DE1268204B - Impulsfrequenzteiler mit innerhalb bestimmter Grenzen einstellbarem Teilerverhaeltnis - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES yfflVWt PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H 03k

Deutsche KL: 21 al-36/22

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1 268 204
P 12 68 204.1-31 13. Mai 1965 16. Mai 1968

Die Erfindung betrifft Impulsfrequenzteiler mit innerhalb bestimmter Grenzen einstellbarem Teilerverhältnis. Frequenzteiler dieser Art werden z. B. in Oszillatoren mit variabler Frequenz verwendet. Die Frequenzteiler zählen die ankommenden Impulse bis zu einer einstellbaren Zahl N und geben jedesmal, wenn diese Zahl erreicht ist, einen Ausgangsimpuls ab. Durch zyklische Wiederholung dieses Vorganges ergibt sich die im Verhältnis 1: N geteilte Impulsfrequenz.

Der jeweilige Beginn eines neuen Zählzyklus, der aus der Feststellung des Endes der Zählung, dem Anhalten und Rückstellen des Zählers und dem Wiederbeginn besteht, erfordert eine relativ lange Reihe von Elementaroperationen, wie z. B. die Betätigung elektronischer Torschaltungen, Kippschaltungen usw. Wenn Frequenzteiler dieser Art verwendet werden, um eine Frequenz in der Größenordnung der MHz oder darüber in einem variablen Verhältnis in der Größenordnung von einigen Hunderten zu verringern, wie es z. B. bei dem obengenannten Oszillator der Fall ist, liegt das Hauptproblem darin, den Zählbeginn immer richtig einzuleiten, ohne Fehler bei der Zählung der ankommenden Impulse zu verursachen.

Um das Einfügen dieser Operationen zu vereinfachen, hat man schon vorgeschlagen, diese auf zwei oder drei Impulse und ihre Zwischenräume zu verteilen, indem das Ende der Zählung ein oder zwei Impulse vor Erreichen der Zahl, festgestellt wird. Es ist weiterhin vorgeschlagen, die Zähleinrichtung aus zwei Zählern aufzubauen, die wechselnd arbeiten. Diese Vorschläge oder Anordnungen lassen mehr Zeit für die Arbeitsvorgänge bei dem Wiederbeginn der Zählung, ohne diese Vorgänge selbst zu verkürzen, denn die Kapazität des Zählers, nämlich die Zahl der in Reihe gekippten Kippschaltungen, muß weiterhin die zählende Gesamtzahl umfassen. Andererseits hat man es erreicht, eine Zählung auf eine variable Zahl dadurch zu erreichen, daß eine variable Voreinstellung der Ausgangsstellung gewählt wird, wobei diese Ausgangsstellung den Komplementärwert zur zu zählenden Zahl darstellt. Das heißt aber, daß bei jedem Beginn eine aktive Operationszelt benötigt wird, die zusätzlich zu den anderen Zeiten benötigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Impulsfrequenzteiler mit innerhalb bestimmter Grenzen einstellbarem Teilerverhältnis, bei dem in einem binären Zähler jeweils eine dem Teilerverhältnis entsprechende Anzahl von Impulsen gezählt und bei Erreichen der Zahl ein Ausgangsimplus abgegeben Impulsfrequenzteiler mit innerhalb bestimmter Grenzen einstellbarem Teilerverhältnis

Anmelder:

International Standard Electric Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt, 7000 Stuttgart W, Rotebühlstr. 70

Als Erfinder benannt:

Jean Louis Ribour, Boulogne-Billancourt, Seine; Henri Garin, Paris (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 14. Mai 1964 (974 534)

wird, so daß sich durch die zyklische Wiederholung dieses Vorganges die geteilte Impulsfrequenz ergibt, zu schaffen, bei dem diese Nachteile vermieden werden und der Teiler auch bei höheren Frequenzen eingesetzt werden kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die in jedem Zyklus zu zählende Zahl von Impulsen auf eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden nichtdekadischen Zählunterzyklen aufgeteilt wird.

Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung wird zur Zählung der Unterzyklen jeweils der gleiche Binärzähler nach vorhergehender Rückstellung wieder verwendet.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß in jedem Unterzyklus von der auf ihn entfallenden Anzahl von Impulsen der letzte Impuls nicht mehr gezählt, sondern bereits zur Rückstellung des Zählers verwendet wird.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Anzahl der Impulse in einem Unterzyklus so gewählt wird, daß beim Übergang vom vorletzten auf den letzten zu zählenden Impuls nur eine Änderung in den niederwertigsten Stufen des binären Zählers erfolgt.

Bei dieser Weiterbildungg ergibt sich der weitere Vorteil, daß zum Feststellen des Endes einer Zählung der an sich schon verkleinerte Zähler nicht voll

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durchgeschaltet werden muß. Es steht also für die Auswertung noch mehr Zeit zur Verfügung.

Die Erfindung wird nun an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Frequenzteilers nach der Erfindung,

F i g. 2 eine Stromlaufzeichnung eines Ausführungsbeispiels für diesen Frequenzteiler,

Fig. 2A eine Tabelle für die Anordnung nach F i g. 2, die die Zahl der Impulse angibt, die während den Unterzyklen entsprechend dem eingestellten Wert gezählt werden,

F i g. 3 die Schaltung eines weiteren Ausführungsbeispiels mit abweichenden Unterzyklen, F i g. 3 A die entsprechende Tabelle,

F i g. 4 eine Schaltung eines dritten Ausführungsbeispiels mit halben Unterzyklen und

Fig. 4A die entsprechende Tabelle.

