-
Schaltungsanordnung zum Abzählen von Impulsen zur Umwandlung von längenmodulierten
Impulsen in binärcodierte Impulsfolgen Für die Übertragung von Nachrichten mit Hilfe
der Impulscodemodulation (PCM) werden Modulatoren benötigt, die einen bestimmten
Amplitudenwert in einen binären Wert überführen. Ein bekanntes Verfahren besteht
darin, den Amplitudenwert beispielsweise nach Überführen in einen Zeitwert durch
Abzählen in einem Binärzähler der in den zeitlichen Bereich fallenden Impulse eines
Taktimpulses durch Wiedergabe des Zählergebnisses unmittelbar in einen binärcodierten
Wert überzuführen. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß, sofern eine gute, möglichst
fehlerfreie Codierung erreicht werden soll, für das Abzählen eine Impulsfolge mit
sehr hoher Impulsfolgefrequenz bereitgestellt werden muß. Nur hierdurch können auch
kleinere Amplituden- (Zeit-) Unterschiede sicher erfaßt werden. Für die Umwandlung
derartiger Werte in einen Binärcode werden deshalb Impulsfolgen mit einer Impulsfolgefrequenz
von der Größenordnung von GHz bereitgestellt.
-
Für das Abzählen der einzelnen Impulse werden bei bekannten Schaltungen
bistabile Kippschaltungen verwendet, die von Stufe zu Stufe bereitgestellte Impulsfolgefrequenz
halbieren. Nach Abschluß des Zählvorganges gibt dann die Stellung der einzelnen
bistabilen Glieder unmittelbar an parallelen Ausgängen den Codewert des auf diese
Weisse umgeformten Amplituden- bzw. Zeitwertes wieder.
-
Bistabile Glieder für die genannten hohen Frequenzen können nicht
ohne weiteres erstellt werden, da die hierfür notwendigen Verstärkerelemente verhältnismäßig
teuer und kompliziert sind.
-
Für derartige Zwecke wird ein möglichst einfacher und billiger Zähler
benötigt, der in der Lage ist, auch die Impulsfolgefrequenzen :sicher zu beherrschen.
Gemäß der Erfindung ist als Zähler die Kombination eines über ein Laufzeitglied
rückgekoppelten Halbaddierers mit einem Schieberegister vorgesehen, wobei in das
Schieberegister jeweils der Summenwert des Halbaddierers eingespeichert wird und
einem Eingang des Halbaddierers jeweils der Inhalt des Schieberegisters beim Auftreten
eines zu zählenden Impulses, der dem anderen Eingang des Halbaddierers zugeführt
wird, angeboten wird. Der übertragungskreis des Halbaddierers wird mit einem dem
Schiebetakt entsprechenden Laufzeitglied, dessen Laufzeit einer Takteinheit des
Schiebetaktes entspricht, auf den Zähleingang zurückgekoppelt. Durch diese Kombination
von Schaltgliedern wird erreicht, daß nach Beendigung des Zählvorganges der Zählwert
unmittelbar in dem Schieberegister vorhanden ist. Zum Abzählen von 256 Impulsen
wird beispielsweise auf Grund der binären Darstellung dann lediglich ein Schieberegister
mit acht Stufen benötigt.
-
Es ist bereits eine Frequenzteilerschaltung bekanntgeworden, die aus
der Hintereinanderschaltung einer aus Kippstufen bestehenden Teilerschaltung und
eines über ein Laufzeitglied rückgekoppelten Addierwerkes besteht, wobei eine doppelte
Frequenzunterteilung erzielt werden kann. Die bekannte Teilerschaltung ist jedoch
nicht geeignet, ein bestimmtes Zählergebnis zu ermitteln, sondern sie ermöglicht
lediglich, nach der Abzählung einer genau vorgegebenen Anzahl von Impulsen einen
Ausgangsimpuls abzugeben. Damit ist die Schaltungsanordnung auch für die Zwecke
der Erfindung, nämlich zur Umwandlung von längenmodulierten Impulsfolgen in binärcodierte
Impulsfolgen, ungeeignet.
-
Einzelheiten der Zählvorrichtung nach der Erfindung werden an Hand
des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden erläutert.
-
Am Eingang E liegen die zu zählenden Impulse an, die beispielsweise
auf einen vorzugebenden Zeitraum aus einer Taktpulsfolge ausgeblendet werden. Das
Zählergebnis ist dann unmittelbar ein Wert für den Zeitraum, für den der Eingang
geöffnet war. Diese Impulse werden dem Halbaddierer HA an einer der Eingangsklemmen
zugeführt. Der Summenausgang des Halbaddierers ist an den Eingang des Schieberegisters
Sch angelegt. Es wird angenommen, daß das Zählergebnis nicht größer als 28=256
Impulse sein kann. Dementsprechend besteht das Schieberegister Sch aus acht
einzelnen Stufen. Der Inhalt des Schieberegisters wird in an sich bekannter Weise
mit einem Taktpuls T, dessen Impulsfolgefrequenz acht mal so groß wie die am Eingang
E anliegende Impulsfolge ist, durchgeschoben. Sobald am Eingang E also der
zweite
Impuls auftritt, liegt der Summenwert, d. h. der erste Impuls am zweiten Eingang
des Halbaddierers an, und am Summenausgang S bzw. an der Ausgangsklemme A entsteht
dementsprechend zu diesem Zeitpunkt kein Ausgangspotential, während ein Übertrag
über den Ausgang C, abgegeben wird. Dieser Übertragswert wird über das Mischgatter
M dem Addierer über ein Laufzeitglied zeitlich verschoben, (las diesen Wert um einen
Taktpuls des Schiebetaktes 7' verzögert, erneut zugeführt. Dementsprechend wird
dieser nunmehr durch die erneute Addition mit dem Wert 0 in die zweite Stellung
des Schieberegisters eingespeichert. Dementsprechend trifft dieser Impuls mit dem
nächsten zu zählenden Impuls nicht mehr zusammen, so daß dieser den Halbaddierer
unmittelbar zum Einlauf in das Schieberegister passieren kann. Auf diese Art und
Weise wird jeder Impuls des Einganges E zum Inhalt des Schieberegisters addiert,
so daß schließlich im Schieberegister der endgültige Zählwert aufgelaufen ist.
-
Für die Anwendung der Erfindung ist es an sich ohne Belang, wie der
Halbaddierer, das Laufzeitglied und das Schieberegister im einzelnen aufgebaut sind.
Ein Halbaddierer besteht in an sich bekannter Weise aus der Parallelschaltung eines
Koinzidenz- und Mischgatters und eines dem Mischgatter nachgeordneten, vorn Ausgangswert
des Koinzidenzgatters gesteuerten Sperrgatters. Auch diese Gatter können ebenso
wie das Laufzeitglied und das Schieberegister in bekannter Technik aus Dioden, Röhren
oder bei der Anwendung für nicht zu hohe Frequenzen auch aus Magnetkernen aufgebaut
sein. Für hochfrequente Taktpülsfolgeri können die logischen Glieder und die einzelnen
Kippstufen auch aus kapazitätsgesteuerten parametrischen Gliedern (Parametrons )
aufgebaut sein.