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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen mehrstufigen
elektronischen Magnetkernzähler mit insbesondere zwischen dem Wert 1 und einem Maximalwert
einstellbarer Zählkapazität, der je Zählstufe ein insbesondere durch einen Zählkern
gebildetes, multistabiles Speicherelement enthält und der zusätzlich zu quantisierten
Zählimpulsen durch Einstellimpulse steuerbar ist.
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Zum Zwecke einer Einstellung der Zählkapazität kann man bei einem
Zähler als Primärwicklungen von Zählkernen umschaltbare Teilwicklungen vorsehen.
Bei einem bekannten Frequenzteiler dieser Art ist die Zählrate einer Stufe mit einem
Schalter und Abgriffen an einer Eingangswicklung umschaltbar. Dabei lassen sich
jedoch aufeinanderfolgende Zählstufen nicht optimal aneinander anpassen.
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Es ist ferner bereits ein voreinstellbarer Zähler bekannt, der aus
Transistoren und Magnetkernen zusammengesetzt ist. Bei diesem Zähler lassen sich
dekadische Zählstufen dadurch voreinstellen, daß in den Zählstufen jeweils eine
Spannungsquelle mit einstellbarer Spannung und eine Torschaltung zum Anlegen der
Spannungsquelle an eine Wicklung des Magnetkerns vorgesehen ist. Ein derartiger
Zähler erfordert jedoch einen für verschiedene Anwendungsfälle zu großen Aufwand,
insbesondere dann, wenn an die Betriebssicherheit besondere Anforderungen gestellt
werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung für einen Zähler
mit Speicherelementen zu schaffen, dessen Zählkapazität bei hoher Betriebssicherheit
auf einfache Weise einstellbar ist.
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Gemäß der Erfindung wird die Schaltungsanordnung für den Zähler zur
Lösung dieser Aufgabe derart ausgebildet, daß der Zähler eine mit Steuerimpulsen
steuerbare, mehreren Zählstufen gemeinsame Einstelleinheit zur Bildung wenigstens
einer Art von Einstellimpulsen enthält und daß je Art von Einstellimpulsen und Zählstufe
Schaltmittel zur Auswahl der durch die Einstellimpulse einzustellenden Zählstufen
vorgesehen sind.
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Durch diese Maßnahmen kann in vorteilhafter Weise das Zählvolumen
eines Zählers mit Zählstufen festen Zählumfanges mit großer Betriebssicherheit innerhalb
eines weiten Einstellbereiches vor Beginn der Zählung herabgesetzt und während der
Zählung herabgesetzt oder vergrößert werden. Derartige Zähler lassen sich insbesondere
in Einrichtungen der Steuerungs-, überwachungs-, Fernbedienungs- und/ oder Meßtechnik
vorteilhaft verwenden. Werden die Zählkerne vor dem Einstellen dabei selbsttätig
zurückgestellt, so kann der Zählvorgang in vorteilhafter Weise in jeder beliebigen
Stellung des Zählers abgebrochen werden, wobei das Zählvolumen unabhängig von dem
letzten Zählerstand vor dem Einleiten des Einstellvorganges wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Zähler so ausgebildet,
daß die Stufen zur Voreinstellung jeweils durch mehrere, aus einer Mehrzahl von
Ausgangsimpulsen, insbesondere unterschiedlichen Spannungszeitwertes, verschiedener
Einstellstufen der Einstelleinheit auswählbare Einstellimpulse einstellbar sind.
Bei einem derartigen Zähler kann ein Einstellimpuls auf mehrere Zählkerne zugleich
einwirken. Außerdem können jedem Zählkern mehrere Einstellimpulse zugeführt werden.
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Durch diese Maßnahmen ergibt sich eine Schaltungsanordnung für einen
Zähler, bei dem sich die Zählstufen durch die Einstellimpulse auf besonders vorteilhafte
Weise auf einen je Zählstufe auf ganzzahlige Vielfache des Spannungszeitwertes der
quantisierten Zählimpulse einstellbaren Spannungszeitwert einstellen lassen. In
vorteilhafter Weise ist die Zahl der für eine bestimmte Änderung des Zählvolumens
benötigten Einstellstufen dabei besonders gering.
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Die Einstellimpulse können an mehreren Ausgängen der Einstelleinheit
zeitlich aufeinanderfolgend anliegen. Dabei läßt sich eine besonders einfache Zeitsteuerung
dadurch erzielen, daß ein einer ersten Einstellstufe zugeführter Steuerimpuls fortlaufend
von einer Einstellstufe zur nächsten weitergegeben wird, so daß die Einstellimpulse
aller Einstellstufen selbsttätig nacheinander ausgegeben werden, wenn die Einstelleinheit
durch einen Steuerimpuls angestoßen wird. Dabei wird in vorteilhafter Weise zum
Steuern des Einstellablaufes kein Hilfstakt benötigt. Die Einstellstufen können
jedoch auch unabhängig voneinander angesteuert werden.
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In Weiterbildung der Erfindung sind die Spannungs-Zeit-Flächen der
Einstellimpulse in binärer Staffelung gleich dem 2R-fachen der Spannungs-Zeit-Fläche
eines Zählimpulses (n = 0 ... Zahl der Einstellstufen). Durch eine derartige,
binäre Staffelung der Spannungs-Zeit-Flächen der von den einzelnen Einstellstufen
abgegebenen Einstellimpulse ergibt sich der Vorteil, daß beliebige Änderungen des
Zählvolumens innerhalb des maximalen Zählbereiches mit geringstem Aufwand an Einstellstufen
realisierbar sind.
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Die durch die Einstellimpulse zu beeinflussenden Zählkerne können
durch Schalter oder Lötbrücken ausgewählt werden. Ein auf diese Weise einstellbarer
Zähler läßt sich vorteilhaft in einer elektronischen Fernbedienungsanlage für Weitverkehrsnetze
verwenden, die einen einzigen, alle Stationen miteinander verbindenden, als Omnibusleitung
geschalteten Kanal zur Signalübertragung besitzt. Dabei enthält jede Unterstation
einen mehrstufigen Magnetkernzähler, dessen eingestellter Zählumfang der Adresse
der Station entspricht. Dieser Magnetkernzähler wählt aus einer zyklisch wiederholten
Folge von beispielsweise maximal zweihundert gleichartigen Aufrufimpulsen durch
Abzählen den der betreffenden Unterstation zugeordneten Aufrufimpuls aus, der der
Station die Sendeerlaubnis erteilt. Es ist dabei von besonderem Vorteil, daß alle
Zähler gleich aufgebaut sind und daß zur Einstellung ihres Zählumfanges lediglich
Lötbrücken eingelegt zu werden brauchen. Um zu erreichen, daß jede Station auf einen
anderen Aufrufimpuls antwortet, wird jeder Zähler vor Beginn eines Aufrufzyklus
auf einen anderen, der Station fest zugeordneten Anfangs-Zählerstand zurückgestellt.
Dabei wird zunächst der Inhalt aller Zählstufen gelöscht; anschließend werden die
Ziffern des Anfangs-Zählerstandes in Form von Einstellimpulsen definierter Spannungs-Zeit-Fläche
in die einzelnen Zählstufen parallel eingegeben. Jeder Zähler erhält dabei die Aufruf-
und Synchronisierungszeichen auf verschiedenen Eingängen. Bei dieser Betriebsweise
ist die hohe Betriebssicherheit des Zählers von besonderem Vorteil.
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Die Erfindung wird an Hand der in den F i g. 1 bis 3 dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert: F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines voreinstellbaren
Zählers
mit drei Zählstufen, deren maximale Zählkapazität jeweils 8 beträgt; F i g. 2 zeigt
ein Blockschaltbild eines voreinstellbaren, achtstufigen Binärzählers; F i g. 3
zeigt einen Stromlauf eines Binärzählers nach F i g. 2.
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Der in F i g. 1 dargestellte Zähler enthält die drei, jeweils bis
acht zählenden, in Kette geschalteten Zählstufen 15, 16 und 17, die
der Zählstufe 15 vorgeschaltete Impulsformerstufe 10 zur Abgabe quantisierter
Zählimpulse und die drei, im wesentlichen wie die Impulsformerstufe 10 aufgebauten
Einstellstufen 34, 32 und 31, die quantisierte Einstellimpulse zur Voreinstellung
der Zählerstufen 15, 16 bzw. 17
abgeben.
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Durch einen Steuerimpuls wird ein Vorgang ausgelöst, der den Magnetkernzähler
in den Zustand bringt, der einer bestimmten vorwählbaren Anzahl von Zählimpulsen
entspricht. Der restliche Zählumfang je Stufe kann jede beliebige zwischen 1 und
der maximalen Stufenkapazität liegende Zahl sein. Mit Hilfe eines nicht näher dargestellten
Sperrschwingers und mit einem Treiberkern liefert die Impulsformerstufe
10 bei jedem am Zähleingang 21
eingegebenen Impuls einen Zählimpuls.
Dieser Zählimpuls hat die Wertigkeit 1, d. h., er magnetisiert den nachfolgenden
Zählkern um einen von acht möglichen Schritten auf. Die anfangs leere Zählstufe
15
speichert sieben dieser Zählimpulse in ihrem nicht näher dargestellten
Zählkern und gibt den achten bei Rückstellung des Zählkernes als Zählimpuls an die
Zählstufe 16 weiter. Diese zweite Zählstufe 16 arbeitet wie die erste
Zählstufe 15 und gibt den 64. Impuls an die dritte Zählstufe 17 weiter, die
schließlich den 512. Impuls (83 = 512) ausgibt.
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Beginnt man nicht mit leeren, sondern mit definiert voreingestellten
Zählstufen 15, 16 und 17, so gibt die letzte Zählstufe 17 schon früher
ihren Ausgangsimpuls ab. Um jeden gewünschten Zählumfang zwischen 1 und 512 erhalten
zu können, ist jede der Zählstufen 15, 16 und 17 auf Vielfache der durch einen Zählimpuls
hervorgerufenen Flußänderung zwischen dem Wert 0 und dem der um 1 verminderten maximalen
Zählkapazität je Zählstufe entsprechenden Wert, d. h. auf Wertigkeiten von 0 bis
8 voreinstellbar. Diese Wertigkeiten sind mit 4 auf die Einstellstufe
34, mit 2 auf die Einstellstufe 32 und mit 1 auf die Einstellstufe
31 verteilt. Die Voreinstellstufen 34, 32 und 31 sind in Kette geschaltet.
Durch einen Steuerimpuls angestoßen, liefern die Voreinstellstufen 34, 32 und 31
in selbsttätigem Ablauf zuerst am Ausgang 41 einen Rückstellimpuls, der alle Zählkerne
auf Null stellt, und dann auf den Ausgängen 42,22 und 12 Einstellimpulse,
die zeitlich getrennt sind und deren Spannungs-Zeit-Flächen binär abgestuft sind.
Die zeitliche Trennung der Einstellimpulse läßt sich dadurch erzielen, daß die Einstellstufen
einen von der Rückflanke des Einstellimpulses abgeleiteten Impuls zur Ansteuerung
der in der Kette nachgeschalteten Einstellstufe abgeben. Jeder der Zählstufen
15, 16 und 17 können durch die Schalter 18, 19 und
20 ein oder mehrere Voreinstellimpulse zugeführt werden. Sie bewirken in
den in F i g. 1 nicht näher dargestellten Zählkernen eine Aufmagnetisierung, die
einer bestimmten Anzahl von Zählimpulsen entspricht. Da die von den Einstellstufen
34, 32 und 31 abgegebenen Einstellimpulse zeitlich getrennt sind, ist eine wahlweise
Addition der Wertigkeiten in den Zählstufen 15, 16 und 17
auf besonders
einfache Weise möglich.
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Das Voreinstellen wird durch einen auf den Eingang 22 der Einstellstufe
34 gegebenen Synchronisierungsimpuls ausgelöst. Zunächst stellt ein in der
Einstellstufe 34 enthaltener Sperrschwinger über den Ausgang 41 die
Zählkerne der Zählstufen 15, 16 und 17 in die Nullage und läßt danach
von einem Treiberkern der Einstellstufe 34 über den Ausgang 42 einen
Einstellimpuls der Wertigkeit 4 abgeben. Dieser Einstellimpuls kann über die den
Zählstufen 15, 16 und 17 zugeordneten Schalter 18 jeder der drei Zählstufen
15, 16 und 17 zugeführt werden. Nach dem Ende des von der Einstellstufe
34 abgegebenen Nullstellimpulses spricht ein nicht näher dargestellter Sperrschwinger
der Einstellstufe 32 an. Beim Abschalten dieses Sperrschwingers gibt der
Treiberkern der Einstellstufe 32 einen Einstellimpuls der Wertigkeit 2 ab,
der über die Schalter 19 jeder der Zählstufen 15, 16, 17 zugeführt
werden kann. Entsprechendes gilt schließlich für die Einstellstufe 31 mit
ihrem Einstellimpuls der Wertigkeit 1.
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Bei dem Zähler nach F i g. 1 kann jeder Zählumfang zwischen 1 und
512 eingestellt werden. Das Prinzip ist aber nicht auf drei Zählstufen und nicht
auf den angegebenen Zählumfang von acht je Stufe begrenzt.
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Jede Zahl D kann nach folgender Gleichung zerlegt werden: D=c.Un+b#Un-1...+a.Un-n,
wobei die Basiszahl U gleich dem Zählumfang einer Stufe und n die höchste ganzzahlige
Potenz der Basiszahl, die in D enthalten sein kann, ist.
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Beis Stufen gilt: n = s -1. Die Koeffizienten a, b, c
sind
ganze Zahlen kleiner als U, die angeben, mit welchem Gewichtsmaß die einzelnen Potenzen
in der Zahl D enthalten sind.
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Es sei bei dem Zähler nach F i g. 1 z. B. U=8 und n=2.
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Es soll z. B. ein Zählumfang von 169 eingestellt werden. Der größte
Zählumfang beträgt US = 83 = 512. Also wird die Einstellung der Zählstufen
15, 16 und
17 so vorgenommen als ob schon D = 512 - 169 = 343 Impulse
gezählt worden wären. Die Zahl 343 ist das Komplement zu 169. Es wird also die Dezimalzahl
D = 343 nach der angegebenen Formel so zerlegt, daß die Koeffizienten
a, b und c des Polynoms gefunden werden (q = Rest): 343=c-8z+q
c=5 q=23
23=b.81+q
b=2 q= 7
7=a-8()
a=7
Lösung: c = 5
b = 2 a = 7
Das heißt: Die Zählstufe 17, die dem Exponenten 2 entspricht,
bekommt einen Voreinstellimpuls der Wertigkeit 5 entsprechend 4 -I-- 1 zugeführt.
Zu diesem Zweck sind die Kontakte
18 und
20 der Zählstufe
17 geschlossen. Bei der Zählstufe
16 wird der Kontakt
19 und
bei der Zählstufe
15 werden die Kontakte
18, 19 und
20 geschlossen.
Die
Ergebnisse sind in einer Tabelle zusammengestellt:
| Stufe |
| A j B 1 C |
| Exponent ........... 0 1 2 |
| Voreinstellung ....... a b C |
| Wertigkeit ........... 7 2 5 |
| Aufteilung . . . . . . . . . . . 4 -E- 2 -t- 1 2 4 -f- 1 |
| Geschlossene Ver- |
| bindung ........... 18,19 19 18 |
| und 20 und 20 |
F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Binärzählers mit einstellbarer Zählkapazität.
Durch einen an die Klemme 25 gegebenen Steuer- bzw. Synchronisierungsimpuls wird
die Einstellstufe 9 angesteuert und liefert auf der Leitung 30 einen Rechteckimpuls,
der
| Dezimalzahl Binärzahl |
| Zählstufe ................ ... . 1 2 f 3 4 5 6 ' 7 8 |
| Binärstelle . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 0 1
2 3 4 5 6 7 |
| Komplement ................... 92 0 0 1 1 1 0 1 0 |
| N - 1 ......................... 163 1 1 0 0 ; 0 ; 1 0 1 |
| Summe ....................... 255 1 1 1 1 i 1 ( 1 1 1 |
| Geschlossene Kontakte.......... 1 53 54 55 11 57 |
Das Ergebnis in Binärform besagt, daß die Kontakte 53, 54 und die in der F i g.
2 nicht näher dargestellten Kontakte 55 und 57 der fünften und siebenten Zählstufe
geschlossen sind, um die Zahl
92
in den Zähler einzugeben. Die binäre Summe
20+21-f-22+...27=255 ist die größte Zahl, die man bei einem derartigen Zähler voreinstellen
kann. Sie erklärt auch, warum man an den Schaltern 51 bis 58 die Zahl N - 1 statt
N in Binärform abliest.
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Die Zahlen 92 und 163 zeigen in Binärform angeschrieben, in
welcher Beziehung Komplement und Zählumfang zueinander stehen. Es ist also jederzeit
möglich, den gewünschten Zählumfang N direkt in eine Binärzahl umzuformen, wenn
man statt N die Zahl N - 1 nimmt und für »offen« eine »1« und für »geschlossen«
eine »0« schreibt.
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Der Binärzähler behält seine große Zählgenauigkeit auch bei größeren
Schwankungen der Betriebstemperatur oder der Versorgungsspannung bei und ist gegen
größere Streuungen der Bauteilkennwerte, insbesondere der Zählkernstreuungen weitgehend
unempfindlich.
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Der Zähler nach F i g. 2 kann als Auswertung für Anlagen dienen, deren
Ausgabe in Binärform erfolgt. Dabei wird der Ausgang der Anlage, der z. B. aus Relais-
oder Nockenkontakten oder aus Kippstufen besteht, sinngemäß mit den Schaltern 51
bis 58 verkoppelt. Zum Zeitpunkt der Abfrage mit einem Synchronisierimpuls wird
das Binärergebnis in den Zähler eingegeben. Darauf nimmt der Zähler eine bestimmte
Anzahl von Impulsen auf, bis der erste Ausgangsimpuls den Vorgang abbricht. Diese
Impulsfolge stellt bereits die Dezimalzahl dar. Die An- t zeige dieser Zahl kann
z. B. mit einem mechanischen Zählwerk erfolgen, da man die Folgefrequenz beliebig
wählen kann. Man kann die Impulse bei hoher allen Zählstufen 1 bis 8 zugeführt wird.
Sämtliche Speicherkerne bzw. Zählkerne werden dadurch in die negative Remanenzlage
gebracht. Durch die Kontakte 51 bis 58 wird bestimmt, welche der Zählstufen
1 bis 8 nach Beendigung des Rechteckimpulses auf der Leitung 30 den
Voreinstellimpuls auf der Leitung 31 erhält. Dieser Voreinstellimpuls bewirkt in
den Zählkernen der Zählstufen 1 bis 8 die gleiche Aufmagnetisierung wie ein Zählimpuls.
Der Zustand »offen« des Kontaktes 51 bis 58 entspricht im Binärschlüssel einer »0«,
während für »geschlossen« eine 1 steht. Diese Binärzahl gibt an, in welchen Anfangszustand
der Zähler gestellt wird.
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Es soll z. B. ein Zählumfang von N = 164 eingestellt werden. Da acht
Binärstufen einen maximalen Zählumfang von 28 = 256 haben, ist das Komplement zu
164 die Zahl D = 92. Die Zahl 92 kann entsprechend der folgenden Tabelle in eine
Binärzahl umgeformt werden. Frequenz auch integrieren und die Zahl mit einem Zeigerinstrument
anzeigen. Analog gilt dies auch für den Zähler nach F i g. 1. Man kann den Zähler
nach der Erfindung somit als Umsetzer zwischen dem Dezimalsystem und Systemen, die
auf beliebigen Basiszahlen aufgebaut sind, verwenden. Verwendet man im Zähler statt
der durch Ringkerne bzw. Magnetkerne gebildeten Zählkerne den Blockierkreis von
Transfluxoren, so kann der jeweilige Zustand des Zählers ständig abgelesen werden.
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Die Wertigkeit der Voreinstellstufen läßt sich durch ein Windungsverhältnis
bestimmen und durch Umschalten dieses Verhältnisses verändern. Man kann aber die
Wertigkeit einer Voreinstellstufe auch dadurch einstellen, daß der Treiberkern durch
Impulse teilaufmagnetisiert wird. Drei Impulse entsprechen dann der Wertigkeit 3
oder auch - falls Umsetzung erwünscht - einer anderen entsprechenden Wertigkeit.
Beim Rückstellen des Treiberkernes wird dann den Zählstufen ein Impuls bestimmter
Wertigkeit zugeführt.
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Es ist ferner möglich, die Zählstufen eines Zählers als Voreinstellstufe
für einen zweiten Zähler zu verwenden. Die so entstehende Kaskadenschaltung bietet
zusammen mit den anderen Möglichkeiten eine Vielfalt von Verknüpfungen.
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Da sich der Treiberkern abhängig von Strom, Spannung, Widerstand oder
anderen physikalischen Größen aufmagnetisieren läßt, kann die Voreinstellung und
somit der Zählumfang ein Maß für diese Größen sein. Zwei Zähler in einer Art Kompensationsschaltung
machen den Vergleich zweier Größen, insbesondere bei Regelanordnungen, möglich.
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Die Einstellimpulse können die Zählkerne in gleicher Magnetisierungsrichtung
beeinflussen wie die Zählimpulse oder in dazu entgegengesetzter Magnetisierungsrichtung.
Diese Einstellarten ermöglichen eine Verringerung oder Erhöhung der Zählkapazität.
Die
Einstellimpulse können ferner die bei Zählende gesättigten Zählkerne auf eine definierte
Anfangsmagnetisierung zurückstellen. Die Einstellimpulse können jedoch andererseits
nach Rückstellen der Zählkerne in den Magnetisierungszustand a eine definierte Anfangsmagnetisierung
bewirken.
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Die Schalter zum Auswählen der Zählkerne können auch als elektronische
Schalter ausgebildet werden. Bei einem derartigen Zähler läßt sich das Zählvolumen
durch Steuerschaltungen leicht ändern.
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Die Einstellstufen können als Quantisierungselement für die Spannungs-Zeit-Fläche
der abzugebenden Einstellimpulse eine monostabile Schaltung enthalten.
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Das Zählvolumen des Zählers läßt sich von außen dadurch leicht beeinflussen,
daß die Einstellstufen als Quantisierungselement für die Spannungs-Zeit-Fläche der
abzugebenden Einstellimpulse einen Magnetkern mit rechteckförmiger Hystereseschleife
enthalten. Ein derartiger Zähler kann dazu benutzt werden, die Spannungs-Zeit-Fläche
eines in das Quantisierungselement eingegebenen Impulses digital auszumessen. Dabei
ist es zweckmäßig, den Quantisierungsmagnetkern in definierter Weise teilzumagnetisieren.
Der Quantisierungsmagnetkern kann dabei ferner durch ein Ausgangsloch eines in definierter
Weise eingestellten Transfluxors gebildet sein.
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Die Quantisierungsmagnetkerne können auch durch die Zählkerne anderer
Magnetkernzähler gebildet sein. Die elektrischen Schalter können ferner über weitere
Zähler angesteuert werden. Steuert man auf diese Weise die Zuordnung der Einstellstufen
zu den Zählkernen durch andere Zähler, so lassen sich Multiplikationen oder Divisionen
durchführen. Die Zählkerne eines Zählers können auch als Quantisierungskerne für
mehrere andere Zähler benutzt werden. Dabei läßt sich der Zustand eines Zählers
in einen oder mehrere andere Zähler eingeben, in dem (denen) dann weitergezählt
werden kann. Es ist so auf diese Weise möglich, den Zähler abzufragen, ohne daß
der Zählerstand verlorengeht. Außerdem kann mit dieser Anordnung addiert, subtrahiert
oder umkodiert werden. Werden die Zählkerne durch Transfluxoren gebildet, so kann
der Zustand der Schaltung dauernd zerstörungsfrei abgelesen werden.
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In F i g. 3 ist ein Stromlauf des in F i g. 2 im Blockschaltbild gezeigten
Binärzählers dargestellt. Von den acht Zählstufen, die einander gleichen, sind lediglich
die ersten beiden Stufen 1 und 2 dargestellt. Dabei sind jeweils gleichartige
Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Bei diesem Binärzähler enthält die der ersten Zählstufe
1 vorgeschaltete Impulsformerstufe 13 den Magnetkern 62, der als Quantisierungskern
für den als Zähldrossel betriebenen Magnetkern 63 der ersten Zählstufe
1 dient. Der als Zähldrossel betriebene Magnetkern 63 wirkt für den nachgeschalteten
Magnetkern 64 der zweiten Stufe 2 seinerseits als Quantisierungskern.
Bei den Koppelgliedern, die jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Magnetkernen
bzw. Zählkernen angeordnet sind, ist jeweils in zwei zueinander parallelgeschalteten,
durch Dioden entkoppelten Leitungszweigen eine Zähldrossel und ein Quantisierungskern
angeordnet. Dabei liegt jeweils die Wicklung 84 des Quantisierungskernes
mit der dazu in Serie geschalteten Diode 95 im einen Leitungszweig, während der
andere Leitungszweig durch die Wicklung 80 der Zähldrossel und die Diode
97 gebildet ist. Jeder Zählstufe 1, 2 ...
ist einer der Schalter 51 bis 58
zugeordnet, der den Ausgang 31 der Einstellstufe 9 über die in jeder
Zählstufe vorgesehene Diode 96 wahlweise an die Wicklung 80 des betreffenden
Magnetkernes 63, 64 ...
legt.
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Dieser Zähler, bei dem alle Stufen als gleichartige Multiplizierstufen
ausgebildet sind, erlaubt eine hohe Zählgeschwindigkeit und belastet die Versorgungsstromquelle
nur gering. Seine Eingangsschaltung gestattet eine Ansteuerung mit kurzen Impulsen.
Ferner kann der Zähler in einer Fernbedienungsanlage zu jeder beliebigen Zeit innerhalb
eines Aufrufzyklus synchronisiert, d. h. gleichzeitig mit den anderen Zählern in
die Anfangsstellung gebracht werden.
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Der in den Zählstufen 1, 2 . . . jeweils enthaltene Magnetkern
63, 64 . . . trägt die Wicklungen 80, 81,
82, 83 und
84. Die Wicklung 80 liegt in einem Leitungszweig des dem Magnetkern
63, 64 ... vorgeschalteten Koppelgliedes. Die Wicklung 82 ist auf
der einen Seite über den Widerstand 92 und den dazu parallelgeschalteten Kondensator
93 an die Basis des Transistors 74 und von dort über den Kondensator
94 an Erde geführt; auf der anderen Seite liegt sie an dem positiven potential
Uv.
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Der Kollektor des Transistors 74 ist über eine Serienschaltung
aus dem Widerstand 95, der Wicklung 83, der Diode 95 und der Wicklung
84 an das negative potential UB geführt. Außerdem trägt der Magnetkern
63 die Wicklung 81, die mit den gleichartigen Wicklungen
81 aller anderen Magnetkerne 64 ... der Zählstufen 2 . . .
in Serie geschaltet ist.
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Die Voreinstellstufe 9 und der Impulsformer 13 sind durch gleich aufgebaute
Impulsformerstufen gebildet. Sie enthalten je einen Sperrschwinger 65 bzw. 66, einen
Ringkern 61 bzw. 62 und einen wie bei den Zählstufen 1, 2 .. . geschalteten Rückstelltransistor
67. Die Impulsformerstufen unterscheiden sich von den Zählstufen dadurch; daß sie
keine beschaltete Rückstellwicklung 81 enthalten und daß die Eingangswicklung
80 über den Widerstand 75 und die dazu in Serie liegende, durch die Diode
79 überbrückte Wicklung 78 des Übertragers 68 an den Kollektor des
Transistors 74 geführt ist, dessen Basis über die weitere, durch den Widerstand
72 überbrückte Wicklung 73 an die positive Spannung gelegt ist.
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Vor dem Zählen wird der Zähler synchronisiert, d. h. gelöscht und
voreingestellt. Dazu wird an den Steuereingang 25 ein Steuerimpuls gelegt,
der über den Kondensator 69 und die Diode 70 der Wicklung 71 des in der Voreinstellstufe
9 enthaltenen Sperrschwingers 65 zugeführt wird. Der Widerstand 72, der parallel
zu der anderen Wicklung 73 des Sperrschwingers 65 liegt, dient dazu, den angelegten
Impuls nach seiner Energie zu bewerten. Es kann nur dann ein Impuls den Sperrschwinger
65 auslösen, wenn seine Energie größer ist als der Quotient aus dem Quadrat der
Spannung U,, und dem Wert des Widerstandes 72.
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Ist der Sperrschwinger 65 angestoßen worden, so treibt der
Kollektorstrom des Transistors 74 den Kern 61 der Voreinstellstufe 9 weit
in die Sättigung. Da der Kollektorstrom außer durch den Kern 61 auch durch die Wicklungen
81 aller Zählkerne 63, 64 ... geführt wird, werden alle Zählkerne 63, 64
...
in die negative Remanenzlage gebracht. Schaltet der Transistor
74 wieder ab, so fällt die Magnetisierung des Kernes 61 aus der Sättigung in den
Remanenzpunkt zurück. Dabei entsteht in der Wicklung 82 des Kernes 61 ein
Spannungsimpuls, der über den Widerstand 76 und den dazu parallelgeschalteten Kondensator
77 den Transistor 67 leitend macht. Wechselstrommäßig parallel zur Basis-Emitter-Strecke
des Transistors 67 liegt der Kondensator 68, der die Streuungen der Eingangskapazität
des Transistors 67 vermindert. Der Kollektorstrom des Transistors 67 magnetisiert
den Magnetkern 61 über die Wicklungen 83 und 84 des Magnetkernes
61 in den positiven Remanenzpunkt. Dieser Vorgang läuft rückgekoppelt ab.
Dabei ist die Spannungs-Zeit-Fläche über der Wicklung 84 des Kernes 61 ein Maß für
den im Kern 61 hervorgerufenen Flußhub. Bei geschlossenem Kontakt 51 liegt die gleiche
Spannungs-Zeit-Fläche an der Wicklung 80 des Magnetkernes 63 der ersten Zählstufe
1. Der Flußhub des Magnetkernes 61 wird nun im Magnetkern bzw. Zählkern 63 entsprechend
dem Wicklungsverhältnis der Wicklung 84 des Magnetkernes 61 und der Wicklung 80
des Magnetkernes 63 heruntertransformiert. Es ist zweckmäßig, bei allen Ringkernen
bzw. Magnetkernen als Verhältnis der Windungszahlen der Ausgangswicklung 84 zur
Eingangswicklung 80 das Verhältnis 2 : 3 zu wählen. Das bedeutet, daß der Magnetkern
63 vom negativen Remanenzpunkt aus bis auf 67 % seines gesamten Flußhubes ummagnetisiert
wird, sofern die Magnetkerne 61 und 63 gleich sind. Die der Zählstufe 9 gleichende
Impulsformerstufe 13 arbeitet ebenso. Der erste an den Zähleingang 24 gelegte Impuls
magnetisiert den Zählkern 63 auf 67 % auf, der zweite treibt ihn sicher in die Sättigung,
wobei der Rückfallimpuls im Magnetkern 63 mit dem Transistor 74 ebenso wie beim
Magnetkern 61 die sofortige Rückmagnetisierung bewirkt. Diese vorteilhaften Bedingungen
bleiben bei allen Einstellungen des Zählers erhalten.
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Solange der Transistor 67 der Impulsformerstufe 13 gesperrt ist, sind
die Magnetkerne 62 und 63 durch die Dioden 95 und 97 entkoppelt. Das gleiche gilt
für die Magnetkerne 61 und 63, da die Dioden 98
und 96 gesperrt
sind, wenn der Transistor 67 der Voreinstellstufe 9 gesperrt ist. Es ist also sichergestellt,
daß sich der Voreinstellvorgang und das Zählen nicht stören, sofern sie nicht gleichzeitig
erfolgen.