DE1131436B

DE1131436B - Binary chain circuit with bistable storage elements assigned to the individual positions

Info

Publication number: DE1131436B
Application number: DET19080A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Norbert Kleber
Original assignee: Telefonbau und Normalzeit GmbH
Current assignee: Tenovis GmbH and Co KG
Priority date: 1960-10-05
Filing date: 1960-10-05
Publication date: 1962-06-14

Description

Binärzählkettenschaltung mit den einzelnen Stellen zugeordneten bistabilen Speicherelementen Zur Einspeicherung von Impulsreihen werden häufig Binärzählketten verwendet, die den einzelnen Stellen zugeordnete bistabile Speicherelemente enthalten. Die Einspeicherung der einzelnen Impulsreihen erfolgt somit im Binärcode, und wenn diese Impulsreihen in diesem Code wieder ausgespeichert werden sollen, so. erfolgt eine parallele Umspeicherung des in der Zählkette festgehaltenen Wertes in ein Schieberegister, aus dem dann die einzelnen Codeelemente nacheinander in Binärform ausgesendet werden. Bei den bekannten Anordnungen ist deshalb zu diesem Zweck eine Binärzählkette und ein Schieberegister erforderlich. Dieser Aufwand der bekannten Anordnungen wird durch die Erfindung dadurch vermindert, daß die Binärzählkettenschaltung selbst als Schieberegister dient. Zu diesem Zweck sind die einzelnen bistabilen Speicherelemente der Binärzählkettenschaltung über ein monostabiles Verhalten aufweisende Zwischenspeicherelemente miteinander gekoppelt, wobei diese Zwischenspeicherelemente bei einer Umsteuerung des jeweils vorgeordneten bistabilen Speicherelements von der Speicherlage in die Ruhelage vorübergehend ebenfalls in die Speicherlage übergeführt werden und beim Zurückkippen in die Ruhelage dem nachfolgenden bistabilen Speicherelement einen Einspeicherimpuls mitteilen und daß alle im Speicherzustand befindlichen bistabilen Speicherelemente durch jeden der auf eine gemeinsame Leitung gegebenen Verschiebeimpulse gleichzeitig in den Ruhezustand und anschließend beim etwaigen Zurückkippen des vorgeordneten Zwischenspeicherelements erneut in den Speicherzustand übergeführt werden.Binary counting chain circuit with bistable allocated to the individual positions Storage elements Binary counting chains are often used to store pulse trains used, which contain the bistable memory elements assigned to the individual positions. The storage of the individual pulse series is thus carried out in binary code, and if so these pulse series are to be stored out again in this code, so. he follows a parallel re-storage of the value recorded in the counting chain in a shift register, from which the individual code elements are then sent out one after the other in binary form. In the known arrangements there is therefore a binary counting chain and for this purpose a shift register is required. This effort of the known arrangements is reduced by the invention in that the binary counting chain circuit itself serves as a shift register. The individual bistable storage elements are used for this purpose the binary counting chain circuit via buffer elements exhibiting monostable behavior coupled to one another, these intermediate storage elements in the event of a reversal of the upstream bistable storage element from the storage position into the Rest position can also be temporarily transferred to the storage position and at Tilting back into the rest position the following bistable storage element one Communicate storage pulse and that all bistable in the storage state Storage elements by each of the shift pulses given on a common line at the same time to standby and then when the upstream intermediate storage element again transferred to the storage state will.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 das. Blockschaltbild eines als Zählkette ausgebildeten Schieberegisters, Fig. 1 a und 1 b, die in Fig. 1 dargestellte binäre Zählkette nach der Einspeicherung von drei bzw. vier Impulsen und Fig. 2 die Schaltung der beiden ersten Glieder einer Binärzählkette mit zwischengeschaltetem monostabilem Multivibrator.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. 1 shows the block diagram of a shift register designed as a counting chain. 1 a and 1 b, the binary counting chain shown in FIG. 1 after storage of three or four pulses and FIG. 2 shows the circuit of the first two members of a Binary counting chain with interposed monostable multivibrator.

