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DE3211058A1 - Pulse-counting method which saves storage space, and circuit arrangement for carrying out the method - Google Patents

Pulse-counting method which saves storage space, and circuit arrangement for carrying out the method

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Publication number
DE3211058A1
DE3211058A1 DE19823211058 DE3211058A DE3211058A1 DE 3211058 A1 DE3211058 A1 DE 3211058A1 DE 19823211058 DE19823211058 DE 19823211058 DE 3211058 A DE3211058 A DE 3211058A DE 3211058 A1 DE3211058 A1 DE 3211058A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
counter
divider
counting
pulse
pulse train
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19823211058
Other languages
German (de)
Inventor
Klaus 7552 Durmersheim Knoll
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to DE19823211058 priority Critical patent/DE3211058A1/en
Publication of DE3211058A1 publication Critical patent/DE3211058A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K21/00Details of pulse counters or frequency dividers
    • H03K21/02Input circuits

Landscapes

  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

A pulse-counting method which saves storage space, in which, after a number a<k> of generator pulses have been input, further pulses are divided down in a counter by connecting to its input a controllable pulse sequence divider with the divider a<pn> variable in n and are thus counted in bursts, the factor n of the exponent of the divider being incremented by one after in each case a<k>-a<k-p> bursts: a<p(n+1)>. The invention is used in logic analysers. <IMAGE>

Description

Speicherplatzsparendes Impulszählverfahren und Schal-Memory-saving pulse counting method and switching

tungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein speicherplatzsparendes Impulszählverfahren und eine Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens.processing arrangement for performing the method The invention relates to a memory-saving pulse counting method and a circuit arrangement for Exercise of the procedure.

Müssen physikalische Größen, wie etwa Zeit oder Weg, numerisch registriert werden, so hängt die Breite (Bitwortlänge) eines den Zahlenwert aufnehmenden Mediums von der Quantität der physikalischen Größe, also seiner Meßzahl, ab. So muß z. B. bei einem mechanischen Zählwerk mit einer Verzehnfachung des aufzunehmenden Wertes die Zählerbreite um eine Stelle erweitert werden. Für einen Binärzähler bedeutet bereits eine Verdoppelung des aufzunehmenden Zahlenwertes eine Vermehrung der Stellenzahl um eine Steile. Lin binärcodierter Dezimalzähler (BCD) muß für eine Verzehnfachung seiner Kapazität um vier Stellen vergrößert werden.Physical quantities, such as time or distance, have to be registered numerically then depends on the width (bit word length) of a medium containing the numerical value on the quantity of the physical quantity, i.e. its measurement number. So must z. B. with a mechanical counter with a tenfold increase in the value to be recorded the meter width can be extended by one digit. For a binary counter means a doubling of the numerical value to be recorded increases the number of digits by a steep. Lin binary coded decimal counter (BCD) must be used for tenfold its capacity can be increased by four digits.

Müssen mit einem Medium abwechselnd kleine und dann wieder sehr große Werte aufgenommen werden, so ist die Breite des aufnehmenden Mediums für den Maximalwert der zu speichernden Größe auszulegen. Als Aufnahmemedien kommen Zähler, Register, Schreib-Lesespeicher und dergleichen in Frage. Insbesondere für solche großen Werte, die in binärer Form aufgenommen werden sollen, können enorme Breiten oder Bitwortlängen notwendig werden. Diese große Breite wird jedoch nicht ausgenutzt, wenn zwischendurch oder in cler Mehrzahl nur kleine oder kleinste FIeßwerte enfa11erl.Have to alternate small and then very large with a medium Values are recorded, the width of the recording medium is for the maximum value the size to be saved. The recording media are counters, registers, Read / write memory and the like in question. Especially for such great values that are to be recorded in binary form can be enormous widths or bit word lengths become necessary. However, this large width is not used when in between or in the majority only small or very small measured values are required.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Zähler zu schaffen, der zwar extrem große Werte mit ausreichender Genauigkeit aufnehmen kann, jedoch bei kleinen Speicherwerten keinen verschwenderischen Uberschuß an Kapazität aufweist.The object of the invention is to provide a counter to create, which can record extremely large values with sufficient accuracy can, but with small storage values not a wasteful excess of capacity having.

Gemäß der Erfindung besteht die Lösung der Aufgabe darin, daß in einem Zähler nach Einlaufen einer Anzahl ak Generatorimpulse weitere Impulse durch Vorschalten eines steuerbaren Impulsfolge-Untersetzers mit dem in n veränderlichen Teiler aPn untersetzt und dadurch bündelweise gezählt werden, wobei nach jeweils ak - akP Bündeln der Faktor n des Exponenten des Teilers um Eins vergrößert wird aP(n+1) Im folgenden wird ein Zählbereichsabschnitt, innerhalb dessen die Generatorimpulsfolge jeweils mit einem gleichbleibenden Teiler geteilt wird, Teilerbereich genannt.According to the invention, the object is that in one Counter after a number of ak generator impulses have arrived, additional impulses by upstream connection a controllable pulse train scaler with the n variable divider aPn stocky and thus counted in bundles, whereby after each ak - akP bundles the factor n of the exponent of the divider is increased by one aP (n + 1) In the following becomes a counting range section, within which the generator pulse train in each case is divided with a constant divisor, called the divider range.

