DE1084763B - Anordnung zur Ableitung von Impulsgruppen aus einer Hauptimpulsfolge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ableitung von Impulsgruppen aus einer Hauptimpulsfolge unter Verwendung eines Frequenzteilers mit binären Schaltelementen, bei der Stromtore auf kombinierte, aus dem Frequenzteiler abgeleitete Impulsfolgen ansprechen.

Bekannte Frequenzteiler dieser Art sind so ausgebildet, daß die Hauptimpulsfolge durch periodische Zählung der Einzelimpulse in eine Impulsfolge gewünschter Frequenz aufgeteilt wird. Die Kombination der Impulsfolgen steuert über Stromtore einen Schalter, an dessen Ausgang ein Signal mit einer bestimmten Wellenform erhalten wird.

In dieser Weise kann ein Frequenzteiler und ein durch Impulskombination gesteuerter Schalter dazu benutzt werden, eine Impulsfolge bestimmter Charakteristik darzustellen. In vielen Fällen besteht jedoch die Aufgabe, mit einfachen Mitteln eine größere Anzahl von Impulsfolgen zu erzeugen, von denen alle die gleiche Impulsfrequenz aufweisen. Die Impulse der einzelnen Folgen sollen mit einer bestimmten Dauer und einer bestimmten gegenseitigen Phasenverschiebung auftreten.

Eine solche Wirkungsweise wird erreicht, indem erfindungsgemäß die Hauptimpulsfolge dem aus der Reihenanordnung von bistabilen und differenzierenden Elementen bestehenden Frequenzteiler zugeführt wird und daß an den Verbindungspunkten zwischen den bistabilen und differenzierenden Elementen Impulsfolgen geteilter Frequenz abgeleitet und einer Anzahl von Stromtoren parallel so zugeführt werden, daß ein Stromtor anspricht, wenn die Binärzustände der zugeführten Impulsfolgen eine bestimmte Kombination aufweisen.

In dieser Weise werden die Strom tore sowohl durch die Frequenzen als auch durch die Binärzustände der kombinierten, von einem Frequenzteiler abgeleiteten Impulsfolgen gesteuert. Es ist daher möglich, die Mittel der Frequenzteilung und der Impulsdarstellung so auszuwerten, daß eine beliebige Anzahl von Impulsfolgen bestimmter Frequenz, Phase und Impulsdauer abgeleitet wird.

An Hand der Figuren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine gewünschte Gruppe von Impulsfolgen bezüglich einer Hauptimpulsfolge, wie sie eingangs erwähnt wurde;

Fig. 2 zeigt in symbolischer Darstellungsweise eine Einrichtung zur Impulserzeugung gemäß der Erfindung, bei welcher die Mittel der Frequenzteilung in Kaskade angeordnet sind. Diese enthält in Reihenanordnung einen Binärkreis 4, einen Differenzierkreis 5 für die Rückflanke der Impulse, einen weiteren Binärkreis 6, einen weiteren Differenzierkreis 7 für

Anordnung

zur Ableitung von Impulsgruppen
aus einer Hauptimpulsfolge

Anmelder:

Electric & Musical Industries Limited,
Hayes, Middlesex (Großbritannien)

Vertreter: Dr.-Ing. B. Johannesson, Patentanwalt,
Hannover, Göttinger Chaussee 76

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 16. Januar 1957

Nigel David Robinson, Hillingdon, Middlesex

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

die Rückflanke der Impulse und schließlich einen Binärkreis 8. Die Verbindungen zwischen den einzelnen Teilen verlaufen in der dargestellten Weise von einem Ausgang zu dem Eingang des nächstfolgenden Teils. Die Binärkreise 4, 6 und 8 können nach herkömmlicher Art in der Weise so ausgebildet sein, daß sie aufeinanderfolgend durch eine Folge schmaler Eingangsimpulse entriegelt bzw. umgeschaltet werden. Ebenso können die Differenzierkreise in bekannter Weise ausgebildet sein. Sie sollen derart betrieben werden, daß eine Impulsfolge schmaler Ausgangsimpulse erzeugt wird. Jeder Impuls dieser Impulsfolge entspricht der Rückflanke eines verhältnismäßig breiten Impulses der Eingangsimpulsfolge. Solche Differenzierkreise, die bereits bekannt sind, enthalten gewöhnlich ein Differenzierglied, einen Amplitudenbegrenzer und eine Umkehrstufe.

