DE1256256B - Pulse counting arrangement - Google Patents
Pulse counting arrangementInfo
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/02—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
- G01R23/10—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage by converting frequency into a train of pulses, which are then counted, i.e. converting the signal into a square wave
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Description
Impulszählanordnung Zusatz zum Patent: 1225 238 Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Impulszählanordnung, bei der in einer mehrstufigen dekadischen Zählkette aus einer Wechselspannung abgeleitete oder als Pulsfrequenz angelieferte Impulse während einer vorgegebenen, vorzugsweise die Zeiteinheit betragenden Zählzeit bzw. während einer Zählzeit, die Bruchteile oder Vielfache der Zeiteinheit beträgt, welche Zehnerpotenzen der Zeiteinheit entsprechen, sich zyklisch wiederholend gezählt werden und das Zählergebnis durch eine Anzeigeeinrichtung angezeigt wird, wobei die Zählzeit vorzugsweise aus einer Normalfrequenz abgeleitet wird und in Zehnerpotenzen eingestellt werden kann. Bei dieser Zählanordnung wird zur automatischen Zählbereichsumschaltung die Zählzeit nach Ablauf einer kürzeren Zählzeitstufe so lange um jeweils derart in ihrer Länge ansteigende Stufen erhöht, bis in die höchstwertige Dekade ein von Null abweichender Zählwert eingespeichert wurde, wobei die Summe aller abgelaufenen Zählzeitstufen jeweils ein einer vollen Zehnerpotenz entsprechender Wert ist, bei der nach Ablauf der so erhaltenen Zählzeit der Zählvorgang beendet wird und der Zählwert in an sich bekannter Weise auf einer Anzeigeeinrichtung zur Anzeige gebracht wird, und bei der ferner in Abhängigkeit von der erfolgten Zählzeit eine Dezimalstellenmarkierung auf der Anzeigeeinrichtung erfolgt.Pulse counting arrangement Addendum to patent: 1225 238 The main patent relates on a pulse counting arrangement in which in a multi-stage decadic counting chain Pulses derived from an alternating voltage or supplied as a pulse frequency during a predetermined counting time, preferably amounting to the unit of time, or during a count that is fractions or multiples of the unit of time, which Powers of ten correspond to the unit of time and are counted in a cyclical manner and the counting result is displayed by display means, wherein the counting time is preferably derived from a standard frequency and set in powers of ten can be. With this counting arrangement, the counting range is switched over automatically the counting time after the end of a shorter counting time step so long in each case steps increasing in length, up to one of in the most significant decade Count value deviating from zero has been stored, whereby the sum of all expired Counting time steps is a value corresponding to a full power of ten, at the counting process is ended after the counting time obtained in this way and the Count value brought to display in a manner known per se on a display device is, and also a decimal point marking depending on the counting time that has taken place takes place on the display device.
Bei einer solchen Anordnung wird die zu zählende Pulsfrequenz während der Zählzeit t', die um die Laufzeiten t der Schaltglieder gegenüber der Taktzeit t verschoben ist, an die Zählkette angelegt. Beispielsweise sollen auf die Zählzeit t' 9,5 Perioden der zu zählenden Pulsfrequenz fallen. Je nachdem, ob die Anschaltung der Zählkette unmittelbar nach dem letzten noch nicht gezählten Impuls oder unmittelbar vor dem ersten gezählten Impuls erfolgt, werden 9 oder 10 Impulse gezählt werden. Unter der Annahme, daß bei 10 gezählten Impulsen bereits eine Einspeicherung in die höchstwertige Dekade erfolgt, wird also jetzt der Zählvorgang beendet und der Wert 10 angezeigt. Wird dagegen der Wert 9 gezählt, so wird die Zählzeit um den Faktor 10 vergrößert und jetzt 9,5 oder 9,6 gezählt. Die vorliegende Erfindung setzt sich nun zur Aufgabe, die sich hieraus ergebende Ungenauigkeit der Zählung zu eliminieren. With such an arrangement, the pulse rate to be counted is during the counting time t ', which is the running times t of the switching elements compared to the cycle time t is shifted, applied to the counting chain. For example, aim at the counting time t 'fall 9.5 periods of the pulse frequency to be counted. Depending on whether the connection of the counting chain immediately after the last pulse that has not yet been counted or immediately occurs before the first counted pulse, 9 or 10 pulses will be counted. Assuming that 10 counted pulses have already been stored in the most significant decade occurs, the counting process is now ended and the Value 10 is displayed. If, on the other hand, the value 9 is counted, the counting time is increased by Enlarged by a factor of 10 and now counted as 9.5 or 9.6. The present invention continues now to the task of eliminating the resulting inaccuracy of the counting.
