-
Elektronischer Zähler mit Vorwärts- und Rückwärtszählung Die Erfindung
betrifft eine Schaltungsanordnung zur Addition und Subtraktion von Impulsen und
verwendet hierzu eine aus Flip-Flops bestehende Zählkette. Bei den bekannten Anordnungen
dieser Art sind zwei Impulseingänge vorgesehen, von denen einer für zu addierende
und der andere für zu subtrahierende Impulse verwendet wird. Die Erfindung bezweckt,
einen besonderen Impulseingang mit eigenem Impulsverstärker für die Subtraktion
zu vermeiden. Dies erreicht die Erfindung unter Anwendung eines elektronischen Zählers,
welcher aus in Kaskade verbundenen Flip-Flops besteht, deren Ausgänge mit dem Eingang
des Flip-Flops der nächsten Stufe verbunden sind, dadurch, daß beide Ausgänge eines
Flip-Flops über entgegengesetzt steuerbare Torschaltungen mit dem Eingang des in
der Kette folgenden Flip-Flops verbunden sind und daß die Torschaltungen beider
Ausgänge für Vorwärtszählung in einem Sinn und für Rückwärtszählung im anderen Sinn
entgegengesetzt geschaltet sind, so daß entweder nur die an dem einen Ausgang oder
nur die an dem anderen Ausgang auftretenden Spannungsänderungen auf den Eingang
des folgenden Flip-Flops einwirken. Indem also die Torschaltungen entsprechend beeinflußt
werden, ist es durch die Erfindung möglich, die einer Abzählkette über deren einzigen
Eingang zugeführten Impulse entweder zu den bereits eingespeicherten Impulse hinzuaddieren
oder jeden einlaufenden Impuls vom eingespeicherten Wert abzuziehen.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 den Aufbau der Zählkette und F i g. 2 die Schaltungsanordnung
eines einzelnen, als Flip-Flop ausgebildeten Zählgliedes.
-
Wie aus der F i g. 1 hervorgeht, sind mehrere Zählglieder
G 1 bis Gn in einer Kette hintereinandergeschaltet, wobei jedes dieser Zählglieder
die binäre Einspeicherung eines Stellenwertes erlaubt. Jedes Zählglied ist mit dem
in der Kette folgenden Glied über eine Verbindungsleitung VL 1 bis VLn-1
verbunden, wobei diese Verbindungsleitungen mit den Ausgangsklemmen A und
51 des jeweils vorgeordneten Zählgliedes in Verbindung stehen. In die mit
den Kleramen A und 51 verbundenen Abzweige der Verbindungsleitungen
VL sind Dioden D und ZY geschaltet, die so gepolt sind, daß lediglich negative
Spannungsänderungen über die Leitung VL der nächstfolgenden Stufe der Zählkette
zugeführt werden können. Gemeinsam für alle Abzählglieder ist ein Steuerleitungspaar
addlsubtr, daß über Dioden Ds und Da mit den einzelnen Verbindungsleitungen VL1
bis VLn-1 in Verbindung steht. Soll ein auf das erste Glied der KetteG1 gegebener
Impuls addiert werden, so wird an die Leitung add positives und an die Leitung subtr
negatives Potential angeschaltet. Zur Subtraktion eines Impulses wird umgekehrt
an die Leitung add negatives und an die Leitung subtr positives Potential geschaltet.
Infolge der Dioden Ds und Da kann im ersteren Fall die an der Ausgangsklemme
A auftretende negative Spannungsänderung über die Diode Dl auf das
nächstfolgende Zählglied einwirken, Während im zweiten, Falle die an der Klemme
#T auftretende negative Spannungsänderung einen Einfluß auf das nächstfolgende Zählglied
ausüben kann.
-
Der Aufbau der einzelnen Abzählglieder geht aus F i g. 2 hervor.
Diese Zählglieder sind in bekannter Weise als Flip-Flops ausgestattet, die zwei
Transistoren Trl und Tr2 besitzen. Die Anordnung ist dabei so geschaltet, daß im
Ruhezustand der Transistor Tr2 offen und der Transistor Trl gesperrt ist. Dioden
Dil und D12 stellen sicher, daß immer nur eine an der Eingangsklemme E auftretende
negative Spannungsänderung das betreffende Flip-Flop von der einen in die andere
Lage umsteuem kann. Der weitere Aufbau des Flip-Flops ist im einzelnen bekannt und
wird daher nicht mehr näher beschrieben. Zur Signalisierung der vorhandenen Einspeicherung
eines Wertes in jedes der Zählglieder ist eine Anzeigelampe AL vorgesehen,
die beim öffnen des Transistors Trl zum Aufleuchten kommt. Diese AnzeigelampeAL
stellt im kalten Zustand einen hochohmigen Widerstand dar, der bei einer Erwärmung
der Lampe plötzlich niederohmig wird und daher einen Spannungssprung verursacht,
der Anlaß zu Fehlschaltungen geben kann. Um dies zu vermeiden, wird die Anzeigelampe
AL im Ruhezustand über einen hochohmigen Widerstand Rh vorgeheizt, wobei
dieser Widerstand so bemessen ist, daß die Lampe über ihn noch nicht zum Aufleuchten
kommen
kann. Durch Drücken der Löschtaste Lö ist es möglich, das betreffende Flip-Flop
wieder in seinen Ausgangszustand zu versetzen, wenn die binäre Anzeige der Zählkette
gelöscht werden soll.
-
Wird beispielsweise dem ersten Flip-Flop ein Impuls an der Eingangsklemme
E zugeführt, so wirkt dessen absteigende Impulsflanke über dieDiodeDil so
auf die Basis des Transistors Trl ein, daß dieser Transistor vom gesperrten in den
geöffneten Zustand überführt wird, während der TransistorTr2 den gesperrten Zustand
annimmt. Das Potential an der Klemme A wird dadurch positiver, während das
Potential an der Klemme#f bei der Sperrung des Transistors Tr2 negativer wird. Ist
Pluspotential an die Steuerleitung add geschaltet, während an der Steuerleitungsubtr
negatives Potential lieg so kann infolge der Torschaltung die negative Spannungsänderung
an der KlemmeÄ nicht zum Eingang des nächsten Flip-Flops gelangen, während die positive
Spannungsänderung an der KlemmeA infolge der Diode Di sowie der Dioden Di
1 und Di 2 im nachfolgenden Flip-Flop sich ebenfalls nicht auf das nächstfolgende
Flip-Flop G2 auswirken kann. Die Einspeicherung eines Impulses hat damit
zu einer Zustandsänderung des ersten Flip-Flops der Kette geführt. Beim Einlaufen
eines zweiten Impulses wird das erste Flip-Flop zurückgesteuert, d.h. der Transistor
Trl ist nun wieder gesperrt, während der Transistor Tr2 geöffnet wird. Dabei tritt
an der Klemme A eine negative Spannungsänderung und an der Klemme N eine
positive Spannungsänderung auf. Von diesen Spannungsänderungen wirkt sich lediglich
die an der Klemme A auftretende auf den Eingang des nächstfolgenden Flip-Flops
aus, das nunmehr z> in der vorbeschriebenen Weise in den anderen Schaltzustand übergeführt
wird, der die Einspeicherung eines bestimmten Wertes kennzeichnet. Durch den Eingang
zweier Impulse befindet sich somit das erste Flip-Flop in der Ausgangslage, während
das zweite Flip-Flop in der Einspeicherlage ist. Ein dritter Impuls führt das erste,
Flip-Flop in seine Einspeicherlage zurück, während das zweite Flip-Flop sich in
dieser Einspeicherlagge bereits befindet und in dieser vorerst auch gehalten wird.
-
Es ist leicht einzusehen, daß auf diese Weise die Zählkette nacheinander
in der binären Zählweise aufgefüllt wird, falls nur an der Steuerleitung add positives
und an der Steuerleitung sitbir negatives Potential herrscht.
-
Wird zwischen diesen Leitungen ein Potentialwechsel vorgenommen und
trifft nunmehr ein Impuls am EingangE des ersten Flip-Flops ein, so wird dieser
Impuls von der bereits eingespeicherten Impulszahl abgezogen.
-
Zur Veranschaulichung dieses Vorganges sei angenommen, daß drei Impulse
bereits eingespeichert wurden, daß sich also das erste und das zweite Flip-Flop
im Einspeicherzustand befinden, in dem der Transistor Trl geöffnet und der Transistor
Tr2 gesperrt ist. Durch die negative Impulsflanke des Eingan gsimpulses wird nun,
wie bei der Addition, das erste Flip-Flop in seinen entgegengesetzten Schaltzustand
übergeführt, d. h. der Transistor Trl wird gesperrt und der Transistor Tr2
geöffnet. Die Spannungsänderung an der Ausgangsklemme A kann dabei nicht
in Erscheinung treten, weil nun die Torschaltuno, derart auf die Verbindungsleitung
VL1 einwirkt, daß die an der KlemmeA auftretenden negativen Spannungsänderungen
nicht durchgelassen werden. Da bei dieser Schaltzustandsänderung des ersten Flip-Flops
an der Ausgangsklemme7f eine positive Spannungsänderung stattfindet, wirkt sich
auch diese nicht auf das nachfolgende Flip-Flop aus, d.h. beim Subtraktionsvorgano,
bleibt dieses zweite Flip-Flop in der Einspeicherlage, während das erste Flip-Flop
in die Ausgangslage zurückgeführt wird.
-
Soll nun ein weiterer Impuls abgezogen werden, so bewirkt das Einlaufen
dieses Impulses die überführung des ersten Flip-Flops in die Einspeicherlage, während
nun die negative Spannungsänderung an der Ausgangsklemme71 auf das nachfolgende
Flip-Flop einwirkt und dieses aus der Einspeicherlage in die Ausgangslage überführt.
Die an der Ausgangsklemme X dieses zweiten Flip-Flops auftretende Spannungsänderung
besitzt eine positive Richtung und kann infolgedessen auf das nachfolgende dritte
Flip-Flop nicht einwirken. Es befindet sich somit nun lediglich das erste Flip-Flop
in der Einspeicherlage und kennzeichnet damit den durch die Subtraktion zweier Impulse
erhaltenen Wert.