DE2435279C2 - Elektronischer Frequenzzähler - Google Patents

Description

Bekanntlich lassen sich Impulsfrequenzen mit elektronischen Frequenzzählern, auch Digiti>l-Zähler genannt, messen. Dadurch ist beispielsweise in Rundfunk-Überlagerungsempfängern eine digitale Frequenzanzeige möglich (Radio-Mentor 1973, Seite 389 bis 390 und Funk-Technik 1971, Seite 157 bis 159), indem die Schwingungen des Überlagerungsoszillators des Empfängers in Zählimpulse umgewandelt und unter Berücksichtigung der Zwischenfrequenz des Überlagerungsempfängers gezählt werden. In solchen Schaltungen sind üblicherweise Teilerstufen vorgesehen, welche die Anzahl der Impulse herunterteilen, bevor diese den eigentlichen Zählerstufen zugeführt werden. Eine Zählerstufe hat beispielsweise vier Ausgangsklemmen, an denen der Zählerstand In Form logischer, binärer Signale, die mit »1« oder »0« bezeichnet werden, im 8-4-2-1-BCD-Code vorhanden ist. Jeweils am Ende eines Zählvorganges kann der Zählerstand seriell als Impulsfolge mittels Schiebeimpulsen in einen Speicher übertragen, decodiert und auf einer Anzeigevorrichtung optisch dargestellt werden (Multiplexverfahren). Der Zähl- und Anzeigevorgang wird periodisch wiederholt.

Bei derartigen Frequenzzählern kommt es vor, daß die Stelle mit der geringsten Wertigkeit sich von einem Zähl= Vorgang zum nächsten ändert, die letzte angezeigte Stelle also zwischen verschiedenen Werten springt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Frequenzzähler mit einer stabilen, leicht ablesbaren Anzeige zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Bei Rundfunkempfängern möchte man eine möglichst

stabile Anzeige der eingestellten Empfangsfrequenz erreichen. Bei der Erfindung wird die Tatsache ausgenutzt, daß die Sendefrequenzen der Sender in einem vorgegebenen Raster liegen. Die Auflösung der Anzeige des Frequenzzählers entspricht genau dem Raster, nach dem die Frequenzen den Sendeanstalten zugeteilt sind. Diese Auflösung wird dadurch erreicht, daß der Zählerstule des Frequenzzählers mit der geringsten Wertigkeit zur Anzeige weniger Informationen entnommen sind, als zur genauen Darstellung des Standes dieser Zählerstufe erforderlich wären. Ds-Iurch werden dem Bedienenden in vorteilhafter Weise einerseits zur Erleichterung der Ablesung gerade nur so viele Informationen dargeboten, wie zur Einstellung eines Senders mindestens erforderlich sind. Andererseits ist die Wahrscheinlichkeit, daß die letzte Stelle der Anzeige zwischen verschiedenen Werten springt, wesentlich verringert. Es hat sich gezeigt, daß bei stetiger Abstimmung eines Rundfunkgerätes per Hand auf einen gewünschten Sender, dessen Frequenz bekannt ist, eine solche Anzeige, die nur im Raster der Senderfrequenzen anzeigt, vollkommen ausreicht.

Durch die US-PS 36 21 391 ist es bekannt, ein Springen der letzten Stelle eines; angezeigten Wertes auf andere Weise zu vermeiden. Dort wird ein angezeigter, in einem Zwischenspeicher gespeicherter Wert zu fest vorgegebenen periodisch wiederkehrenden Zeitpunkten durch ein neues Zählergebnis ersetzt. Zwischen diesen Zeitpunkten wird verhindert, daß der Zwischenspeicher mit einem geänderten Wert geladen wird. Die letzte angezeigte Stelle kann jeden möglichen Anzeigewert annehmen, so JO daß nur die Häufigkeit des Springens der letzten Stelle verringert wird, nicht jedoch die Wahrscheinlichkeit, daß die letzte angezeigte Stelle wechselt. Ein Hinweis, nur einen Teil der Information der letzten angezeigten Stelle für die Anzeige auszuwerten, ist in der genannten Patentschrift nicht enthalten.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. E' zeigt

Fig. 1 ein vereinfachtes Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Frequenzzählers und

Fig. 2 eine Teilerstufe und Signale an den Ausgangsklemmen der Teilerstufe.

In Fig. 1 ist ein Frequenzzähler zur digitalen Frequenzanzeige in einem Rundfunkgcät vorgesehen. Die von einer Antenne 1 empfangenen Schwingungen gelangen zu einem HF-und ZF-Teil 2 und werden in einer Demodulatorschaltung 3 demoduliert. Nach einer Verstärkung wird die demoduiierte Niederfrequenz über einen Lautsprecher 4 wiedergegeben.

