-
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen einstellbaren
magnetischen Zähler, bei dem der Modul einer Zählstufe durch Einstellung der Spannungsquelle
des den Zählkern speisenden Transistors einstellbar ist, wobei die Zählstufe einen
Eingangskreis für den Empfang von Impulsen aus einer Impulsquelle aufweist und der
Modul eine Funktion des Spannungszeitintegrals (des Voltsekundeninhalts) von Eingängen
dieses Eingangskreises ist.
-
Bei zahlreichen elektronischen Steuergeräten besteht die Aufgabe,
eine kleine leichte und einfache Vorrichtung zum Zählen und Speichern von Impulsen
einzubauen, von der verlangt wird, Impulse beliebiger Anzahl innerhalb eines bestimmten
ausgewählten Bereichs zu zählen; derartige Vorrichtungen müssen natürlich billig
sein und sich zur Massenherstellung eignen.
-
In. der USA.-Patentschrift 2 897 380 ist ein Inkrementzähler auf magnetischer
Basis beschrieben, auf den sich die Erfindung bezieht. Der Magnetkern eines solchen
Zählwerks benötigt einen Eingang für eine vorgegebene Gesamtenergie oder das Produkt
aus Volt und Sekunden; dieser magnetische Kern muß von dem einen Zustand der magnetischen
Sättigung in den entgegengesetzten Zustand umschaltbar sein. Wird das Produkt aus
Volt und Sekunden in gleichen Inkrementen hinzugefügt, dann verbleibt der magnetische
Kern in regelmäßiger Folge in magnetischen Zwischenzuständen zwischen dem Eintreffen
der einzelnen Eingänge, wobei es keine Rolle spielt, wie weit die einzelnen Eingänge
zeitlich voneinander getrennt sind, und der Kern wird schließlich erst bei dem n-ten
Eingang vollständig gesättigt, Anschließend wird der Kern automatisch in den Zustand
seiner ursprünglichen Sättigung zurückgestellt, um für den nachfolgenden Zählzyklus
bereit zu sein; im Zeitpunkt der Rückstellung wird ein Ausgangsimpuls erzeugt, um
den Empfang der n Eingangsimpulse anzuzeigen. Diese Vorrichtung ist daher ein Zählwerk
mit einer Anzeige für die Zahl n oder aber auch ein Impulsfrequenzteiler mit den
entsprechenden Eigenschaften für länger andauernde Speicherungen.
-
Im Interesse der Genauigkeit des Zählvorgangs müssen sämtliche n Eingangsimpulse
annähernd identische Voltsekundenintegrale aufweisen. Um derartige unzuverlässige
Eingangsimpulse zu erhalten, macht man von der Tatsache Gebrauch, daß der Voltsekundengehalt
der Ausgangsimpulse, die aus einem solchen Zählwerk abgeleitet werden, für eine
vorgegebene Vorrichtung praktisch konstant ist. Infolgedessen kann ein Zählwerk
für hohe Geschwindigkeiten und große Zahlen mit einzelnen Zählern dieser Art in
Kaskade geschaltete Zähler aufweisen, so daß jeder Ausgangsimpuls aus jeder vorhergehenden
Stufe einen Eingangsimpuls mit stabilem bzw. konstantem Energieinhalt an die nächstfolgende
Stufe abgibt. Auf diese Weise arbeitet jede Stufe als zuverlässiger und betriebssicherer
Impulsformer für die nachfolgende Stufe. Vor der ersten Zählstufe kann eine einfache
Impulsformstufe liegen, die den gleichen Aufbau zeigt, mit Ausnahme der Tatsache,
daß sie ein sehr niedriges Übersetzungsverhältnis aufweist (beispielsweise 1:1 oder
2: 1) und infolgedessen selbst nicht in kritischer Weise davon abhängig ist, einen
sauber geformten Eingangsimpuls zu empfangen.
-
Die Konstanz des Energieinhalts eines Ausgangsimpulses ist bei solchen
Vorrichtungen normalerweise über einen weiten Bereich praktisch unempfindlich gegenüber
Änderungen der Netzspannung, so daß derartige Vorrichtungen auch ohne weiteres mit
Stromquellen mit schwankender Spannung betrieben werden können, ohne daß man der
Spannungsregelung eine allzu große Aufmerksamkeit zu schenken braucht und ohne daß
man Aufwendungen für die kostspieligen Einrichtungen derartiger Spannungsregler
aufzubringen braucht. Eine Änderung der Spannung des Netzes, die sich auf eine vorhergehende
Stufe auswirkt, kann zu einer Änderung der Spannungsamplitude des Ausgangsimpulses
führen, der diese auf die nachfolgende Stufe überträgt. Aus Gründen, die später
noch erläutert werden sollen, wird diese Änderung der Impulsspannungsamplitude durch
eine entgegengesetzte Änderung der Impulsdauer kompensiert, d. h. Spannung und Zeit
ändern sich in entgegengesetzten Richtungen, und der exakte Wert für die Erhaltung
des Produkts aus Volt und Sekunden bleibt umgeändert.
-
Eine solche Konstanz des Energieinhalts des Impulses ist insbesondere
vom Standpunkt der Stabilität oder Konstanz der Zählung aus gesehen, ein wesentlicher
erstrebenswerter Vorteil, bedeutet aber einen Nachteil, wenn verlangt wird, ein
einstellbares Zählwerk zu schaffen, bei welchem der Betrag der Zählung geändert
werden soll.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
für magnetische Grenzzähler zu schaffen, bei welcher der Betrag bzw. das Resultat
einstellbar ist.
-
Bei den bisher bekanntgewordenen Lösungen des Problems der Schaffung
einstellbarer elektronischer Zähler hat man die Auswirkungen des Energieinhalts
eines vorgegebenen Eingangsimpulses auf den Kern der betreffenden Zählstufe geändert.
Beim Gegenstand der Erfindung wird der Betrag bzw. die betreffende Zahl auf andere
Weise geändert, so daß man neue Vorteile gewinnt. Bei den bisher bekanntgewordenen
Zählern dieser Art wurde die Energie für die Eingabe eines Impulses in eine Zählwerkstufe
einzig und allein aus der Spannung abgeleitet, die in der Ausgangswicklung der vorhergehenden
Stufe während ihrer Rückstellung erzeugt wurde. Beim Gegenstand der Erfindung benutzt
man, im Gegensatz dazu, eine Hilfsspannungsquelle, um die Amplitude sämtlicher Impulse,
die von der Zählstufe empfangen werden, zu vergrößern oder zu verkleinern. Man braucht
infolgedessen eine kleine Anzahl vergrößerter oder verstärkter Impulse bzw. eine
größere Anzahl kleinerer Impulse, um den Kern der Zählstufe zu sättigen, obwohl
die vorhergehende Stufe ihren Ausgang überhaupt nicht geändert hat. Durch Änderung
der Spannung dieser Hilfsspannungsquelle können unterschiedliche Beträge ausgewählt
werden.
-
Allerdings ist bei dieser Lösung das Produkt aus Volt und Sekunden
der Eingangsimpulse in eine Zählstufe hinein zum Teil durch die Spannung einer anderen
Quelle als dem Ausgang der vorhergehenden Stufe mit konstantem Energieinhalt gegeben.
Das Resultat hiervon ist, daß man sich den Problemen der Spannungsregelung erneut
gegenübergestellt sieht und damit verbunden höheren Aufwendungen für die einzelnen
Bauteile. Außerdem zeigen sich die aufgezeigten Probleme nunmehr in ganz besonders
verwickelter Form, weil sich zeigt, daß es nicht nur sehr wichtig
ist,
die Hilfsspannung konstant zu halten, sondern weil es zum mindesten ebenso wichtig
ist, ein vorgegebenes Verhältnis zwischen dieser Spannung und der betreffenden Netzspannung
einzuhalten.
-
Schaltungsanordnung für einen einstellbaren magnetischen Zähler sind
in großer Zahl bekanntgeworden. So sind beispielsweise Impulsfrequenzteilerschaltungen
aus den deutschen Auslegeschriften 1124 090, 1162 876 bekannt, während die deutsche
Auslegeschrift 1102 813 ein magnetisches Zählelement beschreibt, welches nach Empfang
einer bestimmten Anzahl von Eingangsimpulsen ein Ausgangssignal liefert.
-
Aus der Zeitschrift »Proceedings of the National Electronics Conference«,
1955, S.859 bis 868, ist eine Schaltungsanordnung für einen einstellbaren magnetischen
Zähler bekannt, bei welchem die Zählkapazität bzw. der Modul einer Zählstufe dadurch
einstellbar ist, daß die Spannungsquelle des den Zählkern speisenden Transistors
durch entsprechende Abgriffe an einer Spannungsquelle mittels eines besonderen Schalters
einstellbar ist.
-
Schließlich ist aus der deutschen Auslegeschrift 1164 486 eine Impulszähleinrichtung
bekannt, in welcher eine Hilfsspannungsquelle in Reihe mit dem Eingangskreis und
der Impulsquelle liegt.
-
Ausgehend von diesem vorbekannten Stand der Technik wird die gestellte
Aufgabe dadurch gelöst, daß bei Schaltungsanordnungen dieser Art die Hilfsspannungsquelle
in an sich bekannter Weise in Reihe mit dem Eingangskreis und der Impulsquelle geschaltet
ist und die Hilfsspannung gleichzeitig und im Gleichlauf mit den Eingangsimpulsen
während der Dauer der Eingangsimpulse auf den Eingangskreis gegeben wird.
-
Der Hauptvorteil der neuen Schaltungsanordnung ist darin zu sehen,
daß die Stabilität bzw. Konstanz der Zählung wesentlich erhöht wird und daß sich
ein ganz besonders einfacher Aufbau der ganzen Schaltungsanordnung ergibt.
-
Im folgenden soll die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung
im einzelnen näher erläutert werden. In dieser ist F i g. 1 ein Schaltbild eines
zweistufigen elektronischen Zählers mit Netzanschluß und den entsprechenden elektrischen
Verbindungen zur Einstellung der Zahl nach der technischen Lehre der Erfindung,
F i g. 2 ein schematisches Schaltbild für eine zweistufige Netzspannungsregelung,
bei welcher nur ein Pegel veränderlich ist, zur Anwendung auf den Zähler nach F
i g. 1, F i g. 3 ein Blockschaltbild, welches ein mehrstufiges System für große
Zahlen im Bereich der Hunderter darstellt und mit welchem man selbst solche Beträge
auswählen kann, die nicht das Produkt zur Verfügung stehender Module dieser einzelnen
Zählstufen sind, F i g. 4 das Schaltbild eines Netzanschlußteils für die Vorrichtung
nach F i g. 3, die ihrerseits auch in Modulform aufgebaut ist; F i g. 5 ein Schaltbild
für die Einer-Zählung für die Schaltanordnung nach F i g. 4, F i g. 6 ein Schaltbild
für die Zählmodule für die Addition von Zehnern oder Hundertern, F i g. 7 das Schaltbild
für den Endmodul zur Verwendung in dem Zähler in der Schaltungsanordnung nach der
Erfindung, F i g. 8 ein Schaltbild für die elektrischen Verbindungen zwischen den
Schaltungsanordnungen nach den F i g. 4 bis 7, die dazu dienen, einen Zähler im
Bereich der Hunderter zu bekommen, F i g. 9 ein Blockschaltbild für die Einrichtung
zur Berücksichtigung der Nullen bei den Zahlen höherer Rangordnungen, F i g. 10
ein Blockschaltbild mit einer Schaltungsanordnung zur Berücksichtigung der Nullen
bei den Zahlen niedrigerer Rangordnungen, und F i g. 11 eine Schaltungsanordnung
für die elektrischen Verbindungen zwischen den Schaltkreisen nach den F i g. 4 bis
7 zur Bildung eines Zählwerks im Bereich der Zehner.
-
F i g. 1 zeigt das Schaltbild eines elektronischen Zählers mit zwei
voneinander getrennten Zählwerksstufen 10 und 20. Die erste Stufe
10 weist einen ersten magnetischen Kern 11 mit quadratischer Magnetisierungsschleife
auf sowie die zu ihm gehörigen Schaltkreise. Diese erste Stufe umfaßt einen Impulsformer,
der eine Anzahl schlechtgeformter Eingangsimpulse, beispielsweise die nagelförmigen
Impulse 12, empfängt, und die beispielsweise eine gleich große Anzahl praktisch
quadratischer Impulse 14 mit gleichförmigem Voltsekunden-Energieinhalt abgibt.
Die Impulse 14 werden dann über einen Zwischenstufentransistor Q
103 auf die zweite Stufe 20 gegeben, die im wesentlichen aus einem
zweiten magnetischen Kern 22 mit quadratischer Magnetisierungsschleife und
den zugehörigen Schaltkreisen besteht. Dies ist die eigentliche Zählstufe. Nach
Empfang von n Impulsen 14 erzeugt diese Stufe einen einzigen Ausgangsimpuls
und geht auf die Ausgangsstellung zurück, um für die Zählung der nächsten n Impulse
bereit zu sein. Der dargestellte Zähler liefert entweder einen Impuls
16 für je sechs Eingangsimpulse 14 oder 18 Impulse im Verhältnis 1:
3 der Eingangsimpulse 14. Diese Werte für n sind nur beispielsweise und außerdem
niedrig gewählt, um die Erklärung zu vereinfachen. Bei praktisch ausgeführten Geräten
kann die größte Zahl je Stufe jede beliebige Zahl von 1 bis zu mehreren Dekaden
sein.
-
Im folgenden sollen der Impulsbildner oder Impulsformer und die Zählstufen
im einzelnen beschrieben werden. Die Erläuterung der Impulsformerstufe
10
nach F i g. 1 gilt auch für den Impulsformer U10
nach F i g. 5. Um
einen Vergleich der beiden Anordnungen zu erleichtern, tragen beide Impulsformer
die gleichen Bezugsziffern, die mit Ausnahme der vorausgestellten Bezugsbuchstaben
ähnlich sind.
-
Wie in der obengenannten USA.-Patentschrift im einzelnen erläutert
ist, werden die nagelförmigen Eingangsimpulse 12 auf Eingangsklemmen F und
G gegeben, an welche die Leitungen 30 bzw. 32 angeschlossen sind.
Der positive Teil des Signals wird über einen Begrenzungswiderstand R101 auf die
Basis eines NPN-Eingangstransistors Q 101 gegeben. Der negative Teil des
Signals gelangt über Leitungen 32 und 32 d auf den Emitter des Transistors
Q 101.
Jeder Eingangsimpuls bewirkt eine Umschaltung des Eingangstransistors
in dem Sinne, daß der Strom für die Sättigung des Kerns von einer Netzleitung
38
durch einen Strombegrenzungswiderstand 102, eine Kernsättigungswicklung
N1 auf dem Kern 11, ddn Eingangstransistor 101 und zurück über die Leitungen
32d und 32 zu einer Netzleitung 32a fließt. Da die Stufe 10 einen Impulsformer
darstellt, ist sie so ausgelegt, daß dieser Strom genügend groß ist, um den Kern
11 von dem einen Sättigungszustand über
den entgegengesetzten magnetischen
Sättigungszustand hinauszutreiben.
-
Beim Ende des Eingangsimpulses hört auch der Sättigungsstrom in der
Wicklung N1 auf, und der Kern 11 gelangt entsprechend seiner Hysteresisschleife
vom Pegel der übersättigung auf den Restpegel. Diese Flußänderung induziert eine
Spannung in einer Triggerwicklung N2, die ebenfalls auf den Kern 11 aufgebracht
ist. Der Emitter-Basis-Kreis eines Rückstelltransistors Q 102 liegt so an der Wicklung
N2, daß die induzierte Spannung den Transistor Q l02 einschaltet: Das Ergebnis
hiervon ist, daß der Rückstellstrom aus der Netzleitung 38 über den Rückstelltransistor
102, eine Rückstellwindung N3 und zurück über die Leitung 32b und 32 zu der Speiseleitung
32a fließt. Dieser Strom hat eine solche Richtung, daß er den Kern 11 auf seinen
ursprünglichen Zustand der magnetischen Sättigung zurückstellt. Die Flußänderung,
die bei dieser Rückstellung des Kerns 11 eintritt, bewirkt, daß die vorher in der
Treiberwicklung N2 erzeugte Spannung erhalten bleibt. Die Erhaltung dieser Spannung
bewirkt, daß der Rückstelltransistor Q 102 weiterhin stromdurchlässig bleibt, bis
der Rückstellvorgang vollendet ist. Ist dies erreicht, dann wird die Permeabilität
des Kerns 11 kleiner; und die in der Triggerwicklung N2 erzeugte Spannung nimmt
ab und ermöglicht es so, daß der Rückstelltransistor Q102 ausschaltet. Dies beendet
den Zyklus mit zurückgestelltem Kern 11, der auf diese Weise für den nächsten Eingangsimpuls
12 bereit ist. Jeder nachfolgende Eingangsimpuls bewirkt eine Wiederholung des beschriebenen
Zyklus.
