DE1208351B

DE1208351B - Pulse counter

Info

Publication number: DE1208351B
Application number: DEST22447A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Fritz-Peter Adam
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1964-07-23
Filing date: 1964-07-23
Publication date: 1966-01-05

Description

Impulszähler Die Erfindung betrifft einen Impulszähler unter Verwendung eines Multivibrators mit zwei steuerbaren Verstärkereletnenten.Pulse Counter The invention relates to a pulse counter using a multivibrator with two controllable amplifier elements.

Die bekannten Impulszähler, die bistabile Multivibratoren verwenden, zählen binär, können also mit einem Multivibrator bis zwei, mit zwei Multivibratoren bis vier, mit drei Multivibratoren bis acht zählen usw. Zur Zählung kleiner Impulszahlen ist daher ein verhältnismäßig hoher Aufwand erforderlich. Gleichzeitig ist es schwierig, die Zählrate auf einfache Weise voreinzustellen.The well-known pulse counters that use bistable multivibrators count binary, so with one multivibrator you can count up to two, with two multivibrators Count up to four, with three multivibrators up to eight, etc. For counting small numbers of pulses therefore a relatively high effort is required. At the same time it is difficult preset the count rate in a simple way.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Impulszähler unter Verwendung eines Multivibrators mit zwei steuerbaren Verstärkerelementen und jeweils einem zwischen der Arbeitselektrode des einen und der Steuerelektrode des anderen Verstärkerelementes angeordneten Koppelkondensator zu schaffen, bei dem die genannten Nachteile vermieden sind.The object of the invention is to provide a pulse counter under Use of a multivibrator with two controllable amplifier elements and each one between the working electrode of one and the control electrode of the other To create amplifier element arranged coupling capacitor, in which the said Disadvantages are avoided.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Entladespannung des einen Koppelkondensators auf voreinstellbare Spannungswerte begrenzt wird und daß die Entladung dieses Kondensators mittels eines bei jedem Zählimpuls umladbaren Kondensators stufenweise bis zur Umschaltung des Multivibrators erfolgt.This is achieved according to the invention in that the discharge voltage of the one coupling capacitor is limited to presettable voltage values and that the discharge of this capacitor can be recharged with each counting pulse Capacitor takes place in stages until the multivibrator switches over.

An Hand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment.

In der Zeichnung ist ein Impulszähler, der auch als Frequenzteiler verwendet werden kann, mit zwei Transistoren T1, T2 dargestellt, bei denen der Kollektor des Transistors T2 über einen Kondensator C2 mit der Basis des Transistors T1 und der Kollektor des Transistors T1 über einen Kondensator C 1 mit der Basis des Transistors T2 verbunden ist. R I, R 3 sind Arbeitswiderstände der Transistoren, A 1, A 2 Ausgänge des Impulszählers, während die Basis des Transistors T1 über einen Widerstand R2 an den negativen Pol der Spannungsquelle U1 angeschlossen ist. Der Widerstand R2 ist derart bemessen, daß der Transistor T1 im Ruhezustand des Multivibrators voll durchgesteuert wird. Zwischen dem Kollektor des Transistors T1 und dem positiven Pol einer Spannungsquelle U2 liegt ein aus zwei Widerständen R4, R 5 bestehender Spannungsteiler, dessen Abgriff einerseits durch einen Begrenzungswiderstand R 6 mit der Basis des Transistors T2 und andererseits durch eine Entkopplungsdiode D 1 mit dem Kondensator C 1 gekoppelt ist. Der Spannungsteiler R 4, R 5 ist so bemessen, däß der Transistor T 2 im durch-esteuerten Zustand des Transistors T 1 gesperrt und im gesperrten Zustand des Transistors T 1 durchaesteuert wird, wenn von der dynamischen Ansteuerung abgesehen wird. Der Verbindungspunkt des Kondensators C 1 mit der Diode D 1 ist über zwei Dioden D 2, D 3 mit einer Klemme verbunden, an der ein voreinstellbares Potential U0 liegt. Dieses Potential kann Werte zwischen dem Nullpotential und dem Potential ;-U2 annehmen und beispielsweise mittels eines Spannungsteilers aus ohmschen Widerständen oder auch eines elektronischen Spannungsteilers mit Transistoren eingestellt werden. An den gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden Dioden D 2, D 3 ist ein Kondensator C 3 angeschlossen, dessen anderer Belag über einen mechanischen oder elektronischen Schalter k in dessen Ruhestellung mit dem positiven Pol einer Spannungsquelle 2U2 und in dessen Arbeitsstellung mit dem negativen Pol der Spannungsquelle U1 verbindbar ist. Der Kapazitätswert des Kondensators C3 ist wesentlich kleiner als der des Kondensators C 1 gewählt. Das Verhältnis C 1: C 3 und die Potentialdifferenz zwischen Ruhe- und Arbeitsfeder des Schalters k bestimmen die maximal abzuzählende Impulszahl (Zählrate). Der Schalter k kann ein Kontakt eines Relais sein, das durch die Zählimpulse gesteuert wird.The drawing shows a pulse counter, which can also be used as a frequency divider, with two transistors T1, T2, in which the collector of the transistor T2 is connected to the base of the transistor T1 via a capacitor C2 and the collector of the transistor T1 via a capacitor C. 1 is connected to the base of the transistor T2. R I, R 3 are load resistances of the transistors, A 1, A 2 are outputs of the pulse counter, while the base of the transistor T1 is connected to the negative pole of the voltage source U1 via a resistor R2. The resistor R2 is dimensioned such that the transistor T1 is fully turned on when the multivibrator is idle. Between the collector of the transistor T1 and the positive pole of a voltage source U2 is a voltage divider consisting of two resistors R4, R 5, the tapping of which is connected on the one hand by a limiting resistor R 6 to the base of the transistor T2 and on the other hand by a decoupling diode D 1 with the capacitor C. 1 is paired. The voltage divider R 4, R 5 is dimensioned in such a way that the transistor T 2 is blocked in the through-controlled state of the transistor T 1 and through-controlled in the blocked state of the transistor T 1, if the dynamic control is disregarded. The connection point of the capacitor C 1 with the diode D 1 is connected via two diodes D 2, D 3 to a terminal at which there is a presettable potential U0. This potential can assume values between the zero potential and the potential; -U2 and can be set, for example, by means of a voltage divider made up of ohmic resistors or also an electronic voltage divider with transistors. A capacitor C 3 is connected to the common connection point of the two diodes D 2, D 3 , the other surface of which is connected to the positive pole of a voltage source 2U2 in its rest position via a mechanical or electronic switch k and in its working position to the negative pole of the voltage source U1 is connectable. The capacitance value of the capacitor C3 is selected to be significantly smaller than that of the capacitor C 1. The ratio C 1: C 3 and the potential difference between the rest and working spring of the switch k determine the maximum number of pulses to be counted (counting rate). The switch k can be a contact of a relay that is controlled by the counting pulses.

Die Wirkungsweise ist folgende: In der Ausgangsstellung des Impulszählers wird der Transistor T 1 über den Widerstand R 2 voll ausgesteuert. Da der linke Anschluß des Widerstandes R 4 damit praktisch auf Nullpotential liegt, wird der Transistor T2 mit einem Teil der Spannung U2 gesperrt. Dadurch führt der Kondensator C 2 an seinem linken Belag etwa Nullpotential und an seinem rechten Belag etwa das Potential -U--t. Der Kondensator C 1 sei zunächst als entladen angenommen, während der Kondensator C3 auf die Differenzspannung 2U2-UO aufgeladen ist. Durch Betätigung des Schalters k wird folgender Stromkreis gebildet: 0-T2-R6-D1-D2-C3-k-U1-0. In diesem Stromkreis wird der Transistor T2 ausgesteuert, wodurch der rechte Belag des Kondensators C 2 etwa auf Nullpotential geschaltet wird und das nunmehr am linken Belag auftretende positive Potential den Transistor T1 sperrt. Nach Sperrung des Transistors T 1 wird der Kondensator C 1 über die Basis-Emitter-Strecke des Transistors T2 etwa auf die Spannung U 1 verhältnismäßig schnell aufgeladen. Danach bleibt der Transistor T2 durch das negative Potential am Abgriff des Spannungsteilers R 4, R 5 leitend. Der Schalter k ist inzwischen in die Ruhestellung zurückgebracht und dabei der Kondensator C 3 wieder auf die genannte Differenzspannung aufgeladen worden. Allmählich ist auch die Sperrspannung für den Transistor T 1 unter dem Einfluß der über den Widerstand R 2 auf den Kondensator C 2 einwirkenden Spannung U1 abgebaut, so daß der Umschaltvorgang in den ursprünglichen Zustand des Multivibrators erfolgt.The mode of operation is as follows: In the initial position of the pulse counter, the transistor T 1 is fully controlled via the resistor R 2. Since the left connection of the resistor R 4 is practically at zero potential, the transistor T2 is blocked with part of the voltage U2. As a result, the capacitor C 2 has approximately zero potential on its left side and approximately the potential -U - t on its right side. The capacitor C 1 is initially assumed to be discharged, while the capacitor C3 is charged to the differential voltage 2U2-UO. Pressing switch k creates the following circuit: 0-T2-R6-D1-D2-C3-k-U1-0. In this circuit, the transistor T2 is controlled, as a result of which the right-hand side of the capacitor C 2 is switched to approximately zero potential and the positive potential now occurring on the left-hand side blocks the transistor T1. After the transistor T 1 has been blocked, the capacitor C 1 is charged relatively quickly to approximately the voltage U 1 via the base-emitter path of the transistor T2. Thereafter, the transistor T2 remains conductive due to the negative potential at the tap of the voltage divider R 4, R 5. The switch k has meanwhile been returned to the rest position and the capacitor C 3 has been charged again to the above-mentioned differential voltage. Gradually, the reverse voltage for the transistor T 1 is also reduced under the influence of the voltage U1 acting on the capacitor C 2 via the resistor R 2, so that the switching process takes place in the original state of the multivibrator.

Bei diesem Umschaltvorgang wird der Transistor T 1 leitend gesteuert und, da sein Kollektorpotential weniger negativ wird, der Transistor T2 über den Spannungsteiler R4, R 5 gesperrt. Beim Leitendwerden des Transistors T 1 entlädt sich der vorher auf die Spannung U1 aufgeladene Kondensator C1 über die Dioden D 1, D 2 bis auf die Spannung U0. Mit der Einstellung der Spannung U0 lassen sich also definierte Ladungszustände des Kondensators C 1 zu Beginn der Zählung erreichen.During this switching process, the transistor T 1 is made conductive and, since its collector potential becomes less negative, the transistor T2 is blocked via the voltage divider R4, R 5. When the transistor T 1 becomes conductive, the capacitor C1, which was previously charged to the voltage U1, discharges through the diodes D 1, D 2 to the voltage U0. With the setting of the voltage U0, defined charge states of the capacitor C 1 can be achieved at the beginning of the count.

Die Impulszählung kann nun beginnen. Während der Zählung tritt am rechten Belag des Kondensators C 1 positives Potential auf, das die Diode D 1 sperrt. Dadurch wird verhindert, daß der Kondensator C 1 sich über Nebenschlußstromkreise entladen kann. Der erste Zählimpuls bringt den Schalter k in Arbeitsstellung, wodurch folgender Stromkreis zustande kommt: 0-T1-C1-D2-C3-k-U1-0. In diesem Stromkreis wird die Ladung des Kondensators C 1 um einen bestimmten, durch die Ladung und Größe des Kondensators C 3 und die Spannung U 1 bedingten Betrag abgebaut, weitgehend unabhängig davon, wie lange sich der Schalter k in Arbeitsstellung befindet. Während der Arbeitsstellung des Schalters k wird die Diode D 3 gesperrt, so daß die Ladung des Kondensators C3 nicht durch die Spannung U0 beeinflußt werden kann. Bei Rückkehr des Schalters k in die Ruhestellung wird der Kondensator C 3 wieder umgeladen, wobei die Diode D 3 leitend ist. Die Diode D 2 verhindert jetzt, daß die durch den ersten Zählimpuls verringerte Ladung des Kondensators C1 durch die Spannung 2U2 oder U0 beeinflußt werden kann. Beim zweiten und den folgenden Zählimpulsen erfolgen entsprechende Vorgänge, wobei jedesmal die Ladung des Kondensators C 1 um eine bestimmte Größe verringert wird, bis schließlich nach einer bestimmten Anzahl von Impulsen, beim Erreichen der Zählrate, die Diode D 1 leitend und der Transistor T2 ausgesteuert wird. Der Multivibrator kippt dann in den anderen Schaltzustand, dessen Dauer durch das Zeitglied R2, C2 bestimmt wird. Nach Ablauf der Sperrzeit des Transistors T1 kann erneut mit der Zählung begonnen werden. Das Potential U0 kann in der Zeit, in der der Transistor T1 gesperrt ist, verändert werden. Die Vorteile des Impulszählers liegen in dem geringen Aufwand, in der zu erzielenden hohen Zählrate und in der leichten Einstellbarkeit unterschiedlicher Zählraten. Mehrere derartige Impulszähler lassen sich auch in bekannter Weise parallel oder in Reihe betreiben.The pulse count can now begin. During the counting, a positive potential occurs on the right side of the capacitor C 1, which the diode D 1 blocks. This prevents the capacitor C 1 from being able to discharge through shunt circuits. The first counting pulse brings switch k into the working position, creating the following circuit: 0-T1-C1-D2-C3-k-U1-0. In this circuit, the charge of the capacitor C 1 is reduced by a certain amount determined by the charge and size of the capacitor C 3 and the voltage U 1, largely regardless of how long the switch k is in the working position. During the working position of the switch k , the diode D 3 is blocked so that the charge of the capacitor C3 cannot be influenced by the voltage U0. When the switch k returns to the rest position, the capacitor C 3 is recharged again, the diode D 3 being conductive. The diode D 2 now prevents the charge of the capacitor C1, which has been reduced by the first counting pulse, from being influenced by the voltage 2U2 or U0. Corresponding processes take place with the second and subsequent counting pulses, each time reducing the charge on capacitor C 1 by a certain amount, until finally, after a certain number of pulses, when the counting rate is reached, diode D 1 becomes conductive and transistor T2 is switched off . The multivibrator then switches to the other switching state, the duration of which is determined by the timing element R2, C2. After the blocking time of transistor T1 has elapsed, counting can be started again. The potential U0 can be changed while the transistor T1 is blocked. The advantages of the pulse counter lie in the low expenditure, in the high counting rate to be achieved and in the ease with which different counting rates can be set. Several such pulse counters can also be operated in a known manner in parallel or in series.

Claims

Claims: 1. Pulse counter using a multivibrator with two controllable amplifier elements and one between the working electrode of the one and the control electrode of the other amplifier element arranged coupling capacitor, characterized in that the discharge voltage of one coupling capacitor (C1) is limited to presettable voltage values (U0) and that the discharge of this Capacitor by means of a capacitor (C3) that can be recharged with each counting pulse until the multivibrator is switched over.

2. Pulse counter according to claim 1, characterized in that the coupling capacitor (C1) with its coating facing away from the working electrode of the associated amplifier element (T1) is connected via two diodes (D 2, D 3) to the terminal having the presettable potential (U0) and that the rechargeable capacitor (C3) is connected with its one coating to the common connection point of the two diodes and with its other coating can be connected to two terminals by means of a switch (k) controlled by the counting pulses, the first of which in the idle state of the switch with the Capacitor is connected and has a higher potential (-f- 2 U 2) compared to the presettable potential (U0) and the second of which is connected to the capacitor in the working state of the switch and has a lower potential (- U1) compared to the presettable potential (U0) having.

3. Pulse counter according to claim 2, characterized characterized in that the coupling capacitor (C1) of the accelerating its charge depletion Shunt circuits are decoupled by a diode (D 1) which is blocked during the charge reduction is.

4. Pulse counter according to claim 1 or 2, characterized in that transistors are used as controllable amplifier elements (T 1, T2), as switch (k) and as means for generating the presettable voltage (U0).