Der HF- und ZF-Teil ? enthält unter anderem einen Überlagerungs-Oszillator. Diesem Oszillator werden Impulse 6 mit der jeweiligen Oszillatorfrequenz entnommen, verstärkt, u.id über die Leitung 5 einem Tor 7 zugeführt. Ein von einer Zeitbasis (Quarzoszillator) 25 angesteuertes Steuerteil 19 liefert über die Leitung 24 Impulse zu dem Tor 7, welches dadurch während periodisch wiederkehrender Torzeiten geölfnet wird. Es werden während der Torzeit die Impulse 6 in einem Zahler mit den Zählerstufen !3 bis 16 gezählt. Wenn das Tor 7 gesperrt ist, erfolgt die Übernahme des Zählergebnisses in einen Speicher 17. Durch eine beispielsweise durch die Zeitschrift »Radio-Mentor« 1973, S. 389-390 bekannte Vorprogrammierung des Zählers (Subtraktion oder Addition der ZF) läßt sich erreichen, daß statt der Oszillatorfrequenz die interessierende Empfangsfrequenz angezeigt wird.

Die das Tor 7 wahrend der Torzeil passierenden Impulse 6 werden zunächst mittels mehrerer Teilerstufen, von denen hier zwei Teilerstulen 8 und 9 geze'gt sind, heruntergeteilt und gelangen danach zu den Zähl- und Schiebestufen 13, 14, 15, 16. Solche Stufen, die in ihrer Funktion durch wahlweises Umschalten entweder als Schieberegister oder als Johnson-Zähler arbeiten, sind in der eigenen Patentanmeldung P 24 06 924.7 näher beschrieben. Sie enthalten jeweils ein Schieberegister, das durch seine äußere Beschallung in bekannter Weise (Buch von Dietrich Becker und Heinz Mäder, »Hochintegrierter MOS-Schaltungen«, Verlag Berliner Union GMBH Stuttgart, Seite 132-134) als ein Zähler, beispielsweise als Johnson-Zähler, arbeitet. Durch zusätzliche Schaltungsmaßnahmen wird die in der genannten Patentanmeldung beschriebene wahlweise Funktion als Zähler oder als Schieberegister erreicht.

Je einer Stelle (Dekade) ist eine der Zähl- und Schiebestufen 13 zugeordnet, die nachfolgend auch nur als Zählerstufcn bezeichnet werden, wenn sie als Zähler arbeiten. Der Zählerstand jeder Zäl'.TStufe 13, 14, 15, 16 liegt beispielsweise an deren Ausgangsklemmen im BCD-Code vor, d. h. jede Zahl zwischen Null und Neun wird durch vier Signale dargestellt, die den logischen Zustand »0« oder »1« aufweisen (vgl. das Schema in Fig. 2' Es können auch Zählerstufen mit anderen Codes, z. B. dem sogenannten Johnson-Code, verwendet werden. Beim Johnson-Code ist eine Ziffer durch fünf logische Signale dargestellt. Nach einem Zählvorgang werden die Zählerstufen 13 bis 16 in iiirer Funktion auf Schieben umgeschaltet, und es werden die den jeweiligen Zählerstand darstellenden Signale sequentiell - beginnend mit den Signalen der Zählerstufe 16 - mittels Schiebeimpulsen in den Speicher 17 übertragen.

Die Auswertung des ip den Speicher übertragenen Zählergebnisses erfolgt nach einem Multiplexverfahren. Die gespeicherte» Signale 'werden decodiert, und es werden die einzelnen Ziffern sequentiell auf einer Anzeigeeinrichtung 18 dargestellt. Die Schiebeinipulse werden dem Steuerteil 19 entnommen und jeder der Zählerstufen 13, 14, 15 und 16, die jetzt als Schieberegister arbeiten, sowie dem Speicher und Decoder 17 zugeführt. Bei der Auswertung eines vierstelligen 2!ählergebnisses mittels der vier Zählerstufen 13, 14, 15, Ί6 sind z. B. zwanzig Schiebeimpulse (fünf Schiebeinipulse pro Ziffer im Johnson-Code) erforderlich, um den Zählerstand in den Speicher 17 zu übertragen.

Vor Beginn der nächsten Torzeit müssen die Zähl- und Schiebestufen 13 bis 16 zurückgesetzt, d. h. in einen der Zwischenfrequenz entsprechenden Ausgangszustand gebracht werden, damit die erneute Zählung beginnen kann. Die Zählerstufen 13 bis 16 sind mit Setzeingänpen versehen, die von dem Steuerten 19 mit entsprechenden Pücl.seaimpulsen angesteuert werden. Das Steuerteil 19 wird zur Erzeugung seiner verschiedenen Funktionen Torzeit, Schiebeinipulse, Rücksetzimpulse - von der Zeitbasis 25 angesteuert, die periodische Zeitimpulse liefert.

Von der Zählerstule in Fig. 1 für die letzte Stelle mit der geringsten Wertigkeit des auf der Anzeigevorrichtung 18 darzustellenden Zahlergebnisses werden weniger Ausgangsinformationen entnommen, als zur genauen Darstellung des Zählerstandes dieser Zählerstule nötig wären. Es sei angenommen, daß ein fünfstelliges Zählergebnis vorliegt. Die vier Ziffern mit größerer Wertigkeit werden von den vier Zählerstufen 13 bis 16 gezählt. Als Ziihlerstufe für die Ziffer mit der geringsten Wertigkeit (z. B. die Einerstelle) ist die letzte, unmittelbar vor den Zählerstufen 13 bis 16 angeordnete dekadische Teiler-

stufe 9 vorgesehen, tiine solche dekadische Teilerslute 9 ist beispielsweise in Fig. 2 dargestellt. I'ig. 2 zeigt auch die logischen Signale an den Ausgängen -I. ti. C und I) der Teilerslufe 9 in Abhängigkeit von dem Stund dieser Teilerstufe. Der Ausgang C ist in Fig. 1 mit dem Zahleingang der Zählcrstule 13 verbunden.

Das Zahlergebnis betrage beispielsweise »74 362«. d. h. die Zahlerstuten 13. 14. 15 und 16 weisen die Zählerstände )>6«. »3«. »4« und »7« auf. während der Zählerstand der Teilerstule 9 die Ziffer »2« ist. Dieser Ziffer to »2·<. welche die Stelle mit der geringsten Wertigkeit repräsentiert, entsprechen die Ausgangsinformatlonen (logischen Signale) 0010 an den Ausgängen I). < . ti. I. Da nur der Ausgang C mit der folgenden Zählerstule 13 verbunden ist. liegt am Zähleingang der Zählerstule 13 eine logische »0«. Wie oben beschrieben, werden die logischen Signale an den Ausgängen der Zählcrstufen 13 bis IO miüeis ScMieucifftpüiSCn riäCiiCifiuriuCröiS iri*ipuiSiGi£C in den Speicher 17 übertragen. Im vorliegenden Fall sei für die Zählersiufen 13 bis 16 der sogenannte Johnson-Code zugrundegelegt, bei dem jede Ziffer durch fünf logische Signale dargestellt ist. Nach zwanzig Schiebeimpulsen ist der Inhalt der vier Zählerstufen 13 bis 16 In den Speicher 17 übertragen. Danach wird mittels der folgenden fünf Schiebeimpulsen das am Zähleingang der Zählerstule 13 vorhandene logische Signal, also die »0«. in den Speicher übernommen. Die Ziffer »2« wird also durch die Impulsfolge 00000 dargestellt, tine solche Impulsfolge wird vom Decoder 17 gemäß dem verwendeten Johnson-Code als die Ziffer Null erkannt, so daß das dargestellte Zählergebnis nicht »74 362«. sondern ..74 360« lautet.

Wenn der Zählerstund der Teilerstufe 9 z. B. »7« beträgt, tritt am Ausgang C eine logische »1« aul. Die in den Speicher 17 übernommene Impulsfolge würde dann !! !!! lautan. was vom Decoder 17 als die Ziffer »1« erkannt wird Die letzte Ziffer des dargestellten Zählergebnisses wini in Fig. 1 je nach dem logischen Zustand des Ausganges 1 ;^llsn entweder eine »0« oder eine »5« sein. -»o

Die letzte Teilerstufe 9 wird mit als Zählerstufe verwendet. Das ist insbesondere dann von Vorteil, wenn in Fig. 1 rechts neben der Punkt-Strich-Linie 10 befindliche Bauteile als ein integrierter Baustein und die links angeordneten Teilerstufen als ein zweiter integrierter Baustein aufgebaut sind. Ks ist dann nur der eine Anschluß 12 zum Übertragen der Zählimpulse sowie des Zählergebnisses der Stufe 9 erforderlich. Eine besondere Versorgung der Teilerstufe 9 mit Schiebeimpulsen sowie überhaupt eine Schiebemöglichkeit dieser Stufe ist nicht nötig. Für die Teilersufe können dann handelsübliche Teiler verwendet werden, deren lnformationsinhaii nicht seriell ausgebbar ist.

Die bisher beschriebene Lösung ist auch dann möglich, wenn anstelle des Johnson-Codes z. B. ein normaler 8-4-2-1-Code Verwender wird, indem dann bei dem Endstand »I'< des Ausganges C der Stufe 9 vor dem Übertragen in den Speicher 17 in einer den Schiebeimpulsen entsprechenden Folge unterbrochen wird und dadurch die Impulsfolge 10!. statt 111 die der Ziffer »5« entspricht, entsteht. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß in die Verbindungsleitung vom Ausgang C zur Zählerstufe 13 eine von den Schiebeimpulse."*, über eine monostabile Kippschaltung so angesteuerte Torschaltung eingeschaltet ist. daß die Verbindungsleitung mit jedem Schiebeimpuls abwechselnd unterbrochen und durchgeschaltet ist. Bei einer »>1« am Ausgang C entsteht dadurch die Impulsfolge 101. die ohne die beschriebene Maßnahme 111 lauten würde Hei einer »0« am Ausgang C ist diese Maßnahme ohne F.influß. so daß dann die de Ziffer »0« entsprechende Impulsfolge 000 entsteht.

Es wurde bereits erwähnt, daß jeweils vor Beginn eines neuen Zählvorganges die Zählerstufen 13 bis 16 gesetzt werden müssen, was durch dem Steuerteil 19 entnommene Rückset/impulse geschieht, damit die erneute Zählung bei einem definierten Zählerstand beginnen kann. Ein Zurücksetzen ist auch für die Tcilerstufcn 8 bis 9 erforderlich, die hinter dem Tor 7 angeordnet sind. Es ist in F i g. I auch möglich, vor dem Tor 7 Tellcrsiulen anzuordnen, für die dann kein Zurücksetzen erforderlich ist. Jedoch muß mindestens die gleichzeitig als Zählerstule für die letzte Stelle dienende Teilerstule 9 dem Tor 7 nachgeschaltet sein.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Rücksetzimpuls für die Teilerstulen 8. 9

!m^nI!ls uf

Das hat den Vorteil, daß in Fig. 1 kein zusätzlicher Anschluß für das MOS-IC. welches das Steuerteil 19 enthält, benötigt wird. Ein zusätzlicher Anschluß wäre nämlich erforderlich, wenn der Rücksetzimpuls für die Teilerstufen 8 bis 9 direkt vom Steuerteil 19 entnommen würde.

In Fig. 1 sei das Tor 7 beispielsweise dann geöffnet, wenn ihm über die Leitung 24 eine logische »1« zugeführt w ir I. Bei einer logischen »0« ist das Tor 7 dann gesperrt. Mit Beginn einer neuen Torzeit wechselt das Potential auf der Leitung 24 von »0« auf »I«. Diese positive Potentialsprung gelangt über einen mit der Leitung 24 verbundenen Inverter 7.0 zu einem WC-Glied 21. 22 und bewirkt somit einen kurzzeitigen negativen Impuls, der den Teilerstufen 8 bis 9 zugeführt wird und diese zurücksetzt. Das Zurücksetzen der dem Tor 7 nachgeschalteien Teilerstufen 8 bis 9 erfolgt demnach gleichzeitig mit dem Beginn der Torzeit, also noch vor der Zählperiode. Das gezeigte WC-Glied 21, 22 ist so bemessen, daß nur ein sehr kurzer Rücksetzimpuls entsteht und der Kondensator sich bis zum Beginn der folgenden Torzeit über den Widerstand 22 entladen hat. Es ist auch möglich, ein solches Tor 7 zu verwenden, das bei dem logischen Zustand »0« geöffnet ist. In diesem Fall entfällt der Inverter 20.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Elektronischer Frequenzzähler zur digitalen Frequenzanzeige in einem Rundfunkgerät mit einer Anzeigevorrichtung zur Anzeige des Zählerergebnisses, bei dem die zu zählenden Impulse mittels Teilerstul'en geteilt und innerhalb einer Torzeit gezählt werden und bei dem nach dem Ende der Torzeit das Zählergebnis seriell verarbeitet und zur Anzeige gebracht wird (Multiplexverfahren), dadurch gekennzeichnet, daß von der Zählerstufe (9) für die Stelle mit der geringsten Wertigkeit des auf der Anzeigevorrichtung dargestellten Zählergebnisses weniger Ausgangsinformationen entnommen sind ais zur genauen Darstellung dieser Stelle nötig wären und zwar gerade so viel, daß die Anzeige in Schritten erfolgt, die den Frequenzabständen bzw. Kanalabständen des FreQif.nzverteilungsrasters in dem jeweiligen Wellenbereich entsprechen.

