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Zahlengeber zur Erzeugung von PrUfimpuisreihen Die Erfindung betrifft
einen Zahlengeber zur Erzeugung von Püfimpulsreihen, insbesondere für Fernsprechvermittlungsan
lagen, mit einem astabilen Multivibrator und einer Zähleinrichtung.
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Um impulsgesteuerte Einrichtungen, wie z. B. Wähler und Register in
Fernsprechvermittlungsanlagen, zu prUfen, braucht man Prilfimpuisreihen, die bezüglich
Frequenz und Impuls-Pausen-Verhältnis eng toleriert sind. Die Impulsreihen, die
man durch einen Uber eine Wählscheibe gesteuerten Nummernschalter erhält, erfUllen
diese Bedingungen nicht, denn die entsprechenden Impulse sind untereinander stark
unterschiedlich und verändern sich zusätzlich im Laufe der Betriebszeit.
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Um zuverlässige Impulsreihen zu erhalten ist es bekannt, einen Zahlengeber
einzusetzen, der PrUfimpulse mit definierter anschließender Freiwahlzeit erzeugt.
Dabei wird ein Binärzähler aus Flip-Flop-Schaltungen vor Aussendung der gewünschten
Impulsreihe Uber eine tastengesteuerte Diodenmatrix in die zur gewünschten Impulszahl
komplementäre Zählstellung gebracht. Nach Beginn der Einstellung des Binärzählers
wird ein die Zählimpulse liefernder astabiler Multivibrator über ein Verzögerungsglied
und einen Speicher noch für die Prelldauer der Tastenkontakte gesperrt und dann
freigegeben, wobei seine Impulse den Binärzähler bis zum Erreichen der Grundstellung
weiterstellen. Während der astabile Multivibrator Impulse aussendet, sind Uber den
Speicher und das Verzögerungsglied die Zählereingänge von der Diodenmatrix abgetrennt,
so daß eine weitere Tastung unwirksam bleibt. Wenn der Binärzähler wieder in seiner
Grundstellung
ist, wird der astabile Multivibrator gesperrt und
der Speicher noch Uber eine monostabile Kippstufe mit einer Standzeit von der Dauer
der Freiwahlzeit in der Lage gehalten, in der er den astabilen Multivibrator weiterhin
sperrt (DT-AS 1 255 729). Bei diesem Zahlengeber ist es also nötig, die Freiwahlzeit
durch eine monostabile Kippstufe gesondert zu erzeugen. Ein weiterer Nachteil besteht
darin, daß eine aufwendige Tastenanordnung mit Diodenmatrix erforderlich ist, und
ferner muß bei der Einstellung der gewUnschten Impulsreihen ständig beachtet werden,
ob die Aussendung der vorhergehenden Impulsreihe abgeschlossen ist, da sonst eine
Impulsreihe ausgelassen wird, was zu Fehleinstellungen der zu prüfenden Einrichtungen
führt, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bildung der Freiwahlzeit zu
vereinfachen und gleichzeitig Fehler durch ausgelassene Impulsreihen zu vermeiden.
Dabei sollen die Vorteile elektronisch erzeugter Impulsreihen, wie Genauigkeit,
Wiederholbarkeit und Einstellbarkeit, gewahrt bleiben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gewünschte
Impulszahl mittels eines Nummernschalters gewählt wird, dessen Impulse nacheinander
die Zähleinrichtung beaufschlagen, und die Zkhleinrichtung ab einer definierten
Zählerstellung den astabilen Multivibrator einschaltet, dessen Impulse durch ein
Schaltglied ausgesendet und ferner zur Zähleinrichtung zurUckgefUhrt werden, woraufhin
bei Gleichheit der Anzahl der vom Nummernschalter und der vom astabilen Multivibrator
abgegebenen Impulse die Zähleinrichtung den astabilen Multivibrator abschaltet.
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Als Zähleinrichtung kommen zwei Binärzähler mit angeschlossener Vergleicherstufe
in Frage, die bei Übereinstimmung der beiden Zählerstände beide Zähler zurUckstellt
und gleichzeitig den astabilen Multivibrator abschaltet. Dieser Aufwand wird nach
einer Weiterbildung der Erfindung dadurch umgangen,
daß als Zähleinrichtung
ein Digitalvertspeicher eingesetzt ist, in, den Impulse in der Anzahl der vom Nummernschalter
-gelieferten Impulse eingespeichert und aus dem Impulses der vom astabilen llultivibrator
gelieferten Anzahl ausgespeichert werden.