Die Zählkettenschaltung der Fig.1 enthält die bistabilen Speicherelemente BM1, BM 2, BM 3, BM 4 und BM 5. Jedem dieser bistabilen Speicherelemente ist eine Stelle eines Binärcodes zugeordnet. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß bei der Verwendung von transistorisierten bistabilen Multivibratoren als Speicherelemente im Ruhezustand der jeweils rechte Transistor stromführend ist. Dies, ist durch Strichlierung der rechten Hälfte des betreffenden Schaltzeichens angedeutet. Bei Einspeicherung einer Einheit in einen dieser bistabilen Multivib.ratoren wird an Stelle des jeweils rechten Transistors der linke Transistor stromführend. So zeigt Fig. 1 a den Zustand der binären Zählkette nach der Einspeicherung von drei Impulsen, da nunmehr im bistabilen Multivibrator BM 1 und im bistabilen Multivibrator BM 2 jeweils, der linke Transistor stromführend ist. Nach der Einspeicherung von vier Impulsen fallen die bistabilen Multivibratoren BM1 und BM2 in ihren Ausgangszustand zurück, während nunmehr allein der bistabile MultivibratorBM3 sich im Speicherzustand befindet, da nunmehr dessen linker Transistor stromführend ist.The counting chain circuit of FIG. 1 contains the bistable memory elements BM1, BM 2, BM 3, BM 4 and BM 5. Each of these bistable memory elements is assigned a digit of a binary code. The arrangement is such that when transistorized bistable multivibrators are used as storage elements in the idle state, the transistor on the right in each case is live. This is indicated by dashed lines in the right half of the relevant circuit symbol. When a unit is stored in one of these bistable multivibrators, the left transistor becomes live instead of the transistor on the right. Thus, Fig. 1a shows the state of the binary counting chain after the storage of three pulses, since now the left transistor is current-carrying in the bistable multivibrator BM 1 and in the bistable multivibrator BM 2. After four pulses have been stored, the bistable multivibrators BM1 and BM2 revert to their initial state, while now only the bistable multivibrator BM3 is in the memory state, since its left transistor is now live.

Die rechten Ausgänge der einzelnen bistabilen Multivibratoren BM1 bis BM4 sind jeweils über monostabile Multivibratoren MM 1 bis MM 4 mit dem Eingang des jeweils nachfolgenden bistabilen Multivibrators.BM2bis BM 5gekoppelt. Dem Eingang des bistabilen Multivibrators BM 1 werden die Eingangsimpulse über einen Schalter S 1 zugeführt. Außerdem liegen alle bistabilen Multivibratoren BM 1 bis BM 5 an einer gemeinsamen Schiebeleitung SL, die über einen Schalter S 2 und einen Impulsverstärker V an einen gemeinsamen Taktgeber angeschlossen ist. Über die Ausgangsleitung AL erfolgt die Ausspeicherung der Impulse, nachdem sie zunächst in der binären Zählkette, d. h. in den einzelnen Speicherelementen dieser Zählkette, aufgenommen und vorübergehend festgehalten wurden.The right outputs of the individual bistable multivibrators BM1 to BM4 are each coupled to the input of the subsequent bistable multivibrator.BM2 to BM 5 via monostable multivibrators MM 1 to MM 4. The input pulses are fed to the input of the bistable multivibrator BM 1 via a switch S 1. In addition, all bistable multivibrators BM 1 to BM 5 are connected to a common shift line SL, which is connected to a common clock generator via a switch S 2 and a pulse amplifier V. The pulses are stored out via the output line AL after they have first been recorded and temporarily held in the binary counting chain, ie in the individual storage elements of this counting chain.

