-
Schaltungsanordnung zum Vorwärts- und Rückwärtszählen von Impulsen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Zählen und im besonderen
zum Vorwärts- und Rückwärtszählen von Impulsen. Schaltungsanordnungen, die diese
Aufgabe lösen, sind seit langem bekannt und bestehen im allgemeinen aus Kettenschaltungen
von bistabilen Kippstufen. Die in solchen Kettenschaltungen verwendeten Kippstufen
sind in der Regel aus zwei gegenseitig rückgekoppelten Verstärkerelementen, beispielsweise
aus Transistoren, gebildet. Dabei ist entweder das eine oder das andere der beiden
Verstärkerlemente leitend, während sich das jeweils andere im gesperrten Zustand
befindet. Ein Nachteil derartiger bistabiler Kippstufen bzw. der aus ihnen bestehenden
Anordnungen zum Vorwärts- und Rückwärtszählen von Impulsen ist, daß bei Ausfall
der Versorgungsspannung für die Verstärkerlemente die in der Schaltungsanordnung
gespeicherte Information verlorengeht.
-
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
zum Vorwärts- und Rückwärtszählen zu schaffen, bei der die in der Anordnung gespeicherte
Information, d. h. das Zählergebnis, auch bei Wegfall der Versorgungsspannung erhalten
bleibt. Magnetkerne mit rechteckiger Hystereseschleife haben bekanntlich die Eigenschaft,
eine einmal in Form remanenter Magnetisierung gespeicherte Information so lange
zu speichern, bis der magnetische Zustand durch Einwirkung eines magnetischen Feldes
geändert wird. Kettenschaltungen aus bistabilen Kippstufen, die aus solchen Magnetkernen
aufgebaut sind, haben deshalb die Eigenschaft, gespeicherte Informationen auch dann
zu erhalten, wenn die Versorgungsspannung ausfällt, da ja zur Erhaltung der Information
keine Ströme oder Spannungen erforderlich sind. Die in einem normalen Magnetkern
gespeicherte Information kann aber andererseits nur gelesen werden, indem sein magnetischer
Zustand geändert, d. h. die Information zerstört wird. Da es aber für viele Aufgaben
erforderlich ist, den Inhalt eines Zählers so zu lesen, daß dabei die Information
nicht verlorengeht, soll gemäß der Erfindung außerdem eine Möglichkeit geschaffen
werden, die gespeicherte Information zerstörungsfrei aus der Anordnung zu lesen.
Es ist bereits ein Vorwärts-Rückwärts-Zähler bekanntgeworden, der mit Magnetkernen
aufgebaut ist und »nicht zerstörend« betrieben wird. Sein Aufwand ist jedoch sehr
groß.
-
Es ist deshalb eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Anordnung zu schaffen, die wesentlich weniger Aufwand erfordert. Erfindungsgemäß
wird dies unter Verwendung von bistabilen Kippstufen aus je zwei über Kopplungswicklungen
und Verzögerungsglieder miteinander gekoppelten Magnetkernen mit rechteckiger Hystereseschleife,
die eine gemeinsame. Eingangszählimpulswicklung besitzen, dadurch erreicht, daß
jeder Magnetkern außerdem eine Übertragungswicklung besitzt; an deren eines Ende
eine Steuerspannung angelegt werden kann und an deren anderes Ende ein Richtleiter
angeschlossen ist, und dadurch, daß die: anderen Anschlüsse der Richtleiter miteinander
sowie mit der Steuerelektrode eines Verstärkerelements, z. B. der Basis eines Transistors,
verbunden sind.. Versieht man die beiden Magnetkerne einer jeden Kippstufe so mit
einer gemeinamen Leseimpulswicklung, daß der Wicklungssinn dieser Wicklung auf den
beiden Kernen entgegengesetzt ist, dann hat man in Verbindung mit den auf den beiden
Magnetkernen angeordneten Übertragungswicklungen die Mögliehlichkeit, die in der
Schaltungsanordnung gespeicherte Information, also das Ergebnis einer Vorwärts-
oder Rückwärtszählung, zerstörungsfrei zu lesen. Dies erfolgt dadurch, daß erstens
an die beiden freien Enden der übertragswicklungen Steuerspannungen angelegt werden,
die eine Weitergabe eines übertragsimpulses von einer bistabilen Kippstufe auf die
benachbarte verhindern, und zweitens der Leseimpulswicklung nacheinander zwei Impulse
zugeführt werden. Die in den bistabilen Kippstufen gespeicherten Informationen können
dabei an Ausgangswicklungen der Magnetkerne abgenommen werden.
-
Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der F i g. 1 und 2 erläutert.
F
i g. 1 zeigt eine aus zwei Magnetkernen K 1 und K2 bestehende bistabile Kippstufe,
wie sie in der Schaltungsanordnung gemäß. der Erfindung zum Vorwärts- und Rückwärtszählen
von Impulsen Verwendung findet. Die beiden Magnetkerne K1 und K2 besitzen zunächst
eine Eingangswicklung E mit den beiden Klemmen 1 und 2 sowie zwei 'an sich bekannte
KoppelschleifenKol und Kot, von denen jede außer einer Wicklung auf jedem Kern noch
einen Richtleiter sowie ein RC-Glied besitzt. Dieser Teil der Kippschaltung sowie
seine Wicklungsweise ist an sich bekannt und soll daher nicht näher erläutert werden.
Darüber hinaus ist gemäß der Erfindung auf jedem der beiden Magnetkerne eine übertragswicklung
Vo und Rü angeordnet, - an deren eines Ende 3, 4 eine Steuerspannung angelegt
werden kann und an deren anderes Ende ein Richtleiter D 1, D 2 angeschlossen ist.
Die anderen Anschlüsse dieser beiden Richtleiter D 1 und D 2 sind
miteinander sowie mit der Steuerelektrode eines Verstärkerelements, im dargestellten
Fall der Basis eines Transistors T, verbunden. Je nachdem, ob mit der Schaltungsanordnung,
in der diese Kippstufe verwendet wird, vorwärts oder rückwärts gezählt werden soll,
wird zu der Zeit, in der der Zählimpuls gegeben wird, entweder an die Klemme 4 oder
an -die Klemme 3 ein bestimmtes Potential gelegt. Bei Vorwärtszählung wird im dargestellten
Beispiel an die Klemme 4 Erdpotential gelegt. Dadurch wird erreicht, daß der Transistor
T durchlässig gesteuert wird, wenn der Magnetkern K1 unter der Einwirkung eines
an der Eingangswicklung E zugeführten Impulses von der »1«-Lage in die »0«-Lage
ummagnetisiert wird. Der übertrag für die nächste bistabile Kippstufe des Zählers
wird am Kollektor 5 des Transistors T abgegeben. Soll dagegen ein an der Eingangsklemme
E zugeführter Impuls eine Rückwärtszählung bewirken, dann wird nicht am Punkt 4,
sondern am Punkt 3 Erdpotential angelegt. Die Abgabe eines Übertrags am Kollektor
5 des Transistors T findet in diesem Fall dann statt, wenn die bistabile Kippstufe
und im besonderen der Magnetkern K2 von der »0«-Lage in die »1«-Lage umkippt. Die
Umsteuerung der Schaltungsanordnung von Vorwärts- auf Rückwärtszählung erfolgt also
einfach durch Anlegen eines bestimmten Potentials zu einer bestimmten Zeit an eine
der beiden Klemmen 3 bzw. 4 der bistabilen Kippschaltung.
-
Ein wesentliches Merkmal der Anordnung gemäß der Erfindung ist, daß
der Inhalt jeder bistabilen Kippstufe abgefragt werden kann, ohne daß der Inhalt
dabei verlorengeht. Dies wird dadurch erreicht, daß die beiden Magnetkerne K1 und
K2 außerdem noch mit einer Lesewicklung L so verbunden sind, daß der Wicklungssinn
dieser Wicklung auf den beiden Kernen entgegengesetzt ist. Führt man dieser Lesewicklung
L einen ersten Impuls zu, dann geht die bistabile Kippstufe entweder von der »0«-Lage
in die »1«-Lage oder von der »1«-Lage in die »0«-Lage über. Dabei muß jedoch verhindert
werden, daß ein Übertrag an die nachfolgende bistabile Kippstufe weitergegeben wird.
Die Weitergabe eines Übertrags wird dadurch verhindert, daß an den beiden Klemmen
3 und 4 der übertragswicklungen solche Potentiale liegen, daß der Transistor T durch
die bei der Ummagnetisierung der Magnetkerne induzierte Spannung nicht durchlässig
gesteuert werden kann. Im dargestellten Fall liegt dabei an den Klemmen 3 und 4
positives Potential. Infolge der Ummagnetisierung der beiden Magnetkerne K1 und
K2 wird aber auch in der Ausgangswicklung A 1 bzw. A 2 eine Spannung
induziert. Diese Spannung dient als Kriterium dafür, welche Information in der bistabilen
Kippstufe gespeichert war. Damit sich nun jede bistabile Kippstufe nach Beendigung
der Abfrage der gespeicherten Information wieder in ihrer alten Lage befindet, wird
der Leseimpulswicklung noch ein zweiter Impuls zugeführt, der bewirkt, daß die Magnetkerne
K1 und K2 wieder in die »1«-Lage bzw. »0«-Lage zurückkehren, je nachdem, welche
Lage sie vorher innehatten. Die Information, die in einer bistabilen Kippstufe gespeichert
war, ist also auf diese Weise gelesen, aber dennoch nicht zerstört worden, sondern
befindet sich nach dem Abfragevorgang wieder unverändert in einer jenen Kippstufe.
Ein wesentlicher Vorteil der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist also das
zerstörungsfreie Lesen der gespeicherten Informationen, obwohl die einzelnen Kippstufen
der Schaltungsanordnung aus Magnetkernen bestehen, bei denen an sich eine gespeicherte
Information nur dadurch gelesen werden kann, daß diese Information zerstört wird.
-
F i g. 2 zeigt schließlich noch ein Blockschaltbild für eine Schaltungsanordnung
gemäß der Erfindung zum Vorwärts- und Rückwärtszählen von Impulsen. Sie besteht
aus drei bistabilen MppstufenFl. F2 und F3. Die Bezeichnung der Klemmen stimmt mit
der Bezeichnung der Klemmen in F i g.1 überein. Im besonderen sieht man aus F i
g. 2, daß sowohl die Leseimpulswicklungen als auch die Rückstellwicklungen aller
bistabiler Kippstufen in Reihe geschaltet sind. Parallel geschaltet sind dagegen
alle Klemmen 3 zur Zuführung der Steuerpotentiale bei Rückwärtszählung und die Klemmen
4 aller Kippstufen zur Zuführung eines Steuerpotentials bei Vorwärtszählung. Die
Wirkungsweise der in F i g. 2 dargestellten Anordnung entspricht bis auf die bereits
erläuterten Besonderheiten des zerstörungsfreien Lesens der Wirkungsweise bekannter
Vorwärts-Rückwärts-Zähler und braucht deshalb nicht im einzelnen erläutert zu werden.