DE2057903C3

DE2057903C3 - Elektronischer Impulsfrequenzteiler zur Erzeugung einer wahlweise einstellbaren Anzahl von Ausgangsimpulsen

Info

Publication number: DE2057903C3
Application number: DE2057903A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Stark; Guenter Steinmueller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-11-25
Filing date: 1970-11-25
Publication date: 1974-01-24
Also published as: DE2057903A1; US3761824A; DE2057903B2; CH543196A

Description

0.5	- 3
0,5	- 2,7-"
0.5	- 1.625
0.5	1,0625

3 4

weise ein Meßergebnis in digitaler Form vorliegt, Zustände der bistabilen Kippstufen Al bis A4 er-

wobei die Impulswertigkeit des Meßwertgebers mei- sichtlich sind. Hierbei ist der BCD-Code verwendet

stens nicht mit der Impulswertigkeit der· nachfolgen- Die Anzahl a_m der aus den Kippstufen Am (»ι I

den Anzeigeeinheit übereinstimmt, bis n) abgegebenen Impulse ergibt sich auch aus der

Der Impulsfrequenzteiler gemäß der Erfindung ist 5 Gleichung

dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der bi- ^ 2"' ,. _s

stabilen Kippstufen einerseits über eine vorwählbare "'" ~ # ' Schaltverbindung zur Einstellung des Nenners mit

den Eingängen eines UND-Gatters verbunden sind, a,„ ist also die nächst kleinere ganze Zahl. Der Zähler

dessen Ausgang mit den Rückstelleingängen der bi- 10 wird aus der Summe der Impulse«, ... a„ gebildet

stabilen Kippstufen verbunden ist, und andrerseits Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. I 1,1

über Differenzierglieder und Steckverbindungen od. del. das Teilungsverhältnis ' realisiert. Der Nenner

für die Einstellung des Zählers mit den auf Minus /V = 9 ergibt sich aus 1-8 0-4 0-2 1 · I. V.-.

gelegten Eingängen eines ODER-Gatters verbunden müssen somit die Verbindungen /Vl und Λ4 gesteckt

sind, an dessen Ausgang die Zählerfrequenz abge- 15 werden. Die Ausgangsimpulse der einzelnen Kipp-

nommen werden kann. stufen ergeben sich aus der obigen Formel wie folgt

An Hand der Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt sind, wird die ^a\ ^- · Erfindung näher erläutert. Es zeigt α, < ^Ί

F i g. 1 ein Schaltschema des Frequenzteilers mit ao ' , t

dynamischer Auskopplung der Teilerfrequenz, "^a " »

F i g. 2 eine Schaltungsanordnung zur Abnahme a, < ,*„ der Teilerfrequenz mit Hilfe von statisch schaltenden

Gatterverknüpfungen, Durch Stecken der Verbindungen Z₁. Z₁ und Z,

F i g. 3 eine Tabelle, aus der die verschiedenen 25 erhält man als Zähler Z 4.

Zustände der in der Schaltung nach F i g. 1 ver- In der Schaltung gemäß Fig. 1 kann der Nenner

wendeten bistabilen Kippstufen ersichtlich sind. nur bis 2« - 1 gewählt werden. Mit gestrichelte!:

Mit Al bis A4 sind vier bistabile Kippstufen be- Linien ist ein zusätzlicher Eingang am UND-Gatter G 1

zeichnet, die ihren Zustand stets dann ändern, wenn angedeutet. In diesem Falle kann für den Nenner bis

der Zustand der Eingänge 7Ί bis TA sich von L nach 0 30 2„ gezählt werden.

ändert. Bei der Verwendung von vier bistabilen Kipp- Die Widerstände Λ5 sind so gewählt, daß bei \ or- «ufen kann entsprechend /; = 4 der Nenner und handensein der Sthaltverbindungcn ΛΊ und V4 und Zähler von 1 bis 15 eingestellt werden. Zu diesem Nullsignalen an den Ausgängen Q\ und QA der Zwecke sind die Ausgänge QX bis QA der bistabilen bistabilen Kippstufen AI und A4 die entsprechenden Kippstufen Al bis A4 über Kontaktverbindungen ΛΊ 35 Eingänge des UND-Gatters Cl Nullsignal führen, bis NA mit den Eingängen eines UND-Gatters Cl F i g. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung, die es geverbunden, dessen Ausgang mit den Rückstellein- stattet, durch entsprechende Gatterverknüpfunaen die gangen Rl bis Λ4 der bistabilen Kippstufen A'l bis A4 geteilten Zählimpulse zu erhalten. Gleichwirkende verbunden ist. Die Eingänge der UND-Gatter CI Teile sind mit gleichen Be/ugsziffern versehen. Jeder liegen über Widerstände RS am positiven Pol der 40 bistabilen Kippstufe Al bis A4 ist je ein NAND-Spannungsquelle. Gatter C3 bis C6 zugeordnet, deren Eingänge ciner-

Wie weiter unten noch erläutert werden wird, kann seits mit denj^usgängen Ql bis QA bzw. den invcrsen

mit Hilfe der Schaltverbindungen .VI bis Λ'4 vorge- Ausgängen Q\ bis QA verbunden sind. Jeweils em

wählt werden, wie weit der Nenner hochzählt. Bei Eingang der NAND-Gatter C3 bis 66 ist über einen

