DE1240125B

DE1240125B - Electronic device for counting and selecting pulses

Info

Publication number: DE1240125B
Application number: DE1963J0023991
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Renato Casale
Original assignee: SIE SOC IT ELETTRONICA; Ital Elettronica SpA
Current assignee: SIE SOC IT ELETTRONICA; Ital Elettronica SpA
Priority date: 1962-07-07
Filing date: 1963-07-02
Publication date: 1967-05-11

Description

Elektronische Vorrichtung zum Zählen und zur Auswahl von Impulsen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zählen und zur Auswahl von Impulsen, die mit einer Grundzahl n arbeitet, wobei n größer oder gleich der Zahl 2 ist, mit n identischen Schaltungsstufen mit jeweils einem PNP-Transistor und einem NPN-Transistor, deren Basiskreis jeweils mit dem Kollektorkreis des anderen Transistors gleichstromgekoppelt ist, dergestalt, daß die beiden Transistoren einer jeden Stufe gezwungenermaßen im statischen Zustand gleichzeitig leitend oder gleichzeitig gesperrt sind. Die Vorrichtung zeichnet sich durch einen bemerkenswert einfachen Aufbau aus und kann für ein Zweier-, ein Fünfer-, ein Zehner- oder irgendein anderes Zahlensystem ausgelegt werden. Die Vorrichtung erlaubt eine große Rechengeschwindigkeit und gestattet die gleichzeitige Bildung eines Gesamtbetrages aus Summe oder Differenz der Impulse.Electronic device for counting and selecting pulses The present invention relates to a device for counting and selecting pulses, which operates with a basic number n , where n is greater than or equal to the number 2, with n identical circuit stages, each with a PNP transistor and an NPN transistor, the base circuit of which is in each case DC-coupled to the collector circuit of the other transistor, in such a way that the two transistors of each stage are forced to be simultaneously conductive or blocked at the same time in the static state. The device is characterized by a remarkably simple structure and can be designed for a two, a five, a tens or any other number system. The device allows a high computing speed and allows the simultaneous formation of a total from the sum or difference of the pulses.

Bei bereits bekannten derartigen Vorrichtungen wird das Zählen und die Auswahl von Impulsen mit einer beliebigen Grundzahl n mittels einer bestimmten Anzahl in Reihe geschalteter transistorbestückter binärer Zählstufen durchgeführt, welche für alle Grundzahlen n, die größer als die Zahl 2 sind, eine Schaltung aufweisen, durch welche nach Eingabe von n Impulsen die Anfangszustände der verschiedenen Zählstufen wiederhergestellt werden. Ein solches System weist unter anderem den Nachteil auf, daß am Ausgang die gewünschte Information unabhängig von der gewählten Grundzahl n immer auf eine duale Grundzahl bezogen ist und daß folglich zum Erhalt der Information mit der ausgewählten Grundzahl n eine entsprechende Decodierungseinrichtung am Schaltungsausgang angeordnet werden muß. Diesen Nachteil vermeidet die erfindungsgemäße Vorrichtung, da diese mit einer vorgewählten Grundzahl n arbeitet und somit die Information unmittelbar in dem ausgewählten Code liefert.In already known devices of this type, the counting and the selection of pulses with any basic number n by means of a certain Number of binary counting stages connected in series with transistors, which have a circuit for all basic numbers n that are greater than the number 2, through which, after entering n pulses, the initial states of the various counting levels to be restored. Such a system has the disadvantage, among other things, that at the output the desired information regardless of the selected basic number n is always related to a dual basic number and that consequently for the preservation of the information with the selected basic number n a corresponding decoding device at the circuit output must be arranged. The device according to the invention avoids this disadvantage, because this works with a preselected basic number n and thus the information is immediate in the selected code.

Eine weitere bekannte Zählschaltung, die z. B. mit einer Grundzahl 10 arbeitet und vier bistabile Schaltstufen aufweist, besitzt immer vier leitende Transistoren, was den Nachteil eines verhältnismäßig großen Stromverbrauchs mit sich bringt. Im Gegensatz dazu sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung stets nur zwei Transistoren leitend, und es wird daher bei gleichen Bedingungen nur die Hälfte des notwendigen Stromes verbraucht.Another known counting circuit which, for. B. with a base number 10 works and has four bistable switching stages, always has four conductive ones Transistors, which has the disadvantage of a relatively large power consumption brings itself. In contrast to this, in the device according to the invention only two transistors conductive, and therefore only the one under the same conditions Half of the necessary electricity is consumed.

