DE2644270B2 - Taktsteuerbare Impulszähleinrichtung mit wählbarem Teilerverhältnis - Google Patents

Description

Die Erfindung öezieht sich auf eine taktsteuerbare Impulszähleinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs L

An sich benötigt eine derartige Impulszähleinrichtung für ihre Funktion lediglich einen Zähler entsprechend F i g. 1. Bei der in F i g. 1 gezeigten Einrichtung handelt es sich um einen Frequenzteiler mit Dekodierung eines festen Wertes. Voraussetzung dabei ist die Verwendung eines setzbaren Zählers 2, dessen Ausgange Qa, Qb, Qc und Qd durch einen Ladeimpuls auf den logischen Wert der zugeordneten Eingänge A, B, C und D gesetzt werden können.

Die kodierten Ausgänge Q_A, Q₃, Qc und Q_D des Zählers 2 sind an eine Dekodierschaltung 3 geführt Bei einem fest vorgegebenen logischen Zustand der Zählerausgänge, dem die Dekodierziffer X zugeordnet ist, erfolgt Koinzidenz, wobei der Dekodierer 3 einen Ladeimpuls an den Ladeeingang L des Zählers 2 abgibt

Während der Aktivierung des Ladeeinganges bzw. Setzeinganges ist der Zähler 2 für den Zählvorgang gesperrt und die Ausgänge Q_A, Qb, Qc und Q_D übernehmen den logischen Zustand der Eingänge A, B, C und D entsprechend der Eingabeziffer Y. Sobald die Aktivierung aufgehoben wird, ist der Zähler 2 wieder bereits zu zählen und setzt den Zählvorgang von dem Zustand fort, der durch den Setz- bzw. Ladevorgang vorgegeben wurde. Sobald erneut Koinzidenz vorliegt, wird der Ladeeingang wieder vom Dekodierer 3 aus aktiviert Mit dem Eingabewert 7 der Eingänge A, B, C und D kann die Anzahl N der Taktperioden bestimmt werden, die zwischen den Ladeimpulsen liegen. Dabei ergibt sich

N-X-Y.

Diese Methode hat den Vorteil, daß die Koinzidenz bei einem festen vorgegebenen Wert Jf erfolgt und die Eingabeziffer ^statisch am Zähler anliegt

Die sichere obere Grenzfrequenz f_g läßt sich durch die Ermittlung sämtlicher Impulslaufzeiten τ berechnen, die im Zuge des Rückkopplungsweges auftreten können. Dabei ergibt sich die Grenzfrequenz als Kehrwert der Summe aller maßgeblichen Laufzeiten bzw. der

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Gesamtlaufzeit Es genügt also nicht, wenn bereits; der Zähler 2 selber eine ausreichende Grenzfrequenz aufweist

Die maßgeblichen Laufzeiten, die bei dem in Fig. 1 gezeigten Frequenzteiler beteiligt sind, zeigt der in s Fig.2 dargestellte Impulsplan für eine Anzahl N = 9 -6 = 3 Taktperioden, d. h. für eine Dekodierziffer X = dezimal 9 bzw. binär LOOL und für eine Eingabezxffe¹" Y = dezimal 6 bzw. binär OLLO.

In F i g. 2 bedeuten ι ο Tio Laufzeit zwischen negativer Taktflanke am

Eingang des Hauptzählers 2 und der Impulsflanke am Ausgang Qa des Hauptzahlers 2,

r_M Dekodierlaufzeit,

T₃ Zeit für den Ladevorgang des Hauptzählers 2,

T₄ Zeit zwischen erfolgtem Ladevorgang und hinterer P.anke des Ladeimpulses,

T5 Notwendige, zählbereite Zeit bzw. Erholzeit des
Ladeeinganges vor der nächsten zu zählenden
bzw. negativen Taktflanke am Eingang des
Hauptzahlers Z Im Datenblatt für setzhare,
Zählerbausteine definierte Minimalzeit, während
der der Schaltkreis zählbereit sein muß, um die
nächste Impulsflanke sicher erkennen zu können.

Betragen die Grenzwerte dieser Laufzeiten beispielsweise Tio= 15 ns, T2—7 ns, T3=36ns, T4=7ns und T₅=30 ns, so berechnet sich die obere Grenzfrequenz des Frequenzzählers zu 4 = 10 MHz.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer taktsteuerbaren Impulszähleinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 den Einfluß, den die Laufzeiten auf die maximale Taktfrequenz haben, möglichst weitgehend zu eliminieren.

Einen besonders großen Einfluß auf die Gesamtlaufzeit kann die maximale Ladezeit des Zählers mit sich bringen. Zur Eliminierung dieser Zeit kann man entsprechend Fig.3 zusätzlich zum ersten bzw. Hauptzähler 2 einen zweiten bzw. Zwischenzähler 4 vorstehet., der eine definierte Anzahl von Z Taktperiöden auswählt, während der der Hauptzähler 2 gesetzt werden kann und somit nicht zählberei* ist Dadurch wird kontrollierte Zeit zur Verfügung gestellt, während der sich länger andauernde Vorgänge bzw. logische Operationen, insbesondere der Ladevorgang, durchführen lassen, deren Laufzeit dann »licht in die maximale Taktfrequenz eingeht

Fi g. 2 zeigt einen Impulsplan für die Impulszähleinrichtung nach Fig.3 bei Auszählung von einer Anzahl Z - 2 Taktperioden im Zwischenzahler 4. Stellt der Dekodierer 3 Koinzidenz vorgegebener Binärsignale bzw. dw Dekodierzahl X fest, so wird ein Impuls erzeugt, der folgende Aufgaben hat:

a) Freigeben des rückgesetzten Zwischenzählers 4 zum Auszählen der ZTaktperioden, "

b) Starten des Ladevorgangs.

Durch den Ladevorgang entfällt die Koinzidenz der Binärsignale, die der Dekodierzahl X entsprechen, durch den Ladeimpuls wird jedoch der Hauptzähler 2 weiterhin am Zählen gehindert

Nach Beendigung von ZTaktperioden im Zwischenzähler 4 wird ebenfalls der Ladeimpuls beendet und der Hauptzähler 2 kann bei der nächsten negativen Taktflanke vom gesetzten Zustand ausgehend weiterzählen.

Die nun einzuhaltenden Laufzeiten sind verteilt auf den Beginn und das Ende des Ladevorganges. Durch das Zwischenzählen von Z Taktperioden müssen Z Perioden entweder im Wert X oder im Wert Y berücksichtigt werden.

N=X-[Y + I) = (X-I)- Y.

Günstiger ist die Berücksichtigung bei X, da dann eine eventuell komplizierte Umcodierung des Eingabeschalters für Y entfällt und somit eine unmittelbare Anzeige mit Hilfe von üblichen Eingabeschaltern möglich ist

Als notwendige Bedingung für die Grenzfrequenz ergibt sich die Laufzeit für den Startvorgang des Zwischenzählers 4. Für den Ladevorgang werden Z Taktperioden freigehalten. Als ausreichende Bedingung wird die Gesamtlaufzeit des Vorganges zwischen Beendigung der Zwischenzählung und der folgenden negativen Taktflanke am Eingang des Hauptzählers 2 berechnet

In F i g. 4 bedeuten

Ti Laufzeit zwischen negativer Taktflanke am Eingang des Hauptzahlers 2 und Ausging Q_A,

T₂ Dekodierlaufzeit,

T41 Laufzeit zwischen Vorderflanke Dekodierimpuls
und Vorderflanke Ladeimpuls,

Te Verzögerungszeit des Zwischenzählers 4,

T71 Verzögerungszeit vom Ausgang des Zwischenzählers 4 zur hinteren Ladeimpulsflanke,

T₈] Notwendige zählbereite Zeit vor der ersten
Taktflanke am Eingang des Zwischenzählers 4.

