DE1221673B

DE1221673B - Hochfrequenz-Dekaden-Zaehleinrichtung

Info

Publication number: DE1221673B
Application number: DEG36609A
Authority: DE
Inventors: David S Nixon Jun
Original assignee: General Radio Co
Current assignee: General Radio Co
Priority date: 1962-06-25
Filing date: 1962-12-11
Publication date: 1966-07-28
Also published as: US3156870A; NL289174A; GB990303A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H03k

Deutsche KL: 21 al-36/22

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

G 36609 VIII a/21 al
11. Dezember 1962
28. Juli 1966

Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenz-Dekaden-Zähleinrichtung mit drei reihengeschalteten Schaltstufen und einer weiteren Schaltstufe, der die zu zählenden Signale zugeführt werden, sowie mit mindestens einem an die letztere angeschlossenen Gatter, über das die drei reihengeschalteten Schaltstufen ausgelöst werden können, indem das Gatter auf aus einer der drei reihengeschalteten Schaltstufen an es angelegte Ausgangssignale anspricht.

Außer Zählschaltungen der vorerwähnten Art sind auch solche bekannt, bei denen aus den Ausgängen mehrerer reihengeschalteter Zählstufen durch Mehrfachkoinzidenzbildung ein Signal zum Betätigen eines Gatters abgeleitet wird, das seinerseits wieder an die Stufen der Zählkette ein Signal abgibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zählgeschwindigkeit der bekannten Schaltungen so zu erhöhen, daß Zählfrequenzen bis zu etwa 50 MHz ermöglicht werden.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Dekaden-Zähleinrichtung der eingangs angegebenen Art dadurch erreicht, daß das Gatter über einen Koinzidenzschaltkreis an die Ausgänge der reihengeschalteten Schaltstufen so angeschlossen ist, daß es durch Signale von zwei der hintereinandergeschalteten Schaltstufen betätigt wird, wobei die Betätigungszeit des Gatters unmittelbar durch einen von dem Gatter zur Betätigung einer bestimmten der drei reihengeschalteten Schaltstufen gelieferten Impuls gesteuert wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Zähleinrichtung mit einem ersten zwischen der weiteren Schaltstufe und der ersten der reihengeschalteten Schaltstufen zwischengeschalteten Gatter, das sich bei einem Ausgangssignal aus einer der reihengeschalteten Schaltstufen schließt, und mit einem zweiten zwischen der weiteren Schaltstufe und der letzten der reihengeschalteten Schaltstufen zwischengeschalteten Gatter versehen, das sich öffnet, wenn sich das erste Gatter schließt, und sich schließt, wenn sich dieses öffnet.

Die Anordnung und Ausbildung des Koinzidenzschaltkreises lassen sich in der Weise gestalten, daß mindestens eines der Gatter von einem an die reihengeschalteten Schaltstufen angeschlossenen »UND«-Kreis oder von einem an sie angeschlossenen »ODER«-Kreis gesteuert wird.

Die Zähleinrichtung wird ferner bevorzugt so ausgebildet, daß die Anschlüsse der Gatter an die reihengeschalteten Schaltstufen jeweils an deren komplementären Ausgängen liegen.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung, die beispielsweise, jedoch nicht beschränkend, eine Aus-Hochfrequenz-Dekaden-Zähleinrichtung

Anmelder:

General Radio Company,
West Concord, Mass. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Müller-Börner

und Dipl.-Ing. H. H. Wey, Patentanwälte,

Berlin 33, Podbielskiallee 68

Als Erfinder benannt:

David S. Nixon jun., Bedford, Mass. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 25. Juni 1962 (204 943)

führungsform der Erfindung in Form eines schematischen Block-Schaltungsdiagramms darstellt, näher erläutert. In dieser Zeichnung ist eine Dekaden-Zähleinrichtung veranschaulicht, die vier jeweils mit I, II, III und IV bezeichnete Schaltstufen umfaßt, die zum Bilden beispielsweise einer Hochfrequenz-Zähleinrichtung in Reihe geschaltet sind. Durch das Symbol/₀ dargestellte und bei 1' an den Eingang der ersten Schaltstufe I angelegte Signalimpulse können mit einer Frequenz bis zu etwa 50 MHz gezählt werden. Die Schaltstufen können Flip-Flop-Schaltstufen, wie sie beispielsweise in der Zeitschrift »General Radio Experimenter«, Mai 1961, Bd. 35, Nr. 5, beschrieben sind, oder beliebige andere bistabile Schaltstufen sein.