Jeder dieser Teilerbereiche enthält eine gleiche Anzahl von Bündeln, wobei die Anzahl aPn der zu einem Bündel zusammengefaßten Generatorimpulse von Teilerbereich zu Teilerbereich immer größer wird. In jedem Teilerbereich entspricht demnach die Anzahl der zu Bündeln zusammengefaßten Generatorimpulse, der Bündelinhalt, dem in diesem Teilerbereich angewendeten Teiler. n kann als die fortschreitende Zahl der Teilerbereiche betrachtet werden.Each of these divider areas contains an equal number of bundles, where the number aPn of the generator pulses combined into a bundle from the divider range to divider range is getting bigger. In each divider range, the corresponds to Number of generator pulses combined into bundles, the bundle content, the in applied to this divider range. n can be used as the progressive number of Divider areas are considered.

Die gleichbleibende Anzahl der auf jeden abgeschlossenen Teilerbereich entfallenden Bündel ergibt sich aus der Anzahl der innerhalb eines abgeschlossenen Teilerbereiches verarbeiteten Generatorimpulse, dividiert durch die Anzahl der innerhalb des gleichen abgeschlossenen Teilertereiches auf ein Bündel entfallenden Generatorimpule, j It sich in der Gleichung ausdrUcken.The constant number of bundles allotted to each closed divider range results from the number of generator pulses processed within a closed divider range, divided by the number of generator pulses allotted to a bundle within the same closed divider range, j It is in the equation print.

Aus dem Umstand, daß im Zähler innerhalb der Teilerbereiche nur vollständige Bündel gezählt werden, ergibt sich eine Unsicherheit für jede mit nicht abgeschlossenem Teilerbereich beendete Zählung. Es können sozusagen im Impulsfolge-Untersetzer bis zu einem Bündel weniger einem Impuls Generatorimpulse stecken, die im Zähler nicht mehr erscheinen werden. Dies ist der größtmögliche absolute Fehler. Der eine Generatorimpuls wird im folgenden vernachlässigt, so daß als größter absoluter Fehler jeweils ein vollständiges Bündel betrachtet wird.From the fact that in the counter within the divider ranges only complete Bundles are counted, there is an uncertainty for each with an incomplete Divider range finished counting. It can, so to speak, in the pulse train coaster up to stuck to a bundle less one pulse generator pulses that are not in the meter more will appear. This is the greatest possible absolute error. The one generator pulse is neglected in the following, so that the largest absolute error in each case is a complete bundle is considered.

Ein maximaler relativer Fehler ist jeweils zu Beginn eines neuen Teilerbereiches möglich, weil dort der größtmögliche absolute Fehler (Bündel) zu dem beim zuletzt abgeschlossenen Teilerbereich vorliegenden Zählerinhalt ins Verhältnis gesetzt werden muß. Bei einer innerhalb eines angebrochenen Teilerbereiches schon weiter fortgeschrittenen Zählung, während der also schon mindestens ein Bündel gezählt wurde, wird der relative Fehler naturgemäß kleiner, weil er auf einen größeren Zählerinhalt zu beziehen ist. Formelmäßig ergibt sich für den maximalen relativen Fehler: genauer, Demnach ist der maximale relative Fehler über den gesamten Zählbereich des Zählers konstant, weil er unter Vernachlässigung eines Impulses pro Bündel unabhängig von n ist.A maximum relative error is possible at the beginning of a new divider range, because there the largest possible absolute error (bundle) must be set in relation to the counter content present in the divider range that was closed last. In the case of a count that is already further advanced within a partial range, during which at least one bundle has already been counted, the relative error naturally becomes smaller because it relates to a larger counter content. In terms of formulas, the maximum relative error results: more accurate, Accordingly, the maximum relative error is constant over the entire counting range of the counter because it is independent of n if one pulse per bundle is neglected.

Wegen der einfachen Verwirklichung der Impuls-Untersetzung und Zählung mit binären Elementen und bei Würdigung der Fehlerbetrachtung, wonach dieser mit p exponentiell wächst und mit k exponentiel1 abnimmt, enpfiehit es sich, für a 2, für p ebenfalls 2 und für k 10 einsetzen. Mit diesen Zahlenwerten ergibt sich ein maximaler relativer Fehler von: 2-8 = 0,0039 # 4 # Dieser maximale relative Fehler, mit dem ein praktisches Beispiel für das vorliegende Zählverfahren behaftet ist, macht dieses für viele Anwendungszwecke genügend genau.Because of the simple implementation of pulse reduction and counting with binary elements and when considering the error, according to which this with p grows exponentially and decreases exponentially with k, it is important for a 2, substitute 2 for p and 10 for k. With these numerical values the result is a maximum relative error of: 2-8 = 0.0039 # 4 # This maximum relative error, with which a practical example of the present counting method is afflicted, makes this sufficiently accurate for many purposes.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gestattet, mit einem 13 Bit breiten Zähler Zahlen von 1 bis 5 . 108 aufzunehmen.One embodiment of the invention allows using a 13 bit wide counter numbers from 1 to 5. 108 to be included.

Zweckmäßig werden zur Anderung der Impulsfolge-Untersetzung Ausgänge des Impulsfolge-Untersetzers von einem an den Zähler angeschlossenen Decoder gesteuert.Outputs are useful for changing the pulse train reduction of the pulse train scaler is controlled by a decoder connected to the counter.

Die Impulsfolge-Untersetzung kann auch dadurch erfolgen, daß der Impulsfolge-Untersetzer von einem zweiten Zähler gesteuert ist, der die Überlaufsignale eines die Anzahl der Bündel innerhalb der Teilerbereiche erfassenden dritten Zählers zählt.The pulse train reduction can also take place in that the pulse train reduction is controlled by a second counter which receives the overflow signals of the number the bundle counts within the third counter which detects the divider areas.

Die Erfindung wird an drei Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail using three figures.

Die Figur 1 stellt eine Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens als Blockschaltbild dar.FIG. 1 shows a circuit arrangement for carrying out the method as a block diagram.

In der Figur 2 sind in vier Zeilen Impulsdiagramme zur Uerdeutlichung der beim vorliegenden Verfahren auftreenden Fehler dargestellt.In FIG. 2 there are four lines of pulse diagrams for clarification the errors occurring in the present procedure are shown.

figur 3 stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, in dem insbesondere t'Jinzelheiten des Decoders erkennbar sind.Figure 3 illustrates an embodiment of the invention in which in particular The details of the decoder are recognizable.

In Figur 1 ist ein Eingang eines steuerbaren Impulsfolge-Untersetzers 1 an einen nicht dargestellten Impulsgenerator angeschlossen. Ausgangssignale des Impulsfolge-Unter seters 1 liegen aw Zähleingang eines Binärzählers 2.In Figure 1 is an input of a controllable pulse train reducer 1 connected to a pulse generator, not shown. Output signals of the Pulse train sub-seters 1 are aw count input of a binary counter 2.

Bitausgänge des Binärzählers 2 sind an einen nicht dargestellten Speicher anschließbar. Die gleichen Bitausgänge liegen an entsprechenden Eingängen eines Decoders 3 und Speichers für vorgegebene Zählerstände. Ausgangssignale des Decoders 3 beaufschlagen Steuereingänge des steuerbaren Impulsfolge-Untersetzers 1. Start/Stopp-Impulse sind an entsprechende Eingänge des Binärzählers 2 und des Decoders 3 anlegbar.Bit outputs of the binary counter 2 are sent to a memory (not shown) connectable. The same bit outputs are at the corresponding inputs of a Decoder 3 and memory for specified counter readings. Output signals from the decoder 3 apply control inputs of the controllable pulse train scaler 1. Start / stop pulses can be applied to the corresponding inputs of the binary counter 2 and the decoder 3.

Bei Beginn einer Zählung werden die Generatorimpulse vom Impulsfolge-Untersetzer nicht beeinflußt und gelangen so direkt in den Binärzähler 2, bis dort eine vorbestimmte Zahl von Impulsen aufgelaufen ist. In einem Ausführungsbeispiel ist diese Zahl mit 21° = 1.024 festgelegt. Diese Zahl wird vom Decoder 3 erkannt, der daraufhin den ersten Teilerbereich des steuerbaren Impulsfolge-Untersetzers mit F einschaltet. Der Teiler wird allgemein nach dem Ausdruck 1 gebildet. Der Teilerbereich wird immer dann pn umgeschaltet, mit anderen Worten, die nächstgrößere Untersetzung gewählt, wenn im Zähler 210 - 21° 2 Impulse eingelaufen sind. Die Zählerstände des Zählers 2, bei denen der Impulsfolge-Untersetzer 1 umgeschaltet werden muß, sind im Decoder 3 vorprogrammiert und werden von ihm erkannt.At the beginning of a count, the generator pulses are sent from the pulse train reducer not influenced and so get directly into the binary counter 2 until there is a predetermined one Number of pulses has accrued. In one embodiment, this number is with 21 ° = 1,024 fixed. This number is recognized by the decoder 3, which then sends the turns on the first divider range of the controllable pulse train reducer with F. The divisor is generally formed according to expression 1. The divider range will always be then pn switched, in other words, the next larger reduction selected, if 2 impulses have arrived in the counter 210 - 21 °. The counter readings of the counter 2, in which the pulse train scaler 1 has to be switched, are in the decoder 3 are preprogrammed and recognized by him.