Ferner bedeuten: Qm den Q-Ausgang der ersten Stufe des

_ Zwischenzählers,

Qai den (^-Ausgang der zweiten Stufe des Zwischenzählers,

Qa den schnellsten Setzausgang des Hauptzählers,
4 den Zustand des Zwischenzählers und gezählte

Perioden,
g gesperrt

Notwendige Bedingungen für den Startvorgang des Zwischenzählers 4 ist, daß die Grenzfrequenz des Zwischenzählers 4

beträgt

Die ausreichende Bedingung berechnet sich für die Freigabe des Ladeeinganges:

' T₆ + T₇₁ +T₅"

Beispielsweise betragen

Vt = 7 ns
T2 ■= 5 ns
1Γ4 => 14 ns
Γβ - 7 ns
Tr - 14 ns
re - 7 us

Für diese Werte ergibt sich bei unverändertem τζ und T5:

fgi, - 52 MHz
(g - 19 MHz

Den grüßten beitrag zur Grenzfrequenz liefert die Berücksichtigung der Erholzeit Ts.

Mit Hilfe eines einen HilfsZähler darstellenden zweiten, auf den ersten Zähler rückwirkenden zweiten

Zählers läßt sich die Arbeitsgeschwindigkeit einer solchen Impulszähleinrichtung wesentlich erhöhen. Im den DE-OS 24 17 591 ist eine solche Zählereinrichtung angegeben, bei der der auf den ersten Zähler rückwirkende zweite Zähler einen Zählwert vom Modulus η auf Modulus η-1 ändert, wodurch im ersten Zähler immer mit einem geradzahligen Teilverhältnis gearbeitet wird Diese Einschränkung ist für zahlreiche Anwendungen unerwünscht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine in Impulszähleinrichtung mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit eine weitere von zwei Zählern Gebrauch machende Lösung anzugeben, die die bei der bekannten Impulszähleinrichtung geschilderte Einschränkung vermeidet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Ausbildung der Impulszähleinrichtung entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Dabei ergibt sich in vorteilhafter Weise, daß sowohl die Zeit für den Ladevorgang, als auch die sich daran anschließende Erholzeit für die maximale 2» Taktfrequenz bedeutungslos sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand der in den F i g. 5 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiele sowie anhand des in 2'. F i g. 6 gezeigten Diagrammes näher erläutert.

Es zeigen

F i g. 1 und F i g. 3 wie eingangs bereits näher ausgeführt, Impulszähleinrichtungen mit einem setzbaren Zähler und jo

F i g. 2 und F i g. 4 Impulsdiagramme für die in den F i g. 1 und 3 dargestellten Zähleinrichtungen,

Fig.5 eine Impulszähleinrichtung mit Hauptzähler und Zwischenzähler, sowie mit Sperrimpuls- und Ladeimpulsgeber, r,

F i g. 6 ein Impulsdiagramm für die Impulszähleinrichtung nach F i g. 5 und

F i g. 7 nähere Einzelheiten der Impulszähleinrichtung nach F i g. 5.

Bei der Impulszähleinrichtung nach F i g. 5 wird der *a Hauptzähler 2 über die invertierende Torschaltung 5 mil Taktimpulsen der Impulsfolgefrequenz /V gespeist. Dagegen werden dem Eingang 40 des zweiten, als: Zwischenzähle· dienenden Zählers 4 die Taktimpulse: unmittelbar zugeführt Der Hauptzähler 2 spricht aul' negative Impulsflanken an und der Zwischenzähler 4 reagiert auf positive Impulsflanken, so daß beide Zähler 2 und 4 durch ein und dieselbe Ranke der an den Eingang der Impulszähleinrichtung gelegten Impulse: ansprechen,

Der Hauptzähler 2 ist ein Binärzähler, dessen Setzeingängen A, B, C, D die Eingabeeinheit 1 vorgeschaltet ist Mit dieser Eingabee-nheit 1 oder einer entsprechenden in der Schaltung vorgesehenen Verdrahtung lassen sich Eingabewerte y einstellen, die zur Voreinstellung des Hauptzählers 2 dienen. Die Vorein-' stellung erfolgt immer dann, wenn an den Ladeeingang 200 des Hauptzählers 2 ein Ladeimpuls L gelegt wird. Dieser Ladeimpuls wird im Ladeimpulsgeber 6 erzeugt, dessen Ausgang 600 sowohl an den Ladeeingang 200 als; auch an den Ausgang a der Impulszähleinrichtung geführt ist Der Ausgang der Zählschaltung läßt sich andererseits an einen anderen Ausgang legen, bei denn die zeitliche Folge der Impulse unmittelbar oder mittelbar von dein Dekodierimpais abgeleitet sind, z. B. Setzeingang des Zwischenzählers.

Der Dekodierer 3, der an die Ausgänge Qa. .. Qd des; Hauptzählers 2 angeschlossen ist, gibt bei Dekodierung; der Dekodierziffer χ am Ausgang 300 einen Dekodierimpuls ab, mit dessen Hilfe der Ladeimpulsgeber 6 und die Torschaltung 5 gesteuert werden.

Die Torschaltung 5 ist als Dreifach-NAND-Glied ausgebildet Einer der Eingänge des NAND-Gliedes ist mit dem Takt /7- beaufschlagt Die beiden anderen Eingänge sind an den Sperrimpulsausgang 700 des Steuerimpulsgebers 7 bzw. den Ausgang 300 des Dekodierers 3 angeschlossen.

Der Rücksetzeingang des Zwischenzählers 4 ist an den Ausgang 701 des Steuerimpulsgebers 7 angeschlossen, so daß die Rücksetzung bzw. Freigabe des Zwischenzählers 4 vom Dekodierer 3 aus über den Sperrimpulsgeber 7 erfolgt

Der Dekodierimpuls löst zugleich eine Sperrung des Taktes vom Eingang des Hauptzählers 2, eine Freigabe des Zwischenzählers 4 über eine Ablaufsteuerung und die Erzeugung eines Ladeimpulses der Mindestdauer tu entsprechend der max. notwendigen Ladezeit aus.

Lade- und Sperrvorgang beim Hauptzähler 2 werden getrennt behandelt Der Ladevorgang läuft unabhängig von der Zwischenzählung ab.

Der Ladeimpuls wird nicht dazu verwendet, den Hauptzähler zu sperren, sondern er hat nur noch die Aufgabe, die Setzinformation im Kauptzähler durchzuschalten. Die Sperrzeit wird durch den Zwischenzähler kontrolliert, indem die Taktfrequenz am Eingang des Hauptzählers gesperrt wird.

Die Dauer des Ladeimpulses ist unabhängig vom Ergebnis der Zwischenzählung, so daß sie auf die maximal?· notwendig? LeHpzeit pjngesteüt werden kann. Nach dieser Zeit ist sichergestellt, daß sämtliche Ausgänge Q des Hauptzählers richtig gesetzt wurden. Einer der Ausgänge wird zuerst gesetzt, wobei die Koinzidenzbedingung entfällt und der Dekodierimpuls den Takt vom Eingang des Hauptzählers 2 nicht mehr sperren kann. Um diese Sperrung erst durch das Ende der Zwischenzählung aufzuheben, wird der Torschaltung 5 ein weiterer Sperrimpuls zugeführt, der aufgrund der Ablaufsteuerung sicher vor der hinteren Flanke des Dekodierimpulses einsetzt

Ist sichergestellt daß der Sperrimpuls des Sperrimpulsgebers die Torschaltung 5 rechtzeitig vor der nächsten triggernden Flanke sperrt, so kann die zusätzlich vorgesehene Sperrung der Torschaltung 5 durch den Dekodierimpuls entfallen.

Anders als bei der Impulszähleinrichtung nach F i g. 3 bestimmt nicht das Ende des Ladeimpulses, sondern die Freigabe der Torschaltung 5 das Ende der Hauptzählersperrung.

Die Zahl der zwischengezählten Taktperioden ist so gewählt, daß am Ende der Zwischenzahlung der Hauptzähler 2 bereits sicher länger als die Erholzeit V₅ zählbereit ist, so daß nur noch Ober die Ablaufsteuerung der Sperrimpuls beendet zu werden braucht, um die Zählung vom gesetzten Zustand aus fortzusetzen. Die Erholzeit braucht bezüglich der maximalen Taktfrequenz daher nicht berücksichtigt zu werden.

