein Tor leitend gemacht werden kann. Dem Steuerglied 5 wird ein Steuersignal über eine Klemme 6 zugeführt.
Die durch die beiden Tore gelangenden Impulse der beiden genannten Impulsfolgen werden einem elektronischen Zähler 7 zugeführt, der der üblichen binären Ausführung entsprechen kann und gemäß dem Ausführungsbeispiel fünf Stufen aufweist. Dies bedeutet, daß die Gesamtkapazität des Zählers erreicht ist, wenn 32 Impulse gezählt wurden, und daß der Zähler sodann wieder in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.
An den Zähler 7 ist schließlich noch eine Vorrichtung 8 zur Verwendung der Ausgangsimpulse des Zählers 7 angeschlossen. Wie ausgeführt, kann der Zähler als Zeitgeber oder Zeitmarke verwendet werden, in welchem Fall die Vorrichtung 8 das Zeitintervall zwischen einem Paar aufeinanderfolgender Ausgangsimpulse des Zählers 7 anzeigt. Andere Anwendungen der Vorrichtung 8 gehen aus dem nachstehenden Teil der Beschreibung hervor.
Wird angenommen, daß die Zählerkapazität nn Impulse umfaßt und die Tore 3 und 4 so gesteuert sind, daß zunächst Ti1 Impulse der Frequenz J1 in den Zähler eingespeist werden, woraufhin die Tore so gesteuert werden, daß nunmehr Impulse der Frequenz /2 dem Zähler so lange zugeführt werden, bis dessen Kapazität erreicht ist, dann ist die für eine Zählperiode benötigte Zeit
K1 Ti0
Für den besonderen Fall, daß die Impulsfrequenz des Oszillators 2 doppelt so groß wie die Impulsfrequenz des Oszillators 1 ist, erhält die vorgenannte Formel die Form
Tl0 +Tl1
Dies bedeutet, daß der Zähler eine Impulsfolge der Frequenz / liefert, wobei
Tt0-jTTt1
Aus dieser Formel geht hervor, daß mit einem Zähler der gegebenen Kapazität na und mit gegebenen Frequenzen der von den Oszillatoren 1 und 2 gelieferten Impulsfolgen die Frequenz der Ausgangsimpulsfolge des Zählers 7 in einfacher Weise zwischen den Grenzen
und
2Λ
2A 2 tu
{Ti1 = 0)
verändert werden kann.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der erfindungsgemäße Zähler zum Steuern der Frequenz eines Oszillators verwendet. Durch Verändern der Impulszahl in den Zähler eingespeister unterschiedlicher Frequenzen und durch den Vergleich dieser Frequenzen mit einer bestimmten Bezugsfrequenz kann die Oszillatorfrequenz auf bestimmte Werte eingestellt werden.
Der in Fig. 2 dargestellte Oszillator 9 soll eine Wechselspannung oder statt dessen eine Impulsfolgefrequenz der Frequenz 2 jx in der vorgenannten Weise erzeugen. Diese Frequenz wird einerseits unmittelbar einem elektrischen Tor 4 und anderseits über einen Frequenzteiler 10 mit dem Teilungsverhältnis 1: 2 dem elektronischen Tor 3 zugeführt. Wie in F i g. 1 werden die beiden Tore 3 und 4 über ein Steuerglied 5 gesteuert, welches in diesem Fall ein Multivibrator ist, der seinerseits in nachstehend beschriebener Weise gesteuert ist.
Die durch die Tore 3 und 4 gelangenden Impulse werden dem elektronischen Zähler 7 zugeführt. Die vom Zähler abgegebene Impulsfolge wird einem Phasendetektor 11 zugeführt, wo ein Vergleich mit der von einem Vergleichsoszillator 12 erzeugten Frequenz erfolgt. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird vom Detektor 11 über ein Tiefpaßfilter 13 einer Vorrichtung zum Steuern der Frequenz des Oszillators 9 zugeführt. Diese Vorrichtung kann beispielsweise in bekannter Weise aus einer Kapazitätsdiode bestehen.
Aus vorstehendem geht hervor, daß die Tore 3 und 4 über den Multivibrator 5 so gesteuert werden, daß die Impulse der Frequenz Z1 über das Tor 3 bis zur Zahl Ti1 abgegeben werden, woraufhin durch das Tor 4 Impulse der Frequenz If1 dem Zähler 7 so lange zugeführt werden, bis dessen Gesamtkapazität erreicht ist, d. h., bis n0 Impulse in den Zähler 7 eingespeist sind. Um die Umschaltung von einem zum andern der beiden Tore 3 und 4 zu ermöglichen, ist der Zähler 7 an einen Koinzidenzkreis 14 angeschlossen, dessen Ausführung einer auf dem Gebiete der Datenverarbeitung üblichen Ausführung entspricht. Der Koinzidenzkreis wird durch eine entsprechende Betätigung eines oder mehrerer Schalter 15 auf eine der Zahl ηχ von Impulsen der Frequenz fv wie sie dem Zähler 7 zugeführt werden, entsprechende Digitalzahl eingestellt. Wenn somit diese Zahl von Impulsen dem Zähler 7 zugeführt ist, dann weist dieser in diesem Augenblick die gleiche Einstellung wie der Koinzidenzkreis 14 auf, weshalb in diesem Augenblick vom Koinzidenzkreis 14 ein Impuls über die Leitung 16 an den bistabilen Multivibrator 5 abgegeben wird und diesen dazu veranlaßt, eine Umschaltung vom Tor 3 zum Tor 4 vorzunehmen. Der Multivibrator 5 ist außerdem über eine zweite Eingangsleitung 17 mit einem UND-Gatter, das bei

Claims (3)

Erreichen der Gesamtkapazität des Zählers anspricht, verbunden, d. h., nach dem Einspeisen der Zahl von n0 Impulsen in den Zähler 7 erfolgt ein erneutes Umschalten des Multivibrators, und zwar diesmal vom Tor 4 zum Tor 3. Diese Aufeinanderfolge wiederholt sich sodann periodisch. Aus vorstehendem geht hervor, daß die Zahl H1 von Impulsen der einen der dem Zähler zugeführten Impulsfrequenz in einfacher Weise durch ein entsprechendes Schließen oder Öffnen der Schalter 15 verändert werden kann. Dadurch erfolgt gleichzeitig durch den Detektor 11 und das Tiefpaßfilter 13 eine entsprechende Änderung in der Ausgangsfrequenz des Oszillators 9. Wenn in Fig. 2 die vom Vergleichsoszillator 12 gelieferte Frequenz mit fr bezeichnet wird, dann stellt sich die Frequenz des Oszillators 9 unter dem Einfluß der vom Phasendetektor 11 erzeugten Steuerspannung von selbst auf einen Wert entsprechend der Gleichung /9 = 2/1 = /r(«0 + «1). (5) Wenn die Einstellung des Koinzidenzkreises 14 durch eine entsprechende Neueinstellung der Schalter 15 so geändert wird, daß die Zahl H1 der in den Zähler 7 bei einer Impulsfrequenz Z1 eingespeisten Impulse von Jt1 = O in Ji1 — n0 geändert wird, dann wird die Frequenz des Oszillators 9 in Schritten von fr von einer minimalen Frequenz f9min = fr-nQ in eine maximale Frequenz von fmax = fr · 2n0 geändert. Gemäß einem praktischen Ausführungsbeispiel sei die Frequenz des Vergleichsoszillators mit Zr = 50 kHz und die Kapazität des Zählers 7 mit n0 = 256 Impulsen angenommen. Die Frequenz des Oszillators 9 kann dann von einem Minimalwert von 12,8 MHz bis zu einem Maximalwert von 25,6 MHz in 256 Schritten von je 50 kHz geändert werden. Mit anderen Worten kann der Oszillator 9 in 256 verschiedene Kanäle mit einem gegenseitigen Abstand von 50 kHz eingestellt werden. Die Erfindung ist nicht an alle Einzelheiten des beschriebenen Ausführungsbeispiels gebunden. Für den auf dem Gebiete elektronischer Zähler tätigen Fachmann ist es vielmehr offensichtlich, daß im Rahmen der nachstehenden Patentansprüche noch zahlreiche Abwandlungen und Ausgestaltungen möglich sind. So könnte beispielsweise im Frequenzteiler 10 statt einer Halbierung der Frequenz auch eine Verdoppelung der Frequenz mit einer der Impulsfolgen erfolgen. Eine solche Frequenzverdoppelung kann in bekannter Weise durch Umformung der vom Oszillator 9 abgegebenen Impulse in Rechteckimpulse und durch anschließendes Differenzieren der Impulse herbeigeführt werden, so daß eine Impulsfolge aus negativen und positiven Impulsen entsteht. Die doppelte Impulsfrequenz kann dann durch eine Phasenumkehr der negativen Impulse erhalten werden, die dann dem Zähler nach dem Augenblick der Koinzidenz zusammen mit den positiven Impulsen zugeführt werden. Man kann auch den Koinzidenzkreis 14 und dessen Schalter IS durch eine bekannte Vorrichtung ersetzen, die auf der Anwendung der Digital-Analog-Umsetzung zum Erzeugen von Spannungen oder Strömen beruht, die proportional einer Digitalzahl sind. Die Spannungen oder Ströme werden dann mit Spannungen oder Strömen verglichen, die in entsprechender Weise vom Zähler 7 erzeugt werden, woraufhin der Multivibrator durch den erhaltenen Differentialstrom betätigt wird. Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Verändern der Zeit zum Einspeisen einer bestimmten Impulszahl in einen elektronischen Zähler mit einer bestimmten Gesamtkapazität von beispielsweise n0 Impulsen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zähler (7) eine Zahl (/I1) von Impulsen einer fortlaufenden Impulsfolge einer Frequenz (Z1) einspeisbar ist, woraufhin unter dem Einfluß eines mit dem Zähler (7) verbundenen einstellbaren Koinzidenzkreises (14) eine Zahl (nQ — H1) von Impulsen einer zweiten fortlaufenden Impulsfolge einer anderen Frequenz (Z2) in den Zähler (7) bis zu dessen voller Kapazitätsausnutzung einspeisbar ist, wonach der Vorgang wiederholbar ist und der Zähler (7) nach jedem Erreichen seiner Gesamtkapazität einen Ausgangsimpuls abgibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine (Z1 oder Z2) der beiden Frequenzen (Z1, f2) ein gerades Vielfaches der anderen (Z2 oder Z1) der beiden Frequenzen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Impulsfrequenzen (Z1 und Z2) von einem Oszillator (9) her einerseits unmittelbar und andererseits über einen Frequenzwandler, z. B. einen Frequenzteiler (10) oder einen Frequenzvervielfacher, lieferbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Oszillators (9) über das Ausgangssignal eines Detektors (11) steuerbar ist, dem sowohl das Ausgangssignal des elektronischen Zählers (7) als auch eine Wechselspannung der Vergleichsfrequenz (Zr) eines Vergleichsoszillators (12) zugeführt wird.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse aus den Halbwellen gleicher Polarität einer Wechselspannung bestehen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Impulse mit einer gegenüber der ersten Impulsfrequenz doppelten Frequenz durch Amplitudenbegrenzung einer Wechselspannung erzeugt werden, wobei die von der Wechselspannung abgeleiteten Rechteckimpulse differenziert werden und die differenzierten Impulse durch eine Phasenumkehrstufe in Impulse gleicher Polarität umgesetzt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709 508/275 1.67 © BundesdruckereiBerlin
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