Die bistabilen Schaltstufen bekannter Anordnungen können mit Transistoren arbeiten, die sich im Sättigungszustand befinden oder nicht. Im ersteren Fall erhält man zweifellos eine gute Stabilität der Schaltung, die Erholungszeit der im Sättigungszustand arbeitenden Transistoren führt aber zu einer empfindlichen Verschlechterung des Auflösungsvermögens. Im zweiten Fall, bei ungesättigten Transistoren, erhält man ein besseres Auflösungsvermögen, die Schaltung selbst befindet sich aber in einem kritischen Stabilitätszustand, der durch Abweichungen der aktiven und passiven Bauelemente der Schaltung von ihrem ursprünglichen Wert bedingt ist, was auf normale Herstellungstoleranzen, auf Temperaturänderungen und Alterung zurückzuführen ist. Mittels der erfindungsgemäßen Schaltung wird dieser Nachteil vermieden, so daß bei gleicher Qualität der verwendeten Transistoren die durch Abweichungen der Bauelemente von ihren charakteristischen Werten bedingte Stabilität bei gleichem Auflösungsvermögen sehr viel besser ist, bzw. umgekehrt, daß das Auflösungsvermögen bei gleicher Stabilität sehr viel besser ist als bei den bekannten Anordnungen. Mit anderen Worten: Durch die erfindungsgemäße Schaltung werden die Instabilitäten bekannter bistabiler Schaltstufen mit ungesättigten Transistoren vermieden, andererseits gestattet die Schaltung gemäß der Erfindung eben diese nichtgesättigten Transistoren zu verwenden, wodurch ein großes Auflösungsvermögen bei denselben Stabilitätsbedingungen erreicht wird, welche mit denjenigen bekannter Schaltungen, die mit im Sättigungszustand arbeitenden Transistoren bestückt sind, verglichen werden können.The bistable switching stages of known arrangements can be made with transistors work that are in saturation or not. In the former case receives you undoubtedly have a good stability of the circuit, the recovery time of the saturation working transistors leads to a sensitive deterioration of the Resolving power. In the second case, with unsaturated transistors, one obtains a better resolution, but the circuit itself is in one critical state of stability caused by deviations in the active and passive components the circuit is conditioned by its original value, which is due to normal manufacturing tolerances, is due to temperature changes and aging. By means of the invention Circuit, this disadvantage is avoided, so that with the same quality of the used Transistors caused by deviations of the components from their characteristic Stability due to values is much better with the same resolution, or vice versa, that the resolving power is much better with the same stability is than in the known arrangements. In other words: by the inventive Circuit are the instabilities of known bistable switching stages with unsaturated Avoided transistors, on the other hand allows the circuit according to the invention To use precisely these unsaturated transistors, creating a high resolution is achieved at the same stability conditions as those known Circuits that are equipped with transistors operating in the saturation state, can be compared.

Gegenüber bereits bekannten derartigen Schaltungen besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung außerdem den Vorteil, im wesentlichen symmetrisch aufgebaut zu sein, was eine große Vereinfachung beim fortschreitenden oder rückläufigen Zählen mit sich bringt.Compared to already known such circuits, the inventive Device also has the advantage of being substantially symmetrical built up to be what a great simplification in advancing or declining counting brings with it.

Die vorgenannten und andere Vorteile werden bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung unter Vermeidung der oben angeführten und anderen Nachteile dadurch erreicht, daß die n Stufen der Schaltung untereinander gleichstromgekoppelt sind, und zwar entweder durch direkte Verbindungen oder durch eine Verbindung der Emitter der PNP-Transistoren über geeignete Schaltungselemente mit einem gemeinsamen Schaltkreis oder durch die Verbindung der Emitter der NPN-Transistoren mit einem gemeinsamen Schaltkreis oder letztlich durch diese beiden Verbindungsarten zusammen dergestalt, daß im statischen Zustand nur in einer einzigen beliebigen Stufe der n Stufen die beiden Transistoren leitend sein können, während alle anderen Stufen gesperrt bleiben.The aforementioned and other advantages are achieved in the device according to FIG of the invention while avoiding the above-mentioned and other disadvantages thereby achieves that the n stages of the circuit are DC-coupled to one another, either by direct connections or by connecting the emitters of the PNP transistors via suitable circuit elements with a common circuit or by connecting the emitters of the NPN transistors to a common Circuit or ultimately through these two types of connection together in such a way that that in the static state only in a single arbitrary level of the n levels the both transistors can be conductive, while all other stages remain blocked.

Zur besseren Verständlichkeit der Erfindung wird diese nachstehend am Beispiel eines ternären Zählkreises beschrieben, obwohl die Erfindung in der Praxis auch auf ein anderes Zahlensystem mit einer beliebigen Grundzahl n anwendbar ist.For a better understanding of the invention, it is described below described using the example of a ternary counting circuit, although the invention in the Practice also applicable to another number system with any base number n is.

Der ternäre Zählkreis setzt sich aus drei identischen Schaltstufen zusammen, von denen jede einen PNP-Transistor und einen NPN-Transistor enthält. In jeder Stufe ist der Kollektorkreis des PNP-Transistors gleichstromgekoppelt mit dem Basiskreis des NPN-Transistors, während der Kollektorkreis des letzteren mit dem Basiskreis des PNP-Transistors gleichstromgekoppelt ist.The ternary counting circuit consists of three identical switching stages together, each of which includes a PNP transistor and an NPN transistor. In each stage the collector circuit of the PNP transistor is DC-coupled with the base circuit of the NPN transistor, while the collector circuit of the latter with is DC-coupled to the base circuit of the PNP transistor.

Die drei Schaltstufen sind untereinander ebenfalls gleichstromgekoppelt, und zwar entweder durch eine Verbindung der Emitter der drei PNP-Transistoren mit einem gemeinsamen Schaltkreis oder der Emitter der drei NPN-Transistoren mit einem gemeinsamen Schaltkreis oder aber durch die gleichzeitige Verwendung dieser beiden Verbindungsarten. Es können somit nur die Transistoren von einer der drei Schaltstufen statisch leitend bleiben, während die Transistoren der anderen Stufen gesperrt bleiben.The three switching stages are also DC-coupled to one another, either by connecting the emitters of the three PNP transistors with a common circuit or the emitter of the three NPN transistors with one common circuit or by using these two at the same time Connection types. This means that only the transistors from one of the three switching stages can remain statically conductive, while the transistors of the other stages remain blocked.

