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Zählmittel, die elektronische Vorrichtungen umfassen Die Erfindung
betri:fft einen elektronischen Apparat zum Zählen elektrischer Impulse mit mehreren
Elektronenröhren, deren Anzahl geringer ist als die der Ziffern ein-er Stellenwertreihe.
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Aufgabe der Erfindung istes, einen Apparat vorzusehen, bei dem, falls
es sich um N Röhren handelt, die zuerst empfangene N Eingabeimpulse
eine Röhre nach der anderen leitend machen. Die letzte Röhre bleibt leitend, während
die nächsten (N-i) Eingab-eimpulse die ersten (N-i) Röhren, die inzwischen gelöscht
wurden, wieder nacheinander leitend machen. Dann bleibt außer der letzten Röhre,
die noch immer leitet, auch die vorletzt-, Röhre leitend, während die nächsten
(N-2) IMPIllSe wieder die ersten (N-2) Röhren nacheinander
in leitenden Zustand versetzen. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis alle Röhren
leiten und die Kapazität des Apparat-es erreicht ist. Die Röhren zeigen durch ihr-en
leitenden Zustandeinzeln und kombiniert die Anzahl der empfangenen Eingabeimpulse
an.
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Ein Ausführunt-,sbeispieleines der Erfindung entsprechend-en Zählers
wird nun an Hand von Beispielen und der Zeichnung-en erläutert, und zwar zeigt Fig.
i ein Diagramm des Stromkreises und der Elemente der Zählvorrichtung, Fig.:2 den
für eine Darstellung des Dezimalsystems verwendeten vierstelligen Schlüssel, Vier
Elektronengasentladeröhren io, 11, 12 und 13 (Fig. i) von der Triodentype
werden mit Hilfe
eines Leiters 14 mit Anodenpotential von
75 Volt (bezogen auf Erde) versorgt. (Diese Gasröhren können von der '#YPe
2 C 4 sein.) Die Kathoden der einzelnen Röhren werden über Widerstände,
wie Widerstand 15 von 15 ooo Ohm, geerdet. Das Gitter .der Röhre io wird
normal mit -negativem Potential von 25 Volt (bezogen auf Erde) dadurch versorgt,
daß es einerseits über Widerstand 16 von :25 ooo Ohm mif *der - Erde und
andererseits über einen Widerstand 18 von 125 000 Ohm mit einem i5o Volt
negativen Versorgungsleiter in Verbin-.dung steht. Der Punkt ig ist mit dem Gitter
der erwähnten Röhre io durch einen Widerstand 2o von 5oo ooo Ohm, Punkt 21 und Widerstand
2.2 von 5o ooo Ohm verbunden.
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Die Gitter der Röhren 11, 12 und 13 beziehen normal ein negatives
Steuerpotentiäl von etwa 65 Volt, bezogen auf Erde, dadurch, daß sie einerseits
durch einen Widerstand von i5o ooo Ohni, wie Widerstand 2,3, mit dem Leiter
17 und andererseits durch einen Widerstand von ioo ooo Ohm, wie Widerstand 24, welcher
mit dem Kathodenwiderstand 2,5 von 15 ooo Ohm in Reihe geschaltet ist, mit
der Erde verbunden werden. Widerstände wie die Widerstände:26 und :27 haben für
sämtliche Röhren i i, 12 und 13 den gleichen Wert. Die Gitter der,einzelnen
Röhren io, i 1, 12 und 13 stehen mit dem Eingabeimpulsleiter 30 über einen
eigenen Kondensator, wie Kondensator 34, von io Mikrofarad an einem Punkt in Verbindung,
welcher dem Punkt 21 entspricht. Zwischen den Kathoden der Röhren vo und i i befindet
sich ein Kondensa,tor 40 von annähernd .005 Mikrofarad sowie ein mit diesem
in Reihe geschalteter Gleichrichter 44 der so gerichtet ist, daß er positive Impulse
von der Kathode der Röhre i i zur Kathode der Röhre io leitet. Ähnliche Kettenverbindungen
bestehen zwischen den Kathoden der Röhren i i und 12 sowie zwischen den Kathoden
der Röhren 12 und 13. Positive Impulse, die an irgendeiner Stelle in der
genannten Kette erzeugt werden, wandern- in Richtung auf.den Anfang der Kette, der
durch die Kathode der Röhre io dargestellt wird.