Nach der Zeichnung ist der Ausgang der ersten Schaltstufe I über einen Leiter 3, einen mit AMP bezeichneten, hinsichtlich des logischen Aufbaus der Einrichtung entbehrlichen Verstärker und über einen weiteren Leiter 5 an einen Eingang einer ersten Torschaltung G₁ angeschlossen, die beispielsweise von der in G r e i η e r, »Semiconductor Devices and Appli-

609 607/352

cations«, S. 373 bis 384, R. A. McGraw-Hill Book Company, Inc., und R. F. S c h e a, »Transistor Engineering«, S. 318 bis 320, John Wiley & Sons, beschriebenen Bauart sein kann. Der Ausgang der Torschaltung G₁ ist nach der Zeichnung über den Leiter 7 mit dem Eingang der zweiten Schaltstufe II verbunden, so daß zwischen dem Ausgang 3 der Stufe I und dem Eingang der Stufe II über die Torschaltung G₁, sofern diese geöffnet ist, eine Reihenschaltung besteht. Der Ausgang der Schaltstufe II ist seinerseits über die Leitung 9 mit dem Eingang der Schaltstufe III in Reihe geschaltet, wobei der Ausgang der Schaltstufe III über den Leiter 11 in Reihe an dem Eingang der Schaltstufe IV hegt. Der Ausgang der Schaltstufe IV liefert bei 13 einen geteilten Gesamtzählerausgang, der für einen Teilungsfaktor 10 durch das Symbol /„/10 dargestellt ist.

Erfindungsgemäß wird die Torschaltung G₁ durch einen in Form eines »UND«-Kreises A veranschaulichten Koinzidenzkreis gesteuert, dessen Ausgang über einen Leiter 15 an die Torschaltung angeschlossen ist und dessen Eingang das Vorhandensein bestimmter spezifizierter Ausgänge aus jeder der Schaltstufen II, III und rV erforderlich macht. Einer der beiden Flip-Flop-Schaltstufen-Ausgänge, und zwar der mit »1« bezeichnete jeder der Schaltstufen II und III, ist über den jeweiligen Leiter 17 bzw. 19 an den »Und«-Kreis A angeschlossen, der von bekannter Bauart sein kann. Das für den Betrieb des »Und«-Kreises A erforderliche Koinzidenzsignal entsteht durch das Anschließen des »O«-Ausgangs der vierten Schaltstufe IV über einen Leiter 21 an den Koinzidenzkreis A. Wenn diese vorbestimmte Gruppe von Ausgängen aus den Schaltkreisen in der Reihenfolge IV, III und dann II dem »Und«-Kreis A zugeführt wird, bewirkt dieser Kreis, wie nachstehend näher beschrieben, das Schließen der Torschaltung G₁. In gleicher Weise führt der Ausgang der Schaltstufe I von dem Verstärker AMP aus über die Torschaltung G₂ und den Leiter 23 zu dem »!«-Eingang der vierten Schaltstufe IV. Die Torschaltung G₂ wird durch das über den Leiter 15' aus einem in Form eines beispielsweise in den vorstehend erörterten Aufsätzen von G r e i η e r und Shea beschriebenen »Oder«-Kreises veranschaulichten weiteren Koinzidenzkreis O zugeführten Ausgangssignal gesteuert. Nach der Zeichnung wird der »Odere-Koinzidenzkreis O durch eine Gruppe von Ausgangssignalen aus jeder der Schaltstufen II, III und IV betätigt, die den dem »Und«-Kreis A zugeführten Ausgängen »1«, »1«, »0« komplementär sind. Im einzelnen ist nach der Darstellung der »0«-Ausgang der Stufe II über den Leiter 17' an den Eingang des Koinzidenzkreises O, der »0«-Ausgang der Schaltstufe III in gleicher Weise über den Leiter 19' an den Eingang des Kreises O und der »1 «-Ausgang der Schaltstufe IV über den Leiter 21' an den Eingang des Koinzidenzkreises O angelegt. Es sei also nochmals bemerkt, daß nach dem veranschaulichten Beispiel die Eingänge in den Koinzidenzkreis O den Eingängen in den Koinzidenzkreis A komplementär sind, so daß das Öffnen der Torschaltung G₁ automatisch das Schließen der Torschaltung G₂ bewirkt, während das Schließen der Torschaltung G₁ aus nachstehend näher zu erläuternden Gründen das Öffnen der Torschaltung G₂ bewirkt.

