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Einrichtung zur Zählung oder Steuerung von Vorgängen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Einrichtung, die zum Zählen und Steuern von zeitlich aufeinanderfolgenden
Vorgängen dient. Diesen Vorgängen entsprechen Änderungen elektrischer Spannungen
oder Ströme, die als Steuersignale der Zähleinrichtung zugeführt werden.
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Für den Aufbau von Zählschaltungen hat man vielfach neben dekadischen
Systemen Dualsysteme mit anschließender Auswertung der Dualzahlen in das dekadische
System verwendet. Darüber hinaus sind auch andere Intervalle, wie z. B. Systeme
mit fünf Zählschritten und ebenfalls anschließender Auswertung, bekanntgeworden.
Darüber hinaus gibt es auch Anordnungen, bei denen ein Intervall aus mehr als zehn,
beispielsweise aus zwanzig Schritten zusammengesetzt ist.
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Die Speicherung der einzelnen Zählschritte bis zum nächsten Zählimpuls
kann in elektrisch oder elektronisch arbeitenden Gedächtnisschaltungen, z. B. an
bistabilen Kippanordnungen, erfolgen. Die Kippschaltungen, für die einzelnen Stufen,
welche Zählschritte darstellen, sind in der Regel kapazitiv miteinander gekoppelt.
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Zählschaltungen finden vielfach in verschiedenartigen Steuereinrichtungen
Anwendung. Mechanische Schrittschaltwerke, wie sie häufig in Werkzeugmaschinensteuerungen
eingesetzt werden, weisen den Nachteil auf, daß sie gegen Erschütterungen, Staub
usw. empfindlich sind. Überdies unterliegen sie einer gewissen Abnutzung, so daß
sie für Betriebsfälle mit Anforderungen an eine hohe Genauigkeit und Sicherheit
nicht immer als zuverlässig genug zu betrachten sind. Weiterhin ist die Schaltgeschwindigkeit
bei einem mechanischen Schrittschaltwerk nur begrenzt, während in vielen Fällen,
z. B. bei Meßsteuerungen, höhere Schrittgeschwindigkeiten erforderlich sind und
oftmals ein Vorwärts- und Rückwärtszählen mit einer Schalthäufigkeit gefordert wird,
die einer Frequenz von mehreren Kilohertz entspricht.
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Es ist an sich bereits bekannt, in Zählschaltungen steuerbare Halbleiter,
insbesondere Transistoren, zu verwenden. Weiterhin hat man auch vielfach Zählschaltungen
mit Röhren aufgebaut, wobei als Entladungsstrecken von Fall zu Fall Hochvakuumröhren
oder auch gas- oder dampfgefüllte Entladungsgefäße zur Verwendung kamen. Bei den
bekannten Zählschaltungen geht es im allgemeinen darum, einen jeden Zählschritt
mit Hilfe einer an sich bistabilen Kippschaltung zu speichern. Bei Röhrenschaltungen
kann man hierfür Entladungsgefäße mit doppelten Entladungsstrecken verwenden. Bei
der Heranziehung von Transistoren kann man die Kennlinie von Spitzentransistoren
ausnutzen; welche zwei stabile Zustände aufweist, so daß man mit nur einem einzigen
Spitzentransistor gegebenenfalls eine bistabile Schaltung aufbauen könnte. Spitzentransistoren
weisen aber verschiedene Nachteile auf, die sie in manchen Anwendungsfällen nicht
als geeignet erscheinen lassen, so daß man meist zur Verwendung von Transistoren
übergegangen ist, die nur jeweils einen einzigen stabilen Zustand aufweisen, wie
dies beispielsweise bei den Flächentransistoren der Fall ist. Demgemäß erfordern
bistabile Kippschaltungen je zwei Flächentransistoren. Man könnte auch daran denken,
zusammengesetzte Transistoren zu verwenden, die dann ähnlich den Doppelsystemen
von Entladungsröhren zwei getrennten Transistoren entsprechen würden.