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Bei Anwendung eines positiven Potentialimpulses von annähernd
25 Volt auf den Leiter 30 geht die Röhre io in leitenden Zustand,
da sich ihr Gitter nahe genug am kritischen Punkt befindet, um bei Empfang eines
derartig-en Impulses die Steuerung zu verlieren. Röhren der angeführten Type glühen
dann auf, wenn das Gitterpotential in bezug auf das Kathodenpotential wenig-er als
1:2 Volt negativ beträgt. Dies ist,die in Fig. 2, gezeigte Stellung i, bei welcher
sich die I-Röhre io in leitendem Zustand befindet, angenommen, daß sich bei Beginn
eines Arbeitsvorganges sämtliche Röhren io, 11, 1:2 und 13 in nichtleitendem
Zustand befinden. Wenn nun die Röhre io leitend wird, steigt ihr Kathoden-Potential
um beinahe 6o Volt auf einen Betrag an, -welcher vom Anodenpotential 15 Volt entfernt
ist. Dies ändert das Potential des Gitters der Röhre ii, da die Kathode der Röhre
io mit dem Punkt 50 in Verbindung steht, über welchen dieses Gitter negatives
Potential bezieht, undbringt es auf einen Betrag, welcher in bezug auf die Kathode
der II-Röhre ii etwa 25 Volt negativ beträgt.
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Beim nächsten in Leiter 3o empfangenen positiven Impuls wird daher
die II-Röhre ii in leitenden Zustand überg.#hen. Ein durch das Ansteigen ihres Kathodenpotentials
sich ergebender positiver Impuls wird durch Gleichrichter 41 und Kondensator 4o
auf die Kathode der I-Röhre io gebracht und bewirkt, daß diese das Anodenpotential
überwindet, was zur Folge hat, daß Röhre io erlischt. Dies ist die in Fig.
2 gezeigte Stellung 2, bei Welcher sich lediglich die II-Röhre i i in leitendem
Zustand befindet. Beim Empfang des nächsten Impulses werden die Röhren io und 1:2
leitend, und zwar auf Grund der Tatsache, daß die Röhre io ständig in Bereitschaft
ist, bei Empfang eines Impulses zu leiten und die III-Röhre 12 als Folge des Umstandes,
daß die II-Röhre i i in leitendem Zustand war, vorbereitet ist, in leitenden Zustand
überzugehen. Wenn die III-Röhre 12 leitend wird, wird der durch das Ansteigen ihres
Kathoden-Potentials sich ergebende Impuls durch die Gleichrichter 6o und 41 Weitergeleitet
um die Röhren i o und ii zum Erlöschen zu bringen. Dies ist die in Fig. :2 dargestellte
Stellung 3. Beim Empfang des vierten Impulses werden die Röhren io und 13
leitend, die Röhren io und 12, ausgelöscht. Bei Empfang des fünften Impulses geht
die Röhre io in leitenden Zustand, die Röhre 13 v,#rbleibt jedoch in leitendem Zustand,
da der von der Kathode der Röhre io ausgehende positive Auslöschimpuls die Gleidhrichter
nur in der einen Richtung passieren kann, das heißt, von einer Röhre höherer Ordnung
zu einer Röhre niedrigerer Ordnung. Alle in Fig.:2 gezeigten Stellungen werden bei
Empfang der Eingabeimpulse durchlaufen, bis am Ende der zehn Impulse der Teil der
Stellung o (Fig. 2), in welchem sich alle vier Röhren in leitendem Zustand befinden,
in Wirkung tritt. Dieser erste, Teil der Stellung bleibt jedoch nur für einen Augenblick
in Wirksamkeit, weil danach durch die Tätigkeit der Röhren 70 und 74 die
einen Auslöschimpuls durch Gleichrichter I 13 und Kondensator i 12 aussenden,
wie im folgend-en beschrieben, sämtliche Röhren zum Erlöschen gebracht werden.
