DE1027435B - Zaehler fuer binaere Zaehlung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft Impulszähler mit binären Elementen, die durch jede Anordnung gebildet sein kann, die zur Registrierung der Ziffern 0 und 1 des binären Zählungssystems entsprechend zwei Zustände oder stabile Gleichgewichtslagen einnehmen kann.

Zum Aufbau eines binären Zählers können sowohl elektromagnetische als auch elektronische Relais Verwendung finden. Insbesondere die trägheitslos arbeitenden Elektronenröhren sind in solchen Anordnungen häufig zu finden. Sie erfordern jedoch mehrere verschiedenartige Betriebsspannungen, von denen insbesondere die Vorspannungen für Gitter und Anode genau bemessen sein müssen. Bei Alterung der Röhren wird in vielen Fällen eine Neueinstellung dieser Spannungen notwendig, und durch das diesen Röhren eigentümliche plötzliche Ausfallen bei Heizfadenbruch treten unvorhergesehene Betriebsstörungen auf.

Elektromagnetische Relais besitzen eine zwar kurze, aber doch endliche Ansprechzeit, die in Rechnung zu stellen ist, sind aber von den charakteristischen Nachteilen der Elektronenröhren frei. Darüber hinaus besitzen sie den in vielen Fällen ausschlaggebenden Vorteil, daß die mit ihnen erstellten Anlagen erheblich billiger herzustellen sind und auch ein beachtlich geringeres Volumen erfordern. Es wird deshalb bei bestimmten Anwendungsgebieten der Anordnung mit elektromagnetischen Relais der Vorzug gegeben.

Die Erfindung richtet sich ausschließlich auf Impulszähler mit einer Kette binärer Gruppen, von denen jede eine bestimmte Anzahl solcher Relais enthält. Diese Zähler sollen sowohl für Addition als auch für Subtraktion verwendbar sein, wobei von einer Rechnungsart auf die andere umgeschaltet werden kann.

Bei diesen Impulszählern durchläuft jede binäre Gruppe einen Arbeitsgang, durch den sie beim Empfang zweier aufeinanderfolgender Impulse in die Arbeitsstellung geführt und in die Ruhestellung zurückgeführt wird. Die Impulszähler sind außerdem mit Schaltungsanordnungen für die binäre Übertragung zwischen jeder Gruppe versehen.

Bei dem Impulszähler mit mehreren Gruppen binärer Elemente, auf den sich die Erfindung bezieht, enthält jedes Element zwei Zählrelais mit einer Wicklung, das erste Relais einen Kontaktsatz und das zweite Relais mindestens zwei Kontaktsätze, und die Wicklung eines jeden Relais ist mit einem Pol einer Speisespannungsquelle verbunden.

Die Erfindung besteht darin, daß die zu zählenden Impulse an eine Einrichtung gelegt sind, die mit zwei verschiedenen Polen einer Speisespannungsquelle verbundene Kontakte enthält und diese Impulse in zwei Serien gleichzeitiger Impulse entgegengesetzter Polarität umformt, daß zwei Kreise, die beide Kontakte die-Zähler für binäre Zählung

Anmelder:

Soc. An. Compagnie Industrielle
des Telephones, Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Leinweber, Patentanwalt,
Berlin-Zehlendorf West, Goethestr. 30

Beanspruchte Priorität:
Frankreich, vom 2Ό. Januar 1953

Etienne Georges Alizon, La Celle-Saint-Cloud,

Seine-et-Oise (Frankreich),
ist als Erfinder genannt worden

ser Einrichtung mit den Kontaktsätzen der Zählrelais der ersten Gruppe verbinden, sich zur folgenden Gruppe durchschalten, und ferner, daß das erste Relais sich in Arbeitsstellung befindet, während der erste Impuls am Zählelement angelegt ist und das zweite Relais sich am Ende dieses Impulses in Arbeitsstellung befindet und das erste Relais während des zweiten Impulses und das zweite Relais am Ende des zweiten Impulses in die Ruhestellung zurückkehren.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Wicklung des ersten Relais einerseits mit einem Pol der Speisespannungsquelle und andererseits einmal mit dem normalerweise offenen Kontaktsatz des ersten Relais und mit dem ersten normalerweise geschlossenen Kontaktsatz des zweiten Relais verbunden. Die Wicklung des zweiten Relais ist hierbei einerseits mit dem anderen Pol der Speisespannungsquelle und andererseits einmal mit der anderen Klemme des Kontaktsatzes des ersten Relais und einmal mit den normalerweise offenen Kontaktsätzen des zweiten Relais verbunden. Die anderen Klemmen der ersten und zweiten Kontaktsätze des zweiten Relais sind dabei entsprechend mit den Kontakten der Impulsumformeinrichtung verbunden und die Verbindung zwischen einer Gruppe binärer Elemente und der folgenden Gruppe baut sich über eine Verbindung zwischen dem ersten Kontaktsatz des zweiten Relais der ersten Gruppe und dem ersten Kontaktsatz des zweiten Relais der zweiten Gruppe auf. Eine andere Verbindung baut sich zwischen dem zweiten Kontaktsatz des zweiten Relais der ersten Gruppe und dem zweiten Kontaktsatz des zweiten Relais der zweiten Gruppe auf.

709 958/2»

Zur Umformung der additiven Arbeitsweise in eine subtraktive und umgekehrt enthält jede binäre Elementegruppe ein drittes Relais mit einer Wicklung, die drei Kontaktsätze steuert. Das zweite-Relais erhält hierfür einen dritten Kontaktsatz, und die drei Kontaktsätze des dritten Relais sind mit den drei Kontaktsätzen des zweiten Relais verbunden, und die Wicklung des dritten Relais liegt an einem Additiv-Subtraktiv-Stellungs-Umschalter.

Der Übergang von additiver auf subtraktive Arbeitsweise ist infolge der gleichzeitigen Aussendung zweier Impulse mit entgegengesetzter Richtung sehr leicht,
. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der dazu dient, die addierende Funktion des Zählers in eine subtrahierende Funktion umzuwandeln. Diese Relais 13, 23, 33 sind mit drei Kontaktstücken 131, 132, 133; 231, 232, 233 und 331, 332, 333 versehen.

Die zweiten Relais 12, 22, 32 umfassen einen dritten Satz von Kontakten 123, 223 und 323, die, mit den Kontakten 133, 233, 333 kombiniert, gestatten, die Verbindung zwischen den aufeinanderfolgenden Gruppen herzustellen.

In der Arbeitsstellung der Relais 13, 23, 33 wirkt der Zähler addierend wie folgt:

Der erste durch das Schließen der Kontakte I₁ und I₂ erzeugte Impuls setzt das Relais 11 in Tätigkeit, dann setzt das Ende des Impulses das Relais 12 in

der Beschreibung, die sich auf zwei in den Figuren 15 Tätigkeit, wie es oben für die Relais 1 und 2 der Fig. 1

der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen eines binären Zählers bezieht, ohne keineswegs die Erfindung einzuschränken.

Fig. 1 stellt schematisch eine binäre Elementengruppe dar;

Fig. 2 zeigt das Schema von drei Elementengruppen eines binären Zählers, der addierend oder subtrahierend wirken kann.

In der folgenden Beschreibung bedeutet der Buchstabe R hinter der Nummer eines Relaiskontaktes den in Ruhe befindlichen (nicht erregten) Relaiskontakt und der Buchstabe T den Kontakt des in Arbeit befindlichen Relais.

In Fig. 1 besteht eine binäre Elementengruppe im wesentlichen aus zwei Zählrelais 1 und 2, das erste mit einem Kontaktstück 11, das zweite mit zwei Kontaktstücken 21, 22. Die zu zählenden Stöße wirken auf eine Anordnung von mechanisch miteinander verbundenen Nocken C₁ und C₂, die gleichzeitig zwei Unterbrecher I₁ und I₂ schließen. Es folgt daraus, daß bei jedem zu zählenden Stoß die beiden Unterbrecher I₁ und I₂ dementsprechend einen positiven und einen negativen Impuls geben.

Die Funktion der in Fig. 1 dargestellten Anordnung ist folgende:

Angenommen, die Gruppe befindet sich in Ruhe, so wird durch Schließen des Unterbrechers I₁ der ankommende Impuls das Relais 1 durch folgende Verbindung in Tätigkeit setzen:

+-Batterie, I₁, 21R, Wicklung von 1, —-Batterie.

Jedoch wird das Relais 2 auf Grund der positiven Spannung nicht erregt, die seine zweite Klemme durch den Arbeitskontakt 11 und den Unterbrecher I₁ erhält. Erst am Ende des durch die Unterbrechung des Kontaktes Z₁ entstehenden Stromstoßes verschwindet diese positive Spannung, und das Relais 2 liegt mit dem Relais 1 in Serie und gelangt zur Arbeit.