Erreichen der eingestellten Zahl wird über den Aus- 45 Inverter D mit der Eingangsklemme A verbunden. Die

gang des UND-Gatters Cl auf die Rückstelleingänge NAND-Gatter C3 bis C6 werden also im Takt der

Rl bis RA der b'stabilen Kippstufen A'l bis A4 ein Eingangsimpuisfolge beaufschlagt. Mit Zl bis Z4

Rückstellimpuls gegeben. sind wiederum steckbare Schaltverbindungen be-

Die Abnahme der Zählerimpulse erfolgt in an sich zeichnet, mit deren Hilfe der entsprechende Zähler bekannter Weise mit Hilfe von Differenziergliedern. ;o vorgewählt werden kann. Die einzelnen Ausgange die aus jeweils einem Kondensator Cl und einem der NAND-Gatter C3 bis G6 sind mit einem NAND-Widerstand Λ6 bestehen. Die Kondensatoren Cl Gatter CV verbunden, dessen Eingänge über Widersind einerseits jeweils mit einem der Ausgänge Ql stände Λ7 mit dem positiven Pol der Spannungsquclle bis QA der bistabilen Kippstufen Al bis A4 und verbunden sind. Dadurch werden die nicht mit einer ■ ndererseits über Schaltverbindungen Zl bis Z4 55 SchaltverHjndung versehenen Eingänge des Gatters mit den Eingängen eines ODER-Gatters Gl verbun- auf positives Eingangssignal gelegt. Ein Ausgangsden, an dessen Ausgang die Teiierfrequenz abge- signal entsteht stets dann, wenn folgende Bedingungen nommen werden kann. Die Eingänge des ODER- erfüllt sind

Gatters Gl liegen über die Widerstände Λ6 an dem

negativen Pol der Spannungsquelle. Für den Zähler 60 / Ä ■ Q₁ A Q~\ Q-> Ä-Q~_t

werden die positiven Flanken der Ausgänge Q1 bis QA ■— " - — — —

der bistabilen Kippstufen A'l bis A4 ausgewertet. Qi Q> A ■ Q_t ■ Q₂- Q₁- Q₁. d. h., ein Ausga.igssignal an dem ODER-Gatter Gl

kommt stets dam/ zustande, wenn sich der Zustand Wie insbesondere aus F i g. 1 und 2 zu entnehmen eines über die Schaltverbindungen Zl bis Z4 vorge- 65 ist. ist der Aufwand des erfindungsgemäßen Impulswählten Ausganges, von Null auf L ändert. frequenzteilers erheblich geringer als bei ,den br-

F i g. 3 zeigt eine Tabelle, aus der die verschiedenen kannten Teilern.

Hierzu 1 Blatt ZeichnLneen

Claims

Impulsen der Eingangsimpulsfolge abgenommen werPatentansprüche: den kann.