Gemäß der Erfindung wird dieses nun bei einer Impulszählanordnung nach dem Hauptpatent dadurch erreicht, daß die zu zählende Pulsfrequenz und der aus einer Normalfrequenz abgeleitete Zeittakt in einer Vergleichsschaltung miteinander verglichen werden und daß eine Anschaltung der zu zählenden Pulsfrequenz an die Zählkette erst dann erfolgt, wenn die Einsatzpunkte eines Impulses der Pulsfrequenz und des Zählzeittaktes übereinstimmen und daß dieser Impuls dann für die Zählung unterdrückt wird. According to the invention, this is now in the case of a pulse counting arrangement achieved according to the main patent in that the pulse rate to be counted and the time cycle derived from a normal frequency in a comparison circuit with one another be compared and that a connection of the pulse frequency to be counted to the Counting chain only then occurs when the starting points of a pulse of the pulse frequency and the counting clock coincide and that this pulse is then used for counting is suppressed.
Nach einer erfindungsgemäßen Abwandlung dieser Lösung wird die Aufgabe auch dadurch gelöst, daß die zu zählende Pulsfrequenz und die Normalfrequenz, aus der der Zeittakt abgeleitet wird, in einer Vergleichsschaltung miteinander verglichen werden, daß eine Anschaltung der zu zählenden Pulsfrequenz an die Zählkette und der Beginn des Zeittaktes erst dann erfolgt, wenn die Einsatzpunkte eines Impulses der Pulsfrequenz und der Normalfrequenz übereinstimmen, und daß dieser Impuls der Pulsfrequenz dann für die Zählung unterdrückt wird. After a modification of this solution according to the invention, the object is also solved in that the pulse frequency to be counted and the normal frequency from from which the clock pulse is derived, compared with one another in a comparison circuit that a connection of the pulse frequency to be counted to the counting chain and the start of the time cycle only takes place when the starting point of a pulse the pulse frequency and the normal frequency coincide, and that this pulse of the Pulse frequency is then suppressed for counting.
Die vorliegende Erfindung soll nun an Hand der Figuren eingehend beschrieben werden. Es zeigt hierbei Fig. 1 ein Zeitdiagramm, das die Abhängigkeit des gezählten Wertes von dem Einsatzpunkt der Zählperiode zeigt, Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anordnung. The present invention will now be described in detail with reference to the figures to be discribed. 1 shows a time diagram which shows the dependency of the counted value from the starting point of the counting period, FIG. 2 shows a block diagram of an embodiment of an arrangement according to the invention.
In den Figuren wurden, soweit möglich, die Bezugszeichen der F i g. 1 des Hauptpatents übernommen. In the figures, the reference numerals of F i have been used, as far as possible G. 1 of the main patent adopted.
