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Einrichtung zum elektrischen tibet tragen von lipuisfolgen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Einrichtung zum elektrischen Übertragen von aus je einer wählbaren
Zahl von Impulsen bestehenden Impuisfolgen zwischen zwei je ein Sende- und ein Empfangsteil
aufweisenden Stationen in jeweils einer von zwei Richtungen, wobei zu der Einrichtung
je ein elektronischer Speicher im Sendeteil sowie je ein digitaler Zähler im Empfangsteil
gehören und jeder elektronische Speicher die von seiner Station aus zu Ubertragenden
Impulse bis zum Ausspeichern und Aussenden speichert und jeder Zähler die Impulse
einer empfangenen Impulsfolge abzählt.
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Zum Übertragen von Impulsfolgen zwischen zwei Stationen im Gegenverkehr
kann z. B. jede Station ein Sendeteil und ein funktionsmäßig davon unabhängiges
Empfangsteil haben. Beide Stationen lassen sich in bekannter Weise entsprechend
dem Blockschaltbild in Fig. 1 aufbauen. Die Schaltungsteile in der linken Hälfte
der Fig. 1 gehören zu einer ersten Station, von der aus eine bestimmte Zahl von
Impulsen an eine in der techten Hälfte angedeutete zweite Station übermittelt werden
soll. In umgekehrter Richtung kann eine von der zweiten Station ausgehend. gleiche
oder andere Anzahl von Impulsen an die erste Station übertragen werden.
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Im
Im einzelnen weisen die beiden, z. 1. räumlich
voneinander entfernten, Stationen je eine logische Eingabeschaltung 1, 1' auf, welche
die ihrem Eingang 2, 2' zugeffihrten und an die jeweilige Gegenstatton zu übertragenden
Impulse nach einen geeigneten Code umsetzt, bevor sie in einen elektronischen Speicher
3, 3' gespeichert werden. Die Ausgänge der Speicher 3, 3' bilden ein Ende je einer
Übertragungsstrecke 4, 4', an deren anderen Enden je ein digitaler Zähler 5, 5'
vorgesehen ist. Auf ein bestimmtes Signal hin werden die zu übertragenden, z. B
in den Speicher 3 gespeicherten Impulse ausgespeichert und über die Übertragungsstrecke
4 an einen Eingang des Zählers 5T der weiten Station weitergeleitet. Der Zähler
5' zahlt die in codierter Form empfangenen Impulse, und ein an einen Ausgang des
Zählers angeschlossener Decoder 6'übernimmt die Decodierung dieser Impulse, so daß
an Ausgang des Decoders 6' die ursprünglichen Impulse der Sendestation wiedergegeben
werden.
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Das Blockschaltbild gemäß Fig. 1 zeigt, daß für die erste und zweite
Station gleichartige Schaltungseinheiten benötigt werden, nämlich je eine logische
Eingabeschaltung 1, 1' je ein Speicher 3, 3', je ein Zähler 5, 5' und je ein Decoder
6, 6'.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den Schaltungsaufwand
für den Sende- und Empfangsteil einer Station zu verringern. eine solche Verringerung
wirkt sich dann wegen des gleichartigen Aufbaus der beiden an einer Inpulalibertragung
beteiligten Stationen vorteilhafterweise doppelt aus. Erfindungsgemäß
Erfindungsgemäß
list sich bei eimer Einrichtung der eingangs genanntem Art der Schaltungsaufwand
verringern, wenn die Einrichtung eine digitale Schaltungseinheit hat, deren Elemente
wahlweise den Speicher oder den Zahler bilden können.
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Das Prinzip sowie nähere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand
eines in der Zeichnung als Blockschaltbild dargestellten Ausführungsbeispiels sowie
zweier Diagramme erläutert. In der Zeichnung bedeuten: Fig. t ein bereits in der
Beschreibungseinleitung erläutertes Blockschaltbild für zwei Stationen in bekannter
Anordnung, Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Station gemäß der Erfindung, Fig. 3
eine Reihe von Impulsdiagrammen zur Erlluterung der Betriebsart "Speichern" und
Fig. * eine Reihe von Impulsdiagrammen zur Erliuterung der Betriebsart "Zählen".
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Das Blockschaltbild gemäß Fig. 2 weist vier zu einer Station gehörende
und in der Zeichnung durch strichpunktierte Linien umrahmte digitale Schaltungseinheiten
auf, und zwar einen kombinierten Speicher und Zähler b, eine logische Eingabeschaltung
9, eine taktsteuerungsschaltung 10 und eine Decodierschaltung 11.
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Die logische Eingabeschaltung 9 hat nach den vorliegenden Ausführungsbeispiel
drei Eingänge 12, 13, 14, die je einem ersten Eingang eines erstem, zweiten und
dritten bistabilen Multivibrators 15, 16, 17 entsprechen. Die zweiten Eingänge 18,
19, 20 der
der bistabilen Multivibratoren 15 bis 17 sind untereinander
und mit einer gemeinsamen Leitung*21 verbunden. Den zweiten Eingängen 18, 19, 20
der bistabilen Multivibratoren 15 bis 17 ist je ein Ausgang 22, 23, 24 zugeordnet.
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Während der Ausgang 22 an einen ersten Eingang 25 einer ersten NAND-Schaltung
26 sowie an einen ersten Eingang 27 einer zweiten NAND-Schaltung 28 führt, ist der
Ausgang 23 mit dem zweiten Eingang 29 der zweiten NAND-Schaltung 28 und der Ausgang
24 mit dem zweiten Eingang 30 der ersten NAND-Schaltung 26 verbunden. An einen Ausgang
31 der ersten NAND-Schaltung 26 schließt sich ein erster Eingang 32 einer dritten
NAND-Schaltung 33 und an den Ausgang 34 der zweiten NAND-Schaltung 28 ein erster
Eingang 35 einer vierten NAND-Schaltung 36 an. Die zweiten negierenden Eingänge
37> 38 sind untereinander und mit einer gemeinsamen Leitung 39 verbunden. Die
erste bis vierte NAND-Schaltung 26, 28, 33, 36 bilden zusammen eine logische Verknüpfungsschaltung.
Von den Ausgängen 40, 41 der dritten und vierten NAND-Schaltung 33, 36 steht der
Ausgang 40 mit einem ersten Eingang 42 eines vierten bistabilen Multivibrators 43
und der Ausgang 41 mit einem ersten Eingang 44 eines fünften bistabilen Multivibrators
45 in Verbindung. Auf einen dem ersten Eingang 42 des vierten bistabilen Multivibrators
43 zugeordneten ersten Ausgang 46 folgt ein erster Eingang 47 einer fünften NAND-Schaltung
48 und auf einen dem ersten Eingang 44 des fünften bistabilen Multivibrators 45
zugeordneten ersten Ausgang 49 ein zweiter Eingang 50 der fünften NA?ID-Schaltung
48. Die zweiten Eingänge 51, 52 des vierten und fünften
fünften
bistabilen Multivibrators 43, 45 sind untereinander und mit einem ersten Anschluß
53 verbunden, dessen Bedeutung weiter unten erläuqert wird. An einen ersten Eingang
54 einer sechsten NAND-Schaltung 55 ist der Ausgang der fünften NAND-Schaltung 48
angeschlossen und an einen zweiten Eingang 56 der sechsten NAND-Schaltung 55 die
Leitung 39 sowie ein zweiter Anschluß 57, dessen Funktion ebenfalls weiter unten
erklärt wird.
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Von dem Ausgang der sechsten NAND-Schaltung 55 führt je eine Verbindung
zu einem dritten Anschluß 58, einem zweiten Eingang 59, einer siebenten NAND-Schaltung
60 sowie zu der Leitung 21. Ein erster Eingang 61 der siebenten NAND-Schaltung 60
steht mit einem vierten Anschluß 62 in Verbindung, während der Ausgang der siebenten
NAND-Schaltung 60 an einen Takteingang 63 des vierten bistabilen Multivibrators
43 angeschlossen ist. Ein zweiter Ausgang 64 des vierten bistabilen Multivibrators
43 ist unmittelbar mit einem Takteingang 65 des fünften bistabilen Multivibrators
45 sowie mit einem zweiten Eingang 66 einer achten NAND-Schaltung 67 und einem ersten
Eingang 68 einer zehnten NAND-Schaltung 69 verbunden. Ein zweiter Ausgang 70 des
fünften bistabilen Multivibrators 45 führt an einen,ersten Eingang 71 einer neunten
NAND-Schaltung 72 sowie an einen zweiten Eingang 73 der zehnten NAND-Schaltung 69.
Ein erster Eingang 74 der achten NAND-Schaltung 67 steht mit dem zweiten Eingang
50 der fünften NAND-Schaltung 48 und mit dem ersten Ausgang 49 des fünften bistabilen
Multivibrators 45 in Verbindung und ein zweiter Eingang 75 der neunten NAND-Schaltung
72 mit dem ersten Eingang 47 der fünften NAND-Schaltung 48
Schaltung
48 und dem ersten Ausgang 46 des vierten bistabilen Multivibrators 43. Dic NAND-Schaltungen
67 bis 69 bilden die Decodierschaltung 11, wobei die echte NAND-Schaltung 67 der
Dezimalzahl eins, die neunte NAND-Schaltung 72 der Dezimalzahl zwei und die zehnte
NAND-Schaltung 69 der Dezimalzahl drei zugeordnet ist.
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Die vorstehend beschriebene Schaltung arbeitet folgendermaßen: A)
Eingeben, Speichern und Ausepeichern von Impulsen Die Eingabelogik 9 (Fig. 2) hat
in vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Eingänge 12, 13, 14, denen die Dezimalzahlen
eins, zwei und dnei zugeordnet sind. Je nachdem, an welchen der drei Eingänge ein
Spannungswert "0" angelegt wird - die übrigen Eingänge erhalten dann den Spannungswert
"L" - werden ein, zwei oder drei Impulse übertragen. Wechselt beispielsweise zu
einem Zeitpunkt tl (vgl. Diagramm A in Fig. 3) an dem ersten Eingang 12 der Spannungswert
"L" auf den Spannungswert "O", während der zweite und dritte Eingang 13 und 14 auf
dem Spannungswert "L" liegen, so wird der erste der drei als Zwischenspeicher dienenden
bistabilen Multivibratoren 15, 16, 17 gesetzt, das heißt, sein Ausgang 22, der vorher
den Spannungswert "L" aufwies, gibt jetzt den Spannungswert "0" ab (vgl. Diagramm
B in Fig. 3). Die Ausgänge 23 und 24 der bistabilen Multivibratoren 16 und 17 weisen
zur gleichen Zeit den Spannungswert "L" auf. An den Eingängen 25 und 30 bzw. 27
und 29 der ersten und zweiten NAND-Schaltung 26 und 28 liegen dennoch die Spannungswerte
"O" und "L", so daß die Ausgänge
Ausgänge 31 und 34 den Spannungsvert
"L" aufweisen (vgl, Disgramm C, D in Fig. 3). Dieselben Spannungswerte haben auch
die Eingänge 32 und 35 der dritten und vierten NAND-Schaltung 33 und 36.
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An den Anschluß 57, der den Takteingang für den Speicher des kombinierten
Speichers und Zählers 8 bildet, wird zum Einspeichern eine Folge von Rechteckimpulsen
gelegt (vgl. Diagramm E in Fig. 3), die z. B. von einen Rechteckimpulsgenerator
herrühren. Zum Zeitpunkt tl hat die rechteckförmige Impulsspannung genäß den Diagramm
E noch den Spannungswert "L", der an den negierenden Eingängen 37 und 38 der NAND-Schaltungen
33 und 36 liegt. Die Ausgänge 40 und 41 der dritten und vierten NAND-Schaltung 33,
36 weisen somit nach wie vor einer Spannungswert "L" auf <vgl. Diagramm F, G
in Fig. 3)> der und an de Eingängen 42 und ** des vierten und fünften bistabilen
Hultivibrators 43, 45 des Speichers liegt. Die bistabilen Multivibratoren 43, 45
behalten daher ihre erste stabile Lage (Ausgangslage) bei, die sie auch schon vor
den Zeitpunkt tl einnehmen, das heißt, ihre ersten Ausgänge 46 und 49 haben den
Spannungswert "L" und die zweiten Ausgänge 65, 70 den Spannungswert "O".
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Die bistabilen Multivibratoren 43, 45 kippen erst dann in ihre zweite
stabile Lage, wenn die rechteckförmige Impulsspanung gene Diagramm E zum Zeitpunkt
t2 auf den Spannungswert "O" zurückgeht. Dann liegt nämlich an den zweiten Eingängen
37 und 38 der NAND-Schaltungen 33 und 36 der Spannungswert "0" und an den ersten
Eingängen 32 und 35 der Spannungswert "L".
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Infolge
Infolge der negierenden Eingänge 37 und 38
geben die Ausgänge 40 und 41 den Spannungswert "O" ab, wodurch die bistabilen Multivibratoren
43 und 45 in ihre zweite stabile Lage gekippt werden, in welcher die zweiten Ausgänge
64 und 70 den Spannungswert "L" annehmen (vgl. Diagramm L in Fig. 3). Der Speicher
befindet sich damit im Zustand "LL". Durch den Spannungswert "L" am zweiten Ausgang
64 des vierten bistabilen Multivibrators 43 wird auf den fünften bistabilen Multivibrator
45 kein Einfluß ausgeübt, weil der mit dem zweiten Ausgang 64 verbundene Takteingang
65 des fünften bistabilen Multivibrators 45 nur auf einen Spannungssprung von "L"
nach "0", das heißt auf eine abfallende Flanke, reagiert.
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Die zum gleichen Zeitpunkt t2 an den ersten Ausgängen 46 und 49 vorhandenen
Spannungswerte "0" liegen am ersten und zweiten Eingang 47 und 50 der fünften NAND-Schaltung
48 und bewirken, daß am Ausgang dieser NAND-Schaltung der Spannungswert "L" auftritt,
der gleichzeitig am ersten Eingang 54 der sechsten NAND-Schaltung 55 liegt. Der
zweite Eingang 56 der sechsten NAND-Schaltung 55 hat zu dieser Zeit einen Spannungswert
"O" (vgl. Diagramm E in Fig. 3, Zeitpunkt t2). Folglich gibt der Ausgang der sechsten
NAND-Schaltung 55 nach wie vor den Spannungswert "L" ab (vgl.
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Diagramm H in Fig. 3), wodurch sich am Zustand des ersten, zweiten
und dritten bistabilen Multivibrators 15 bis 17 nichts ändert.
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Zu einem Zeitpunkt t3 nimmt die Spannung am zweiten Eingang 56 der
sechsten NAND-Schaltung 55 den Wert "L" an, dadurch fällt die Spannung
Spannung
am Ausgang der sechsten NAND-Schaltung 55 auf den Wert "0" zurück. Da am vierten
Anschluß 62 bzw. am ersten Eingang 61 der siebenten NAND-Schaltung 60 im Speicherbetrieb
dauernd ein Spannungswert "L" vorhanden ist, bewirkt der nunmehr am zweiten Eingang
59 liegende Spannungswert "O", daß der Ausgang der siebenten NAND-Schaltung 60 den
Spannungswert "L" hat (vgl. Diagramm I in Fig. 3). Der Spannungswert "O" am Ausgang
der sechsten NAND-Schaltung 55 stellt die bistabilen Multivibratoren 15 bis 17 in
ihre Ausgangsstellung zurück, in welcher alle Ausgänge 22 bis 24 den Zustand "L"
annehmen.
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Zu einem Zeitpunkt t4 fällt die Spannung gemäß dem Diagramm E auf
den Wert "0" zurück. Während noch am ersten Eingang 54 der sechsten NAND-Schaltung
55 der Spannungswert "L" liegt, hat der zweite Eingang 56 also den Spannungswert
"O". Am Ausgang der sechsten NAND-Schaltung 55 tritt demnach der Spannungswert "L"
auf, und die siebente NAND-Schaltung 60 liefert an ihrem Ausgang wieder den Spannungswert
"O". Der Übergang von "L" nach "0" beeinflußt den Takteingang 63, wodurch der vierte
bistabile Multivibrator 43 in seine erste stabile Lage zurückkippt, in welcher der
an seinem zweiten Ausgang 64 liegende Spannungswert "L" auf den Spannungswert "O"
zurückspringt. Der Spannungssprung von "L" nach "0" wird dem Takteingang 65 des
fünften bistabilen Multivibrators 45 mitgeteilt und kippt diesen ebenfalls in seine
erste stabile Lage zurück.
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Im Speicher 8 wurde somit vom Zustand "LL" auf den Zustand "00" hochgezählt.
Die ersten Ausgänge 46, 49 haben zu diesem Zeitpunkt den
den Spannungswert
"L", das heißt, der Ausgang der fünften NAND-Schaltung 48 den Wert "0". Immer, wenn
der erste Eingang 54 der sechsten NAND-Schaltung 55 den Spannungswert "0" hat, dann
hat ihr Ausgang unabhängig davon, welchen augenblicklichen Spannungswert ihr zweiter
Eingang 56 hat, den Spannungswert "L".
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Mit anderen Worten sperrt jetzt die NAND-Schaltung 55 den Weg für
die Taktspannung vom Anschluß 57 (vgl. Diagramm E) zum Ausgang des Speichers, das
heißt zum Anschluß 58. Der Spannungswert "L" am Ausgang der sechsten NAND-Schaltung
55 läßt am Ausgang der siebenten NAND-Schaltung 60 den Spannungswert "O" (vgl. Diagramm
I in Fig. 3, Zeitpunkt t4) bestehen. Damit ist der Vorgang des Ein- und Ausspeicherns
beendee, und der Speicher hat einen Impuls, genauer gesagt eine Impulspause i (vgl.
Diap gramm H in Fig. 3), abgegeben, die über den Übertragungsweg 4 gemäß Fig. 1
auf die zweite Station übertragen wird.
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In analoger Weise können zwei Impulse ausgesendet werden, wenn an
den der Dezimalzahl zwei zugeordneten zweiten Eingang 13 eine Spannung mit dem Spannungswert
"O" angelegt wird. In diesem Fall liegen dann an dem ersten und dritten Eingang
12 und 14 die Spannungswerte "L". Der durch den vierten und fünften bistabilen Multivibrator
43 und 45 gebildete Speicher gelangt dann in einen Zustand, in welchem sn dem zweiten
Ausgang 64 des vierten bistabilen Multivibrators 43 der Spannungswert "L" und an
dem zweiten Ausgang 70 des fünften bistabilen Multivibrators 45 der Spannungswert
"O" liegt. Der Speicher befindet sich somit im Zustand "LO" (. duales Viererkomplenent
zur Dezimalzahl zwei).
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Das
Das Ausspeichern erfolgt nun ebenso wie bei dem
zuvor erläuterten Beispiel durch ein sogenanntes Hochzählen über den Speicherzustand
"LL" in den Zustand "00" (Ruhelage), wobei jedesmal eine Impulspause (Spannungswert
"0") an den sonst den Spannungswert "L" aufweisenden Anschluß 58 geliefert wird,
der dem Ausgang des Speichers entspricht.
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Sollen schließlich drei Iwpulspausen ausgesendet werden, so muß an
dem dritten Eingang 14 ein Spannungswert "0" vorhanden sein, während der erste und
zweite Eingang 12, 13 den Spannungswert "L" hat. Der Speicher nimmt dann den Zustand
"OL" an, das heißt, der zweite Ausgang 64 des vierten bistabilen Multivibrators
43 hat den Spannungswert "0" und der zweite Ausgang 70 des fünften bistabilen Multivibrators
45 den Spannungswert "L". Das Ausspeichern erfolgt wieder durch Hochzählen über
die Zustände LO und "LL" in den Zustand 00". Bei jeden Wechsel des Speicherzustandes
wird eine Impulspause an den Anschluß 58 abgegeben. Insgesamt kommen also drei Impulspausen
zur Aussendung.
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B) Empfangen, Zählen und Anzeigen der Ubertragenen Impulse Das in
der Gegenstation empfangene Signal (vgl. Diagramm K in Fig. 4), das dem ausgespeicherten
und ausgesendeten Signal gemäß Diagramm H in Fig. 3 entspricht, wird dem vierten
Eingang 62 (Fig. 2) der Gegenstation zugeführt. Am ersten Eingang 61 der siebenten
NAND-Schaltung 60 liegt somit zunächst, das heißt vor dem Zeitpunkt tl, der Spannungswert
"L", der zu Beginn der Impulspause ip, das heißt zum Zeitpunkt tl, auf den Spannungswert
"0" wechselt (vgl. Diagramm K in Fig. 4).
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Am
Am Ausgang der sechsten NAND-Schaltung 55 und
am zweiten Eingang 59 der siebenten NAND-Schaltung 60 liegt in der Betriebsart "Empfangen,
Zählen und Anzeigen" dauernd ein "L"-Signal. Da vor dem Zeitpunkt t1 - wie bereits
erwähnt - ein "L"-Signal am ersten Eingang 61 der siebenten NAND-Schaltung 60 liegt,
gibt diese an ihrem Ausgang den Spannungswert "O" ab (vgl. Diagramm I in Fig. 4).
Wenn nun zum Zeitpunkt t1 am ersten Eingang 61 der siebenten NAND-Schaltung 60 der
Spannungswert "0" auftritt, nimmt deren Ausgang den Spannungswert "L" an. Der Übergang
von "0" nach "L" hat an dem Takteingang 63 des vierten bistabilen Multivibrators
43 keine Wirkung, weil der Takteingang nur auf einen Übergang von "L" nach "O" reagiert.
Erst die abfallende Flanke zum Zeitpunkt t2 in der Signalspannung gemäß dem Diagramm
K in Fig. 4 ergibt am Ausgang der siebenten NAND-Schaltung 60 bzw. an dem Takteingang
63 einen Übergang von "L" nach "O", wodurch die Spannung am zweiten Ausgang 64 des
vierten bistabilen Multivibrators 43 von dem Spannungswert "0" auf den Spannungswert
"L" ansteigt (vgl. Diagramm L in Fig. 4). Der fünfte bistabile Multivibrator 45
wird durch den Übergang von "O" nach "L" an seinem Takteingang 65 nicht beeinflußt
und verharrt deshalb in seiner Ausgangslage, in welcher an seinem ersten Ausgang
49 das "L"-Signal liegt. Das zuletzt genannte Signal liegt gleichzeitig am ersten
Eingang 74 der achten NAND-Schaltung 67, deren zweiter Eingang 66 das "L"-Signal
des zweiten Ausgangs 64 des vierten bistabilen Multivibrators 43 hat. Am Ausgang
der achten NAND-Schaltung 67 tritt somit ein Spannungswert "0" auf, der an dieser
NAND-Schaltung die Dezimalzahl eins kennzeichnet. An
An den Ausgängen
der neunten und zehnten NAND-Schaltungen 72 und 69 liegt zur gleichen Zeit das Signal
"L". Der Spannungswert "0" am Ausgang der achten NAND-Schaltung 67 kann beispielsweise
dazu verwendet werden, einen Stromkreis für eine die Dezimalzahl eins anzeigende
Glühlampe oder dergleichen einzuschalten.
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Nach einer gewissen Zeit, z. B. zum Zeitpunkt t3, wird auf den ersten
Anschluß 53 ein bis zum Zeitpunkt t4 dauerndes "O"-Signal gegeben (vgl. Diagramm
M in Fig. 4), wodurch der vierte bistabile Multivibrator 43 in seine Ausgangslage
zurückkippt, in der er an seinem zweiten Ausgang 64 wieder ein "O"-Signal und die
achte NAND-Schaltung 67 an ihrem Ausgang ein "L"-Signal abgibt (vgl.
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Diagramme L, N in Fig. 4).
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Enthält das empfangene Signal gemäß Diagramm K in Fig. 4 zwei bzw.
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drei Impulspausen ip, po gibt in analoger Weise der Ausgang der neunten
bzw. zehnten NAND-Schaltung 72 bzw. 69 ein "O"-Signal ab, welches dann die Dezimalzahl
zwei bzw. drei kennzeichnet.
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Im vorstehend beschriebenen Ausührungsbeispiel kann maximal der Zahlenwert
"drei" gespeichert werden; Es lassen sichtbei entsprechend erweiterter Schaltung
im Prinzip auch größere Zahlenwerte speichern, jedoch setzt die angewendete redundante
Zählcodierung eine Grenze. Bei höheren Zahlenwerten nimmt nämlich die Redundanz
erheblich zu, so daß in der Praxis z. B. der Zahlenwert "sechs" als obere Grenze
gilt.