In dem dargestellten Beispiel wird der nachstehende Schlüssel mit den Akzentuierungsfaktoren 1,2,4 und 2, wie bekannt, bevorzugt, denen die nachfolgenden bevorzugten Operationsfolgen zugeordnet sind:

	I	Dekaden-Schalteinheit	m	4	IV
Signalimpuls Nr.		Π	Akzentuierungsfaktor	0
	1	2	0	2
	O	0	0	0
O	1	0	0	0
1	O	1	1	0
2	1	1	1	0
3	O	0	1	0
4	1	0	1	0
5	O	1	1	0
6	1	τ-Ι	1	0
7	O	τ-Ι		1
8	1	1	1
9

Aus der vorstehenden Tabelle ist klar, daß das Anlegen des ersten Impulses an den Eingang 1' der ersten Schaltstufe I die erste Stufe I auf die erste Komplementärstellung »1« schaltet, während sich die Stufen II, III und IV in dem »0«-Zustand befinden. Da die erste Spalte einen Akzentuierungsfaktor 1 hat, entspricht dies der ersten Impulszählung. Der nächste Impuls bewirkt das Umschalten der Schaltstufe I auf den »0«-Zustand, so daß über die geöffnete Torschaltung G₁, über den Verstärker AMP und die Leiter 5 und 7 ein Auslösesignal für die Schaltstufe II zugeführt wird, das ihr Umschalten auf den »1«-Zustand bewirkt, während die Stufen III und IV in dem »0«-Zustand bleiben. Da die zweite Spalte einen Akzentuierungsfaktor 2 hat, entspricht das Bestehen des »1«-Zustandes an der Schaltstufe II einer Zahl 2 in der Zählung. Beim Ankommen des dritten Impulses wird die erste Schaltstufe I wieder umgeschaltet, so daß sie den »1 «-Zustand einnimmt, während die Schaltstufe II in ihrem »!«-Zustand bleibt. In Anbetracht der zugehörigen Akzentuierungsfaktoren 1 und 2 der Stufen I bzw. II entsteht eine dem dritten Impuls entsprechende Gesamtzahl 3.

Der nächste Impuls bewirkt das Umschalten der Stufen I und II auf den »0«-Zustand und über den reihengeschalteten Leiter 9 das Umschalten der Schaltstufe III auf den »!«-Zustand. Da der Stufe III ein Akzentuierungsfaktor 4 zugeordnet ist, bedeutet dies, daß eine Einerzählung von 4 durchgeführt worden ist. Der nächste Impuls bewirkt wieder das Umschalten der Schaltstufe I aus ihrem »0«-Zustand auf ihren »1«-Zustand, was in Kombination mit ihrem Akzentuierungsfaktor 1 und dem"Akzentuierungsfaktor 4 für den »1 «-Zustand der Schaltstufe III eine Zahl 5 bewirkt.

Der nächste Impuls bewirkt das Umschalten der ersten Schaltstufe I auf den »0«-Zustand, wobei über die Torschaltung G₁ die Schaltstufe II in den »!«-Zustand umgeschaltet wird und somit mit Hilfe der Akzentuierungsfaktoren 2 und 4 der betreffenden Stufe II bzw. III eine Zahl 6 entsteht.

