DE846319C - Elektronische Zaehlschaltung - Google Patents
Elektronische ZaehlschaltungInfo
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- DE846319C DE846319C DEN3927A DEN0003927A DE846319C DE 846319 C DE846319 C DE 846319C DE N3927 A DEN3927 A DE N3927A DE N0003927 A DEN0003927 A DE N0003927A DE 846319 C DE846319 C DE 846319C
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K23/00—Pulse counters comprising counting chains; Frequency dividers comprising counting chains
- H03K23/82—Pulse counters comprising counting chains; Frequency dividers comprising counting chains using gas-filled tubes
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- Electronic Switches (AREA)
Description
- Elektronische Zählschaltung
()je @-orliegen<le Erfindung bezieht sich auf elek- tronische Zählschaltungen der Bauart. bei welcher eine Kette von elektronischen Umschaltekreisen be- nutzt wird, tim eine Zählung einer Anzahl von auf- einanderfo@gen<ien 1?rei-missen vorzunehmen., und hauptsächlich bezieht sie sich auf Einrichtungen, die geeignet sind, bei hohen Zählgeschtvindigkeiten 1>etrielwn zu werden. Es sind elektronische Zähleinrichtungen bekannt, bei welchen eine Anzahl von Umschaltekreisen, z. B. Schaltkreise der sogenannten Uccles-Jordan-Art, in IZeihegeschaltetsind. ElektrischeUrrisc'halteimpulse, durch geeigitetc 1itirichtungen von den zu zählen- den Ereignissen abgeleitet, werden dem ersten Umschaltel<i-eis der Kette zugeführt, letzterer wird hierbei durch wechselnde in den einen oder anderen seiner beeiden Zustände umge- schaltet. ILrmschalteimpulse zum Betriel> des zweiten Umschaltekreises werden z. B. von der Anode einer der Röhren des ersten Umschaltekreises abgeleitet, z. 1. durch Difftrentiation ihrer Ausgangswellen- form. Der zweite Umschaltekreis oder Stufe wird daher bei jedem zweiten Eingangsimpuls unigeschal- tet. Diese zweite Stufe kann wiederum in derselben `'eise benutzt werden, um eine der,itt-e Stufe bei jedem vierten der ursprünglichen, Eingangsimpulse umzuschalten tisw. Bei Gebrauch von ;1-Stufen wird die Anzahl von Eingangsimpulsen als ii bestimmte Ziffern dei- Binärskala aufgezeichnet. Jede Stufe der Zähleini-iclitting wird dann einen von zwei Zustän- - Ein Nachteil dieser bekannten Einrichtung ist, daß die Betriebsgeschwindigkeit durch die Eigenschatten der benutzten Umschaltekreise begrenzt wird, da ein endlicher Zeitabschnitt zwischen dem Augenblick der Zuführung ,des Umschalteimpulses und der Annahme durch den Umschaltekreis des neuen stabilen Zustandes, auf welchen er umgeschaltet wird, besteht. Wenn im Laufe der Zählung jeder der ersten rl Umschaltekreise den Zustand angenommen hat, der die Ziffer i darstellt, so schaltet der nächste Eingangsimpuls den ersten Schaltkreis auf. o. Dieser Übergang.. schaltet wiederum den nächsten Schaltkreis auf o us@w. durch jeden der n Schaltkreise 'hindurch. Es .ist ersichtlich, daß es eine Gesamtverzögerung von n-mal der Verzögerung pro Stufe ergibt, bevor die n-te Stufe den entsprechenden endlichen Zustand angenommen hat.
- Für gewisse Anwendungen wird die resultierende, korrekte Zählanzeige nach Empfang eines Eingangsumschalteimpulses mit eirypm Minimum an Verzögerung gewünscht. Die wachsende Verzögerung, die durch die Aufeinanderfolge einer großen Anzahl von Stufen entsteht, kann sich sehr urivorteilhaft auswirken.
- Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, diese Verzögerung zu verringern, während ein anderer Gegenstand ist, eine Anordnung vorzusehen, deren Betrieb bei hohlen Zählgeschwindigkeiten zuverlässiger ist als bisher vorliegende Erfindungen auf diesem Gebiet der Technik.
- Gemäß der Erfindung ist eine elektronische Zählschaltung vorgesehen, bestehend aus einer Anzahl von Umschaltekreisen, die jeweils in Abhängigkeit von dem Zustandswechsel anderer Umschaltekreise der Reihe auf verschiedene Zustände umgeschaltet werden, und zwar als Folge der Zuführung einer Umsch-alteimpulswellenform zu dem ersten Umschaltekreis der Reihe, wobei mindestens einer der geirannten Umschaltekreise, mit Ausnahme des ersten, mit dem genannten Umschalteimpuls überein Torglied oder gleichartige Einrichtung beschickt werden kann, das bzw. die selbst durch den Zustand eines oder mehrerer der davorliegenden Ulnschaltekreise gesteuert wird Somit ist jeder Umschaltekreis in dem Fall einer binären Zähleinrichtung so angeordnet, daß er, anstatt einen Umschalteimpuls an den nächstfolgenden Umschaltekreis zu liefern, ein Torglied steuert, durch welches Umschalteimpulse von der ursprüngliehen Eingangsimpulsquelle durch irgendwelche vorhergehende Torglieder der nächstfolgenden Stufe zugeführt werden usw.
- Um die Erfindung besser verständlich zu machen, werden im folgenden Ausführungen derselben beschrieben, wobei auf die Zeichnung hingewiesen wird: Fig. i ist ein Blockschaltbild einer Binärzähleinrichtung gemäß der Erfindung; Fig.2 umfaßt eine Anzahl von Wellenformbildern, die den Betrieb der Zähleinrichtung von Fig. i veranschaulichen; Fig.3 zeigt ein schematisches Schaltbild, einer besonderen Form einer Stufe der in Fig. i dargestellten Erfindung, während Fig. 4 ein Blockschaltbild darstellt, das die Anwendung der Erfindung in einer 1)e1,adenuählschaltung zeigt.
- Unter Bezugnahme auf Fig. i werden; die jeweiligen Stufen der Zählschaltung durch die Zahlen i, 2, 3, 4 ... dargestellt, wobei jede davon einen Umschaltekre.is TC i, TC 2, TC 3, TC 4 . . . enthält. Jeder dieser Umschaltekreise kann irgendeine geeignete bekannte Form besitzen, die zwei stabile Zustände hat und die in der Lage ist, abwechselnd, von einem Zustand auf den anderen umgeschaltet zu werden durch Zuführung eines Eingangsimpulses an einer gemeinsamen Leitung. Eine geeignete Form eines Schaltkreises ist die der sogenannten Eccles-Jord,an-Art, wie z. B. in »Time Basis« von O. S. P u c k 1 e , 1944, S. 54, beschrieben.
- Ein Ausgangspotential von jedem Umschaltekreis, m-it Ausnahme des letzten einer gegebenen Reihe, wird als Steuermittel für ein dazugehöriges Torglied G i, G 2, G 3, G,4 ... benutzt. Diese Torglieder könnten eine geeignete und bekannte Form besitzen, mit der Eigenschaft, daß bei Öffnung derselben durch einen geeigneten Steuerimpuls sie einen Ausgangsimpuls erzeugen, der einem auf den ersten Impuls folgenden zweiten Eingangsimpuls entspricht. Ein Beispiel einer geeigneten Form eines Torgliedes ist dasjenige der Melir-Dioden-Bauart. Die erforderlichen Öffnungsimpulse für die jeweiligen Torglieder, die von den Zählumschaltekreisen TC i, TC 2, TC 3, TC 4 ... abgeleitet werden, sind diejenigen., die entstehen, wenn der dazugehörige Zählschaltkreis sich ins dem der "Ziffer i entsprechenden Zustand befindet.
- Eingangsumschalteinrpulse von einer Quelle, wie bei S dargestellt, . werden durch eine Eingangsklemme T direkt an die Eingan gsumsclialtekreisleitung 11 des ersten Zählumschaltekreises TC i und über eine Leitung io dem Eingang des ersten Torgliedes G i zugeführt. Der Ausgangsimpuls von solch einem Torglied G i in der Leitung 12 wird direkt durch die Leitung i i dem zweiten Zählumschaltekreis TC 2 und über die Leitung io dem Eingang des zweiten Torgliedes G 2 zugeführt. Der Ausgangsimpuls dies letzteren wird in der gleichen Weise der Eingangsumschaltekreisleitung i i des Zählumschaltekreises TC 3 der dritten Stufe und dem Eingang des dritten Torgliedes G 3 zugeführt. Der Ausgangsimpuls des letzteren wird der Um-
schaltckreiseingang@leitung i i (les »acl1folgendel1 Zählumschaltekrciscs T(@ 4 der vierten Stufe zuge- fiihrt und so fort iii geliatl (1K@rsellreii Art durch das nüchste "horglied (@ 4 zu (len (1<trrtttff(>Igen(leil Zähler- sttifeii der bette. Per @letricli eitler s(ilclteit Attord11'tllig ist 111 Fig. 2 dargestellt. Diagramm n -zeigt eine ausgezogene Linie, (nie (nie Forin der aufcinan(lerfolgenden Uni- schaltcitnpulse an der 1,ileniine 7' darstellt, während die gestrichchen Linien die (littci-enzierten negativ- liiutigciu Kurvenanstiege darstellen, die (las wirk- liche l'mscltalten innerhalb der Unischaltekreise TC i, TC 2 . . . verur:acheii. 1)1e Uiagranlme b, d, f u11<1 h stellen die jcwK#i1igZustände (ler Umschalte- kreise TC 1 . TG -. 7C 3 111(l 7@(' 4 ill Verschiedetlen Zritl(ulll;te!t (lar, w:ihrelul <nie Diagramme c, e ulld ili derselben Weise (lic jeweiligen @ustänrle der "Cor- glieder G i, G 2 1111<1 (; -, 111 ("Uli ctltsl)i-ccliett(Lelr Zeit- puliktell zeigen. 1)1c nicht ausgefüllten Pfeilspitzeln auf (leti v(111 (Lcti L'rischalteimptilsen abhä ragenden l.illieil zcigeti all, wann (nie L'lnsclialttili.g durch irgeti<leitlcit 1m1111: verursacht wird, während die ausgefüllten Pfeilspitzen anzeigen, wann eine Wei- tergalle des lnil)ulses miterbundeii wird. Aill Allfang, 111l _@ll,rell'I)11Ck (IvJ Beginns des ersteh Impulses i, hctitidct sich jeder Umschalte- kreis in denn Zustand o; <lemgemä l3 ist jedes Tor- glied, geschlossen. 1)iesei- erste Impuls i wird nur dem L'ni,clialteki-eisTC t ztigefiilii-t, wobei letzterer in seinen Zustand i iil>urgelit, nach dein Zeit- intervall (@. (las für (len 13etrieh des Schaltkreises erforderlich ist. Auf Grtttid des Vorhandenseins des N erzögerttiigssclialtkreises Dl. t kommt (las Aus- gangsl)oteiiti<tl (fieses Schaltkreises, welches ein Öffnen des Torgliedes G t verursacht, an letzterem nicht ;in bis zur Beendiguti;g des Impulses i, so (laß es uinniiglich ist, dal.i ein "Feil dieses Impulses durch (las "1@(n-glie<l übertragen wir(1. Der tiaclifolgetl(le I:in@@angsiml>uls 2 wird wieder dein ersteh l'mschaltcl;reis 7'(' 1 zugeführt. Er gebt auch ülyer (las "Corglied G t tuld schaltet den LTtnsclialtckrcis TC 2 111t(1 i111 gleithell Augen- blick (leii L'niscli<iltvkreis TC i tini. Er braucht nicht zu warten, his letzterer selbst tungeschaltet worden ist. Nach diesem Wechsel geht der Umschaltekreis TC: t, nach (lein l'#etriel)szeitiritervall (#, in seinen ursprünglichen Zustand o zurück, tiird der Schalt- kreis "I'C-@ 2 gclit iii der glciclieii Weise in seinen 7u- stand i über, (in weiteren Verlauf ist (las Torglied (;2 1111 Zeitpunkt des niichsten L'tnsclialteinlpulses 3 gei>fliet, (las 'Corglic(l (; 1 ist jedoch wieder ge- schlossen, so da19 solch ein linpuls von letztgenann- tcm Torglie(1 nicht (lurchgelassen wird. Der dritte Eitlgangsinll)tils wird folglich nur denn Zäh 1- uni"cli.tltekreis TU i und nicht eitlem der anderen Zähltunschaltekrcise zugeführt. Der Unischaltekreis TC i gellt (lltlier wie(lei- iii scincii Zustand i Tiber. und (las Torglie(1 G t wird wieder gCiffllet ttliKi stellt für (Zen 1?llilifallg des vierten Utnschalteimpulses bereit. 1 )er vierte ( tnischalteinipuls 4 wird direkt jedem der l'niscl1altvkre1se TC i, TC 2 tin(1 TC 3 gleichzeitig zugefiihrt. so (laß diese letzteren jeweils in' die Zust:iti(1K@ oot iillei-gelieti, hach der erzüge- rungszeit (S, die jedem Kreis eigen ist, anstatt darauf «-arten zti nriisseti, daß zuerst der Schaltkreis TC i wechselt. daiiii der Schaltkreis TC 2 und darauf- folgend der Schaltkreis TC 3, was eine Periode voll 3 () lredetitcli wiirde. [in Zeitpunkt des nächsten Umschalteimpulses 5 ist (Las "forglietl (; 3 geöfftlet, jedoch sind) (fie Torglie- der (: 2 und G i Beide geschlossen, so daß, wie in den Diagranunen g und h der FLg. 2 gezeigt, der achte Unischalteiinpuls erwartet werden muß, bevor es wieder möglich ist, einen Impuls durch das Tor- glie<L (; 2 zu leiten. Dieser Impuls schaltet nicht nur (lein Kreis TC 3 uln, sondern geht auch durch das Torglied (; 3, uln den folgend-e-ti Kreis TC 4 umzu- schalten, wobei (l ' ie gesamte Zählschaltutrgskette in den 7tistand oooi iil>ergeführt wird. 7)1e @'ei-zügeruingsschaltkreis-eDLi.DL2... ste1- len sicher, daL.3 der Zustand jedes "horglie(les G i, G 2, (: 3 entweder in seinem offenen oder geschlos- seneti Zustand, wie durch den zuletzt atigekomme- ti,:n Unischalteinipuls festgesetzt, während eines ge- iiiigen(1 largeli Zeitintervalls erhalten bleibt, um je nach(lem eitle einwandfreie tyl)ertraguil@g oder eine Sllerrutig (l,es danach ankommenden Impulses zu ge- währleisten. Solche Verzögerungsschaltkreise kön- nen voll irgen(Leiner passendien Bauart sein, die ge- eiglx°t ist, sicherzustellen, daß das dazugehörige Torglie(L mindestens bis zum Ende der Umschralte- inil)ulslierio(le in seinem vorhergehenden "Zustand verbleibt. Die Größe der erforderlichen Verzögerung hängt von der Dauer jedes zugeführten Umschalte- impulses u1(1 von dem Zeitintervall d, das voni jedem Unischaltekreis zur Zustandsänderung benötigt wird, ab. Itl manchen Fällen, in denen das Betriehs- zeitlintei-vall (5 genügend lang ist, is,t es nicht not- wendig, geti-ernte Verzögerungskreise vvie DL i, D I_ 2, D1_ 3 ... vorzusehen, da die den Umschalte- kreisen itn betrieb eigene Verzögerung ausgenutzt \verden kann. Da jede Stufe, wenn sie immer umgeschaltet wird, direkt durch den Emgangsumschalteimpuls ge- steuert wird, ist die einzige Verzögerung bei der Zu- führurg des Impulses .zu den entsprechenden Zäh@l- schaltutigsstufen diejenige, die verursacht wird durch den Durchgang des Impulses durch das Tor- gliedoder die Torglieder. Durch geeigneten Entwurf können diese Verzögerungen von sehr kleiner Größe gemacht werden, z. B. einem kleinen Bruchteil einer 1I ikrosektincle. Solch ein (Gehrauch der Eingangsunischalte- itiiptilse zum Umschalten jeder der Zählschaltungs- stufen vermeidet auch die Notwendigkeit, geeignete Uinsclialtcinipulse aus dem Betrieb der Zähle'rstufen selber alizuleiteti, was nicht immer in zufrie'den- stelleti(L.er Weise I)ei Zähleinrichtungen hoher Ge- schwindigkeit erreicht werden kann. Fig.3 ist ein schematisches D-iagramin einer be- sonderen Schaltkreisausführung einer Zählschal- ttingssttife eitler Allordnung gemäß der Erfindung. lii diesem Diagramm sind nur jene Teile des Schalt- kreises dargestellt, die zur Erklärung der Erfindung ttotwelid@ig sind. I )ie I'etito(1(-n 1' i, h2, l' 3 stellen eine Stufe einer - Fig.4 zeigt schematisch solch eine Dezimalsystemzählschaltung gemäß der Erfindung. Die Einheiten TCC i und TCC 2 in diesem Schaltbild stellen zwei aufeinanderfolgende Dekadenzählschaltungsstufen dar, von welchen jede eine Anzahl Umschaltekreise enthält, die in irgendeiner bekannten Weise miteinander verbunden sind, um gemäß der Basis io zu zählen. Die Steuerpotentiale für die Torglieder G i und G 2 werden, von solch einem funkt an einem der Umschaltekreise der dazugehörigen Zählstufe abgeleitet, daß das Steuerpotential das geeignete Vorzeichen und den geeigneten U'ert besitzt, um das Torglied geschlossen zu halten, mit Ausnahme des Falles, wenn die dazugehörige Dekadenstufe den Zustand erreicht, der der Ziffer 9 entspricht. Wenn dieser Zifferzustand erreicht ist, nimmt das Steuerpotential das geeignete Vorzeichen und den geeigneten Wert an, so daß das Torglied geöffnet wird und der nachfolgend ankommende Eingangsumschalteimpuls zusätzlich zur Versetzung der ersten Dekadenzählstufe in den der Ziffer o entsprechenden Zustand auch durch das dazugehörige Torglied zur nächsten Dekadenzählstufe hindurchgeht, um sie in den nächst höheren Zustand umzusch4lten. Nach einer Verzögerung, die wahlweise entweder durch einen Verzögerungsschaltkreis wie DL i und DL 2, der zwischen der Dekadenzählstufe und ihrem dazugehörigen Torglied liegt, bestimmt wird, oder geeigneter durch die dem System eigene Verzögerung, verursacht durch die Zeit, die die Dekadenzählstufe braucht, um von ihrem Zustand 9 in ihren Zustand o überzugehen, schließt das Steuerpotential das Torglied, bis die Dekadenzählstufe wieder ihren Zustand 9 erreicht usw. fort.
- Verschiedene Abarten in der Anordnung der verschiedenen Elemente und in den einzelnen Schaltkreisen können offensichtlich gemacht werden, ohne dabei von dem Erfindungsgedanken abzugehen.
Claims (6)
- PATENTANSPRÜCHE: i. Elektronische Zählschaltung, bestehend aus einer Reihe von Umschaltekreisen, die derart angeordnet sind, daß sie jeweils auf verschiedene Zustände umgeschaltet werden können; und zwar in Abhängigkeit von der Zustandsänderung anderer Umschaltekreise der Reihe, die dadurch erfolgt, daß der erste Umschaltekreis der Reihe mit einer Um.schalteeingangswellenform beschickt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen vorgesehen sind, durch welche mindestens einer der genannten Umschaltekreise (TC2, TC3, TC4 ... ), mit Ausnahme des ersten der Reihe (TC i), direkt mit dem Umschalteeingangsimpuls über ein Torglied (G i, G2, G3, G 4 ... ) oder eine gleichartige Vorrichtung beschickt werden kann, wobei letzteres bzw. letztere durch den Zustand von einem oder mehreren der vorhergehenden Umschaltekreise (TC i, TC 2, TC3, TC4...) gesteuert wird.
- 2. Elektronische Zählschaltung gemäß Anspruch i für den Betrieb nach der Binärskala' der Zahlen., dadurch gekennzeichnet, daß jeder Umschaltekreis (TC.i, TC2, TC3, TC4....) mit Ausnahme des letzten der Reihe von Umschaltekreisen derart angeordnet ist, daß er ein dazugehöriges Torglied (G i, G2, G3, G4 ... ) steuert, durch welches irgendein Umschalteimpuls, der solch einem Umschaltekreis zugeführt wird, zum nächstfolgenden Umschaltekreis weitergeleitet oder dessen Weiterleitung gesperrt werden kann, je nachdem, obsolcheinUmsc'haltekreis (TCi, TC2, TC3, TC4 ... ) sich in dem Zustand befindet, der den Ziffern i oder o entspricht, und zwar in dem Augenblick, an dem der genannte LTinschalteimpuls bei diesem Umschaltekreis ankommt.
- 3. Elektronische Zählschaltung gemäß Anspruch i für den Betrieb nach dem dezimalen Zahlensystem, dadurch gekennzeichnet, daß jede Dekadeti,zählungskette (TCCi, TCC2 ... ) von Umschaltekreisen (CCT i, CCT 2, CCT3, CCT 4) mit Ausnahme der letzten derartig angeordnet ist, daß sie ein dazugehöriges Torglied (G i, G2 ... ) steuert, durch welches irgendein dieser genannten Dekadenzählungskette (TCC i, TCC2) zugeführter Eingangsimpuls zu der nächstfolgenden Dekadenzählungskette weitergeleitet oder diese Weiterleitung gesperrt wird, je nachdem, ob solche Dekadenzählungskette sich in dem Zustand befindet, der der Ziffer 9 entspricht, oder in irgendeinem der Zustände, die die Ziffer o bis 8 darstellen, und zwar in dem Zeitpunkt der Ankunft des genannten Umschalteimpulses an der genannten Dekadenzählungsstufe. ,4.
- Elektronische Zählschaltung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schaltung zusätzliche Verzögerungseinrichtungen (DL i, DL2, DL3, DL4) angeordnet sind, durch welche jedes Torglied (G i, G 2, G 3, G 4) durch den dazugehörigen Umschaltekreis (TC i, TC2, TC3, TC4 ... ) oder Zählkette (TCCi, TCC2 ...) gesteuert wird, wobei genannte Verzögerungseinrichtungen dazu dienen., sicherzustellen, daß der Offnungs- oder Schließungszustand genannten Torgliedes in dem Zeitpunkt der Ankunft eines Umschalteimpulses aufrechterhalten wird, bis letzterer beendet ist, und dann verändert wird vor der Ankunft des nächstfolgenden Umschalteinipulses.
- Elektronische Zählschaltung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erforderliche Betriebszeit (8) der Zustandsänderung jedes Um@schaltekreises (TC i, TC2...) oder jeder Zählkette (TCCi,TCC2...) genügend größer ist als die Dauer irgendeines Urnschalteimpulses, um sicherzustellen, daß das dadurch gesteuerte Torglied (G i, G2, G3 ... ) in dem Zustand der Öffnung oder Schließung, welcher in dem Zeitpunkt der Ankunft eines Umschalteimpulses besteht, erhalten wird, bis genannter Zustand beendet ist, und dieser dann vor der Ankunft des nächstfolgenden Umschalteimpulses verändert wird.
- 6. Elektronische Zählschaltung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Torglied ein Koinzidenztorglied der Mehrdiodenart enthält.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB846319X | 1950-05-17 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DEN3927A Expired DE846319C (de) | 1950-05-17 | 1951-05-18 | Elektronische Zaehlschaltung |
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---|---|
DE (1) | DE846319C (de) |
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