Кольцевой счетчик импульсов

г 1-1-424 И 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 16.08.56 (21) 55626126-9с присоединением заявки Ле 51) М. Кл, Н 031 с 2318 асударстееннь 1 и комитетСовета Министров СССРпа делам изобретенийи аткрь 1 тийДата опубликования описания 13.09.74(72) Лвтор изобретения Н. Корабле 71) Заявител 54) КОЛЬЦЕВОЙ СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ В вычислительной технике и электроникеизвестны кольцевые счетчики импульсов наионных лампах с холодным катодом, соединенным с шиной питания резистором, шунтировапцым конденсатором. В известных счетчиках сигнал с катода подается на сетку следующей лампы ц в конденсаторно-резисторной интегрирующей цепи суммируется с входным сигналом. При этом разброс отпирающего сеточного напряжения зажигания ламп 10суммируется с разбросом их выходного ивходного сигналов. Поэтому такие счетчикии регистры недостаточно надежны. Они имеют ограниченное быстродействие и большоевремя восстановления, потребляют относительно много энергии, требуют сложного формирователя входных сигналов, имеющих критичную амплитуду,Целью изобретения является устранениеназванных недостатков и создание надежных 20и более быстродействующих кольцевых счетчиков импульсов, допускающих создание наих основе цепных и реверсивных счетчиков,экономичных и автоматизированных счетныхприборов, распределителей, ков 1 мутаторов, регистров и преобразователей числа импульсовв напряжение,Согласно изобретению для увеличения надежности и быстродействия сетки ионныхламп с холодным катодом соединены с источ ником импульсов дцодно-резцсторным ключом, управляемым сигналом с предыдущей лампы устройства; для уменьшения времени восстановления аноды ламп через диод и дополнительный резистор присоединены к дополнительному источнику напряжения; для уменьшения потребляемой энергии лампы счстчша включены в качестве нагрузки входного усилительного каскада.Для осуществления автоматизации измерений к выходам последующих декад многоразрядного счетчика с помощью переключателя подключен вход дополнительной ионной лампы, к котороц подключен соленоид, связанный с пусковой кнопкой секундомера и с от. ключающимц вход контактами.Для получения напряжения, пропорциональногоого числу сосчитанных импульсов, каскады счетчика присоединены каждый к отдельному отводу цепочки последовательно соединенных резисторов, присоединенной одним концом к источнику питания.11 а фцг. 1 - 7 11 зооражены Варианты элен трцческцх схем ряда предложенных устройств. В этик схемах ионные лампы,7 с колодным катодо.1 соедие 1 епы катодом с отрццателп 011 шиной питания резисторами УГ; ц конденсаторами С. Сетки соединены резисторами Л, с положительной шиной питаОщего нап 1 зяжснця. Если это напряжение превышает сеточное напряэкение заэкиГания, то Возниде г подготовительный сеточ)ый ток. О уменьшает иперциоппость срдбдтывдии 5 ламп и увеличивает чувствитсльпость ламп ВО много Рс),5 )О С 1 ЭДВПСППО С ВХОДПЫЭ П 1)ХОДПЫП спгпалдчп, посольку ш естс уст;шсп)лпидСТС 51 П с)151 ОмсГГИ 1 ЕСП СТс)С)и,)П:)ПРСС.51 Пс)И- бол).п)с.с возможное для ддппо) с) эзсп 1 л 5 ра лд)1 п пдчдльпОС пдпряжсппс. Это Оосспсчивдст изапмозамепясмость ламп, большой запас наде)кностп и возможностьОстросния сложе 1 ых 21 нОГОлампОВых поппых уст 1 э 01 Ст 13 так как предотвращает случайное здтухапис сигналов в них.