Der in Fig. 1 dargestellte und gemäß der Erfindung aufgebaute Frequenzteiler enthält eine Einstelleinrichtung 1, einen Impulszähler 2, einen Steuerkreis 3 für den Beginn der Zyklen, einen Unterzykluszähler 4, eine kombinierte Markierungseinrichtung 5 und eine Toranordnung 6 für das Zählende. Die ankommenden Impulse, deren Frequenz im eingestellten Verhältnis verringert werden soll, werden über den Eingang 7 an den Impulszähler 2 angelegt, der sie in mehreren Unterzyklen zählt. Am Ende eines jeden Unterzyklus gibt die Toranordnung 6 einen Impuls an die Anordnung 3 für den Beginn einer neuen Zählung ab, der den Impulszähler auf 0 zurückstellt und den Unterzykluszähler um eine Position weiterschaltet. Dieser Unterzykluszähler 4 ist ein zyklischer Zähler, der ohne Rückstellung auf 0 arbeitet. Während seiner eigenen Zyklen (Programmzyklen) gibt er einen Impuls am Ausgang 8 ab. Es wird also ein Ausgangsimpuls jedesmal dann abgegeben, wenn der Impulszähler eine bestimmte Impulszahl in seinen Unterzyklen gezählt hat, die den aufeinanderfolgenden Positionen des Zykluszählers entsprechen. Diese Zahl ist der Reduktionsfaktor der Frequenz. Der Zykluszähler 4 hat die Funktion einer Programmeinheit, da die Unterzyklen den durch die Markierung festgelegten Positionen zuordnet, d. h., die Zahl der zu zählenden Impulse wird festgelegt durch eine entsprechende Umwertung der eingestellten Ziffern. Der Programmgeber kann den Impulszähler in verschiedenen seiner Positionen der gleichen Stelle der Markieranordnung zuordnen.

Es sei jetzt angenommen, daß eine angelegte Frequenz mit einem Faktor zwischen 193 und 592 verringert werden soll und daß dieser Wert auch in der Einstelleinrichtung eingestellt wird, und zwar mit einem Einer-Knopf U (von 0 bis 9), einem Zehner-Knopf D (von 0 bis 9) und mit einem Hunderter-Knopf C (von 1 bis 5). Die Einstellung einer Ziffer mit jedem dieser Knöpfe wird durch Anwendung einer bestimmten komplementären binären Markierung auf den kombinierten Markierkreis übertragen, um die Zählung festzulegen, die in den diesem Knopf zugeordneten Positionen durchgeführt werden soll. Vollständige Beispiele dieser Umwertung werden weiter unten erläutert. Es genügt hier festzustellen, daß die eingestellten Ziffern mit besonderen Ergänzungen umgewertet sind und daß ein zusätzlicher Zyklus P noch einmal eine bestimmte Zahl von Impulsen zählt, die von der eingestellten Ziffer abhängig sein kann. Diese zusätzlichen Impulse werden durch eine Verringerung der Impulse bei der Zählung der Hunderter wieder kompensiert. Die Zählung der Hunderter erfolgt in mehreren Unterzyklen, um so die Kapazität des Impulszählers klein halten zu können.

Der Einer-Knopf U, mit dem eine Ziffer u eingestellt ist, legt eine Markierung an ein Leitungsbündel 10 U, die eine Zählung von u + α Impulsen festlegt. In gleicher Weise legt der Zehner-Knopf D, an dem eine Ziffer d eingestellt ist, eine Markierung an ein Leitungsbündel IOD, durch die die Zählung von 10 d + b Impulsen festgelegt wird. Mit dem Hunderter-Knopf C, an dem eine Ziffer c eingestellt ist, wird eine Markierung an ein Leitungsbündel 10 C angelegt, durch die (100 c — e)/n zu zählende Impulse festgelegt werden. Es wird dabei angenommen, daß die Zählung der Hunderter in η gleichen Unterzyklen erfolgt. Weiterhin wird eine Ergänzungsmarkierung an ein Ergänzungsleitungsbündel 1OP angelegt, das die Zählung von ρ Impulsen steuert, gesteuert durch den einen oder den anderen der Einstellknöpfe, und zwar abhängig von der Art der Realisierung des Frequenzteilers. Die Gesamtzahl der während der verschiedenen Unterzyklen gezählten Impulse eines Programmzyklus ist dann die angezeigte Zahl, d. h. a + b + p-e = 0.

Der Impulszähler 2 besteht aus einer Reihenschaltung von Kippschaltungen, in den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 2 und 3 sind es sieben Kippschaltungen, die den in jedem Augenblick erreichten Zählzustand durch eine binäre Markierung auf dem Leitungsbündel 11 anzeigt. Die über dem Eingang 7 ankommenden Impulse werden an eine Zähltorschaltung 12 dieses Zählers angelegt, jedoch mit Ausnahme des letzten zu zählenden Impulses in einem Unterzyklus, der an eine Rückstelltorschaltung 13 angelegt wird. Diese zwei Torschaltungen werden durch die Anordnung 3 für Beginn eines Unterzyklus gesteuert. Wenn der Zähler in seiner 0-Stellung ist, markiert er alle Leitungen eines Bündels 14. Diese Markierung wird z. B. über Inverter angelegt, die mit allen Ausgängen des Zählers verbunden sind, die in der Stellung 0 des Zählers auf Ruhepotential sein müssen. Bei normalem Aufbau hat man je Kippschaltung des Zählers eine Leitung in den Leitungsbündeln 11 und 14.

Die Zyklusbeginneinrichtung 3 ist zweckmäßigerweise eine Kippschaltung 15. Das Markierungspotential am Ausgang 0 wird über eine Leitung 16 an die Zähltorschaltung 12 angelegt, so daß der Zähler 2 die ankommenden Impulse zählt, während sich die Kippschaltung 15 in dem Zustand 0 befindet. Am Ende eines Unterzyklus wird ein Zählendesignal über eine Leitung 17 an den Eingang 0 der Kippschaltung 15 angelegt, die daraufhin in den Zustand 1 kippt und ein Markierungspotential über ihren Ausgang 1 abgibt. Dieses Markierungspotential wird über eine Leitung 18 an die Rückstelltorschaltung 13 angelegt, so daß der darauffolgende Impuls, nämlich der letzte der zu zählenden Zahl, den Zähler wieder in seine 0-Stellung zurückstellt. Der Zähler gibt jetzt wieder eine Markierung über alle Leitungen des Bündels 14 ab, die eine Torschaltung 19 der Einrichtung 3 steuern. Diese Torschaltung wird weiterhin über einen Inhibitionseingang durch die Eingangsimpulse gesteuert, so daß der Impuls, der die Markierung auf dem Bündel 14 veranlaßt, diese Torschaltung nicht

passieren kann. Nach diesem Impuls tritt das Markierpotential am Ausgang dieser Torschaltung auf, von der es an den Eingang 1 der Kippschaltung 15 angelegt wird. Diese nimmt wieder den Zustand 0 ein, bei dem die Torschaltung 13 geschlossen und die Torschaltung 12 geöffnet wird, so daß die folgenden Eingangsmipulse vom Eingang 7 wieder in einem neuen Zählzyklus gezählt werden können. Das das Ende der Zählung anzeigende Signal auf der Leitung 18 wird gleichzeitig an den Eingang des Programmierers 4 angelegt, der dadurch auf die folgende Position weiterschaltet.

In den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2 und 3 ist der Programmgeber ein zyklischer Zähler mit drei Kippschaltungen und somit acht Stellungen. Da es ein zyklischer Zähler ist, hat er nur einen Eingang, nämlich den Zähleingang, der die Zählendesignale empfängt. Er braucht nicht schnell zu arbeiten, denn in den vorgesehenen Ausführungsbeispielen arbeitet er nicht schon vom Beginn eines Unterzyklus an, sondern erst am Ende, und die Unterzyklen dauern wenigstens α oder b oder 100 — ein Eingangsimpulse. In den drei ersten Stellungen (0, 1, 2) gibt der Programmgeber eine Markierung auf die Ausgangsleitungen 20 U, 20D bzw. 2OP, um die Zählung in den drei ersten Unterzyklen den Markierungen der Einer, der Zehner und der Ergänzungszahl unterzuordnen. In den fünf anderen Stellungen (3 bis 7) gibt er eine Markierung auf der Ausgangsleitung 2OC ab, um die Zählung in den fünf anderen Unterzyklen der Markierung der Hunderter entsprechend zu steuern. Eine mit dem Ausgang 0 der dritten Kippschaltung verbundene Leitung wird während der vier ersten Stellungen des Programmgebers (0 bis 3) markiert. Mit dieser Leitung ist der Ausgang 8 des Frequenzteilers verbunden. Die reduzierte Frequenz wird deshalb durch Rechteckwellen dargestellt, deren Änderungen im gewählten Ausführungsbeispiel unterschiedlich auftreten. Bei einer Verringerung von z. B. 400 haben die ersten vier Unterzyklen und damit die Markierung am Ausgang 8 eine Dauer von etwa 120 Impulsen und die vier letzten Unterzyklen und damit die Markierungspause eine Dauer von etwa 280 Impulsen. Weiter unten wird noch eine andere Ausführungsmöglichkeit beschrieben, bei der der Programmgeber zwei Reihen von Halbzyklen steuert, so daß die Ausgangsfrequenz die Form einer Rechteckwelle mit abwechselnden Markierungen und Markierungspausen von gleicher Dauer hat.

In der kombinierten Markierungseinrichtung 5 wird die Markierung auf den Leitungsbündeln 10 U, IOD, 1OP, IOC, die die umgewertete Einstellung darstellt, an die entsprechenden Leitungen der Summenleitungsbündel 22 U, 22 D, 22 P, 22 C angelegt, an die auch das Leitungsbündel 11 vom Zähler über entsprechende Entkopplungselemente angeschlossen ist. Wenn der Zähler 2 in einem Unterzyklus die Zahl gezählt hat, die dem für diesen Unterzyklus vorgegebenen Wert entspricht, sind alle Leitungen des Summenbündels so markiert, als ob der Zähler seinen Endwert erreicht hätte. Die durch die Markierung von der Einstelleinheit übertragenen Werte wirken wie ein Komplementärwert zu der vom wirklichen Zähler gezählten Zahl. So ist z. B. in dem Zehner-Zyklus, wenn der Wert 2 eingestellt ist, die zu zählende Zahl 57, und zwar im Ausführungsbeispiel nach F i g. 2. Die binäre Markierung an den Ausgängen des Zählers im Leitungsbündel 11 hat dann den Wert 1001110. Damit die Zählung bei diesem Zählerstand beendet wird, müssen alle Leitungen im Summenbündel 22 D markiert sein, und zwar auf den Wert 1111111; dieser Wert entspricht der Zahl 127 und damit der maximalen Kapazität eines Zählers mit sieben Kippschaltungen. Die von der Einstelleinrichtung aus markierten Leitungen in dem Leitungsbündel IOD müssen für die angezeigte Zahl 2

ίο als 0110001 markiert werden; dies entspricht dem Wert 70 = 127 - 57. Diese Einstellung der variablen zu zählenden Zahl wird nicht am Zähler durchgeführt und beeinflußt auch die Arbeitszeit nicht. Aus den weiteren Ausführungsbeispielen erkennt man, daß die Summenbündel unvollständig sein können, da es nicht notwendig ist, die Feststellung eines Zählendes den binären Positionen zuzuordnen, die der Zähler bei keiner Ziffer erreichen wird und die bei der Markierung aus der Anzeige für alle Ziffern markiert werden müssen.

Zwischen dem Summenbündel und einem gemeinsamen Ausgang 17 liegt die Anordnung 6 mit den Zählendetorschaltungen. Der Programmgeber 4 steuert diese Anordnung durch Markierung auf seinen Ausgangsleitungen 20 U, 2OD, 2OP, 2OC, so daß das Signal für den Schluß der Zählung auf der Leitung 17 erscheint, wenn alle Leitungen in dem Summenbündel 22 U, 22 D, 22 P oder 22 C markiert sind, was durch die Markierung vom Ausgang des Programmgebers gekennzeichnet ist. Aus den Ausführungsbeispielen kann man erkennen, daß diese Markierung nur das Weiterleiten des Schlußsignals von einem der Summenbündel zum Ausgang 17 vorbereitet, ohne die Arbeitsweise der Anordnung mit Torschaltungen zu beeinflussen. Es genügt, wenn der Programmgeber die Markierung an die gewünschten Leitungen 20 U, 2OD, 2OP oder 20C anlegt, bevor der Impulszähler den Zählerstand erreicht hat. Es handelt sich stets um mehrere Impulse, unabhängig davon, welche Ziffer eingestellt wurde. Die Arbeitsweise des Programmgebers kann deshalb relativ langsam sein. Zusätzlich wird das Zählschlußsignal noch über einen Inhibitionsweg durch die über den Eingang 7 ankommenden Impulse gesteuert. Das Zählschlußsignal erscheint deshalb erst nach dem letzten zu zählenden Impuls auf der Leitung 17, der der vorletzte der gewünschten Zahl ist. Dieses abgegebene Signal steuert in der schon oben angegebenen Weise die Kippschaltung 15 in der Beginnsteuereinrichtung 3.

Ein Ausführungsbeispiel für einen Frequenzteiler wird jetzt an Hand der Fig. 2 ausführlicher beschrieben. Die über den Eingang 7 eintreffenden Impulse gelangen während der Zählung über die UND-Schaltung 12, deren zweiter Eingang über die Leitung 16 vom Ausgang 0 der Kippschaltung 15 gesteuert wird, an die erste der sieben Kippschaltungen 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, die zusammen den Impulszähler 2 bilden. Von der 0-Stellung aus kann dieser Zähler bis zu 127 Impulsen zählen. In der 0-Stellung sind alle Ausgänge 1 der Kippschaltungen auf Ruhepotential, und in der Stellung 127 sind sie alle in der 1-Stellung BZW markiert. Diese Ausgänge 1 sind mit den Leitungen des Bündels 11 verbunden, das mit den Summenbündeln 22 U, 22 D, 22 P, 22 C zusammengeschaltet ist. Die für diese Zusammenschaltung notwendigen Entkopplungselemente sind in der F i g. 2 durch schräge Striche an den Kreuzungspunkten der entsprechenden Leitungen dargestellt. Die Einstell-

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einrichtung, die durch die Anschlüsse U 0-9, D 0-9 28 U, 28 D, 28 P, 28 C sind in verschiedenen Kombi-

und Cl-S dargestellt ist, veranlaßt eine Markierung nationen mit den Ausgängen 0 und 1 der drei Kipp-

von Leitungskombinationen in den Summenbündeln schaltungen verbunden, so daß man in den Stellun-

22 EZ₅ 22 D, 22 P, 22 C über entsprechende Entkopp- gen 0, 1, 2 und 3 des Programmgebers eine zyklische lungselemente. Die Einzelheiten der Umwertung wer- 5 Markierung erhält. Da der Zyklus der Hunderter

den weiter unten an Hand der Tabelle in Fig. 2A noch viermal wiederholt werden soll, ist der Ausgang

erläutert. Jedes Summenbündel ist mit einer UND- der Torschaltung 28 C über eine ODER-Schaltung 29

Schaltung für das Ende der Zählung 2417,24 D, 24 P, geführt, deren zweiter Eingang von dem Ausgang 1

24 C verbunden. Diese UND-Torschaltungen haben der dritten Kippschaltung gesteuert wird, und damit weiterhin einen Inhibitionseingang, der mit dem Im- io eine Markierung während der Positionen 4,5, 6 und 7

pulseingang 7 verbunden ist und die Eingangsimpulse des Programmgebers abgibt. Die Leitungen 20 U,

empfängt, so daß diese Torschaltungen Markierungen 20D, 2OP, die die Zyklustorschaltungen 26 U, 26 D,

nur in den Pausen zwischen den Impulsen weiter- 26 P öffnen, gehen von den Ausgängen der UND-

geben. Die Ausgänge dieser Torschaltungen sind Torschaltungen 28 U, 28 D, 28 P ab, während die über Leitungen 25 TJ, 25 D, 25 P, 25 C mit einem Ein- 15 Leitung 20 C, die die Torschaltung 26 C öffnet, vom

gang der Zyklustorschaltungen 26 U, 26 D, 26 P, 26 C Ausgang der ODER-Schaltung 29 ausgeht und wäh-

verbunden. Es handelt sich bei diesen Torschaltungen rend der fünf Stellungen 3 bis 7 des Programmgebers

um UND-Torschaltungen mit zwei Eingängen, deren markiert ist.

anderer Eingang mit einer entsprechenden Ausgangs- Die Ausgangsimpulse, deren Folgen die untersetzte leitung 20 U, 20D, 2OP, 2OC des Programmgebers 20 Frequenz darstellen, werden vom Ausgang 0 der verbunden ist. Durch Markierung dieser Ausgangs- dritten Kippschaltung des Programmgebers über leitungen legt der Programmgeber das Summen- eine Leitung 21 an den Ausgang 8 angelegt. Es bündel fest, das das Ende der Zählung in dem je- wurde bereits oben beschrieben, daß die Dauer der weiligen Unterzyklus bestimmt. Die Ausgänge aller Impulse und der Pausen abhängig ist von der Zahl Zyklustorschaltungen 26 U, 26 D, 26 P, 26 C sind zu- 25 der Impulse, die während der ersten vier bzw. wähsammen mit der Leitung 17 verbunden, die das Zähl- rend der letzten vier Unterzyklen gezählt werden, endesignal an die Kippschaltung 15 anlegt. Bei dieser Unter Bezugnahme auf die Tabelle in F i g. 2 A soll Steueranordnung bereitet der Programmgeber nur jetzt die numerische Zusammensetzung der Untereine Wirkung vor, die am Ende eines Unterzyklus zyklen gemäß den eingestellten Ziffern erläutert werauftritt. 30 den. Diese Tabelle enthält vier Abschnitte, die die Wenn das Zählendesignal an den Eingang 0 der Unterzyklen der Einer, der Zehner, der Ergänzung Kippschaltung 15 angelegt wird, kippt diese, und das und der Hunderter betreffen. Im Abschnitt der Hunbisher am Ausgang 0 aufgetretene Markierpotential derter betreffen einige Ziffern die fünf Unterzyklen erscheint jetzt am Ausgang 1. Die Torschaltung 12 der Hunderter zusammen und andere jeden einzelnen wird geschlossen und die Torschaltung 13 geöffnet. 35 dieser Unterzyklen, wie es nachher noch erläutert Der nächste Eingangsimpuls wird über die Torschal- wird. In der ersten Spalte sind die eingestellten Ziffern tung 13 und ein Vielfach 27 an die Rückstelleingänge angegeben, für die Einer E/0-9, für die Zehner D 0-9 des Zählers 2 angelegt. Im Ausführungsbeispiel ist und für die Hunderter C1-5. In der zweiten Spalte ist das Vielfach 27 über entsprechende Entkopplungs- die Zahl der zusätzlich gezählten Impulse angegeben, elemente, die wiederum durch einen schrägen Strich 40 und zwar für die Einer S_u = 6, für die Zehner S_d = 38, dargestellt sind, mit den Ausgängen 0 der sieben während bei den Hundertern zwei Werte Dpt = 75 Kippschaltungen des Zählers verbunden. Wenn der oder 55 angegeben sind, entsprechend der Hunderter-Zähler dann nach 0 zurückgeschaltet ist, gehen die Ziffer. Diese beiden Spalten sind beim Ergänzungs-Ausgänge 1 dieser Kippschaltungen auf Ruhesignal. zyklus nicht vorhanden. Die dritte Spalte gibt die Diese Ausgänge sind über je eine Leitung 14 α und je 45 Zahl der zu einem Zyklus gehörenden Impulse an, einen Inverter zu einem Leitungsbündel 14 zusam- dabei sind die zusätzlichen Impulse oder die Abmengefaßt, so daß das Zurückstellen des Zählers weichungen und Kürzungen bei den Hundertern beauf 0 als eine Markierung signalisiert wird, die auf reits berücksichtigt. Beim Ergänzungszyklus sind in allen Leitungen des Bündels 14 nach den Invertern dieser Spalte zwei Ziffern angegeben, nämlich 11 auftritt. Nach dem Impuls, der die Rückstellung auf 0 50 und 31, von denen die eine oder die andere verwenveranlaßt hat, öffnet die UND-Torschaltung 19 und det wird, entsprechend der Hunderter-Ziffer, gibt ein Signal für den Wiederbeginn eines Zyklus an In der vierten Spalte wird das Ende der Zählung den Eingang 1 der Kippschaltung 15. Dadurch wird angezeigt, d. h. die Zahl der Impulse, die in einem das Markierpotential wieder vom Ausgang 1 auf den Unterzyklus gezählt werden. Da der letzte Impuls der Ausgang 0 umgeschaltet, so daß wiederum die Tor- 55 gewünschten Zahl verwendet wird, um den Zähler schaltung 12 öffnet. Die folgenden Impulse gelangen auf 0 zurückzustellen, ist das Ende der Zählung gleich von neuem über diese Torschaltungen an den Zähler, der Zahl der Impulse des Zyklus minus ein Inpuls. der wieder von 0 aus beginnend zählt. In den Hunderter-Zyklen bei den Hundertern betrifft Der Programmgeber 4 enthält drei Kippschaltun- das Ende der Zählung jeden der fünf Zyyklen und ist gen, so daß sein Arbeitszyklus acht Stellungen unter 60 gleich (N_c : 5) — 1. In der fünften Spalte sind diese Einschluß der Stellung 0 umfaßt. Der Programm- eben genannten Werte in binärer Form dargestellt, geber wird durch die Zählendesignale jedes Unter- Für die Zehnerzahl 2 werden also 20 + 38 = 58 Imzyklus, die von der Kippschaltung 15 in der Stellung 1 pulse gezählt. Das Ende beim Zählerstand 57 hat abgegeben werden, gesteuert. Dieser Zustand besteht dann die binäre Form

vom Intervall zwischen dem vorletzten und letzten 65 1001110 (1 + 0 + 0 + 8 + 16 + 32 + 0 = 57).

Impuls eines Zyklus bis zum Intervall zwischen die- In der sechsten Spalte ist die von der Einstelleinrich-

sem letzten Impuls und dem ersten Impuls des fol- tung übertragene Markierung dargestellt, die der

genden Zyklus. Die Eingänge der UND-Schaltungen binäre Komplimentärwert des Endes der Zählung

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ist. Für die oben betrachtete Zahl 1001110 ist die Ergänzungszyklus auch zwei verschiedene Werte entübertragene Markierung 01100010. Man erkennt, daß sprechend der eingestellten Einer-Ziffer haben muß. die Leitung 1 durch den Zähler für das Ende der Andererseits sind die Zusatzwerte so gewählt, daß die Zählung bei allen Zehner-Ziffern markiert sein muß. Hunderter-Zyklen alle die gleiche Abweichung haben. Er braucht deshalb von der Einstelleinrichtung aus 5 Deshalb ist der Ergänzungszyklus nicht mehr der nicht markiert zu werden und kann deshalb in der Hunderter-Ziffer, sondern dem Einer-Zyklus zuge-Matrix fortgelassen werden (F i g. 2). Dieses ist in der ordnet.

Spalte »Markierung« durch Punkte dargestellt. Bei Aus der Tabelle Fig. 3A, die entsprechend

der Zehner-Ziffer 9 erreicht die Zählung die Kapa- Fig. 2A aufgebaut ist, erkennt man, daß die Einer 0 zität des Zählers. Der Zähler markiert selbst alle io bis 4 einen Zusatz S_u = 4 erhalten, während die seine Leitungen am Ende der Zählung, so daß von Einer 5 bis 9 einen Zusatz S_u — 6 erhalten. Das Ende außen keine Markierung zugeführt werden muß und der Zählung liegt für die Ziffern 0 bis 4 dann bei 3 der horizontale Eingang 9 nicht vorhanden zu sein bis 7 und für die Ziffern 5 bis 9 bei 10 bis 14. Das braucht, wie es ebenfalls durch Punkte in der Tabelle Ende der Zählung »8« ist dadurch vermieden. Der dargestellt ist. Im Ergänzungszyklus ist die Leitung 1 15 Ergänzungszyklus hat zwei Werte: N„ — 23 für die bei keinem der beiden Werte markiert. Sie ist des- ersten fünf Einer-Ziffern und N_p = 21 für die resthalb im Summenbündel 22P (Fig. 2) fortgelassen, liehen fünf Ziffern, wie es die siebte Spalte zeigt. In und in der Tabelle ist dieses ebenfalls durch Punkte der achten Spalte ist die Gesamtzahl der Impulse für markiert. Die Leitungen 2 und 8 werden bei den die Einer-Ziffern darstellt. Man erkennt, daß bei diebeiden Werten durch den Zähler markiert und brau- aq sen Zahlen der zusätzliche Wert einen festen Betrag chen nicht aus der Einstelleinrichtung heraus mar- hat, nämlich N_ut = 4 + 23 = 6 + 21 = 27 Impulse, kiert zu werden. Deshalb sind in der Tabelle auch Beim Ergänzungszyklus muß nur eine Markierung hier Punkte eingesetzt. Bei den Hunderter-Zyklen angelegt werden, und zwar an die Leitung 2 beim sind die ersten beiden Leitungen niemals vom Zähler Wert 21 dieses Zyklus. Man erkennt außerdem, daß aus markiert, und die dritte ist es jedesmal. Die ersten »5 allein die erste Kippschaltung 1 des Zählers bei dem beiden Leitungen fehlen deshalb vollständig im Zählungsende der Zehner arbeitet — wie beim vor-Summenbündel22C hergehenden Ausführungsbeispiel — und daß die

Bei den Hunderter-Zyklen gibt eine siebte Spalte N_p Reihenschaltung der ersten beiden Kippschaltundie Zahl der Impulse eines Ergänzungszyklus an, der gen 1, 2 in allen Hunderter-Zyklen arbeitet und daß mit den Hunderter-Zyklen zusammen verwendet wird, 30 die Reihenschaltung der ersten drei Kippschaltungen entsprechend der Hunderter-Ziffer. In einer achten 1, 2, 4 bei den Einer-Zyklen und den Ergänzungs-Spalte N_ct ist die Summe der Impulse der fünf Hun- zyklen arbeiten.

derter-Zyklen (N_c) und des Ergänzungszyklus (N_p) In den beiden oben beschriebenen Ausführungsangegeben. Diese Summe hat eine Abweichung von beispielen sind die beiden Halbwellen der Ausgangs-44 Impulsen gegenüber der vorgegebenen Zahl. Die- 35 welle ungleich. In bestimmten Fällen, in denen eine ser Wert 44 entspricht der Summe der zusätzlichen Sinusschwingung gebildet werden soll, und insbesonsechs Impulse bei den Einer-Zyklen und der 38 Im- dere dann, wenn Harmonische daraus abgeleitet werpulse bei den Zehner-Zyklen, so daß die Gesamtzahl den sollen, ergeben diese ungleichen Schwingungen der Impulse genau der gewünschten Zahl entspricht. Schwierigkeiten.

Die verschiedenen zusätzlichen Impulse sind so 40 Es soll jetzt an Hand der F i g. 4 und der Tabelle gewählt, daß beim Zählende niemals mehr als die in Fig. 4A eine Ausführung beschrieben werden, bei drei ersten Kippschaltungen 1, 2 und 4 umschalten. der beide Halbschwingungen, der Ausgangswelle Nur bei der Einerziffer 3 schaltet beim Ende der gleich sind. Das Programm enthält hier zweimal so-Zählung auch die vierte Kippschaltung 8. Das Schal- viel Stellungen, und jede Stellung entspricht einem ten der vierten Kippschaltung wird bei den weiteren 45 halben Unterzyklus, d. h einem Zyklus, der nur die Ausführungsbeispielen vermieden. Es ergibt sich da- Hälfte der Zahl der Impulse, die einer Stellung zudurch ein bemerkenswerter Vorteil, denn wenn die geordnet sind, zählt. Man sieht, daß man hier, um Zählung wie üblich gemacht worden wäre, müßten nicht mehr als drei Kippschaltungen am Ende der bei einem Ende der Zählung in der Größenordnung Zählung zu betätigen, zwei verschiedene Zusatzwerte zwischen 500 und 600 eine Reihenschaltung von zehn 50 verwendet. Unter diesen Bedingungen ist der ErKippschaltungen betätigt werden. Die Erfindung er- gänzungszyklus abhängig von den Einem und Zehlaubt also die Eingangsfrequenz zu verdreifachen, die nern. Diese beiden Abhängigkeiten sind untereinin einem Frequenzteiler verarbeitet werden soll, wenn ander unabhängig. In der zweiten Spalte des Abdieser Mittel verwendet, die gleiche elementare Ar- schnittes der Einer in der Tabelle nach Fig.4A beitszeit haben wie bei einem Frequenzteiler der be- 55 zeigt sich, daß abwechselnd zwei Zusätze verwendet kannten Technik. werden, nämlich S_a — 20 oder 22. Die Zahl der in

Es wird jetzt ein weiteres Ausführungsbeispiel an einem Unterzyklus gezählten Impulse ist für eine Hand der Fig. 3 beschrieben, das nur die Ausfüh- gerade Zahl gerade und für eine ungerade Zahl unrung der Markierungseinrichtung 5 und Torschaltun- gerade, S_p, N_u. Weiterhin sind die geraden Zahlen gen 6 der F i g. 1 zeigt, d. h. die Leitungsbündel 10 U, 60 durch 4 teilbar. Die vierte Spalte zeigt, daß bei ge-10D, 10P, IOC, 11 und 22U, 22 D, 22P, 22C mit raden Zahlen das Zählungsende in den zwei HaIbihren Vielfachmatrizen und die Zählerendtorschal- zyklen jedesmal auf eine ungerade Zahl fällt, Währungen 26t/, 26 D, 26 P, 26 C. Die für dieses Ausfüh- rend die darunter befindliche ungerade Zahl durch rungsbeispiel gestellte Bedingung, zu vermeiden, daß die gleiche ungerade Zahl im ersten Halbzyklus und die vierte Kippschaltung 8 des Zählers am Ende der 65 die darunter befindliche gerade Zahl gebildet wird. Zählung einer der Ziffern betätigt wird, bedingt die Die von der Anzeigeeinrichtung übertragene Mar-Verwendung von zwei unterschiedlichen Zuusatz- kierung (sechste Spalte) markiert niemals die Leiwerten bei den Einer-Zyklen. Daraus folgt, daß der tung 1 des Summenbündels für die geraden Ziffern.

Für die darunter befindlichen ungeraden Ziffern werden sie im ersten Halbzyklus nicht markiert, um—gesteuert durch den Programmgeber — im zweiten Halbzyklus hier einen Impuls weniger zu zählen. Außer dieser speziellen Verwendung der Leitung 1 des Einer-Summenbündels 22 U erkennt man die spezielle Verwendung der Leitung 1 des Ergänzungsbündels 22 P, die abhängig ist von den zwei unterschiedlichen Zusätzen (20 und 22), wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel. Der Unterschied von zwei Impulsen zwischen den zwei Ergänzungswerten verringert sich hier in einen Unterschied von einem Impuls bei jeden Halbzyklus.

Die Anordnung in F i g. 4 zeigt, daß die Leitung 1 des Bündels 22 U durch eine Leitung 30 markiert wird, die durch eine UND-Schaltung 31 mit drei Eingängen gesteuert wird. Der erste Eingang dieser UND-Schaltung wird über eine Leitung 32 markiert, die ihr Markierpotential von den ungeraden Einer-Ziffern erhält. Der zweite Eingang wird über eine ao Leitung 33, die von der Ausgangsleitung 20 U des Programmgebers — Halbzyklen der Einer — abgeht, und der dritte Eingang über eine Leitung 34 vom Ausgang 1 der zusätzlichen Kippschaltung 8 des Programmgebers gesteuert. Diese zusätzliche Kippschaltung steuert die zwei Halbprogramme. Die Zählung der Impulse für einen ungeraden Einer führt im ersten Halbzyklus zu der gleichen Zahl, wie bei der darüber befindlichen geraden Einer-Zahl und im zweiten Halbzyklus zu um einen Impuls verringerten Zahl. Um den gesamten Zusatz zur Einer-Ziffer zu bestimmten, nimmt man nur den TeUiVp₁ des Ergänzungszyklus, der von der Einer-Ziffer abhängt, nämlich 0 oder 2. Der Rest des Ergänzungszyklus hängt von den eingestellten Zehner-Werten ab und wird deshalb dem Zehner-Zyklus hinzugefügt.