Für die obere Grenzfrequenz sind folgende Laufzeiten maßgebend:

?o Laufzeit des Sperrgatters 5,

τη Verzögerungszeit für den Einsatz des

Ladeimpulses,
T72 Verzögerungszeit der Ablaufsteuerung für

Freigabe des Zwischenzählers 4,
Tg2 Verzögerungszeh der Ablaufsteuerung für die

hintere Flanke des Sperrimpulses,

V₉ Verzögerungszeit der Ablaufsteuerung für die
erneute Sperrung des Zwischenzahlers 4,

tio Verzögerungszeit der Ablaufsteuerung für die
Vorderflanke des Sperrimpulses,

τι ι Notwendige zählbereite Zeit vor der nächsten
Taktflanke am Eingang des Zwischenzählers 4.

Zur Vlschätzung der oberen Grenzfrequenz wird wiederum unterschieden zwischen notwendigen und ausreichenden Bedingungen.

Eine notwendige Bedingung für die Sperrung mittels des Dekodierimpulses ist

.' QSV

r, + T₂

Notwendige Bedingung für den Startvorgang des Zwischenzählers ist

■ *⁴ T₁ + T₂ + T₁₂ +

Ausreichende Bedingung für die Beendigung des Sperrimpulses

_ 0,5

Ja

Tf, + T,

82

Beispielsweise betragen

τ*2 - 10 ns
τη « 5 ns
TpU- 5 ns
Γ9 — 17 ns
Γιο = 5 ns
Tu = vernachlässigbar klein

Für diese Werte ergibt sich bei im übrigen unveränderten Laufzeiten:

83MHz
58MHz
42MHz

Als maximale Taktfrequenz ergibt sich dabei f_g = 42 MHz.

F i g. 7 zeigt weitere Einzelheiten des Frequenzteilers nach Fig.5. Der Hauptzähler 2 besteht aus einem setzbaren Asynchron teiler mit vier Zähldekaden, wobei die erste Zähldekade aus einem ein 2 :1 und einem dazu in Kette geschalteten 5 :1 Teiler zusammengesetzt ist Da der am Eingang des Hauptzählers liegende 2:1 Teiler für die maximale Taktfrequenz maßgeblich ist, ist hierfür ein besonders schneller Teiler verwendet

Bei der Impulszähleinrichtung nach Fig.7 ist der setzbare asynchrone Hauptzähler 2 aus einer bistabilen Kippstufe 21 und einem dieser nachgeschalteten Binärzähler zusammengesetzt Der BinSrzfhler besteht aus vier Zählerbausteinen 22... 25 mit je vier Stufen. Die erste Stufe des ersten Zählerbausteines 22 bleibt ungenutzt, da sie durch die vorgeschaltete bistabile Kippstufe 21 ersetzt ist Die Kippstufe 21 ist in spezieller Weise so ausgebildet, daß sie Verzögerungszeiten zum Ausgang Qa aufweist, ab die in den Zählerbausteinen 22... 25 enthaltenen Stufen.

Die Eingabeeinheit 1 besteht aus vier, jeweils einem der Zählerbausteine 22...25 vorgeschalteten Kodierschaltern 12... 15. Jeder Dekodierschalter 12... 15 enthält vier Kontakte, die auf der einen Seite an Masse liegen und auf der anderen Sehe an einen Eingang des zugeordneten Zählerbausteines geführt sind. Die Kodierschalter 12... 15 enthalten jeweils vier Kontakte entsprechend den vier Stufen des zugeordneten Zählerbausteines.

Der erste Kontakt des ersten Kodierschalters 12 ist an eine aus mehreren Verknüpfungsgliedern bestehende Ansteuerlogik 9 geführt, die zum Setzen bzw. Rücksetzen des Flip-Flops 21 dient Von den Verknüpfungsgliedern ist das NAND-Glieder 91 dem Setzeingang und das NAND-Glied 93 dem Rücksetzeingang r des Flip-Flops 21 vorgeschaltet Der erste Kontakt des

ίο Kodierschalters 12 ist unmittelbar an einen Eingang des NAND-Gliedes 93 und über das Negationsglied 92 an einen Eingang des NAND-Gliedes 91 geführt. Die weiteren, miteinander verbundenen Eingänge der NAND-Glieder 91 und 93 liegen am Ausgang des

ι -, Negationsgliedes 94, dessen Eingang zusammen mit den Setz- bzw. Ladeeingängen 1 der Bausteine 22... 25 an den Ausgang des Ladeimpulsgebers 6 angeschlossen ist. Der Ladeimpulsgeber 6, der jeweils einen Ladeimpuls mii ausreichender Datier für den LädcVürgäiig des Hauptzählers 2 abgibt, enthält die beiden NAND-Glieder 61 und 62, bei denen jeweils der Ausgang des einen mit einem Eingang des anderen verbunden ist. Das NAND-Glied 61, das mit einem Eingang am Dekodierer 3 liegt, ist ausgangsseitig über ein invertierendes Verzögerungsglied, bestehend aus einer Kettenschaltung mehrerer Inverter und einem Kondensator im Querzweig 60 an eine weiteren Eingang des NAND-Gliedes 62 geführt, wodurch sich ein nicht retriggerbares Monoflop ergibt

in Anstelle des Monoflops kann gegebenenfalls ein Impulserzeuger zur Erzeugung zeitlich verlängerter Impulse treten, der die Flanken von Impulsen auswertet, die bereits in der Impulszähleinrichtung zur Verfügung stehen.

Der Ausgang des NAND-Gliedes 62 ist zugleich Ausgang des Ladeimpulsgebers 6. Die Dauer des Ladeimpulses ist konstant und somit unabhängig vom Ergebnis des Zwischenzählers 4. Der Dekodierer 3 ist aus zwei Teildekodierern

zusammengesetzt Der eine Teildekodierer enthält das NAND-Glied 32, dem der Inverter 33 nachgeschaltet ist Das NAND-Glied 32 hat soviel Eingänge wie der Hauptzähler 2 — abgesehen vom Flip-Flop 21 — Ausgänge hat, die bei der Dekodiererzahl χ L-Potential haben. Mit diesen Ausgängen des Hauptzählers 2 sind die Eingänge des NAND-Gliedes 32 verbunden, so daß, sobald der Hauptzähler 2 bis zur Dekodierzahl gezählt hat, am Eingang des NAND-Gliedes 32 Koinzidenz herrscht,

so Der zweite Teildekodierer ist als NAND-Glied 31 ausgebildet, dessen einer Eingang am (^-Ausgang des

Flip-Flops 21 und dessen anderer Eingang am Ausgang

des Inverters 33 liegt

Der Ausgang des NAND-Gliedes 31 ist zugleich

Ausgang des Dekodierers 3b Dieser Ausgang ist an einen Eingang der als Dreifach-NAND-Goed ausgebildeten Torschaltung 5, an einen Eingang des NAND-Gliedes 71 des Steuerimpulsgebers 7 und an einen Eingang des im Ladeimpulsgeber enthaltenen NAND-Gliedes 61 geführt

Der Zwischenzähler 4 ist, um besonders geringe Laufzeiten zu erzielen, als Synchronzähler ausgebildet und aus drei /Jt-FIip-Flops 41... 43 zusammengesetzt, die auf positive Taktflanken ansprechen. Die Takteingänge der /K-Flip-Flops 41 und 42 Hegen unmittelbar am Takteingang der Impulszähleinrichtung. Dem Takteingang des Flip-Flops 43 ist dagegen der Inverter 82 vorgeschaltet

Bei Verwendung eines durch negative Takl:flanken gesteuerten Flip-Flops 43 entfällt dieser Inverter.

Der Zwischenzähler 4 zählt dabei mit derselben, am Eingang der Impulszahlvorrichtung wirksamen, Taktflanke wie d«r Hauptzähler 2

Der Zwischenzähler 4 ist so ausgebildet, daß das Ende der Zwiso.tenzählung durch eine negative Flanke des Eingangstaktes ausgelöst wird. Dadurch erfolgt die Öffnung der Torschaltung 5 durch den Sperrinipuls zu einem Zeitpunkt bei dem der Takt den logischen Wert Null hat, und somit am Ausgang der Torschaltung 5 keine Zählflanke für den Hauptzähler erzeugt wird. Eine Teilung der Taktfrequenz durch den Faktor N-1 wäre sonst das Ergebnis. Nach der Zwischenzählung wird der Takt durchgeschaltet und der Hauptzähler beginnt vom gesetzten Zustand aus weiterzuzählen.

Der Steuerimpulsgeber 7 besteht aus den beiden

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NAND-Gliedes 71 ist der eine an den Ausgang eines zweiten NAND-Gliedes 72 gelegt Be]_dem NAND-Glied 72 ist der eine Eingang an den Q-Ausgang der letzten Stufe 43 des Zwischenzählers 4, der andere Eingang an den Ausgang des ersten NAND-Gliedes 71 gelegt. Die Rücksetzeingänge der Stufen 41... 43 des Zwischenzählers 4 sind an den Ausgang des NAND-Gliedes 71 angeschlossen. Der Ausgang des zweiten NAND-Gliedes 72 ist an einen Eingang der Torschaltung 5 geführt Das NAND-Glied 71 gibt Impulse ab, die sowohl zum Rücksetzen des Zwischenzählers 4 als auch zum definierten Freigeben des Zwischenzählers nach dem jeweiligen Impulsende dienen.

Bei der Kettenschaltung der Flip-Flops 41... 43 ist jeweils ein (^-Ausgang Q^ bzw. Qv mit den Eingängen JK des nachfolgenden Flip-Flops verbunden. Bei dem letzten Flip-Flop 43 der Kettenschaltung dient als Ausgang der (^-Ausgang (?«· Dieser ist an einen Eingang des NAND-Gliedes 72 geführt

Die zu dekodierenden Ausgänge des Hauptzählers 2 werden bis auf den schnellsten Ausgang Qa dem Achtfach-NAND-Gatter 32 zugeführt, dessen Ausgang mit Qa verglichen wird. Hierdurch wird, da nur eine Gatterlaufzeit benötigt wird, eine kurze Dekodierlauf-

zeit ermöglicht Der erste Teildekodierer kann demgegenüber langsamer sein.

Die Deltodierziffer für den Hauptzähler 2 hat den Wert 9997, so daß der Zwischenzähler mit einer Zahl Z - 2 die Eingabe des Eingabewertes von Y im BCD-Code ermöglicht, da der Hauptzähler 2 ebenfalls flCD-codiertist

Die geteilte Taktfrequenz kann an der am Ausgang des Ladeimpulsgebers liegenden Ladeleitung abgenommen werden, wobei sich der Teilungsfaktor Af berechnet

N=9999-V

Der Impulszähler läßt sich zwischen dem minimalen Teilverhältnis N_mi„ = 3 und dem maximalen Teilverhältnis N_mtx - 9999 einstellen.

nip Imniilszähleinrichtung ist besonders eeeienet für Oszillatoren, deren Schwingfrequenz in Rasterschritten mit der Genauigkeit einer Referenzfrequenz eingestellt werden soll. Bei derartigen Oszillatoren liefert ein spannungsgesteuerter Oszillator die Rastfrequenz an einen Frequenzteiler, bzw. eine Impulszähleinrichtung, die den Teilerfaktor Λ/ hat Die Ausgangsfrequenz dieses Frequenzteilers wird in einem Phasendiskriminator mit der Referenzfrequenz, die von einem Quarznormal abgeleitet sein kann, verglichen. Die Ausgangsgleichspannung des Phasendiskriminators wird fiber einen Tiefpaß bzw. ein Loopfilter an den Regeleingang des Oszillators gegeben, wodurch die Regelschleife geschlossen wird.