-
Während der Zeit, in der die Rückstellung des Kerns 11 erfolgt, bewirkt
die im Zusammenhang damit eingetretene Flußänderung die Induzierung einer Spannung
in einer Ausgangswicklung N5, die ebenfalls auf dem Kern 11 liegt. Diese
Wicklung wirkt infolgedessen als Quelle für eine elektromotorische Kraft zur Erzeugung
des Impulses 14. Es wird für jede einzelne der Nagelspitzen 12 ein derartiger
Impuls erzeugt.
-
Im folgenden soll zunächst die Zählstufe 20 näher beschrieben werden.
Diese Beschreibung gilt gleichzeitig für die Zählstufen U20 der Fig. 3 und AF20
und A 20 der F i g. 6. Zur Erleichterung eines Vergleichs sind entsprechende Teile
mit ähnlichen Bezugszeichen versehen, mit Ausnahme bestimmter Unterscheidungsvorzeichen.
-
Der in der Wicklung N5 entwickelte Impuls 14 wird auf den Emitter
des Transistors Q 103 sowie auf dessen Basiswiderstände R 105 so gegeben, daß der
Transistor Q 103 stromleitend wird. Der Impuls 14 geht daher durch den Transistor
Q 103 und durch eine Eingangswicklung CN 1, CN 2, CN 3 hindurch,
die auf dem Kern 22 liegt. Da nun die Stufe 20 ein Zähler ist, ist
dieser so ausgelegt, daß jeder einzelne Impuls 14 dazu dient, den Kern 22 nur um
ein Stück vom Sättigungspunkt auf die Sättigung in der entgegengesetzten Richtung
zu treiben. Zwischen den Eingängen bleibt der Kern 22 auf seinem Grenzwert der Magnetisierung,
der sich als Ergebnis des allerletzten Eingangs ergibt. Schließlich treibt der n-te
der Eingänge 14 den Kern 22 über seine Sättigung hinaus. Dann erfolgt die Rückstellung
auf die gleiche Weise, wie sie für die Stufe 10 beschrieben worden ist. Das heißt,
nachdem der n-te Eingang 14 sein Ende gefunden hat, fällt der Kern 22 vom Zustand
der übersättigung auf den Restwert der Magnetisierung, und diese Flußänderung erzeugt
eine Spannung in einer Triggerwicklung CN2. Diese induzierte Spannung schaltet einen
Rückstelltransistor Q 104 ein, der dann einen Strom aus der Speiseleitung über folgenden
Weg erhält: Leitung 38 a, Transistor Q 104, Diode CR 102, eine Rückstellwicklung
CN 3 und zurück über eine Leitung 32 c zu der Netzleitung 32 a. Die Flußänderung,
die im Zusammenhang mit der Rückstellung des Kerns 22 auftritt, unterstützt die
induzierte Spannung in der Triggerwicklung CN2 im erforderlichen Ausmaß, um den
Rückstelltransistor Q 104 eingeschaltet zu halten, bis der Rückstellvorgang vollendet
ist.
-
Der Ausgang der Zählerstufe 20 wird in ähnlicher Weise erzeugt wie
derjenige in der Impulsformerstufe 10. Die Flußänderung, welche die Rückstellung
des Kerns 22 begleitet, induziert einen Spannungsimpuls 16 oder 18 in einer Ausgangswicklung
CN5, die um den Kern 22 herumgewickelt ist. Dieser Ausgang wird über Leitungen 54
und 56 auf ein Ausgangsklemmenpaar A" und S gegeben, wobei die Klemmen relativ zu
der Klemme A" auf positives Potential gebracht werden. Den Ausgang kann man dazu
benutzen, irgendeine gerade gewünschte Steuerung durchzuführen oder eine Datenverarbeitung
bei Geräten mit hohen Zahlen einzuleiten; bei denen mehrere Zählstufen in Kaskade
geschaltet sind, und der Ausgang wird im allgemeinen vorzugsweise über einen weiteren
Transistor ausgekoppelt, um eine weitere Zählstufe zu betreiben. Der nachfolgende
Transistor und die nachfolgende Zählstufe werden dann an die Stufe 20 auf dieselbe
Weise angeschlossen, wie der Zwischenstufentransistor Q 103 und die Stufe
20 an die Stufe 10 angeschlossen sind: Die dargestellten Widerstände,
Kondensatoren und Dioden dienen den Stromkreisen 10 und 20 beispielsweise
zum Puffern vorübergehender Spannungen oder Einschaltspannungen und liefern die
erforderlichen Vorspannungspegel, Strombegrenzungen usw. entsprechend den an sich
bekannten Methoden.
-
Die Ausgangsimpulse 14,16 oder 18, die aus jeder Stufe 10 oder 20
abgeleitet werden, haben trotz erheblicher Änderungen der Speisespannung konstanten
Voltsekundengehalt. Die Gründe hierfür sind folgende: Entsprechend der Grundgleichung
für die magnetische Induktion ist der Momentanwert der in der Ausgangswicklung irgendeiner
Stufe induzierten Spannung (beispielsweise der Wicklung N5 der Stufe
10)
e =N-deldt, worin N die Anzahl der Windungen der Ausgangswicklung
ist und d O/d t der zeitliche Momentanwert der Kernflußänderung während der Rückstellung
ist. Wird diese Gleichung nun in folgender Form geschrieben: edt=N#d(» und während
des Auftretens des Rückstellimpulses über das entsprechende Zeitintervall integriert,
dann sieht man, daß das vollständige Voltsekundenintegral gleich dem Produkt
N 0 t ist, worin 0 t die totale Auswanderung der Hysteresisschleife
ist, die in dem Kern während der Rückstellung auftritt. Für eine bestimmte Temperatur
sind die Anzahl der Windungen N und die gesamte Auswanderung 0 t der
Hysteresisschleife für einen bestimmten Kern, wie beispielsweise den Kern
11, beides feste Werte und
natürlich auch für eine vorgegebene
Ausgangswicklung, wie die WicklungN5. Infolgedessen muß der Voltsekundengehalt eine
Konstante sein, ganz unabhängig von etwaigen Spannungsschwankungen. Würde also die
Netzspannung beispielsweise größer werden, dann würde der Kern schneller zurückgestellt
und auf diese Weise die Gesamtrückstellzeit verkleinert werden. Eine schnellere
Rückstellung bedeutet aber eine Zunahme des Betrages der Flußänderung d 0/d t, die
zu einer höheren induzierten Momentanspannung führt. Diese einander entgegenlaufenden
Änderungen von Spannung und Zeit löschen sich gegenseitig aus, so daß das resultierende
Produkt aus Volt und Sekunden ungeändert bleibt. Infolgedessen liefert eine vorgegebene
vorausgehende Stufe der Ausgangswicklung immer den gleichen Energieinhalt in dem
Eingangsimpuls auf die nachfolgende Stufe.
-
Diese Konstanz macht die Vorrichtung betriebssicher und ermöglicht
es, daß jede einzelne Zählstufe als Impulsformer für ihre nachfolgende Stufe verwendet
werden kann, so daß es leicht möglich ist, eine Kaskadenschaltung für hohe Zahlen
zu verwirklichen. Jede einzelne Zählstufe (z. B. Stufe 20) erfordert es,
daß ein feststehender Energieeingang die gesamte Flußauswanderung der zugehörigen
Hysteresisschleife erzielt. Mit dem exakt festgelegten Energieinhalt der Eingangsimpulse
(beispielsweise der Impulse 14) kann die Gesamtauswanderung einwandfrei gewählt
werden, um den n-fachen Betrag des feststehenden Energieinhalts zu bekommen, so
daß n Impulse zuverlässig gezählt werden können. Einstellung der Zahl Bei einer
der bisher bekanntgewordenen Vorrichtungen dieser Art hat man eine unterschiedliche
Größe n dadurch gewählt, daß man eine magnetische Vorspannung benutzte (beispielsweise
mit Hilfe eines Permanentmagneten), um die Auswanderung der Magnetisierung zu verringern,
die für den Kern verbleibt, um seine Hysteresisschleife zu durchlaufen. Der Kern
erfordert infolgedessen in diesem Fall eine Anzahl von Impulsen, die kleiner ist
als n, um den Rest der totalen Auswanderung zu beenden. Ist dies geschehen, dann
ist die Rückstellungsauswanderung ebenfalls verringert. Dies wiederum ändert den
Energieinhalt der Impulse, die in die nächste Stufe geschickt werden, und damit
ändert sich die Zählung in der nächstfolgenden Stufe. Bei bestimmten Anwendungen
mag es erwünscht sein, den Zählmodul einer Stufe zu ändern, ohne daß der Modul irgendeiner
anderen Stufe in der Zählkette beeinflußt wird. Mit anderen Worten, es kann erwünscht
sein, die Vorteile der Ausgangsimpulse mit konstanter Energie zu erhalten und doch
in der Lage zu sein, die Zahl zu ändern.
-
Bei manchen bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art wurde ein Teil
des Energieausgangs einer Kernstufe einfach vernichtet; es geschah dies entweder
dadurch, daß man einen Teil in der nachfolgenden Stufe durch Überbrückung wegnahm,
oder dadurch, daß man die Ausgangsimpulse anzapfte, so daß . eine kleinere Spannung
als die gesamte Ausgangsspannung zur Anwendung gelangte. Diese unvollständige Lösung
hat verschiedene Nachteile. Zunächst ist die aufgewendete Energie stets auf dem
gleichen maximalen Pegel, selbst wenn ein Teil des Pegels weggenommen ist, um den
Zählvorgang zu ändern. Außerdem ist es schwierig und kostspielig, viele nahe benachbarte
Abgriffe (d. h. also einen für jede verfügbare Zählvorgangseinstellung) an einer
Spule anzubringen, die unter Verwendung von feinem Draht auf einen magnetischen
Kern in Miniaturausführung aufgewickelt ist. Die Verwendung größerer Bauteile ist
durchaus unerwünscht, weil die Abmessungen das Gewicht und den Leistungsbedarf des
Zählwerks vergrößern. Schließlich waren einige der bisher bekanntgewordenen Geräte
zu schwierig in der Einstellung, um für Massenherstellung geeignet zu sein.
-
Ein besonderer Vorteil des Erfindungsgegenstandes ist darin zu sehen,
daß der Leistungsverbrauch normalerweise auf den niedrigsten Pegel eingestellt ist
und daß nur dann, wenn es erforderlich ist, die Zählung zu ändern, zusätzliche Energie
nötig ist. Die zusätzliche Energie wird aus einer Quelle für eine veränderliche
Hilfsspannung E" geliefert. Wie bei den bisher bekanntgewordenen Vorrichtungen liefert
die Primärquelle eine Spannung E an den Leitungen 32a und 38. Diese Primärquelle
ist in F i g. 1 schematisch als Batterie mit fester Spannung E dargestellt, die
für die Zwecke von Versuchen an die Leitungen angeschlossen ist. In der Schaltanordnung
nach der Erfindung ist die Spannung E nur noch die einzige Leistungsquelle, um erstens
die Wicklung N1 zu sättigen und dadurch den Kern 11 einzustellen, wenn der
Eingangstransistor Q 101 stromleitend geworden ist, zweitens für die Rückstellwicklung
N 3 zum Zurückstellen des Kerns 11, wenn der Rückstelltransistor Q 102 eingeschaltet
worden ist, und drittens zur Speisung der Rückstellwicklung CN3 zum Zurückstellen
des Kerns 22, wenn der Rückstelltransistor Q104 stromdurchlässig ist. Ein
besonderer Vorteil ist noch darin zu sehen, daß die Hilfsspannungsquelle E" zur
Durchführung dieser Vorgänge nicht erforderlich ist und infolgedessen die Eigenschaften
des Voltsekundengehalts der Stufen 10 und 20 insofern nicht beeinflußt, als diese
als Impulsformer für die entsprechenden nachfolgenden Stufen arbeiten.
-
Die Hilfsspannungsquelle E" beeinflußt nur den Vorgang, bei welchem
die Ausgangsspule N5 des Impulsformers einen Impuls 14 in die Zählereingangswicklung
CN 1, CN 2, CN 3 eingibt. Die in F i g. 1 als Batterie mit
veränderlicher Spannung E, dargestellte Hilfsspannung wird versuchsweise an die
Leitungen 32 a und 62 angelegt, derart, daß die Hilfsspannungsquelle mit der Ausgangsspule
N5 und mit der Zählwerkseingangsspule CN 1, CN 2, CN
3 in
Reihe liegt. Die Serienschaltung kann von E" mit negativer Polarität
über die Leitungen 62 und 64, die Ausgangsspule N5 des Impulsformers, die
Leitung 66, den Zwischenstufentransistor Q l03, die Zählwerkeingangswicklung
CN 1, CN 2, CN 3 und zurück über die Leitungen 32c und 32a zu der
positiven Klemme der Quelle E" führen. Auf diese Weise erhöht die Spannung E" die
Spannung, die mit Hilfe der Spule N 5 als Eingang auf die Zählerstufe
20 während der Dauer des Ausgangsimpulses 14 gegeben wird, der von der Impulsformerstufe
10 geliefert wird, um einen ausgewählten Betrag. Auf diese Weise bleibt die Impulsdauer
konstant, während die Impulsamplitude zunimmt. Dadurch wird der gesamte Voltsekunden-Energieeingang
je Impuls um E", multipliziert mit der Impulsdauer, erhöht. Das Ergebnis hiervon
ist, daß ein höherer Wert von E" bewirkt, daß der Kern 20 nach einer kleineren Anzahl
von Impulsen
14 gesättigt wird, d. h., er erzeugt eine kleinere
Zahl. Ein kleinerer Wert von E" hat die entgegengesetzte Wirkung, d. h., er erzeugt
eine größere Zahl. Ist E" = Null, dann ist die Zahl bei den in der Zeichnung gewählten
Polaritäten ein Maximum. Auf diese Weise wird keine elektrische Energie vergeudet,
weil aus der Hilfsstromquelle E" nur so viel Energie entnommen wird, wie erforderlich
ist, um die Zahl zu verkleinern, falls dies erwünscht sein sollte. Bei praktischen
Ausführungen des Erfindungsgegenstandes werden Zahlenbereiche von 1 bis 10 und mehr
sehr leicht auf diese Weise gewonnen. Hätte man außerdem die Polarität der Spannungsquelle
E" umgedreht, um die Amplitude der Impulse 14 zu verkleinern, dann würde die Zahl
vergrößert sein.
-
Der Zwischenstufentransistor Q103 ist normalerweise
ausgeschaltet und sperrt die Spannung Ea gegenüber den Spulen N 5 und CN
1, CN 2, CN 3. Nur wenn ein Impuls 14 auftritt, der den Transistor
Q 103 stromdurchlässig macht, kann Energie aus E" über die Kernwicklungen entnommen
werden.
-
Einstellbare Spannungsquelle Der zusätzliche Voltsekunden-Energieinhalt,
der zu jedem Impuls 14 von der zusätzlichen Energiequelle hinzugeführt wird, ist
gleich E", multipliziert mit der Impulsdauer. Infolgedessen ändert sich das hinzugefügte
Produkt aus Volt und Sekunden in Abhängigkeit von der Impulsdauer. Deshalb ist es
auch erwünscht, die Impulsdauer konstant zu halten. Eine grundsätzliche Quelle für
Änderungen der Dauer der Ausgangsimpulse 14 ist die Spannungsänderung der Hauptenergiequelle
E. Infolgedessen ist es erwünscht, daß die Quelle für die Spannung E regelbar ist.
Ferner ist es erwünscht, daß die veränderbare Hilfsquelle E" regelbar ist, so daß
immer die gleiche Zunahme der Spannung E" den Impulsen 14 für jede gegebene
Einstellung dieser Spannung beigefügt wird. Für eine gegebene Einstellung der veränderlichen
Spannung E" kann sich ferner das Verhältnis zwischen E und E" mit den sich ändernden
Gegebenheiten ändern. Ändert sich einer dieser Pegel relativ zu dem anderen, dann
wird die Stabilität oder Konstanz der betreffenden Zahl beeinflußt. Im folgenden
soll eine mathematische Ableitung dieser Tatsache gegeben werden, weil eine solche
das Verständnis des Verfahrens erleichtert, mit dessen Hilfe erfindungsgemäß dieser
Effekt kompensiert und die Stabilität der Zahl erhalten wird.