Der nach Schließen des. Schalters S 1 als, erster eintreffende Impuls bewirkt eine Umschaltung des bistabilen Multivibrators BM 1 von der Ausgangslage in seine Speicherlage, in welcher der linke Transistor stromführend ist. Der zweite Impuls, der ebenfalls dem Eingang des bistabilen Multivibrators BM 1 zu- geführt wird, steuert den bistabilen MultivibratorBM 1 in seine Ausgangslage zurück. Bei diesem Zurückschalten des bistabilen Multivibrators BM1 von der Speicherlage in die Ruhelage entsteht an seinem rechten Ausgang ein Impuls, der den monostabilen Multivibrator MM 1 in seinen astabilen Zustand überführt, indem ebenfalls der linke Transistor dieses Multivibrators stromführend wird. Kurze Zeit nach der Umsteuerung dieses monostabilen Multivibrators MM 1 fällt dieser monostabile Multivibrator MM 1 in seinen Ausgangszustand zurück und gibt bei diesem Zurückkippen in den Ausgangszustand über seinen rechten Ausgang einen Umsteuerimpuls zum bistabilen MultivibratorBM2, der damit von der Ausgangslage in die Speicherlage übergeführt wird. Nach Eingang von zwei Einspeicherimpulsen befindet sich somit der bistabile Multivibrator BM 1 in der Ausgangslage und der bistabile Multivibrator BM 1 in der Speicherlage. Ein dritter Impuls, der über den Eingang E sowie den geschlossenen Schalter S 1 dem bistabilen Multivibrator BM 1 zugeführt wird, führt diesen erneut in die Speicherlage, so daß nach dem Eingang von drei Impulsen, wie in Fig. I a angedeutet, sich die bistabilen Multivibratoren BM 1 und BM2 in der Speicherlage befinden.The first impulse that arrives after the switch S 1 is closed causes the bistable multivibrator BM 1 to switch from its initial position to its storage position in which the left transistor is live. The second pulse, which is also fed to the input of the bistable multivibrator BM 1 , controls the bistable multivibrator BM 1 back to its starting position. When the bistable multivibrator BM1 is switched back from the memory position to the rest position, a pulse is generated at its right output which converts the monostable multivibrator MM 1 into its astable state, in that the left transistor of this multivibrator is also energized. Shortly after the reversal of this monostable multivibrator MM 1 , this monostable multivibrator MM 1 falls back to its initial state and when it tilts back into its initial state, it sends a reversing pulse to the bistable multivibrator BM2 via its right output, which is then transferred from the initial position to the storage position. After receiving two storage pulses, the bistable multivibrator BM 1 is in the starting position and the bistable multivibrator BM 1 is in the storage position. A third pulse, which is fed to the bistable multivibrator BM 1 via the input E and the closed switch S 1, leads this again to the storage position, so that after the input of three pulses, as indicated in FIG Multivibrators BM 1 and BM2 are in the storage layer.

Beim Einlaufen eines vierten Impulses fällt der bistabile Multivibrator BM 1 in seine Ausgangslage zurück und gibt dabei einen Umsteuerimpuls auf den monostabilen Multivibrator MM 1. Beim Zurückkippen dieses Multivibrators in dessen Ausgangslage entsteht an seinem Ausgang ein erneuter Einspeicherimpuls für den bistabilen Multivibrator BM 2, der ebenfalls in seine Ausgangslage zurückkippt. Bei diesem Zurückkippen wird der monostabile Multivibrator MM2 beeinflußt; und wenn dieser monostabile Multivibrator nach der ihm eigenen Verzögerungszeit in seine Ruhelage zurückkehrt, entsteht ein Einspeicherimpuls für den nachgeordneten bistabilen Multivibrator BM3. Dieser wird nunmehr in seine Speicherlage übergeführt, so daß nach Eingang von vier Impulsen sich die bistabilen Multivibratoren BM1, BM2, BM4 und BM5 in der Ruhelage und der bistabile Multivibrator BM 3 sich in der Arbeitslage befinden.When a fourth pulse arrives, the bistable multivibrator BM 1 falls back into its starting position and gives a reversing pulse to the monostable multivibrator MM 1. When this multivibrator tilts back into its starting position, a new storage pulse for the bistable multivibrator BM 2, which also tilts back to its original position. This tilting back affects the monostable multivibrator MM2; and when this monostable multivibrator returns to its rest position after its own delay time, a storage pulse is generated for the downstream bistable multivibrator BM3. This is now transferred to its storage position, so that after four pulses have been received, the bistable multivibrators BM1, BM2, BM4 and BM5 are in the rest position and the bistable multivibrator BM 3 is in the working position.

Solange also der SchalterS2 geöffnet und der Schalter S1 geschlossen ist, arbeitet die dargestellte Zählkettenschaltung als reine Binärzählkette, wobei jeder Weiterschalteimpuls von einer Stufe zur anderen um die Auslenkdauer der zwischengeschalteten monostabilen Multivibratoren enthaltenden Stufen verzögert wird. Wird die Zählkette durch Beendigung der Impulsaussendung stillgesetzt, so können durch nachfolgendes Schließen des Schalters S2 die im Binärcode eingespeicherten Impulse über die Ausgangsleitung AL im Binärcode weitergegeben und in einem dort angeschlossenen Empfänger in irgendeiner Weise ausgewertet werden.As long as switch S2 is open and switch S1 is closed, the counting chain circuit shown works as a pure binary counting chain, with each switching pulse from one stage to the other being delayed by the deflection time of the intermediate stages containing monostable multivibrators. If the counting chain is stopped by termination of the pulse transmission, the pulses stored in binary code can be passed on in binary code via the output line AL by subsequently closing switch S2 and evaluated in any way in a receiver connected there.

Wird nach Schließen des Schalters S2 durch den Taktgeber TG auf die Schiebeleitung SL ein kurzer Schiebeimpuls gegeben, so werden durch diesen Impuls alle bistabilen Multivibratoren BM 1 bis BM 5, die sich gerade in der Speicherlage befinden, in die Ausgangslage zurückgekippt. Bei diesem Zurückkippen der einzelnen in der Speicherlage befindlichen Multivibratoren BM 1 bis BM 5 entstehen an deren rechten Ausgängen, wie bereits bei der Einspeicherung von Impulsreihen beschrieben, Impulse, die die monostabilen Multivibratoren MM 1 bis MM 4, die mit einem solchen in der Speicherlage befindlichen bistabilen Multivibrator BM 1 bis BM 5 gekoppelt sind, in deren astabile Lage überführen. Beim Zurückkippen der betreffenden monostabilen Multivibratoren entstehen Einspeicherimpulse für die jeweils nachfolgenden bistabilen Multivibratoren BM2 bis BM5, die damit in den Speicherzustand übergeführt werden. Der jeweils eingespeicherte, im Binärcode festgehaltene Wert einer Stromstoßreihe wird auf diese Weise um eine Stufe weiterverschoben, so daß das im SpeicherelementBM5 festgehaltene Codeelement auf die Ausgangsleitung AL gelangt, während das im Speicher BM 1 festgehaltene Element in den Speicher BM2 übertragen wird. In gleicher Weise verschieben sich auch alle Codeelemente von einem Speicherelement zum jeweils nächstfolgenden. Nach der Aussendung von fünf Schiebeimpulsen ist der gesamte codierte Wert einer Stromstoßreihe nacheinander auf die Ausgangsleitung AL gegeben worden.If, after the switch S2 is closed, the pulse generator TG sends a short shift pulse to the shift line SL, this pulse causes all bistable multivibrators BM 1 to BM 5 that are currently in the storage position to be tilted back to their starting position. With this tilting back of the individual multivibrators BM 1 to BM 5 located in the storage position, pulses occur at their right outputs, as already described for the storage of pulse trains, which the monostable multivibrators MM 1 to MM 4, which are located with one in the storage position bistable multivibrator BM 1 to BM 5 are coupled, transfer into their astable position. When the relevant monostable multivibrators are tilted back, storage pulses arise for the respective subsequent bistable multivibrators BM2 to BM5, which are thus transferred to the memory state. The value of a series of current impulses stored in the binary code is shifted by one step in this way, so that the code element stored in memory element BM5 reaches output line AL , while the element stored in memory BM 1 is transferred to memory BM2. In the same way, all code elements are also shifted from one memory element to the next in each case. After the emission of five shift pulses, the entire coded value of a series of impulses has been passed on to the output line AL one after the other.

Werden beide Schalter S 1 und S 2 geschlossen, so arbeitet die Schaltung als Schieberegister zur Aufnahme eines Binärcodes, der nunmehr dem Eingang E zugeführt wird. Die am Eingang E ankommenden einzelnen Codeelemente gelangen in die erste Hauptstufe BM 1 der Zählkette bzw. des Schieberegisters und werden von hier durch den Taktgeber TG in die nachfolgenden Stufen geschoben. Zu diesem Zweck ist es lediglich notwendig, daß die vom Taktgeber TG kommenden Impulse phasenrichtig eingekoppelt werden. Zu diesem Zweck ist eine Vorrichtung K vorgesehen, die ein phasenrichtiges Einkoppeln des Taktgebers in an sich bekannter Weise bewirkt. Die Ingangsetzung des Taktgebers TG bzw. das phasenrichtige Einkoppeln dieses Taktgebers TG erfolgt zweckmäßig durch einen der eigentlichen binären Impulsfolge vorangesandten Startimpuls, der derart auf die Einrichtung K einwirkt, daß in den einzelnen Zwischenräumen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Codeelementen die im bistabilen Speicher BMI. bis BM5 bereits festgehaltenen Werte um jeweils eine Stufe weitergeschoben werden.If both switches S 1 and S 2 are closed, the circuit operates as a shift register for receiving a binary code which is now fed to input E. The individual code elements arriving at input E reach the first main stage BM 1 of the counting chain or the shift register and are shifted from here by the clock generator TG into the following stages. For this purpose it is only necessary that the pulses coming from the clock generator TG are coupled in with the correct phase. For this purpose, a device K is provided which causes the clock generator to be coupled in with the correct phase in a manner known per se. The activation of the clock generator TG or the in-phase coupling of this clock generator TG is expediently carried out by a start pulse which precedes the actual binary pulse sequence and which acts on the device K in such a way that in the individual spaces between two successive code elements in the bistable memory BMI. values that have already been recorded are shifted forward by one level at a time until BM5.

In Fig. 2 werden die vom Taktgeber TG kommenden Impulse über den Schalter S2, der selbstverständlich auch als elektronisch wirkendes Schaltelement ausgebildet sein kann, sowie über die ein phasenrichtiges Einkuppeln der Taktgeberimpulse bewirkende Einrichtung K, die vor allen Dingen bei der Verwendung als Schieberegister für Binärcodes der gezeigten Anordnung notwendig ist, auf den Verstärker V gegeben. Dieser enthält die beiden Transistoren T 3 und T 4 und ist in an sich bekannter Weise ausgebildet. Die Schiebeleitung SL ist über Dioden D 3, D 4 usw. mit den Basen der jeweils linken Transistoren T 5, T 9 usw. der bistabilen Multivibratoren BM 1, BM 2 usw. verbunden. Befindet sich einer dieser Multivibratoren im Speicherzustand, bei dem sein linker Transistor stromführend ist, so wird durch diese Schiebeimpulse der betreffende Transistor so beeinflußt, daß der bistabile MultivibratorBM1 usw. in seine Ausgangslage zurückkippt, in der die rechten Transistoren T 6, T 10 usw. stromführend sind. Die Kollektoren der jeweils rechten Transistoren T6, T10 usw. sind mit der Basis des jeweils rechten Transistors T 8 usw. der monostabilen MultivibratorenMMl der einzelnen Zwischenstufen gekoppelt. Wird somit der bistabile Multivibrator BM 1 von seiner Speicherlage in seine Ausgangslage zurückgeführt, sei es durch einen Eingangsimpuls, der über den Eingang E sowie den geschlossenen Schalter S 1 und die Diode D 5 der Basis des linken Transistors T 5 des bistabilen Multivibrators BM 1 oder aber über die Verschiebeleitung SL über die Diode D 3 der Basis desselben Transistors zugeführt wird, so entsteht am Kollektor des Transistors T 6 ein Spannungssprung, der über die Diode D 7 derart auf die Basis des rechten Transistors T8 des monostabilen Multivibrators MM 1 einwirkt, daß der monostabile Multivibrator in seinen astabilen Zustand gelangt. Beim Zurückkippen des monostabilen Multivibrators MM 1 in seine Ausgangslage, in der nun wiederum der rechte Transistor T 8 stromführend wird, entsteht ein Eingangsimpuls für den bistabilen Multivibrator BM2, der diesen in seinen Speicherzustand überführt, in dem nunmehr der linke Transistor T 9 geöffnet und der rechte Transistor T 10 gesperrt ist. Die Ansteuerung der Basen der einzelnen Transistoren erfolgt über Dioden D 5 und D 6 bzw. D 8 und D9. Die übrigen Glieder der Zählkette bzw. des Schieberegisters sind in derselben Weise aufgebaut.In Fig. 2, the pulses coming from the clock generator TG are transmitted via the switch S2, which of course can also be designed as an electronically operating switching element, and via the device K which causes the clock pulses to be coupled in the correct phase, which is primarily used as a shift register for binary codes the arrangement shown is necessary, given to the amplifier V. This contains the two transistors T 3 and T 4 and is designed in a manner known per se. The shift line SL is connected via diodes D 3, D 4 etc. to the bases of the respective left transistors T 5, T 9 etc. of the bistable multivibrators BM 1, BM 2 etc. If one of these multivibrators is in the memory state in which its left transistor is live, these shift pulses influence the transistor in question in such a way that the bistable multivibrator BM1 etc. flips back into its starting position in which the right transistors T 6, T 10 etc. are live. The collectors of the respective right transistors T6, T10 etc. are coupled to the base of the respective right transistor T 8 etc. of the monostable multivibrators MMl of the individual intermediate stages. If the bistable multivibrator BM 1 is thus returned from its storage position to its starting position, be it by an input pulse that is transmitted via input E and the closed switch S 1 and diode D 5 to the base of the left transistor T 5 of the bistable multivibrator BM 1 or but is fed via the shift line SL via the diode D 3 to the base of the same transistor, a voltage jump occurs at the collector of the transistor T 6, which acts via the diode D 7 on the base of the right transistor T8 of the monostable multivibrator MM 1 that the monostable multivibrator reaches its astable state. When the monostable multivibrator MM 1 tilts back into its starting position, in which the right transistor T 8 is again energized, an input pulse is generated for the bistable multivibrator BM2, which transfers it to its memory state, in which the left transistor T 9 is now open and the right transistor T 10 is blocked. The bases of the individual transistors are controlled via diodes D 5 and D 6 or D 8 and D9. The other elements of the counting chain or of the shift register are constructed in the same way.

Claims

PATENT CLAIM: Binary counting chain circuit with bistable storage elements assigned to the individual positions, characterized in that the individual bistable storage elements (BM ) are coupled to one another via intermediate storage elements (MM) which have a monostable behavior and which when the respective upstream bistable switching element is reversed from the storage position to the rest position are temporarily transferred to the storage position and when tilting back to the rest position the subsequent bistable storage element communicate a storage pulse and that all bistable storage elements (BM) in the storage state by each of the shift pulses given on a common line (SL) simultaneously in the idle state and then with any Tilting back the upstream buffer store can be transferred again to the storage state.