Ausgehend von einer derartigen Anordnung kann man bei gleichem Frequenzraster die Rastfrequenz durch einen Faktor M teilen, wenn dem Frequenzteiler ein weiterer Teiler mit demselben Teilerverhältnis M vorgeschaltet wird. Im Hinblick auf ein vorgegebenes Fangverhalten und auf möglichst kleine Rasterschritte ist es von Vorteil, wenn der einstellbare Frequenzteiler eine hohe Grenzfrequenz hat und daher über einen Teiler mit kleinem Teilerverhältnis M oder insbesondere unmittelbar an den Oszillator angeschlossen werden kann.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Taktsteuerbare Impulszähleinrichtung mit wählbarem Teilerverhältnis, mit einem durch Taktflanken vorgegebener Polarität steuerbaren setzbaren ersten Zähler und mit einem an Ausgänge des ersten Zählers angeschlossenen Dekodierer, sowie einen auf den ersten Zähler rückwirkenden durch die Taktflanken der vorgegebenen Polarität takts teuerbaren zweiten Zähler, bei der der Dekodierer bei Feststellung einer vorgegebenen Zahl des ersten Zählers einen Steuerimpuls abgibt, von dem einerseits das Ausgangssignal der Impulszähleinrichtung abgeleitet wird und durch den andererseits ein Ladeimpuls eines Ladeimpulsgebers ausgelöst wird, der den ersten Zähler zur Übernahme der Setzinformation veranlaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der ebenfalls durch den Dekodierer (3) racksetzbare zweite Zähler (4) bis zu einer vorgegebenen Zahl (Z) von TaJctperioden zäMi und daraufhin an seinem Ausgang den logischen Zustand ändert, daß ferner an den Ausgang des Dekodierers (3) zusätzlich zu dem Ladeimpulsgeber (6) ein mittels des zweiten Zählers (4) steuerbarer Sperrimpulsgeber (7) angeschlossen ist. und daß eine dem Takteingang des ersten Zählers (2) vorgeschaltete Torschaltung (5) durch Sperrimpulse des Sperrimpulsgebers (7) sperrbar ist

2. Impulszähleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zähler (4) nach einer derartigen Zahl von Taktperiodi'n ein Ausgangssignal abgibt, dab die Gesamtdauor der gezählten Taktperioden größte als die Zeit ist, die zur Einleitung und vollständigen Ausführung des Setzvorganges beim ersten Zähler (2) unter Einschluß der Erholzeit benötigt wird.

3. Impulszähleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zähler (4) wenigsten ebenso schnell wie der erste Zähler {2) ist

4. Impulszähleiiirichtung nach einem der Atisprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Dekodierer (3) feststellbare vorgegebene: Zahl (x) derart gewählt ist, daß der Zustand der ersten Stufe (21) bei der Dekodierung beteiligt ist, und daß der Dekodierer (3) aus zwei Teildekodierern (311,32, 33) zusammengesetzt ist, von denen ein erster (33) die in die Stufen des ersten Zählers (2) unter Ausschluß der ersten Stufe (Flip-Flop 21) (Bausteine 22... 25) eingeschriebenen Zahlen dekodiert und ein zweiter (32,31) die Ausgangssignale der ersten Stufe (Flip-Flop 21) und des ersten Teildekodierers (33) miteinander verknüpft

5. Impulszähleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem ersten Zähler (2) eine erste Stufe (21) eine gegenüber nachfolgenden Stufen schnellere Stufe ist

6. Impulszähleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dal) die Torschaltung (5) einen weiteren, an den Dekodierer (3) unmittelbar angeschlossenen Eingang hat

7. Impulszähleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet dafl der Sperrimpulsgeber (7) aus zwei NAND-Gliedern besteht, und daß von den Eingängen eines ersten NAND-Gliedes (71) der eine an den Dekodierer (3) und der andere an den Ausgang eines zweiten NAND-Gliedes (72) gelegt ist, dessen einer Eingang an einem Ausgang der letzten Stufe (43) des zweiten Zählers (42) und dessen anderer Eingang am Ausgang des ersten NAND-Gliedes (71) liegt, und daß die Rücksetzeingänge der Stufen (41... 43) des zweiten Zählers (4) an den Ausgang eines ersten NAND-Gliedes angeschlossen sind, und der Ausgang des zweiten NAND-Gliedes (72) an die Torschaltung (5) geführt ist

8. Impulszähleiiirichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß der Ladeimpulsgeber (6) zwei NAND-Glieder enthält bei denen jeweils der Ausgang des einen mit einem Eingang des anderen verbunden ist und daß der Ausgang des einen, mit einem Eingang am Dekodierer (3) liegenden NAND-Gliedes (61) über ein invertierendes Verzögerungsglied (60) an einen weiteren Eingang des anderen NAND-Gliedes (62) geführt ist dessen Ausgang der Ausgang des Ladeimpulsgebers (6) ist

9. Impulszähleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Verwendung in der Regelschleife von rastbaren Oszillatoren.