Am Binärkreis 4, welcher den ersten Frequenzteiler darstellt, wird eine Ausgangsspannung der Impulsfolge 1 erzeugt, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Zeitkonstante des Binärkreises 4 bewirkt eine geringe Phasenverschiebung der Impulsfolge 1 gegenüber der in Fig. 3 dargestellten »««-Impulsfolge. Diese Impulsfolge 1 bildet eine Ausgangsspannung der aufeinanderfolgenden Frequenzteiler, und sie bildet auch die Eingangsspannung zu dem Differenzierkreis 5.

In der oben beschriebenen Weise erzeugt dieser eine Impulsfolge schmaler Impulse, die den Impulsrückflanken der Impulsfolge 1 entsprechen. Diese Ausgangsspannung des Differenzierkreises 5 wird dem

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Binärkreis 6 zugeführt, um an dessen Ausgang in gleicher Weise wie beim Binärkreis 4 eine Impulsform zu erzeugen, wie sie durch die Impulsfolge 2 in Fig. 3 dargestellt ist. Die Impulse der Impulsfolge 2 haben eine geringe Phasenverschiebung gegenüber der Impulsfolge 1. Diese entsteht durch die Zeitkonstante am Differenzierkreis 5 in Verbindung mit dem Binärkreis 6, welcher die zweite Stufe der Frequenzteilung darstellt. In ähnlicher Weise wird aus der Impulsfolge 2 eine zweite Ausgangsspannung gebildet. Diese wird dem Differenzierkreis 7 zugeführt, welcher in Verbindung mit dem Binärkreis 8 die Ausgangsspannung der in Fig. 3 dargestellten Impulsfolge 3 erzeugt, die gegenüber der Impulsfolge 2 eine geringe Phasenverschiebung aufweist. In dieser Weise erhalten die Impulsfolgen 1, 2 und 3 eine geringe Phasenverschiebung gegenüber der »««-Impulsfolge, wobei die größte \^rerSchiebung (die aus der Impulsfolge 3 hervorgeht) ausschließlich in der Größenordnung der Impulsdauer der »a«-Impulse liegt.

Die Impulsfolgen 1, 2 und 3 der Binärkreise 4, 6 und 8 werden jedem der acht folgerichtigen Stromtore 9 bis 16 zugeführt, welche auf die acht verschiedenen Kombinationen ansprechen, die in Abhängigkeit von den beiden Schaltzuständen der Binärkreise 4, 6 und 8 gebildet werden können. In der Impulsfolge 1 soll das Vorhandensein eines Impulses mit der Ziffer »1« und das Nichtvorhandensein eines Impulses mit der Ziffer »nicht 1« symbolisch bezeichnet werden, was einer »Ja-Nein «-Aussage gleichkommt. In entsprechender Weise werden die Zustände der Impulsfolgen 2 und 3 durch »2«, »nicht 2«, »3« und »nicht 3« bezeichnet. Um die Impulsfolge b₀ der Fig. 1 zu erzeugen, ist das Stromtor 9 so angeordnet, daß es auf die Eingangsspannungen »nicht 1«, »nicht 2« und »nicht 3« anspricht, wobei die »Nicht«-Eingänge in der Zeichnung durch eine Pfeilspitze mit einer kurzen Ouerlinie angegeben sind. Diese soll die Verneinung andeuten. Die in den in Kreisform angedeuteten Stromtoren 9 bis 16 dargestellte Zahl 3 soll zeigen, daß die Stromtore nur dann einen Ausgangsimpuls erzeugen, wenn an ihren Eingängen drei kombinierte Ja-Nein-Zustände auftreten. Die in Fig. 2 dargestellten Kombinationen der Eingangszustände, durch welche an den Stromtoren 10 bis 16 die Impulsfolgen b₁ bis b₁ erzeugt werden, sind an Hand der Fig. 3 leicht nachzuprüfen.