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Die beiden Vakuumelektronenröhren 70 und 71, welche von der
Type, 6AG7 sein können, haben ihre Kathoden geerdet -und ihre Anoden mit dem
75 Volt positiven Versorgungsleiter 14 durch je einen Widerstand,
wie die Widerstände 8o und 89 von je
3000 Ohm, verbunden. jede
Vakuumröhre besitzt ein Schirmgitter, -welches mit -dem 75 Volt positiven
Leiter 14 durch Punkt 81 in Verbindung steht. Jede Vakuumröhre besitzt ein Bremsgitter,
das mit ihrer Kathode verbunden ist. jede der Röhren 70
und 71 besitzt ein
Steuergitter. Das Steuergitter der Röhre 70 steht einerseits über Punkt
82, Widerstand 84 von 15 o ooo Ohm und Punkt 83 mit dem 150
Volt negativen Versorgungsleiter 17 und andererseits über Punkt 8:2, Punkt
85, Widerstand 86 van 50 000 Ohm, Punkt 87, Punkt
88 und Widerstand 89 von 3000 Ohm mit dem Versorgungsleiter
14 für 75 Volt Positiv-es Potential in 23
Verbindung, -welcher
dem genannten Steuergitter der Röhre # /o normal ein in bezug auf die Kathode etwa
20 Volt positiv betragendes Potential litfert, was zur Folge hat, daß sich die genannte
Röhre normal in leitendem Zustand befindet.
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Die Vakuumröhre 71 befindet sich normal in nichtleitendem Zustand,
da ihr Steueergitter durch Punkt go und gi mit dem Leeiter 92 in Verbindung steht,
der seinerseits über Widerstand 93 von 25o ooo Ohm mit dem Potentiorneter
9,4 von :25 000 Ohm verbunden ist, welcher den 150 Volt negativen
Leiter 17 erdet. Der Leiter 92 steht mit der Kathode der I-Röhre io durch
den Widerstand 95 von 500 ooo Ohm in Verbindung; er steht ferner in
Verbindung mit der Kathode der II-Röhre i i, und -zwar durch einen Widerstand
96 von 500 000
Ohm und Gleichrichter 41, mit der Kathode der
III-Röhre 12 durch einenWiderstand97 von 500000
Olim und Gleichrichter 6o
und steht schließlich mit der Kathode der IV-Röhre 13 durch einen Widerstand
98 von 5oo ooo Ohm und Gleichrichter 99 in Verbindung. Wenn sich unter
diesen Umständen keine der Röhren io, 11, 12 und 13 in leitendem Zustand befindet,
wird das Potentionieter so angepaßt, daß sich der Punktgi und das Steuergitter der
Röhre71, bezog-en auf Erde, unter einem Potential von 4oVolt negativ befindet. Daher
befindet sich die Röhre 71 normal in nichtleitendem Zustand. Wenn eine der vier
Röhren io, 11, 12 und 13 leitet, verringert sich das Potential des Punktes
gi auf 30 Volt negativ (bezogen auf Erde). Wenn sich zwei der Röhren io,
11, 12 und 13 in leitendem Zustand befinden, wird Punkt qI 20 Volt ,negativ, -wenn
sich drei der Röhren io, 11, 12 und 13 in leitendem Zustand befinden, wird
Punkt gi io Volt negativ und bei vier leitenden Röhren unter den Röhren io, 11,
12 und 13 (was die o-Stellung ist), wird sich Punktgi auf Erdpotential befinden,
das heißt Röhre 71 wird zu leiten beginnen. Sobald Röhre 71 zu leiten beginnt, sinkt
das Potential ihr-er Anode auf etwa 15 Volt positiv, und zwar infolge der Wirkung,
die Widerstand 89 ausübt, indem er über die Punkte 88 und
87, über Widerstand 86, der mit Kondensator i i o von oo5 Mikrofarad
parallel geschaltet ist, sowie die Punkte 85
und 82 auf das Stenergitter
der Röhre 70 einen heftigen negativen Impuls aussendet. Dies hat zur Folge,
daß Röhre 70 zu leiten aufhört, was wiederum bewirkt, daß -in Punkt i i i
ein heftiger positiver Potentialimpuls auftritt. Dieser positive Impuls wird über
Kondensator i 12, von oo5 Mikro-Mikrofarad und Gleichrichter 113 auf
die Kathoden sämtlicher Röhren übertragen und bringt diese zum Erlöschen.