Fig. 1 der vorliegenden Erfindung zeigt nun, wie bereits in der Einleitung ausgeführt, daß sich abhängig vom Einsatzpunkt der Zählung in bezug auf die zu zählende Pulsfrequenz unterschiedliche Zählwerte ergeben können. a sei hierbei die aus einer Normalfrequenz abgeleitete Taktzeitfolge, mit der die Zähldauer bestimmenden Taktzeit t. b sei die Zählzeitfolge, deren Zählzeit t' durch die Laufzeiten der venvendeten Glieder um den Betrag t gegenüber der Taktzeit t zeitlich verschoben ist. c sei die zu zählende Pulsfolge, wobei der Einsatzpunkt eines Impulses dieser Pulsfolge, wie unter d, e und f dargestellt, gegenüber dem Einsatzpunkt der Taktzeit t verschoben ist bzw. in f mit diesem zusammenfällt. Fig. 1 of the present invention now shows, as already in the introduction running that dependent from the starting point of the count can result in different count values for the pulse frequency to be counted. a is in this case the cycle time sequence derived from a normal frequency with which the counting duration determining cycle time t. Let b be the counting time sequence whose counting time t 'is divided by the running times of the links used shifted in time by the amount t compared to the cycle time t is. Let c be the pulse sequence to be counted, whereby the starting point of a pulse is this Pulse sequence, as shown under d, e and f, compared to the starting point of the cycle time t is shifted or coincides with this in f.
Wie bereits bei dem in der Einleitung geschilderten Beispiel entfallen auch hier auf die Taktzeit t 9,5 Perioden der zu zählenden Pulsfolge c. Beginnt der Einsatz der Taktzeit t kurz nach einem nicht mehr gezählten Impuls (Beispiel d), so fallen 9 Impulse der zu zählenden Pulsfolge c in die Zählzeit t'.As already omitted in the example described in the introduction also here on the clock time t 9.5 periods of the pulse train c to be counted. Begins the use of the cycle time t shortly after a pulse that is no longer counted (example d), then 9 pulses of the pulse sequence c to be counted fall within the counting time t '.
Beginnt dagegen der Einsatz der Zählzeit t' kurz vor einem Impuls der zu zählenden Impulsfolge c, so wird er mitgezählt, und es fallen 10 Impulse dieser Folge c in die Zählzeit t'. Dieses kann nun erfindungsgemäß dadurch verhindert werden, daß die Zählung erst freigegeben wird, also die zu zählende Pulsfrequenz c an die Zählkette angeschaltet wird, wenn der Einsatzpunkt eines Impulses der Pulsfolge c mit dem Einsatzpunkt der Taktzeit t übereinstimmt (Beispiel f). Wählt man nun die Laufzeitdt der Schalteinrichtungen bzw. die Breite der Impulse der Pulsfolge c so, daß d t etwas größer oder gleich ist als die Breite eines Impulses der Folge c, so wird dieser erste Impuls nicht mitgezählt. Das Zählresultat stimmt so mit dem wirklichen Wert überein, so daß, wenn der am Schluß der Zählzeit t' gezählte Wert 9 beträgt, die Zählzeit um den Faktor 10 verlängert wird und so der Betrag des nächsten Dezimalbruchteiles bestimmt wird, während sonst durch fälschliche Zählung der 10 eine Einspeicherung in die höchstwertige Dekade erfolgt und dadurch die Zählung beendet worden wäre.If, on the other hand, the start of the counting time t 'begins shortly before a pulse of the pulse sequence c to be counted, it is counted and 10 pulses occur this sequence c into the counting time t '. This can now be prevented according to the invention that the count is only released, i.e. the pulse frequency to be counted c is connected to the counting chain when the starting point of a pulse of the pulse train c coincides with the starting point of the cycle time t (example f). One chooses now the transit time dt of the switching devices or the width of the pulses of the pulse train c such that d t is slightly greater than or equal to the width of a pulse of the sequence c, this first pulse is not counted. The counting result agrees coincides with the real value, so that when the counted at the end of the counting time t ' Value is 9, the counting time is extended by a factor of 10 and so is the amount of the next decimal fraction is determined, while otherwise by incorrect counting The 10 is stored in the most significant decade and thereby the count would have ended.
