-
-
Zähischaltung zum Messen
-
von ZeitintervaLlen Die Erfindung geht aus von einer Zähischaltung
zum Messen von ZeitintervaLlen mit Asynchronzähtern, bei der ein Meßzähter zum Beginn
des Zeitintervalls gestartet und am Ende des Zeitintervalls angehalten wird und
dessen Zählergebnis anschließend abgefragt wird.
-
Zum Bestimmen eines Zeitintervalls Ti zwischen einem Ereignis A und
einem Ereignis B, werden Zähleinrichtungen mit einem Zeittaktgeber verwendet, die
mit dem Ereignis A gestartet und beim Auftreten des Ereignisses B wieder angehalten
werden.
-
Figur 1 zeigt das Blockschaltbitd einer üblichen Zåhlschaltung zum
Messen von Zeitinterva-llen der genannten Art. Figur 2 zeigt das zugehörige Zeitdiagramm.
Eingangsseitig ist eine Torlogik TL vorgesehen, die über Eingangsleitungen L1 bzw.
L2 ansteuerbar ist. Der Ausgang der Logik TL ist mit dem einen Eingang eines Und-Gliedes
UG verbunden. Der andere Eingang steht mit dem Ausgang eines Taktgebers TG in Verbindung.
Der Ausgang
des Und-Gliedes UG ist auf den Eingang eines Meßzähters
MZ geschaltet. Dieser besteht aus einem mehrstufigen Asynchronzahler, dessen Zählstufenanzahl
von der maximalen Länge eines zu messenden Zeitintervalls Ti und der Höhe der Taktfrequenz
bestimmt wird. Dem Meßzähler MZ ist ein Register RG zur Zwischenspeicherung des
Zählergebnisses zugeordnet.
-
Gelangt über die Eingangsleitung L1 ein, ein Ereignis A kennzeichnender
Impuls auf die Torlogik TL, so wird dieser gesetzt. Ausgangsseitig führt dieses
zu einem Potentialwechsel, wodurch das nachgeschaltete Und-GLied UG vorbereitet
wird. In diesem Schaltzustand gelangen Zähtimpulse in der Folge der Taktgeberfrequenz
über das Und-Glied UG auf den Meßzähler MZZ Das Ende des zu messenden Zeitintervalls
Ti (Ereignis B) wird durch einen Impuls auf der Eingangsleitung L2 bestimmt, durch
die die Torlogik TL wieder in den Ausgangszustand zurückgesetz wird.
-
Damit ist auch die vorbereitende Ansteuerung des Und-Gliedes UG aufgehoben,
so daß keine weiteren Zählimpulse auf den Meßzähler MZ gelangen. Vor einer Übernahme
des Meßzähtergebnisses in das Speicherregister RG muß das für Asynchronzähler typische
Setzen der einzelnen Zähtstufen abgewartet werden. Die sich dadurch ergebende Verzögerung
der Verfügbarkeit des MeßzAhlergebnisses hängt im wesentlichen von der Anzahl der
Zähtstufen ab.
-
Dieses führt dazu, daß nach dem Auftreten des Ereignisses B gemäß
Figur 2 eine Zähleraufbereitungs- und über nahmezeit TZ zur Verfügung stehen muß,
bevor der Zähler über einen Rückstellimpuls RP auf Null gesetzt und für eine weitere
IntervatEmessung zur Verfügung steht.
-
Zählschaltungen der vorbeschriebenen Art sind in den FälLen nicht
einsetzbar, bei denen die Zeitintervalle
mehrerer auf ein A-Ereignis
bezogener B-Ereignisse zu erfassen sind. Eine hierfür geeigneteaZähischaltung muß
sicheretelLen, daß die Zählung für das zweite und die weiteren B-Ereignisse nicht
unterbrochen wird.
-
Dieses läßt sich dadurch erreichen, daß der jeweilige Meßwert innerhalb
einer Taktperiodwe;~in einen Zwischenspeicher übernommen wird. Dieses setzt aber
neben einer schnellen Meßwertübernahme, die bei erhöhter Taktfrequenz auf erhebliche
Schwierigkeiten stößt, vor allem einen schnellen Synchronzähler voraus, Derartige
Zähler sind im Vergleich zu den allerdings langsameren Asynchronzählern erheblich
kostspieliger und haben einen höheren Leistungsverbrauch. Zudem ist die Integrationsdichte
geringer.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Zählschaltung
zu schaffen, die das Messen der Zeitintervalle von mehreren auf ein A-Ereignis bezogenen
B-Ereignissen mit einfacheren Mitteln als bisher gestattet.
-
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch angegebenen Merkmale gelöst.