In der folgenden Tabelle werden die mit einem Zähler von 13 Bit erfaßbaren Impulszahlen dargestellt. In der linken Spalte stehen dabei die Generatorimpulse, in der zweiten Spalte von links ist der jeweils eingestellte Teiler, in der dritten Spalte sind die vom Decoder erkannten Zählerstände in dezimaler Darstellung und in der rechten Spalte die Zählerstände in Binärdarstellunffl dargestellt.In the following table those which can be recorded with a counter of 13 bits are shown Pulse numbers shown. In the left column are the generator pulses, The divisor set is in the second column from the left, and in the third Column are the counter readings recognized by the decoder in decimal representation and in the right column the counter readings are shown in binary representation.

Generator impulse Teiler decodierte decodierte Zähler- Zählerstände stände (dezimal) (binär) 1.024 = 210 1.024 100 0000 0000 22 4.096 = 212 1.792 111 0000 0000 24 16.384 = 214 2.560 1010 0000 0000 26 65.536 = 216 3.328 1101 0000 0000 28 262.144 = 218 4.096 1 0000 0000 0000 210 1.048.576 = 220 4.864 1 0011 0000 0000 212 4.194.304 = 222 5.632 1 0110 0000 0000 214 16.777.216 = 224 6.400 1 1001 0000 0000 216 67.108.864 = 226 7.168 1 1100 0000 0000 218 268.435.456 = 228 7.936 1 1111 0000 0000 220 1.073.741.824 = 230 8.704 10 0010 0000 0000 rs ist zu erkennen, daß der Unterschied der decodierten Zählerstände von Teilerbereich zu Teilerbereich gleichbleibend 768 beträgt.Generator pulses divider decoded decoded counter counts levels (decimal) (binary) 1,024 = 210 1,024 100 0000 0000 22 4,096 = 212 1,792 111 0000 0000 24 16,384 = 214 2,560 1010 0000 0000 26 65,536 = 216 3,328 1101 0000 0000 28 262,144 = 218 4,096 1 0000 0000 0000 210 1,048,576 = 220 4,864 1 0011 0000 0000 212 4,194,304 = 222 5,632 1 0110 0000 0000 214 16,777,216 = 224 6,400 1 1001 0000 0000 216 67.108.864 = 226 7.168 1 1100 0000 0000 218 268.435.456 = 228 7.936 1 1111 0000 0000 220 1.073.741.824 = 230 8.704 10 0010 0000 0000 rs it can be seen that the difference in the decoded meter readings from divider range to divider range remains constant at 768.

Das vorliegende Zählverfahren stellt gewissermaßen eine Kompression von Impulszahlen dar, bei welcher die in der linken Spalte in von 210 bis- 230 fortschreitenden Zweier potenzen angegebenen Generatorimpulse zu den in den bei- den letzten Spalten dezimal und binär aufgeführten komprimierten Zahlenwerten führen.The present counting method represents a kind of compression of pulse numbers in which those in the left column in from 210 to -230 Power of two generator pulses given in the two the the last columns in decimal and binary listed compressed numerical values.

Im folgenden soll die Rückübersetzung oder Expansion der komprimierten Zahlen in die ursprünglichen Werte erörtert werden. Ein Zählerstand S der komprimierten Zahlen stellt eine Summe dar, die aus dem linearen Anteil 1.024 aus n . 768 und aus einem Rest besteht, der kleiner als 768 ist. Dieser Summenaufbau ermöglicht eine eindeutige Expansion von normalerweise abgespeicherten komprimierten Zählerständen. Die technische Realisierung der Expansion ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.In the following the reverse translation or expansion of the compressed Numbers in the original values will be discussed. A count S of the compressed Numbers represents a sum obtained from the linear portion 1,024 of n. 768 and consists of a remainder that is less than 768. This accumulation enables a clear expansion of normally stored compressed meter readings. The technical realization of the expansion is not the subject of the present Invention.

Sie kann, während die Kompression in Echtzeit erfolgt, in mehreren zeitlich nicht besonders beschränkten Schritten erfolgen. Es soll hier nur dargelegt werden, daß diese Schritte eindeutig sind und von entsprechenden Rechenschaltungen ausführbar.It can, while the compression is in real time, in several steps that are not particularly limited in time take place. It is only meant to be set out here that these steps are unambiguous and of appropriate computing circuits executable.

Vom komprimierten Zahlenwert muß zunächst der lineare Anteil von 1.024 subtrahiert werden. Anschließend wird die erhaltene Differenz durch 768 dividiert. Damit läßt sich ein ganzteiliger Anteil n des Quotienten ermitteln: n gibt an, wie oft die Zahl 768 mit einer Zweierpotenz, deren Exponent mit 2 beginnend jeweils um 2 erhöht wirdt multipliziert werden muß. Dies ist der inverse Vorgang zu den zählerstandsabhängigen Generatorimpulsfolge-Untersetzungen. Eine wieder expandierte Zahl ZD setzt sich also zunächst zusammen aus dem linearen Anteil 1.024 und Teilsummen, die jeweils aus den folgenden Produkten bestehen: 768 . 22; 768 2; 768 . 26 .... ,. 768 . 22n Dazu kommt noch eine Restzahl R t 768, die mit der Zweierpotenz 22(n+1) multipliziert wird. Die Restzahl ergibt sich zu: R = S - 1.024 - n . 768 Die Summe für die expandierte Zahl ZD ergibt dann: Es leuchtet ein, daß die Restzahl R nur abgeschlossene Bündel enthält. Generatorimpulse, die in den Impulsfolge-Untersetzer eingelaufen sind und deren Anzahl weniger als ein Bündelinhalt beträgt, gehen beim vorliegenden Verfahren verloren. Wie jedoch die eingangs angestellte Fehlerbetrachtung zeigt, hält sich dieser Fehler in für viele Anwendungsfälle ausreichend engen Grenzen.The linear component of 1,024 must first be subtracted from the compressed numerical value. Then divide the difference by 768. A whole part n of the quotient can thus be determined: n specifies how often the number 768 has to be multiplied by a power of two, the exponent of which is increased by 2 starting with 2. This is the inverse process to the counter-dependent generator pulse train reductions. A re-expanded number ZD is thus initially composed of the linear component 1,024 and partial sums, each of which consists of the following products: 768. 22; 768 2; 768 26 ....,. 768 22n There is also a remainder R t 768, which is multiplied by the power of two 22 (n + 1). The remainder is given by: R = S - 1,024 - n. 768 The sum for the expanded number ZD then results in: It is evident that the remainder R contains only closed bundles. Generator pulses that have entered the pulse train reducer and the number of which is less than the content of a bundle are lost in the present method. However, as the error analysis made at the beginning shows, this error is kept within sufficiently narrow limits for many applications.

In Figur 2 ist in den Zeilen a, b und c die Bndelbildung im letzten abgeschlossenen und in einem nicht abgeschlossenen Teilerbereich dargestellt. Die Zeile d zeigt die vom Zähler gezählten Bündel der beiden Teilerbereiche. In der Zeile a tritt kein Fehler auf, weil im nicht abgeschlossenen Teilerbereich zwei vollendete Bündel vorliegen.In FIG. 2, in lines a, b and c, the bundle formation is in the last closed and shown in a non-closed divider area. the Line d shows the bundles of the two divider ranges counted by the counter. In the Line a does not cause an error because there are two in the incomplete divider area completed bundles are available.

In der Zeile b sind dagegen von einem dritten, nicht vollendeten Bündel drei Generatorimpulse dargestellt, die verlorengehen, wenn nach ihrem Einlauf in den Untersetzer die Zählung abgebrochen wird. In der Zeile c ist der Fehler größer, weil das bis auf zwei Generatorimpulse fast vollendete Bündel verlorengeht. Die in den zeilen a bis c darstellten drei Fälle ffihren bei der Expansion alle drei zum gleichen Restwert R. Die Gene- ratorimpulse der angebrochenen Bündel der Zeilen b und c gehen also bei der komprimierten Zählung verloren und können auch bei einer nachfolgenden Expansion nicht mehr rekonstruiert werden.In line b, on the other hand, there is a third, incomplete bundle three generator pulses are shown, which are lost if after entering the coaster the count is canceled. In line c the error is greater, because the bundle, which is almost complete with the exception of two generator pulses, is lost. the in lines a to c, three cases represent all three of the expansion to the same residual value R. The gen- rator impulses of the opened Bundles of lines b and c are therefore lost in the compressed count and can no longer be reconstructed even in the event of a subsequent expansion.

Der Wert des durch den Verlust von Generatorimpulsen bei einer innerhalb eines unvollendeten Bündels abgebrochenen Zählung entstehenden Fehlers verläuft infolge der Strukturierung des gesamten Zählbereiches in einzelne Teilerbereiche und Bündel in zweifacher Weise periodisch.The value of the loss of generator pulses at an within of an incomplete bundle of aborted counting runs as a result of the structuring of the entire counting area into individual divider areas and bundles periodically in two ways.

Eine große Periode deckt sich mit den Zählbereichen und eine kleine Periode mit den Bündeln. Der maximale Wert des relativen Fehlers innerhalb der großen Periode liegt zu Beginn eines Teilerbereiches. Der maximale Fehler sinkt gegen Ende des Teilerbereiches auf etwa ein Viertel seines ursprünglichen Wertes ab. Innerhalb eines unvollendeten Bündels liegt ein Fehlermaximum am Ende des angebrochenen Bündels.A large period coincides with the counting ranges and a small period Period with the bundles. The maximum value of the relative error within the large Period is at the beginning of a divider range. The maximum error decreases towards the end of the divider range to about a quarter of its original value. Within of an unfinished bundle, there is a maximum error at the end of the opened bundle.

Eine andere Fehlerbetrachtung gilt dem Durchschnittsfehler innerhalb dreier Dekaden der ursprünglichen Anzahl der Generatorimpulse, also der nicht komprimierten Anzahl Z. Pro Dekade wurden 200 werte für Z ausgewählt, derart, daß ist, d. h., daß der einzelne Z-Wert jeweils um etwa 1,16 ?) größer ist als sein Vorgänger. Dadurch ist eine mathematisch relativ gleichmäßige Verteilung gegeben.Another error consideration applies to the average error within three decades of the original number of generator pulses, i.e. the uncompressed number Z. Per decade 200 values were selected for Z, such that is, that is, that the individual Z-value is about 1.16?) larger than its predecessor. This gives a mathematically relatively even distribution.

Es ergab sich damit ein Durchschnittsfehler von: 1,15 0/ovo in der Dekade von 105 ... 104 1,10 0/ovo in der Dekade von 106 ... 107 0,95 0/oo in der Deliade von 108 ... 109 Es bleibt noch zu erwähnen, daß bei einer Summierung von beliebig vielen nach dem vorliegenden Verfahren komprimierten, eventuell gespeicherten und wieder expandierten Impulszahlen, die in einem Bereich von 1 bis 5 . 108 liegen können, der Gesamtfehler nicht größer als der maximale relative Fehler des vorliegenden Zähiverfahrens werden kann: ZGesamt = F1 ' Z1 + F2 . Z2 + F3 Z3 +...+ Fn , Zn, wobei F1...n = Fehlerfaktor (0,996 ... 1,000) ist. Wird für F1 n F gesetzt, so kann die obenstehende Gleichung in folgender Formel geschrieben werden: ZGesamt = F (Z1 + Z2 + Z3 + ..+ Zn) Das bedeutet, daß, selbst wenn für F der maximale Fehler angenommen wird, der Fehler in der Summierung auch nur F beträgt.This resulted in an average error of: 1.15% per ovo in the Decade from 105 ... 104 1.10 0 / ovo in the decade from 106 ... 107 0.95 0 / oo in the Deliad from 108 ... 109 It remains to be mentioned that with one Summation of any number compressed according to the present method, possibly stored and re-expanded pulse numbers that range from 1 to 5. 108, the total error cannot be greater than the maximum relative error of the present counting method can be: ZTotal = F1 'Z1 + F2. Z2 + F3 Z3 + ... + Fn, Zn, where F1 ... n = error factor (0.996 ... 1,000). Is used for F1 n F is set, the above equation can be written in the following formula: ZTotal = F (Z1 + Z2 + Z3 + .. + Zn) That means that even if for F the maximum Error is assumed, the error in the summation is also only F.

In Figur 3 ist der Zähleingang eines 13-Bit-Binärzählers 31 über ein ODER-Gatter 32 mit 11 Eingängen und an diesen Eingängen angeschlossenen 11 UND-Gattern 33 ... 43 mit den Ausgängen eines steuerbaren Impulsfolge-Untersetzers 45 verbunden. tine Eingangsklemme des Frequenzuntersetzers liegt an einem nicht dargestellten Impulsgenerator. Die UND-Gatter weisen jeweils zwei Eingänge auf; einer dieser Eingänge liegt jeweils an entsprechenden Ausgängen des Frequenzuntersetzers. Die zweiten eingänge der UND-Gatter 33 ... 42 sind an Ausgänge von EX-ODER-Gattern 46 ... 54 angeschlossen. Die EX-ODER-Gatter 46 ... 54 weisen jeweils zwei Eingänge auf. Diese Singänge sind an Q-Ausgänge von Flip-Flop-Gliedern 56 ... 65 angeschlossen, uni zwar so, daß jeweils der erste Eingang eines EX-ODER-Gatters an einem vorhergehenden Flip-Flop und der zweite Eingang an einem nachfolgenden Flip-Flop liegt. Setzeingänge der Flip-Flops sind an Ausgänge von NAND-Gattern 68 ... 78 angeschlossen, deren Eingänge mit entsprechenden Bitausgängen des Binärzählers 31 in Verbindung stehen.In FIG. 3, the counting input of a 13-bit binary counter 31 is via a OR gate 32 with 11 inputs and 11 AND gates connected to these inputs 33 ... 43 connected to the outputs of a controllable pulse train reducer 45. tine input terminal of the frequency divider is connected to one not shown Pulse generator. The AND gates each have two inputs; one of these entrances is in each case at the corresponding outputs of the frequency divider. The second inputs of AND gates 33 ... 42 are connected to outputs of EX-OR gates 46 ... 54 connected. The EX-OR gates 46 ... 54 each have two inputs. These Singänge are connected to Q outputs of flip-flop elements 56 ... 65, uni so that in each case the first input of an EX-OR gate a preceding flip-flop and the second input on a subsequent flip-flop lies. Set inputs of the flip-flops are connected to outputs of NAND gates 68 ... 78, their inputs with corresponding bit outputs of the binary counter 31 in connection stand.

Wie aus der letzten Spalte der Tabelle auf Seite 6 ersichtlich ist, unterscheiden sich die binärcodierten Zählerstände nicht in den niedrigsten 8 Bits. Diese müssen folglich auch nicht decodiert werden. Die Eingänge der NAND-Gatter 68 ... 78 sind also nur an die 6 Bits größten Stellenwertes angeschlossen. Die Decodierung beginnt mit den zwei Dreier-NAND-Gattern 68 und 69. Darauf folgen zwei Vierer-NAND-Gatter 70 und 71. Für die Decodierung der übrigen relevanten Zählerstände werden jeweils NAND-Gatter 72 ... 77 mit 5 Eingängen benötigt. Das letzte NAND-Gatter 78, das der Überlauferkennung des Zählers 31 dient, hat 6 Eingänge. Immer wenn einer der zu decodierenden Zählerstände des Zählers 31 erreicht ist und damit die entsprechende NAND-Gatter-Eingangsbedin gung erfüllt ist, wird eines der Flip-Flops 56 ... 65 gesetzt. Wäre z. B. der vierte zu decodierende Zählerstand erreicht, so wären danach die Flip-Flops 56 ... 59 gesetzt. Die Zähltakt-Untersetzung geschieht über die UND-Gatter mit zwei Eingängen 33 ... 43, deren Ausgänge alle auf das ODER-Gatter 32 geschaltet sind. Die Steuerung der UND-Gatter geschieht über die Kettenschaltung aus EX-ODER-Gattern 46 ... 54. Ist noch keiner der zu decodierenden Zählerstände erreicht, also auch noch keines der Flip-Flops gesetzt, dann wird das UND-Gatter 33 wegen seines invertierenden Eingangs die ungeteilte Generatorimpulsfolge weiterschalten. Beim erreichten ersten zu decodierenden Zählerstand ist das Flip-Flop 56 gesetzt. Damit wird das UND-Gatter 33 gesperrt und über das jX-0DF'R-Gatter lE das UfSD-Gntter 34 freigegeben, so daß eine durch derl Teiler 4 geteilte Impulsfolge an den Zähler 31 weitergegeben wird. Beim Erreichen des zweiten zu decodierenden Zählerstandes wird das Flip-Flop 57 gesetzt. Damit wird das EX-ODER-Gatter 46 an seinem Ausgang ein logisches "O"-Signal führen und damit das UND-Gatter 34 sperren. Dafür gibt das EX-ODER-Gatter 47 mit einem logischen "1"-Ausgangssignal das UND-Gatter 35 frei, wodurch die durch 16 geteilte Generatorimpulsfolge zum Zähler gelangt.As can be seen from the last column of the table on page 6, the binary-coded counter readings do not differ in the lowest 8 bits. As a result, these do not have to be decoded. The inputs of the NAND gates 68 ... 78 are only connected to the 6 bits with the greatest significance. The decoding begins with the two three-way NAND gates 68 and 69. This is followed by two four-way NAND gates 70 and 71. For decoding the other relevant counter readings, NAND gate 72 ... 77 with 5 inputs required. The last NAND gate 78 that the Overflow detection of the counter 31 is used, has 6 inputs. Whenever one of the to decoding counter readings of the counter 31 is reached and thus the corresponding NAND gate input condition is met, one of the flip-flops 56 ... 65 set. Z. B. reached the fourth count to be decoded, it would then the flip-flops 56 ... 59 are set. The counting rate is reduced via the AND gate with two inputs 33 ... 43, the outputs of which are all switched to the OR gate 32 are. The AND gates are controlled via the chain circuit made up of EX-OR gates 46 ... 54. If none of the counter readings to be decoded has been reached, so too still none of the flip-flops set, then the AND gate 33 is because of its inverting Switch on the undivided generator pulse sequence at the input. When I reached the first The counter reading to be decoded is set to the flip-flop 56. This becomes the AND gate 33 blocked and the UfSD-Gntter 34 released via the jX-0DF'R gate lE, so that a pulse train divided by the divider 4 to the Counter 31 is passed on. When the second count to be decoded is reached the flip-flop 57 is set. The EX-OR gate 46 is thus on at its output lead logical "O" signal and thus block the AND gate 34. For that there is EX-OR gate 47 with a logical "1" output signal the AND gate 35 free, whereby the generator pulse train divided by 16 reaches the counter.

Es kann immer nur eines der EX-ODER-Gatter an seinem Ausgang logisch "1"-Signal führen und damit eines der UND-Gatter freigeben. Wenn nach der Decodierung von beispielsweise den vier ersten relevanten Zählerständen die Flip-Flops 56 ... 59 gesetzt sind, führt das EX-ODER-Gatter 46 an seinem Ausgang wieder "O"-Signal, ebenso die EX-ODER-Gatter 47 und 48. Dagegen weist das EX-ODER-Gatter 49 an seinem Ausgang wieder logisch "1" auf, während die EX-ODER--Gatter 50 ... 54 noch en Ausgang logisch "O" führen.Only one of the EX-OR gates can be logically connected to its output Carry out a "1" signal and thus enable one of the AND gates. If after decoding of the first four relevant counter readings, for example, the flip-flops 56 ... 59 are set, the EX-OR gate 46 has an "O" signal again at its output, likewise the EX-OR gates 47 and 48. In contrast, the EX-OR gate 49 at its Output back to logic "1", while EX-OR gates 50 ... 54 are still an output lead logically "O".

Allgemein gilt für diese Schaltung, daß, wenn n Flip-Flops gesetzt sind, ein EX-ODEK-Gatter n ein UND-Gatter n+1 freisetzt und damit die entsprechend untersetzte Impulsfolge an den Zähler 31 durchschal-tet. Bei dieser Betrachtungsweise sind die entsprechenden Schaltelemente von links beginnend gezählt. Über eine Start/Stopp-Leitung 80 können Zähler und Flip-Flops zurückgesetzt werden.The general rule for this circuit is that if n flip-flops are set are, an EX-ODEK gate n releases an AND gate n + 1 and thus the corresponding Reduced pulse train to the counter 31 switched through. With this approach the corresponding switching elements are counted starting from the left. Via a start / stop line 80 counters and flip-flops can be reset.

5 Patentansprüche 3 Figuren Leerseite5 claims 3 figures Blank page

Claims (5)

Patentansprüche Speicherplatzsparendes Impulszählverfahren, d a -du r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in einem Zähler nach Einlaufen einer Anzahl a k Generatorimpulse weitere Impulse durch Vorschalten eines steuerbaren Impulsfolge-Untersetzers mit dem in n veränderlichen Teiler apn untersetzt und dadurch bündelweise gezählt werden, wobei nach jeweils ak - ak-p Bündeln der Faktor n des Exponenten des Teilers um Eins vergrößert wird: ap(n+1).Claims Memory-saving pulse counting method, d a -du r c h e k e n n n z e i c h n e t that in a counter after a number has arrived a k generator pulses further pulses by connecting a controllable pulse train reducer stepped down with the divisor apn, which is variable in n, and thus counted in bundles after each ak - ak-p bundles the factor n of the exponent of the divisor is increased by one: ap (n + 1). 2. Zählverfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß Ausgänge des Impulsfolge-Untersetzers (i) von einem an den Zähler (2) angeschlossenen Decodierer (3) gesteuert sind.2. Counting method according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that outputs of the pulse train scaler (i) from one to the counter (2) connected decoder (3) are controlled. 3. Zählverfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Impulsfolge-Untersetzer (1) von einem zweiten Zähler gesteuert ist, der die Uberlaufsignale eines die Anzahl der Bündel innerhalb der Teilerbereiche erfassenden dritten Zählers zählt.3. Counting method according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the pulse train divider (1) is controlled by a second counter which is the overflow signals of the number of bundles within the divider ranges counting third counter. 4. Zählverfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß a = 2, p = 2 und k = 10 gesetzt werden.4. Counting method according to claim 1 or one of the preceding claims, d a d u r c h e k e n n -z e i c h n e t that a = 2, p = 2 and k = 10 are set will. 5. Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß vor den Zähleingang eines Binärzählers (31) ein Impulsfolge-Untersetzer (45) geschaltet ist, dessen einzelne Untersetzungsstufen über nach Maßgabe eines Decoders gesteuerte Torschaltungen (w ... 43) mit einem Zähleingang des Zählers (31) verbunr'en sind, wobei Bitausgänge des Zählers an Eingängen -'es Decoders (68 ... 78) liegen.5. Circuit arrangement for performing the method according to one of the preceding claims, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that before the Counting input of a binary counter (31) connected to a pulse train reducer (45) is, whose individual reduction stages are controlled by a decoder Gate circuits (w ... 43) are connected to a counting input of the counter (31), where bit outputs of the counter are at inputs -'es decoder (68 ... 78).
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2559261A1 (en) * 1975-12-31 1977-07-14 Christian Dipl Ing Nitschke Pulse counter with large counting range - has divider's new dividing factor stored when main counter overflows

Patent Citations (1)

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Non-Patent Citations (1)

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Title
DE-Z: SEL-Nachrichten, 15. Jg., H.3, 1967, S. 116-119 *

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