   2. Frequenzzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsinformationen derart gewählt sind, daß die letzte Stelle mit der geringsten Wertigkeit als Anzeige nur eine »0« oder eine »5« Hefen.

   3. Frequenzzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung eines «-stelligen Zählergebnisses «-1 dekadische Zählerstufen (13, 14, 15, 16) vorgesehen sind und daß zur Anzeige der letzten Stelle mit rler geringsten Wertigkeit die unmittelbar vor den Zählerstufen befindliche und die Zählimpulse für diese Zählersttuen liefernde Teilerstufe (9) herangezogen ist.

   4. Frequenzzähler nach Anspruc ; 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die/i-l Zählerstufen (13, 14, 15, 16) solcher Zählerstufen sind, die zwischen einem Zählerbetrieb (Zählen) und einem seriellen Schiebebetrieb (Ausgabe) umschaltbar sind, daß die Teilerstufe (9) nicht in den Schiebebetrieb umschaltbar ist, und daß beim Schiebebetrieb der n-\ Zählerstufen (13, 14, 15, 16) der logische Zustand der Übertragungsleitung von der Teilerstufe (9) zu den Zählerstufen (13, 14, 15, 16) in die Zählerstufen eingelesen wird und zur Anzeige der Stelle mit der geringsten Wertigkeit ausgewertet wird.

   5. Frequenzzähler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählerstufen (13, 14, 15, 16) intergrierte MOS-Schaltkreise und die vor den Zählerstufen (13, 14, 15, 16) befindlichen Teilerstufen (8,

   9) TTL-Schaltkreise sind. so

   6. Frequenzzähler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilerstufe (9) eine dekadische Zählerstufe ist und daß ein so gewählter Ausgang (C) der Tellerstufe (9) mit der nachfolgenden Zählerstufe (13) verbunden Ist, daß die der Tellerstufe (9) zugeführten Impulse im Verhältnis 10: 1 heruntergeteilt zu der nachfolgenden Zählerstufe (13) gelangen.

   7. Frequenzzähler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zählergebnis der Zählerstufen (13, 14,15,16) anderen Ausgängen in Form logischer Zustände (»0« oder »1«) im sogenannten Johnson-Code vorliegt und daß, beginnend mit der Stelle höchster Wertigkeit, diese logischen Zustände und der am Ende der Torzeit an der gewählten Ausgangsklemme (6) vorhandene logische Zustand mittels Schiebeimpulse seriell in einen Speicher (17) übertragen werden.

   8. Frequenzzähler nach Anspruch 6, dadurch

   gekennzeichnet, daß bei normaler Verwendung des 8-4-2-!-Code in den Zählerstufen (13, 14, 15, 16) die Verbindungsleitung von der Teilerstufe (9) zur nachfolgenden Zählerstufe (13) bei jedem zweiten Takt der Schiebeimpulse unterbrochen ist, so daß bei einei logischen »1« am Ausgang (C) der Teilerstufe die der Ziffer »5« entsprechende Impulsfolge 0101 und bei einer logischen »0« die der Ziffer »0« entsprechende Impulsfolge 0000 in einen Speicher (17) übertragen wird.

   9. Frequenzzähler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem logischen Zustand »0« an dem gewählten Ausgang die Ziffer »0« und dem logischen Zustand »1« an dem gewählten Ausgang die Ziffer »5« auf der Anzeigevorrichtung (18) zugeordnet ist.

   10. Frequenzzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücksetzimpule für die Teilerstufen (8, 9) aus den die Torzeit bestimmenden Impulsen abgeleitet sind.

   11. Frequenzzähler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Torzeit bestimmenden über einen Inverter (20) oder direkt einem aus der Reihenschaltung eines Kondensators (21) und eines an Bezugspotential liegenden Widerstandes (22) bestehenden RC-C'Aed (21, 22) zugeführt sind und daß der gemeinsame Verbindungspunkt des Kondensators (21) und des Widerstandes (22) mit den Rücksetzeingängen der Teilerstufen (8, 9) verbunden ist und daß das ÄC'-Glied (21, 22) so bemessen ist, daß der Kondensator (21) bis zum Beginn der nächsten Torzeit entladen, ist.