Es sei bemerkt, daß sich die Schaltstufe IV bei den Zahlen 0 bis 6 in ihrem »0«-Zustand befindet, woraus sich einer der Eingänge in den Koinzidenzkreis A ergibt. Bei der Zählung der 4 wird die Schaltstufe III in ihren »1 «-Zustand gebracht, woraus sich ein zweiter Eingang in den Koinzidenzkreis A ergibt. Bei der Zählung der 6 wird der Schaltkreis II in seinen »1 «-Zustand gebracht, woraus sich der dritte Eingang in den Koinzidenzkreis A ergibt, der ein Signal erzeugt, das über eine Leitung 15 der Torschaltung G₁ zugeführt wird, so daß G₁ geschlossen wird. Dadurch wird außer-

dem der dritte Eingang von dem Koinzidenzkreis O aufgehoben, so daß kein an G₂ anzulegendes Signal erzeugt wird und G₂ sich öffnen kann. Diese Reihe von Vorgängen hebt die Eingänge von dem Koinzidenzkreis O nacheinander auf, wobei diese Vorgangsfolge das Öffnen und Schließen der Torschaltungen mit einem Mindestmaß an Verzögerung bewirkt.

Beim Ankommen des nächsten oder siebenten Impulses an der Schaltstufe I, durch den diese umgeschaltet wird, wie es aus der Zeile gegenüber dem siebenten Signalimpuls in der vorstehenden Tabelle ersichtlich ist, bleiben die Schaltstufen II, III und IV in ihrem ieweils bestehenden Zustand »1«, »1« bzw. »0«.

Der achte Impuls schaltet die erste Stufe I wieder auf den »O«-Zustand zurück, die jedoch nunmehr ihren *5 Impuls über die geöffnete Torschaltung G₂ sowie über den Leiter 23 der Schaltstufe IV zuführt, so daß diese in den »1 «-Zustand umgeschaltet wird. Wenn sich die Schaltstufe IV in ihrem »1 «-Zustand befindet, wird der Eingang zu dem Koinzidenzkreis A über den Leiter 21 a° aufgehoben, so daß sich die Torschaltung G₁ öffnen kann. Somit wird G₂ durch Anlegen eines Signals an den Koinzidenzkreis O über den Leiter 21' geschlossen.

Der neunte Impuls schaltet die erste Stufe wieder auf ihren »!.«-Zustand zurück, wobei die Schaltstufen H, III und IV jeweils in dem »1«-, »1«-, »!.«-Zustand bleiben.

Der zehnte Impuls schaltet die erste Stufe I auf den »O«-Zustand zurück, so daß ein Impuls entsteht, der über G₁ der Schaltstufe II zugeführt wird, die somit auf den »O«-Zustand umschaltet. Das Umschalten der Stufe II in den »O«-Zustand läßt einen die Stufe III in den »O«-Zustand umschaltenden Impuls entstehen, was wiederum einen Ausgangsimpuls entstehen läßt, der der Stufe IV zugeführt wird, die dadurch in den »O«-Zustand umgeschaltet wird. Das Umschalten der Stufe IV in den »O«-Zustand läßt den Ausgangsimpuls aus dem Dekadenzähler entstehen.