-
Der Zählmodul n der Stufe 20 ist gleich 122; dieser stellt die totale
Flußauswanderung dar, die erforderlich ist, um den Kern 22 von der negativen Sättigung
zu der positiven Sättigung zu treiben, wobei eine Division durch 114 die zusätzliche
Flußauswanderung ergibt, die von einem einzigen Impuls 14 erzeugt wird. Es
ergibt sich also die Gleichung n - 1-21114
Die zuletzt genannte Größe 114
kann ausgewertet werden, und zwar muß man mit der Grundgleichung der magnetischen
Induktion beginnen e = -Ndlldt, aus welcher hervorgeht, daß die in einer
Windung induzierte Spannung gleich -N ist, während die Anzahl der Windungen in der
ganzen Wicklung mal d1/dt der momentane Wert der Flußänderung ist. Wird diese Gleichung
folgendermaßen geschrieben. d1 = -edt/N und über die Zeitdauer eines einzigen Impulses
14 integriert, dann ergibt sich als Resultat die Gleichung 114 = ECN 123
t141NCN 123 1 aus der zu entnehmen ist, daß die zusätzliche Flußauswanderung 114
gleich -ECN 123 ist, d. h. also, die Spannung an den Wicklungen CN 1, CN
2 und CN 3
mal t14 der Impulsdauer, dividiert durch NCN 123 und die Anzahl
der Windungen der Wicklung CN 1, CN 2
und CN3. Aus F i g. 1 ersieht
man, daß ECN 123 - EN 5
ist; dies ist die Ausgangsspannung an der Wicklung
N5 plus E", der Hilfsspannung, einschließlich eines vernachlässigbar kleinen Spannungsabfalls
an dem Transistor Q 103, wenn dieser stromleitend ist. Als gute Annäherung ergibt
sich also die Beziehung ECN 123 EN 5 + E. .
-
Wird dieser Ausdruck in der vorausgehenden Gleichung substituiert,
dann bekommt man: 114 = - (EN 5 + Ea) t14lNCN 123 Schreibt man nun die Grundgleichung
für die magnetische Induktion e= N d Old t um, so daß der Aus-Ausdruck entsteht
d t=Nd ole, und integriert man diese Gleichung über die Dauer eines Impulses
14, dann ergibt sich die Gleichung t14 = -NN3IllIE 2
aus der hervorgeht,
daß die Impulsdauer t14 gleich dem negativen Produkt aus der Windungszahl
NN 3
in der Rückstellwicklung N3 des Impulsformers und der totalen Flußauswanderung
0 11 ist, wenn der Impulsformerkern 11 von der positiven zu der negativen Sättigung
zurückgestellt wird, dividiert durch die Spannung, die der Wicklung N3 während der
Rückstellung aufgedrückt wird und die, wie man aus F i g. 1 ersieht, gleich E, vermindert
um den vernachlässigbaren Spannungsabfall an dem Transistor Q 102, ist, wenn dieser
stromdurchlässig ist. Die Substitution dieses Ausdrucks für t14 in der oben abgeleiteten
Formel für 114 ergibt die Gleichung 114 (EN 4 + Ea) NN 3
I11/ NCN 123 * E .
-
Substituiert man nun den zuletzt genannten Ausdruck für 114 in der
ursprünglichen Gleichung für den Zählmodul n, dann ergibt sich h -
122 NCN 123 EI (EN 5 + Ea) NN 3 111
Mehrere
Ausdrücke in der vorstehenden Gleichung sind bei bestimmten Betriebsbedingungen
Konstante. Bei einer gegebenen Temperatur sind die totalen Kernflußauswanderungen
122 und 111 feste Werte für ein vorgegebenes Paar von Kernen 22 und 11. Die Windungszahlen
NN 123 und NN ,3 sind ebenfalls für ein vorgegebenes Wicklungspaar
CN1, CN2, CN3 und N3 feste Größen. Die Zahl n ist daher eine Funktion von
E, EN 5 und E, - EN ,5 ist von E abhängig, weil die in der
Wicklung NN .5 induzierte Spannung in Abhängigkeit von dem Rückstellimpuls
auftritt und weil die Spannungsquelle E durch die Wicklung N2 hindurch wirksam wird.
Die Zahl n ist infolgedessen auch eine Funktion von E und E", und wenn sich
das
Verhältnis zwischen diesen beiden Größen ändert, dann ändert sich auch die Zahl.
Im Interesse der Stabilität des Zählvorgangs ist es daher sehr ,erwünscht, das Verhältnis
von E zu E" konstant zu halten. Eine bevorzugte Energiequelle mit zugehörigem Schaltkreis
in Verbindung mit diesem elektronischen Zähler würde also nicht nur die beiden Spannungen
E und E" regeln, sondern auch das Verhältnis zwischen diesen beiden Spannungen konstant
halten.
-
Erfindungsgemäß wird daher ein Energielieferungskreis benutzt, wie
er beispielsweise in F i g. 2 dargestellt ist. Die Leitungen 62, 32a und 38 aus
der Schaltanordnung nach F i g. 1 müssen an die Klemmen A, G" und
B des Stromlieferungskreises nach F i g. 2 gelegt werden., Die Klemme B hält
einen gemeinsamen positiven Pegel aufrecht und steht über eine Schiene 150 unmittelbar
in Verbindung mit der positiven Klemme B' eines nicht geregelten Gleichstromnetzes.
-
Der veränderliche Teil des Kreises besteht aus zwei einzelnen Teilen,
einer festen Stromquelle 148, welche die Spannung E liefert, und einer einstellbaren
:Stromquelle 168, welche die Spannung E" liefert. Untersucht man zunächst den Teil
148 des Stromkreises, dann sieht man, daß der negative Teil der festen Hauptbetriebsspannung
E einer Schiene 152 entnommen wird, die von der negativen Klemme A' des ungeregelten
Gleichstromnetzes aus zu einem Serienregeltransistor Q 2 führt. Der Ausgang dieses
Transistors ist über eine Schiene 154 an die Ausgangsklemme G" gelegt. Dar Transistor
Q 2 ist gesteuert, so daß an den Klemmen B und G" ein geregeltes Spannungspotential
E liegt. Das veränderliche Signal an der Basis von Q 2, welches zur Durchführung
dieser Regelung erforderlich ist, erhält man mit Hilfe eines Prüf- und Verstärkungstransistors
Q 1. Für die Zwecke der Spannungsregelung ist der Emitter von Q 1 auf ein Bezugspotential
gebracht, welches von einer Zenerdiode CR 3 festgelegt wird. Die Basis des Transistors
Q 1 liegt an einem Potential, welches von einem ohmschen Spannungsteiler R 2, P
1, R 3 geliefert wird, der an den Ausgangsschienen 150 und 154 liegt. Da sich nun
die Ausgangsspannung an diesen Stromschienen ändert, wird diese Änderung jeweils
von dem Transistor Q 1 ermittelt, und es wird ein verstärktes Fehlersignal auf Q
2 gegeben, um die Ausgangsspannungsänderung zu korrigieren. Dieser Stromkreis ist
in dem bisher beschriebenen Umfang ein an sich bekannter Kreis zur Spannungsregelung.
-
Das PotentiometerP1 ermöglicht eine anfängliche Einstellung der Basisspannung
von Q 1 auf einen gerade gewünschten Arbeitspunkt. Die festen Widerstände R 2 und
R 3 müssen nur insoweit genau sein, als es erforderlich ist, die Grenzen des Betriebsbereichs
grob festzulegen. Es können, infolgedessen billige Teilwiderstände R 2 und R 3 mit
großen Toleranzen zur Anwendung gelangen, und alle von diesen Teilen verursachten
Ungenauigkeiten können durch eine fabrikmäßige Einstellung des Potentiometers P
1 ausgeglichen werden. Dieser einfache Ausgleich muß nur ein einziges Mal vorgenommen
werden,, so daß man danach dem Potentiometer Q 1 keine weitere Aufmerksamkeit mehr
zu schenken braucht, und das ganze Gerät kann versiegelt oder verpackt werden, bevor
es von der Fabrik aus versendet wird. In dem negativen Teil 168 des Schaltkreises
wird der negative Teil der veränderlichen Hilfsspannung E" von einer zweiten negativen
Schiene 170 und einem zweiten Regelkreis abgeleitet, der ähnlich arbeitet wie der
soeben beschriebene. Die Schiene 170 führt von der negativen Spannungsklemme A'
zu einem Serienregeltransistor Q 110. Der Ausgang dieses Transistors führt über
eine Schiene 172 zu der Klemme A. Ein Abtast- und Verstärkungstransistor Q 1l1 ändert
das Signal an der Basis von Q110 auf solche Weise, daß die Spannung an den
Schienen 150 und 172 auf einen Pegel von E" plus E geregelt wird. Die sich ergebende
Spannung an den Klemmen A und G" ist infolgedessen, wie gewünscht, E".
-
Ein besonderes Merkmal dieses Spannungsregelkreises ist darin zu sehen,
daß der Emitter von Q 111 über eine Leitung 174 auf das gleiche Bezugspotential
zurückgeführt ist, welches in der oben beschriebenen Weise von der Zenerdiode CR
3 festgelegt ist. Auf diese Weise dient die einzige Regelvorrichtung CR 3 zur Steuerung
des Stromkreises 148, der die feste Spannung E liefert, und derjenigen des Kreises
168; der die veränderliche Spannung E liefert. Infolgedessen ist die Zenerdiodenregelung
für diese beiden Spannungspegel automatisch immer in Betrieb, und für jede gegebene
Einstellung von E" wird das Verhältnis zwischen E und E" aufrechterhalten. Dieser
neue Regelkreis ist vorteilhaft, weil er die Stabilität des ausgewählten Zählvorganges
fördert, und weil man in ihm nur eine Zenerdiode an Stelle zweier Zenerdioden benötigt,
entstehen auch Einsparungen.
-
Die Basis des Transistors Q 111 ist so geschaltet, daß sie das Potential
abtasten kann, welches von einem ohmschen Spannungsteiler geliefert wird. Dieser
Spannungsteiler liegt an den Ausgangsschienen 150 und 172, so daß
das feste Potential sich mit der Ausgangsspannung an diesen Schienen ändert, um
ein Fehlersignal zu gewinnen. Um eine Einstellung der Zahl zu ermöglichen, wählt
man jedoch mehrere Spannungsteiler, wie beispielsweise R216, P101,
R 125 und
R 140, P 108, R 141. Es kann jeweils ein derartiger Spannungsteiler für jeden Wert
der Zahl h, die ausgewählt wird, vorgesehen werden. Ein von Hand zu betätigender
Schalter 200 für mehrere Stellungen dient dazu, auszuwählen, welcher der Spannungsteiler
an die Basis von Q 111 angeschlossen werden soll. Dadurch wird die Größe der Zahl
n festgelegt. Da es eine Energievergeudung darstellen würde, wenn man sämtliche
Spannungsteiler an den Stromschienen 150 und 172 belassen würde, und immer nur einer
von ihnen benutzt werden kann, ist noch ein zweiter Mehrfachumschalter
202 eingebaut, der mit dem Schalter gekoppelt und so angeordnet ist, daß
er die Stromschiene 172 nur mit einem Spannunsteiler verbindet, der gerade mit der
Basis von Q 111 in Verbindung steht. Jeder einzelne Spannungsteiler besteht unter
anderem aus einem Paar fester Widerstände, beispielsweise R 126, R 125 und R 140,
R 141, die billig sind und die Betriebsgrenzen für jede spezielle Einstellung der
Zahl n grob festlegen. Innerhalb dieses Bereichs erreicht man eine exaktere Einstellung
der Spannung an der Basis von Q 111 auf den gewünschten Arbeitspunkt für jede einzelne
Zahl mit Hilfe von Potentiometern P101 und P108. Auch hier entsteht wieder
der Vorteil der Kostensenkung, weil am Herstellungsort eine einfache Einstellung
möglich ist, die zur Kompensation von Fehlern dient, die sich aus den weiten Herstellungstoleranzbereichen
ergeben.
Zusätzlich erfolgen die Einstellungen auf die verschiedenen Werte der Zahl n einzeln,
an den entsprechenden Potentiometern P101 bis P108. Infolgedessen ist nicht jedesmal
eine Potentiometereinstellung erforderlich, wenn der Benutzer des Zählers die Zahl
ändert. Infolgedessen können die Potentiometer am Herstellungsort auch endgültig
eingestellt werden, und die Geräte können vor dem Versand versiegelt oder verpackt
werden. Wegen der stufenweisen Einstellung der Zahl, die mit Hilfe des Schalters
200 möglich ist, und wegen der Einzeleinstellungen am Herstellerort für jede einzelne
Zahl durch die entsprechenden Potentiometer P101 bis P108 kann der Benutzer
des Gerätes auf einfachste Weise von einer bestimmten optimalen Zahleneinstellung
auf eine andere Zahl umschalten, ohne daß die Gefahr entstünde, daß der Zähler in.
Zwischeneinstellungen gerät, in denen die Zahl mehrdeutig wäre.
-
Die Beschreibung der Kreise 148 und 168 gilt auch für Teile der Schaltkreise
nach den F i g. 4 bis 6, in denen zur Erleichterung eines Vergleichs ähnliche Bezugszeichen
gewählt sind, mit Ausnahme bestimmter Vorzeichen und Indices. Mehrstufiger Zähler
für große Zahlen Im folgenden soll ein Verfahren und eine Vorrichtung mit mehreren
Zählstufen nach der Erfindung beschrieben werden, bei denen durch eine neue Zusammenschaltung
der einzelnen Stufen sehr viel höhere Zahlen erreicht werden können als mit einer
einzigen Stufe. Die einfache Zusammenschaltung zweier oder mehrerer Stufen in Kaskade
ermöglicht nur die Auswahl solcher Zahlen,. die gleich den Produkten der zur Verfügung
stehenden Zahlenmodulen der einzelnen Stufen sind. Um diese Beschränkung zu vermeiden,
werden die einzelnen Stufen so miteinander verbunden, wie dies in F i g. 3 dargestellt
ist. Dieses Blockschaltbild zeigt die allgemeine Anordnung eines Systems zum Einstellen
auf irgendeine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 999. Die Anordnung besteht aus drei
getrennten Teilen: einem Teil zum Zählen der Einer, einem Teil zum Zählen der Zehner
und einem Teil zum Zählen der Hunderter. Diese einzelnen Zählwerkseinheiten umfassen
ein einstellbares Zählwerk U20, welches die ganzen Zahlen von 1 bis 9 zählt. Der
Teil zum Zählen der Zehner enthält einen festen Dekadenzähler AF20T, der bis 10
zählt, und einen. einstellbaren Mehrfachzähler A 20T, der so eingestellt
werden kann, daß er von 1 bis 9 zählt. Die Einstellung des Zählwerks A 20 T bestimmt,
bis zu welchem Vielfachen von Zehn der Zehnerabschnitt zählt, so daß der Ausdruck
»Vielfachzählwerk gerechtfertigt erscheint. Der Teil zur Zählung der Hunderter enthält
ebenfalls ein festes Zählwerk AF20H und ein einstellbares Zählwerk zur Einstellung
von 1 bis 9 in Form eines Vielfachzählwerks A20 H. Um eine prinzipielle Zähl
von 100 für diesen Teil mit einem minimalen Kostenaufwand zur Verfügung stellen
zu können, werden die beiden festen Dekadenzählwerke AF20T (des Zehner-Zählwerks)
und AF20H (des Hunderter Zählwerks) in Kaskade zueinander geschaltet, um
immer dann, wenn dieser Teil in Betrieb ist, bis 10.0 zählen zu können. Die Einzelheiten
dieser Verbindung sollen ihn folgenden noch näher beschrieben werden. Beginnt man
mit der Grundzahl von 100, dann ermittelt der einstellbare Vielfachzähler A 20H
dasjenige Vielfache von 100, bis zu welchem dieser Teil zählt.
-
Ein Impulsformer U10 empfängt den Zahleneingang und gibt seine geformten
Ausgangsimpulse auf die Zählwerke U20 und AF20T sowohl der Einer als auch
für die Zählabschnitte für die Zehner. In jedem einzelnen Moment sprechen aber nur
diejenigen speziellen Zählwerkeinheiten, die gerade in Betrieb sind, auf diese Impulse
an. Um die Zählwerkeinheiten in der gewünschten Weise einschalten und ausschalten
zu können, werden ihre jeweiligen Leistungseingänge über »UND«-Gatter 286, 288T,.
290T, 288H und 290H angelegt.. Infolgedessen. müssen diese Gatter in ganz besonderen
Kombinationen stromdurchlässig werden, um es zu ermöglichen, daß die elektrische
Energie auf die gewünschten Zählwerke gelangt. Um dieses Ziel zu erreichen, umfaßt
jeder Zählwerkabschnitt ein Flip-Flop U296,. A296T bzw. A296H für
die Abschnitte für die Einer, Zehner und Hunderter innerhalb der Zählwerkabschnitte.
Um die Wirkung der Erfindung näher zu erläutern, soll im folgenden eine typische
Rechenoperation im einzelnen beschrieben werden. Hierfür sei zunächst angenommen,
daß die gewählte Zahl zwischen 100 999 liegt, und es sei ferner angenommen, daß
keine Ziffer dieser Zahl Null ist. Zu Beginn wird der Flip-Flop U296 für
die Einer eingestellt, während der-Flip-Flop A 296 T für die Zehner
und der Flip-Flop 296H für die Hunderter sich in der zurückgestellten Lage befinden.