Bei in der Regelungs- und Steuerungstechnik ver-

t. Impulsfrequenzteiler, bei dem aus einer wendeten Impulsfrequenzteilern wird eine konstante Kettenschaltung von bistabilen Kippstufen mit 5 Bezugsfrequenz verwendet. Weiterhin kommt es Hilfe eines an die Ausgänge der bistabilen Kipp- darauf an, daß der zeitliche Abstand der einzelnen stufen angeschlossenen Wahlschalters od. dgl. eine Impulse der Impulsfolge untereinander gleich groß einstellbare Anzahl von Impulsen der Eingangs- ist. Bei bekannten Frequenzteilern wird aus diesem impulsfolge abgenommen werden kann, d a- Grunde den aus hintereinandergeschalteten bistabilen durch gekennzeichnet, daß die Aus- io Kippstufen bestehenden Zählketten ein entsprechender gänge (Ql bis Q4) der bistabilen Kippstufen Rückstellimpuls zugeführt. Der Zeitpunkt dieses (Kl bis A'4) einerseits über eine vorwählbare Rückstellimpulses i;t dabei abhängig von der jeweils Schaltverbindung (Nl bis N4) zur Einstellung des gewünschten Frequenz. Es sind daher sehr aufNenners mit den Eingängen eines UND-Gatters wendige und komplizierte Schaltungen erforderlich, (Cl) verbunden sind, dessen Ausgang mit den 15 die aus den gleichzeitig bei jedem Eingangsimpuls Rückstelleingängen (Rl bis R4) der bistabilen des Bezugsoszillators an den Ausgängen der bistabilen Kippstufen (Kl bis A'4) verbunden ist, und Kippstufen auftretenden Impulsen eine der eingeandererseits über Differenzierglieder (Cl, Λ6) und stellten Frequenz entsprechende Auswahl treffen. uml Steckverbindungen (Zl bis Z4) od. dgl. für die zwar in der Weise, daß nicht nur die-in der Zeiteiniic-u Einstellung des Zählers mit den auf Minus ge- ao gelieferte Anzahl von Impulsen konstant ist, sonders: legten Eingängen eines ODER-Gatters (Gl) ver- daß auch der zeitliche Abstand der Impulse unterbunden sind, an dessen Ausgang die Zähler- einander gleich groß ist.
frequenz abgenommen werden kann. Bei einem bekannten Impulsfrequenzteiler dieser
2. Impulsfrequenzteiler nach Anspruch 1, da- Art (deutsche Auslegeschrift 1100 084) wird ,-ur durch gekennzeichnet, daß das UND-Gatiter (GI) 25 Gewinnung des Rückstellimpulscs eine bestimmte einen weiteren mit einer Schaltverbindung ver- Anzahl der bistabilen Kippstufen jeweils über cn sehenen Eingang aufweist. Koinzidenzgatter mit mehr als einem der übrigen
3. Impulsfrequenzteiler nach Anspruch 1 oder 2, bistabilen Elemente verbunden. Dadurch wird diese dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge (Ql bestimmte Anzahl von bistabilen Kippstufen sclekii·. bis QA) der bistabilen Kippstufen (Kl bis KA) in 30 abhängig vom Zustand der übrigen bistabilen Filean sich bekannter Weise üDer Differenzierglieder mente erregt. Die Abnahme der Frequenz erfolgt (Cl, Λ6) und Steckverbinc ingen (ZI bis Z4) über eine Sammelleitung, weiche über einen WahΙού, dgl. für die Einstellung des Zählers mit den schalter und Differenzierglieder mit den inverscn auf Minus gelegten Eingängen eines ODER- Ausgängen der bistabilen Kippstufen verbunden ist. Gatters (Gl) verbunden sind, an dessen Ausgang 35 Da es in manchen Fällen, insbesondere mit Rücksicht die Zählerfrequenz abgenommen werden kann. auf ein sicheres Schalten erwünscht ist, statisch /u
4. Impulsfrequenzteiler nach Anspruch 1 oder 2, schalten und nicht zu differenzieren, ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die normalen und vorgeschlagen worden (deutsche Auslegeschrift die inversen Ausgänge({M bis Q4) bzw. ρΤ b\sQ4) 1174 362). daß die in die Zählkette einlaufenden der bistabilen Kippstufen (Kl bis A'4) über 40 Impulse je Dekade einem System von UND- und NAND-Gatter (C3bis (76) und Steckverbindungen ODER-Gattern zugeführt werden, das der einge-(Zl bis Z4) eines Wahlschalters od. dgl. für die stellten Wahlschalterstellung entsprechende, insbe-Einstellung des Zählers mit den Eingängen eines sondere möglichst gleichmäßig verteilte Rechteck-NAND-Gatters (GT) verbunden sind, an dessen Impulsfolgen dem Ausgang des Impulsfrequenzunter-Ausgang die Zählerfrequenz abgenommen werden 45 setzers zuleitet. Alle diese bekannten Impulsfrequenzkann, teiler erfordern noch einen relativ hohen Aufwand.
5. Impulsfrequenzteiler nach Anspruch 4, da- Zur Vereinfachung dieses Frequenzteiles wurde \ordurch gekennzeichnet, daß die den normalen geschlagen (deutsche Auslegeschrift 1 189 134). daß und inversen Ausgängen (ßl bis Q4 bzw. Q~\ bis Q4) die V/ahlschalter durch codierte Einrichtungen ersetzt der bistabilen Kippstufen (Kl bis Λ"4) zugeordneten 50 sind und das System von UND- und ODER-Schaltern NAND-Gatter (63 bis G6) einen zusätzlichen dem gewählten Code angepaßt ist, wobei die Wahl-Eingang aufweisen, dem die Eingangsimpulsfolge schalter aus kontaktlosen UND-Gattern bestehen zugeführt wird. können.
6. Impulsfrequenzteiler nach einem der An- Ferner ist ein Frequenzuntersetzer bekannt (deutsprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die 55 sehe Auslegeschrift 1 231 300), bei dem die Impuls-Eingänge der Gatter (Cl, Gl bzw. Gl) über folge einen einstellbaren Hilfszählwerk zugeführt wird. Widerstände (Ä5, Λ6 bzw. Rl) mit dem Plus- wobei nach Erreichen der im Hilfszählwerk eingeb^w. Minuspol der Spanniingsquelle verbunden stellten Zahl ein Koinzidenzimpuls ausgelöst wird, der sind. dem eigentlichen Zähler zugeführt wird und gleich-

60 zeitig den Hilfszähler auf die Anfangsstellung zurück-

stellt. Mit einem solchen Frequenzuntersetzer können

nur einzelne Impulse der Impulsfolge ausgewählt werden.

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

Impubfrequenzteiler. bei dem aus einer Kettenschal- 65 Impulsfrequenzteiler zu schaffen, der bei einfachem tung von bistabilen Kippstufen mit Hilfe eines an die Aufbau die Möglichkeit bietet, ein bestimmtes Teiler-Ausgänge der bistabilen Kippstufen angeschlossenen verhältnis A — ZjN einstellen zu können. Dies ist Wahlschalters od. dgl. eine einstellbare Anzahl von insbesondere dann wünschenswert, wenn beispiels-