Damit der Schaltkreis die Umschaltung der drei Stabilitätszustände nach einem vorgegebenen System verwirklichen kann, wenn entsprechende Signale der Steuertransistoren auftreten, ist der diese Signale empfangende Eingangskreis entweder mit dem gemeinsamen, mit den Emittern der PNP-Transistoren verbundenen Schaltkreis oder mit dem gemeinsamen, mit den Emittern der NPN-Transistoren verbundenen Schaltkreis verbunden oder aber mit beiden Kreisen. Der Kollektorkreis eines jeden der drei Transistoren, die mit einem einzigen gemeinsamen, das Steuersignal empfangenden Emitterschaltkreis verbunden sind, ist über Schaltelemente gekoppelt, welche die Signale des Transistors auf den Basiskreis eines anderen dieser drei Transistoren nach einem System übertragen, mit dem von vornherein die Folge der drei Stabilitätszustände bestimmt ist, wenn die Signale ankommen. Diese Elemente zum übertragen der Transistorsignale zwischen den Kollektorkreisen und den Basiskreisen der drei vorerwähnten Transistoren müssen kapazitive und/oder induktive Elemente umfassen, die einen Zeitfaktor bestimmen können dergestalt, daß das Umschalten länger als die Wirkung der Steuersignale dauert. Dieser Zeitfaktor bestimmt die sogenannte »Erinnerungszeit« des Zählers, von der die Zeitcharakteristik der Steuersignale und das Auflösevermögen abhängen. Da der Kollektorkreis eines jeden PNP-Transistors mit dem Basiskreis des NPN-Transistors der gleichen Stufe gleichstromgekoppelt ist und umgekehrt, kann der Schaltkreis gemäß der vorliegenden Erfindung genau symmetrisch in bezug auf die beiden Transistorsysteme ausgelegt werden, so daß die Wechselstromkopplungen zwischen dem Kollektor und der Basis eines ternären Systems mit einer vorbestimmten Umschaltfolge zwischen den Stufen wie Wechselstromkopplungen zwischen dem Kollektor und der Basis eines anderen ternären Systems mit der umgekehrten Umschaltfolge betrachtet werden können. Indem man zwei bestimmte Eingangskreise für die beiden gemeinsamen, mit den Emittern der PNP-Transistoren oder entsprechend mit den Emittern der NPN-Transistoren verbundenen Schaltkreise vorsieht, kann man ausgehend von einem dieser Eingänge die Steuerung der Umschaltung nach einer bestimmten Folge verwirklichen und ausgehend vom anderen Eingang eine Steuerung in der umgekehrten Folge.So that the circuit is switching over the three stability states can be realized according to a given system, if corresponding signals of the Control transistors occur, the input circuit receiving these signals is either to the common circuit connected to the emitters of the PNP transistors or with the common circuit connected to the emitters of the NPN transistors connected or with both circles. The collector circuit of each of the three Transistors with a single common, receiving the control signal Emitter circuit are connected, is coupled via switching elements, which the Signals from the transistor to the base circuit of another of these three transistors transferred according to a system with which from the outset the sequence of the three states of stability is determined when the signals arrive. These elements for transmitting the transistor signals between the collector circuits and the base circuits of the three aforementioned transistors must include capacitive and / or inductive elements that determine a time factor can be such that switching takes longer than the action of the control signals. This time factor determines the so-called "reminder time" of the counter, from which the time characteristics of the control signals and the resolution depend on it. Since the Collector circuit of each PNP transistor with the base circuit of the NPN transistor the same stage is DC coupled and vice versa, the circuit can according to the present invention exactly symmetrical with respect to the two transistor systems designed so that the AC couplings between the collector and the Basis of a ternary system with a predetermined switching sequence between the Stages like AC coupling between the collector and the base of another ternary system can be viewed with the reverse switching sequence. By doing one two specific input circles for the two common, with the emitters of the PNP transistors or correspondingly connected to the emitters of the NPN transistors Circuits, you can start the control from one of these inputs to realize switching according to a certain sequence and starting from the other Input a control in the reverse order.

Weitere Einzelheiten über die Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, in denen drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes mehr oder weniger schematisch dargestellt sind. Im einzelnen zeigt F i g. 1 eine Schaltung gemäß der Erfindung, die den Gesamtbetrag der Impulse nur durch deren Summe darzustellen erlaubt, F i g. 2 einen Schaltkreis, der speziell für hohe Zählfrequenz ausgelegt ist, und F i g. 3 einen Schaltkreis, der die übertragung des leitenden Zustandes von einer Stufe auf eine andere gemäß einer bestimmten Folge oder in der umgekehrten Folge entsprechend der Polarität der Steuerimpulse bewirkt.Further details about the invention emerge from the following Description in conjunction with the drawings, in which three exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown more or less schematically. In detail shows Fig. 1 shows a circuit according to the invention, which the total amount of pulses allowed to represent only by their sum, F i g. 2 a circuit that specifically is designed for high counting frequency, and F i g. 3 a circuit that controls the transmission of the conducting state from one level to another according to a certain sequence or in the reverse order according to the polarity of the control pulses.

Die Zeichnungen zeigen die Schaltungen von Zählvorrichtungen, die jeweils aus drei Stufen aufgebaut sind und im ternären Zahlensystem arbeiten. Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß das, was vorstehend über das Wesen dieser Schaltkreise gesagt ist, auch für Schaltkreise für ein beliebiges n-tes System gilt, die man erhält, indem man die Gesamtheit der Stufen, die jeden Schaltkreis bilden, auf die entsprechende Zahl bringt. Die vorliegende Erfindung betrifft auch alle die Kreise, die zu den in den F i g. 1 und 2 gezeigten Schaltungen symmetrisch sind und die man dadurch erhalten kann, daß man in den dargestellten Schaltungen einfach die PNP-Transistoren ersetzt und umgekehrt und daß man die Polarität der Speisespannungen umkehrt.The drawings show the circuits of counting devices that are each made up of three levels and work in the ternary number system. It it should be reiterated that what has been said above about the nature of these circuits is said, also applies to circuits for any nth system that one obtained by placing all the stages that make up each circuit on the brings the corresponding number. The present invention also relates to all of the circles those in the F i g. 1 and 2 are symmetrical and the can be obtained by simply using the PNP transistors replaced and vice versa and that one can change the polarity of the supply voltages reverses.