Der darauf folgende Impuls wirkt mittels des Unterbrechers I₂ durch folgende Verbindungen:

—Batterie, I₂, 22T, Wicklung von 2, +-Batterie,

der das Relais 2 in Tätigkeit setzt, während das Relais 1, dessen Wicklung durch seine Klemmen an die beschrieben worden ist.

Die zweite Relaisgruppe bleibt unbeeinflußt, da während der Dauer des Impulses ihre Verbindungen mit den Kontakten I₁ und I₂ bei 121 und 123 unterbrochen sind.

Der zweite Impuls läßt die Relais 11 und 12 der ersten Gruppe zur Ruhe kommen und setzt das Relais 21 der zweiten Gruppe durch folgende Verbindungen in Tätigkeit:

+ -Batterie, I₁, 121T₁ 131T, 221R, Windung von 21, —-Batterie.

Am Ende des Impulses wird das Relais 22 in Tätigkeit gesetzt.

Der dritte Impuls beeinflußt die erste Relaisgruppe, während die zweite Gruppe unbeeinflußt bleibt.

Nach dem dritten Impuls befinden sich die zwei ersten Gruppen in Arbeit und die dritte in Ruhe.

Der vierte Impuls läßt das Relais 11 durch folgenden Stromkreis zur Ruhe kommen:

—Batterie, I₂, 122T, UlT, Wicklung von 11, —Batterie.

Am Ende des Impulses gelangt das Relais 12 zur Ruhe.

Die Gruppe 2 gelangt durch folgende Verbindungen ebenfalls zur Ruhe:

—Batterie,/.;, 133 T, 123 T₁ 132 T, 222 T, 211T, Wicklung von 21, —Batterie.

Die dritte Gruppe wird arbeitsmäßig übersprungen. Bei Beginn des Impulses wird das Relais 31 durch folgenden Stromkreis erregt:

+-Batterie, I₁, 121T₁ 131T, 221T, 231T, 321R₁

■*° Wicklung von 31, —Batterie,

und das Relais 32 wird am Ende des Impulses in Arbeit gesetzt.

Die folgenden Gruppen werden nicht beeinflußt, ihre Verbindungen mit I₁ und I₂ sind bei 321 und 323 während der Dauer des Impulses unterbrochen.

Man erhält so eine addierende Funktion der Anordnung.

Befinden sich die Relais 13, 23 und 33 in Ruhe, so negative Spannung der Batterie angeschlossen ist, zur 60 erhält man folgendermaßen eine subtrahierende Wir-Ruhe kommt. Am Ende des Stromimpulses läßt die kung:
Unterbrechung des Kontaktes I₂ das Relais 2 zur Ruhe
kommen.

In Fig. 2 ist ein binärer Zähler mit drei Elementengruppen dargestellt, die nach Wunsch addierend oder subtrahierend wirken können. Jede Elementengruppe umfaßt zwei Zählrelais 11 und 12, 21 und 22, 31 und entsprechend den Relais 1 und 2 der Fig. 1. Jede Elementengruppe hat außerdem ein drittes Relais 13, Wenn alle binären Relaisgruppen in Ruhe sind, setzt ein ankommender Impuls alle Relais in Tätigkeit.

Geht man von dem Zustand der Relaisgruppen aus, in dem sie sich bei addierender Funktion nach der Registrierung des vierten Impulses befinden, d. h. wenn die Gruppen 1 und 2 in Ruhe sind und die Gruppe 3 arbeitet, setzt der ankommende Impuls die

23, 33, das mittels eines Schlüssels K betätigt wird, 70 beiden ersten Gruppen in Tätigkeit, die Relais 11 und

21 bei Beginn des Impulses und die Relais 12 und 22 am Ende des Impulses zufolge der Verbindungen:

+ -Batterie, I₁, 121 R, Wicklung von 11, — -Batterie; _c

+ -Batterie, I₁, 133 R, 123 R, 131 R, 221 R, Wick- ^l lung von 21, —Batterie.

Die dritte Gruppe befindet sich im Ruhezustand, das Relais 31 bei Beginn des Impulses durch den Stromkreis:

--Batterie, I₂, 122 R, 13ZR, 222 R, 232 R, 322T. 311 T, Wicklung von 31, —Batterie;

und das zweite Relais 32 wird am Ende des Impulses in Ruhe gesetzt.

Die folgenden Relais werden nicht beeinflußt, ihre Verbindungen mit I₁ und I₂ sind bei 321 und 323 unterbrochen. Man erhält so eine subtrahierende Wirkung der Anordnung.

Der soeben beschriebene Zähler kann eine große Anzahl von Gruppenelementen aufweisen, die Anzahl dieser Gruppen hängt von der Anzahl der zu registrierenden Impulse oder Impulsdauer ab. Mit ρ Gruppen kann man 2^p—¹ Impulse registrieren.

Die Relais 13, 23, 33 sind durch ein einziges Relais ersetzbar, das zu gleicher Zeit die Kontakte 131, 132, 133, 231 usw. betätigt.

Es wurde vorausgesetzt, daß die Impulse den gleichzeitigen Schluß der Kontakte I₁ und I₂ mittels zweier mechanisch verbundener Nocken bewirken, es ist jedoch augenscheinlich, daß die Kontakte I₁ und J₂ gleichzeitig auch durch jede andere Anordnung geschlossen werden können, im besonderen können diese Kontakte einen Teil des gleichen Relais bilden, das durch die zu registrierenden Impulse betätigt wird.

35

Claims (3)

Patentanspruch e.

1. Impulszähler mit mehreren Gruppen binärer Elemente, von denen jedes zwei Zählrelais mit einer Wicklung, das erste Relais einen Kontaktsatz und das zweite Relais mindestens zwei Kontaktsätze enthält und die Wicklung eines jeden Relais mit einem Pol einer Speisespannungsquelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zu zählenden Impulse an eine Einrichtung (C₁, C₂) angelegt sind, die mit zwei verschiedenen Polen einer Speisespannungsquelle verbundene Kontakte (I₁, I₂) enthält und die zu zählenden Impulse in zwei Serien gleichzeitiger Impulse entgegengesetzter Polarität umformt, daß zwei Kreise, die beide Kontakte (I₁, I₂) dieser Einrichtung (C₁, C₂) mit den Kontaktsätzen der Zählrelais der ersten

Gruppe verbinden, sich zur folgenden Gruppe »The Design of Switching Circuits«, D.

durchschalten und daß das erste Relais (11) sich 55 Nostraud Comp., New York, 1951, S. 242 bis 244, in Arbeitsstellung befindet, während der erste Im- 247 bis 251, 258 bis 260.

puls am Zählelement angelegt ist, und das zweite Relais (12) sich am Ende dieses Impulses in Arbeitsstellung befindet und das erste Relais (11) während des zweiten Impulses und das zweite Relais (12) am Ende des zweiten Impulses in die Ruhestellung zurückkehren.

2. Impulszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung des ersten Relais (11) einerseits mit einem Pol der Speisespannungsquelle und andererseits einmal mit dem normalerweise offenen Kontaktsatz (111) des ersten Relais (11) und mit dem ersten normalerweise geschlossenen Kontaktsatz (121) des zweiten Relais (12) verbunden ist und daß die Wicklung des zweiten Relais (12) einerseits mit dem anderen Pol der Speisespannungsquelle und andererseits einmal mit der anderen Klemme des Kontaktsatzes (111) des ersten Relais (11) und mit den normalerweise offenen Kontaktsätzen (122) des zweiten Relais (12) verbunden ist, wobei die anderen Klemmen der ersten (121) und zweiten (122) Kontaktsätze des zweiten Relais (12) entsprechend mit den Kontakten (I₁, I₂) der Impulsuniformeinrichtung (C₁, C₂) verbunden sind und die Verbindung zwischen einer Gruppe binärer Elemente und der folgenden Gruppe sich über eine Verbindung zwischen dem ersten Kontaktsatz (121) des zweiten Relais (12) der ersten Gruppe und dem ersten Kontaktsatz (221) des zweiten Relais (22) der zweiten Gruppe und eine Verbindung sich zwischen dem zweiten Kontaktsatz (122) des zweiten Relais (12) der ersten Gruppe und dem zweiten Kontaktsatz (222) des zweiten Relais (22) der zweiten Gruppe aufbauen.

3. Impulszäher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Umformung der additiven Arbeitsweise in eine subtraktive und umgekehrt vorgesehen ist, die in jeder binären Elementegruppe ein drittes Relais (13) mit einer Wicklung enthält, die drei Kontaktsätze (131, 132, 133) steuert, und daß das zweite binäre Relais (12) einen dritten Kontaktsatz (123) enthält und die drei Kontaktsätze des dritten Relais (13) mit den drei Kontaktsätzen des zweiten Relais (12) verbunden sind und die Wicklung des dritten Relais (13) mit einem Additiv-Subtraktiv-Stellungs-Umschalter (K) verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 442 403, 2 623 114; »Handbook of Industrial Electronic Circuits«, McGraw-Hill Book Comp., Inc., New York-Toronto-London, 1948, S. 55 ff.;

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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