Im Zehner-Zyklus werden zwei verschiedene Zusatzwerte verwendet, nämlich S_d = 24 oder 28, da es mit einem festen Zusatzwert nicht vermieden werden kann, daß vier oder fünf Kippschaltungen bei einem Zählungsende in der Serie der Halbzyklen betätigt werden, die hier von fünf zu fünf Impulsen variieren und nicht von zehn zu zehn Impulsen wie in den vorhergehenden Beispielen. Die zwei Zusätze unterscheiden sich um vier Impulse, so daß sich die zwei Zählenden in den verschiedenen Halbzyklen um zwei Impulse unterscheiden. Die verwendeten Ergänzungszyklen unterscheiden sich deshalb auch um vier Impulse, nämlich um zwei Impulse je Halbzyklus gemäß der eingestellten Zehner-Ziffer. Der Rest dieser oben erwähnten Zyklen ist als N_p2 = 10 oder 14 gewählt, wie es in der siebten Spalte der Tabelle nach F i g. 4 A zu entnehmen ist. Die Gesamtzusätze für die Zehner betragen dann 28 + 10 = 24 + 14 = 38 Impulse. Die Abweichung im Hunderter-Zyklus muß deshalb 22 + 38 = 60 Impulse betragen. Im Ergänzungszyklus werden deshalb vier verschiedene Werte, nämlich 10, 12, 14 oder 16 verwendet. In Abhängigkeit von der Einstellung der Einer wird die Leitung 1 für das Zählende im Halbzyklus markiert, Werte 10/14 oder 12/16, während in Abhängigkeit von der Einstellung der Zehner die Leitung 2, Werte 10/12 oder 14/16, markiert wird. Ih allen vier Fällen ist die Kippschaltung 4 betätigt, die Leitung 4 braucht deshalb nicht von der Einstellseite her markiert zu werden. In der F i g. 4 ist dargestellt, wie die Leitungen 1 und 2 des Leitungsbündels 22 P durch die Einer und Zehner markiert sind.

Die Zählung und Markierung der Halbzyklen der Hunderter zeigt nichts besonderes. Der einer Hunderter-Ziffer zugeordnete Wert wird jetzt in zehn Halbzyklen gezählt an Stelle wie bisher in fünf Zyklen.

Der Programmgeber (F i g. 4) enthällt deshalb eine vierte Kippschaltung, die zur Steuerung der Halbzyklen in den Halbprogrammen notwendig ist. Die Halbzyklen werden durch die drei ersten Kippschaltungen gesteuert wie schon bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen. Die Ausgangsimpulse werden hier vom Ausgang 0 der vierten Kippschaltung abgenommen, der deshalb über die Leitung 35 mit dem Ausgang 8 verbunden ist. Die auftretenden Impulse unterscheiden sich von den Pausen höchstens um eine Einheit bei insgesamt 96-296 Einheiten. Dieser Unterschied ist also praktisch vernachlässigbar. Der Impulszähler 2 enthält jetzt eine Kippschaltung weniger, da er jedesmal nur die Hälfte der Impulse gegenüber den oben beschriebenen Anordnungen zählt.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Impulsfrequenzteiler mit innerhalb bestimmter Grenzen einstellbarem Teilerverhältnis, bei dem in einem binären Zähler jeweils eine dem Teilerverhältnis entsprechende Anzahl von Impulsen gezählt und beim Erreichen der Zahl ein Ausgangsimpuls abgegeben wird, so daß sich durch die zyklische Wiederholung dieses Vorganges die geteilte Impulsfrequenz ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß die in jedem Zyklus zu zählende Zahl von Impulsen auf eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden nichtdekadischen Zählunterzyklen aufgeteilt wird.

2. Impulsfrequenzteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zählung der Unterzyklen jeweils der gleiche Binärzähler (2) nach vorhergehender Rückstellung wieder verwendet wird.

3. Impulsfrequenzteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Unterzyklus von der auf ihn entfallenden Anzahl von Impulsen der letzte Impuls nicht mehr gezählt, sondern bereits zur Rückstellung des Zählers ver-" wendet wird.

4. Impulsfrequenzteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Impulse in einem Unterzyklus so gewählt wird, daß beim Übergang vom vorletzten auf den letzten zu zählenden Impuls nur eine Änderung in den niederwertigsten Stufen (1, 2, 4) des binären Zählers (2) erfolgt.

5. Impulsfrequenzteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulszahlwerte für die einzelnen Unterzyklen aus einer dekadischen Markierung eines Teilerverhältniswählers (1) durch Umwertung gewonnen werden.

6. Impulsfrequenzteiler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzielen kleinerer Zählwerte für höhere Dekaden eine Aufteilung auf mehrere Unterzyklen erfolgt.

7. Impulsfrequenzteiler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwertung durch Addition und Subtraktion derart erfolgt, daß die Summe aller in den einzelnen Unterzyklen addierten und subtrahierten Werte Null ergibt.

8. Impulsfrequenzverteiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung zwischen den einzelnen Zyklen durch die Markierung eines Programmgebers (4) veranlaßt wird.

9. Impulsfrequenzverteiler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Programmgeber eine binäre Zählkette (4) verwendet wird und daß

von einem Ausgang der höchstwertigen Stufe das Ausgangssignal abgegeben wird.

10. Impulsfrequenzverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterzyklen in Halbzyklen aufgeteilt werden und daß zuerst die jeweils ersten Halbzyklen und danach die zweiten Halbzyklen gezählt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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