Die geringen Phasenunterschiede der Impulsfolgen 1, 2 und 3 bewirken in einigen der »b«-Impulsfolgen zusätzliche Impulse von verhältnismäßig kurzer Dauer, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.

Die Fig. 4a zeigt eine Ausführungsform der folgerichtigen in Fig. 2 dargestellten Stromtore. Gemäß einem Merkmal enthält sie Flip-Flop-Kreise, welche dazu bestimmt sind, die erwähnten zusätzlichen Impulse, welche als Störimpulse wirken, abzutrennen. Die Impulsfolgen 1, 2 und 3 können von einer Stufe der jeweiligen Flip-Flop-Kreise abgeleitet werden, und die »Nicht«-Ausgangsimpulse können als Wellenformen abgeleitet werden, welche die Impulsfolgen 1, 2 und 3 ergänzen. Dies kann deshalb erreicht werden, weil die beiden Stufen einer Flip-Flop-Schaltung sich immer in entgegengesetzten Stellungen befinden.

Die Impulsfolgen 1, 2 und 3 werden von den jeweiligen Flip-Flop-Stufen den Klemmen 17, 19 und 21 und die ergänzenden Wellenformen den Klemmen 18, 20 und 22 zugeleitet. Eine Spannung von relativ hohem positivem Wert liegt an der Klemme 23, mit welcher die acht Widerstände 24 bis 31 in Parallelanordnung verbunden sind. Die weiteren Enden der Widerstände 24 bis 31 sind mit den Ausgangsleitungen 32 bis 39 verbunden, von denen die Impulsfolgen b₀ bis b₇ in der bezeichneten Weise abgeleitet werden. Jede der Leitungen 32 bis 39 ist durch drei Dioden, welche Kristalldioden sein können, mit drei der Leitungen 17 bis 22 bzw. den entsprechenden Klemmen verbunden. Diese Verbindungen sind der besonderen Kombination der Eingangsspannungen für die Erzeugung der jeweiligen Impulsfolgen b_Q bis b₇ angepaßt.

ίο Die Kombination umfaßt die Ziffern »1« oder »nicht 1«, »2^ oder »nicht 2« und »3« oder »nicht 3«. Zum Beispiel hat die Leitung 32 Dioden, die mit den Klemmen 18, 20 und 22 verbunden sind. Die Dioden sind so angeordnet, daß beim Aufeinandertreffen der drei Zustände »nicht 1«, »nicht 2« und »nicht 3« die Dioden nichtleitend sind. Von der Leitung 32 wird eine Ausgangsspannung abgeleitet, die im wesentlichen mit dem hohen Potential an der Klemme 23 übereinstimmt. Zu allen anderen Zeiten ist mindestens eine

ao der Dioden leitend, und die von der Leitung 32 abgeleitete Ausgangsspannung ist wesentlich niedriger als das hohe Potential der Spannungsquelle. In dieser Weise ergeben die Dioden und Widerstände 24 bis 31, welche eine sogenannte Diodenmatrix bilden, die

S5 folgerichtigen Stromtore 9 bis 16 der Fig. 2. Diese erzeugen die Impulsfolgen b₀ bis b₇, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Gemäß dem Merkmal einer Ausführungsform der Erfindung können die zusätzlichen Impulse in den Impulsfolgen b_Q bis b₇ abgetrennt werden.

Die Abtrennung erfolgt dadurch, daß die ergänzende Wellenform der »(!«-Impulsfolge über Dioden jeder der Leitungen 32 bis 39 zugeführt wird, die in gleicher Weise wie die anderen Dioden der Matrix angeordnet sind, d. h. indem jedem der in Fig. 2 dargestellten Stromtore 9 bis 16 eine »Nicht-ae-Eingangsspannung zugeführt wird. Dadurch werden die zusätzlichen Dioden für die Dauer der »a«-Impulse leitend und verhindern so die Erzeugung der obengenannten zusätzlichen Impulse. Die »Nicht-a«-Impulsfolge kann

z. B. abgeleitet werden, indem die »««-Impulsfolge über einen Kondensator C der Steuerelektrode einer Doppeltriodenröhre V zugeführt wird. Die Steuerelektrode erhält über einen passenden Widerstand R₁ eine geeignete Vorspannung B₁. Die weitere Steuerelektrode wird durch ein Potential B₂ direkt vorgespannt, und die Kathoden werden über einen gemeinsamen Kathodenwiderstand R₃ mit einer negativen Spannungsquelle verbunden. Die mit der erstgenannten Steuerelektrode verbundene Anode dient als Ausgangselektrode, während die weitere Anode über den Anodenwiderstand R₂ mit einer Spannungsquelle von positiver relativ hoher Spannung 40 verbunden ist.

An Hand der Fig. 3 ist zu sehen, daß nur die Ausgänge b_Q, b_z, b_i und b₆ der Impulsfolgen solche Strom-

tore erfordern. Jedoch haben alle Ausgänge der »b«-Impulsfolgen in ähnlicher Weise Torfunktionen, um »^«-Impulse der gleichen Dauer abzuleiten, wie dies in Fig. 4 b dargestellt ist. Aus Gründen der Einfachheit zeigt Fig. 4 nur die relativen Abstände der »b«-Impulse und nicht die einzelnen »&«-Impulsfolgen.

Wenn es notwendig sein sollte, können die »««-Impulse für die Erzeugung der »Nicht-««-Eingänge verbreitert werden, um alle zusätzlichen Impulse abzutrennen.

Die obenerwähnte Maßnahme hat zur Folge, daß die »&«-Impulse kürzer sind als die Dauer der Impulspausen zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen. Bei vielen Anwendungen der vorliegenden Erfindung hat dies jedoch keinen wesentlichen Nachteil zur Folge.

Aus Fig. 3 geht auch hervor, daß die einem »a«-Eingang korrespondierenden Impulsfolgen, nämlich b_v b_s, b_s und b₇, Impulse der gewünschten Dauer umfassen und keine zusätzlichen Impulse aufweisen. In einer anderen Anordnung, die nach der Erfindung ausgeführt ist. werden zwei aufeinanderfolgende Frequenzteiler hintereinander angeordnet. Wechselnde »fr«-Impulsfolgen werden von Frequenzteilern abgeleitet, die in der Aufeinanderfolge wechseln.

Die Fig. 5 zeigt in symbolischer Darstellung das Ausführungsbeispiel einer solchen Einrichtung, wobei die Impulsfolgen 1, 2 und 3 von den Binärkreisen 4, 6 und 8 und den Differenzierkreisen 5 und 7 abgeleitet werden, wie dies bezüglich der Fig. 2 beschrieben wurde. Die Impulsfolge 1 wird auch einer Reihenkombination zugeführt, die einen Differenzierkreis 41 für die Vorderflanke der Impulse, eine Binärstufe 42, einen weiteren Differenzierkreis 43 für die Vorderflanke von Impulsen und einen weiteren Binärkreis 44 enthält. Die Binärkreise 42 und 44 können ähnlich ausgebildet sein und ebenso betrieben werden wie die Binärstufen 4, 6 und 8. Die Differenzierkreise 41 und 43 für die Vorderflanken der Impulse entsprechen den Differenzierkreisen 5 und 7 für die Rückflanken der Impulse. Die in Fig. 6 dargestellten Ausgänge 2' und 3' können von den Binärkreisen 42 und 44 in der Weise abgeleitet werden, daß sie gegenüber den Impulsfolgen zwei und drei um 270° phasenverschoben sind. In der Fig. 5 sind die Impulsfolgen b_v b_s, b_s und b₇ durch Pfeile angedeutet. Sie werden durch die folgerichtigen Stromtore 10, 12, 14 und 16 mit derselben Impulskombination abgeleitet wie zuvor, und die Impulsfolgen b₀, b₂, b_i und b_e werden durch verschiedene Kombinationen von »2«, »nicht 2«, «3« und »nicht 3« zusammen mit »nicht 1« abgeleitet, wie dies für jeden einzelnen Fall angegeben ist. Wie aus Fig. 6 eindeutig hervorgeht, haben die Impulsfolgen b₀, b₂, b_i und &₆ Impulse derselben Impulsbreite. Sie entsprechen der gewünschten Impulsdauer, namentlich derjenigen zwischen den Vorderflanken der auf einanderfolgenden »»«-Impulse, und sie sind in der richtigen Phasenbeziehung zu den Impulsfolgen b_v b_s, b_s und b_T Die der Fig. 4 a entsprechende Diodenmatrix kann in diesem Fall auch ohne die »Nicht-a«- Eingänge und die damit verbundenen Dioden verwendet werden.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß die geringen Phasenverschiebungen der Impulsfolgen 2' und 3' mit denjenigen der Impulsfolgen 2 und 3 übereinstimmen, jedoch liegen sie im gleichen Größenbereich, weil die Phasenbeziehungen zwischen den Ausgängen der gewünschten »b«-Impulsfolgen von der Impulsfolge 1 abhängig sind.

Diese weitere Form der Erfindung kann da verwendet werden, wo die Abweichung der Impulsdauer der »&«-Impulse von der erwünschten Dauer bedeutend ist oder wo die Anzahl der »b«-Impulsfolgen groß ist, so daß der Aufwand der zusätzlichen Differenzier- und Binärkreise für die Vorderflanke der Impulse im gleichen Größenbereich liegt wie der Aufwand für die »nicht ««-Eingangskreise und die damit verbundenen Dioden. Für 2^m »b«-Impulsfolgen sind (m — l) zusätzliche Differenzierkreise für die Vorderflanken der Impulse und (m—1) Binärkreise oder 2^m Dioden und ein »Nicht-ax-Eingangskreis erforderlich.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Ableitung von Impulsgruppen aus einer Hauptimpulsfolge unter Verwendung eines Frequenzteilers mit binären Schaltelementen, bei der Stromtore auf kombinierte, aus dem Frequenzteiler abgeleitete Impulsfolgen ansprechen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptimpulsfolge (a) dem aus der Reihenanordnung von bistabilen (4, 6, 8) und differenzierenden Elementen (5, 7) bestehenden Frequenzteiler zugeführt wird und daß an den Verbindungspunkten (1, 2, 3) zwischen den bistabilen und differenzierenden Elementen Impulsfolgen geteilter Frequenz abgeleitet und einer Anzahl von Stromtoren (9 bis 16) parallel so zugeführt werden, daß ein Stromtor anspricht, wenn die Binärzustände der zugeführten Impulsfolgen eine bestimmte Kombination aufweisen (Fig. 2).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Störimpulse, welche in den Impulsgruppen infolge geringer Phasenunterschiede der an den Verbindungspunkten (1, 2, 3) abgeleiteten Impulsfolgen auftreten, abgetrennt werden.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Störimpulsabtrennung zusätzliche Stromtore vorgesehen sind, die auf Impulse ansprechen, deren Impulsdauer mindestens mit der gesamten durch die Phasenunterschiede verursachten Verzögerungsdauer der Reihenanordnung übereinstimmt, und daß während der Ansprechzeit der zusätzlichen Stromtore die Ausgangsspannungen der erstgenannten Stromtore unterdrückt werden.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Stromtore auf die Impulse der invertierten Hauptimpulsfolge ansprechen.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Hauptimpulsfolge außer den erwähnten abgeleiteten Impulsfolgen weitere Impulsfolgen abgeleitet werden, welche die gleiche Frequenz, jedoch unterschiedliche Phasen wie die ersten abgeleiteten Impulsfolgen aufweisen, und daß die phasenunterschiedlichen abgeleiteten Impulsfolgen in den verschiedenen Kombinationen abwechselnd getrennt auftreten, um die Störimpulse, welche durch Zeitverzögerungen der Reihenanordnung verursacht werden, zu vermeiden.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Impulsfolgen durch eine weitere Reihenanordnung von Frequenzteilern abgeleitet werden, welche der genannten ersten Reihenanordnung entspricht, die jedoch so angeordnet ist, daß die jeweils entsprechenden Frequenzteiler der beiden Reihenanordnungen abwechselnd Impulsfolgen erzeugen, welche die gleiche Frequenz und unterschiedliche Phasen aufweisen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 846 319;

J. Mi lim an und H. Taub, »Pulse and Digital circuits«, McGraw Hill Book Comp., New York, Toronto, London, 1956, S. 527 bis 532.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 009 549/300 6.60