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Bei den bekannten Zählschaltungen wird, wie erwähnt, meist von einer
kapazitiven Kopplung der einzelnen Stufen, welche Zählschritten entsprechen, Gebrauch
gemacht. Zählschaltungen mit kapzitiver Kopplung sind aber gegen Störimpulse außerordentlich
empfindlich, andererseits würde der Übergang auf galvanische Kopplung einen hohen
Aufwand an Bauteilen bedeuten und andere Schwierigkeiten mit sich bringen. Demgegenüber
kommt es bei der Erfindung darauf an, unter Einsparung von Bauelementen zu einer
stark vereinfachten, aber betriebssicher arbeitenden Einrichtung zu gelangen, bei
der vor allem die Zahl der Steuerstrecken verringert werden kann. Die Erfindung
hat dabei sowohl für Steuerstrecken Bedeutung, die sich innerhalb eines Hochvakuumentladungsgefäßes
befinden, als auch. für Dampf- und Gasentladungseinrichtungen. Weiterhin
beschränkt
sich die Erfindung nicht auf die Verwendung von Entladungsgefäßen mit thermionischer
Kathode, vielmehr ist es auch ohne weiteres möglich, Kaltkathodenröhren zu verwenden
oder an Stelle von beheizten Kathoden andere elektronenemittierende Elektroden vorzusehen.
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Die Erfindung besteht bei einer Einrichtung zur Zählung oder Steuerung
von zeitlich aufeinanderfolgenden Vorgängen, denen Änderungen von elektrischen Spannungen
oder Strömen entsprechen und die als Steuersignale der Zähleinrichtung zugeführt
sind, mit nur einer Entladungsstrecke je Stufe darin, daß die Entladungsstrecken
Hochvakuumröhren sind daß die Anode jeder Röhre mit den Steuergittern der benachbarten
Röhre über je einen Widerstand und ein Ventil sowie mit den Steuergittern aller
übrigen Röhren über je einen Widerstand galvanisch gekoppelt ist.
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An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die
Figuren zeigen Ausführungsbeispiele in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen
in vereinfachter schematischer Darstellung.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich
um eine Zählschaltung, bei der der Einfachheit der Darstellung halber an Stelle
einer Dekade ein Intervall von sechs Stufen veranschaulicht ist.
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Wie bereits erwähnt, kann ebenso eine von der dekadischen Teilung
abweichende Zahlenskala verwendet werden. Die letzte Stufe des jeweiligen Intervalls
ist mit gleichartigen Schaltelementen, wie sie zwischen den einzelnen Stufen liegen,
wieder mit der ersten Stufe verbunden, so daß sich ein Ring von völlig gleichartig
aufgebauten Stufen ergibt. Von einer bestimmten Stelle aus geht man bei dekadischer
Aufteilung zur nächsten Dekade weiter, um auf diese Weise die einzelnen Dezimalstellen
bilden zu können.
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In jeder einzelnen Stufe, also für jeden Zählschritt, ist nur eine
einzige Entladungsstrecke vorgesehen. Mit 1 bis 6 sind die einzelnen durch gittergesteuerte
Trioden versinnbildlichten Entladungsstrecken bezeichnet. Dabei kann es sich um
getrennte Röhren handeln, es ist aber auch ohne weiteres möglich, zwei oder mehr
Entladungsstrecken in einem einzigen Kolben unterzubringen. Dies hat vor allem deswegen
besondere Bedeutung, da die einzelnen Entladungsbahnen kathodenseitig miteinander
verbunden sind, so daß unter Umständen eine gemeinsame Kathode als Elektronenquelle
für zwei oder mehr, gegebenenfalls sämtliche Entladungsbahnen herangezogen werden
kann.
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Wie die Darstellung zeigt, sind sämtliche Kathoden miteinander verbunden
und auf Nullpotential gelegt, während für die Arbeitselektroden, die in diesem Falle
durch die Anoden gebildet werden, Widerstände 7 bis 12 vorgesehen sind, die ihre
Spannung durch Anschluß an den positiven Pol der Anodenspannungsquelle 13 erhalten.
Es wäre sinngemäß ebensogut möglich, an Stelle von Anodenwiderständen oder zusätzlich
zu diesen auch Widerstände mit kathodenseitigem Ausgang der Röhren vorzusehen. Dabei
bestünde gegebenenfalls noch die Möglichkeit, die Kathoden als Ausgangselektroden
heranzuziehen und kathodenseitig die Leistung zu entnehmen, welche zum Steuern der
in Zählrichtung nächstfolgenden Stufe verwendet werden soll.
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Jede der Anoden 14 bis 19 der Entladungsröhren 1 bis 6 ist über einen
Widerstand und eine Diode mit dem Steuergitteranschluß der in Zählrichtung nachfolgenden
Entladungsstrecke verbunden. Da bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Zählrichtung
von Fall zu Fall von vorn nach hinten und wiederum von hinten nach vorn verlaufen
kann, sind für die Betriebsweise des Vorwärtszählens die Widerstände 20 bis 25 vorgesehen,
welche bei der Vorwärtszählung die Steuerspannung der nächstfolgenden Stufe zuleiten.
Um in Rückwärtsrichtung arbeiten zu können, sind dementsprechend die Widerstände
26 bis 31 vorgesehen. Die entsprechenden Dioden sind mit 32 bis 37 und 38 bis 43
bezeichnet.
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Gleichzeitig besteht eine Verbindung von jedem Anodenanschluß zu den
Steuerelektrodenanschlüssen sämtlicher übriger Entladungsbahnen, d. h. also sämtlicher
Entladungsstrecken außer den beiden jeweils benachbarten Strecken, über ein Netz
von Widerständen. So liegt z. B. zwischen der Anode 14 der Entladungsstrecke 1 und
der Steuerelektrode der Entladungsstrecke 3 ein Widerstand 44. Um das Schaltbild
übersichtlicher zu gestalten, wurden die einzelnen Verbindungen der Koppelwiderstände
mit den zugehörigen Anodenanschlüssen weggelassen und die mit den Widerständen verbundenen
Leitungen mit 14 bis 18 bezeichnet, also mit den gleichen Bezugszeichen wie die
einzelnen Anoden versehen. Dies bedeutet, daß diese Leitungen an die entsprechenden
Punkte der Schaltung gelegt zu denken sind. Von der Anode der Röhre 1 führt also
jeweils zur Steuerelektrode jeder anderen Entladungsstrecke außer den Strecken 2
und 6 eine solche Widerstandsverbindung; so der Widerstand 45 an das Steuergitter
der Entladungsstrecke 4 und der Widerstand 46 an die Entladungsstrecke 5.
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In entsprechender Weise befinden sich an den Anoden der anderen Entladungsstrecken
die Widerstände 47 bis 61. Wie die Darstellung erkennen läßt, darf dabei also kein
Widerstand zur in Zählrichtung nachfolgenden Strecke, d. h. weder zu der davorliegenden
noch zu der dahinterliegenden Entladungsstrecke, führen.
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An die Widerstände 20 bis 31 sind außerdem noch die Dioden 62 bis
73 gelegt, die mit den Widerständen zusammen eine Wirkung gemäß einem sogenannten
»Und«-Gatter aufweisen. Die Dioden 62, 64 und 66 sind im Eingang E1, die Dioden
63, 65 und 67 sind zum Eingang Ei zusammengefaßt. Die hochohmigen Widerstände 74
bis 79 dienen lediglich der Zuführung der notwendigen Gittervorspannung für die
einzelnen Entladungsbahnen, wobei das notwendige negative Potential von einer Gitterspannungsquelle
80 hergeleitet wird.
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Die Schaltungsanordnung ermöglicht es, daß immer nur eine einzige
Entladungsstrecke sich in gesperrtem Zustand befinden kann. In diesem Svstem fließt
dann kein oder ein nur außerordentlich geringer Anodenstrom, so daß an dem jeweils
zugehörigen Widerstand der Widerstände 7 bis 12 kein oder kein nennenswerter Spannungsabfall
eintritt. Die betreffende Anode liegt dann praktisch auf demselben Potential wie
die Anodenspannungsquelle. Damit erhalten alle übrigen Entladungsstrecken über die
Widerstände, die von ihren Steuerelektrodenanschlüssen zu den Anoden des gesperrten
Systems führen, Steuerspannungen und sind damit stromführend. Bei der Bemessung
der Widerstände, die zwischen der Anode der vorhergehenden bzw. folgenden Stufe
einerseits und dem Steuergitter der zu betrachtenden Stufe liegen, ist zu beachten,
daß im Hinblick auf das Verhalten der jeweiligen Diode und der Bemessung der Gitterwiderstände
ein günstiger Arbeitspunkt für die Entladungsstrecke gebildet wird. Gegebenenfalls
wäre
es auch möglich, im Gegensatz zu dieser Anordnung, bei der immer nur eine Entladungsstrecke
gesperrt ist, durch entsprechende Abwandlung der Schaltung zu bewirken, daß jeweils
nur eine einzige Röhre im geöffneten Zustand sich befindet, während alle übrigen
Entladungsstrecken gesperrt sind.
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Zum Verständnis der Wirkungsweise der dargestellten Schaltungsanordnung
sei angenommen, daß zunächst die Entladungsstrecke 1 sich im gesperrten Zustand
befinden möge und alle anderen Strecken demgemäß Strom führen. Von den beiden Eingängen
Ei und Ei möge der Eingang El spannungslos sein, d. h. auf Nullpotential liegen.
Da auch die Kathodenanschlüsse Nullpotential aufweisen, würde dies bedeuten, daß
Ei auf Null- oder Erdpotential liegt. Der andere Eingang, nämlich Ei', möge
von einer Kippschaltung oder einer irgendwie gestalteten Schalteinrichtung vom Eingang
her ein positives Signal erhalten oder gerade erhalten haben. Wird nun die Steuerspannung
geändert, also Ei an Nullpotential gelegt und an Ei eine positive Steuerspannung
wirksam gemacht, so muß in diesem Augenblick die Entladungsbahn 2 in den Sperrzustand
übergehen, denn sein Steuergittereingang (vor Diode 32) kommt über die Diode 63
an. Nullpotential zu liegen, und es fließt dann kein Steuerstrom mehr über die Diode
32. Die Dioden 37 bis 43 haben einen größeren Schwellwert als die Dioden 62 bis
73, so daß dann an der Steuerelektrode der Strecke 2 in der Tat Nullpotential erreicht
wird.
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Bei der Steuerung der Anordnung wird dann davon ausgegangen, daß das
Steuersignal, welches eine Wechselspannung oder auch eine Gleichspannung mit sich
ändernder Polarität oder auch eine Impulsspannung sein kann, so an die Eingänge
angelegt wird, daß einmal- die eine Eingangsklemme auf Nullpotential und die andere
auf positiver oder negativer Steuerspannung liegt und beim Umschalten auf den nächsten
Zählschritt die beiden Polaritäten vertauscht werden. Beim Rückwärtszählen, was
erst weiter unten näher beschrieben werden soll, tritt dabei dieselbe Umpolung oder
Polvertauschung wie beim Vorwärtszählen ein. Die Kurvenform der Steuerspannung soll
nach Möglichkeit einen rechteckigen Verlauf aufweisen. Es ist lediglich darauf zu
achten, daß keine allzu großen amplitudenmäßigen Schwankungen der Steuersignale
vorhanden sind, also eine Mindestamplitude garantiert ist, die je nach Eingangsimpedanz
allerdings unter Umständen. sehr klein bemessen sein kann. Somit ist es auch ohne
weiteres möglich, mit Hilfe einer einfachen Schalteinrichtung, also z. B. in primitiver
Weise mit einem Endschalter, die Steuerspannungen hervorzurufen., indem abwechselnd
die Eingangsklemmen. Ei und Ei' auf Nullpotential gelegt werden.
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Sobald nun die Entladungsstrecke 2 sperrt und damit der Spannungsabfall
am Anodenwiderstand 8 absinkt, wird die Anode 15 zunehmend positiv, und es fließt
über die Widerstände 21 sowie 47, 48 und 49 ein Steuerstrom. Demzufolge bleiben
die Strecken 3, 4, 5 und 6 nach wie vor in stromführendem Zustand. Es besteht aber
nun auch über den Widerstand 26 eine Verbindung zur Steuerelektrode der Entladungsstrecke
1. Demzufolge wird nun auch die Entladungsstrecke 1 stromführend. Beim nächsten
Wechsel des Signals an Ei und Ei wird die Strecke 3 gesperrt und die Strecke
2 wieder stromführend. Bei jedem Wechsel des Eingangssignals erfolgt also ein Weiterschalten,
und die Ausgänge an den Anodenanschlüssen 14 bis 19 erhalten nacheinander Signalspannung.
Hinter der Entladungsstrecke 6 folgt wieder entsprechend der Ringkopplung die Strecke
1, so daß nach erfolgtem Sperren der Entladungsstrecke 6 wieder die Strecke 1 in
die sperrende Arbeitsweise gelangt.
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Man wird die dargestellte Schaltungsanordnung zweckmäßig als Dekade
aufbauen. Gegebenenfalls kann man aber auch zwanzig oder mehr Zählschritte vorsehen.
Bei mehr als zehn Schritten kann aber unter Umständen der Aufwand an Kopplungswiderständen
als unerwünscht hoch angesehen werden. Es ist jedoch möglich, gemäß weiterer Erfindung
wesentliche Einsparungen an Kopplungsgliedern vorzunehmen. Dies soll an Hand der
Fig. 2 näher erläutert werden.
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In Fig. 2 ist ein Widerstandsfeld für eine Dekade veranschaulicht,
wobei der Einfachheit halber nur der Fall angenommen wurde, daß es sich um eine
Zählkette mit Zählung in einer Richtung handelt. Demgemäß muß man sich in Fig. 1
die Verbindungen von den jeweiligen Anoden zur Steuerelektrode der vorangehenden
Strecke weggelassen denken, d. h. also die Widerstände 26 bis 31 entfernen.
Dafür wären dann im Widerstandsfeld jeweils im Anschluß an die Widerstände 46, 50,
54, 58 und 61 entsprechende Anoden-Steuerelektroden-Verbindungen zu schaffen.
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Bei dem in Fig. 2 dargestellten Netz sind die Anschlüsse an die einzelnen
Anoden 81 bis 90 von neun Entladungsstrecken einerseits und die Anschlüsse 91 bis
100 andererseits, welche zu den Steuerelektroden der zehn Systeme führen, versinnbildlicht.
Wie die Darstellungserkennen läßt, besteht von den Anoden 81 bis 84 jeweils eine
Widerstandsverbindung zu den Steuerelektrodenanschlüssen der Entladungssysteme 96
bis 100. Durch die gestrichelte Linie 101 ist dies veranschaulicht. Ebenso besteht
von den Anoden 96 bis 99 eine Widerstandsverbindung zu den Steuerelektroden der
Entladungsstrecken 91 bis 95 in dem durch die gestrichelte Linie 102 umgrenzten
Raum. Diese beiden Netze von je zwanzig Widerständen können durch Schaltungen von
je vier Dioden und je fünf Widerständen ersetzt werden.
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Hierfür ist in Fig.3 ein Ausführungsbeispiel gezeigt. An den Steuerelektrodenanschlüssen
der Röhrensysteme 96 bis 100 sind Widerstände 103 bis 107 veranschaulicht, die wiederum
mit Dioden 108 bis 111 mit den Anoden 81 bis 84 verbunden sind. Die Möglichkeit
einer solchen Zusammenfassung ist um so mehr angebracht, eine j e höhere Anzahl
von Zählschritten die Schaltung aufweist. Bei zwanzig Schritten können z. B. zwei
Netze von je neunzig Widerständen durch je zehn Dioden undje neun Widerstände
ersetzt werden. Hierbei kann gegebenenfalls auch ein Zwischenverstärkungssystem
zur Signalverstärkung eingesetzt werden.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Möglichkeit
des Rückwärtszählens berücksichtigt worden. Zum Rückwärtszählen dienen hierbei die
gestrichelt gezeichneten Verbindungen, die zu den Eingängen E2 und E2' führen. Auf
diese Weise kommen die gleichen Bedingungen für ein Rückwärtszählen zustande, wobei
dann der Vorgang in entsprechender Weise von einer beliebigen Entladungsstrecke
aus auf die vorangehenden weitergreift.
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Vielfach kann es erwünscht sein, daß die Schaltung bei Anlage der
Betriebsspannung eine bestimmte Ruhelage einnimmt, d. h., es kommt darauf an, da
nicht von Fall zu Fall eine beliebige andere Entladungsstrecke die Ausgangsstellung
bestimmt. Es kann z: B. erwünscht sein, die Strecke 1 bevorzugt gesperrt zu halten,
so daß bei Inbetriebsetzen der
Einrichtung oder nach kurzzeitigen
willkürlichen oder unbeabsichtigten Betriebsunterbrechungen stets die gleiche Anfangsstellung
sichergestellt ist. Sofern die Betriebsspannung durch die in einem Netzgerät befindlichen
Glättungseinrichtungen beim Einschalten einen langsamen Stromanstieg aufweist, kann
durch Zwischenschalten eines Schwellwertgleichrichters in den Steuerkreis der Entladungsbahn
1 die gewünschte Bedingung leicht erfüllt werden.
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Die Zählschaltung gemäß der Erfindung läßt sich auch in Mehrkontaktsteuersysteuren
verwenden. Die Dioden 62 bis 73 werden dann nicht zu den Eingängen Ei, EI bzw. E2,
E2 zusammengefaßt, sondern so mit je einem Endschalter verbunden, daß bei Betätigung
desselben die vor der Steuerelektrode liegende Diode niederohmig an Nullpotential
liegt. Die Dioden 62 bis 73 können in diesem Falle auch unbedenklich weggelassen
werden. Ein Weiterschalten der Zählstufe kann dann nur durch den Endschalter erfolgen,
der zum Eingang des Entladungssystem führt, welches der augenblicklich gesperrten
Entladungsstrecke folgt. Eine Betätigung aller anderen Endschalter würde unwirksam
sein, d. h., es ist damit gleichzeitig eine gegenseitige Verriegelung der Endschalter
gewährleistet.
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In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem
für das Arbeiten der Zähleinrichtung in Vorwärts- und in Rückwärtsrichtung eine
aus Dioden und Widerständen gebildete Gatterkopplung in Verbindung mit je einer
Kippanordnung für das Arbeiten in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung vorgesehen ist.
Dabei ist den das vorgegebene Intervall bildenden Stufen eine bistabile Kippstufe
vorgegeschaltet. Die dargestellte Schaltung mit zehn Entladungsstrecken in der Dekade
weist zehn stabile Zustände auf.
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Die Entladungsstrecken der Dekade sind mit 121 bis 130 bezeichnet.
Durch eine geeignete Gatterkopplung aus Dioden und Widerständen und eine vorzugsweise
aus zwei Entladungsröhren. gegebenenfalls aber auch aus zwei Transistoren oder anderen
Einrichtungen aufgebaute bistahile Vorrichtung wird erreicht, daß die auf den Eingang
gegebenen Impulse für Vorwärtszahlen die einzelnen Entladungsstrecken der Reihe
nach sperren. Je nach erreichtem Zählschritt kann daher an der entsprechenden Ausgangselektrode
einer der Entladungsstrecken das entsprechende Zählsignal abgenommen werden.
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Die Steuersignalspannungen für Vorwärts- und Rückwärtszählen werden
an verschiedene Eingangsklemmen der Anordnung angelegt. Zum Vorwärtszählen sind
die Anschlüsse Evl und Eve vorgesehen, zum Rückwärtszählen dementsprechend ER, und
ER2, wobei Eve und ER2 nur dann erforderlich sind, wenn mehrere Dekaden zu einem
Dezimalzählsystem zusammengeschaltet werden. Es wird davon ausgegangen, daß die
Signalspannung, welche eine Wechselspannung oder auch eine Gleichspannung mit sich
ändernder Polarität oder auch eine Impulsspannung sein kann, so an den Eingang Eve
bzw. ER2 angelegt wird, daß normalerweise diese Eingangsklemmen auf Nullpotential
und dann - bei Steuersignal - auf positivem Potential liegen.
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Für den Vorgang des Vorwärtszählens ist der Dekade eine aus den beiden
Entladungsstrecken 131 und 132 aufgebaute bistabile Vorstufe vorgeschaltet. Für
die Arbeitsweise des - Rückwärtszählens ist eine entsprechende, aus den Entladungsstrecken
133 und 134 bestehende Kippstufe vorgesehen. Die weiterhin im Eingang liegenden
Systeme 135 und 136 dienen lediglich zur Signalverstärkung und sind daher für die
Zähleinrichtung nicht unmittelbar erforderlich.
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Die Wirkungsweise der Zähldekade vollzieht sich im einzelnen folgendermaßen:
In der Ausgangsstellung sei angenommen, daß die Entladungsstrecke 121 gesperrt-
sein möge. Außerdem wird angenommen, daß weder ein Signal für Vorwärtszahlen noch
-für Rückwärtszählen vorhanden ist. Es befinden sich dementsprechend die Entladungsstrecken
135 und 136 in gesperrtem Zustand. Die Steuerelektrode der Entladungsstrecke 131
erhält positive Steuersignale über die Diode 137 und den Widerstand 138, der mit
der Anode A1 der Entladungsstrecke 121 verbunden ist. Ebenso wird an der Steuerelektrode
der Entladungsstrecke 133 über die Diode 139 und den Widerstand 140 eine Steuerspannung
wirksam durch die: Verbindung mit der Anode A.. Dementsprechend ist die Strecke
131 ausgesteuert und die Strecke 132 gesperrt. Ebenso ist in der Kippstufe am Eingang
für das Rückwärtszählen die Strecke 133 ausgesteuert und die Strecke 134 gesperrt.
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Die Entladungsstrecken 123 bis 129 erhalten von der Anode A1 der Strecke
121 her über das Widerstandsnetz Steuerspannung. Es ist nämlich die Anode einer
jeden Entladungsbahn mit der Steuerelektrode jeder anderen Entladungsstrecke außer
den beiden benachbarten verbunden. Die benachbarte Entladungsstrecke 122 erhält
über die Diode 141 und den Widerstand 142 von der Anode der Röhre 135 her Steuerspannung.
Die andere benachbarte Entladungsstrecke, nämlich die Entladungsbahn 130, erhält
Steuerspannung über die Diode 143 und den Widerstand 144 von der Anode der Entladungsstrecke
136 her. Dadurch sind die beiden benachbarten Entladungsstrecken, nämlich 122 und
130, ebenso wie die anderen Entladungsstrecken 123 bis 129 stromführend.
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Es kann nun, je nachdem, ob ein Zählimpuls für Vorwärts- oder Rückwärtszählen
kommt, entweder die Entladungsstrecke 135 oder 136 ausgesteuert werden. Wird beispielsweise
die Strecke 135 ausgesteuert, so werden wegen des Spannungsteilers, der durch die
Widerstände 145 und 146 von der Anode der Strecke 135 gegen den negativen Pol der
Gitterspannungsquelle 147 gebildet wird, zunächst die Dioden 148 und 149 durchlässig.
Durch die Dioden 137 und 150 kann daher kein Strom mehr fließen.. Bei vollständiger
Aussteuereng der Strecke 135 ist die negative Gittervorspannung dieses Entladungssystems
bis nahezu auf Null verringert. Damit wird aber am Anodenwiderstand 151 ein hoher
Spannungsabfall hervorgerufen, so daß über den Widerstand 142 und die Diode 141
am Steuergitter der Entladungstrecke 122 keine Steuerspannung mehr wirksam ist.
Die Folge davon ist, daß die negative Gittervorspannung aus der Stromquelle 147
überwiegt und die Entladungsstrecke 122 nunmehr in den Zustand der Sperung gelangt.
Der über den Widerstand 152 wirksame Strom kann nicht mehr über dieDiode 153 abfließen,
sondern fließt über die Diode 154 zur Steuerelektrode der Entladungsstrecke 121
und steuert diese aus. Dabei wird vorausgesetzt, daß die Schwellwerte der an den
Steuerelektroden der Entladungsstrecken liegenden Dioden höher sind als die Schwellwerte
der Dioden, die an den Anoden A1 bis A10 liegen. Die übrigen Entladungsstrecken
123 bis 130 bleiben wie bisher unverändert ausgesteuert.
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Sobald das Zählsignal verschwindet, -sperrt die Strecke 135. Am Anodenwiderstand
151 kommt dann kein Spannungsabfall mehr zustande, so daß die Anode der Entladungsbahn
135 praktisch das positive
Potential der Anodenspannungsquelle 155
annimmt. Auch an den Dioden 148 und 149 liegt nun wieder Sperrspannung. Da jetzt
nicht mehr die Entladungsstrecke 121, sondern die Strecke 122 sperrt, also deren
Anode A2 sich auf hohem positivem Potential befindet, wird über die Diode 150 und
den Widerstand 156 an der Steuerelektrode der Entladungsstrecke 132 und über die
Diode 157 und den Widerstand 158 an der Steuerelektrode der Entladungsstrecke134
Steuerspannung wirksam. Die Strecken 132 und 134 werden dadurch ausgesteuert und
damit die Entladungsstrecken 131 und 133 der beiden Kippschaltungen gesperrt.
Beim nächsten Zählsignal, das an die Steuerelektrode der Entladungsstrecke 135 gelangt,
sperrt dieEntladungsstrecke 123, und der Vorgang spielt sich in entsprechender Weise
ab, wie vorstehend geschildert.
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In ähnlicher Weise vollzieht sich das Arbeitsspiel, wenn Signale zum
Rückwärtszählen gegeben werden. Wenn an den Eingang ER 1 ein Signal zum Rückwärtszählen
gelegt wird, steuert die Röhre 136 aus, und es ergibt sich ein dem oben beschriebenen
Schaltvorgang ähnliches Arbeiten. War beispielweise zuletzt die Entladungsstrecke
123 gesperrt, so gelangt nun - die Strecke 122 in den Zustand der Sperrung.
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Da die Schaltung keine Koppelkondensatoren enthält, also an Stelle
einer sonst üblichen kapazitiven Kopplung eine galvanische Verbindung der einzelnen
Stufen vorgesehen ist, ist die Schaltgeschwindigkeit frequenzunabhängig. Nach oben
hin ist die Zählfrequenz im wesentlichen nur durch die Schaltzeit der Entladungsstrecken
bzw. Dioden begrenzt, Die galvanische Kopplung hat den Vorteil, daß die Schaltung
dadurch gegen Störimpulse unempfindlich wird.
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Ein System gemäß der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform, welches
eine Dekade umfaßt, kann damit in gleicher oder ähnlicher Weise aufgebauten Systemen
verbunden werden, um auf diese Weise mehrere Dezimalen von einzelnen Dekaden zu
bilden. Auf diese Weise kann man ein größeres dezimales Zählsystem aufbauen. Das
Signal fürVorwärtszählung kann dabei gleichzeitig an die Eingänge Ey2 sämtlicher
Dekaden gegeben werden. Der Anschluß EV 1 ist dann jeweils mit dem Ausgang »Null«
der vorhergehenden Dekade über einen Kondensator mit kleiner Kapazität verbunden.
Für das Rückwärtszählen gilt in analoger Weise ein entsprechendes Anschließen der
Eingänge.