Im folgenden sind die Schaltungselemente, welche dieselbe Funktion ausüben, in allen drei Ausführungsbeispielen mit den selben Indizes versehen.The following are the circuit elements that perform the same function exercise, provided with the same indices in all three exemplary embodiments.

Der in F i g. 1 dargestellte Schaltkreis, dessen einfacher Aufbau bemerkenswert ist, erlaubt die Erfassung der Gesamtheit der Impulse allein durch ihre Summierung und besteht aus untereinander identischen Stufen, von denen jede die Transistoren TR 2-TR 3, TR 4-Tr 5 oder TR 6-TR 7 aufweist. Die beiden eine jede Stufe bildenden Transistoren sind miteinander durch die gegenseitige Verbindung der Basen und der Kollektoren dergestalt gleichstromgekoppelt, daß im statischen Zustand die beiden Transistoren entweder gleichzeitig leitend oder gleichzeitig gesperrt sind. Die drei Schaltstufen sind untereinander über die Widerstände R 3 und R 5 gleichstromgekoppelt, die den Emittern der Transistoren TR 3, TR 5 und TR 7 bzw. den Emittern der Transistoren TR 2, TR 4 und TR 6 gemeinsam sind. Die Werte dieser Widerstände und der Kollektorströme der die drei Schaltungsstufen bildenden Transistoren sind so gewählt, daß, wenn eine der Stufen - beispielsweise die erste mit den Transistoren TR 2 und TR 3 - leitend ist, der Spannungsabfall am Widerstand R 4 infolge des Kollektorstromes von TR 2 die Basisspannung und in der Folge davon auch die Spannung am Emitter von TR 3 auf einen Wert abfallen läßt, der ausreichend klein ist, um das Sperren von TR 5 und TR 7 mit Hilfe der gemeinsamen Kopplung der Emitter mit R 3 zu gewährleisten. In analoger Weise ist der Spannungsabfall an R 6 infolge des Kollektorstromes von TR 3 so groß, daß auf die Basis und in der Folge auch auf den Emitter von TR 2 eine genügend erhöhte Spannung gegeben wird, um TR 4 und TR 6 mit Hilfe der gemeinsamen Kopplung der Emitter mit R 5 im Sperrzustand zu halten. Entsprechend bestimmen die Widerstände R 7 und R 8 bzw. R 9 und R 10 für die zweite bzw. dritte Stufe die Gleichstromkopplung zwischen dem Kollektor des einen Transistors und der Basis des andern Transistors, so daß in einer jeden Stufe beide Transistoren entweder leitend oder gesperrt sind.The in F i g. 1, the simple structure of which is remarkable, allows all the pulses to be recorded by summing them up and consists of mutually identical stages, each of which has the transistors TR 2-TR 3, TR 4-Tr 5 or TR 6-TR 7 having. The two transistors forming each stage are DC-coupled to one another by the mutual connection of the bases and the collectors in such a way that, in the static state, the two transistors are either conductive or blocked at the same time. The three switching stages are DC-coupled to one another via the resistors R 3 and R 5, which are common to the emitters of the transistors TR 3, TR 5 and TR 7 and the emitters of the transistors TR 2, TR 4 and TR 6 . The values of these resistances and the collector currents of the transistors forming the three circuit stages are chosen so that if one of the stages - for example the first with the transistors TR 2 and TR 3 - is conductive, the voltage drop across the resistor R 4 is due to the collector current of TR 2 allows the base voltage and consequently also the voltage at the emitter of TR 3 to drop to a value that is sufficiently small to ensure that TR 5 and TR 7 are blocked with the aid of the common coupling of the emitters to R 3. In an analogous manner, the voltage drop at R 6 due to the collector current of TR 3 is so great that a sufficiently increased voltage is applied to the base and subsequently also to the emitter of TR 2 to generate TR 4 and TR 6 with the help of the common Keep coupling the emitter with R 5 in the blocking state. Correspondingly, the resistors R 7 and R 8 or R 9 and R 10 for the second and third stage determine the direct current coupling between the collector of one transistor and the base of the other transistor, so that in each stage both transistors are either conductive or blocked are.

Folglich kann im statischen Zustand nur eine der den Schaltkreis bildenden Stufen leitend sein, während alle anderen gesperrt bleiben. Da jede Stufe mit den anderen Stufen identisch ist, kann die Stufe, die in einem gewissen Augenblick leitend ist, irgendeine Stufe des Schaltkreises sein.As a result, only one of the circuits forming the circuit can be in the static state Levels be conductive while all others remain blocked. Since each stage with the is identical to other levels, the level which at a certain moment may be conductive is to be any stage of the circuit.

Der Kollektor des PNP-Transistors einer jeden Stufe ist über einen Kondensator mit der Basis des PNP-Transistors der nachfolgenden Stufe in einer vorbestimmten übertragungsfolge des leitenden Zustandes wechselstromgekoppelt. Der Wert dieser Kopplungskondensatoren (C 1, C 2, C 3 in F i g. 1) ist jeweils so bestimmt, daß mit den Widerständen des Kollektors des PNP-Transistors der vorhergehenden Stufe und des NPN-Transistors der nachfolgenden Stufe ein Zeitfaktor gebildet wird, der genügend groß ist im Hinblick auf die Dauer des Steuersignals.The collector of the PNP transistor of each stage is via one Capacitor to the base of the PNP transistor of the subsequent stage in a predetermined Transmission sequence of the conductive state coupled to alternating current. The value of this Coupling capacitors (C 1, C 2, C 3 in Fig. 1) is each determined so that with the resistances of the collector of the PNP transistor of the previous stage and the NPN transistor of the subsequent stage, a time factor is formed which is sufficiently large with regard to the duration of the control signal.