С источником Входпы:с имульсов сетки ламп СОедпнспы дподпо-рсзисторпы)1 1 слОчОм содержащим диод Д. В схеме иа фпг. 1, получпипсй ндзвапие Г 1 К, люч Оордзоиди ДИОДОМ, 2 ТОД й)ТОРОГО ПОДЛИ)ЧСП и с)ТОДУ предыдущей лампы и сс кдтодным кс)пдепсдтору п рсзисгору. Лис)д диода через резистор Яподкл)очси к исошику иходиых импульсов и через коидепсатор С,сетке следующей лампы. Если предыдущая лдмид ис горит, то диод шунтируст сс иходиыс импульсы. Когда предыдущая лампа зджигдется, то напряжение с сс катода запирает диод, и очередной входиой импульс проходит на сетку следующей лампы. Бэдгодаря Наличию катодного конденсатора С,с, являющегося накопителем энергии, катодиый ток лампы может быть меньше входного импульса тока. Это позволяет уменьшить юстояипый расход энергии источника питания.В схеме, изобра)кенной па фиг, 2, иазидпной Г 1 К, ключ образоиш диодом Д, дтод которого подключен к источнику входиых импульсов, соединенному с отрицатсльиой шиной питающего напряжения, Лнод диода через резистор Я)5 подключен к катоду и катодному конденсатору С,с предыдущей по схеме лампы и через конденсатор С, подключен к сетке следующей лампы. Если предыдущая лампа не горит, то диод запирает входные импульсы. Когда предыдущая лампа зажигается, то напряжение с ее катода и катодиого коидснсатора С,с в момент поло)кительного входиого импульса проходит через резистор Я 5 и конденсатор С, на сетку следующей лампы. Схема 11 Ктребует меньшего количества деталей, чем схсча ПК.В схеме ид фиг. 3, названной ПК, ключ содержит диод Д со стабилитрошой характеристикой. Его катод подключен каОду и катодиому конденсатору Спредыдущей лампы, а анод - к сетке следующей лампы, резистору й) и конденсатору Су соедпнсяшому с источником входных импульсов, Если предыдущая лампа горит, то Напряжение па ес катоде близко к нулю и диод Иугируст хс)дпыс импульсы пд конденсатор С. Когда;шпряжение ид катоде предыдущей лд)пы повьнпается в результате ее зажигд,Ия, то д)од этим напряжением запирается и срсстдет ЦУ)ТИРОВсГЬ 1)ХОДП 1)С ПЭ ПУЛЬСЫ. 10 15 20 30 35 40 45 50 55 60,.),Л 5) примсисиия прерыдущпх схе; в кд. чсстис распределителей, кома)утдторов и регистров сетки ламп соедпнян)тся с псточипамп импульсои л.очами, упрдилясчыми с ыхсддрсдыдущих лами з различиых сочсгс)пп 5)х. 11 римср таких схем Даи иа фиг, 4, В иих катод каждой лампы счетчика-распредели: сля (1)срхи 11 ряд ламп) управляет 1)ум 51 диодпоэсзист 01 эп 11 ми клоча)1 и. Один кл)О ВХОДИТ и СХСМУ СЧСтсИК 2-РаСПРЕДСЛИТСЛ 51, ламш, которого в верхием ряду схеэ)ы ко:,)- мутирук)т управляющее напряжение для второй Группы елючей, 001)азу 10 щих с пи;кним рядом ламп запоминающий регистр.Схема на фиг. 4 позволяет комму)прова) ь распрсдслспныс Во времени импульсь )ц) сс)отистсгиу)ощи) каналам регистра. Счетные лсэпы ис 1)хпс)О РЯдд схсэы ИРИ каждо и- пульсе, поступдющсм па вход ох. 1, Осуществляют поочередно подлючспис сеток ламп пиэкпсО 1 э 52 и ихс)ду 55 Х, ) илп к,)р) гим Р;)ЗДСЛЬПЬ 1)ХС)дс)М РЕГИСТРД.1-1 агру;5)со)1 лдмп регистра могут служит резпсторпо конде)сдториыс испи, обэОти реле, цисрроиыс ипдикаторпыс лдэИыиные элсмспгь. Опп услошо показаны па фиг. 4 и 5 и анодой цепи лдмп пр 5 э)оуОл)ииами, 1 акис идгрузочиыс элемепты можно подклюс 2 ТЬ П ЛаМП 22) СсСтчис и ИХ КатОДПУО И и дш)дпуо цепь, Например, и случае иеобход 1)10 сги полу"1 спп 51 Отрицдтсльпых 15)ходпь 1 Х Сгис)ЛОВ С ДИОДОВ СГО Лацп.