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Die Eigenkapazität der Gleichrichter 113, 99, 6o und 41 muß
so niedrig gehalten werden, als es erforderlich ist, um die Auslöschimpulse in einer
Richtung weiter iu leiten. Nach Wunsch können Diodenvakuum-elektronenröhren 'als
Gleichrichter verwendet werden; Gleichrichter anderer Typen mit geringer Kapazität
tun die gleichen Dienste.
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Sobald sämtlich--, Röhren zum Erlöschen gebracht werden, das heißt,
-wenn die Stellung eintritt, die unter der letzten Zeile unter Stellungo angegeben
ist, wird das Steuergitter der Röhre 71
wiederum ein Stenerpotential besitzen,
was zur Folge hat, daß der leitende Zustand dieser Röhre aufhört. In Röhre
70 wird infolgedessen der leitende Zu stand eintreten. Die zwischen dem Steuergitter
der RÖhre71 und der Anode der Röhre 70 eingerichtete kapazitative Verbindung
von oo5 Mikrofarad ist vorgesehen, um eine rasche Änderung im Arbeitsmodus der Röhren
;',o und 71 herbeizuführen, welche auf diese Weise als-ein abgeändertes Triggerpaar
arbeiten. '
Die Werte für die Stromkreise wurden lediglich für Zwecke der
Erläuterung, und zwar in Verbindung mit den besonderen Eigenschaften bestimmter
anlyeführter Röhren angegeben. Dies 11 bedeutet nicht, daß diese das Prinzip der
Erfindung beschränken.
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Man wird feststellen, daß die Röhren beim Zählen bis zehn reihenweise
in vier Zyklen betätigt werden, wobei bei den einzeln-en Zyklen jeweils eine Röhre
weniger die Arbeitsstellung verändert. Beim ersten Zyklus werden die Röhren I, II,
III und IV nacheinander jeweils eine zum Aufglühen gebracht. Beim zweitenZyklus
werden dieRöhrenI, II und III und beim dritten Zyklus die Röhren I undII einzeInnacheinanderzumAufglühengebracht.
Im vierten Zyklus wird lediglich Röhre I zum Aufglühen gebracht. Der im Punkt i
i i bei Aufhören des Leitens in Röhre 70 sich ergebende Potentialanstieg
kann dazu verwendet werden, in einer anderen Zählvorrichtung mit höherer Stellenreihe,
die voii der gleichen Art wie die in Fig. i dargestellte ist, einen positiv-en Eingabeimpuls
hervorzurufen, um diese bei je zehn auf die niedrigere Stellenreihe gebracht-en
Impulsen um einen Schritt anzutreiben. Auf diese Weise kommt eine mehrstellenreihige
Zählvorrichtung zustande. Die Zählvorrichtung für die nächsthöhere Stellenreihe
muß nicht notwendigerweise von der hierin beschriebenen Art sein.
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Der Kondensator 125 von 4 Mikrofarad wird für Filtrierzwecke eingeschaltet.
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Es wird für Sachverständige klar sein, daß die Auslöschstromkreist
mit den Gleichrichtern und Kondensatoren, falls derWiderstand in denAnoden-Kathoden-Versorgungsstromkreisen
in den für die Anoden bestimmten Zweig verlegt wird und die Gleichrichter so ausgerichtet
werden, daß sie negative Impulse in Richtung auf den Anfang der Zählerkette weiterleiten,
dazu verwendet werden können, die Anoden untereinander zu verbinden.
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Der Leitungszustand in den Röhren kann auf Grund der bei den leitenden
und nichtleitenden Zuständen einer Rühre sich ergebenden Kathodenpotentialdifferenz
festgestellt werden und das Ergebnis mit Hilfe der Tabelle in Fig. 2 in das Dezimalsystem
übertragen werden.