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Verfahren und Anordnung zur digitalen Zählergebnisanzeige-fär Integrationszähler
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren mit dem das in speichernden Integrationszählern
zu einem bestimmten Zeitpunkt enthaltene Zählergebnis in digitaler Form angezeigt
werden kann, sowie Anordnungen zur Durchführung dieses Verfahrens. Integrationszähler,
für die sich das erfindungsgemäße Verfahren ausnutzen läßt, sind beispielsweise
magnetische Flußzähler oder Diodenpumpen.
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Integrationszähler der obenerwähnten Art finden in ständig steigendem
Maße auf vielen Gebieten der Technik Anwendung, und so wird auch das Bedürfnis,
das in ihnen in zunächst unzugänglicher Weise, zumeist in analoger Form, zu einem
beliebigen Zeitpunkt, vor allem auch während der Zählung selbst, enthaltene Ergebnis
bzw. Zwischenergebnis sichtbar zu machen und gegebenenfalls auch über längere Zeit
hinweg sichtbar bleiben zu lassen, immer größer.
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Die bisher für diesen Zweck vorgeschlagenen Mittel arbeiten einerseits
auf nur halbelektronischem Wege und damit relativ langsam, so daß eine Anzeige von
Zwischenergebnissen nur bei mit längeren Pausen ablaufenden Zählvorgängen möglich
ist, und andererseits geht häufig mit der Auslesung für die Anzeige zugleich auch
eine Löschung der Ergebnisse Hand in Hand, so daß naturgemäß nur das Endergebnis,
das für eine weitere Rechnung im Zähler nicht mehr zur Verfügung zu stehen braucht,
angezeigt werden kann.
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Es ist bekannt, das Auftreten von Zählvorgängen anzuzeigen. Die Anzeige
läuft bei der bekannten Schaltung nur während der Zählung selbst, so daß die Zählimpulse
selbst für die Anzeigeauslösung verwendet werden; der Verlängerung der Anzeigedauer
des einzelnen Zählvorganges dienen RC-Glieder. Bei der bekannten Schaltung ist also
nur eine zeitlich begrenzte und rein quantitative Funktionskontrolle durch Anzeige
der Zählvorgänge möglich.
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Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu
entwickeln, das auf vollelektronischer Basis arbeitet und die Anzeige von Zwischen-und
Endergebnissen der Zählung zu einem beliebigen Zeitpunkt gestattet, wobei die für
die Abfrage notwendige Unterbrechung der Zählung so kurz wie möglich gehalten werden
soll.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß während einer
durch eine festgelegte Anzahl von Impulsen eines Taktgebers bestimmten Zeit die
Verbindung der einzelnen Zählerstufen miteinander und mit der Zählfrequenz gesperrt,
die Eingänge der einzelnen Zählerstufen mit dem Taktgeber verbunden und ihre Ausgänge
an je ein Torschaltungssystem gelegt werden, das in Abhängigkeit von der Stellung
eines von dem Taktgeber gesteuerten Zählers den Weg zu je einem Anzeigesystem freigibt.
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In besonders günstiger Weise wird dabei die Anzahl der Taktimpulse
gleich der Stellenzahl der einzelnen Zählerstufen oder einem Vielfachen davon gewählt.
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Weiterhin hat es sich als günstig erwiesen, daß zwischen die Ausgänge
der Zählerstufen und die nachgeordneten Torschaltungssysteme je ein Zwischenspeicher
eingeschaltet wird, wobei der Zähler, der die Torschaltungssysteme öffnet, von .dem
Taktgeber fortlaufend gesteuert wird.
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Für die Dufchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens lassdn sich
eine ganze Reihe von Anordnungen denkeü. Zwei besonders vorteilhafte davon seien
im folgenden noch etwas näher beschrieben.
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Die erste arbeitet mit einem dreipoligen Schalter; über dessen Kontakte
den Eingängen der einzelnen Zählerstufen vorgeschaltete Tore gesperrt, die Eingänge
selbst; vorzugsweise über Entkopplungseinrichtungen, beispielsweise Entköpplerdioden,
und ein fortlaufender Zähler, vorzugsweise ein Ringzähler, mit dem Taktgeber verbunden
und Tore, die zwischen den Ausgängen der einzelnen Zählerstufen und den zugehörigen,
den jeweiligen Anzeigesystemen vorgeschalteten Torschaltungssystemen angeordnet
sind, geöffnet werden.
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Der genaue Aufbau einer solchen Anordnung ist in F i g. 1 schematisch
dargestellt.
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Die zu zählende Frequenz f wird der Anordnung über die Klemme 3 zugeführt.