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Ais Digitalwertspeicher läßt sich z. B. ein Kondensator-Speicher einsetzen,
der von Impulsen definierter Fläche geladen und entladen wird. Eine besonders einfache
Ausführung der Zähleinrichtung wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch
erreicht, daß als Zähleinrichtung ein bezugleich der Zählrichtung umkehrbarer Binärzähler
eingesetzt ist, der von den vom Nummernschalter gelieferten Impulsen in die eine
Zählrichtung (z. B. Vorwärts) und von den vom astabilen Multivibrator abgegebenen
Impulsen in die andere Zählrichtung (z. B. Rückwärts) umsteuerbar ist.
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Der astabile Multivibrator liefert Impulse, die zu den vom Nummernschalter
abgegebenen Impulsen asynchron liegen. Eine bei Nummernschaltern sehr langer Ablaufzeit
dadurch bewirkte Störung, daß die Multivibrator-Impulse, die kürzer als die Nummernschalter-Impulse
sein können, letztere einholen, läßt sich nach einer Weiterbildung der Erfindung
dadurch verhindern, daß zwischen dem Ausgang der Zähleinrichtung und dem Einschalteingang
des astabilen Multivibrators ein Verzögeriigsglied vorgesehen ist, das eine Einschaltverzögerung
bewirkt.
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Um unterschiedlichen Prüfbedingungen gerecht zu werden, ist gemäß
einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Periodendauer der vom astabilen
Multivibrator abgegebenen Impulse zwischen verschiedenen Werten umschaltbar ist.
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Wenn die Periodendauer der 1ultivibrator-Ir:ipulse groß ist, ist die
Gefahr, daß die Multivibrator-Impulse die Nummernschalter-Impulse einholen, natürlich
geringer als bei einer kleinen Periodendauer. Andererseits würden in diesem Fall
aufgrund der Einschaltverzögerung des astabilen Nultivibrators dessen Impulse unnötig
weit in die vom Nummernschalter gelieferte Preiwahlzeit hineinreichen. Dies wird
nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch verhindert, daß gleichzeitig mit
der Periodendauer der vom astabilen Multivibrator abgegebenen Impulse die Verzögerungszeit
des Verzögerungsglieds zwischen verschiedenen Werten umschaltbar ist.
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Für Prüfungen unter verschiedenen Bedingungen sieht eine Weiterbildung
der Erfindung vor, daß das Irnpuls-Pausen-Verhältnis der vom astabilen Multivibrator
abgegebenen Impulse zwischen verschiedenen Werten umschaltbar ist.
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Um Fehler durch Prellungen der Nummernschalter-iContakte zu unterbinden,
ist in einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß zwischen dem
Nummernschalter und der Zähleinrichtung eine Entprellstufe bekannter Bauart vorgesehen
ist.
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Damit die Dauer der der Zählvorrichtung zugeführten Impulse vom Nummernschalter
und vom astabilen Multivibrator unabhängig ist und die Impulse relativ zueinander
die richtige Dauer erhalten, ist eine Weiterbildung der Erfindung gekennzeichnet
durch Differenzierglieder, die die der Zähleinrichtung zugeführten Impulse differenzieren.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß die Prürimpulsreihen in gewohnter Weise Uber eine Wählscheibe abgerufen werden
können, wobei der Nummernschalter sowohl die Anzahl der Impulse bestimmt
als
auch die erforderliche Freiwahlzeit erzeugt und ferner von selbst verhindert, daß
eine zweite Impulsreihe abgerufen wird, während die erste noch nicht vollständig
gesendet worden ist. Die Impulsreihen wiederum haben die Genauigkeit und iederholbarkeit
elektronisch erzeugter Impulse.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in der Zeichnung
dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
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Die gewünschte Impulszahl wird mittels eines zehn- oder zwölfteiligen
Nummernschalters 1 gewählt, der beim Rücklauf in bekannter Weise Impulse der gewählten
Anzahl erzeugt. Sie gelangen nacheinander zu einem monostabilen Multivibrator 2,
dessen Eigenzeit größer als die höchste vorkommende Impulsdauer und kleiner als
die kleinste vorkommende Summe aus Impuls und Pausendauer bemessen ist. Der monostabile
Multivibrator 2 erzeugt damit bei jedem Impuls, der ihm vom Nummernschalter 1 zugeführt
wird, einen rechteckförmigen Ausgangsimpuls, der sowohl die Einschalt- als auch
die Ausschaltprellungen des Nummernschalters Uberdeckt.
