DE2155585C - Fhpflopstufe - Google Patents

Description

60 Tastimpulse verkürzt, so daß ein Großteil der

gegebenenfalls zwischen den Tastimpulsen auf-

Die Erfindung betrifft eine Flipflopstufe, insbeson- tretenden Störimpulsen den Ansteuerstromkreis

dere für einen elektronischen Zähler, mii zwei als nicht beeinflussen kann. Beide Maßnahmen zusam-

Flipflop arbeitenden Konjunktionsgliedern, deren men gewährleisten somit einen von Fremdeinflüssen

Ausgänge jeweils mit einem Eingang des anderen 65 freien Betrieb der Flipflopstufe, unter der Voraus-

Konjunktionsgliedes verknüpft sind, und einem setzung, daß der Flipflopstufe einwandfreie Tast-

Ansteuerstromkreis mit zwei Konjunktionsgliedern, impulse zur Verfügung stehen, was im allgemeinen

von denen jeweils ein Eingang mit dem Ausgang des der Fall ist.

Insbesondere bei der Verwendung der Flipflop- sen. Ein weiterer Eingang des Gatters 16 ist über stufj als Zählstufe kann es jedoch geschehen, daß einen Schaltern mit einem »O«-Signal, beispielsder Zählimpulsgeber keine einwandfreien Rechteck- weise Nullpotential, beaufschlagbar. Ist der Schalter impulse abgibt oder die von dem Geber gelieferten 17 geöffnet, arbeitet der Zähler als Dezimalzähler. Rechteckimpulse bei einem längeren (Jbertragungs- 5 ist er geschlossen, als reiner Binärzähler.
weg durch Störeinflüsse verwaschen und deformiert Die Umformerstufe 12 umfaßt zwei Schmittwerden. In diesen Fällen empfiehlt es sich, die Trigger 18 und 19, die über ein RC-VerzögeruiiL Tastimpulse dem Ansteuerstromkreis über eine glied 20 hintcreinandergeschaltet sind. Dem Eingang Impulsformerstufe zuzuführen, die aus zwei, über des ersten Schmitt-Triggers 18 ist ein RC-Tiefpaß ein Zeitglied hintereinandergeschalteten Schmitt- io 21 vorgeschaltet. Die Ausgänge der beiden Schmitt-Triggern besteht, deren Ausgänge in einem Konjunk- Trigger 18 und 19 sind in einem NAND-Gatter 22 tionsglied zusammengefaßt sind. Zusätzlich kann zusammengefaßt, dessen Ausgang mit dem Eingang dem Eingang des ersten Schmitt-Triggers ein Tiefpaß der ersten Stufe des Zählers verbunden ist.
vorgeschaltet sein, wodurch sich die Störunempfind- Bei Eintreffen eines Zählimpulses am Eingang lichkeit der Anordnung weiter erhöht. 15 der Impulsformerstufe 12 wird dieser beim Durch-

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin- laufen des Tiefpasses 21 von hochfrequenten Stördung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei- spannungen gereinigt und kippt den Schmitt-Trigger bung eines Ausfiihrimgsbcispiels in Verbindung mit 18 bei Erreichen einer bestimmten Schwellwertder Zeichnung, die ein Schaltbild eines aus Flipflop- spannung aus seinem Ruhezustand. Der Schmittstufen aufgebauten elektronischen Zählers zeigt. 20 Trigger 18 gibt daher sowohl an das RC-Verzüge-

Der Zähler besteht aus vier Flipflopstufen 1, 2, 3 rungsglied 20 als auch an aen einen Eingang des

und 4, die im wesentlichen den gleichen Aufbau Gatters 22 ein »L«-Signal ab. Dem anderen Eingang

besitzen. Jede Flipfiopslufe umfaßt zwei als Flipflop des Gatters 22 wird von dem zweiten Schmitt-Trigger

arbeitende NAND-Gatter 5 und 6 und zwei den 19, der sich noch in seinem Ruhezustand befindet.

Anstellerstromkreis für das Flipflop bildende NAND- 25 ebenfalls ein »L«-Signal zugeführt, so daß der

Gattcr7und8. Ausgang des NAND-Gatters 22 ein >;O«-Signal

Der Ausgang des NAND-Gatters 5 ist über ein abgibt. Nach einer bestimmten, durch den Widerintegrierendes RC-Glied 9 mit einem der drei Ein- stand und den Kondensator des RC-Verzögeruiigsgänge des Gatters 6 verbunden, während der Aus- gliedes 20 vorgegebenen Zeit wird auch der Schmittgang des Gatters 6 über ein integrierendes RC-GIied 30 Trigger 19 aus seinem Ruhezustand gekippt und 10 an einem der beiden Eingange des Gatters 5 liegt. gibt nunmehr ein »O«-Signal ab. Dies hat zur Folge, Der Ausgang des NAND-Gatters 5 bildet den d;iß im Ausgang des Gatters 22 ein »L«-Signal «!.«-Ausgang und der Ausgang des NAND-Gatters6 etsdieint, und zwar so lange, bis nach Zurückkippen den »O«-Ausgang der Zählstufe. der beiden Schmitt-Trigger 18 und 19 in ihre Aus-

Die Ansteuerung der beiden Gatter 5 und 6 er- 35 gangslage der Schmitt-Trigger 18 durch einen neuen folgt durch die NAND-Gatter 7 und 8. Dei Ausgang Zählimpuls wieder aus seinem Ruhezustand gekippt des Gatters 7 liegt am anderen Eingang des Gatters S wird. Am Ausgang des Inverters 11 erscheinen folgiind der des Gatters 8 an einem der Eingänge des lieh Zählimpulse konstanter Dauer mit einer der Galters 6. Jeweils ein Eingang der beiden Gatter 7 Periodendauer des Eingangssignals an der Fmpuls- und 8 steht über einen Inverter 11 mit der vorher- 40 formerstufc 12 entsprechenden Periodendauer,
gehenden Stufe — bei der Stufe 1 ist dies die Impuls- Zur Erläuterung der Wirkungsweise der einzelnen formerstufe 12 — in Verbindung. Der andere Zählstufen sei davon ausgegangen, daß der Zähler Eingang des Gatters 8 ist über ein integrierendes in Null stehi. Dann geben die Ausgänge aller RC-Gliedl3 an den »L&-Ausgang der jeweiligen NAND-Gatter 5 jeweils ein »O«-Signal und die Zählstufe und einer der Eingänge des Gatters 7 über 45 Ausgänge aller NAND-Gatter 6 jeweils ein »Leein entsprechendes RC-Gliedl4 an den >■()'■■-Aus- Signal ab. Jedem mil einem Ausgang der Gitter 6 gang der Zählstufe angeschlossen. verbundene Eingang der NAND-Gatter 7 wird daher

Ein weiteres NAND-Gatter 15, dessen einem ein »L«-Signal zur Verfügung gestellt und jedem

Eingang ebenfalls die Zählimpulse zugeführt werden mit einem Ausgang der Gatter 5 verbundene Eingang

und dessen anderer Eingang über das RC-Glied am 50 der Gatter 8 ein »O«-Signal. Ebenso gelangt vom

»L«-Ausgang des Flipflops liegt, dient zur Bildung Ausgang des Gatters 5 ein »O«-Signal zum NAND-

eines Weiterschaltsignals, das außerdem die Zähl- Gatter 16, das folglich ein »L«-SignrJ an die Gatter 6

richtung angibt. Lediglich die vierte, letzte Flipflop- und 7 abgibt. Des weiteren steht an btiuen Eingän-

stufe 4 weist dieses NAND-Gatter 15 nicht auf, da gen der NAND-Gatter 15 jeweils ein »O«-Signa! an.

diese kein Weiterschaltsignal abzugeben braucht. 55 Die Kondensatoren der RC-Glieder 10 und 14

Der Ausgang des Gatters 15 ist jeweils mit dem werden bzw. sind aufgeladen, die der RC-Glieder 9

Inverter 11 der nächsten Stufe verbunden. Ebenso und 13 entladen.

besteht die Möglichkeit, das Ausgangssignal des Trifft nun am Eingang der Impulsformerstufe 12

Gatters 8 als Weiterschaltsignal zu benutzen. ein Zahlimpuls ein, so erscheint am Ausgang des

Die Löschung des Zählers nach Erreichen des &o Inverters 11 der Flipflopstufc 1 ein »L«-Signal. Das maximalen Zählerinhaltes kann mittels eines NAND- Gatter 7 ist damit erfüllt und gibt an das Gatter 5 Gatters 16 durchgeführt werden, dessen Ausgang ein >O«-Signal ab, an dessen Ausgang ein »L«-Signal jeweils mit einem Eingang der NAND-Gatter 6 und 7 erscheint. Dieses hat zur Folge, daß sich der Kondenverbunden ist. Ein Eingang des Gatters 16 ist an der. sator des RC-Gliedes9 auflädt und ebenso der Inverter 11 der Flipflopstufe 1, ein Eingang über das 65 Kondensator des RC-Gliedes 13. Die Zeitkonstante RC-GIied 13 an den »L«-Ausgang der ersten Stufe des RC-Gliedes 13 ist so gewählt, daß der Konden- und ein Eingang über das RC-Glied 13 der letzten saior erst dann völlig aufgeladen ist, wenn der Stufe an den »L«-Ausgang dieser Stufe angeschlos- Zählimpuls abgeklungen ist. An den beiden Ein-

gangen des Gatters 8 kann daher nie gleichzeitig ein »L«-Signal anliegen. Andererseits ist die Zeitkonstante des RC-Gliedes9 wesentlich kleiner als die des RC-Gliedcsl3 gewählt. Folglich sind kurz nach Erscheinen des »L«-Signals am Ausgang des Gatters 5 alle drei Eingänge des Gatters 6 mit einem »L«-Signal beaufschlagt. Das Gatter 6 gibt somit ein »O«-Signal ab. Der Kondensator des RC-Gliedes 10 entlädt sich und ebenso der des RC-Gliedes 14. Da jedoch die Zeitkonstante des RC-Gliedes 10 wesentlich kleiner ist als die des RC-Gliedes 14, ändert sich zuerst das Eingangspotential des dem RC-Glied 10 zugeordneten Eingangs und danach das des anderen Eingangs, so daß der Ausgang des Gatters 5 auf »L«-I'otential bleibt.

Bei Eintreffen des nächsten Zählimpulses wird das NAND-Gatter 8 erfüllt, während das NAND-Gatter 7 durch seinen mit dem Gatter 6 verbundenen Eingang, der auf »O«-Potential liegt, nicht erfüllt wird. Das Gatter 8 gibt ein »O«-Signal ab und im Ausgang des Gatters 6 erscheint ein »L«- Signal. Durch dieses wird der Kondensator des RC-Gliedes 10 aufgeladen und das Gatter 5 sperrt, da an seinen beiden Eingängen »L«-Potential herrscht. Gleichzeitig lädt sich auch der Kondensator des RC-Gliedes 14 auf. Die Zeitkonstante des RC-Gliedes 14 ist so gewählt, daß der Kondensator erst dann völlig aufgeladen ist und dem Gatter 7 ein »L«-Signal zur Verfugung stellt, wenn der Zählimpuls abgeklungen ist. An den Eingängen des Gatters 7 kann daher nie gleichzeitig ein »L«-Signal auftreten. Der Ausgang des Gatters 7 gibt daher trotz der Eingangssignaländerung nach wie vor ein »L«-Signal ab und das Gatter 5 bleibt gesperrt.

Gleichzeitig mit dem NAND-Gatter 8 wird auch das NAND-Gatter 15 erfüllt, so daß vom Inverter Il

ίο der zweiten Stufe ein »L«-Signal abgegeben und die zweite Stufe aus ihrer Nullstellung gekippt wird. Die Tätigkeit des NAND-Gatters 15 kann auch durch das NAND-Gatter 8 wahrgenommen werden. In diesem Fall wird der Eingang des InvertersIl der jeweils folgenden Flipfiopstufe unmittelbar mit dem Ausgang des Gatters 8 verbunden.

Wird bei geöffnetem Schalter 17 — der Zäiikr arbeitet dann als Dezimalzähler — ein Zählerstri"''» LOOL erreicht, das entspricht der Zahl »9«, ist das NAND-Gatter 16, sobald der K). Zählimpuls eintrifft, erfüllt und gibt ein »O«-Signal ab, wodurch sämtliche Zählstufen gelöscht werden. 1st dagegen der Schalter 17 geschlossen, so können die Zählstufen bei Erreichen des Zählerstandes LOOL nicht gelöscht werden, da der mit dem Schalter 17 verbundene Eingang auf »O«-Potential liegt. Der Zähle; arbeitet in diesem Falle als reiner Binärzähler.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 von ihnen mittelbar angesteuerten Konjunktionsgliedes des Flipflops verknüpft ist und denen beiden Patentansprüche: die Tastjmpuise zugeführt werden. Es sind bereits Flipflopstufen mit zwei Konjunk-

1. Flipflopstufe, insbesondere für einen elek- 5 tionsgliedern bekannt (deutsche Offenlegungsschrift ironischen Zähler mit zwei als Flipflop arbei- 1 562 344), bei denen je ein Eingang des einen Kontenden Konjunktionsgliedern, deren Ausgänge junktionsgüedes mit dem Ausgang des anderen jeweils mit einem Eingang des anderen Konjunk- Konjunktionsgliedes verbunden ist, während jeder tionsgliedes verknüpft sind, und einem Ansteuer- der anderen Eingänge über einen ersten Widerstand Stromkreis mit zwei Konjunktionsgliedern, von io an eine gemeinsame Speisespannung und ferner an denen jeweils ein Eingang mit dem Ausgang des ie einen Widerstand und je einen Kondensator von ihnen mittelbar angesteuerten Konjunktions- angeschlossen ist. Diese Flipflopstufen und die eingliedes des Flipflops verknüpft sind urd denen gangs beschriebene, insbesondere für elektronische beiden die Tastimpulse zugeführt werden, Zähler verwendete, bekannte Flipflopstufe haben dadurch gekennzeichnet, daß die Ver- 15 den Nachteil, daß sie gegenüber den magnetischen knüpfung der Aus- und Eingänge der als und elektrischen Fremdfeldeinflüssen äußerst emp-Fiipflop arbeitenden Konjunktionsglieder (5; 6) findlich sind. Die von den Fremdfeldern in die und die Ausgänge des Flipflops (5, 6) mit jeweils Flipflopstufen oder die mit diesen in Verbindung einem der Eingänge der Konjunktionsglieder stehenden Stromkreise induzierten Störspannungen (7; 8) des Ansteuerstromkreises (7, 8) jeweils 20 führen zu einem unkontrollierten Kippen des Flipüber ein integrierendes RC-Glicd (9; ίθ; 13; 14) flops, so daß, wenn die Flipfiopstufen als Zählstufen erfolgt, wobei die dem Flipflop (5, 6) zugeord- eines elektronischen Zählers verwendet werden, das neten RC-Glieder (9; 10) eine kleinere Zeit- Zählergebnis erheblich verfälscht werden kann. Dies konstante aufweisen als die dem Ansteuerstrom- ist insbesondere dann der Fall, wenn die Flipfiopkreis (7,8) zugeordneten RC-Glieder (13; 14). 25 stufen in Anlagen, wie Belriebsdatenerfassungs-

2. Flipflopstufe nach Anspruch 1, gekenn- anlagen, eingebaut sind, die in Maschinenhallen zeichnet durch ein Verhältnis der Zeitkonstanten oder in der Nähe von elektrischen Maschinen betrievoii ungefähr 1 : 10. ben werden. Ein weiterer Nachteil dieser Flipflop

3. Flipflopstufe nach Anspruch 1 oder 2, stufen ist ihre Empfindlichkeit gegenüber kurzdadurch gekennzeichnet, daß die Tastimpulse 30 zeitigen Betriebsspannungszusammenbrüchen, da ihr dem Ansteuerstromkreis (7, 8) über eine impuls- Speichervermögen sehr gering ist. Letzteres kann formerstufe (12) mit zwei über ein Zeitglied (20) zwar durch Stabilisieren der Betriebsspannung elimihintereinandergeschaltelen Schmitt-Triggern (18; niert werden, jedoch ist dazu ein nicht unerheblicher 19) zugeführt werden, deren Ausgänge in einem Aufwand erforderlich.

Konjunktionsglied (22) zusammengefaßt sind. 35 Aufgabe der Erfindung ist es, mit einem möglichst

4. Flipflopstufe nach Anspruch 3, dadurch geringen zusätzlichen Aufwand eine Flipflopslufe zu gekennzeichnet, daß dem ersten Schmitt-Trigger schaffen, die unempfindlich gegen magnetische oder (18) ein Tiefpaß (21) vorgeschaltet ist. elektrische Fremdfeldeinflüsse und kurzzeitige Bc-

5. Flipflopstufe nach einem der Ansprüche 1 triebsspannungszusammenbrüche ist. Diese Aufgabe bis 4 für einen elektronischen Zähler, dadurch 40 wird ausgehend von der eingangs beschriebenen gekennzeichnet, daß zur Bildung eines Weiter- Flipflopstufe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß schaltsignals ein weiteres Konjunktionsglicd (15) die Verknüpfung der Aus- und Eingänge der als vorgesehen ist, dessen einem Eingang die Zähler- Flipflop arbeitenden Konjunktionsglieder und die impulse zugeführt werden und dessen anderer der Ausgänge des Flipflops mit jeweils einem der Eingang über ein integrierendes RC-Glied (13) 45 Eingänge der Konjunktionsglieder des Ansteuermit dem »L«-Ausgang des Flipflops (5,6) ver- Stromkreises jeweils über ein integrierendes RC-bunden ist. Glied geschieht, wobei die dem Flipflop zugeord-

6. Flipflopstufe nach einem der Ansprüche 1 neten RC-Glieder eine kleinere Zeitkonstante aufbis 4 für einen elektronischen Zähler, dadurch weisen als die dem Ansteuerstromkreis zugeordneten, gekennzeichnet, daß als Weiterschaltsignal das 5° In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Ausgangssignal des Konjunktionsgliedes (8) des Verhältnis der Zeitkonstanten ungefähr 1:10.
Ansteuerstromkreises (7,8) herangezogen wird, Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird welches das den »O«-Ausgang schahende Kon- einerseits eine Verringerung der Kippgeschwindigjunktionsglied (6) des Flipflops (5,6) steuert. keit des Flipflops erhalten, so daß kurzzeitige

55 Störungen, wie kurzzeitige Betriebsspannungszusammenbrüche oder in das Flipflop induzierte Störspannungsimpulse, das Flipflop nicht mehr zu

kippen vermögen, und andern ^eits die zeitliche

Aufnahmebereitschaft des Anstcuerstromkreises für