DE1289875B - Magnetische Zaehlstufe fuer elektronische Impulse - Google Patents

Description

Patentschrift 2 879 380 ist ein magnetischer Stufen- 15 Zählen einer vorbestimmten großen Gesamtzahl zuzähler beschrieben, auf den die erfindungsgemäßen sammengeschaltet werden.
Maßnahmen Anwendung finden können. Der magnetische Kern eines solchen Zählers wird von einem

Zustand magnetischer Sättigung in seinen entgegen-

trischen Impulsen getrieben, die an eine Eingangswicklung um den Kern gelegt werden. Der letzte Impuls sättigt den Kern magnetisch. Hierauf fällt der

Die Steuerschaltung für diesen Magnetkernzähler hat bestimmte Nachteile. Einer dieser Nachteile ist, daß die einstellbare Spannung durch elektronische gesetzten Zustand magnetischer Sättigung in Stufen ao Torschaltungen an ein elektronisches Zwischenventil entsprechend einer vorbestimmten Anzahl von elek- gelegt werden muß, um zwei Zählstufen miteinander

betriebsmäßig zu verbinden. Um die zwei Zählstufen voneinander zu trennen, wird die elektronische Torschaltung betätigt, um zu verhindern, daß die einKern auf ein Niveau, das durch den Restmagnetismus 25 stellbare Spannung an dem elektronischen Schalter bestimmt ist, zurück. Die Änderung des magnetischen der Zwischenstufe liegt. Um die Anzahl der zum Flusses induziert ein Rückstellsignal. In Abhängigkeit Aufmagnetisieren des Magnetkerns notwendigen von diesem Signal wird der Kern in seinen Ursprung- Zählimpulse variieren zu können, wird die einstelllichen magnetischen Sättigungszustand zurückgestellt. bare Spannung auf irgendein Potential aus einem Diese Flußänderung erzeugt einen Ausgangsimpuls 30 großen Potentialbereich vorher eingestellt. Auf diese in einer Ausgangswicklung um den Kern. Weise wird der elektronische Schalter der Zwischen-

Jeder Ausgangsimpuls hat einen gleichförmigen stufe von einem Potential gesteuert, dessen Niveau Volt-Sekunden-Inhalt und kann verwendet werden, über einen weiten Bereich variiert, wenn es zwei um wirksam eine geeignete Steuerfunktion auszuüben Zählstufen betriebsmäßig miteinander verbinden muß. oder um auf weitere magnetische Zähler angewandt 35 Dadurch müssen sehr strenge Anforderungen an die zu werden. Um die Zählkapazität der Vorrichtung zu Eigenschaften des elektronischen Schalters der vergrößern, werden Magnetkernzähler wahlweise in Zwischenstufe gestellt werden.
Kaskadenschaltung geschaltet, d. h. sich wiederholend Da die elektronische Torschaltung betrieben wird,

hintereinander in Reihe geschaltet. um wahlweise das einstellbare Potential an das elek-

Der Hauptnachteil der magnetischen Zähler, die 40 tronische Ventil der Zwischenstufe zu legen, muß es in dem obengenannten USA.-Patent beschrieben wer- in der Lage sein, große Ströme zu steuern. Dies ist den, ist der, daß sie nicht in geeigneter Weise auf eine weitere strenge Anforderung an die elektronische verschiedene Zählmoduli eingestellt werden können. Torschaltung.

Der Zählmodul eines magnetischen Zählers ist die Darüber hinaus sind bei den Gegenständen nach

Anzahl von Eingangsimpulsen mit konstantem Volt- 45 den genannten Anordnungen die gesamten Volt-Sekunden-Inhalt, die erforderlich ist, um den magne- Sekunden-Inkremente, die einen nachfolgenden Zähtischen Kern von einem Zustand magnetischer Sättigung in seinen entgegengesetzten Zustand magnetischer Sättigung zu treiben. Es wird hervorgehoben,
daß eine entsprechende Einstellbarkeit des Zählmoduls einer Zählvorrichtung große Vielseitigkeit
verleiht; d. h., es ist wünschenswert, daß die Zähler
geeignet eingestellt werden können, um eine einstell

bare Gesamtzahl innerhalb eines bestimmten Bereiches zu zählen, und dadurch in dem Herstellerbetrieb der Zähler nicht besonders konstruiert werden muß. Zähler mit einer entsprechenden Einstellbarkeit können dann leicht in großen Mengen vorfabriziert werden.

ler beaufschlagen und dadurch die Anzahl der Zählungen, die dieser Zähler zählt, bestimmen, eine zusätzliche Funktion des Volt-Sekunden-Ausgangs des vorhergehenden Zählers, die zu der variablen Spannung hinzukommt, die in dem Eingangskreis des nachfolgenden Zählers die Zeiten für die Ausgangsimpulslänge des vorhergehenden Zählers bestimmt. Dadurch ist es erforderlich, daß die Ausgangsspule jedes Zählers, an die die nachfolgende Stufe angekoppelt ist, sorgfältig eingestellt wird, so daß genau der erforderliche Volt-Sekunden-Inhalt erhalten wird. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Schaltungsanordnung für eine magnetische Zählstufe

Es wurde bereits ein »Zählsystem« mit Magnet- 60 für elektronische Impulse mit veränderlichem Modul kernzählern vorgeschlagen, das auf eine wählbare Zahl zum Zähler von durch eine Impulsquelle erzeugten innerhalb eines bestimmten Zählbereiches vor dem
Zählvorgang eingestellt werden kann. Dies wird
erreicht, indem eine einstellbare Spannung an jeden
variablen Magnetkernzähler zusätzlich zu dem Volt- 65

Sekunden-Inhalt der elektrischen Impulse an die Eingangswicklung dieses Zählers gelegt wird. Diese einstellbare Spannung kann verschiedene Niveaus auf

Eingangsimpulsen, wobei der Modul dieser Zählstufe eine Funktion des Volt-Sekunden-Inhaltes von auf deren Eingangsklemmen gegebenen Impulsen ist, und mit einem Netzteil mit einer wahlweise veränderlichen Spannungsquelle.