Die Spannungen V"11 und V"12 bilden positive Speisespannungen. Der Wert von V"12 wird bestimmt durch die Notwendigkeit, alle Sättigungserscheinungen während des Betriebs des Schaltkreises zu vermeiden., während der Wert der Spannung VJ in passender Weise - nicht in erforderlicher Weise - so gewählt werden kann, daß sie ausreichend hoch liegt im Vergleich zur Amplitude der Signale an den Emittern der PNP-Transistoren während des Betriebes des Schaltkreises, um den durch den Widerstand R 3 fließenden Strom automatisch konstant zu halten.The voltages V "11 and V" 12 form positive supply voltages. Of the The value of V "12 is determined by the need for all saturation phenomena to avoid during the operation of the circuit, while the value of the voltage VJ can be chosen in a suitable way - not in a necessary way - so that that it is sufficiently high compared to the amplitude of the signals at the emitters of the PNP transistors during the operation of the circuit to the through the resistor R 3 to keep flowing current automatically constant.

In der nachfolgenden Beschreibung des Wirkungsprinzips des Schaltkreises soll davon ausgegangen werden, daß die zuletztgenannte Bedingung hinsichtlich des Stromflusses durch den Widerstand R 3 verwirklicht ist; außerdem soll angenommen werden, daß zu Beginn die erste, durch die Transistoren TR2 und TR 3 gebildete Stufe der Schaltung leitend ist und daß die anderen Stufen gesperrt sind. Beim Fehlen von Eingangssignalen ist der Steuertransistor TR 1 durch den durch die Widerstände R 2 und R 11 bestimmten Spannungsteiler gesperrt, der so bemessen ist, daß der Emitter des Transistors leicht positiv gegenüber seiner Basis gehalten ist. Die Widerstände R 2 und R 11 bestimmen außerdem den Stromwert des Kollektors von Transistor TR 1 während des Signaleingangs und somit den Wert des am Emitter des PNP-Transistors der leitenden Stufe während des Signaleingangs gezogenen Stroms. Der durch den Widerstand R 3 fließende Strom wird in diesem Fall insgesamt und allein der Emitterstrom von TR 3 sein. Unter der Annahme, daß man an die Basis von TR 1 den positiven Zuwachs der Spannung legt, die das Steuersignal des Kreises bildet, bestimmt der daraus resultierende Kollektorstrom von TR 1 - der durch den Widerstand R 3 fließende Strom ist praktisch konstant - eine Verminderung des Emitterstromes und folglich des Kollektorstromes von TR 3.In the following description of the principle of operation of the circuit it should be assumed that the last-mentioned condition with regard to the Current flow through the resistor R 3 is realized; also supposed to be accepted that at the beginning the first stage formed by the transistors TR2 and TR3 the circuit is conductive and that the other stages are blocked. In the absence of input signals is the control transistor TR 1 through the resistors R 2 and R 11 locked certain voltage divider, which is dimensioned so that the emitter of the transistor is held slightly positive with respect to its base. The resistances R 2 and R 11 also determine the current value of the collector of transistor TR 1 during the signal input and thus the value of the at the emitter of the PNP transistor The current drawn from the conducting stage during signal input. The one through the resistance In this case, the current flowing through R 3 becomes the emitter current of Be TR 3. Assuming that the base of TR 1 is the positive increment the voltage that forms the control signal of the circuit is determined by the resulting collector current of TR 1 - the current flowing through resistor R 3 is practically constant - a reduction in the emitter current and consequently in the collector current from TR 3.

Daraus resultiert am Kollektor von TR 3 eine negative Änderung der Spannung, die über den Kondensator C 2 ein Abfallen der Basisspannung von TR 5 und über TR 2 einen Anstieg der Basisspannung von TR 3 bewirkt. Die Minimalamplituden der Differenz der Eingangsspannung und der Werte der Widerstände R 2 und R 11 sind so gewählt, daß die Allquote des von TR 1 und TR 3 gezogenen Stroms unter Berücksichtigung der dynamischen Belastung des Kollektors von TR 3 und der Verstärkung von TR 2 für eine relative Verschiebung der Basisspannungen von TR 3 und TR 5 ausreicht bis zu einem Grad, bei dem TR5 zeitweise leitend wird.This results in a negative change in the voltage at the collector of TR 3, which causes the base voltage of TR 5 to drop across the capacitor C 2 and the base voltage of TR 3 to rise across TR 2. The minimum amplitudes of the difference between the input voltage and the values of the resistors R 2 and R 11 are chosen so that the all quota of the current drawn by TR 1 and TR 3, taking into account the dynamic load on the collector of TR 3 and the gain of TR 2 for a relative shift of the base voltages of TR 3 and TR 5 is sufficient up to a degree at which TR5 is temporarily conductive.

Da die Transistoren TR 3 und TR 5 mit Hilfe des den beiden Emittern gemeinsamen Widerstandes R 3 untereinander rückgekoppelt sind und der Kollektor von TR 3 mit der Basis von TR 5 über C 2 gekoppelt ist, erhält man, sobald infolge des Beginns des leitenden Zustandes von TR 5 die Verstärkung der Rückkopplungskette auf den Wert 1 gelangt, den raschen übergang von TR 5 in den leitenden Zustand und die Sperrung von TR 3. Infolge der Gleichstromkopplung zwischen den beiden Transistoren, die einen Teil einer jeden Stufe bilden, erfolgt ein analoger Wechsel der Ströme zwischen TR 4 und TR 2, und infolgedessen wird am Ende des vorübergehenden Wechsels die zweite Stufe des Schaltkreises in stabiler Weise leitend.Since the transistors TR 3 and TR 5 are fed back to each other with the help of the resistor R 3 common to the two emitters and the collector of TR 3 is coupled to the base of TR 5 via C 2, one obtains as soon as the onset of the conductive state of TR 5 the gain of the feedback chain reaches the value 1, the rapid transition from TR 5 to the conductive state and the blocking of TR 3.As a result of the direct current coupling between the two transistors, which form part of each stage, there is an analog change in the Currents between TR 4 and TR 2, and as a result, at the end of the temporary change, the second stage of the circuit becomes conductive in a stable manner.

Eine negative Änderung der an die Basis von TR 1 angelegten Spannung am Ende des Umschaltvorganges, um TR 1 von neuem zu sperren, gibt dem Emitterstrom von TR 5 einen mit dem Emitterstrom von TR 3 vor dem Beginn der Änderung der Steuerspannung übereinstimmenden Wert, ohne deshalb anderweitig die Stabilität des Schaltkreises zu beeinflussen.A negative change in the voltage applied to the base of TR 1 at the end of the switching process, in order to block TR 1 again, gives the emitter current of TR 5 one with the emitter current of TR 3 before the start of the control voltage change matching value without otherwise affecting the stability of the circuit to influence.

Mit einem in allen Punkten identischen Vorgang bewirkt eine weitere positive Änderung der an die Basis von TR 1 angelegten Spannung, daß die dritte Stufe des Schaltkreises leitend wird, und auf diese Weise wird das Zählen und die Auswahl der auf den Eingang der Schaltung gegebenen Impulse verwirklicht.With a process that is identical in all respects, another one causes positive change in the voltage applied to the base of TR 1 that the third Stage of the circuit becomes conductive, and in this way the counting and the Selection of the pulses given to the input of the circuit realized.

Die Beschreibung der Wirkungsweise der Schaltung während der dynamischen Phase des Wechsels der statischen Stabilitätsbedingungen des Kreises beginnend mit durch Spannungsschritte gebildeten Eingangssignalen zeigt klar, daß sich ein Umschalten ohne eine Störung des Stroms oder der an den Emitterkreis der Transistoren TR 3, TR 5 und TR 7 gelegten Spannung erzielen läßt, die den Beginn einer Rückkopplung zwischen einem Transistorenpaar bestimmen könnte. Die beschriebene Schaltung kann also so ausgelegt werden, daß sie mit den verschiedensten Eingangssignalarten betrieben werden kann. Auch kann eine große Zahl konstruktiver Änderungen im übertragerkreis der Steuersignale auf die Emitter der Transistoren TR 3, TR 5 und TR 7 vorgenommen werden, ohne damit den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The description of the mode of operation of the circuit during the dynamic phase of the change in the static stability conditions of the circuit, beginning with input signals formed by voltage steps, clearly shows that switching is possible without disturbing the current or the at the emitter circuit of the transistors TR 3, TR 5 and TR 7 can achieve applied voltage, which could determine the beginning of a feedback between a pair of transistors. The circuit described can therefore be designed so that it can be operated with a wide variety of input signal types. A large number of structural changes can also be made in the transmission circuit of the control signals to the emitters of the transistors TR 3, TR 5 and TR 7 without thereby departing from the scope of the invention.

Der zwischen die Basis des Transistors TR 1 und Erdpotential gelegte Widerstand R 1 stellt die Lastimpedanz des Generators der Eingangssignale dar.The one placed between the base of the transistor TR 1 and ground potential Resistance R 1 represents the load impedance of the generator of the input signals.

Ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltung, die ganz speziell für höhere Zählfrequenzen ausgelegt ist, ist in F i g. 2 dargestellt. Diese Schaltung, die den Gesamtwert der Impulse nur durch ihre Summe zu erfassen erlaubt, unterscheidet sich gegenüber der Schaltung in F i g. 1 in der Art der Wechselstromkopplung zwischen dem Kollektor des PNP-Transistors einer jeden Stufe und der Basis des PNP-Transistors der nachfolgenden Stufe. Die Kopplung wird hier mit Hilfe eines Transformators (T1 bis T3) an Stelle eines Kondensators bewirkt. Die Widerstände R 12-R 13, R 14-R 15 und R16-R17 bestimmen zusammen mit dem übersetzungsverhältnis der Transformatoren T1, T2 und T3 die Amplitude des Signals, welches vom Kollektor des in den gesperrten Zustand übergehenden PNP-Transistors zur Basis des in den leitenden Zustand übergehenden NPN-Transistors während des Übergangs übertragen wird. Die Rechnungsart und die Wirkungsweise der Schaltung sind im übrigen unverändert. Es ist insbesondere zu bemerken, daß die Zeit für die Kopplung zwischen den Kollektoren und den Basen der PNP-Transistoren bestimmt ist durch das Verhältnis der auf der Primärwicklung des Transformators abgenommenen Induktivität zu dem entsprechenden, parallel zur Primärwicklung geschalteten Widerstand.Another exemplary embodiment of a circuit designed according to the invention, which is designed very specifically for higher counting frequencies, is shown in FIG. 2 shown. This circuit, which allows the total value of the pulses to be recorded only by their sum, differs from the circuit in FIG. 1 in the form of AC coupling between the collector of the PNP transistor of each stage and the base of the PNP transistor of the subsequent stage. The coupling is effected here with the aid of a transformer (T1 to T3) instead of a capacitor. The resistors R 12-R 13, R 14-R 15 and R16-R17, together with the transmission ratio of the transformers T1, T2 and T3, determine the amplitude of the signal which is sent from the collector of the PNP transistor, which is switched to the blocked state, to the base of the in The NPN transistor which becomes conductive is transmitted during the transition. The type of billing and the mode of operation of the circuit are otherwise unchanged. It should be noted in particular that the coupling time between the collectors and the bases of the PNP transistors is determined by the ratio of the inductance taken from the primary winding of the transformer to the corresponding resistance connected in parallel with the primary winding.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform einer Schaltung gemäß der Erfindung ist in F i g. 3 dargestellt. Diese Schaltung erlaubt entsprechend der Polarität der Steuerimpulse eine Übertragung des leitenden Zustandes von einer Stufe auf eine andere gemäß einer bestimmten Folge oder der umgekehrten Folge davon. Folglich ist mit einem solchen Kreis eine gleichzeitige Erfassung der Gesamtimpulse durch eine Summierung oder durch die Differenzbildung der Impulse möglich. Die Schaltung gemäß F i g. 3 unterscheidet sich von der Schaltung nach F i g. 2 in ihrer Steuerart und dadurch, daß sie in ihrem Aufbau genau symmetrisch ist.Another preferred embodiment of a circuit according to the invention is in Fig. 3 shown. This circuit allows according to the polarity of the control pulses a transfer of the conductive state from one stage to one others according to a certain sequence or the reverse sequence thereof. Hence is with such a circle a simultaneous detection of the total impulses by a Summing or by calculating the difference between the pulses possible. The circuit according to F i g. 3 differs from the circuit according to FIG. 2 in their tax type and in that it is exactly symmetrical in its structure.

In dieser Schaltung bewirken die Transformatoren T l, T2 und T 3 außer einer Wechselstromkopplung zwischen dem Kollektor eines PNP-Transistors und der Basis des PNP-Transistors der folgenden Stufe eine identische Kopplung zwischen dem Kollektor eines NPN-Transistors und der Basis des NPN-Transistors der vorhergehenden Stufe. Die statischen Stabilitätsbedingungen und die dynamische Wirkungsweise der Schaltung bei positiven Änderungen der an die Basis von TR 1 angelegten Spannung unterscheiden sich nicht von den entsprechenden Zuständen der Schaltungen gemäß F i g. 1 und 2. Dennoch muß hervorgehoben werden, daß durch die bemerkenswerte Symmetrie der Schaltung, die aus dem Anlegen der Differenz der Steuerungsspannung an die Basis des Transistors TR 1 resultiert, man an die Basis des PNP-Transistors der nachfolgenden Stufe, die anfänglich mit Hilfe des Kopplungstransformators leitend ist, ein negatives Signal legt, dessen Amplitude so gewählt ist, daß die PNP-Transistoren der zwei Stufen rückgekoppelt werden, und daß zur gleichen Zeit die Amplitude des negativen Signals an der Primärwicklung des Kopplungstransformators einen Wert annimmt, der geeignet ist, die Basisspannung des NPN-Transistors der anfänglich leitenden Stufe aufzuheben. Dieser Transistor wird also die Tendenz haben, den Stromfluß mit einem der beiden NPN-Transistoren der beiden benachbarten Stufen zu wechseln, mit denen er in Rückkopplung geschaltet ist. Diese Umschaltung kann unter anderem infolge der positiven Änderung der Spannung an der Basis des NPN-Transistors der nachfolgenden Stufe, die durch den gleichzeitigen Wechsel der PNP-Transistoren der beiden Stufen bewirkt worden ist, nur in der genauen Übertragungsfolge auftreten.In this circuit, the transformers T l, T2 and T 3 cause an identical coupling between the collector of an NPN transistor and the base of the NPN transistor in addition to an alternating current coupling between the collector of a PNP transistor and the base of the PNP transistor of the following stage the previous stage. The static stability conditions and the dynamic mode of operation of the circuit in the event of positive changes in the voltage applied to the base of TR 1 do not differ from the corresponding states of the circuits according to FIG. 1 and 2. However, it must be emphasized that due to the remarkable symmetry of the circuit, which results from the application of the difference in control voltage to the base of the transistor TR 1, one is connected to the base of the PNP transistor of the subsequent stage, which is initially with the help of of the coupling transformer is conductive, applies a negative signal, the amplitude of which is chosen so that the PNP transistors of the two stages are fed back, and that at the same time the amplitude of the negative signal at the primary winding of the coupling transformer assumes a value which is suitable cancel the base voltage of the NPN transistor of the initially conductive stage. This transistor will therefore have the tendency to change the current flow with one of the two NPN transistors of the two adjacent stages with which it is connected in feedback. This changeover can only occur in the exact transmission sequence, among other things as a result of the positive change in the voltage at the base of the NPN transistor of the subsequent stage, which has been caused by the simultaneous change of the PNP transistors of the two stages.

Die Widerstände R 18-R 19 und R20-R21 dienen der entsprechenden Polarisierung der Transistoren TR 1 und TR 8, um diese Transistoren normalerweise gesperrt zu halten. Sie bestimmen außerdem den durch das Eingangssignal hervorgerufenen Wert des Kollektorstroms des Transistors TR 1 bzw. TR 8 und somit den Wert des am Emitter des PNP- bzw. NPN-Transistors der leitenden Stufe auftretenden Stroms. Wie bereits für die entsprechenden Widerstände des Ausführungsbeispiels gemäß F i g. 2 beschrieben, bestimmen die Widerstände R 22-R 23, R 24-R 25 und R26-R27 zusammen mit dem übersetzungsverhältnis der Transformatoren T 1, T 2 und T3, welches normalerweise den Wert 1 besitzt, die Amplitude des übertragenen Signals.The resistors R 18-R 19 and R20-R21 serve to polarize the transistors TR 1 and TR 8 accordingly, in order to keep these transistors normally blocked. They also determine the value of the collector current of the transistor TR 1 or TR 8 caused by the input signal and thus the value of the current occurring at the emitter of the PNP or NPN transistor of the conductive stage. As already for the corresponding resistors of the embodiment according to FIG. 2, the resistors R 22-R 23, R 24-R 25 and R26-R27 together with the transmission ratio of the transformers T 1, T 2 and T3, which normally has the value 1, determine the amplitude of the transmitted signal.

Es ist schließlich ersichtlich, daß infolge der bemerkenswerten Symmetrie der Schaltung eine an die Basis von TR 8 gelegte negative Spannungsdifferenz, die eine Verkleinerung des Emitterstroms des anfänglich leitenden NPN-Transistors bewirkt, am Kollektor des Transistors ein positives Signal erzeugt, das geeignet ist, den Eintritt der Rückkopplung des Transistors mit dem NPN-Transistor der vorhergehenden Stufe zu bestimmen. Auf diese Weise wird eine Übertragungsfolge der leitenden Schaltungszustände bewirkt, die entgegengesetzt zu derjenigen ist, die durch positive Spannungsdifferenzen an der Basis von TR 1 gebildete Steuersignale bewirkt wird.It can finally be seen that due to the remarkable symmetry the circuit has a negative voltage difference applied to the base of TR 8, the causes a reduction in the emitter current of the initially conductive NPN transistor, generates a positive signal at the collector of the transistor which is suitable for the Entry of the feedback of the transistor with the NPN transistor of the previous one Level to be determined. In this way, a transmission sequence of the conductive circuit states becomes causes which is opposite to that caused by positive voltage differences control signals formed on the basis of TR 1 is effected.

In analoger Weise zu dem bereits zu den Schaltungen nach F i g. 1. und 2 Gesagten kann, weil der Wechsel der leitenden Zustände zwischen zwei benachbarten Stufen infolge irgendwelcher Störungen des Stromes oder der in dem einen oder dem anderen der gemeinsamen Emitterkreise der NPN-Transistoren und PNP-Transistoren gebildeten Spannungen durch Eintritt der Rückkopplung eines Transistorenpaares auftreten kann, die beschriebene Schaltung so ausgelegt werden, daß mit den verschiedensten Eingangssignaltypen gearbeitet werden kann. Auch kann eine große Zahl konstruktiver Änderungen im Übertragungskreis der Steuersignale auf die gemeinsamen Emitterschaltkreise der Transistoren vorgenommen werden, ohne daß damit der Rahmen der vorliegenden Erfindung überschritten wird.In a manner analogous to that already described for the circuits according to FIG. 1. and 2 said can because of the change of the conductive states between two neighboring Stages as a result of any disturbance of the stream or that in one or that other of the common emitter circuits of the NPN transistors and PNP transistors formed voltages occur due to the occurrence of the feedback of a pair of transistors can, the circuit described can be designed so that with the most diverse Input signal types can be worked. Also, a large number can be more constructive Changes in the transmission circuit of the control signals to the common emitter circuits of the transistors are made without thereby falling within the scope of the present Invention is exceeded.

Claims

Claims: 1. Electronic device for counting and selecting pulses, which works with a basic number n , where n is greater than or equal to dex number 2, with n identical circuit stages each with a PNP transistor and an NPN transistor, each of which has a base circuit is DC-coupled to the collector circuit of the other transistor, in such a way that the two transistors of each stage are forced to be simultaneously conductive or blocked at the same time in the static state, characterized in that the n stages of the circuit are DC-coupled to one another, either through direct connections or through a connection of the emitters of the PNP transistors via suitable circuit elements with a common circuit or by connecting the emitters of the NPN transistors to a common circuit or ultimately by these two types of connection together, such that in the static state only in a single arbitrary en stage of the n stages, the two transistors can be conductive, while all other stages remain blocked.

2. Device according to claim 1, characterized in that the n transistors of the same polarity connected to each other are connected by a common emitter circuit, each with its collector circuit with the base circuit of another transistor of the same group with the interposition connected by circuits, the capacitive and / or inductive circuit elements included, which are suitable for the transistor of the conductive state Group with the other transistor of the same group to which it is connected, to temporarily bring in feedback if there is a suitable deviation in the control signals occurs, and that these circuit elements are suitable, the circuit in a to bring such a static state that of the two fed back to one another Transistors at the end of this feedback process, the one conducting before was locked.

3. Device according to at least one of claims 1 and 2, characterized characterized in that the input circuit to which the control signals arrive with the common to the emitters of the PNP transistors of the different stages Circuit and / or the common, with the emitters of the NPN transistors of the circuit connected to different stages.

4. Device according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the circuit is designed to be opposite in terms of the two groups of n transistors Polarity is exactly symmetrical, and that two special input circuits with two common in a corresponding manner with the emitter circuits of the PNP transistors or the circuits connected to the emitter circuits of the NPN transistors are connected in such a way that that when controlling the circuit via one of these inputs a certain can determine transmission sequence of the conductive states while controlling over the other input the opposite sequence is obtained. Into consideration Extracted publications: German Auslegeschrift No. 1025 450.