An den Klemmen 2 und 4 liegen Vorspannungen für die Torschaltungen T,1 bis TZ,",
die die Trennung der einzelnen Zählerstufen Z1 bis Z"1 voneinander bewirken, und
für die Torschaltungen T, bis T", die die Ausgänge der einzelnen
Zählerstufen
Z1 bis 7_", mit den den Anzeigeeinrichtungen zugeordneten Torschaltungssystemen
T11 bis T"", verbinden. Über die Klemme 1 wird eine äußere Taktfrequenz (o
zugeführt, die die Ausleseimpulse für die einzelnen Zählerstufen liefert und zugleich
das Fortschalten des Ringzählers R bewirkt, der die Öffnung oder Sperrung der Tore
T11 bis T"", steuert. Zur Vermeidung von Rückwirkungen sind in die Zuleitungen zwischen
der Klemme 1 und den Eingängen der einzelnen Zählerstufen Z, bis Z," Entkopplungsdioden
El bis E," eingeschaltet.
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In den mit den Klemmen 1, 2 und 4 verbundenen Leitungen liegen die
Kontakte eines dreipoligen Schalters S. Ist dieser Schalter geschlossen, so werden
die Tore T;1 bis TZ", gesperrt und damit die einzelnen Zählerstufen Z.1 bis Z",
voneinander und von der Zählerfrequenz f getrennt. Zugleich öffnen die Tore Ti bis
T", den Weg von den Ausgängen der einzelnen Zählerstufen Z1 bis Z", zu den Torschaltungssystemen
T11 bis T,"". Die Taktimpulse der Frequenz (o gelangen von der Klemme 1 über
ein Kontaktpaar des Schalters S und die Entkopplungsdioden El bis E", auf die Eingänge
der Zählerstufen Z1 bis Z", und schalten diese weiter. Gleichzeitig betreiben sie
aber auch den Ringzähler R, dessen Stellenzahl n der der einzelnen Zählerstufen
Z1 bis Z", entspricht. An seiner Stelle kann beispielsweise auch ein Flip-Flop-Register
mit nachgeschalteter Auswahlmatrix Verwendung finden.
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Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Ausleseanordnung gestaltet
sich dann folgendermaßen: Die Zählerstufen Z, bis Z", seien beispielsweise 10stellig
(n = 10). Sind dann zum Auslesezeitpunkt in der ersten Stufe Z, drei und in der
zweiten Stufe Z., sechs Zähleinheiten enthalten, so geben diese Stufen nach sieben
bzw. nach vier Taktimpulsen einen Ausgangsimpuls an das nachgeordnete Tor Ti bzw.
T2 ab. Zu diesem Zeitpunkt ist der Ringzähler R, der ebenfalls n = zehn Stellen
besitzt, um sieben bzw. um vier Schritte fortgezählt worden und steht dann, da seine
Stellen umgekehrt durchnumeriert sind, bei den Werten 10-7 = 3 bzw. l0-4 = 6. Dementsprechend
ist in dem Torschaltungssystem T,1 bis Ti " das dritte und in dem Torschaltungssystem
T2, bis T2" das sechste Tor für den Ausgangsimpuls der Zählerstufe Z, bzw. den der
Zählerstufe Z., geöffnet, so daß in dem der Zählerstufe Z, zugeordneten Anzeigesystem
der Wert 3 und in dem der Zählerstufe ZI zugeordneten Anzeigesystem der Wert 6 zur
Anzeige kommt.
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Die Frequenz der Anzeigeirnpulse beträgt in dem gewählten Beispiel
eines dekadischen Zählers (n = 10) den Zehnten und allgemein den raten Teil der
Taktfrequenz co, da nur jeder rate Taktimpuls einen Ausgangsimpuls an der jeweiligen
Zählerstufe auslösen ; kann.
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Anschließend an die Torschaltungssysteme T,1 bis T"", können an sich
bekannte Einrichtungen zur Umwandlung von Impulsfolgen in Gleichspannungswerte vorgesehen
sein, die in der Figur der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellt sind.
Die Anzeigevorrichtungen können beispielsweise aus einer Anzahl von Glimmlampen
bestehen, deren jede einem Ziffernwert zugeordnet ist.
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Eine zweite Ausbildungsform für eine erfindungsgemäße Anordnung ist
so aufgebaut, daß je ein Eingang von Toren, die den Eingängen der einzelnen Zählerstufen
Z1 bis Z", vor- bzw. deren Ausgängen nachgeschaltet sind, mit einem Impulsgeber
verbunden ist, dessen Impulslänge mindestens gleich dem Produkt aus der Stellenzahl
der einzelnen Zählerstufen und der Periode der Taktimpulse ist, und weist eine Und-Schaltung
auf. deren einer Eingang mit dem Impulsgeber und deren anderer Eingang mit dem Taktgeber,
dessen Taktimpulse einen Steuerzähler für die Ausgangstorschaltungssysteme und als
Zwischenspeicher dienende Ringzähler fortlaufend weiterschalten. verbunden sind,
während an ihren Ausgang die Eingänge der einzelnen Zählerstufen, vorzugsweise über
Entkopplungseinrichtungen, beispielsweise Entkopplerdioden, angeschlossen sind.
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Ein Blockschaltbild für eine derartige Anordnung ist in F i g. 2 dargestellt.
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Die Klemme 3 dient wieder zur Zuführung der Zählfrequenz f, während
die Klemme 1 mit einem äußeren Taktgeber der Frequenz (o und die Klemme 2 mit einem
Impulsgeber verbunden sind, dessen Impulse in ihrer Länge mindestens gleich dem
Produkt aus der Stellenzahl n der einzelnen Zählerstufen Z, bis Z", und der Periode
der Taktimpulse (o sind.
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Zweckmäßigerweise bemißt man die Impulslänge um ein Geringes größer
als das nfache der Taktimpulsperiode, um mit völliger Sicherheit zu gewährleisten,
daß während der Dauer aller n Taktimpulse die Tore TZ 1 bis T>"" die eine
Trennung der einzelnen Zählerstufen Z, bis Z," voneinander und von der Zählfrequenz
.f an Klemme 3 bewirken, gesperrt und die Tore Ti bis T"" die die Ausgänge der einzelnen
Zählerstufen Z, bis Z", mit den Zwischenspeichem, den Ringzählern R:, bis R_"" verbinden,
die ihrerseits mit den den Anzeigesystemen vorgeschalteten und von dem Steuerzähler,
dem Ringzähler R, betriebenen Torschaltungssystemen T,1 bis T"", in ständiger Verbindung
stehen, geöffnet sind.
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Die Klemmen 1 und 2 bilden weiter die Eingänge einer Und-Schaltung
T. deren Ausgang über Entkopplerdioden El bis E", mit den Eingängen der einzelnen
Zählerstufen Z, bis Z", verbunden ist. Der eine Eingang der den einzelnen Zählerstufen
Z, bis Z", vorgeschalteten Tore T>, bis T=", ist mit dem Impulsgeber an Klemme 2
verbunden, während der andere über die Klemme 3 bzw. den Ausgang der jeweils vorangehenden
Zählerstufe an die Zählfrequenz f angeschlossen ist. Die Klemme 2 ist schließlich
noch mit jeweils einem Eingang der Tore Ti bis T", verbunden, deren anderer Eingang
an den Ausgang der zugehörigen Zählerstufe Z, bis Z", angeschlossen ist, während
die Ausgänge zu den als Zwischenspeicher arbeitenden Ringzählern R,1 bis R2," führen.
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Die Ringzähler R, 1 bis R_", sind ebenso wie der als Steuerzähler
für die den Anzeigesystemen vorgeschalteten Torschaltungssysteme T,1 bis T"", dienende
Ringzähler R mit der Taktfrequenz (o an der Klemme 1 verbunden, von der sie fortlaufend
weitergeschaltet werden. Die Stellenzahl aller dieser Ringzähler ist dabei die gleiche
wie die der Zählerstufen Z, bis Z"" nämlich gleich n.
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Die Arbeitsweise der obigen Schaltung ist dann die folgende: Liegen
an den beiden Eingängen der Und-Schaltung T sowohl die Taktimpulse (o von Klemme
1, als auch der nmal so lange Abfrageimpuls von Klemme 2 - n ist dabei die Stellenzahl
der Zählerstufen Z, bis Z", - so gelangen n Taktimpulse (u über den Ausgang
von T auf die Eingänge der Zählerstufen Z, bis Z",.
Während dieses
Zeitraumes sind die einzelnen Zählerstufen Z1 bis Z," durch die gesperrten Tore
TZ 1 bis T_", voneinander und von der Zählfrequenz f an Klemme 3 getrennt und ihre
Ausgänge über die geöffneten Tore Ti bis T", mit den Zwischenspeichern, den Ringzählern
R, 1 bis RZ"" verbunden. Gleichzeitig schalten die n Taktimpulse, die während dieser
Zeit durch die Und-Schaltung T passieren können, die Zählerstufen Z1 bis Z", um
ihre volle Stellenzahl n weiter. Jede Zählerstufe gibt also einen Ausgangsimpuls
auf den zweiten Eingang der Tore T1 bis T," ab, so daß der Zählerstufeninhalt auf
den zugehörigen Ringzähler übertragen wird, wo er für die Weiterverarbeitung zur
Verfügung steht. Die Zählerstufen selbst behalten dabei nach Beendigung der Abfrage
das ursprüngliche Ergebnis, mit dem dann weitergerechnet werden kann.
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Die Auslesung der Zwischenspeicher, der Ringzähler RZ 1 bis R7 .,",
und die Anzeige ihres Inhaltes erfolgt dann mit Hilfe des Steuerzählers, des Ringzählers
R, und der Torschaltungssysteme T11 bis T"," in der gleichen Weise wie bei der Schaltung
gemäß F i g. 1, wobei die Zwischenspeicher die Rolle der eigentlichen Zählerstufen
Z1 bis Z", übernehmen, die inzwischen für die Fortführung der Zählung zur Verfügung
stehen, so daß die für die Auslesung der Zählerstufen erforderliche Unterbrechung
der Zählung auf die Zeitdauer von n Taktimpulsen beschränkt bleibt, was die Einsatzfähigkeit
der Schaltung naturgemäß wesentlich erhöht.