Fig. 2 zeigt nun eine Realisationsmöglichkeit gemäß der Erfindung für eine Impulszählanordnung. Fig. 2 now shows a possible implementation according to the invention for a pulse counting arrangement.
4 ist entsprechend der F i g. 1 des Hauptpatents eine bistabile Schaltstufe, durch deren Ausgangssignal eine als Torschaltung dienende UND-Schaltung 5 gesteuert wird, so daß die Impulse der Pulsfolge c an die Zählkette8 gelangen können, wenn an den anderen Eingang der UND-Schaltung 5 vom Ausgang der bistabilen Schaltstufe 4 ein Potential angelegt wird. 10 ist die Ziflemanzeigeeinrichtung. Die zu zählende Pulsfolge c liegt außer an dem einen Eingang der UND-Schaltung 5 auch noch an einem Eingang einer zweiten UND-Schaltung 13, deren Eingänge dynamisch sind, also nur auf Potentialänderungen und hier nur auf Änderungen von 0 nach 1 ansprechen. An dem zweiten Eingang dieser UND-Schaltung 13 liegt die Taktzeitfolge a an. Die UND-Schaltung 13 gibt an ihrem Ausgang also nur ein Signal, und zwar einen Nadelimpuls ab, wenn Vorderflanke eines Impulses der Folge c und Vorderflanke des Zeittaktes a zusammenfallen. Durch diesen Nadelimpuls schaltet die bistabile Schaltstufe 4 und gibt an ihrem Ausgang ein Potential ab, das die UND-Schaltung 5 für die Pulse der Folge c entsperrt.4 is corresponding to FIG. 1 of the main patent a bistable switching stage, an AND circuit 5 serving as a gate circuit is controlled by its output signal so that the pulses of the pulse train c can reach the counting chain 8, if to the other input of the AND circuit 5 from the output of the bistable switching stage 4 a potential is applied. 10 is the number display device. The one to be counted In addition to one input of the AND circuit 5, the pulse sequence c is also applied to one Input of a second AND circuit 13, the inputs of which are dynamic, so only respond to potential changes and here only to changes from 0 to 1. At the second input of this AND circuit 13 is the clock time sequence a. The AND circuit 13 therefore only emits a signal at its output, namely a needle pulse, if The leading edge of a pulse of the sequence c and the leading edge of the clock cycle a coincide. This needle pulse switches the bistable switching stage 4 and gives its Output from a potential that unlocks the AND circuit 5 for the pulses of the sequence c.
Die bistabile Schaltstufe 4 weist einen zweiten Eingang auf, über den sie wieder in die Ruhestellung zurückgestellt werden kann. Dieser Eingang ist als dynamischer Eingang ausgebildet, d. h., er spricht nur auf Potentialänderungen, und zwar hier von 1 auf 0, an. An ihm ist die Zeittaktfolgea angelegt, so daß die bistabile Schaltstufe jeweils am Ende des Zeittaktes t in Ruhe zurückgestellt wird. Durch Zeitkonstanten enthaltende Glieder kann der bistabilen Schaltstufe 4 eine solche Ansprech- und Abschaltverzögerung gegeben werden, daß die hierdurch verursachte Verzögerungszeit d t den vorher erläuterten Bedingungen genügt.The bistable switching stage 4 has a second input via which it can be returned to the rest position. This entrance is designed as a dynamic input, d. i.e., he speaks only for potential changes, from 1 to 0 here. The timing sequence a is applied to it, so that the bistable switching stage is reset at rest at the end of the cycle t. By elements containing time constants, the bistable switching stage 4 can have a such response and switch-off delay are given that the caused thereby Delay time d t satisfies the previously explained conditions.
Eine Variante der beschriebenen Anordnung sieht nun vor, daß nicht durch Zählung der Normalfrequenz in der Zeitzählkette laufend Zeittakte geliefert werden, deren Einsatzpunkte dann mittels der Umschaltung 13 auf Koinzidenz mit den Einsatzpunkten der Impulse der zu zählenden Pulsfolge geprüft werden, vielmehr werden bereits die Einsatzpunkte der Impulse der als Normalfrequenz dienenden Pulsfolge mit denen der zu zählenden Pulsfolge auf Koinzidenz in der UND-Schaltung 13 verglichen. A variant of the arrangement described now provides that not by counting the normal frequency in the time counting chain, time clocks are continuously supplied are, the points of use then by means of the switchover 13 to coincidence with the Starting points of the pulses of the pulse train to be counted are checked, rather, they are already the starting points of the pulses of the pulse train serving as the normal frequency compared with those of the pulse train to be counted for coincidence in the AND circuit 13.
Bei vorliegender Koinzidenz wird dann mittels der UND-SchaltungS die Zählkette 8 für die Zählung freigegeben, ebenso erfolgt durch den bei Koinzidenz am Ausgang der UND-Schaltung 13 abgegebenen Nadelimpuls eine Freigabe der Zeitzählkette zur Ableitung des Zeittaktes. Abweichend von der Fig.2 liegt also an dem einen Eingang der UND-Schaltung 13 nicht der Zeittakt a, sondern die Normalfrequenz, während an den Ausgang dieser UND-Schaltung zusätzlich eine nicht dargestellte Schaltstufe angeschlossen ist, die die Zeitzählkette freigibt. Diese Variante hat den Vorteil, daß die Wahrscheinlichkeit für eine Koinzidenz der Normalfrequenzimpulse mit den Zählimpulsen erheblich größer ist als die der Zeittaktimpulse mit den Zählimpulsen. Der Einsatz der Zählung wird also hier früher erfolgen.If there is a coincidence, the AND circuit S then uses the Counting chain 8 is released for counting, as is the case with coincidence at the output of the AND circuit 13 needle pulse emitted a release of the time counting chain to derive the time cycle. In contrast to FIG. 2, there is one input of the AND circuit 13 is not the clock cycle a, but the normal frequency while on the output of this AND circuit also has a switching stage, not shown is connected, which enables the time counting chain. This variant has the advantage that the probability of a coincidence of the normal frequency pulses with the Counting pulses is considerably larger than that of the clock pulses with the counting pulses. Counting will be used earlier here.
Beträgt die Wiederholungszeit der Impulse der Pulsfolge c einen ganzzahligen Teil der Taktzeit t und weichen die Einsatzzeiten voneinander ab, so tritt nie Koinzidenz der UND-Schaltung auf, und eine Zählung kann nicht erfolgen. Weicht die Wiederholungszeit der Impulse der Pulsfolge c nur sehr wenig von einem ganzzahligen Bruchteil der Taktzeit t ab, so kann es unzumutbar lange dauern, bis einmal Koinzidenz auftritt und der Zählvorgang eingeleitet wird. Aus diesem Grund ist eine nicht dargestellte Zeitschaltung vorgesehen, die dann nach einer vorgegebenen Zeit ohne Koinzidenz bei Beginn des Zeittaktes t ein Durchschalten der bistabilen Schaltstufe 4 freigibt. Bei Bedarf kann dabei auf der Ziffernanzeige signalisiert werden, ob die Zählung mit oder ohne Koinzidenz erfolgt ist. If the repetition time of the pulses of the pulse train c is an integer Part of the cycle time t and if the operating times deviate from one another, then there is never a coincidence the AND circuit on, and a count cannot take place. The repetition time gives way of the pulses of the pulse train c very little of an integral fraction of the Cycle time t, it can take an unreasonably long time until coincidence occurs once and the counting process is initiated. For this reason, one is not shown Timing provided, which then after a predetermined time without coincidence at the beginning of the cycle t a switching through of the bistable switching stage 4 enables. If necessary, it can be signaled on the numeric display whether the count occurred with or without coincidence.
Claims (4)
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