с)П 1 СППС)с)МП РСГПСТРД ОСУ ПСССТЛЯСТС 51спгпдлом Чэдпсоирсмсппо с;ппждощпм пд ш)х пиГе)Ощсс иапряжспие. 1 ашсппс Л аС СтП 1):с 1 с)1 П С ССГО ОСУЩСС"В ) 51 С 1 СЯ включением В пх анодиую или катодпую цепь общего гасящего рсзистора Лиа котором автоматически образуется гасящий сигнал при срабатывапии очередной лампы за счет зарядки через лампу и гасящий резистор се катодпого конденсатора.При наличии одного гасящего рсзисгора счетчик является регистром сдвига одного состояии 51, 11 ри вкл)очеиии вместо общего гасящего резистора индивидуальных резисторов послсдоватсльпо с каждо)1 лампой последпис перестают гаситься автоматически, и счетчик за)юмииаст состояния сработавших ламп, 1 ашеппс пх иозмокпо ипсшпим СИГналоИО- ступающим, например несколько раньше входпых импульсои, В этом случае счетчик работаст касдвиговый регистр, запоминая состояиия каскадои па время гашения ламп потсицидлом катодиых конденсаторов С)с 1 Г 51 увеличения времени запоминания между ЭТП)1 1.ОПДЕНСс)10 РОМ И КЛ 10 ЧОМ ВВОДИТСЯ ДО- ш)лпительиая интегрирующая ЯС-цепь.КольцеВой счстчик и реГистр превращаОтСЯ, ЦЕПНОЙ ИСКЛ ОЧ")ИСМ ОДНОГО ИЗ ДИОДИО- р зпс 101)п 1 ):л 10 ей, сссдпп 51)ОИЕСГО 00 ы)но .)ослсд)пою лампу схс)мы с первой.11 д с)с.:ог)с описаппых схем сгроится ревер- СЧ )5111 Сс)с 1 ПКЭЕГИС.Тр. 1251 Э 10 ГО СХЕМ 2 до- ПО,1)П)с.",5 горой 1)ХОдиои НСПЬ)0 С,ЛЕ)ОДИРрезисторцыми ключами и элементами, осу;цсствляющими связь в обратном Направлении.111 фиг. 5 справа приведена схема кольцевого реверсивного счетчика, получившего название РСКи построенного на основе схемы ПК, В цсй сетки ламп Л соединены с двумя источниками входных импульсов диодно-резисторными ключами, управляемыми с катодов обеих соседних ламп.Если в схеме РСКгорит какая-либо лампа, то очереднои входной импульс вызовет срабатываиие либо с.леду 0 це 1 ламп. кольца, либо предылуцсй, в зависимости от того. поступит оц ца вход прямого счета или цд вход ооратцого счета. Если импульсы поступают только ца вход прямого счета, то счетчик их суммирует. Если вслед. за этим или в промежутке между импульсами прямого счета на вход Обратного счета поступают такис же импульсы, то счетчик производит их В 1.читание.Таким ос)разом, реверсивцый счетчик может быть использован для полученця разности, например, лля измерений на уровне фона меняющихся импульсов. Такой счетчик может быть использован как индикатор неодинаковости двух величин, если эти величины выражены числом импульсов.Каждая декада счетчика РСКсодержит, кроме десяти ламп Л, - Л, кольца, две выходные лампы Л которые формируют импульсы лля запуска следующец декады по обеим ее Входам. Если же выходные клеммы соединить конленсатором, то выходные лампы служат указателем знака набранного числа. Схема управления 1 фиг. 5 слева) содержит релаксатор с регулировкой частоты в широких пределах переменным резистором, снабженным включателем добавочного резистора. Релаксатор может подключаться к вхолу прямого или обратного счета.Ввеление диолно-резисторных клочей существенно увеличивает быстродействие схем, так как устраняет интегрирующую конденсаторно-резисторцую переходную цепь и этим исключает этап ее зарядки, вызывающий запаздывание в подготовке очередной лампы. Диолпо-рсзисторная цепь открывается с фронтом сигнала без задержки.Для увсличеция крутизны этого фронта с укорачивацисм времени восостановления напряжения на ацодцой шине ламп послелняя подключается через диод Д и дополнительный резистор А к дополнительному источнику опорного напряжения на схеме фиг. 6. В этой схеме с нелинейной анодноц цепью при срабатывании очередной лампы ее католцый конденсатор быстро заряжается через лампу, диод и дополнительный резистор Р, нсоольшой величины. Соответственно быстро восстанавливается напряя(ение на анодах ламп ло опорного дополнительного напряжения, Величина последнего несколько меньНе конечного нацряжения на анодной 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 шицс, питаемой резистором Р большей величины От источника большего напряжения. Это предотвращает обрывднис тока после быстрой зарядки католных конденсаторов и обеспечигдст устойчивость режима.Влд голд ря мало 1 длительности гс 511 цего импульса цд дцолнои ццше лами разрешающее врея схемы многократно улучшсцо относительно времени леионизации ламп. Короткий гасящий анодный импульс быстро обрывает разряд, цо напряжение на катоде погашенной лампы восстанавливается медленнее и це к рихолу очередного входного и)1 ульсд, и к то)1 у вреп 1 ец 1, кОГла НООеред цо сработают все другие лампы кольца.Поэтому лампа имеет достаточное время для Лсоциздции и б)ыстродейстгие Лесятичного счетчика увеличивается почти в десять раз ио срдшсцию с временем леиоцизации ламп цри ра)о см ии дающем напряжении. Увеличивает быстро,лсйствце также повышение чув- СТВИТСЛЬЦОСТИ ЛДМИ ТОКОМ ИОДГОТОВКИ, ПРИ когорой очсрелцдя лампа способна работать прц неполном восстановлении напряжения на ней и при понижении амплитуды пусковых импульсов в случае неполной зарядки катодных конденсаторов.Для запуска схем ПКи РСК, особенно при большом количестве ламп, после формирователя импульсов целесообразно приме- НЯТЬ КДТОЛЦЬИ 1 ИЛИ ЭМИТТЕРНЫИ ПОВТОРИТЕЛЬ. Для запуска схем ПКв качсстве формирователя удобно использовать открыту 1 о электронную лампу или транзцстор, нагрузкой которого служит счетное кольцо. Такое последовательное включение уменьшает расход электроэнергии и применено, в частности, в батарейном автоматизированном радиометрическом приборе ПКБ, схема которого показана на фиг. 7. Здесь пунктиром обведен входной усилительныц каскад, к которому подключены шунтирующие и отключающие его контакты Стоп. Эти контакты связаны с пусковой кнокой имеющегося в приборе секундомера, благодаря чему ири его здиускс включается счет. Секундомер и счет автоматически останавливаются соленоидом Стоп при срабдтывашш дополнительной камиы Л,переключатель П свзан с выходами дополнительных двоично-десятичных лекал ДД, обсспсчивающцх коэффициенты пересчета (емкость счета) К=:10000, 1(.= 1000, К= 100. Переключателем П производится изменение этого коэффициента, подключение ко входу контрольного генератора, а также вьп(лючснис питания.Сорос показаний произволГГС 51 Отрии 1 тсльным сигналом цд катоде ламп Лнулевого иоложсция. Это рдьчоцеццо положительному сигналу ца сстки, цо це требует добавочных Лстдлсй (коцдсцсдторов, диодов).Сс 101 ныс рсзисторы лами сстчикд для у:сньНсни 51 их Всличицъ НГ)и зддИном ссточном токе подключаются к источнику питающего напряжения через общий балласт 424324пый резистор Я, (фпг. 1, 2, 5, 7). Шунтирование его, например, цепью, показанной пунк- Т И Р 0П и ф и Г. , П О 3 В 0 Л 51 С Т 0 С Т 1 Н 1 В Л П В Л Тсчет.Вмссо ионных ламп в схемах могут быгь 5 применены тиристоры и другис элсме 1 ггы с аналогичными характеристиками. Преимуществом ламп с холодшям катодом является малая потребляемая мощность, простота изготовления и пх свечение при работе, дающее 10 возможность снимать показания счетчиков оез дополнительных индикаторов и дела 1 ощсе их эксплуатацию доступ 10 й и юпятной д 2 ке малоквалифицированному персоналу.Ьлагодаря постоянству падения напрякс ния на ионных лампах и тиристорах количество импульсов, сосчитаннос счетной схемой, может быть преобразовано в напряжение, про 1 юрциональное количеству 1 мпульсов. Для этого в цепь какдоп лампы включается по 20 одинаковому дополнительному сопротивлению, па которых при горении лампы падает небольшос напряжение. Эти сопротивления подкл 1 очаотея к соответствующей шине питания последовательно таким образом, чтобы 25 пз дополнительных сопротивлений образовалась цс 1 очка. К шине питания подключается тот конец цепочки, к которому подключена первая лампа. С последней лампы кольца, к которой подключен другой конец цепочки, 30 снимается выходное напряжение. При таком включении чем блоьшс помер глся 1 цей лампы в кольце, тем через большее количество дополнительных сопротивлений проходит ток горения этой лампы и, следовательно, тем ч 5 больше оказывается выходное напряжение.При неодинаковых величинах дополнительных сопротивлений может быть получена функциональная зависимость,Для преобразования в напряжение числа 40 ИМПУЧЪСОВ 01 ДВОИЧНОЙ И ДВОИ 1 НО-ДСС 51 ТИЧНОй счетной схемы на фиг. 7 дополнительные сопротивления включаются в цепь цифровых ламп, И 5 нчсм для получения линейной зависичос Ги Бс,11 чипа кскдо О последу 0 цсго со противления (начиная с третего ь декаде), Должна быть вдвое больше величины:1 редыттпс Прсдмет изобретения1. Кольцевой счетчик импульсов на ионных лампах с холодным катодом, соединенным с шиной питания резистором, шунтированным конденсатором, о т л и ч а ю щ и й с я те:,1, что, с целью увеличения быстродействия и надекшстп работы, сетки ионных ламп соединены с 1 стоп 1 икм импульсов диодно-резисторным ключом, упрлвляс 1 ы 1 сигналом с катода предыдущей лампы счетчика.2. Счетчик ип 1 ульсов по и. 1, отл и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения времени восстановления, аноды ламп через диод и доолнитсльный резистор присоединены к дополнительному источнику напряжения.3. Счетчик импульсов по п. 1, отл и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения потреоляемой энергии, лампы счетчика вкл 1 очсны в качестве нагрузки входного усилительного каскада.4. Счетчик импульсов по 1 ш. 1 - 3, отл ич а ю щ и й с я тем, что, с целью осуществления автоматизации измерений, к выходам последуощпх декад с помощью переключателя подкл о еп вход дополнительной ионной лампы, к которой подключен соленоид, связанны с пусковой кнопкой секундомера и с отключаю 1 цими вход контактами.5. Счетчик импульсов по п. 1, о т л и ч а ю 1 ци йс я тем, что, с целью получения напряжения, пропорционального числу сосчитанных импульсов, каскады счетчика присоединены каждый к отдельному отводу цепочки последовательно соединенных резисторов, присоединенной одним концом к источнику питания, 424324. Белявская Текред А. Каышннкова Корректор Л. Чуркин Редакт ПодписноеСССР Типогра 1)и 51, Гр. Сапмпов аказ 2322/19ЦНИ Изд. М 1498 1 Государственного комитета по делам изобретений 1 осква)К, Ра 1 пскп 51