-
Die durch die Erfindung erzielten Vor;teile bestehen insbesondere
darin, daß Zähischaltungen zum Erfassen der Zeitintervalle von mehreren auf ein
A-Ereignis bezogene nen B-EreigFissen unter ausschließlicher Verwendung von Asynchronzählern
realiesierbar sind. Sie sind gegenüber ZählschaLtungen mit Synchronzählern wirtschaftliher
herzustellen, haben einen geringeren Leistungsverbrauch und gestatten eine höhere
Integrationsdichte.
-
Anhand einesAusführungsbeispiels wird die Erfindung in Verbindung
mit den Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:
Figur
1 das Blockschaltbild der be5çnnten Zählschaltung mit Asynchronzähler zum Erfassen
eines Zeitintervalls.
-
Figur 2 ein vereinfachtes Zeitdiagramm der Zählschaltung von Figur
1.
-
Figur 3 as Blockschaltbild einer Zahlschaltung geräß der Erfindung
zum Erts-Sen mehrerer auf ein Ausgangsereignis bezogener Zeitintervalle.
-
Figur 4 ein aufs Wesentliche beschränktes Zeitdiagramm der Zählschaltung
von Figur 3.
-
Gegenüber der bereits zuvor beschriebenen ZählschaLtung gemäß Figur
1, zeigt Figur 3 das Blockschaltbild einer Zählschaltung zum Erfassen der Zeitintervalle
von mehreren auf ein Ereignis A bezogenen Ereignissen B, bei der ausschlieRtich
Asynchronzähler verwendet werden. Figur 4 zeigt das zugehörige Zeitdiagramm in einem
aufs Wesentliche beschränkten Umfang. Diese Schaltung ist so ausgelegt, daß der
bei einem A-Ereignis gestartete Meßzähler MZ beim Auftreten eines ersten, ein Ereignis
kennzeichnenden Signals für eine genau definierte Zelt angehalten wird.
-
Diese Zeit ist so bemessen, daß der>Meßzähler MZ genügend Zeit
zum Setzen der einzelnen Stufen hat. Unmittelbar danach wird das Meßzählergebnis
in das Speicherregister RG übernommen. Nach erfolgter Übernahme wird der Zählerstand
des Meßzählers MZ um einen der Haltezeit entsprechenden Wert korrigiert und anschließend
der Meßzähler MZ wieder gestartet. Zu diesem Zeitpunkt hat er einen Zählstand, wie
wenn er kontinuierlich weitergezählt hätte. Treten anschliessend ein zweites
bzw.
weitere ein Ereignis kennzeichnende Signale auf, so wiederholt sich der vorbeschriebene
Ablauf ein bzw.
-
mehrmals. Der zeitliche Abstand der aufeinander folgenden B-Ereignisse
darf allerdings nicht kürzer als die Pause sein, die durch den Meßzählerstillstand
bedingt ist.
-
Das BlockschaltbiLd der Figur 3 zeigt den Prinzipaufbau der vorbeschriebenen
Zählschaltung. Als Eingangsstufe für die die B-Ereignisse kennzeichnenden Impulse
ist eine Pausenlogik PL vorgesehen. Ihr Ausgang ist mit dem einen Eingang eines
ersten Und-Gliedes UG1 und über ein Negationsglied NG mit dem einen Eingang eines
zweiten Und-Gliedes UG2 verbunden. Die jeweils zweiten Eingänge der beiden Und-Glieder
UG1 und UG2 stehen mit dem Ausgang eines Taktgebers TG in Verbindung. Der Ausgang
des Und-Gliedes UG1 ist auf den Eingang eines Hilfzäh-Lers HZ geschaltet und der
Ausgang des Und-Gliedes UG2 auf den Eingang des Meßzählers MZ.
-
Die Ausgänge der einzelnen Zählstufen des Zählers MZ sind parallel
herausgeführt und mit Eingängen von Speicherplätzen eines Registers RG verbunden.
Eine erste Eingangsleitung L3 ist an den Löscheingang des Meßzählers MZ angeschlossen.
Eine zweite Eingangsleitung L4 ist auf den Setzeingang der Pausenlogik PL geschaltet,
während derenRücksetzeingang mit einem Ausgang des Hilfszählers HZ verbunden ist.
Dieser Ausgang 7 wird wirksam geschaltet, wenn der Hilfszähler HZ den Zählstand
n erreicht hat. Der Hilfszähler HZ steht über einen weiteren Ausgang 5 mit dem Steuereingang
des Registers RG in Verbindung. Dieser Ausgang 5 ist beim Zählstand n-2 wirksam
geschaltet. über einen dritten Ausgang 6 ist der Hilfszähler HZ mit dem Meßzähler
MZ
verbunden, und zwar mit dem Eingang zur Zählstufe mit der Wertigkeit
n. Dieser Ausgang 6 ist wirksam geschaltet, wenn der Hilfszähler HZ den ZähLstand
n-1 erreicht.
-
Die nachfolgende Funktionsbeschreibung geht von einem Schaltzustand
der Zählschaltung aus, in dem der Ausgang der Pausenlogik PL logisch 0-Potentiat
führt. Damit liegt über das Negationsglied NG logisch 1-Potential am ersten Einang
des Und-Gliedes UG2 an, über das damit Zählimpulse mit der Frequenz des Taktgebers
TG auf den Meßzähler MZ gelangen. Dieser wird dadurch laufend fortgeschaltet. Mit
dem Auftreten eines Ereignisses A gelangt ein Impuls über die Eingangsleitung L3
auf den Löscheingang des Meßzählers MZ, der den ZähLer auf Nult stellt. Durch die
über das Und-Glied UG2 weiterhin zugeführten Zählimpulse wird der Zähler MZ nun
mit 1 beginnend weiter fortgeschaltet, bis ddrch einen Impuls über die Eingangsleitung
L4 das Ende eines ersten Zeitintervalls Ti signalisiert wird. Die Pausenlogik PL
wird durch diesen Impuls gesetzt. Dadurch wechselt ihr Ausgang auf logisch 1-Potential.
Während durch die Negation über das Glied NG das Und-Glied UG2 nunmehr sperrt, wird
gleichzeitig das Und-Glied UGl für die Taktimpulse des Gebers TG durchlässig. GLeichzeitig
mit dem Stillsetzen des Meßzählers MZ beginnt der Hilfszähler HZ im gleichen Takt
zu zähLen. Die Kapazität ds Hilfszählers HZ ist so gewählt, daß der Meßzähler MZ
genügend Zeit zum Setzen seiner Zählstufen hat, und daß das dem jeweiligen Zeitintervall
Ti entsprechende Zählergebnisse in das Speicherregister RG übertragen und eine Korrektur
des Zählerstandes vorgenommen werden kann. Der dafür vorzusehende Zeitabschnitt
wird vor allem durch die Anzahl der Zählstufen des MeRzählers MZ bestimmt. Beim
vorlie-
genden Beispiel entspricht die erforderliche Zeit dem Zählwert
n. Bem Zählstand n-3 des Hilfszählers HZ ist das Setzen der Stufen des Meflzählers
MZ beendet, so daß nunmehr das ZåEhlergebnis in in das Speicherregister RG übernommen
werden kann. Zu diesem Zweck wird der Ausgang 5 des Hilfszählers HZ beim Zählstand
n-2 auf logisch 1 er gesetzt. Das dadurch das Zäh 1-ergebnis des Meßzählers MZ zur
Zwischenspeicherung für eine nachfoLgende Auswertung. Beim Zählstand n-1 des Hilfszählers
HZ gelangt über seinen Ausgang 6 ein ImpuLs auf die Zählstufe des Meßzählers MZ,
deren Wertigkeit gleich dem Zählwert n ist. Dadurch wird der Zählerstand des Meßzählers
MZ zum Zeitpunkt tn-1 auf einen Wert angehoben, der um 1 größer ist, als er zu diesem
Zeitpunkt sein dürfte. Diese Maßnahme ist notwendig, da sich die Pause P und damit
der Stillstand des Menzählers MZ noch bis zum Zählstand n des Hilfszählers HZ erstreckt.
In dieser Zählstellung führt der Ausgang 7 logisch 1-Potential. Dadurch wird die
Pausenlogik PL in den ursprünglichen Schaltzustand zurückgestellt, in der ihr Ausgang
auf logisch 0-Potenial liegt. Dadurch wird das Und-Glied UG1 wieder gesperrt, und
so der Hilfszähler HZ gestoppt. Das Und-Glied UG2 ist dagegen für die Taktimpulse
wieder aufgesteuert, so daß der Meßzähler MZ wieder weitergeschaltet wird. Zu diesem
Zeitpunkt hat er einen Zählstand, als ob er ohne Unterbrechung durchgelaufen wäre.
Damit ist es möglich'weitere auf das Ereignis A bezogene Zeitintervalle Ti2, Ti3
bis Tin zu messen. Das Ende eines nachfolgenden Zeitintervalls Ti2 wird durch einen
Impuls auf der Eingangsleitung L4 angezeigt, der den vorbeschriebenen Ablauf erneut
auslöst. Der Vorgang Läßt sich für beliegig viele auf A bezogene Ereignisse B wiederholen.
Beschränkt wird es lediglich durch die Zählkapazität des Meßzählers MZ. 2 Blatt
Zeichnungen