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Schaltungsanordnung zur Zählung der Gesamtzahl von Impulsen Zur Zählung
von Ereignissen sind Impulszähler bekannt und gebräuchlich, die auf elektrische
Impulse ansprechen. Unabhängig davon, ob sie mit elektromechanischen oder rein elektronischen
Mitteln arbeiten, haben solche Impulszähler grundsätzlich ein beschränktes zeitliches
Auflösungsvermögen. Zwei aufeinanderfolgende Impulse werden also nur dann als getrennte
Ereignisse registriert und gezählt, wenn zwischen ihnen ein gewisses Mindestzeitintervall
liegt. Es besteht nun häufig die praktische' Aufgabe, die Gesamtzahl von Ereignissen
zu ermitteln, die in mehreren voneinander unabhängigen Gruppen von Einzelereignissen
stattfinden. Für die Meßtechnik bedeutet dies, daß mehrere Reihen von Impulsen einlaufen
und deren Gesamtzahl gezählt werden muß. Als einfachste Lösung dieser technischen
Aufgabe ist es zunächst denkbar, die verschiedenen Impulsfolgen einfach gemeinsam
auf den Eingang eines Impulszählers zu geben. Es ergeben sich dann aber wesentliche
technische Schwierigkeiten, wenn die einzelnen Gruppen von Ereignissen voneinander
unabhängig, die einzelnen Impulsreihen also nicht kohärent sind. Es ist dann nämlich
möglich, daß zwei oder mehr Ereignisse aus verschiedenen Gruppen zeitlich zusammenfallen
oder beinahe zusammenfallen, daß also in der Impulssummenfolge infolge der zeitlichen
Koinzidenz an Stelle mehrerer Impulse nur ein einziger Impuls auftritt oder der
zeitliche Abstand zweier aufeinanderfolgender Impulse so klein wird, daß an das
zeitliche Auflösungsvermögen des eigentlichen Zählers ganz erhebliche Anforderungen
gestellt werden müßten.
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Bekannte Anordnungen zur fehlerfreien Zählung der Gesamtzahl von Impulsen
mehrerer Impulsfolgen sind auf Grund dieser Schwierigkeiten auch erheblich komplizierter
aufgebaut. Charakteristisch ist für solche Anordnungen eine »Parallel-Serien-Umwandlung«,
die dem eigentlichen Summenzähler vorgeschaltet ist. Bei einer bekannten Anordnung
dieser Art wird jede Impulsfolge zunächst einem löschbaren Speicher zugeführt. Diese
Speicher werden periodisch zyklisch abgefragt und das Ergebnis dem Summenzähler
zugeleitet. Die Zählgeschwindigkeit des Summenzählers richtet sich nach der Periodendauer
des Abtastzyklus und der Zahl der Impulsfolgen. Die Periode des Abtastzyklus muß
dabei so kurz bemessen sein, daß sie mit Sicherheit merklich kleiner ist als das
kürzeste Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen in irgendeiner der
Impulsfolgen. Wenn dieses sogenannte Mindestzeitintervall sehr klein ist und die
Zahl der beteiligten Impulsfolgen sehr groß ist, ergeben sich für den Summenzähler
sehr harte Forderungen bezüglich seines zeitlichen Auflösungsvermögens und seiner
maximalen Zählgeschwindigkeit. Die sich hieraus ergebenden Schwierigkeiten zu umgehen,
ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung.
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Zählung der Gesamtzahl
der Impulse mehrerer nicht kohärenter Impulsfolgen, bei keiner von welchen der zeitliche
Abstand zweier aufeinanderfolgender Impulse ein bestimmtes Mindestzeitintervall
unterschreitet, deren Mindestzeitintervalle unterschiedlich oder zumindest nicht
alle gleich sind, wobei jede Impulsfolge zunächst je einem löschbaren Speicher zugeführt
wird und die Inhalte dieser Speicher periodisch zyklisch abgefragt werden mit einer
Abtastperiode, die kleiner ist als das Mindestzeitintervall und die jeweiligen Speicherinhalte
bei der Abtastung oder unmittelbar danach gelöscht werden und das Ergebnis der Abfrage
einem Zähler zugeführt wird. Eine besonders vorteilhafte Lösung der dieser Schaltungsanordnung
zugrunde liegenden Zählaufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die
zyklische Abfrage der Speicherinhalte nicht einfach periodisch ist, sondern die
Häufigkeit der Abfragevorgänge für die einzelnen Speicher unterschiedlich ist und
dem Mindestzeitintervall der entsprechenden Impulsfolge jeweils angepaßt ist. Bei
einer bekannten Anordnung mit zyklischer Abfrage sind die Anforderungen an das zeitliche
Auflösungsvermögen des eigentlichen Zählers durch den Quotienten aus Kanalzahl und
Mindestzeitintervall gegeben. Wenn, wie bei der Anwendung der Erfindung statthaft
und vorausgesetzt, die Mindestzeitintervalle in den einzelnen Kanälen unterschiedlich
sind, so ist hierbei das kleinste vorkommende Mindestzeitintervall maßgebend. Die
Erfindung gestattet es nun, diese Anforderungen an das zeitliche Auflösungsvermögen
des eigentlichen Zählers gegenüber der zuvor genannten Bedingung herabzusetzen,
wenn die Mindestzeitintervalle in den einzelnen Impulsfolgen unterschiedlich sind,
und sie wirkt sich besonders vorteilhaft
aus, wenn diese Unterschiede
sehr groß sind. Das zeitliche Auflösungsvermögen des eigentlichen Zählers, als Reziprokwert
des Mindestzeitintervalls ausgedrückt, das zwei Impulse am Eingang des Zählers haben
muß, damit sie noch getrennt registriert werden können, braucht nach der Erfindung
nicht größer oder nicht wesentlich größer zu sein, als es der Summe der Reziprokwerte
der Mindestzeitintervalle der einzelnen Kanäle entspricht.