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Die rechteckrörmigen Impulse werden von einem Differenzierglied 3
differenziert und Uber ein ODER-Tor 5 dem Zähleingang eines reversiblen Binärzählers
8 bekannter Bauart zugefUhrt. Dieser erhält gleichzeitig an seinem Eingang v fUr
Vorwärtszählung einen ebenfalls durch Differenzieren mittels eines Differenzierglieds
4 aus dem Ausgangsimpuls des monostabilen Multivibrators abgeleiteten Impuls, durch
den er auf Vorwärts zählung geschaltet wird. In beiden Fällen wird von den dlfrerenzierten
Impulsen nur ein Impuls, und zwar entweder der aus der Vorderflanke oder der aus
der RUckflanke des rechteckförmigen Impulses abgeleitete Impuls wirksam. Die Zeitkonstante
des Differenzierglieds 4 ist länger als die des Differenzierglieds 3, damit der
Uber das ODER-Tor 5 zur Zählung anstehende Impuls sicher verarbeitet werden kann.
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Der reversible Binärzähler 8 besteht in Ublicher Weise aus Flip-Flop-StuSen
mit Eingangstorschaltungen; vorzugsweise werden dafür J-K-Flip-Flops eingesetzt.
Beim Einschalten der Stromversorgung werden die einzelnen Zählerstufen Uber eine
nicht gezeigte Leitung zurUckgestellt, so daß der Zähler vor Eintreffen des ersten
Impulses vom Nummernschalter 1 die Stellung 0 hat.
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Wenn der erste Impuls den Zähler 8 in Stellung 1 gebracht hat, gelangt
Uber das mit den Ausgängen der einzelnen Zählerstufen verbundene ODER-Tor 9 ein
Signal zum Verzögerungsglied 10, das dieses it der ihm eigenen Verzögerungszeit
zu einem ODER-Tor 11 weitergibt. Nach Ablauf der Verzögerungszeit wird Uber das
ODER-Tor 11 ein astabiler Multivibrator 12 eingeschaltet und erzeugt die PrUfimpulse,
die von einem Schaltglied 13, z. B. einem elektronischen Schalter oder einem Relais
mit Quecksilberkontakten, ausgesendet werden.
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Die Impulse des astabilen Multivibrators gelangen außerdem Uber ein
Differenzierglied 6 und das ODER-Tor 5 zum Zähleingang des reversiblen Binärzählers
8 und Uber ein Differenzierglied 7 mit etwas größerer Zeitkonstante zum Eingang
r fUr RUckwärtszShlung. Auch hier sind entweder nur die aus den Vorderflanken oder
nur die aus den RUckflanken der Multivibrator-Impulse abgeleiteten Impulse wirksam.
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Während also die Nummernschalter-Impulse den reversiblen Binärzähler
8 in Vorwärtsrichtung beaufschlagen, werden die nach der durch das Verzögerungsglied
10 gegebenen Verzögerungszeit einsetzenden Multivibrator-Impulse rUckwärts gezählt.
Der reversible Binärzähler 8 braucht daher nur eine Zählkapazität zu haben, die
der maximalen Anzahl von Impulsen, die während der Verzögerungszeit vom Nl m ernschalter
1
abgegeben werden können, entspricht. Dies wird später an einem Zahlenbeispiel verdeutlicht.
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Um. Falschzählungen zu vermeiden, muß natürlich sichergestellt sein,
daß ein Impuls vom Nummernschalter 1 nicht gleichzeitig mit einem Impuls vom astabilen
Multivibrator 12 am Zlhleingang eintrifft. Diese Voraussetzung wird durch die Differenzierglieder
3 und 6 erfUllt, da sie aus Impulsen mit einer mittleren Periodendauer von etwa
100 ms Nadelimpulse einer Dauer von wenigen Mikrosekunden ableiten. Die Wahrscheinlichkeit
eines Zusammentreffens zweier Impulse, von denen einer vorwärts und einer rückwärts
gezählt werden muß, liegt daher zwischen 10 4 und 10 5.