Die spezielle Einstellung des Flip-Flops U296 für die Einer macht das Gatter
286. stromdurchlässig und setzt das Zählwerk U20 des Zählwerkabschnitts für die
Einer in Betrieb. Der Zustand der Rückstellung der beiden anderen Flip-Flops sperrt
die Gatter 288 T, 290 T und 288 H sowie 290H, die ihrerseits die Zählwerke
AF20T und A 20 T des Zehnerteils bzw. AF 20 H und A 20 H des
Hunderterteils ausschalten. Infolgedessen kann zu diesem Zeitpunkt nur der Teil
zur Zählung der Einer auf den Impulsformer U10 ansprechen, und es werden nur Einer
gezählt. Nach erfolgter Zählung der gewünschten Zahl von Eingängen für Einer liefert
das Zählwerk U20 einen Ausgang, der den Flip-F'lop 196 für die Einer zurückstellt
und das Gatter 286 sperrt, um das Zählwerk 120 für die Einer stillzusetzen. Dieser
Ausgang stellt außerdem den Flip-Flop A 296 T für die Zehner ein, und dieser
Schaltvorgang bewirkt, daß die Gatter 288 T und 290 T stromdurchlässig werden um
dadurch die Zählwerke AF 20 T bzw. A 20 T des Zählwerkteils für die
Zehner einzuschalten. Der Zählerteil für die Hunderter bleibt dabei ausgeschaltet.
Tatsächlich ist also ausschließlich der Teil für die Zählung der Zehner eingeschaltet,
und infolgedessen werden die Zehner so registriert, wie der feststehende Dekadenzähler
AF20 T auf den Ausgang des Impulsformers U10 anspricht. Der Ausgang des festen Zählers
AF 20 T ist mit einem der einstellbaren Vielfachzähler A 20 T in Kaskade
geschaltet, um das gewünschte Vielfache von Zehn zu zählen. Auf diese Weise wird
die Anzahl der Zehner zu dem vorher vervollständigten Betrag der Einer hinzugezählt.
-
Ist der Zählvorgang für die Zehner zu Ende geführt, dann stellt der
Ausgang des Zählwerks A 20 T den Zehner-Flip-Flop A 296 T zurück, um den
Zählerteil für die Zehner auszuschalten. Dieser Ausgang stellt auch den Flip-Flop
269 H für die Hunderter
ein. Der resultierende Einstellausgang
aus diesem Flip-Flop macht das Gatter 288 T stromdurchlässig, welches zu dem festen
Dekadenzähler AF20T des Zählwerkteils für die Zehner gehört, und macht außerdem
die Gatter 288H und 290H stromdurchlässig, die dem Dekadenzählwerk AF20H bzw. dem
einstellbaren Zählwerk A 20H des Zählwerkteils für die Hunderter zugeordnet sind.
Der einstellbare Zähler A 20 T in dem Zählwerkteil für die Zehner
wird nicht eingeschaltet. Infolgedessen übersteigt dieser Rechenvorgang die teilweise
Betätigung des Zählwerkabschnitts für die Zehner zusammen mit der Gesamtbetätigung
des Zählwerkteils für die Hunderter. Zu diesem Zeitpunkt bleibt der Teil für die
Einer ausgeschaltet. Das bedeutet also, daß jetzt nur die drei Zählwerke AF
20 T, AF 20 H und A 20 H in Betrieb sind, um die Kette der
Hunderterzahlen zu bilden. Die ersten beiden dieser festen Dekadenzähler sind so
in Kaskade zusammengeschaltet,, daß sie bis 100 zählen. Wird der Dekadenzähler AF
20 T in Betrieb genommen, dann spricht er auf den Ausgang des Impulsformers
U 10 genauso an wie auf den Zählvorgang für die Zehner. Jeder Zehnerausgang aus
dem Zähler AF20 T wird auf den Dekadenzähler AF20H gegeben, der jetzt
seinerseits auch in Betrieb kommt. Jeder einzelne Hunderterausgang aus dem ZählerAF20H
wird mit einem einstellbaren Vielfachzähler A 20H für die Ziffern 1 bis 9 in Kaskade
geschaltet, um das gewünschte Vielfache von Hundert zu zählen. Der Ausgang aus dem
Zähler A 20H stellt den tatsächlichen Zahlenausgang aus der Vorrichtung dar. Er
stellt die Summe der Einerziffern einschließlich des Betrages für die Zehner und
einschließlich des Betrages für die Hunderter dar. Dieser Ausgang dient auch dazu,
den Flip-Flop A 296H
zurückzustellen, um den Betrieb der Hunderterzählkette
am Ende des Zählvorgangs des ganzen Systems zu beenden. Der Zahlenausgang aus dem
ganzen Zähler wird auf einen Endmodulkreis gegeben, der durch Erregen bzw. Anziehen
eines Relais den gewünschten Leistungsausgang liefert, der nach Erreichen der vorbestimmten
Zahl erforderlich ist. Der Schlußmodul liefert außerdem einen Rückstellausgang,
der die Funktion zur Zurückführung des ganzen Zählsystems auf den gewünschten Zustand
für den Beginn des nächstfolgenden Zählzyklus darstellt.. In F i g. 3 ist die Rückstellfunktion
so dargestellt, daß sie zunächst in dem Vorgang der erneuten Einstellung des Flip-Flops
U296 für die Einer besteht. Die jetzt folgende Beschreibung wird jedoch erkennen
lassen, daß die Rückstellfunktion in diesem Zählsystem noch bestimmte andere Vorgänge
umfaßt, die bedeutungslos werden, wenn die ausgewählte Zahl einige Ziffern enthält,
die gleich Null sind. Als konkretes Beispiel für den eben beschriebenen Zählvorgang
sei angenommen, daß der ausgewählte Modul des Systems die Primärzahl 967
ist, die man nicht mit einem Zählsystem erreichen könnte, welches auf Module beschränkt
ist, die dem Produkt der einzelnen Zählmodule gleichkämen, auf welche die getrennten
Stufen, eingestellt werden könnten. Um diese Berechnung mit dem Gerät nach der Erfindung
zu ermöglichen, ist es nun erforderlich, den einstellbaren Zähler U20 des Einerteils
so einzustellen, daß er die Einerziffer 7 zählt, das einstellbare Zählwerk A 20
T des Zehnerteils so, daß er die Ziffer 6 für die Zehner zählt, und das einstellbare
Zählwerk A 20H des Hunderterteils, daß er die Ziffer 9 für die Hunderter zählt.
Dann werden die ersten sieben Impulse von dem Zähler U20 gezählt. Nach diesem Vorgang
werden die Zählwerke AF 20T und A 20 T miteinander kombiniert, um
die nächsten zehn Male 6 bzw. 60 Impulse zu zählen. Hierauf werden die Zählwerke
AF20T, AF20H und A20H miteinander kombiniert, um die nächsten 100
- 9 oder 900 Impulse zu zählen. Auf diese Weise zählt der elektronische Impulszähler
nach der Erfindung die Gesamtzahl von 7-+60,-f-900 oder 967 Impulse alle zusammen.
-
Modulargerät Eine Ausführungsform des elektronischen Impulszählers
nach der Erfindung für hohe Zahlen weist zusätzlich zu den Merkmalen der Ausführungsform
in F i g. 3 noch ganz besondere Merkmale auf, um die Probleme zu lösen, die sich
bieten, wenn :eine oder mehrere Nullen bei den größeren oder kleineren Zahlen der
gewünschten Zahl vorkommen. Die zugehörige Schaltanordnung für das Beispiel einer
solchen Ausführungsform ist in den F i g. 4 bis 8 wiedergegeben. Diese Figuren lassen
auch erkennen, auf welche Weise ein solcher Zähler im allgemeinen in modularer Form
aufgebaut wird, um dem Benutzer des Gerätes die umfangreichsten Möglichkeiten beim
Zählen der betreffenden Zahlenbereiche und bei möglichst niedrigen Gestehungskosten
zu ermöglichen. Die F i g. 4 bis 7 zeigen die vier verschiedenen Arten erforderlicher
Module, während die F i g. 8 die Zusammenschaltung bzw. die Verbindung zwischen
den Modulen dieser notwendigen Bauarten zur Bildung eines Zählwerks im Hunderterbereich
zeigt. In F i g. 5 ist ;ein Modul für die Einer dargestellt, der den Zählwerkteil
für die Einer von F i g. 3 und einen zugeordneten speziellen Schaltkreis enthält.
F i g. 6 zeigt einen Additionsmodul, der den Zählwerkabschnitt für die Zehner nach
F i g. 3 und außerdem noch einen zusätzlichen Schaltkreis aufweist. Will man ein
Zählwerk im Bereich der Hunderter aufbauen, dann wird ein zweiter Additionsmodul,
der mit dem ersten identisch ist, in die Schaltungsanordnung eingebaut. Sind dann
sämtliche Kreise so miteinander verbunden, wie dies F i g. 8 zeigt, dann umfaßt
der zweite Additionsmodul den Zählwerkteil für die Hunderter von F i g. 3 einschließlich
eines zusätzlichen Schaltkreises. Der Schlußmodul von F i g. 3 ist mit allen Einzelheiten
der Schaltung in F i g. 7 wiedergegeben. F i g. 4 zeigt einen Energieliefcrungskreis
mit verschiedenen Teilen, die den Speisekreisen sämtlicher anderer Kreise in diesem
System entsprechen.
-
Einer der wichtigsten Vorteile der zu beschreibenden Ausführungsform
ist die Tatsache, daß durch geeignete Auswahl und Anordnung der gerade erwähnten
Modelle die Einrichtung nach der Erfindung für unterschiedliche Zählbereiche ausgestaltet
werden kann. Wünscht ein Benutzer des Zählers nur in der Lage zu sein, das Resultat
innerhalb eines Bereichs von beispielsweise 1 bis 10 einzustellen, dann genügt ein
einfacherer Zähler nach F i g. 1 der Zeichnung zusammen mit einem geeigneten Energielieferungskreis
gemäß F i g. 2 und jeder beliebige Ausgangskreis. Wünscht der Benutzer des Gerätes
dagegen eine Vorrichtung zur Hand zu haben, mit der er eine höhere Zahl gemäß dem
Prinzip nach F i g. 3 erzielen kann, dann muß die umfangreichere Schaltanordnung
nach den F i g. 4 bis 8 benutzt werden. Mit dieser Ausführungsform der Schaltanordnung
können vier
Kreise zusammengeschaltet werden, wie dies F i g. 11
zeigt, um ein Endergebnis zu erzielen, welches über den Bereich von 1 bis 99 einstellbar
ist, oder es können fünf Module so zueinander angeordnet werden, wie dies F i g.
8 zeigt, um ein Rechenergebnis zu erzielen, welches im Bereich von 1 bis 999 einstellbar
ist. Dadurch wird der Käufer des Gerätes in die Lage versetzt, dadurch Ersparnisse
zu erzielen, daß er nur so viele Schaltkreise .erwirbt, wie er für den gewünschten
Zahlenbereich benötigt.
-
Ein Vergleich der F i g. 11 mit der F i g. 8 zeigt, daß der Unterschied
zwischen der kleineren und der umfangreicheren Vorrichtung darin besteht; daß der
Zehnerteil nur einen Additionsmodul aufweist, während der Hunderterteil zwei Additionsmodule
besitzt. Die Erfindung zeigt einen Weg, wie man zwei identisch gleiche Additionsmodule
in einem einzigen Stromkreis im Interesse möglichst kleiner Herstellungskosten verwenden
kann. Dazu ist es allerdings erforderlich, daß jedes Modell auf irgendeine beliebige
der folgenden drei Arten arbeiten kann: als Additionsmodul eines Zehnerbereichs
in einem Zählwerk, als Zehner-Additionsmodul im Hunderterbereich eines Zählwerks
oder als Hunderter-Additionsmodul in einem Hunderter-Zählwerk.
-
Jeder dieser einzelnen Module soll im folgenden im einzelnen beschrieben
werden. Im weiteren Verlauf der Beschreibung dürfte es nützlich sein, die vorhergehende
Beschreibung der F i g.1 und 2 heranzuziehen. Eine solche Bezugnahme wird durch
das Schema der Bezugszeichen erleichtert, aus denen sich der Zusammenhang zwischen
den einzelnen Teilen in den verschiedenen Figuren klar erkennen läßt. Außerdem dürfte
es sich empfehlen, die mit Buchstaben versehenen Klemmen der einzelnen Ausführungsformen
von F i g. 4 bis 8 mit den entsprechenden Punkten in den schematischen Schaltbildern
der F i g. 1 und 2 in Zusammenhang zu bringen, aber auch mit den Vorgängen, die
in den Blochschaltbildern nach den F i g. 3, 9 und 10 angedeutet sind. Dies wird
durch ein systematisches Schema von Bezugszeichen erleichtert, welches den Zusammenhang
zwischen diesen Klemmen und den ihnen zugeordneten Verbindungspunkten in den Schaltkreisen
bzw. ihren logischen Operationen aufzeigt. Schema für die Stromversorgung (F i g.
4) Diese Schaltanordnung liefert bestimmte Betriebsspannungen auch für alle anderen
Energielieferungskreise. Zur Erleichterung der Beschreibung kann die Schaltanordnung
in zwei Teile unterteilt werden, eine Gleichstromquelle 360 und einen Regler PS
148 zur Lieferung einer festen Ausgangsspannung.
-
Gleichstromquelle 360 Dieser Teil der Schaltanordnung stellt eine
übliche Stromversorgungsschaltung dar, auf deren Vorderseite der Anschluß an den
üblichen Wechselstromeingang für 117 Volt, Einphasenstrom und 60 Hertz erfolgt und
die einen ungeregelten Gleichstromausgang liefert. Der Wechselstromeingang liegt
an den Klemmen 362 und 364, und die Stromzuführung erfolgt durch einen Ausschalter
SW 1 und eine SchmelzsicherungFUl zu der Primärwicklung eines Transformators
T 1. Eine Pilotlampe PL 1 liegt parallel zur Primärwicklung des Transformators.
Der Sekundärausgang des Transformators wird mit Hilfe eines Diodenpaares CR 1 und
CR 2 im Wege der Vollweggleichrichtung gleichgerichtet und mit Hilfe eines Kondensators
C1 geglättet.
-
Fester Regler PS148 Diese Schaltanordnung entspricht dem festen Energielieferungskreis
148 der F i g. 2. Seine Aufgabe besteht darin, die feste geregelte Spannung E zu
liefern. Die positive Spannung auf der Leitung PS150 gelangt zu der Klemme PSB.
Diese Klemme stellt die gemeinsame positive Seite sämtlicher Spannungen dieser Zählvorrichtung
dar. Die negative ungeregelte Spannung auf der Leitung PS 152 geht durch
den Serienregeltransistor PSQ 2 hindurch und gelangt dann als geregelte Spannung
E negativ über die Leitung PS154 zu der Klemme PSG. Der Prüf- und Steuertransistor
PSQ 1 steuert seinerseits den RegeltransistorPSQ2; seine Basis liegt an dem
Potentiometer PSP1, welches zusammen mit den Widerständen PSR 2 und PSR 3
einen Spannungsteiler bildet. Eine Zenerdiode PSCR 3 liefert das feste Emitter-Bezugspotential
für den Transistor PSQ 1. Ein zusätzlicher Glättungskondensator C2 liegt an den
Ausgangsklemmen PSG und PSB. Die Bezugsspannung der Zenerdiode gelangt über eine
Leitung PS 174 zu
einer Ausgangsklemme PSZ für die Energielieferung
derart, daß diese Bezugsspannung auch für alle anderen Module in der Zählvorrichtung
zur Verfügung steht. Die ungeregelte negative Spannung wird ebenfalls an einer Ausgangsklemme
PSA verfügbar gemacht, so daß diese auch bei allen anderen Vorrichtungen zur Verfügung
steht.
-
Aus F i g. 8 ersieht man, daß die Spannung an der Ausgangsklemme PSA
des Stromversorgungskreises an der Klemme UA für die Einer, an der Klemme
AA T für die Zehner und an der Klemme AAH für die Addition der Hunderter
und schließlich an der Endklemme TA für den Abschlußmodul liegt. Auf ähnliche
Weise steht die Klemme PSB mit den Klemmen UB, ABT, ABH und TB in
Verbindung. Die Klemme PSG ist an die Klemmen UG, AGT, A GH
und
TG angeschlossen. Die Klemme PSZ für die Bezugsspannung steht mit den Klemmen
UZ, AZT und AZH in Verbindung. Die Schaltung für die Einer (F i g. 5) Diese
Zähleinrichtung enthält den Impulsformer U10, den einstellbaren Zähler für die Einer
U20, das Gatter 286 und den Flip-Flop U296. Die Schaltung enthält auch einen einstellbaren
Energielieferungskreis U168, der dem Kreis 168 der F i g. 2 entspricht und zur Lieferung
der einstellbaren Spannung Ea für die Auswahl der Zahl dient. Die Betriebsspannungen,
die diese Schaltung aus dem Energielieferungskreis erhält, ist die negative feste
Spannung E, die an der Klemme UG liegt, während eine ungeregelte Spannung an der
Klemme UA liegt, und außerdem die gemeinsame positive Seite beider Spannungen, die
an der Klemme UB liegt. Der Impulsformer U10 Die positive Seite des Zählereingangs
in den Impulsformer U10 liegt an einer Eingangsklemme UF und an der Leitung U30.
Die negative Seite ist an eine andere Eingangsklemme UG und an eine Leitung U32
gelegt. Die letztere Klemme ist gleichzeitig der Eingangspunkt für die feste negative
Speisespannung E. Wie oben in Verbindung mit F i g. 1 bereits ausgeführt worden
ist, enthält der Impulsformer U10
einen Eingangstransistor PFQ
101 und eine Eingangswicklung PFN1, die um den Kern U11 herumgelegt ist. Ist der
Kern durch den Sättigungszustand hindurchgetrieben worden, dann schaltet eine Prüfwicklung
PFN2 einen Rückstelltransistor PFQ102 ein, um einen Stromstoß durch die Rückstellwicklung
PFN3 hindurchzuschicken, die ihrerseits auch auf dem Kern U11 liegt. Während des
Fließens des Rückstellstroms wird der Ausgang mit dem geformten Impulsdes Kreises
U10 in einer Hauptausgangswicklung PFN 5 induziert, die ebenfalls auf den
Kern U11 aufgewickelt ist. Dieser Ausgang wird über Leitungen U64 und
U66 dem einstellbaren Zähler U20 zugeführt. Der Kollektorstrom für den Transistor
PFQ 101 wird von der positiven Eingangsklemme UB
über die Leitung U38, den
Widerstand PFR 102 und die Wicklung PFN 1 zugeführt und über die Leitungen
U32d und U32 zu der Klemme UG für die feste negative Spannung E zurückgeleitet.
Zähler U20 für 1 bis 9 Die negative Seite des Ausgangs aus dem Kreis U10 für den
geformten Impuls wird über die Leitung U66 auf den Emitter des Zwischenstufentransistors
UQ 103 gegeben. Die positive Seite dieses Ausgangs gelangt über die Leitung U64
auf den Basiswiderstand UR 105 des Transistors UQ 103. Da UQ 103 ein NPN-Transistor
ist, dient diese Spannung dazu, den Transistor stromdurchlässig zu machen. An dieser
Stelle ist ein Serienkreis vorgesehen, der mit der einstellbaren Spannung E" anläuft,
die von dem Kreis U168 geliefert wird und ihren Weg über die Leitung U62, eine Anschlußleitung,
über die Leitung U64 und durch die Wicklung PFN 5, die Leitung
U 66, den Transistor UQ 103 sowie die Eingangswicklungen UN
1 und UN 2 sowie UN 3 auf dem Kern U22 des einstellbaren
Zählerkreises U20 nimmt. Der Rückweg dieses Serienkreises führt über die Leitungen
U 32c und U32 zu der Klemme UG der festen negativen Spannung E. Auf
diese Weise ist, ähnlich wie bei der Anordnung in Fig. 1, die einstellbare Spannung
EQ, die zwischen der Klemme UG und der Leitung U62 herrscht, in Reihe geschaltet
mit der Hauptausgangswicklung PFN5 des Impulsformers und der Eingangswicklung
UN 1, UN 2, UN 3 des Zählers, so daß die Spannung der geformten
Impulse erhöht wird und die zugehörige Zahl nach den Lehren der Erfindung geändert
wird. Einstellbarer Stromlieferungskreis U168 Die Leitung U62 wird mit Hilfe
des Einstell- und Regelkreises U168 auf dem einstellbaren negativen Spannungspegel
E" gehalten. Die ungeregelte negative Spannung, die der Eingangsklemme UA für den
Einerteil zugeführt wird, gelangt über eine Leitung U170 auf das Gatter 286. Ist
dieses Gatter stromdurchlässig, dann kann die ungeregelte negative Spannung über
eine Leitung U170' in den Serienregeltransistor UQ110 des Kreises U168 gelangen.
Die Emitter-Ausgangsspannung von UQ 110 wird über eine Leitung 172 fortgeleitet,
an welcher die Zählerversorgungsleitung U62 liegt. Zu Regelzwecken wird der
Transistor UQ 110 von einem Prüf- und Steuertransistor UQ 111 gesteuert. Letzterer
bezieht seine Emitter-Bezugsspannung über eine Leitung U 174 von einer Eingangsklemme
UZ
für die Einer, die ihrerseits an der Klemme PSZ für die Bezugsspannung
der Versorgungsschaltung nach F i g. 4 liegt. Ebenso wie in dem Stromkreis nach
F i g. 2 wird diese Bezugsspannung also von der gleichen Zenerdiode PSCR
3 in F i g. 4 bezogen. Wie oben bereits bemerkt, bedeutet dieses Merkmal
Ersparnisse für die Bauteile und trägt außerdem dazu bei, die feste Spannung E und
die einstellbare Spannung E" auch bei sich ändernden Betriebsbedingungen richtig
aufeinander abgestimmt zu halten.
-
Die Basis des Prüf- und Steuertransistors UQ 111 kann selektiv mit
Hilfe eines Handschalters U200 an eine von mehreren Wechselspannungen angelegt werden,
um die Einstellung für die Endzahl für das einstellbare Zählwerk U20 festzulegen.
Diese einzelnen Spannungen erhält man durch entsprechende Spannungsteiler, die zwischen
der negativen Leitung U172 und einer positiven Speiseleitung U150
liegen, wobei letztere zu der positiven Eingangsklemme UB
zurückgeführt ist.
Es ist jeweils ein derartiger Spannungsteiler für jede einzelne der neun verfügbaren
Zählwerkeinstellungen des Zählers U22 von 1 bis 9 vorhanden. Um also beispielsweise
eine Zahl 9 festzulegen, muß der Spannungsteiler UR 140, UP 108, UR 141 verwendet
werden. Der Mittelabgriff des Potentiometers UP 108 trägt die Bezeichnung
»Neun«. Dies bedeutet, daß er der Einstellung auf die Zahl 9 entspricht. Dadurch
wird ferner angezeigt, daß dieser Mittelabgriff mit der entsprechenden Klemme »Neun«
des Zahlenwählschalters U200 verbunden werden soll. Die übrigen Spannungsteiler
für die Zahleneinstellung 3 bis 8 sind ähnlich bezeichnet und angeschlossen. Der
Spannungsteiler UR 126, UP 101,
UR 127 für die Zahleneinstellung
2 ist explicite mit der Zahlenklemme 2 des Schalters U200 als typisches Beispiel
dieser Anschlußart verbunden.
-
Der Spannungsteiler für die Zahl 1 ist etwas anders aufgebaut. Da
ein Zähler, der im Zahlenverhältnis 1:1 bei der Division betrieben wird, äußerst
stabil arbeitet, hat die Vorspannung zur Einstellung eines solchen Betriebes keinerlei
kritische Bedeutung. Es ist daher empfehlenswert, einen Spannungsteiler zu benutzen,
der einfach aus einem Paar fester Widerstände UR 124 und UR 125 mit weiten
Toleranzen besteht, um diesen Vorspannungspegel einzustellen. Eine Leitung 384 verbindet
den Verhindungspunkt zwischen diesen beiden Widerständen unmittelbar mit der Zählerklemme
1 des Schalters U200.
-
Ein zweiter ähnlicher Schalter U202 ist mit dem Schalter U200
gekuppelt, so daß beide Schalter stets die Klemme mit der gleichen Zahl wählen.
Der Schalter 202 dient zur Herstellung der Verbindung der positiven Leitung
U150 mit nur einem speziellen Spannungsteiler, der seinerseits mit seinem
Abgriff mit der Basis des Transistors UQ 111 verbunden ist. Gatter 286 Der negative
Eingang des einstellbaren Energielieferungskreises 168 wird mit Hilfe des Gatters
286 ein- und ausgeschaltet, zu dem der Gattertor-Transistor Q 113 gehört. Die negative
Spannung an der Klemme UA und der Leitung 170 muß durch Q113
hindurchgehen,
um die Leitung U170' erreichen zu können. Um Q 113 stromdurchlässig zu machen,
muß seiner Basis ein Schaltstrom über eine Leitung 396 zugeführt werden; diese Leitung
steht über einen Widerstand R 114 und eine Leitung 404 mit dem Kollektor des Einstelltransistors
107 des Flip-Flops 296 in Verbindung. Ist der Flip-Flop eingeschaltet, dann wird
Q 107 stromdurchlässig, und ein Teil seines Kollektorstroms
fließt
durch die Flip-Flop-Ausgangsleitung 404, den Widerstand R 114, die Leitung 396 und
den Basis-Emitter-Strompfad des Gattertor-Transistors Q 113, um den Transistor
Q 113 einzuschalten und damit das Gatter 286 stromdurchlässig zu machen.
-
Flip-Flop 296 Dieser Kreis umfaßt einen Einstelltransistor
Q107
und einen Rückstelltransistor Q 106. Beide Transistoren erhalten positive
Emitterenergie aus der Leitung U150 über einen Begrenzungswiderstand R 118,
der von einem Koppelkondensator C108 überbrückt ist. Die Kollektoren von
Q106 und Q107 sind zu der negativen Leitung U170 über entsprechende
Widerstände R 109 und R113 zurückgeführt. Da beide Transistoren Q106 und
Q l07, PNP-Transistoren sind, benötigt jeder Transistor zur Einschaltung
eine negative Basisvorspannung, während eine positive Basisvorspannung die Transistoren
ausschaltet. Wird irgendeiner der Transistoren eingeschaltet, dann steigt auch sein
Kollektorpotential infolge des Spannungsabfalls an den entsprechenden Kollektorwiderständen
R109 und R113. Für einen bistabilen Betrieb, bei dem einer und nur einer der beiden
Flip-Flop-Transistoren gleichzeitig stromdurchlässig ist, wird der Kollektorausgang
des Transistors Q107 an die Basis von Q 106 und an das Netzwerk R 112 und
C 107 angekoppelt. Auf ähnliche Weise wird der Kollektor von Q 106 an die Basis
von Q 107 über das Netzwerk R110, C106 angekoppelt. Das Ergebnis dieser Koppelung
über Kreuz ist folgendes: Wird einer der beiden Transistoren mit seiner positiven
Kollektor-Betriebsspannung an die Basis des anderen Transistors angelegt, dann wird
dieser zweite Transistor abgeschaltet.
-
Ist der Einstelltransistor Q 107 stromdurchlässig, dann kann der Flip-Flop
dadurch zurückgestellt werden, daß ein positiver Impuls über die Eingangsleitung
U 56a, die Diode CR 105 und ein Kopplungsnetzwerk R 111, C103 auf die Basis
des stromleitenden Einstelltransistors Q 107 gegeben wird. Dieser Impuls schaltet
Q107 ab, worauf seine Kollektorspannung absinkt und es zuläßt, daß die Basis des
Rückstelltransistors Q l06 genügend negativ wird, so daß Q l06 eingeschaltet
wird. Die Rückkoppelung von dem Kollektor von Q 106 auf die Basis von
Q 107 beläßt den Transistor Q 107 im ausgeschalteten Zustand.
-
Um nun den Flip-Flop noch einmal einstellen zu können, wird ein positiver
Impuls über die Eingangsleitung 556 und die Diode CR 109 auf die Basis des stromdurchlässigen
Rückstelltransistors Q106 gegeben. Dies hat die Wirkung, Q106 auszuschalten
und es zu ermöglichen, daß Q 107 umgekehrt eingeschaltet wird. Der Kollektor von
Q 107 speist dann zurück auf die Basis von Q 106, um Q 106 im ausgeschalteten Zustand
zu belassen.
-
Zählvorgänge für die Einer Beginnt der Zähler für die Einer als erster
zu zählen, dann befindet sich der Flip-Flop U296 anfangs in eingestelltem Betriebszustand.
Infolgedessen fließt ein Teil des Kollektor-Ausgangsstroms des Transistors Q 107
über die Ausgangsleitung 404, den Widerstand 114, die Leitung 396, den Basis-Emitter-Strompfad
des Gattertor-Transistors Q 113 und die Leitung 170 zu der negativen Speiseklemme
UA. Dieser Strom schaltet Q 113 ein und macht dadurch das Gatter 286 stromundurchlässig.
Dies hat zur Folge, daß die negative Spannung an der Klemme UA und auf der Leitung
U170 durch den Gattertor-Transistor Q113 und über die Leitung Q 170' in den einstellbaren
Versorgungskreis U168 gelangt. Infolgedessen wird die ausgewählte negative Spannung
E" über die Leitung U 62.
für den einstellbaren Zähler U20 mit Hilfe des Stromkreises
U168 verfügbar, und dieser Zähler kommt in Betrieb. Die Anordnung für die Einer
wird infolgedessen wirksam, um die ausgewählte Einerzahl von Eingangsimpulsen zu
zählen.
-
Im folgenden soll angenommen werden, daß in der ausgewählten Zahl
keine Ziffer mit dem Wert Null enthalten ist. Die auf den Impulsformerkreis U14
gegebenen Eingangsimpulse werden von diesem weiterverarbeitet, und die sich ergebenden
richtig geformten Impulse, die in der Hauptausgangswicklung. PFN 5 entwickelt
worden sind, werden auf den Zähler U20 gegeben. Erreicht der Zähler U20 die gewünschte
Zahl von Einern, dann wird ein diese Tatsache anzeigender Ausgang an einer Hilfsausgangswicklung
UN4 entwickelt. Diejenige Seite dieser Wicklung, die bei der Induktion des Ausgangs
negativer ist, wird direkt auf die Leitung U38 gegeben, um zwangsweise auf das Potential
der Klemme UB festgelegt zu werden. Die andere Seite der Hilfsausgangswicklung UN4
geht durch positive Werte hindurch, wenn in ihr ein Ausgang induziert wird, und
diese Seite wird mit einer Leitung U56' verbunden und hierauf auf eine Eingangsleitung
U 56a einer Flip-Flop-Rückstellung gegeben. Auf diese Weise wird der positive Ausgangsimpuls
aus der Wicklung UN4 dazu benutzt, den Flip-Flop U296 zurückzustellen. Schaltet
der Flip-Flop zurück, dann steht ein Ausgangsstrom aus dem Kollektor des Einstelltransistors
Q107 nicht mehr länger zur Verfügung, und der Gattertor-Transistor Q 113
schaltet infolgedessen ab. Dies bewirkt, daß die negative Spannung auf der Leitung
U170 weiterhin nicht mehr durch das Gatter 286 hindurch in den einstellbaren
Stromlieferungskreis U168 gelangt. Dies hat wiederum zur Folge, daß von dem Kreis
U168 eine Betriebsspannung nicht mehr über die Leitung U 62 auf den
Zähler U 20
gegeben wird. Auf diese Weise wird das Zählwerk U20 für die Einer
am Ende des Zählvorgangs für die Einer stillgesetzt.
-
Verschiebung auf die Zehnerzählung Der positive Ausgang aus der Wicklung
UN4, der über die Leitung U56 fließt, wird auch über die Diode CR 107 und
das Koppelnetzwerk R 119, C 104 auf die Ausgangsklemme UX für den Einermodul gegeben.
Dieser positive Impuls wird auf die entsprechende Eingangsklemme des Zehneraddiermoduls
gegeben, um das Zählwerk auf die Zehnerzählung zu verschieben, wie dies im folgenden
noch näher beschrieben werden soll.
-
Addiermodulschaltung (F i g. 6) Jeder einzelne Addiermodul umfaßt
einen festen Dekadenzähler AF20, der entweder als Zähler AF20T des Zählerteils
für die Zehner oder als Zähler AF20H des Zählerteils für die Hunderter arbeiten
kann. Ähnliche doppelte Funktionen charakterisieren andere Teile des Addierwerks
einschließlich des Gatters 288, welches den Energiefluß zu dem festen Zähler AF20
steuert und einschließlich des einstellbaren
Zählwerks A 20 für
die Ziffern 1 bis 9, des einstellbaren Stromlieferungskreises 168, der die einstellbare
Spannung E" für den Kreis A 20 liefert, des Gatters 290, welches den Energiestrom
aus dem Kreis A 168 in den Kreis A 20 steuert, des Flip-Flops A 296,
welcher die Gatter öffnet, um den Addiermodul in Betrieb zu setzen, und einschließlich
eines Verstärkers 482, der den Ausgang des Flip-Flops A 296 steuert, um eine entsprechende
Energiemenge zur Steuerung der Gatter 288 und 290 zu liefern. Verschiedene andere
Elemente des Addiermoduls, wie die unterschiedlich bezeichneten Eingangs- und Ausgangsklemmen
sowie der Schalter 205 können ebenfalls entweder als ein Teil eines Zehner-Addiermoduls
oder eines Hunderter-Addiermoduls wirken. Zur Klarstellung dieses Sachverhalts ist
in den F i g. 3 und 8 bis 11 und auch an verschiedenen Stellen in der Beschreibung
der Buchstabe T hinzugefügt, um einen bestimmten Stromkreis oder einen Bauteil in
seiner Zweckbestimmung als Teil eines Zehner-Addiermoduls zu kennzeichnen, während
der Buchstabe H dazu dient, den gleichen Stromkreis oder das gleiche Element in
seiner Eigenschaft als Teil eines Hunderter-Addiermoduls zu kennzeichnen.
-
Der einstellbare Zähler A 20 ist identisch mit dem Zähler
20 für die Einer. Der feste Dekadenzähler AF20 ist fast identisch
mit den früher beschriebenen Zählern, und der einzige Unterschied besteht in der
Tatsache, daß der BasiswiderstandR201 seines Eingangstransistors Q 201 nicht zu
einer Quelle der einstellbaren Hilfsspannung E" zurückgeführt ist, wie im Fall der
bereits beschriebenen einstellbaren Zähler. Im Gegensatz dazu ist der Basiswiderstand
R201 über eine Leitung AF 62 und einen Gatterkreis 288
an eine
Quelle mit einem festen negativen Potential E an der Eingangsquelle AG des Addiermoduls
angeschlossen. Der einstellbare Stromlieferungskreis A 168 ist identisch dem Kreis
U168 für die Einer-Module. Auch hier bezieht der Prüf- und Steuertransistor Q 211
sein Emitter-Bezugspotential über eine Leitung A 174 von einer Eingangsklemme
AZ eines Addiermodulkreises, der seinerseits mit der Ausgangsklemme PSZ für
das Bezugspotential des Energielieferungskreises nach F i g. 4 verbunden ist. Diese
und sämtliche anderen Zwischenverbindungen sind in den F i g. 8 und 11 dargestellt.
Der Addier-Flip-Flop-A 296 ist fast identisch mit dem Flip-Flop 296 für die Einer,
und der einzige Unterschied zwischen beiden besteht darin, daß der Stromkreis A
296 zwei zusätzliche Eingangsleitungen 577 und 559 für die Rückstellung besitzt.
-
Wirkung der Addiereinrichtung Die Wirkung dieser Einrichtung soll
zunächst ohne Rücksicht darauf geschildert werden, ob sie als Zählwerkteil für Zehner
oder Hunderter wirkt. Der Betrieb der Schaltanordnung zu dieser Einrichtung beginnt,
sobald ein positiver Einstellimpuls auf die Flip-Flop-Leitung A 56 gegeben wird.
Dieser stellt den Flip-Flop A 296 dadurch ein, daß er den Rückstelltransistor Q
206 ausschaltet und den Einstelltransistor Q 207 einschaltet. Wird
Q 207 stromdurchlässig, dann steigt seine Kollektorspannung an und erzeugt
einen Ausgang auf der Leitung A 404 zu dem Verstärkerkreis 482. Diese Ausgangsspannung
auf der Leitung A 404 bewirkt, daß ein Basis-Emitter-Strom durch die erste
Stufe Q 208 des Verstärkers 482 fließt. Nun wird Q208 stromdurchlässig und
bezieht seinen Strom aus der positiven Leitung A 150 über R221 und R 220, Q 208
und CR 210 und zurück zu der negativen Leitung A 170. Der Emitter-Basis-Strom der
zweiten Stufe Q 209 fließt ebenfalls von der positiven Leitung A 150 über
CR 211, R 220, Q 208 und CR210 zu der negativen Leitung A170. Dieser Strom
schaltet die zweite Stufe Q 209 des Verstärkers 482 ein. Dies hat zur Folge, daß
ein Ausgangsstrom aus dem Verstärker 482 in Form eines Kollektorstroms des Transistors
Q 209 durch eine Leitung 510, die Widerstände R 208 und R 207 sowie eine Leitung
526 zu der negativen Leitung A 170 fließt. Ein Teil des Verstärkerausgangsstroms
fließt zu dem Gatter 288 sowie durch die Diode CR 204, den Widerstand R 205 und
den Basis-Emitter-Strompfad des Gattertor-Transistors Q205 zu der negativen
Klemme AG der Addiereinrichtung. Dieser Strom dient zur Einschaltung des Transistors
Q205 und damit zur Öffnung des Gatters 288. Der Ausgangsstrom aus dem Verstärker
482 verzweigt sich ebenfalls an der Verbindungsstelle der Widerstände R 208 und
R 207 längs einer Leitung 530 und dann über den Basis-Emitter-Weg des Transistors
Q 212 über die Leitung A 62' zu der negativen Leitung A 172. Daraus ergibt sich
der Schaltstrom für den Transistors Q 212 zur Öffnung des Gatters 290. Öffnet das
Gatter 290, dann wird die einstellbare negative Spannung E, auf der Leitung
A 172 über die Leitungen A 62' und A 62 zu dem
einstellbaren Zähler A 20 verfügbar. Ist das Gatter 288 stromdurchlässig, dann wird
die feste negative Spannung E an der Eingangsklemme AG des Addierteils über
die Leitung AF 62 zu dem Basiswiderstand R201 des Eingangstransistors
Q 201 des festen Zählers AF 20
verfügbar. Ist also der Flip-Flop A
296 eingestellt, dann erregt er den Verstärker 482, der seinerseits die Gatter
288 und 290 stromdurchlässig macht, die ihrerseits die Zähler
AF20 bzw. A 20 in Betrieb setzen. Ist der feste ZählerAF20 in Betrieb gekommen,
dann wird die positive Seite seiner Eingangsimpulse auf die Klemme AG' und
weiter über die Leitung AF64 und über den Widerstand R201 auf die Basis des Eingangstransistors
Q 201 gegeben. Die negative Seite des Eingangs wird auf die Klemme AF und über die
Leitung AF 66 auf den Emitter des Transistors Q201 gegeben. Wirkung des Zehnerzählwerks
Der positive Verschiebungsimpulsausgang aus der Klemme UX der Schaltung für die
Einer wird auf die Eingangsklemme AQT der Addiereinrichtung für die Zehner gegeben.
Dieser Eingang gelangt dann über eine Leitung 601 T zu dem Schaltarm eines Schalters
A 203 T. Bisher war immer noch angenommen, daß die Ziffer für die
Zehner den Wert Null überschreitet, der Impuls muß also auf eine Leitung 603 gegeben
werden, die so angeschlossen ist, daß sie die Eingangsleitung A 556 T des
Flip-Flops A 296 T trifft. Dadurch wird der Flip-Flop der Addiereinrichtung
für die Zehner eingestellt und das Zählwerk auf den Zählvorgang für die Zehner eingestellt.
Der Flip-Flop-Setzausgang auf der Leitung A 404 T erregt den Verstärker
482 T, der seinerseits die Gatter 280 T und 290
T stromdurchlässig macht, um die Zähler AF 20 T
bzw. A 20 T in Betrieb
zu setzen.
-
Während der Impulsformer U10 die erforderliche Anzahl von Einer-Impulsen
empfing, war der Zähler U20 für die Einer in Betrieb und reagierte auf die
Ausgänge
des Impulsformers, die in der Hauptausgangswicklung PFN5 entwickelt worden waren.
Nach dem Auszählen der Anzahl der Einer-Impulse wird der Zähler U20 in der oben
beschriebenen Weise ausgeschaltet und reagiert nicht mehr, obwohl der Impulsformer
U10 fortfährt, Eingangsimpulse zu empfangen und eine Ausgangsspannung an seiner
Hauptausgangswicklung PFN5 zu entwickeln. Von diesem Augenblick an wird nur die
Ausgangsspannung, die an einer Hilfswicklung PFN 4 entwickelt wird, für den
Rest des Zählvorgangs irgendeine Rolle beim Betrieb des Zählers spielen.
-
Die positive Ausgangsseite des Ausgangs aus der Wicklung PFN
4 wird über eine Leitung U 64' zu einer Ausgangsklemme UJ der Einer-Vorrichtung
geführt. Die negative Abgangsseite dieses Ausgangs wird über eine Leitung U66' auf
die Klemme UH
gegeben. Diese Ausgangsklemme UH der Einer-Schaltung
steht in Verbindung mit der Eingangsklemme AFT des Zehner-Addierwerks, so daß die
negative Seite des Impulseingangs über eine Leitung AF 66 auf den Emitter des Eingangstransistors
Q201
des festen Zählers AF20T gelangt. Die positive Ausgangsklemme
UJ der Einer-Vorrichtung ist an die Eingangsklemme AG'T des Zehner-Addierwerks angeschlossen,
so daß die positive Seite des Eingangs über die Leitung AF64 auf den Basiswiderstand
R201 des Eingangstransistors Q201 gelangt. Die Impulse aus dem Impulsformer
U10 öffnen auf diese Weise den Eingangstransistor Q 201 und werden über Q 201 von
dem Stromkreis AF20 in der oben beschriebenen Weise gezählt. Man sieht also,
daß der Kreis AF20 einen festen Zähler darstellt, weil seine Eingangswicklung
AFN 1, AFN 2, AFN 3 über die Leitung AFN 32 c
an eine feste Spannung
angelegt sind; es ist dies die feste negative Spannung E, die von der Leitung A
32 von der Eingangsklemme AGT der Addiereinrichtung abgeleitet wird. Der feste Zähler
AF 20 dient dazu, jeweils zehn Impulse genau zu zählen.
-
Für je zehn Impulse, die von dem Stromkreis AF 20 T gezählt
worden sind, wird ein Ausgang an der Hauptausgangswicklung AFN5 entwickelt. Die
negative Seite dieses Ausgangs wird über eine Leitung AF 54 auf den Emitter
des Zwischenstufentransistors Q 203 gegeben. Die positive Seite dieses Ausgangs
wird über eine LeitungAF56 auf den Basiswiderstand R 203 des Transistors Q 203 gegeben.
Diese Impulse öffnen also den Transistor Q 203 und gehen durch ihn hindurch, um
dann mit Hilfe des einstellbaren Zählers A 20 gezählt zu werden. Die Anzahl der
Impulse, die von dem Kreis A 20 gezählt werden, bevor dieser einen Ausgang erzeugt,
ergibt sich aus der ausgewählten Spannung, die an ihn mit Hilfe des einstellbaren
Versorgungskreises A 161 und des Gatters 290 über die Leitung A
62 gegeben wird. Ist nun das gewünschte Vielfache von Zehn von dem Stromkreis
A 20 T gezählt worden, dann wird an seiner Hilfswicklung
AN 4 ein Ausgang erzeugt und über die Leitungen A 56' und
A 56 a ausgesandt, um den Flip-Flop A 296 T für die Zehner
zurückzustellen. Die Rückstellung des Flip-Flops beendet den Zählvorgang für die
Zehner. Der Ausgang auf der Leitung A 56' wird auch über die Diode CR 207 und das
Netzwerk R 219, C204 auf eine Ausgangsklemme AXT
einer Addiereinrichtung für
die Zehner gegeben. Der Ausgang dieser Addiereinrichtung dient dazu, das Ergebnis
in den Zählvorgang für die Hunderter überzuleiten. Wirkung der Zählung der Hunderter
Der positive Verschiebungsausgang aus der Klemme der Zähleinrichtung für die Zehner
steht in elektrischer Verbindung mit der Eingangsklemme APH für die Hunderter-Addiereinrichtung.
Von dort aus geht sie über eine Leitung 605H zu der Eingangsleitung
A556H für die Einstellung des Hunderter-Flip-Flops A 296H. Dies hat zur Folge,
daß der Flip-Flop A 296H eingestellt wird, der seinerseits den Verstärker
482H speist. Der Ausgangsstrom aus dem Verstärker auf der Leitung 510 öffnet
die Gatter 288H und 290H, um die Zähler AF20H und A 20H
in der oben beschriebenen
Weise einzuschalten. Der Ausgangsstrom verzweigt sich über eine Leitung 207 zu einer
Ausgangsklemme AMH der Hunderter-Zähleinrichtung. Diese Klemme ist an eine Eingangsklemme
ANT der Zehner-Addiereinrichtung angeschlossen. Infolgedessen fließt der Ausgangsstrom
aus dem Verstärker 482H durch die Diode CR 203 T und
den Widerstand R 205 T und durch die Basis-Emitter-Leitung des Gattertor-Transistors
Q 205 T zu der negativen Klemme AGT. Dadurch wird der Gattertor-Transistor
Q 205 T stromdurchlässig, um das Gatter 280 T der Zehner-Addiereinrichtung
zu öffnen. Das Gatter 288 T setzt dann den festen Dekadenzähler AF20T für die teilweise
Inbetriebsetzung der Addiervorrichtung für die Zehner in Betrieb. Dadurch kommt
der feste Dekadenzähler der Zehner-Zähleinrichtung in Gang, um gemeinsam mit dem
festen Dekadenzähler der Hunderter-Zähleinrichtung im Sinne der Bildung einer Zählkette
für die Hunderter zusammenzuwirken, sobald der Modul für die Hunderter in Gang gekommen
ist. Ist dieser Addiermodul für die Zehner auf diese Weise zum Teil in Gang gekommen,
dann sind das Gatter 290 T und sein zugehöriger Zähler A 20T nicht eingeschaltet.
Insbesondere ist der Strom von der Klemme ANT, der durch CR 203 T fließt,
um das Gatter 280 T zu
öffnen, durch die Diode CR 204T daran gehindert,
durch den Widerstand R 208 T und die Leitung 530 T
zu der Basis des
Transistors Q 212 T des Gatters 290 T
zu fließen.
-
Ist der feste Zähler AF 20 T für die Zehner-Module wieder in
Betrieb gekommen, dann werden die geformten Impulse aus dem Modulkreis U10 für die
Einer, die auf die Eingangsklemmen AFT und AG'T für die Zehner-Module gegeben werden,
erneut in der oben beschriebenen Weise von dem Kreis AFT gezählt. Zu diesem Zeitpunkt
zählt aber der Kreis AF20T die geformten Impulse zum Zweck der Zählung der
Hunderter an Stelle der Zehner. Der Ausgang aus der Hauptwicklung AFN 5 T
zum Zählen der Zehner wird auf den jetzt nicht in Betrieb befindlichen Zähler A
20 T für die Zehner gegeben. Infolgedessen werden Impulse aus dieser Wicklung nicht
von dem stillstehenden Zähler gezählt. Dagegen erzeugt auch die Hilfsausgangswicklung
AFN 4 T Ausgangsimpulse für den Zähler AF 20T. Die positive Seite
dieses Ausgangs ist über eine Leitung AF56' an eine Ausgangsklemme AJT für einen
Zehner-Modul angeschlossen. Diese wiederum ist an die Eingangsklemme AG'H für den
Hundert-Modul angeschlossen, so daß die positive Seite des Ausgangs über die Leitung
AF64H an den BasiswiderstandR210H des Eingangstransistors Q201H des festen
Zählers AF20H für die Hunderter angeschlossen ist. Die negative Seite des Ausgangs
aus der Wieklung AFN 4 T ist über eine
Leitung AF
54'T an eine Ausgangsklemme AHT für die Zehner-Module angeschlossen. Diese
ist ihrerseits an eine Eingangsklemme AFH für einen Hunderter-Modul angeschlossen,
so daß die negative Seite des Ausgangs über die Leitung AF 66 H an den Emitter
von Q210H angeschlossen ist. Diese Impulse werden in der oben beschriebenen Weise
von dem Stromkreis AF 20H gezählt, und die an der Wicklung AFN
5 H
entwickelten Ausgänge werden über das Zählwerk A 20H für die Hunderter
in der oben beschriebenen Weise über die Leitungen AF54H und AF56H gegeben.
-
Ist die gewünschte Zahl von Vielfachen von 100 gezählt, dann entwickelt
der Kreis AF 20H einen Ausgang an seiner Hilfswicklung AN4H. Diejenige Seite
dieser Wicklung, die mehr ins Negative geht, wenn in ihr ein Ausgang entwickelt
wird, liegt an einer Leitung A 38H, die an das Energielieferungspotential
der Klemme ABH gefesselt werden soll. Diejenige Seite der Wicklung, die mehr in
die positiven Bereiche geht, wenn der Ausgang in ihr induziert wird, liegt über
eine Leitung A 56' an der Eingangsleitung A 56 a .für die Rückstellung des
Flip-Flops. Dieser stellt den Flip-Flop A 296H für die Hunderter zurück,
um den Zählzyklus für die Hunderter zu beenden. Gleichzeitig wird auch ein Ausgang
an der Hauptwicklung AN 5H entwickelt. Diejenige Seite dieser
Wicklung, die mehr ins Negative geht, wenn der Ausgang in ihr induziert werden soll,
wird über eine Leitung A 54H angeschlossen, mit der er an das negative Potential
auf der Leitung A 170H gefesselt werden muß. Diejenige Seite der Wicklung, die zu
diesem Zeitpunkt mehr ins Positive geht, ist über eine Leitung A 56H an einen
Schalter 205H angeschlossen. Nimmt man weiterhin an, daß keine der Ziffern
gleich Null ist, dann gelangt der auf diese Weise an den Schalter 205H angelegte
Ausgang über eine Leitung 570 auf eine Ausgangsklemme ASH des Hunderter-Moduls.
Der Ausgang von dieser Klemme her stellt denjenigen Ausgang des Zählwerks dar, der
den Endmodul triggert.
-
Endmodul (F i g. 7) Der positive abgehende Zählausgang von der Klemme
ASH liegt an der Eingangsklemme TS des Endmoduls. Der positive Impuls wird dann
über CR 101 an den Basiswiderstand R 302 der ersten Stufe Q 381 eines Ausgangsverstärkerkreises
580 gelegt. Dies hat zur Folge, daß ein Basis-Vorspannungsstrom durch den Emitter
von Q 301 und die Emitterdiode CR 302 in eine Leitung 590 fließt, die ihrerseits
mit der Eingangsklemme TA verbunden ist. Eine entgegengesetzte gepolte Diode
CR 301 liegt zwischen C301 und der negativen Leitung 590, um alle Impulse mit übermäßig
großer Amplitude abzuschneiden. Die Basisvorspannung an Q301 bewirkt, daß dieser
Transistor stromdurchlässig wird. Es fließt dann ein Strom von der Eingangsklemme
TB über eine Leitung 700 und einen handbetätigten Rückstellungsschalter 582,
eine Klemme TW, eine Leitung 702, die Widerstände R307 und R306, den Transistor
Q 301 und über eine Diode CR 302 in die negative Leitung 590. Der
Schaltstrom für die zweite Stufe Q 302 dieses Verstärkers geht dann in einer Abzweigung
durch die Dioden CR 307, den Emitterbasispfad des zweistufigen Transistors Q 302
und dann weiter über R 306, Q 301 und CR 302 zu der negativen Leitung 590. Dieser
Schaltstrom schaltet die zweite Verstärkerstufe 302 ein und bewirkt, daß
diese ihren Kollektorstrom über CR 307, Q 302, den Belastungswiderstand
304, die Ausgangsklemme TE und eine Relaisspule 350 erhält, wobei der Kreis zu der
negativen Leitung 590 geschlossen wird. Die Erregung der Relaisspule 350 stellt
dann den Nutzausgang der Zählvorrichtung nach der Erfindung dar. Eine umgekehrt
gepolte Diode CR 303 liegt parallel zu der Relaisspule 350 zu dem Zweck, induktive
rückwärts gerichtete Spitzen ausfallen zu lassen, die erzeugt werden, wenn der Spulenstrom
sein Ende findet.
-
Der Ausgangsverstärker 580 dient ferner als Impulsdehnerkreis, der
die Relaisspule 350 für eine vorbestimmte Zeit erregt, die länger ist als die Dauer
des Ausgangszählimpulses, der auf die Klemme TS gelangt. Am Anfang schaltet der
Ausgangszählimpuls die erste Stufe Q 301 ein, die dann die zweite Stufe
Q302 einschaltet. Q302 speist aber dann zurück, um Q301
in seinem stromdurchlässigen Zustand für eine vorbestimmte Zeit festzuhalten. Wird
Q 302 stromdurchlässig, dann wird ein Rückkoppelungsweg von dem Kollektor von
Q302 über R305 und C302 zu dem Basiswiderstand R 302 der ersten Stufe
Q 301 geschlossen. Diese Rückkoppelungsleitung liefert einen Basis-Vorspannungsstrom,
um die Stromdurchlässigkeit von Q 301 während der Zeit aufrechtzuerhalten,
während der ein Rückkoppelungsstrom durch C 302 fließt. Wird C 302 schließlich aufgeladen,
dann kann der Rückkoppelungsstrom nicht mehr durch diesen Kondensator fließen, und
da der Eingangsimpuls an der Klemme TS bereits sein Ende gefunden hat, kann die
erste Stufe Q 301 abschalten. Dies nimmt der zweiten Stufe Q 302 ihren Basis-Vorspannungsstrom
weg, so daß auch Q302 ausschaltet. C302 entlädt sich dann über R305, R304,
die Relaisspule 350, die Leitung 590 und R301. Durch den Entladungsvorgang durch
die Relaisspule 305 hindurch verlängert C 302 die Periode der Relaiserregung sogar
ein wenig. Auf diese Weise wird die Erregung der Relaisspule 350 für eine Zeitdauer
verlängert, die gegeben ist durch die Zeitkonstante von C302 sowie die verschiedenen,
ihm zugeordneten Widerstände, über die der Kondensator aufgeladen und entladen wird.
Die Wirkung des Ausgangsverstärkers und des Impulsdehnerkreises 580 ist im Zusammenhang
mit dem Schalter 648 im offenen Zustand, wie er dargestellt ist, beschrieben worden.
Soll dagegen die Relaisspule 350 für eine unbestimmte Zeit erregt werden,
dann ist es nur erforderlich, den Betätigungsschalter 648 zu schließen, und der
Stromkreis arbeitet dann in ständig eingeschaltetem Zustand anstatt in dem oben
beschriebenen Zustand der momentanen Einschaltung. Ist der Schalter 648 geschlossen,
dann findet der Kollektor-Rückkoppelungsstrom von Q 302 über den Widerstand
R 305
einen ständigen Strompfad über R303, die Klemme TD, den Schalter 648
und die Klemme TC zu dem Basiswiderstand R 302 der ersten Stufe Q
301. Dieser bleibende Rückkoppelungsweg wird durch die Ladung des Kondensators
C 302 nicht blockiert. Infolgedessen fährt der Stromkreis 580 fort, die Relaisspule
350 zu erregen, bis der Betätigungsschalter 648 von Hand geöffnet wird.
-
Der Stromkreis 642 wird jedesmal erregt, wenn der Ausgangsverstärker
580 gezündet wird, und dient dem Zweck der Rückstellung des gesamten Zählsystems.
Er bewerkstelligt dies durch Schaffung eines ersten Ausgangs, der sämtliche Magnetkerne
aller
Zähler in der Vorrichtung zurückstellt, und durch einen zweiten
Ausgang, der sämtliche Flip-Flops in. dem System wieder in einen geeigneten Zustand
für den Start des nächstfolgenden Zählzyklus zurückstellt. Tritt der Ausgangsverstärker
580 in Tätigkeit, dann wird ein positives Signal aus dem Kollektor der zweiten Stufe
Q302 über den Kondensator C303 auf den Basiswiderstand R308 einer ersten Kernrückstellungsstufe
Q303 eingekoppelt.
-
Der Basis-Treiberstrom fließt dann über den Basis-Emitter-Weg von
Q 303 und über die Diode CR 305 auf die negative Leitung 590. Eine Diode
CR 304,
die zwischen die negative Leitung 590 und den Verbindungspunkt von
C303 mit R308 geschaltet ist, dient zur Begrenzung von Signalen mit übermäßig großer
Amplitude. Der Basis-Treiberstrom verursacht die Einschaltung der ersten Stufe Q
303. Es fließt dann ein Strom von der Klemme TB des Endmoduls über eine Leitung
704, die Widerstände R 311 und R 310, Q 303 und CR 305 in die negative Leitung
590. Der Schaltstrom wird jetzt ebenfalls für die zweite Kernrückstellungsstufe
Q304 geliefert. Dieser Strom fließt von der positiven Leitung 704 durch die
Diode CR 306, den Emitter-Basis-Kreis von Q304
und dann über R 310,
Q 303 und CR 305 in die negative Leitung 590. Dies hat zur Folge, daß die
zweite Stufe Q 304 eingeschaltet wird und ihren Strom von der positiven Leitung
704 über CR 306 und Q304
und zu der Kernrückstellausgangsklemme
TL erhält. Von dort nimmt der Strom seinen Weg über die Klemme ALH für den
Hunderter-Modul, durch eine Wicklung AN 6 H, die den Kern 222 H zurückstellt,
eine Wicklung AFN6H, die den Kern 211H zurückstellt, und dann zu einer Ausgangsklemme
AYH des Hunderter-Moduls. Dieser Teil des Stromkreises bewirkt, daß der Strom die
Kerne der Hunderter-Zähler A 20H und AF20H zurückstellt. Der Strom
nimmt dann seinen Weg von der Ausgangsklemme AYH zu
der Eingangsklemme
ALT für den Zehner-Modul. Auf seinem Weg durch den Zehner-Modul fließt der
Strom durch eine Wicklung AN 6 T, um den Kern 222 T zurückzustellen, sowie
durch eine Wicklung AFN 6 T, um den Kern 211 T
zurückzustellen. Auf diese Weise werden also auch die Kerne der Zähler für die Zehner
A 20T und AF 20 T zurückgestellt. Der Strom fließt
dann von der Ausgangsklemme AYT und nimmt seinen Weg zu einer Eingangsklemme UY
für Einer-Module. Sobald der Strom in den Einer-Modul gelangt, fließt er durch eine
Wicklung UN6, um den Kern U22 des Einer-Zählers U20 zurückzustellen. Der Rückweg
für den Strom führt über eine Leitung 706, einen Widerstand R107 und eine Diode
CR103 in die negative Leitung U170 der Schaltanordnung für die Einer. Eine Rückstellung
des Impulsformerkerns U11 nach dieser Methode ist nicht erforderlich, weil der Impulsformer
U10 seinen eigenen Kern nach jedem Arbeitszyklus immer selbst vollständig zurückstellt.
Insbesondere ist der Kern U11 bei jedem Eingangsimpuls, den der Kreis U10 empfängt,
gesättigt und wird zurückgestellt, um den geformten Ausgangsimpuls zu erzeugen.
Die Kerne U22, 211 und 222 der Zählerkreise benötigen irgendeinen der Impulse von
1 bis 9 oder auch zehn Impulse, um einen vollständigen Arbeitszyklus durchzuführen,
der mit der Rückstellung des Kerns endet. Im Fall des Auftretens eines Störimpulses
ist es daher möglich, daß einer dieser Kerne in einem Zwischenzustand verbleibt.
Es muß im allgemeinen verhindert werden, daß irgendein Zählkern in einem Zwischenzustand
am Beginn eines Zählzyklus stehenbleibt, und der Ausgang aus dem Endmodul
TL wird dazu benutzt, die Zählkerne am Ende eines jeden Zählvorgangs zurückzustellen.
-
Immer wenn die erste Kernrückstellungsstufe Q 303 in Betrieb kommt,
betätigt sie im Anschluß daran die letzten beiden Stufen Q 306, Q
305 des Kreises 642.
Diese Stufen liefern dann einen Ausgang an. der
Klemme TR, der dazu dient, die Flip-Flops sämtlicher Modulschaltkreise auf die geeigneten
Betriebszustände für den Start des nächsten Zählzyklus. wiederherzustellen.
Q303 wird im selben Zeitpunkt stromdurchlässig, in welchem die Ausgangsstufe
Q 302 des Verstärkers 580 eingeschaltet wird. Erfolgt dies, dann sinkt die Kollektorspannüng
von Q 303 ab. Während des gesamten Impulsdehnerintervalls des Ausgangsverstärkers
580 bleibt Q 302 und Q 303 eingeschaltet, und die Kollektorspannung von Q
303
bleibt auf einem niedrigen Wert. Am Ende des Impulsdehnungsintervalls
des Kreises 580 wird Q302 stromdurchlässig und ermöglicht die Einschaltung
von Q 308, worauf das Kollektorpotential von Q 303
auf
seinen früheren Wert ansteigt. Dies hat wiederum zur Folge, daß eine positive Spitze
über einen Differenzierungskondensator C304 an die Basis der ersten Flip-Flop-Rückstellungsstufe
Q 306 angekoppelt wird, um diese Stufe einzuschalten. Man sieht also, daß dieser
Vorgang der Rückstellung des Flip-Flops nicht vorher beginnt, als bis die Relaiserregungswirkung
des Kreises 580 beginnt und die Wirkung der Kernrückstellung der Stufen
Q 303 und Q 304 beendet ist. Dies verhindert jede Änderung des Schaltzustandes
der Flip-Flops U 296, A 296 T und A 296 H, bevor nicht
die gegenwärtigen Zustände dieser Flip-Flops genau bis zum Ende des Zählzyklus fortgesetzt
worden sind.
-
Nach Empfang der positiven Impulsflanke aus dem Differenzierungskondensator
C304 wird die erste Flip-Flop-Rückstellungsstufe Q 306 eingeschaltet und empfängt
ihren Strom aus der positiven Leitung 704 über die Widerstände R313 und R312, über
Q306
und die Dioden CR 308 unter Rückführung zu der negativen Leitung
590. Der Basisstrom für die Einschaltung der zweiten Flip-Flop-Rückstellungsstufe
Q305 fließt dann ebenfalls von der positiven Leitung 704 über den
Emitter-Basis-Weg von Q305 und über R312, Q306 und CR
308 zu der negativen Leitung 590. Dies bewirkt die Einschaltung der zweiten Stufe
Q305. Ist Q305 eingeschaltet, dann bietet sie eine sehr niedrige Impedanz
zwischen der positiven Leitung 704 und der Ausgangsklemme TR dar: Auf diese Weise
gelangt ein hohes Potential auf die Klemme TR, und dieses Potential wird seinerseits
auf die Eingangsklemme UR und dann über eine Leitung 710 auf die Eingangsleitung
556 zur Einstellung des Flip-Flops U296 für die Einer gegeben. Dieser auf die Einstell-Eingangsleitung
gegebene positive Impuls stellt den Flip-Flop U296 ein und stellt ihn auch in den
richtigen Zustand für den Start des nächstfolgenden Zyklus zurück; der auf die Leitung
710 gegebene positive Impuls wird über eine Diode CR108 auch auf einen Schalter
U203 gegeben. Nimmt man jetzt immer noch an, daß sämtliche Ziffern in der gewählten
Zahl die Null übersteigen, dann gelangt dieses positive Potential über eine Leitung
712 zu der Ausgangsklemme UP für die Einer-Schaltung.
Der
Impuls geht dann weiter zu einer Eingangsklemme A UT für die Zehner und wird
auf die Rückstelleingangsleitung 559 T des Flip-Flops A 296 T gegeben.
Dies bewirkt die Rückstellung des Zehner-Flip-Flops, wobei dieser Zustand der vorschriftsmäßige
Zustand für den Start des nächstfolgenden Zyklus ist.
-
Die Kemme AUT liegt außerdem noch an einer Eingangsklemme AKH für
den Hunderter-Modul. Dementsprechend wird ein positiver Impuls auch über die Klemme
AKH geschickt, um die Eingangsleitung 557H zurückzustellen und damit den
Hunderter-Flip-Flop A296 H. Dies bringt den Hunderter-Flip-Flop in den richtigen
Zustand für den Start des nächstfolgenden Zählzyklus.
-
Rückstellung von Hand Der Schalter 582 kann von Hand betätigt werden,
um den Impulszähler in jedem gewünschten Zeitpunkt, sogar während eines Zählzyklus,
zurückzustellen. Normalerweise wird die positive Spannung an der Endklemme
TB über die Leitung 700 und den Schalter 582 auf die Klemme TW und
über die Leitung 702 auf den Ausgangsverstärker 580 gegeben. Der Schalter 582 wird
mit Hilfe einer Feder in diese Stellung gezogen. Wird der Schalter 582 von
Hand heruntergedrückt, dann leitet er die positive Spannung zu der Endklemme
TV. Von da geht die Energie über eine Leitung 720 und einen Widerstand R
314 zu der Basis der ersten Stufe Q 303 des Rückstellkreises 642. Ist diese Verbindung
hergestellt, dann schaltet die erste Stufe Q303 ein und triggert die Stufen
Q304, Q306 und Q305 des Rückstellkreises 642 in der
oben beschriebenen Weise. Der Kreis 642 liefert dann einen Ausgang aus der Klemme
TL zur Rückstellung der Zählerkerne sowie einen Ausgang von der Endklemme
TR zur Rückstellung der Flip-Flops U296, A 296 T und A 296H. Der Benutzer
des Gerätes kann nun den Wunsch haben, das Zählwerk von Hand in der Mitte eines
Zählzyklus zurückzustellen, wenn er feststellt, daß irgendein Fehler gemacht worden
ist und daß der Zählvorgang deshalb noch einmal von vorn begonnen werden sollte.
In diesem Fall würde der Zählzyklus mit Hilfe einiger der Zählkerne U22,
211T, 222T, 211H und 222H unterbrochen werden, die auf einem dazwischenliegenden
Zustand der Remanenz stehenbleiben würden. Der Ausgang für die Kernrückstellung
aus der Klemme TL soll dies verhindern.
-
Betrieb mit der Zahl Null Bis jetzt wurde die Wirkung des elektronischen
Impulszählers nach der Erfindung unter der Annahme beschrieben, daß keine der Ziffern
in der ausgewählten Zahl gleich Null ist. Im folgenden soll nun geschildert werden,
wie der Zähler arbeitet, wenn eine Ziffer oder mehrere Ziffern in der ausgewählten
Zahl gleich Null sind. In dem nun folgenden Beschreibungsteil sollen unter Bezugnahme
auf die betreffenden Figuren der Zeichnung die Einer-, die Zehner- und die Hunderter-Ziffern
mit U, T bzw. H
bezeichnet werden.
-
Nullen höherer Ordnung Dieser Fall des Zählerbetriebs soll unter Bezugnahme
auf die F i g. 5 bis 9 untersucht werden. Der Zählwerksausgang zum Triggern des
Ausgangsverstärkers 580 des Endmoduls gelangt stets auf die Klemme TS, und zwar
von der Klemme ASH und einer Leitung 570H her, die an dem Schaltarm des Schalters
205H liegt. Dieser Schalter ist mit dem Wahlschalter A 200H für die
Hunderter mechanisch gekoppelt. überschreitet die Hunderterziffer H den Zahlenwert
Null, dann wird der Schalter 205H mit einer geeigneten Klemme der Zahlenklemmen
1 bis 9 verbunden. Dies hat zur Folge, daß der Zählwerksausgang von der Ausgangsleitung
A 56H abgeleitet wird, der von dem Vielfachzähler A 20H für die Hunderter
herkommt. In diesem Fall wird der Endmodul erst getriggert, wenn der Zähler seinen
Zählzyklus für die Einer, seinen Zählzyklus für die Zehner sowie seinen Zählzyklus
für die Hunderter, alle in der richtigen Reihenfolge, durchlaufen hat.
-
Ist jedoch H gleich Null, dann wird der Schalter 205H mit seiner Klemme
für die Nullzählung verbunden, so daß der Zählwerksausgang jetzt über eine Leitung
730H aus einer Eingangsklemme ATH für die Hunderter herkommt. Diese Klemme steht
mit einer Ausgangsklemme AST für einen Zehner-Modul und dann über eine Leitung
570T mit dem Schaltarm des Schalters 205T in Verbindung. übersteigt
die Ziffer T der Zehner den Wert Null, dann wählt der Schalter 205T des Zehner-Addiermoduls,
wie oben in Verbindung mit dem Schalter 205H für den Hunderter-Addiermodul,
eine geeignete Klemme der Klemmen 1 bis 9 aus. Dies hat zur Folge, daß der Zählwerksausgang
über eine Leitung A 56 T abgeleitet wird, die von dem einstellbaren Vielfachzähler
A 20T für die Zehner herkommt. In diesem Fall wird der Modul am Ende
getriggert, nachdem das Zählwerk nur durch einen einzigen Zählzyklus und den zugehörigen
Zehnerzählzyklus hindurchgegangen ist. Da die Zahl für die Hunderter gleich Null
ist, wird der Zählzyklus für die Hunderter aus der tatsächlichen Verarbeitungskette
dadurch herausgenommen, daß die Schalter 205H und 205T den Zählwerksausgang
unmittelbar aus der Anordnung für die Zehner ableiten.
-
Ist T ebenfalls gleich Null, d. h., ist mehr als eine Null in den
höheren Rängen der Zahl enthalten, dann wird das Verfahren der Rückschaltung zwecks
Ableitung des Zählwerksausgangs aus einem vorhergehenden Zähler wiederholt. In diesem
Fall wählt der Schalter 205 T seine Null-Zählklemme aus und leitet auf diese
Weise den Zählwerksausgang über eine Leitung 730 T von der Eingangsklemme
ATT für den Zehner-Modul ab. Diese Klemme steht mit der Ausgangsklemme
US für den Einer-Modul in Verbindung, um den Zählwerksausgang von der Leitung
U56 abzuleiten, die von dem einstellbaren Zähler U20 für die Einer herkommt. In
diesem Fall wird der Modul am Ende getriggert, sobald der Zähler durch seinen Einer-Zählzyklus
hindurchgegangen ist. Da nun sowohl T als H Null sind, nehmen die
Zehner- und Hunderter-Module während dieses Zählzyklus nicht an der Rechenoperation
teil.
-
Nullen niedrigerer Ordnung Diese Rechenoperationen sollen unter Bezugnahme
auf die F i g. 5 bis 8 und 10 näher beschrieben werden. Das Problem des Vorhandenseins
einer oder mehrerer Nullen in den niedrigen Rängen der ausgewählten Zahl wird dadurch
gelöst, daß man den Ausgang für die Rückstellung des Flip-Flops von dem Endmodul
TR aus auf solche Weise weiterleitet, daß die drei Flip-Flops U 296,A
296 T und A 296 H nach
einer besonderen Schablone
von Einstellung und Rückstellung geleitet werden, so daß aus der Zählkette diejenigen
Module der niedrigen Rangordnungen eliminiert werden, die eine Null aufweisen. Die
Methode, nach welcher der Einer-Flip-Flop 296 eingestellt wird, und die Methode
der Rückstellung des Zehner-Flip-Flops 296T und des Hunderter-Flip-Flops
A 296H durch den Flip-Flop-Rücksteilimpuls für den Fall, daß alle Ziffern
den Wert Null übersteigen, sind bereits beschrieben worden. Ist dagegen U gleich
Null, dann wird der Flip-Flop-Rückstellausgang von der Endmodul-Klemme TR zu der
Einer-Modulklemme UR und zu der Leitung 710 weiterhin auf die Einstelleingangsleitung
556 gegeben, um den Einer-Flip-Flop U296 einzustellen. Dies bedeutet, daß
der Einer-Zähler am Beginn des nächsten Zählzyklus zu zählen beginnt, obwohl U gleich
Null ist. Der Zähler U20 wird aber tatsächlich doch infolge der Tatsache aus der
Zählkette herausgenommen, daß einer der Zähler höherer Rangordnung am Beginn des
gleichen Zählzyklus ebenfalls in Betrieb kommt, und zwar ohne die Wartezeit, die
normalerweise eingehalten wird, und beginnt mit der Zählung, nachdem der Einer-Zähler
U20 seine Zählung beendet hat. Die Inbetriebsetzung eines der Zähler höherer Ordnung
zusammen mit dem Einer-Zählwerk U20 erreicht man durch Wahl einer geeigneten Schablone
für das Setzen und Zurückstellen bei der Rückstellung der Flip-Flops A 296 T
und A 296 H höherer Ordnung. Der Schalter U203 ist mit dem Wahlschalter U200
für die Zählung der Einer-Module mechanisch gekoppelt. übertrifft U den Wert Null,
dann wird der Schalter U203 mit einer passenden Klemme seiner Zählklemmen
1 bis 9 in Verbindung gebracht. Dies bewirkt, daß der Impuls für die Rückstellung
des Flip-Flops aus der Leitung 710 und aus der Diode CR 108 über die Leitung
712 in der oben beschriebenen Weise abgeleitet wird, um den Zehner-Flip-Flop A 296
T und den Hunderter-Flip-Flop A296H zurückzustellen. Ist dagegen U gleich Null,
dann stellt der Schalter U203 die Verbindung mit seiner Null-Zählklemme her, so
daß der Flip-Flop-Rückstellimpuls aus der Diode CR 108 über eine Leitung 740 zu
der Klemme UX für die Einer-Module geleitet wird. Von da geht der Impuls zu einer
Eingangsklemme AQT für den Zehner-Modul und dann über die Leitung 601 T zu dem Schalter
A 203 T. Dieser Schalter ist mit dem Wahlschalter A 200 mechanisch gekuppelt, so
daß beim Überschreiten des Wertes Null für T der Schalter A 203 T eine geeignete
Klemme seiner Zählklemmen 1 bis 9 auswählt und auf diese Weise bewirkt, daß der
Flip-Flop-Rückstellimpuls über eine Leitung 603 T auf die Einstell-Eingangsleitung
A 556 T des Zehner-Flip-Flops A 296 T gekoppelt wird. Es ergibt sich
dann das Resultat, daß der Zehner-Flip-Flop A 296 T beim Start des Zählzyklus mit
dem Einer-Flip-Flop U296 eingestellt wird. Dementsprechend beginnt der Zehner-Zählteil
des Zählzyklus an dem wirklichen Beginn des Zyklus und nimmt auf diese Weise tatsächlich
den Einer-Zähler aus der Zählkette heraus, wenn U gleich Null ist. Übertrifft dagegen
T den Betrag Null, dann muß der Modul für die Hunderter-Zählung in der üblichen
Weise abwarten und beginnt erst dann zu zählen, wenn der Zählzyklus für die Zehner
beendet ist. Aus diesem Grund wird der Rückstellmpuls auf der Leitung 603
T auch über eine Leitung 605 T auf eine Ausgangsklemme
APT für den Zehner-Modul gegeben. Von dort aus gelangt der Impuls auf eine Eingangsklemme
A UH für die Hunderter-Module und wird ferner auf die Rückstelleingangsleitung
559 H gegeben, um den Hunderter-Flip-Flop A 296H zurückzustellen. Befindet sich
dieser Flip-Flop in der zurückgestellten Lage, dann warten die Module für die Hunderter
in der üblichen Weise, bis die Zehner-Zählung abgeschlossen ist, und die Hunderter-Zählung
kann dann dadurch gestartet werden, daß der Hunderter-Flip-Flop A 296H in
der beschriebenen Weise eingestellt wird.
-
Sind U und T beide Null, dann stellt der Schalter
A 203 T die Verbindung mit seiner Null-Zählklemme her. Dies hat zur Folge,
daß der Impuls auf der Leitung 601T für die Flip-Flop-Rückstellung über eine Leitung
A740T zu einer Ausgangsklemme AXT für einen Zählermodul geleitet wird. Von
dort geht der Flip-Flop-Rückstellimpuls zu einer Eingangsklemme APH für den Hunderter-Modul
und dann über eine Leitung 605H zu der Einsteli-Eingangsleitung A 556H des
Hunderter-Flip-Flops A 296H. Dadurch wird der Hunderter-Flip-Flop eingestellt,
so daß der Hunderter-Modul sofort bei Beginn des Zählzyklus zu zählen beginnt, wie
dies sein muß, wenn sowohl U als auch T gleich Null sind. Arbeitet das Zählwerk
auf diese Weise, dann gibt es keinen F1ip-Flop-Rückstellimpuls, der von der Klemme
für T =- 0 des Schalters A 203 T zu dem Zehner-Flip-Flop A 296 T läuft.
Dies geschieht deshalb, weil es gleichgültig ist, in welchem Betriebszustand sich
der Zehner-Flip-Flop befindet. Solange der Hunderter-Flip-Flop A 296H eingestellt
ist und der Hunderter-Modul unmittelbar vom Start des Zählzyklus an zu zählen beginnt,
sind sowohl die Einer-Module als auch die Zehner-Module völlig unabhängig von der
Stellung ihrer zugehörigen Flip-Flops U296 und A 296 T tatsächlich aus der
Zählkette herausgenommen.
-
Infolge der Tatsache, daß die drei Flip-Flops U296, A 296 T
und A 296 H in ihre richtige Stellung für den nächsten Zählzyklus mit Hilfe
des Rückstellimpulses, der am Ende des vorhergehenden Zyklus erzeugt worden ist,
zurückgestellt worden sind, muß eine sehr wesentliche Vorsorge getroffen werden.
Ist das ganze Zählwerk auf eine bestimmte Zahl eingestellt, dann wird es nach Abschluß
des Zählvorgangs auf die exakten Voraussetzungen zur Durchführung des nächsten Zählvorgangs
eingestellt, um die gleiche Anzahl beim nächsten Zyklus wieder zu zählen. Entscheidet
sich der Benutzer des Gerätes aber vor dem Beginn des nächsten Zyklus für eine andere
Zahl, dann muß er zunächst die Wahlschalter U200, A200T und A 200H für die
Zahlen betätigen,. um die Ziffern für die Einer, Zehner und Hunderter der neuen
Zahl entsprechend anzugeben. Hierauf muß er den Rückstell-Handschalter 582 betätigen,
um den Vorgang der Flip-Flop-Rückstellung, wie er oben beschrieben ist, einzuleiten,
so daß die drei Flip-Flops wieder in die richtige Schablone für die Einstellung
und Rückstellung gebracht werden, die sich für die nunmehr neu ausgewählten Zahlen
eignet, und der Schalter darf nicht auf der Schablone stehenbleiben, die den Zählmodul
beim letzten Zählzyklus betraf.
-
Abschließend sei bezüglich der Verarbeitung der Nullen bemerkt, daß
zu dem Schalter U200 für die Einer-Module eine Verbindungsleitung 750 zwischen seiner
Null-Klemme und der Klemme für die Eins gehört und daß zu dem Schalter
U202 eine Verbindungsleitung 752 gehört, die auf ähnliche Weise angeschlossen
ist.
Außerdem gehören zu den Schaltern A 200 und A 202 der Additionsmodule
ähnliche Verbindungsleitungen A750 und A752. Der Zweck dieser Verbindungsleitungen
besteht lediglich darin, sicherzustellen, daß die Prüf- und Steuertransistoren UQ
111 und Q211 eine Basisvorspannung erhalten, um zu verhindern, daß sie weiter
im Betrieb bleiben, auch wenn der ihnen zugeordnete Rechenkreis auf eine Null-Zählung
eingestellt ist, Der einfachste Weg, dieses zu erreichen, besteht darin, die Klemmen
für die Null-Zählung der Wahlschalter an die Zählklemmen für die Ziffer »Eins« dieser
Schalter zu legen, so daß die Energielieferungskreise U168 und A 168 sich im gleichen
Betriebszustand für eine Null-Zählung befinden, wie für eine .Zählung einer »Eins«.
Insbesondere ist die Basis von UQ 111 von der Zählklemme für die Null des Schalters
U200 über die Verbindungsleitung 750 ohne weiteres mit der Zählklemme des Schalters
U200 für die »Eins« zu verbinden und damit über die Leitung 384 mit dem Spannungsteiler
UR 124, UR 125. Gleichzeitig wird der erwähnte Spannungsteiler von der Zählklemme
für die »Eins« des Schalters U202 über die Verbindungsleitung 752 mit der
Zählklemme für die Null des Schalters U202 verbunden, so daß sie mit der Quelle
für positives Potential der Leitung U150 verbunden ist. Die elektrischen
Verbindungen für die einstellbaren Stromversorgungskreise A 168 für die Additionsmodule
sind identisch mit denen für die oben beschriebenen Kreise für die Einer-Module.
Man sieht ohne weiteres, daß keinerlei Unterschied zwischen der Einstellung irgendeines
der Zählwerke in die Zählstellung für die Eins besteht, selbst wenn man eine Rechenoperation
mit einer Null durchführen will, weil man einen Zählvorgang mit Nullen tatsächlich
dadurch erreicht, daß man die speziellen Zähler aus der Zählkette herausnimmt, wenn
der zugehörige Modul Null sein soll. Schaltkreis für die Zählung der Zehner Ein
Zählsystem im Zehnerrang (1 bis 99) kann aus einem einzigen Additionsmodul in Verbindung
mit einem Modul für Einer, einem Endmodul und einer Schaltanordnung für die Stromlieferung
aufgebaut werden. Die elektrischen Verbindungen zwischen diesen einzelnen Schaltkreisen
und die Wirkung eines solchen Systems sind in F i g. 11 auf die gleiche Weise zusammengestellt,
wie die elektrischen Verbindungen und besonderen Merkmale eines Hunderter-Systems
in F i g. B. Der einzige Additionskreis dieses Systems ist mit dem Einerkreis auf
die gleiche Weise verbunden wie der Zehnerkreis mit dem Einerkreis in dem Zählwerk
für höhere Ränge nach F i g. 8 verbunden ist. Andererseits ist der Additionskreis
in F i g. 11 auf die gleiche Weise mit dem Kreis für den Endmodul verbunden, wie
der Kreis für den Hunderter-Additionsmodul mit dem Endmodul in dem Zählwerk für
die höheren Ränge nach F i g. 8 verbunden ist. Mit Ausnahme des damit erreichten
kürzeren Zählbereichs ist die Wirkung dieses Zählwerks in jeder Hinsicht identisch
mit der Wirkung des oben beschriebenen Hunderter-Zählwerks.
-
Außer allen oben bereits aufgezählten Vorteilen des elektronischen
Impulszählers nach der Erfindung ermöglichen die geschilderten und dargestellten
Ausführungsformen aber auch noch die Erzielung weiterer besonderer Vorteile. Der
Benutzer derartiger Zählwerke braucht nämlich nur so viele Einzelkreise zu beschaffen,
wie es die gerade erforderlichen Zählbereiche notwendig machen. Ist ein Benutzer
bisher mit einem einzigen Additionsmodulkreis und einem Zehnersystem ausgekommen
und benötigt er später ein Zählwerk im Hundertersystem, dann braucht er tatsächlich
nur ein weiteres Zählwerk zu beschaffen, welches mit dem ersten Zählwerk völlig
identisch ist.
-
Die Erfindung ist in der obigen Beschreibung an Hand einiger Ausführungsbeispiele
und unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen näher erläutert worden. Es versteht
sich indessen von selbst, daß jeder Fachmann auf diesem Spezialgebiet der Technik
Änderungen an dem Erfindungsgegenstand vornehmen kann, ohne deshalb den Rahmen der
Erfindung verlassen zu müssen.