Die Erfindung bezweckt eine elektronische Schaltung zum Koppeln elektronischer Zählstufen unter-

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einander, wobei diese Zählstufen wahlweise mitein- impulsen geleitet, um die Zählmoduli der Zählstufe

ander gekoppelt werden sollen. Diese Zählstufen zu bestimmen.

sollen vorzugsweise magnetische Stufenzähler sein. Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform Außerdem soll eine Trennung zwischen Eingangs-, nach der Erfindung werden die Eingangsimpulse von Ausgangs- und Rückstellkreis eines magnetischen 5 der Impulsquelle verwendet, um die einstellbare Stufenzählers vorgesehen sein. Der magnetische Zäh- Spannung zu der Eingangswicklung zu leiten. Auf ler soll hinsichtlich der Zahl der Eingangsimpulse, diese Weise ist bei dieser Ausführungsform nach der die zum Aufmagnetisieren des Zählkerns erforderlich Erfindung der Volt-Sekunden-Eingang an der Einsind, einstellbar sein. Eine wesentliche Erfindungs- gangswicklung proportional zu dem vorher gewählten aufgäbe besteht darin, eine Schaltung zum Zählen io Potentialniveau der einstellbaren Spannung, die mit einer einstellbaren Anzahl von Zählimpulsen durch der Zeitdauer — Sekundeninhalt — jedes Impulses miteinander verbundene oder gekoppelte Zähler zu multipliziert wird.

schaffen, die unempfindlich gegen Schwankungen der An Hand der Figuren wird die Erfindung bei-

Versorgungsspannung ist. Es soll eine Stromquelle spielsweise erläutert.

für elektronische Zähler der oben näher bezeich- 15 F i g. 1 zeigt ein Schaltschema eines Impulsformers

neten Art geschaffen werden. Die Einrichtungen und einer Energiequelle nach einem bevorzugten Aus-

nach dieser Erfindung sollen für Zählstufen brauch- führungsbeispiel dieser Erfindung;

bar sein. Das Gerät soll wirtschaftlich und klein F i g. 2 zeigt ein Schaltschema eines magnetischen

sein. Stufenzählers bzw. Magnetkernzählers und der elek-

Diese Aufgaben löst die Erfindung durch einen 20 ironischen Schalteinrichtung nach dieser Erfindung,

ersten elektronischen Schalter (QlO oder Q12) mit und

einem die Impulsquelle (iV4 oder 70) enthaltenden Fig. 3 zeigt ein Schaltschema einer Magnetkern-Eingangskreis und einen die Eingangsklemmen und zählerstufe und eines Teils der bevorzugten elektronidie veränderliche Spannungsquelle (E) enthaltenden sehen Schalteinrichtung nach dieser Erfindung.
Ausgangskreis sowie durch ein Gatter mit einem 25 In den Zeichnungen und insbesondere in Fig. 1 zweiten elektronischen Schalter (Q 12 oder β 23), ist ein Impulsformer 10 dargestellt, der Eingangsweicher in den Eingangskreis geschaltet ist, um den impulse empfängt, die an den Eingangsklemmen 12 ersten elektronischen Schalter durch das Gatter in und 12' liegen. Diese Eingangsimpulse einer nicht und außer Bereitschaft setzen zu können. gezeigten Impulsquelle sollen gezählt werden. Sie

Bei einer erfindungsgemäßen Zählstufe läßt dem- 30 können die Form von schlecht geformten Impulsnach ein erster elektronischer Schalter in Abhängig- spitzen haben. Wie in der USA.-Patentschrift keit von jedem Eingangsimpuls einen Strom zu der 2 897 380 ausgeführt wird, werden diese Eingangs-Eingangswicklung durch, der proportional zu dem impulse über einen Begrenzungswiderstand R1 zu einstellbaren und vorher eingestellten Potential der der Basis und dem Emitter eines Eingangstraneinstellbaren Spannung ist, die von der Stromquelle 35 sistors Ql geleitet. Eine Diode Dl liegt zwischen erzeugt wird, um den Zählmodul des variablen Zäh- der Basis und dem Emitter des Transistors Q1, so lers zu bestimmen. Ein zweiter elektronischer Schal- daß nur diejenigen Impulse, die die Basis negativ ter steuert mit Hilfe eines elektronischen Relais gegenüber dem Emitter vorspannen, den Eingangswahlweise ein Vorspannungssignal zu dem ersten transistor erreichen. Ein Ende einer Eingangswickelektronischen Schalter. Dieses Vorspannungssignal 4° lungiVl um einen magnetisch sättigbaren Kern 14 schaltet den ersten elektronischen Schalter ein, so ist mit dem Kollektor des Eingangstransistors Q1 daß dieser auf die Eingangsimpulse von der Impuls- verbunden. Das andere Ende der Eingangswickquelle ansprechen kann. Auf diese Weise wird das lung Nl ist über einen Begrenzungswiderstand R 2 Einschalten und Ausschalten des ersten elektroni- mit einer Klemme 18 einer Energiequelle 16 verschen Schalters von dem Vorspannungssignal ge- 45 bunden. Eine Sammelleitung 20, an der die Eingangssteuert, das durch die zusammenhängende Betriebs- klemme 12', die Kathode der Diode D1 und der weise des elektronischen Relais und des zweiten Emitter des Eingangstransistors Q1 liegen, ist mit elektronischen Schalters erzeugt wird. einer Klemme 22 der Energiequelle ebenfalls ver-

Es ist bekannt, den magnetischen Zustand des bunden. Die Energiequelle 16 erzeugt eine feste Kerns eines Magnetzählers auf ein bestimmtes 50 Spannung E_f an den Klemmen 18 und 22, wobei die Niveau einzustellen, nachdem dieser Kern zurück- Klemme 18 negativ im Verhältnis zur Klemme 22 gestellt und bevor neue Zählimpulse auf den Kern gepolt ist. Jeder Eingangsimpuls auf die Klemmen 12 aufgegeben werden. Die Zählimpulse müssen bei und 12' macht den Transistor Ql leitfähig, so daß dieser bekannten Anordnung konstante Amplituden ein Sättigungsstrom für den Kern von der Energiehaben. Es ist für diese Anordnung eine besondere 55 quelle 16 durch die Eingangswicklung Nl, die den Voreinstellschaltung mit einer Verzögerungsschaltung Kern 14 umgibt, fließen kann. Da bei der darerforderlich. Gemäß dieser Erfindung wird die gestellten Ausführungsform nach F i g. 1 die Einrich-Amplitude der Kerneingangsimpulse verändert und tung 10 angenommenerweise ein Impulsformer ist, dieser Kern nicht vorher auf ein bestimmtes Niveau ist dieser Stromstoß durch die Eingangswicklung iVl eingestellt. Dadurch läßt sich die Zählschaltung 60 ausreichend, um den Kern 14 von einem Zustand wesentlich vereinfachen. magnetischer Sättigung in den entgegengesetzten

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der magnetischen Sättigungszustand zu bringen.
Erfindung werden die Eingangsimpulse mit dem Bei Beendigung jedes Eingangsimpulses endigt konstanten Volt-Sekunden-Inhalt von der Impuls- auch der Stromstoß durch die Eingangswicklung Nl, quelle durch den ersten elektronischen Schalter zu 65 und der Kern wird wieder auf ein magnetisches der Eingangswicklung geleitet. Auf diese Weise wird Sättigungsrestniveau zurückgestellt. Diese Flußdie vorher eingestellte Spannung zusätzlich zu der änderung induziert eine Spannung in einer Trigger-Eingangswicklung zusammen mit den Eingangs- wicklung N 2, die mit dem Kern 14 gekoppelt ist.

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Eine Seite der Triggerwicklung N 2 ist über einen klemme 18 verbindet. Wenn die Spannung von die-Widerstandi?3mitderBasiseinesRückstelltransistors sen zwei Sammelleitungen26 und 30 variiert, wird oder Ausschaltransistors β 2 verbunden, während die diese Veränderung von dem Transistor Q 5 abgegrifandere Seite direkt an den Emitter dieses Transistors fen, und ein verstärktes Abweichsignal wird zu dem angekoppelt ist. Die Polarität dieser in der Wicklung 5 Regeltransistor β 3 geleitet, um die Spannungsabwei- N2 induzierten Spannung ist so, daß der Rückstell- chung zu korrigieren.

transistor β 2 leitend wird. Als Folge hiervon wird ein Die einstellbare Spannungsquelle für die Spannung

Rückstellstrom aus der Stromquelle 16 durch den KoI- E₀, die an den Ausgangsklemmen 18 und 28 erzeugt lektor-Emitter-Kreis des Rückstelltransistors β 2 und wird, wird in einer ähnlichen Weise erhalten. Der die Rückstellwirkung iV 3, die mit dem Kern 14 gekop- io Emitter des Regeltransistors β 4 ist mit der Auspelt ist, gezogen. Dieser Stromfluß durch die Rück- gangsklemme 28 über eine Sammelleitung 32 verbunstellwicklung N 3 ist so gerichtet, daß er den Kern 14 den. Ein Fühl- und Verstärkungstransistor β 6 steuert in seinen ursprünglichen magnetischen Zustand zu- die Leitfähigkeit des Regeltransistors β 4. Der Emitrückstellt. Die resultierende Flußänderung hat zur ter des Transistors β 6 liegt über die Zener-Diode D 2 Folge, daß eine Spannung in einer Ausgangswick- 15 an demselben Bezugspotential wie der Emitter des lungiV4 induziert wird, die ebenfalls den Kern 14 Transistors β 5. Die Basis des Fühl- und Verstärumgibt bzw. mit diesem gekoppelt ist. Da die Ein- kungstransistors β 6 wird wahlweise über einen Zahrichtung 10 als Impulsformer arbeitet, wird ein lenwählschalter Sl mit einer Vielzahl von Spannungs-Spannungsimpuls in der Ausgangswicklung oder teilern verbunden, so daß die Basis des Transistors an -windung N 4 für jeden Eingangsimpuls induziert, 20 einem von dem entsprechenden Spannungsteiler erder an den Eingangsklemmen 12 und 12' liegt. Wie zeugten Potential liegt. Von diesen Spannungsteilern in der USA.-Patentschrift 2 897 380 beschrieben sind zwei, P2 und P 3, in der Zeichnung dargestellt, wird, hat jeder Spannungsimpuls, der in der Aus- Um die gewählte einstellbare Versorgungsspannung gangswicklung JV4 erzeugt wird, einen konstanten E₀ zu wählen, wird der Wählschalter Sl so eingestellt, Volt-Sekunden-Inhalt. Diese Eigenschaft des Aus- 25 daß ein geeignetes Potential, das von einem der Spangangsimpulses wird trotz der Variationen der fest nungsteilerP2, P 3 usw. erzeugt wird, abgegriffen eingestellten Spannung E_f beibehalten, die von der wird.

Stromquelle 16 erzeugt wird. Die Stromquelle 16 Unabhängig davon, auf welches Niveau die wählerzeugt eine feste Spannung E₁ und ebenfalls eine bare Spannung E₀ eingestellt ist, zieht diese Spannung verstellbare Spannung E₀. Die verstellbare Span- 30 das Spannungsniveau der fest eingestellten Spannung nungii_a wird vorteilhafterweise verwendet, um ein- E_f nach, da beide Transistoren β 5 und β 6 über die stellbar den Zähhnodul in variablen magnetischen Zener-Diode D 2 an dasselbe Bezugspotential gelegt Stufenzählern wählbar einzustellen, wie in dieser sind. Auf diese Weise wird das Verhältnis der fest Patentanmeldung beschrieben wird. Der Zähhnodul eingestellten Versorgungsspannung E_f und der eineines variablen magnetischen Stufenzählers ist die 35 stellbaren Versorgungsspannung E₀ konstant geAnzahl von Eingangsimpulsen, die erforderlich ist, halten.

um den Kern des Zählers stufenweise von einem In F i g. 2 ist ein variabler magnetischer Stufen-

Zustand magnetischer Sättigung in seinen entgegen- zähler 40 dargestellt, der in ähnlicher Weise wie der gesetzten Zustand magnetischer Sättigung zu treiben. Impulsformer 10 nach F i g. 1 insofern konstruiert ist, Der Impulsformer 10 ist ein fest eingestellter 40 als er eine Eingangswindung oder -wicklung N5, eine magnetischer Zähler mit einem Zählmodul von 1 und Triggerwindung oder -wicklung N 6, eine Rückstellhat eine Einrichtung, durch die eine Spannung E₀ ·" windung oder -wicklung N 7 und eine Ausgangswineingestellt werden kann. % dung oder -wicklung N 8 aufweist, die alle einen

Wie aus Fig. 1 zu sehen ist, ist in der Energie- sättigbaren magnetischen Kern 42 umgeben bzw. mit quelle 16 eine nicht stabilisierte Gleichstromquelle 45 diesem gekoppelt sind. Eine Seite der Ausgangswickvorgesehen, die an den Eingangsklemmen 24 und 24' lungiV4 des Impulsformers 10 nach Fig. 1 ist mit liegt. Die Polarität dieser nicht stabilisierten Gleich- dem Emitter eines Zwischentransistors β 10 gekopstromquelle ist so gewählt, daß die Klemme 24 relativ pelt. Es wird betont, daß diese Ausgangswicklung N 4 zu der Klemme 24' positiv ist. Die Eingangsklemme die Eingangswicklung eines fest eingestellten magne-24 ist über eine Sammelleitung 26 mit der Ausgangs- 50 tischen Stufenzählers bilden kann, klemme 22 der Energiequelle verbunden. Die negative Eine Seite der Eingangswicklung NS des variablen

Eingangsklemme 24' ist mit einem Paar von in Reihe Zählers 40 ist mit dem Kollektor eines Zwischentrangeschalteten Regeltransistoren β 3 und β 4 verbun- sistors β 10 gekoppelt, während die andere Seite mit den. Der Regeltransistor β 3 ist so gesteuert, daß er einer Klemme 43 verbunden ist, an der der positive die feste Spannung E₁ an den Klemmen 18 und 22 er- 55 Pol der die einstellbare Spannung E₀ erzeugenden zeugt, während der Regeltransistor β4 so gesteuert Energiequelle 16 nach Fig. 1 liegt. Der negative Pol ist, daß er eine eingestellte variable Spannung E₀ er- der diese einstellbare Spannung E₀ erzeugenden zeugt, die an der Ausgangsklemme 18 und der Aus- Spannungsquelle liegt an der Klemme 45, die über gangsklemme 28 liegt. eine Sammelleitung 52 mit der negativen Seite der

Die Steuerung des Regeltransistors β 3 erfolgt über 60 die Versorgungsspannung E₁ über die Klemme 53 einen Fühl- und Verstärkertransistor β 5. Der Emitter versorgenden Quelle liegt. Der positive Pol der Spandes Transistors β 5 liegt auf einem Bezugspotential nungsquelle mit der fest eingestellten Versorgungsüber eine Zener-Diode D 2, die mit der Sammellei- spannung E₁ liegt an der Klemme 47, die mit der tang 26 verbunden ist. An der Basis des Transistors Sammelleitung 44 verbunden ist. β5 liegt ein Potential, das von einem Spannungsteiler 65 Wie im Fall des Impulsformers 10 nach Fig. 1 Pl erzeugt wird, welcher zwischen der Sammelleitung schaltet die Wicklung N 6 einen Rückstelltransistor 26 und einer Sammelleitung 30 liegt, welche den β 11 in den leitfähigen Zustand, wenn der Kern 40, Emitter des Regeltransistors β 3 mit der Ausgangs- der stufenweise über seinen entgegengesetzten Zu-

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stand magnetischer Sättigung hinausgetrieben wurde, Transistors vorgespannt, so daß er ebenfalls im leitin seinen permanenten Sättigungszustand zurückkehrt. fähigen Zustand bleibt. Es kann daraus ersehen Wenn der Transistor β 11 in seinen leitfähigen Zu- werden, daß nach Beendigung des Einschaltimpulses, stand getriggert ist, zieht die Rückstell windung N 7 der auf die Klemme 54 aufgegeben wird, der elektroeinen Rückstellstrom, so daß der Kern 42 in seinen 5 nische Schalter 50 in seiner Einschaltstellung verursprünglichen magnetischen Sättigungszustand zu- bleibt.

rückgestellt wird. Dadurch wird ein Ausgangsimpuls Um den elektronischen Schalter 50 auszuschalten,

in der Ausgangswicklung iV8 induziert. Dieser Impuls wird ein Ausschaltimpuls an die Eingangsklemme 56

wirkt über eine Diode D S und einen Widerstand R10 gelegt. Dieser Impuls läuft durch die Diode D11 und

sowie einen parallel zu diesem Widerstand geschalte- ίο sperrt den Transistor β 14. Wenn der Transistor β 14

ten Kondensator C 2 als Ausgangsimpuls, der ver- nicht mehr leitet, wird der Transistor β 13 ebenfalls

schiedene Funktionen in einer mehrstufigen magneti- ausgeschaltet, und der elektronische Schalter bleibt

sehen Zählvorrichtung ausübt. auf diese Weise in seinem ausgeschalteten Zustand,

Der Zwischentransistor β 10 wird wahlweise ge- bis es wieder eingeschaltet wird. Der elektronische

steuert, so daß er den magnetischen Zähler 40 ent- 15 Schalter 50 arbeitet auf diese Weise wie eine Flip-

weder effektiv einschaltet oder den Betrieb dieses Flop-Schaltung, jedoch wurde gefunden, daß er

Zählers verhindert. weniger empfindlich ist und weniger Komponenten

Zu diesem Zweck ist die Basis des Zwischentran- als die üblichen Flip-Flop-Schaltungen benötigt,

sistors β10 über einen Widerstand R11 und den Durch die Steuerung des elektronischen Schalters

Kollektor-Emitter-Kreis eines Schalttransistors β 12 2o 50 und damit des Schalttransistors β 12 in dem Basis-

mit der Sammelleitung 44 verbunden. Eine Diode D 6 kreis des Zwischentransistors β10 wird erreicht, daß,

ist parallel zu dem Kollektor-Emitter-Kreis des wenn der elektronische Schalter ausgeschaltet ist, der

Schalttransistors Q12 geschaltet. Die Basis des Tran- Transistor β 14 sich in seinem nichtleitenden Zustand

sistors β 12 ist über einen Widerstand R12 mit der befindet. Deshalb liegen der Emitter und die Basis

Sammelleitung 44 verbunden. 25 des Schalttransistors β 12 im wesentlichen auf dem-

Ein elektronischer Schalter 50 ist vorgesehen, um selben Potential, und deshalb ist der Transistor β 12

den Betrieb des Schalttransistors Q12 zu steuern. Der ausgeschaltet. Wenn der elektronische Schalter 50

elektronische Schalter 50 weist ein Paar von Transi- eingeschaltet ist, ist der Transistor β 14 in seinem

stören Q13 und β 14 auf. Der Kollektor des Transi- leitfähigen Zustand. Da das Potential der Versor-

stors β 14 ist über einen Widerstand R14 mit der 30 gungsspannung E₂ positiver als die relativ positive

Basis des Schalttransistors β 12 verbunden. Der Emit- Spannung an der Sammelleitung 44 ist, die von der

ter des Transistors β 14 ist über eine DiodeD8 mit Stromquelle 16 (Fig. 1) geliefert wird, steigt das

einer Sammelleitung 51 verbunden, an der eine posi- Potential an der Basis des Transistors β 12 an und

tive Spannung E₂ liegt, die von einer nicht dargestell- ist relativ zu dem Emitter dieses Transistors positiv,

ten Energiequelle erzeugt wird. Die Basis des Tran- 35 so daß der Transistor β 12 eingeschaltet wird. Wenn

sistors β 14 ist über einen Widerstand R15 mit einer der Transistor β 12 so vorgespannt ist, daß er Strom

Sammelleitung 51 verbunden. Zusätzlich liegt die zieht, ist die untere Klemme des Basiswiderstandes

Basis des Transistors β 14 über einen Widerstand R11 des Transistors β 10 mit der positiven Sammel-

R16 an dem Kollektor des Transistors β 13. Der leitung 44 gekoppelt.

Emitter des Transistors β 13 liegt über einer Diode 40 Der Betrieb der variablen Zählstufe 40 in Ab- D 9 an der Sammelleitung 52. Die Basis des Transi- hängigkeit von den Ausgangsimpulsen, die in der stors Q13 ist über die Widerstände R17 und R18 mit Ausgangswicklung N 4 des Impulsformers oder fest der Leitung 52 verbunden. Der Kollektor des Tran- eingestellten Zählers induziert werden, soll nachsistorsßl4 ist zu der Verbindungsstelle der Wider- folgend erläutert werden. Die Polarität der Ausgangsstände R17 und jR18 über einen Widerstand R19 45 impulse, die in der Ausgangswicklung iV 4 induziert rückgekoppelt. Eine Eingangsklemme 54 empfängt werden, ist so, daß der Emitter des Zwischentraneinen positiven Einschaltimpuls, der durch eine Diode sistors β 10 relativ zu dieser Basis positiv vorge-DlO zu der Verbindungsstelle zwischen den Wider- spannt wird. Diese Ausgangsimpulse würden den ständen R17 und R18 geleitet wird. Eine zweite Ein- Zwischentransistor β 10 einschalten, so daß diese gangsklemme 56 empfängt einen positiven Ausschalt- 50 Impulse zu der Eingangswicklung N 5 des variablen impuls, der durch eine Diode D11 zu der Basis des Zählers 40 fortgeleitet werden könnten. Jedoch, wenn Transistors β 14 geleitet wird. der elektronische Schalter 50 abgeschaltet ist und

Im Betrieb wird, um den elektronischen Schalter deshalb der Schalttransistor β 12 sich in seinem

50 in die Einschaltstellung zu bringen, ein positiver nichtleitfähigen Zustand befindet, schwimmt die Basis

Impuls, der zu der Eingangsklemme 54 geleitet wird, 55 des Zwischentransistors β 10 im wesentlichen für

durch die Diode D10 geleitet und über den Wider- diese Ausgangsimpulse. Die Diode D 6 blockiert die

stand/? 17 an die Basis des Transistors β 13 gelegt. Fortleitung dieser Ausgangsimpulse zu der Basis des

Dadurch wird der Transistor β 13 ausgesteuert. Wenn Zwischentransistors β 10.

sich der Transistor β 13 in seinem leitfähigen Zustand Wenn der sättigbare Kern 14 des Impulsformers befindet, wird das Potential der Basis des Transistors 60 10 (F i g. 1) von seinem ursprünglichen Zustand β 13 negativ, so daß der Transistor β 14 ausgesteuert magnetischer Sättigung in seinen entgegengesetzten wird. Wenn der Transistor β 14 nun leitfähig ist, liegt Zustand magnetischer Sättigung getrieben wird, wird das positive Potential an seinem Kollektor über die eine Spannung in der Ausgangswicklung N 4 von entWiderstände R19 und Z? 17 an der Basis des Tran- gegengesetzter Polarität zu der der Ausgangsimpulse sistors β 13 und dient dazu, diesen Transistor im 65 induziert. Diese entgegengesetzt gepolten unerleitf ähigen Zustand zu halten. Wenn der Transistor wünschten Impulse werden zu der Basis des Zwischen-Q13 Strom zieht, wird die Basis des Transistors Q14 transistors β 10 über die Diode D 6 geleitet, um zu hinreichend negativ relativ zu dem Emitter dieses gewährleisten, daß dieser Transistor abgeschaltet

bleibt und dadurch diese Impulse nicht zu der EingangswicklungiV5 des variablen Zählers 40 fortgeleitet werden.

Wenn der elektronische Schalter 50 eingeschaltet ist, wird der Schalttransistor β12 ebenfalls eingeschaltet, so daß er Strom zieht. Als Folge davon können die Ausgangsimpulse, die in der Ausgangswicklung N 4 erzeugt werden, an den Emitter und die Basis des Zwischentransistors β 10 gelangen und diesen einschalten. Deshalb werden diese Ausgangsimpulse durch den eingeschalteten Zwischentransistor β 10 zu der Eingangswicklung N 5 des variablen Zählers 40 geleitet.

Wie aus F i g. 2 ersehen werden kann, ist die einstellbare Spannung E_a außerdem in den Kreis mit der Eingangs wicklung N 5 eingeschaltet, so daß der Spannungs-Sekunden-Inhalt der Eingangsimpulse, die von dem Zwischentransistor β 10 zu der Eingangswicklung geleitet werden, wahlweise geändert werden kann. Auf diese Weise kann die einstellbare Spannung E_a gewählt werden, um entsprechend die Anzahl der Eingangsimpulse zu bestimmen, die erforderlich sind, um den sättigbaren Kern 42 des variablen Zählers 40 vollständig aufzumagnetisieren. Wie oben erwähnt, entspricht die Anzahl der erforderlichen Impulse, um den Kern zu schalten, dem Zählmodul der variablen Zählstufe.

Aus der in F i g. 2 dargestellten Schaltung kann ersehen werden, daß die Steuerschaltung, nämlich der elektronische Schalter 50 und der Schalttransistor β 12 vorteilhafterweise verwendet werden, um den Zwischentransistor β 10 so zu steuern, daß nur der Basisstrom des Zwischentransistors manipuliert wird. Der Schalttransistor β 12 muß somit nur wahlweise den Basisstrom zu dem Zwischentransistor β 10 fortleiten und auf diese Weise nur ein Steuersignal und nicht einen Aktionsstrom steuern. Der variable Zähler 40 ist auf diese Weise leicht und wirksam mit dem elektronischen Schalter 50 auszusteuern, um Ausgangsimpulse von vorangegangenen Zählschaltungen in Mehrstellen-Zählsystemen zu empfangen.

In Zusammenhang mit der Diskussion der Stromquelle 16 bei der Beschreibung der F i g. 1 wurde erwähnt, daß die einstellbare Spanung E_a und die fest eingestellte Spannung E₁ in einem konstanten Verhältnis zueinander gehalten werden. Das Volt-Sekunden-Produkt der Ausgangsimpulse, die in der Ausgangswicklung N 4 des Kerns induziert werden, bleibt konstant. Wenn die fest eingestellte Spannung Ef schwankt, schwankt die Kernrückstellzeit und damit die Ausgangsimpulsdauer im umgekehrten Verhältnis. Die Spannung der Ausgangsimpulse schwankt ebenfalls, um deren Volt-Sekunden-Inhalt konstant zu halten. Da die einstellbare Spannung .E_B die fest eingestellte Spannung E₁ nach sich zieht, folgt das Niveau der einstellbaren Spannung E_a den Variationen der fest eingestellten Spannung^. Deshalb ist bei Schwankungen der Stromquelle 16 die Zusatzfunktion der einstellbaren Spannung E₁₁ voll kompensiert.

Als Beispiel werden für die in F i g. 2 dargestellten Elemente einer erfindungsgemäßen Schaltung folgende Parameter gegeben:

TransistorßlO 2N1303

Transistoren β 12 und β 13 2N2711

Transistorßl4 2N3638

Widerstanden 47Ohm

Widerstände 1? 12, S14,

R15 und R16 4700hm

Widerstands 17 6,8Kiloohm

Widerstand^ 18 3,9Kiloohm

Widerstand R19 18 Kiloohm

Dioden£>8bisDll TS2

(von der Diodes Inc.) Diode£>5 IN 191

Fest eingestellte Spannung E_f 6 Volt

Versorgungsspannung E₂ +15 Volt

Eine alternative Ausführungsform nach der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Ein variabler, magnetischer Stufenzähler 60 ist in derselben Weise wie der variable Zähler 40 der Schaltung nach F i g. 2 aufgebaut und weist eine Eingangswicklung N 9, eine Triggerwicklung N10, eine Rückstellwicklung N11 und eine Ausgangswicklung N12 auf, die alle einen sättigbaren magnetischen Kern 62 umgeben bzw. mit diesem gekoppelt sind. Wenn der Kern 62 in seinen permanenten magnetischen Zustand zurückkehrt, nachdem er in seinen entgegengesetzten Zustand magnetischer Sättigung geschaltet wurde, spricht ein Rückstelltransistor β 20 an, um Strom durch die Rückstellwicklung N11 zu leiten und den Kern in seinen ursprünglichen Zustand magnetischer Sättigung zurückzustellen.

In Abweichung von der in F i g. 2 dargestellten Schaltung ist eine Seite der Eingangswicklung N 9 über die Klemme 64 mit der fest eingestellten Versorgungsspannung —Ef gekoppelt. Die andere Seite der Eingangswicklung N9 ist über den Kollektor-Emitter-Kreis eines Zwischentransistors β 21 mit der einstellbaren Versorgungsspannung — E₁₁ über die Klemme 66 ankoppelbar. Auf diese Weise kann die Eingangswicklung N 9 über den Transistor β 21 so angekoppelt werden, daß an ihr die Potentialdifferenz zwischen — E_a und E_t liegt, wobei — E_a immer das stärker negative Potential ist.

Die Basis des Transistors β 21 ist mit der einstellbaren Spannung — E_m die an der Klemme 66 liegt, über einen Widerstand R 25 verbunden. Die Basis des Transistors β 21 liegt außerdem über einem Widerstand/?26, dem Kollektor-Emitter-Kreis eines Transistors β 22, dem Kollektor-Emitter-Kreis eines zweiten Transistors β 23 und einem Widerstand R 27 an der festen eingestellten Versorgungsspannung -Ef, die an der Klemme 68 liegt.

Die Ausgangsimpulse, die von der Ausgangswicklung N4 des Impulsformers 10 nach Fig. 1 oder von irgendeinem fest eingestellten Zähler, der mit der Versorgungsspannung E₁ gekoppelt ist, erzeugt werden, werden an die Eingangsklemme 70 angelegt und zu der Basis des Transistors β 22 über einen Widerstand R 28 geleitet. Die Polarität der Ausgangsimpulse wird so gewählt, daß der Transistor β 22 für die Dauer jedes Impulses in seinen leitfähigen Zustand geschaltet wird.

Die Basis des Transistors β 23 ist über einen Widerstand/?29 mit einer Eingangsklemme72 verbunden. Ein Widerstand R 30 verbindet die Eingangsklemme 72 mit Erde. Diese Eingangsklemme empfängt ein Steuereingangssignal von einem elektronischen Schalter, z. B. dem Schalter 50 nach Fig. 2. Da der Transistor β 23 bei der dargestellten Ausfüh-

Claims (1)

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rungsform ein PNP-Transistor ist, muß eine negative Stellwicklung und des entsprechenden Rückstell-

Signalsteuerspannung als Eingangssignal 72 ange- kreises sowie der Eigenschaften des Kernes,

wandt werden, um diesen Transistor in den leit- Es ist klar, daß das vorher gewählte oder einge-

fähigen Zustand zu triggern. Wenn der elektronische stellte Niveau der einstellbaren Spannung E₁₁ den

Schalter 50 nach F i g. 2 eingeschaltet ist, kann eine 5 Zählmodul des variablen Zählers 60 bestimmt. Wie

geeignete negative Signalsteuerspannung von dem bei dem elektronischen Schaltkreis nach F i g. 2

Kollektor des Transistors β 13 abgegriffen werden, müssen die Schalttransistoren β22 und β 23 keine

um den Transistor β 23 einzuschalten. Eine Diode leistungssteuernden Eigenschaften haben, um den

D15, die zwischen dem Emitter des Transistors β 23 Zustand des Transistors β 21 zu steuern. Dadurch

und Erde liegt, gewährleistet, daß dieser Transistor io wird eine anpassungsfähigere und wirksamere elek-

abgeschaltet ist oder nicht leitet, wenn keine negative tronisch gesteuerte Schaltung erhalten.

Eingangssignalsteuerspannung an der Eingangs- Nachfolgend werden die Parameter eines Ausfiih-

klemme 72 liegt. rungsbeispiels einer Schaltung nach F i g. 3 aufge-

Aus F i g. 3 kann ersehen werden, daß die Aus- führt:

gangsimpulse von dem Impulsformer oder einem 15 „ . _Λ_

vorgeschalteten fest eingestellten Zähler durch die lransistor β 21 T1413 (Texas In-

Eingangswicklung JV 9 des Zählers 60 geleitet werden. struments, Inc.)

Auf diese Weise wird die Spannung dieser Ausgangs- Transistoren β 22 und β 23 2N1303 oder

impulse nicht verwendet, den Kern 62 stufenweise zu 2 N 3638

sättigen. An Stelle dessen werden diese Ausgangs- 20 Widerstand R 25 1 Kiloohm

impulse als Torimpulse verwendet, um den Tor- Widerstand R 26 820 0hm

transistor β 22 während der Impulsdauer jeder dieser Widerstand R 27 100 Kiloohm

Impulse m den leitfahigen Zustand zu triggern. Diese . .

Impulsdauer ist der Versorgungsspannung E₁ pro- Widerstand R 28 10 Ohm

portional. 35 Widerstand R 29 8,2 Kiloohm

Angenommen, daß der Tortransistor β 23 durch Tesistor R 30 33 Kiloohm

ein Steuereingangssignal an der Eingangsklemme 72 Versorgungsspannung E, 8 Volt
eingeschaltet ist, wird der Transistor β 21 für die Versorgungsspannung E₀ 8,7 bis -15 Volt
Zeitdauer jedes Ausgangsimpulses, der an der Eingangsklemme 70 liegt, eingeschaltet. Deshalb ist 30 Vorzugsweise wird der elektronische Schalter 50 während der Dauer jedes Ausgangsimpulses die Ein- (F i g. 2) verwendet, obwohl auch übliche elektrogangswicklung JV9 zwischen die Versorgungsquellen nische Schalter und Flip-Flop-Schaltungen dafür ver-64 und 66 geschaltet. Auf diese Weise fließt ein wendet werden können. In gleicher Weise wird die Strom proportional der Differenz zwischen dem vor- Stromquelle 16 (F i g. 1) bevorzugt, jedoch ist dies her eingestellten Potential der einstellbaren Span- 35 für eine erfindungsgemäße Schaltung nicht kritisch. nung£„ und dem fest eingestellten Potential der Es wird betont, daß an Stellen, an denen bei den Versorgungsspannung E₁ durch die Eingangswicklung dargestellten Ausführungsbeispielen Transistoren JV 9, um stufenweise den Kern 62 des variablen Zäh- vom NPN-Typ beschrieben wurden, ebenfalls Tranlers 60 während der Dauer jedes Impulses zu magne- sistoren vom PNP-Typ und umgekehrt verwendet tisieren. 40 werden können.

Wenn irgendeiner der Tortransistoren β 22 oder

β 23 nicht leitet, wird der die Basis des Transistors .

β 21 vorspannende Kreis mit den Widerständen R 25, Patentansprüche:
i?26 und R27 unterbrochen und dadurch dieser

Transistor β 21 abgeschaltet. Der Transistor β 21 45 1. Schaltungsanordnung für eine magnetische

wird auf diese Weise nur dann leitfähig, um Strom Zählstufe für elektronische Impulse mit veränder-

durch die Eingangswicklung N 9 des variablen Zählers lichem Modul zum Zählen von durch eine Impuls-

60 zu ziehen, wenn Ausgangsimpulse von einer vor- quelle erzeugten Eingangsimpulsen, wobei der

hergehenden Zählstufe vorhanden sind und der elek- Modul dieser Zählstufe eine Funktion des VoIt-

tronische Schalter durch Wahl in eine solche Stellung 50 Sekunden-Inhalts von auf deren Eingangsklemmen

gebracht worden ist, daß dadurch der Zähler 60 mit gegebenen Impulsen ist, und mit einem Netzteil

der vorhergehenden Zählstufe verbunden ist. mit einer wahlweise veränderlichen Spannungs-

Da die Potentialniveaus der einstellbaren Span- quelle, gekennzeichnet durch einen nung E_a und der fest eingestellten Spannung E_f ein- ersten elektronischen Schalter (Q 10 oder β 21) ander nachfolgen, werden Spannungsschwankungen, 55 mit einem die Impulsquelle (JV 4 oder 70) entdie die Zeitdauer der Ausgangsimpulse, die von den haltenden Eingangskreis und einem die Eingangsvorangehenden Zählstufen erzeugt werden, ändern klemmen und die veränderliche Spannungsquelle würden, durch die proportionalen Schwankungen des (E) enthaltenden Ausgangskreis sowie durch ein Potentialniveaus der veränderlichen Spannung E_a Gatter mit einem zweiten elektronischen Schalter kompensiert. Da bei dieser Ausführungsform nach 60 (ßl2 oder β 23), welcher in den Eingangskreis der Erfindung nur die Impulsdauer der Eingangs- geschaltet ist, um den ersten elektronischen impulse benutzt wird, muß die Ausgangswicklung, Schalter durch das Gatter in und außer Bereitdie die Eingangsimpulse erzeugt, nicht genau geprüft schaft setzen zu können.

werden. Die Eingangsimpulsdauer ist gleich der 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da-

Rückstellzeit des Kernes, der magnetisch mit der 65 durch gekennzeichnet, daß das Gatter im Ein-

Ausgangswicklung gekoppelt ist. Auf diese Weise ist gangskreis in Reihe geschaltet ist.

die Zeitdauer der Eingangsimpulse eine Funktion der 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1

fest eingestellten Versorgungsspannung, der Rück- oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste

elektronische Schalter einen ersten Transistor (QlO oder β 21) aufweist, dessen Kollektor mit dem Ausgangskreis verbunden ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite elektronische Schalter einen zweiten Transistor (Q 12 oder β 23) aufweist, der die Basisvorspannung für den ersten Transistor liefert.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Schaltelement (Q 14 oder .R 29) zur Aufgabe eines Steuersignals auf den zweiten Transistor (Q 12 oder Q23), um den ersten Transistor durch den zweiten Transistor vorzubereiten und dadurch für die Dauer der Eingangsimpulse die veränderliche Spannung auf die Eingangsklemmen zu geben.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsimpulse zwischen dem Emitter des ersten Transistors (ßlO) und einem Punkt mit festem Potential (Klemme 47) anschaltbar sind, die Eingangsklemmen und die veränderliche Spannungsquelle (JS₀) zwischen den Kollektor des ersten Transistors (QlO) und den Punkt mit festem Potential geschaltet sind und daß der zweite Transistor (ßl2) zwischen den Punkt mit festem Potential und die Basis des ersten Transistors geschaltet ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter-Kollektor-Kreis des zweiten Transistors (Q 12) zwischen die Basis des ersten Transistors (QlO) und den Punkt mit festem Potential (47) geschaltet ist.

8. Zählstufe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Diode (D 6) parallel zum Emitter-Kollektor-Kreis des zweiten Transistors (Q 12) geschaltet ist, wobei die Diode (D 6) so gepolt ist, daß Impulse mit zu den Eingangsimpulsen entgegengesetzter Polarität den ersten Transistor auf »Aus« vorspannen.

9. Zählstufe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsquelle einen dritten Transistor (Q 22) aufweist, dessen Basis zur Aufnahme der Eingangsimpulse angeschlossen ist, dessen Kollektor mit der Basis des zweiten Transistors (Q 21) und dessen Emitter mit dem Gatter (ß23) verbunden ist.

10. Zählstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gatter einen bistabilen Schalter (Q 13 und β 14) aufweist.

11. Zählstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gatter ein Und-Gatter (ß22 und β 23) ist.

12. Zählstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gatter auf den Ausgang einer vorangehenden Zählstufe anspricht.

13. Zählstufe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Netzteil eine feste Spannungsquelle (QS und β 3) zur Lieferung einer der wahlweise veränderlichen Spannung (E_a) proportionalen festen Spannung (Ef) aufweist, wobei die Impulsquelle durch die feste Spannung erregbar ist und die Spannungsund Zeitparameter der Eingangsimpulse eine Funktion der festen Spannung sind.

14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Spannungsquelle (E₁) mit der veränderlichen Spannungsquelle (E_a) und den Eingangsklemmen im Ausgangskreis in Reihe geschaltet ist.

15. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen sättigbaren magnetischen Kern (40 oder 60) mit einer Wicklung (N5 oder N9), welche mit den Eingangsklemmen verbunden ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen