Digitale, elektrische Zählvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Weiterausbildung der Zählvorrichtung nach dem Hauptpatent.
Bei der Zählvorrichtung nach dem Hauptpatent wird die zu zählende Pulsfrequenz während der Zählzeit t', die um die Laufzeiten t der Schaltglieder gegenüber der Taktzeit t verschoben ist, an die Zählkette angelegt.
Beispielsweise sollen auf die Zählzeit t' 9,5 Perioden der zu zählenden Pulsfrequenz fallen. Je nachdem, ob die Anschaltung der Zählkette unmittelbar nach dem letzten noch nicht gezählten Impuls oder unmittelbar vor dem ersten gezählten Impuls erfolgt, werden 9 oder 10 Impulse gezählt werden. Unter der Annahme, dass bei 10 gezählten Impulsen bereits eine Einspeicherung in die höchstwertige Dekade erfolgt, wird also jetzt der Zählvorgang beendet und der Wert 10 angezeigt. Wird dagegen der Wert 9 gezählt, so wird die Zählzeit um den Faktor 10 vergrössert und jetzt 9,5 oder 9,6 gezählt. Die vorliegende Erfindung setzt sich nun zur Aufgabe, die sich hieraus ergebende Ungenauigkeit der Zählung zu eliminieren.
Die erfindungsgemässe Zählvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Vergleichsschaltung vorhanden ist, in welcher die zu zählende Impulsfrequenz mit einer weiteren Frequenz verglichen wird, und dass Mittel vorhanden sind, welche die Anschaltung der zu zählenden Impulsfrequenz an die Zählkette in Abhängigkeit des Resultates des Vergleiches in der Vergleichsschaltung steuern.
Die vorliegende Erfindung soll nun anhand der Figuren eingehend beschrieben werden. Es zeigt hierbei:
Fig. 1 ein Zeitdiagramm, das die Abhängigkeit des gezählten Wertes von dem Einsatzpunkt der Zählperiode zeigt;
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Anordnung.
In den Figuren wurden, soweit möglich, die Bezugszeichen der Fig. 1 des Hauptpatentes übernommen.
Fig. 1 der vorliegenden Anmeldung zeigt nun, wie bereits in der Einleitung ausgeführt, dass sich abhängig vom Einsatzpunkt der Zählung in bezug auf die zu zählende Pulsfrequenz unterschiedliche Zählwerte ergeben können. a sei hierbei die aus einer Normalfrequenz abgeleitete Taktzeitfolge, mit der die Zähldauer bestimmenden Taktzeit t. b sei die Zählzeitfolge, deren Zählzeit t' durch die Laufzeiten der verwendeten Glieder um den Betrag At gegenüber der Taktzeit t zeitlich verschoben ist. c sei die zu zählende Pulsfolge, wobei der Einsatzpunkt eines Impulses dieser Pulsfolge, wie unter d, e und f dargestellt, gegenüber dem Einsatzpunkt der Taktzeit t verschoben ist bzw. in f mit diesem zusammenfällt.
Wie bereits bei dem in der Einleitung geschilderten Beispiel, entfallen auch hier auf die Taktzeit t 9,5 Perioden der zu zählenden Pulsfolge c. Beginnt der Einsatz der Taktzeit t kurz nach einem nicht mehr gezählten Impuls (Beispiel d), so fallen neun Impulse der zu zählenden Pulsfolge c in die Zählzeit t'. Beginnt dagegen der Einsatz der Zählzeit t' kurz vor einem Impuls der zu zählenden Impulsfolge c, so wird er mitgezählt und es fallen 10 Impulse dieser Folge c in die Zählzeit t'. Dieses kann nun erfindungsgemäss dadurch verhindert werden, dass die Zählung erst freigegeben wird, also die zu zählende Pulsfrequenz c an die Zählkette angeschaltet wird, wenn der Einsatzpunkt eines Impuls es der Pulsfolge c mit dem Einsatzpunkt der Taktzeit t übereinstimmt (Beispiel f).
Wählt man nun die Laufzeit t der Schalteinrichtungen bzw. die Breite der Impulse der Pulsfolge c so, dass At etwas grösser oder gleich ist als die Breite eines Impuls es der Folge c, so wird dieser erste Impuls nicht mitgezählt. Das Zählresultat stimmt so mit dem wirklichen Wert überein, so dass, wenn der am Schluss der Zählzeit t' gezählte Wert 9 beträgt, die Zählzeit um den Faktor 10 verlängert wird und so der Betrag des nächsten Dezimalbruchteiles bestimmt wird, während sonst durch fälschliche Zählung der 10 eine Einspeicherung in die höchstwertige Dekade erfolgt und dadurch die Zählung beendet worden wäre.
Fig. 2 zeigt nun eine Realisations möglichkeit gemäss der Erfindung für eine Impulszählanordnung. 4 ist entsprechend der Fig. 1 eine bistabile Schaltstufe, durch deren Ausgangssignal eine als Torschaltung dienende UND-Schaltung 5 gesteuert wird, so dass die Impulse der Pulsfolge c an die Zählkette 8gelangen können, wenn an den anderen Eingang der UND-Schaltung 5 vom Ausgang der bistabilen Schaltstufe 4 ein Potential angelegt wird. 10 ist die Ziffernanzeigeeinrichtung. Die zu zählende Pulsfolge c liegt ausser an dem einen Eingang der UND-Schaltung 5 auch noch an einem Eingang einer zweiten UND-Schaltung 13, deren Eingänge dynamisch sind, also nur auf Potentialänderungen und hier nur auf Anderungen vom O nach 1 ansprechen. An dem zweiten Eingang dieser UND-Schaltung 13 liegt die Taktzeitfolge a an.
Die UND-Schaltung 13 gibt an ihrem Ausgang also nur ein Signal, und zwar einen Nadelimpuls ab, wenn Vorderflanke eines Impulses der Folge c und Vorderflanke des Zeittaktes a zusammenfallen. Durch diesen Nadelimpuls schaltet die bistabile Schaltstufe 4 und gibt an ihrem Ausgang ein Potential ab, das die UND-Schaltung 5 für die Pulse der Folge c entsperrt. Die bistabile Schaltstufe 4 weist einen zweiten Eingang auf, über den sie wieder in die Ruhestellung zurückgestellt werden kann. Dieser Eingang ist als dynamischer Eingang ausgebildet, d. h. er spricht nur auf Potentialänderungen und zwar hier von 1 auf 0, an. An ihm ist die Zeittaktfolge a angelegt, so dass die bistabile Schaltstufe jeweils am Ende des Zeittaktes t in Ruhe zurückgestellt wird.
Durch Zeitkonstanten enthaltende Glieder kann der bistabilen Schaltstufe 4 eine solche Ansprechund Abschaltverzögerung gegeben werden, dass die hierdurch verursachte Verzögerungszeit At den vorher erläuterten Bedingungen genügt.
Eine Variante der beschriebenen Anordnung sieht nun vor, dass nicht durch Zählung der Normalfrequenz in der Zeitzählkette laufend Zeittakte geliefert werden, deren Einsatzpunkte dann mittels der Umschaltung 13 auf Koinzidenz mit den Einsatzpunkten der Impulse der zu zählenden Pulsfolge geprüft werden, vielmehr werden bereits die Einsatzpunkte der Impulse der als Normalfrequenz dienenden Pulsfolge mit denen der zu zählenden Pulsfolge auf Koinzidenz in der UND-Schaltung 13 verglichen. Bei vorliegender Koinzidenz wird dann mittels der UND-Schaltung 5 die Zählkette 8 für die Zählung freigegeben, ebenso erfolgt durch den bei Koinzidenz am Ausgang der UND-Schaltung 13 abgegebenen Nadelimpuls eine Freigabe der Zeitzählkette zur Ableitung des Zeittaktes. Abweichend von der Fig.
2 liegt also an dem einen Eingang der UND-Schaltung 13 nicht der Zeittakt a, sondern die Normalfrequenz, während an den Ausgang dieser UND-Schaltung zusätzlich eine nicht dargestellte Schaltstufe angeschlossen ist, die die Zeitzählkette freigibt. Diese Variante hat den Vorteil, dass die Wahrscheinlichkeit für eine Koinzidenz der Normalfrequenzimpulse mit den Zählimpulsen erheblich grösser ist als die der Zeittaktimpulse mit den Zählimpulsen, der Einsatz der Zählung wird also hier früher erfolgen.
Beträgt die Wiederholungszeit der Impulse der Pulsfolge c einen ganzzahligen Teil- der Taktzeit t und weichen die Einsatzzeiten voneinander ab, so tritt nie Koinzidenz der UND-Schaltung auf und eine Zählung kann nicht erfolgen. Weicht die Wiederholungszeit der Impulse der Pulsfolge c nur sehr wenig von einem ganzzahligen Bruchteil der Taktzeit t ab, so kann es unzumutbar lange dauern, bis einmal Koinzidenz auftritt und der Zählvorgang eingeleitet wird. Aus diesem Grunde ist eine nicht dargestellte Zeitschaltung vorgesehen, die dann nach einer vorgegebenen Zeit ohne Koinzidenz bei Beginn des Zeittaktes t ein Durchschalten der bistabilen Schaltstufe 4 freigibt. Bei Bedarf kann dabei auf der Ziffernanzeige signalisiert werden, ob die Zählung mit oder ohne Koinzidenz erfolgt ist.