Es sei bemerkt, daß jede der die Vorrichtungen G₁ und G₂ enthaltenden und dem Koinzidenzkreisv4 oder O zugeordneten Torschaltungen komplementär betätigt wird, so daß, wenn eine geöffnet ist, die andere geschlossen oder, wenn die eine geschlossen ist, die andere geöffnet ist. Ein Hochleistungsbetrieb wird jedoch erreicht mit Hilfe der Betätigung jeder der Torschaltungen in Auswirkung eines Signals, das aus der unmittelbaren Zufuhr eines Impulses aus der ersten Schaltstufe I in die Schaltstufe, die unmittelbar mit dem Ausgang der Torschaltung G₁ oder G₂ verbunden ist, resultiert. Somit wird, während die Torschaltung G₁ in Auswirkung der aus den Schaltstufen III und IV über die Leiter 19 und 21 zugeführten Signale betätigt wird, die Schließzeit beim Anlegen des »!.«-Ausgangs aus der Schaltstufe II über den Leiter 17, was sich aus dem Zuführen eines Eingangssignals unmittelbar aus der Torschaltung G₁ an den Eingang 7 der Schaltstufe II ergibt, unmittelbar gesteuert. Ein entsprechender Betrieb mit einem Mindestmaß an Verzögerung findet hinsichtlich der Torschaltung G₂ statt, die, obwohl ein Einstellimpuls der »0«- und »!.«-Signale aus den Schaltstufen III und IV über die Leiter 19' und 21' stattfindet, zu der Zeit betätigt wird, da der »!«-Ausgangsimpuls aus der Schaltstufe IV als Ergebnis der Impulszuführung aus der Torschaltung G₂ zum unmittelbaren Betätigen der Schaltstufe IV auftritt. Durch diese Einrichtung wird eine wesentliche Steigerung der Zählgeschwindigkeit erreicht. Diese unterliegt also nicht den Verzögerungen und Einstellerfordernissen der bisher bekannten Zähleinrichtungen dieser Art. Die arteigene, geringe Schaltzeit für die Torschaltung ist auch für andere Arten ähnlicher Kreise und bei anderen Schlüsselfolgen als die vorstehend angegebene bevorzugte Folge zweckmäßig.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform beschränkt. Man kann daran zahlreiche dem Fachmann entsprechend der beabsichtigten Anwendung naheliegende Abänderungen vornehmen, ohne daß man dadurch den Bereich der Erfindung verläßt.

Claims

Patentansprüche:

1. Hochfrequenz-Dekaden-Zähleinrichtung mit drei reihengeschalteten Schaltstufen und einer weiteren Schaltstufe, der die zu zählenden Signale zugeführt werden, sowie mit mindestens einem an die letztere angeschlossenen Gatter, über das die drei reihengeschalteten Schaltstufen ausgelöst werden können, indem das Gatter auf aus einer der drei reihengeschalteten Schaltstufen an es angelegte Ausgangssignale anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das Gatter (G₁ oder G₂) über einen Koinzidenzschaltkreis (A oder O) an die Ausgänge der reihengeschalteten Schaltstufen (II, III, IV) so angeschlossen ist, daß es durch Signale von zwei der hintereinandergeschalteten Schaltstufen (G₁ von III und IV, G₂ von III und IV) betätigt wird, wobei die Betätigungszeit des Gatters unmittelbar durch einen von dem Gatter (G₁ oder G₂) zur Betätigung einer bestimmten (II bzw. IV) der drei reihengeschalteten Schaltstufen (II, III, IV) gelieferten Impuls gesteuert wird.

2. Zähleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein erstes zwischen der weiteren Schaltstufe (I) und der ersten (II) der reihengeschalteten Schaltstufen (II, III, IV) zwischengeschaltetes Gatter (G₁), das sich bei einem Ausgangssignal aus einer der reihengeschalteten Schaltstufen (II, III, IV) schließt, und durch ein zweites zwischen der weiteren Schaltstufe (I) und der letzten (IV) der reihengeschalteten Schaltstufen (II, III, IV) zwischengeschaltetes Gatter (G₂), das sich öffnet, wenn sich das erste Gatter (G₁) schließt, und sich schließt, wenn sich dieses öffnet.

3. Zähleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines (G₁) der Gatter (G₁, G₂) von einem an die reihengeschalteten Schaltstufen (II, III, IV) angeschlossenen »Und«-Kreis (A) gesteuert wird.

4. Zähleinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines (G₂) der Gatter (G₁, G₂) von einem an die reihengeschalteten Schaltstufen (II, III, IV) angeschlossenen »Oder«-Kreis (O) gesteuert wird.

5. Zähleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (7, 15; 23, 15') der Gatter (G₁, G₂) an die reihengeschalteten Schaltstufen (II, III, IV) jeweils an deren komplementären Ausgängen liegen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1066 229, 1100 084.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen