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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen reversiblen
elektronischen Ringzähler für eine Programmablaufsteuerung mit n wahlweise einzeln
von einer bistabilen auf eine monostabile Arbeitsweise umschaltbaren Kippstufen,
die an ihrer Stromversorgung dienenden Anschlüssen in ihrem Ruhezustand einen merklich
anderen Betriebsstrom aufnehmen als in ihrem Anregungszustand.
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Ringzähler dienen unter anderem der zyklischen Umschaltung bzw. Abtastung
anderer Baugruppen. Bei Programmsteuerungen für automatische Meßeinrichtungen mittels
Ringzähler tritt neben den Förderungen nach Betriebssicherheit und geringem Aufwanddie
Aufgabe auf; wahlweise bei einzelnen Stellungen des Umschaltzyklus verharren oder
über sie schnell selbsttätig hinwegschalten und dabei wahlweise auch vor- oderi.rückwärts
zählen zu können.
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Bekannte Ringzähler, deren Senfen an ihrer Stromversorgung dienenden
Anschlüssen in ihrem Ruhezustand einen merklich anderen Betriebsstrom aufnehmen
als in ihrem Anregungszustand, verwenden Glimmlampen, Vierschichtdioden oder Unijunktion-Transistoren
als bistabile Elemente. Diese bekannten Ringzähler haben die Nachteile, daß ihren
Stufen nicht wahlweise ein mono- oder ein bistabiles Verhalten gegeben werden kann
und daß sie nicht reversibel sind.
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Ein bekannter reversibler Ringzähler, dessen Kippstufen jeweils ein
Paar zueinander komplementärer Transistoren enthalten, hat den Nachteil, daß seinen
Kippstufen nicht wahlweise ein mono- oder ein bistabiles Verhalten gegeben werden
kann.
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Ein anderer bekannter reversibler Ringzähler, dessen Zählstufen aus
Kippstufen bestehen, die über logische Schaltungen. verknüpft sind, hat ebenfalls
den Nachteil, daß seine Stufen nicht wahlweise auch auf ein monostabiles Verhalten
umschaltbar sind.
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Es ist nun zwar eine mehrstufige elektronische Kettenschaltung bekannt,
die wahlweise eine Suchfunktion oder eine Abzählfunktion erfüllen kann. Diese bekannte
Schaltungsanordnung hat aber den Nachteil, daß sie nicht reversibel ist. Wollte
man diese bekannte Anordnung reversibel machen, so würde dies einen sehr großen
Aufwand erfordern, da jede Stufe an ihren beiden komplementären Ausgängen mit einem
vollständigen Umschalter versehen werden müßte, der sie zu der in der jeweils gewünschten
Arbeitsstellung folgenden Stufe durchzuschalten hätte.
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Die Erfindung vermeidet die geschilderten Nachteile der bekannten
Anordnungen dadurch, daß die n Anschlüsse unter Zwischenschaltung je einer von zwei
Entkopplungsdioden gleichzeitig an Verbindungspunkten zweier unterschiedlicher Zählrichtungen
zugeordneter und nur einer der Kippstufen das Einnehmen eines Anregungszustandes
gestattender Stromverteilungsschaltungen liegen, die jeweils aus einer Gruppe von
Vorwiderständen, die die Verbindungspunkte sternförmig mit einer von zwei an die
Betriebsspannungsquelle wechselweise anschaltbaren Stromzuführungsschienen verbinden,
und aus die Verbindungspunkte untereinander polygonförmig verbindenden und je mit
einer Parallelkapazität überbrückten Diode eines Ringes aus n in Zählrichtung durchlässigen
Dioden bestehen.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines einen dreistufigen
Ringzähler darstellenden Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die drei Kippstufen
8, 9,10 des Ringzählers liegen mit' ihren' einen Anschlüssen an -
einer gemeinsamen von einer Betriebsspannungsquelle 4 gespeisten Stromzuführungsschiene
2, die eine gegenüber Masse negative Betriebsspannung führt. Die anderen
Anschlüsse 11, 12, 13 der Kippstufen 8, 9, 10 liegen unter Zwischenschaltung je
einer von zwei Entkopplungsdioden 35a, 35b; 36a, 36b; 37a,
37b
gleichzeitig an Verbindungspunkten 11a, 12a, 13a
bzw.
11 b, 12b, 13 b zweier unterschiedlicher Zählrichtungen
21a bzw. 21b zugeordneter Stromverteilungsschaltungen,- die nur einer
der Kippstufen 8, 9,
10 das Einnehmen eines Anregungszustandes gestatten.
Diese Stromverteilungsschaltungen bestehen jeweils aus einer Gruppe von Vorwiderständen
5a,
6 a, 7 a bzw. 5 b, 6 b, 7 b, die die Verbindungspunkte
11 a, 12 a, 13 a bzw. 11 b, 12 b,
13 b sternförmig mit einer von zwei Stromzuführungsschienen la bzw.
1b verbinden, die mittels eines Transistorschalters 38
wechselweise an eine
zu einer zweiten Betriebsspannungsquelle 3 führenden Zuleitung 1 anschaltbar sind,
und aus zwei Gruppen von Dioden 14 a, 15 a, 16 a
bzw. 14
b, 15 b, 16 b, die die Verbindungspunkte 11 a,
12a,
13 a bzw. 11 b, 12b, 13 b untereinander
polygonförmig verbinden und die je mit einer Parallelkapazität 17a,
18 a, 19a bzw. 17b, 18 b, 19b überbrückt
sind. Jede Diodengruppe bildet einen Ring aus drei in der jeweiligen Zählrichtung
21a bzw. 21b durchlässigen Dioden. Der Transistorschalter 38 kann durch eine
entsprechende Verstellung eines Potentiometers 39 betätigt werden.
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Jeder der drei Kippstufen 8, 9, 10, z. B. die Kippstufe
8, enthält zwei Transistoren 22, 23, von denen ein erster Transistor@22
mit seinem Emitter am Verbindungspunkt 11 und mit seinem Kollektor über einen
Widerstand 24 an der die negative Betriebsspannung führenden Stromzuführungsschiene
2 und an einer Basis des zweiten Transistors 23 liegt. Dieser ist vom umgekehrten
Leitfähigkeitstyp wie der erste Transistor 22, und sein Emitter liegt über einen
Widerstand 25 an einer Steuerleitung 31, die mittels eines Impulsschalters 30, dem
ein Kondensator 34 parallelgeschaltet ist, mit der Stromzuführungsschiene
2 verbunden ist. Der Kollektor des zweiten Transistors 23 ist über einen
Widerstand 26 mit Masse und über einen von einem Schalter 27 wahlweise kurzschließbaren
Kondensator 28 mit der über einen Widerstand 29 an Masse liegenden Basis
des ersten Transistors 22 verbunden.
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Jede Kippstufe kann zwei stabile Betriebszustände einnehmen, die sich
durch die dabei auftretenden Betriebsströme merklich unterscheiden. Im Ruhezustand
einer Kippstufe nimmt ihr Verbindungspunkt mit ihrem Vorwiderstand gegenüber der
negativen Stromztiführungsschiene 2 ein etwas höheres Potential bei nur sehr geringem
Stromfluß durch die Kippstufen ein als im Anregungszustand, bei dem durch die Kippstufe
ein wesentlich höherer Strom fließt. Der Potentialunterschied zwischen den Verbindungspunkten
11, 12, 13 ist durch den jeweiligen Stromflußdurch einen der Diodenringe 14 a,15
a,16 a bzw. 14 b,15 b,16 b bestimmt.
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Unter der beispielsweisen Annahme, daß der Transistorschalter
38 gerade die Stromzuführungsschiene 1a, die der Fortschaltrichtung 21a zugeordnet
ist, an die Betriebsspannungsquelle 3 anlege und daß gerade die erste Kippstufe
8 angeregt sei und daher einen höheren Strom führe als die beiden übrigen
Kippstufen
9 und 10, ist die in der Fortschaltrichtung
21a
folgende Diode 16a in Sperrichtung mit der Summe der an den übrigen Dioden
14 a und 15 a anliegenden Schwellenspannungen beaufschlagt, weil die
über die Widerstände 6a und 7a in Durchlaßrichtung in den Diodenring einfließenden
und über die Kippstufe 8
abfließenden Ströme an den Dioden 14a und
15a
jeweils eine Schwellenspannung aufbauen und der über den Widerstand
5a einfließende Strom unmittelbar über die Kippstufe 8 fließt. Die
Widerstände 5a,
6a, 7a sind so hoch bemessen, daß jeweils nur eine Kippstufe
in angeregtem Zustand sein kann.
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Beim kurzzeitigen Öffnen des Impulssehalters 30
wird der Stromfluß
in den zweiten Transistoren aller Kippstufen kurzzeitig unterbrochen. Die bis dahin
angeregte erste Stufe 8 geht in ihren Ruhezustand zurück. Dabei bleiben jedoch
die Potentialunterschiede zwischen den Verbindungspunkten 11, 12, 13 zufolge
des nur langsamen Ausgleichs der Ladungen der Kapazitäten 17a, 18a, 19a zunächst
erhalten. Bei Wiederschließen des Impulsschalters 30 setzt der Stromfluß
in allen Kippstufen wieder ein. Da dabei der Verbindungspunkt 13 a der dritten Kippstufe
10 das höchste Potential aufweist, gelangt nun die dritte Kippstufe 10 in
den angeregten Zustand, weil als erste die Spannungsdifferenz zwischen den Emittern
der Transistoren 22" und 23" der dritten Kippstufe 10 einen Schwellwert überschreitet,
bei dem diese Transistoren 22" und 23" leitend werden und die beiden
übrigen Stufen 8 und 9 im Ruhezustand halten.
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In der jetzt in ihren den größeren Betriebsstrom führenden Anregungszustand
gelangten dritten Kippstufe 10 hält nun je nach der Stellung des Schalters
27", der eine galvanische oder eine kapazitive Kopplung über den Kondensator 28"
zwischen dem Kollektor des Transistors 23" und der Basis des Transistors 22" herstellt,
das Kollektorpotential des vom Transistor 22" gesteuerten Transistors 23" den Transistor
22" dauernd oder nur vorübergehend im leitenden Zustand, so daß sich die dritte
Stufe in Abhängigkeit von der Stellung des Schalters 27" bistabil, also im Anregungszustand
verbleibend, oder monostabil, also in den Ruhezustand zurückfallend, verhält.