Кольцевой счетчик импульсов

 

г1-11-424И4

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Зависимое от авт. свпдетсльства (22) Заявлено 16.08.56 (21) 556261 26-9 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 15.04.74. Бюллетень ¹ 14

Дата опубликования описания 13.09.74 (51) М. Кл, Н 03k 23 18

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР оа делам изобретений и открытий (53) УДК 621.374.32 (088.8) (72) Лвтор изобретения

Л. Н. Кораблев (71) Заявитель (54) КОЛЬЦЕВОЙ СЧ ЕТЧ И К ИМПУЛЬСОВ

В вычислительной технике и электронике известны кольцевые счетчики импульсов на ионных лампах с холодным катодом, соединенным с шиной питания резистором, шунтироваппым конденсатором. В известных счетчиках сигнал с катода подается на сетку. следующей лампы и в конденсаторно-резисторной интегрирующей цепи суммируется с входным сигналом. При этом разброс отпирающего сеточного напряжения зажигания ламп суммируется с разбросом их выходного и входного сигналов. Поэтому такие счетчики и регистры недостаточно надежны. Они имеют ограниченное быстродействие и большое время восстановления, потребляют относительно много энергии, требуют сложного формирователя входных сигналов, имеющих критичную амплитуду.

Целью изобретения является устранение названных недостатков и создание надежных и более быстродействующих кольцевых счетчиков импульсов, допускающих создание на их основе цепных и реверсивных счетчиков, экономичных и автоматизированных счетных приборов, распределителей, коммутаторов, регистров и преобразователей числа импульсов в напряжение.

Согласно изобретению для увеличения надежности и быстродействия сетки ионных ламп с холодным катодом соединены с источником импульсов днодно-резисторным кл1очом, управляемым сигналом с предыдущей лампы устройства; для уменьшения времени восстановления аноды ламп через диод и дополнптельньш резистор присоединены к дополнительному источнику напряжения; для уменьшения потребляемой энергии лампы счстчш а включены в качестве нагрузки входного усилительного каскада.

1О Для осуществления автоматизации измерений к выходам последую1цих декад многоразрядного счетчика с помощью переключателя подключен вход дополнительной ионной лампы, к которой подключен соленоид, связан15 ый с пусковой кнопкой секундомера и с отключающими вход контактами.

Для получения напряжения, пропорционального числу сосчитанных импульсов, каскады счетчика присоединены каждый к от20 дельному отводу цепочки последовательно соединенных резисторов, присоединенной одним концом к источнику питания.

1-!а фпг. 1 — 7 изображены IIapIIa» электри1ескпх схем ряда предложенных устройств.

25 В этик схемах ионные лампы,7 с колодным катодо I соединены катодом с отрицательной шиной питания резисторами У2,; и кондснсаторамп С„. Сетки соединены рсз11сторамп Л, с II0, 1o IIITe." b1 0É шиной ппта1ощE о нап!зяжс30 нпя. Если это напряжение превышает сеточн 0 е н я и р я >к е н 3(e з а и< и Г а и и я, т 0 В 0 3 н и к я е т подготовительный сеточ.ibllf ток. 0((уменьшает инерционность срябатывяни5! Ламп и увеличивает чувствитсльност;> ламп во много р H 0 E . H B! I p 5I i!< C I I (i С. ЭТО 0 0 С с и С Ч Hваст Взапмозаменясмость ламп, большой заН2с надежности и возможность ((остросния сложHых мнОГОламHOВых !Iопныx ) cтройст13> так как предотвращает случ<11(ное затухание сигналов в них.

С источником Входпы импульсов сетки ламп соедннсны днодпо-рсзисторным «лючом, содержащим диод Д. В схеме на фпг. 1, получпинсй название TIK-9, «люч Образован

ДИОДОМ, К<; 0;I «О! ОРОГО i JO >I I<ЛИ)ЧСН ««<((ОДУ предыдущей ля!(ibi H сс кятодным f<» ПОДКЛIОЧСП l< ПС ГО П(И1". IIXOQ(fb(X IDIпульсов H через конденсатор С, «сетке следующей лампы. Если предыдущая лямня нс горит, то диод шунтируcT «сс Входные JDIпульсы. Когда предыдущая лампа зажигается, то напряжение с сс катода запирает диод, и очередной в. одной импульс проходит на сетку следующей лампы. b.|IBão(àðÿ наличию катодного конденсатора С,, являющегося накопителем энергии, катодный ток лампы может быть меньше входного импульса тока.

Это позволяет уменьшить (юстоянпый расход энергии источника И5(тани5(.

В схеме, изобра)кенной па фиг. 2, названной Г1К-8, ключ образов;ш диодом Д, «ятo;t, которого подключен к источнику входных импульсов, соединенному с отрицательной шиной питающего напряжения. Лнод диода через резистор Я(,- подключен к катоду и катодному конденсатору С„предыдущей по схеме лампы и через конденсатор С, подключен к сетке следующей лампы. Если предыдущая лампа не горит, то диод запирает

Bxодные импульсы. Когда предыдущая лампа зажигается, то напряжение с ее катода и катодного конденсатора С,< в момент по 10)KHтельного входного импульса проходит через резистор 3<„31 конденсатор С, на сетку следующей лампы. Схема 11К-8 требует )feH( шего количества деталей, чем схема ПК,-9.

В схеме на фиг. 3, названной ПК-7, ключ содержит диод Д со стабилитронпой характеристикой. Его катод подключен «ка!Оду и катодному конденсатору С, Hðåäûäóùåé лампы, а анод — - к сетке следующей лампы, резистору )х, и конденсатору С), соедпнгяшому с источником входных импульсов. Если Нрр.— дыдущая лампа горит, то напряжение па ес катоде близко к нулю и диод шу(ггнрусг I)xf),".пыс импульсы на конденсатор С„. КОГ>1

Ц(У(iTИPO(3<3! Ь ВХОДН1>(С H)iii) Л! СЫ.

20 г<

3:)

J,:I51 при)>(cllcнl(я Hpерыд) щнх cxp i В ка. чсствс распределителей, кuì:,Ióòàòîðîâ и регистров сет: и ламп coe,zi(H5!JoTC5I с; "IO<;iiH«амп импульсов «л.очами, управляемыми с

Выхс ;lс(;и!И)(х. 11рпмср таких схем дан на фиг, 4, В них катод каждой лампы счетчика-распредели:сля (13срхни(! ряд лах(п) управляет дв)3151 +I(0;i(Jo-Pc3(fcT0PHBI>) JI I<110ча)lи. O>3 H(I10

Входит В схс)1) с (сl lнкя-ряспредслитсл51, ламш! которого 13 верхнем ряду схе,lbl ко:,(мутирук)т управляющее напряжение для ВтоВР) liHbl «л(очей, ooPB3)

Схема на фиг. 4 позволяет комму(прова .ь распрсдслспныс го времени импульсь li() с()отвстст(:) !0131!!()(кяпялям регистра. С (с(п!.(е

«Iампы BcpxIfcI0 ряда схемы прп каждо" I ii мпульсс, поступающем па Вход ох. 1, осуществляют |юочсрсдно под«лючспис сеток лаill! пи>кiicl о P)ii(3 l< Вх<)д) !)х. 2 HTH I<;i ) ГJI)i

Р ЯЗДС Ii>H1>DI 13ХОДа."1 РРГÈCÒPB.

Нагрузкой ламii регистра могут ел <жит pe Hcò0ðHo-копдс.сяторныс цепи, обмотки реле, ци(рровыс индикаторные:(ямпы I! иные элс)(сп Г!.!. Онп условно показаны на фиг. 4 и 5 В ЯНОДНОй ЦЕПИ ЛЯМП ПРЯМОУгГОЛЬНИ«аМИ, Iакпс нягрузочныс элементы можно подклю<(BTB Ii «Л

B аш)днуlo цепь, HBIIplD(E B случае пеобхоДii)IОС! ll ПОЛ)"IСППЯ 0TPÈÖ!ХОДНЫX

c5(I It

I япlспп<. . амн рсГI(cTp

13ПСШНИ .1 СИГI!3;IOÌ, I

3IC ()ННЖЯIОщнм пя ш(х пи(31((ощсс н<шряжсние. I ашсппс

;I

При наличии одного гасящего рсзисгора счетчик является регистром сдвига одного состояния. 11рн вкл(очении вместо общего гасящего реBHcrupa индивидуальных резисторов последовательно с каждо(1 лампой последние перестают гаситься автоматически, и счетчик зя(юминаст состояния сработавших ламп.

Гашение пх Возможно Внешним сигналом„Ноступающим, H)lcp> несколько раньше входных импульсов, В этом случае счетчик работаст ка«сдвиговый регистр, запоминая состояння каскадов на время гашения ламп потенциалом катодных конденсаторов С.*<.

1Л5(увслпчсния времени запоминания между этп)! «0((;IcHc

Кольцевой cHcò÷HH и регистр превращают| Я (3 ЦЕПНОИ ИСКЛ IОЧ il i(L)I ОДПО! О ИЗ ДИОДНОР «3JICТОРПЬ! . «ЛIО<(Ей, С|)с,"(ПIЯ(ОП(ЕГО ООЬ(ЧНО

:ослсд(пою лампу схс iil с первой.

11;i ()<::ÎB описаш(ых схс:.I сгроится реверсп|вный счет;и«-рег!(Стр. 1Л53 этого схема доli0,! Ii iE . "5! I3ГOPOlf 13ХОДПОП IICI(l>IO C, >HOÄHO

424324 резисториымн ключами и элементами, осу;цсствляющими связь в обратном паиравлеHHH.

1-1!1 фиг. 5 справа приведена схема кольцевого реверсивного счетчика, получившего название РСК-1 и построенного на основе схемы ПК-9. В исй сетки ламп Л соединены с двумя источниками входных импульсов диодно-резисторными ключами, управляемыми с катодов обеих соседних ламп.

Если в схеме РСК-1 горит какая-либо лампа, то очередной входной импульс вызовет срабатывание либо следующей лампы кольца, либо предыдущей, в зависимости от того. поступит ои а вход прямого счета или нл вход обратного счета. Если импульсы поступают только иа вход прямого счета, то счетчик их суммирует. Если вслед. за этим или в промежутке между импульсами прямого счета на вход обратного счета постуilll!0T такис же импульсы, то счетчик производит их вычитание.

Таким образом, реверсивный счетчик 10жет быть использован для получения разности, например, для измерений на уровне фона меняющихся импульсов. Такой счетчик может быть использован как индикатор неодинаковости двух величин, если этн величины выражены числом импульсов.

Каждая декада счетчика РСК-1 содержит, кроме десяти ламп Ло — Л, кольца, две выходные лампы Л,, которые формируют импульсы для запуска следующей декады Но обеим ее входам. Если же выходные клеммы соединить конденсатором, то выходные лампы служат указателем знака набранного числа.

Схема управления (фнг. 5 слева) содержит релаксатор с регулировкой частоты в широких пределах переменным резистором, снабженным включателем добавочного резистора.

Релаксатор может подключаться к входу прямого или обратного счета.

Введение диодно-резисторных кл|очей существенно увеличивает быстродействие схем, так как устраняет интегрирующую конденсаторно-резисториую переходную цепь и этим исключает этап ее зарядки, вызывающий запаздывание в подготовке очередной лампы.

Диодпо-рсзисторная цепь открывается с фронTo»I сигнала без задержки.

Для увеличения крутизны этого фронта с укорачиваписм времени восостановления напряжения на анодной шине ламп последняя подключается через диод Д,, и дополнительный резистор R к дополнительному источнику опорного напряжения на схеме фиг. 6.

В этой схеме с нелинейной анодной цепью при срабатывании очередной лампы ее катодный конденсатор быстро заряжается через лампу, диод и дополнительньш резистор

Р, небольшой величины. Соответственно быстро восстанавливается напряжение на анодах ламп до опорного дополнительного напряжения. Величина последнего несколько мень|не конечного напряжения на анодной

65 шиис, иитлсмой резистором R,, большей вели|ииы от источника большего нлпряжения. Это прсдотвраща T 06pbIB3Hllc тока после быстрой зарядки катодных конденсаторов и обеспечивает устойчивость режима.

В 1 3 годар я ">1лл011 длитсльности Гсlc51!Hl ГО импульса нл анодиои ипше лами разрешающее время схемы многократно улучшсно относительно времени деионизации ламп. Короткий гасящий анодньш импульс быстро обрывает разряд, но напряжение на катоде погашенной лампы восстанавливается медленнее и ие к lip!Ixozy очередного входного им|!ульса, !1 к точ!у времени, когда поочередно сработают все другие лампы кольца.

Г10этому ламнл имеет достаточное время для дсоиизлции и быстродейстг>ие десятичного счет ика увеличивается почти в десять раз

1Io сравнению с временем деионизации ламп ири ра(нп!л! ии лающем напряжении. Увсличивлет быстродействие также повышение чувстш|гелш|ости ламп током подготовки, при

Ico юрой очсрсдиля лампа способна работать при нсш|лном восстановлении напряжения на ней и при понижении амплитуды пусковых импульсов в случае неполной зарядки катодных конденсаторов.

Для запуска сxe» ПК-9 и РСК-1, особенно при большом количестве ламп, после формирователя импульсов целесообразно примеНЯТЬ К 1ТОДН1>п! ИЛИ ЭМИТТЕРНЫИ ПОВТорИТЕЛЬ.

Для запуска схем ПК-8 в качсстве формирователя удобно использовать открытую электронную лампу или транзистор, нагрузкой которого служит счетное кольцо. Такое последовательное включение уменьшает расход электроэнергии и применено, в частности, в батарейном автоматизированном радиометрическом приборе ПК-10Б, схема которого показана на фиг. 7. Здесь пунктиром обведен входной усилительный каскад, к которому подключены шунтнрующие и отключающие

его контакты «Стоп». Эти контакты связаны с пусковой кно:!кой имеющегося в приборе секундомера, благодаря чему ири его злиускс включается счет. Секундомер и счет автоматически останавливаются соленоидом «Стоп» при сраблтывашш дополнительной камиы Л, исрекiilo>|3тель П связан с гыходлми дополнительных двоично-десятичных декад Д,7, обеспечивающих коэффициенты пересчета (смкост!. с|ста) К=>10000, 1(.= 1000, К= 100. Персключ,".телсм П производится изменение этого коэффициента, подключение ко входу контрольного генератора. а тлкже вь(кл(очcíèc питания.

С6рос иоl азаний производится отриц!|телl>HIDI сигналом ил катоде ламп Л„нулевого положения. Это рльч|оце|шо положительному сигиллу Hà сстк!1, но не требует добавочных

ДСТ!|ЛСИ (КОИДСИС!1TOPOI3, ДИОДОВ) .

Ссточныс резисторы лами счстчш л для умсHHIUсни51 иx Бсл|lчииъ| ири зад!Iнном ссточном токе подключаются к источнику питающего напряжения через общий балласт424324 пый резистор Rg (фпг. 1, 2, 5, 71. 111уптиро-!

3!анис его, например, цепью, показанш?й пункTHP0>>! П Я фи Г. », 1!03131?ЛЯСТ ОСТ<»11!13. t tt t3ftTI> с !ет.

В3!Сс!о ионных лам!! в схемах могут быт! 5

ttptt3tcttettbt тиристоры и другис элементы с аналогичными характеристиками. Преимуществом ламп с холодш,!м катодом является малая потребляемая мощность, простота изготовления и пх свечение при работе, дающее 10 возможность снимать показания счетчиков без дополнительных индикаторов и дела!ощсе их эксплуатациlо досту!IHОй и попятной да?1 .е малоквалифицированному псрсоHàëó.

Ьлагодаря постоянству падения напря?кс- 15 ния на ионных лампах и тиристорах количество импульсов, сосчитаннос счетной схемой, мо?кет быть преобразовано в напряжение, 11p0HopH»oHaльное количеству !!мпульсов. Для этого в цепь ка?кдой лампы включается по 20 одинаковому дополнительному сопротивлению, IIH которых при горении лампы падает небольшос напряжение. Эти сопротивления подкл1оча!отея и соответствующей шине питания последовательно таким образом, чтобы пз дополнительных сопротивлений образоваласb цс!!очка. К шине питания подключается тот конец цепочки, к которому подключена первая лампа. С последней лампы кольца, к которой подключен другои конец цепочки, ч!1 снимается Выходное tt3ltpsl?I(cHI!0. IlpH тако?1 включении чем блоьшс помер гася!цей лампы в кольце, тем через большее количество дополнительных сопроTèt3ëåïèé проходит ток горения этой лампы и, следовательно, тем ч больше оказывается выходное напря?кение.

Прн неодинаковых величина.; дополнительных сопротивлений мо?кст быть получена функциональная зависимость.

Для преобразования в напряжение числа 40

ИМПУЛЪСОВ 01,BOИЧНОй И ДВОИ 1НО-ДСС11ТИЧНОй счетной схемы на фиг. 7 дополнительные сопротивления включаются в цепь цифровых

l t3t tt, причем t;Itt tfoftó÷åíèÿ линейной зависимости величина каждого последующего сопротивления (начиная с третьего ь декаде), Должна бытt> вдвое больше величины 1редыДVtttOГО.

Прсдмет изобретения

l. Кольцевой счетчик импульсов на II0IIHbtx лампах с холо",Hb!31 катодом, соединенным с шиной питания резистором, шунтированным конденсатором, отличающийся те:,1, что, с целью увеличения быстродействия и наде?кности работы, сетки ионных ламп соединены с !сто шиком импульсов диодHo-резисторным ключом, управляемым сигналом с катода предыдущей лампы счетчика.

2. Счетчик импульсов fto и. 1, о т л и ч а юшийся re», что, с целью уменьшения вреtttetttt восстановления, аноды ламп через диод и до!!олнитсль ый резистор tfpèñîåäètiåíû к дополнительному источнику напря?кения.

3. Счетчик импульсов lfo п. 1, отл и ч à 10шийся тем, что, с целью уменьшения потреоляемой энергии, лампы счетчика вкл!очсны в качестве нагрузки 13?l!Ozttofo ictsftttTeльного каскада.

4. Счетчик импульсов по !ш. 1 — 3, о т;I ич а ю шийся тем, что, с целью осуществления автоматизации измерений, к выходам !!Ослсду1ощих декад с помощью переключателя подклO.еп вход дополнительной ионной лампы, к которой подключен соленоид, связанныш с пусковой кнопкой секундомера и с отключающими вход контактами.

5. Счетчик импульсов по и. 1, о т л и ч а ю-! ци йс я тем, что, с целью получения напря?кенпя, пропорционального числу сосчитанных им пульсов, каскады счетчика присоединены каждый к отдельному отводу цепочки последовательно соединенных резисторов, присоединенной одним концом к источнику питания.

424324

Составитель Ю. Хмелин

Редактор Н. Беля вска я

Техред А. Камышннкова

Корректор Л. Чуркина

Тппогра

Заказ 2322/19 Изд М 1498 Тираж 811 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета .11пнпстров СССР по делам изобретений п открытий

Москва, Я(-35, Ра шская паб., д. 4 5