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Ein Ausführungsbeispiel möge zur weiteren Erläuterung der Erfindung
beschrieben werden, dabei wird auf die Abbildung Bezug genommen. Die Gesamtschaltungsanordnung
hat mehrere Eingänge entsprechend der Anzahl der Impulsreihen, deren Gesamtimpulszahl
zu zählen ist. Die diesen verschiedenen Eingängen zugeordneten Kanäle der Schaltungsanordnung
sind unter sich gleich aufgebaut und sind in der Abbildung durch die Indizes 1,
2, . .. n unterschieden. Der Aufbau der einzelnen Kanäle und ihre Wirksamkeit ist
von der Anzahl der Kanäle unabhängig, so daß es zunächst genügt, den Aufbau eines
Einzelkanals zu betrachten. Die am Kanaleingang A einlaufende Impulsfolge wirkt.auf
eine Flip-Flop-Schaltung F ein, so daß letztere von einem eintreffenden Impuls aus
der Ruhelage in die Arbeitslage gebracht wird. Die Flip-Flop-Schaltung ist bei diesem
Ausführungsbeispiel der löschbare Speicher. Der im Flip-Flop gespeicherte Impuls
bereitet die Öffnung des Tores T vor. Der zweite Eingang dieses Tores
T
erhält nun die periodischen Abtastimpulse der zyklischen Abfrage. Am Ausgang
des Tores tritt also immer dann und nur dann ein Impuls auf, wenn zur Zeit der Abfrage
im Flip-Flop F ein Impuls gespeichert war. Durch eine Rückkopplung auf den zweiten
Eingang der Flip-Flop-Schaltung bewirkt der Ausgangsimpuls des Tores T zugleich
eine Löschung dieses Speichers. Durch eine Verzögerungsvorrichtung V wird dieser
Löschimpuls etwas verzögert, wie es für eine stabile Speicherabfrage mit Löschung
bekanntlich erforderlich ist. Die Addition der an den Ausgängen der einzelnen Tore
der Einzelkanäle auftretenden Impulse ist nun eine einfache Impulsfolge mit einem
Zeitraster, das durch den Abtastgenerator G gegeben ist, der die Abtastimpulse für
die einzelnen Kanäle erzeugt. Über eine einfache »Oder«-Schaltung können also die
Ausgänge der einzelnen Tore auf den Eingang des eigentlichen Impulszählers Z vereinigt
werden. Zur Entkopplung der einzelnen Kanäle sind dabei im vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Dioden E eingeschaltet. Der eigentliche Z mag ein Impulszähler mit elektromechanischen
oder rein elektronischen Mitteln sein, diese Einzelheiten sind hier ohne Belang.
Mit einem einfachen periodisch arbeitenden Abtastgenerator G würde das Ausführungsbeispiel
im wesentlichen bekannten Anordnungen entsprechen und nicht mehr leisten als jene.
Gemäß der Erfindung ist aber die Häufigkeit der Abtastvorgänge für die einzelnen
Speicher unterschiedlich und dem Mindestzeitintervall der entsprechenden Impulsfolge
jeweils angepaßt. Der Abtastgenerator G gibt also die Abfrage-Impulse an die einzelnen
Torschaltungen nach einem bestimmten Programm, das den unterschiedlichen Mindestzeitintervallen
der einzelnen Impulsfolgen angepaßt ist. Ein sehr vereinfachtes Beispiel möge dies
näher erläutern. Es mögen nur drei Kanäle 1, 2 und 3 vorliegen, bei denen das Mindestzeitintervall
im Kanal 1 nur halb so groß ist, wie in den beiden anderen. Bei einer bekannten
Zählanordnung wäre das Abfrageschema sehr einfach die zyklische Folge 1, 2, 3. Wegen
der unterschiedlichen Mindestzeitintervalle werden dann aber die Kanäle 2 und 3
im zeitlichen Mittel bei der Hälfte aller Abfragevorgänge vergeblich abgefragt.
Nach der Erfindung wäre dagegen das zyklische Abfrageschema z. B. 1, 2, 1, 3. Nunmehr
hat jeder Abfragevorgang die gleiche Trefferchance, und es braucht nichts an zeitlichem
Auflösungsvermö#en des eigentlichen Zählers verschenkt zu werden.