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Wenn der astabile Multivibrator 12 so viele Impulse abgegeben hat
wie der Nummernschalter 1, erreicht der Binärzahler 8 wieder die Ausgangsstellung
0. Damit fällt das Ausgangssignal des ODER-Tors 9 fort und gleichzeitig auch das
Ausgangssignal des Verzögerungsglieds 10, da dieses ja nur einschaltverzögernd wirkt.
Ist der astabile Multivibrator 12 jetzt gerade in seiner Impulsphase, so bleibt
er über den unteren Eingang des ODER-Tors 11 noch bis zum Impulsende eingeschaltet
und wird danach abgeschaltet. Ist er dagegen schon in der Pausenphase, wird er sofort
abgeschaltet.
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Über nicht gezeigte Schaltmittel läßt sich sowohl die Periodendauer
als auch das Impuls-Pausen-Verhältnis der Impulse des astabilen Multivibrators 12
umschalten. Dazu werden in üblicher Weise die zeitbestimnienden Widerstände und/oder
Kondensatoren umgeschaltet. In einer praktischen Ausführung sind sechs Umschaltmöglichkeiten
vorgesehen, die folgenden Kombinationen von Periodendauer und Impuls-Pausen-Verhältnis
zugeordnet sind: 80 ms/1,2 : 1;
90 ms/1,8 : 1; 90 ms/1,36 : 1; 100
ms/1,6 : 1; 120 ms/0,8 : 1; 120 ms/2 : 1. In der bei Nummernschaltern üblichen Bezeiclinungsweise,
in der anstelle der meist uneinheitlichen Periodendauer die Ablaufzeit, das ist
die Dauer einer Serie von zehn Impulsen, angegeben wird, bedeutet das, daß vier
Ablaufzeiten von 800 ms, 900 ms, 1000 ms und 1200-ms zur Verfügung stehen, und zwar
mit jeweils unterschiedlichem Impuls-Pausen-Verhältnis.
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Die Ablaufzeit des Nummernschalters 1 kann zwischen 800 und 1200 ms
liegen. Damit die Impulse des astabilen Multivibrators 12 bei Einstellung der kürzesten
Ablaufzeit von 800 ms die Impulse des Nummernschalters 1 auch dann nicht einholen,.
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wenn dieser die längste Ablaufzeit von 1200 ms hat, beträgt die entsprechende
Verzögerungszeit des Verzögerungsglieds 10 400 bis 500 ms. In dieser Zeit können
vom Nummernschalter 1 bei der oben angenommenen Ablaufzeit von 1200 ms drei bis
vier Impulse in den reversiblen Binärzähler 8 einlaufen, bevor der erste Impuls
vom astabilen Multivibrator eintrifft. Hat der Nummernschalter 1 eine kurze Ablaufzeit
von 800 ms, können es sogar fünf bis sechs Impulse sein.
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Der reversible Binärzähler 8 ist demgemäß auf eine Zählkapazität von
Acht ausgelegt, das heißt, er besteht aus drei Flip-Flop-Stufen.
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Bei Einstellung.des astabilen Multivibrators 12 auf eine längere Ablaufzeit
von z. B. 900 ms ist nur eine Verzögerungszeit von 300 bis 400 ms erforderlich,
um auch bei der längsten Ablaufzeit des Nummernschalters 1 keine Störungen befürchten
zu müssen; bei einer Einstellung auf 1000 ms gezügen 200 bis 300 ms Verzögerungszeit,
und bei der Eins tellung auf 1200 ms sind gar nur noch ca. 50 ms Verzögerungszeit
erforderlich. Auf die genannten kUrzeren Verzögerungszeiten wird das Verzögerungsglied
10 durch den gleichen
Schalter urngeschaltet, mit dem die Ablaufzeit
des astabilen Multivibrators 12 verändert wird. Dadurch liegt der letzte Multivibrator-Impuls
in jedem Fall auch bei der kürzesten Ablaufzeit des Nummernschalters 1 von ca. 800
.ms höchstens 400 bis 500 ms hinter dem letzten Nummernschalter-Impuls.
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Diese Zeit wie auch die anschließende Freiwahlzeit sind durch die
für den Aufzug der Wählscheibe des Nummernschalters 1 fUr die Wahl der nächsten
Impulsserie benötigte Zeit mit Sicherheit vorhanden.