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74192 bzw. D192 Die synchronen Vor- und Rückwärtszähler D 192 und D 193 Die in der DDR gefertigten D 192C und D 193 C enthalten ebenfalls jeweils
4 JK-Master-Slave-Flip-Flop (funktionell ähnlich D 172), jedoch eine sehr umfangreiche innere Steuerlogik, die dieser IS einen relativ großen »Komfort« und damit
sehr ausgedehnte Anwendungsmöglichkeiten eröffnet. Die Typen D 192 und D 193 unterscheiden sich lediglich in ihrem Zählumfang. D193 ist ein binärer BCD-Zähler (Zählumfang also 0...15 entsprechend der vollständigen Tabelle Bild 4.116), während der D 192 zusätzliche innere Rückführungen enthält, die den
Zählumfang auf 0...9 begrenzen. Der D 192 ist also ein dekadischer Zähler und deshalb für den Amateur interessanter.
Auch der D 193 kann mit einer zusätzlich außen mit Grundgattern zu realisierenden Erkennungslogik ähnlich den vorangegangenen Beispielen für dekadisches Zählen
verwendet werden, wie später (Bild 4.140, Bild 4.141) gezeigt wird. Eine Vorstellung vom »Inhalt« dieser IS vermittelte bereits die einleitende Erläuterung (Bild 1.7). Eine
eingehende Beschreibung der D 192 (Bild 4.133a) und D 193 sowie ihre Daten und Anwendung enthält [41]. Kernstück sind wieder 4 Flip-Flop
D1 ... D4, deren Ausgänge QA ... QD den Zählerstand gemäß BCD-Code angeben. Vorhanden ist weiterhin ein Rückstelleingang für Rücksetzen auf Zählerstand L L L L = »0«. Ein
Rücksetzen auf »9« ist bei dieser IS nur mit zusätzlichen äußeren Maßnahmen möglich. Der Rückstelleingang wird intern über ein Invertergatter geführt
(Bild 4.133a, Anschluß-Nr.14). Zum Rücksetzen aller 4 FF über deren internen R-Anschluss (siehe auch bei Flip-Flop D1) muss also am Rückstelleingang 14 H-Pegel
anliegen. Im Zählbetrieb muss dieser Eingang L bzw. Masse haben. Im Gegensatz dazu liegt am »Ladeeingang« Anschluss 11 im normalen Zählbetrieb H-Pegel. Wird er
nicht benutzt, so bleibt er offen. Die in Bild 4.133a bei diesen und einigen anderen Ein- und Ausgängen angegebenen Impulssymbole verdeutlichen das. D 192 und
D 193 zählen sowohl vorwärts (0...9;0 bzw. 0...15;0) als auch rückwärts (15...0;15 bzw. 9...0;9). Die getrennten Eingänge für Vor- oder Rückwärtszählen
ersparen das Umschalten der Zählrichtung. Mit einem L-Impuls am betreffenden Eingang schaltet der Zähler jeweils einen Schritt vorwärts oder rückwärts. Das neue
Zählerstandergebnis wird dabei erst mit der LH-Rückflanke des Zähltakts an QA...QD ausgegeben; jedoch schon mit der HL-Vorderflanke in den Zähler übernommen. Insoweit verhält sich dieser Zähler also bis auf die umgekehrte Zähltaktpolarität (!) ebenso wie der einfache JK-FF D 172 (siehe auch dessen
Beschreibung Abschnitt 4.1.4.4.). Die umgekehrte Zähltaktpolarität ergibt sich, wenn für D1...D4 in Bild 4.133a jeweils ein D 172 angenommen wird, wegen der
Invertergatter hinter den Zähleingängen Anschluss 4 bzw. 5. Die Zählimpulse legen in der Vorbereitungsphase (HL-Vorderflanke) gleichzeitig über die inneren
Gatterverknüpfungen (die hier zwischen den Q- und internen Q-Ausgängen und dem Takteingang des nachfolgenden FF liegen) die Zählrichtung fest. Außerdem wird
beim Vorwärtszählen nur in Zählerstellung 9 (D 192 bzw. D 193) das Ausgangsgatter für »Übertrag vorwärts« (Stift 12) freigegeben. Der nächste am Eingang
»Vorwärtszähler« eintreffende Zählimpuls gelangt deshalb unmittelbar vom Zähleingangsgatter - zum
Übertragsausgangsgatter. Er wird dabei 2-fach invertiert, so dass der Zähltakt gleichzeitig in Originalform als Übertragsimpuls am Ausgang erscheint. Mit ihm lässt sich der
Zähleingang der nachfolgenden Dekade, unmittelbar ansteuern. Beim Rückwärtszählen wird das jetzt für den Rückwärtsübertrag zuständige Gatter (Stift 13) stets
dann aktiviert, wenn der Zähler den Stand 0 erreicht. Der nächste am Eingang für Rückwärtszählen eintreffende Taktimpuls, der den eigenen Zähler von 0 nach
9 (D 192) oder 15 (D 193) setzt, erscheint daher wieder zugleich am Ausgang für Übertrag Rückwärts. Mit der jeweiligen LH-Rückflanke des Zähltakts
schalten alle 4 Flip-Flop zugleich die Ausgangssignale UM; QA...QD wechseln also stets zugleich. Es handelt sich somit um einen synchron arbeitenden Zähler (Abschnitt 4.1.5.2.).. Zusätzlich bieten beide Zählertypen noch eine Voreinstellmöglichkeit, hierzu gehören die Dateneingänge DA ...DD und der Ladeeingang
(Stift 11). Für normalen Zählbetrieb ist der Ladeeingang auf H-Pegel zu halten. Ist er auf L gelegt, so sind die Zähltakteingange verriegelt, und die Dateneingänge DA
...DD werden aktiviert. Über die intern an den FF vorhandenen R- und S-Eingänge erreicht man, dass jeder Dateneingang »seinen« zugehörigen FF-Ausgang sofort auf
den am Dateneingang liegenden Pegel stellt. Ist z. B. DA = H, so bleibt dies ohne Auswirkung (ebenso für andere Dateneingänge), solange der Ladeeingang H
ist. Geht der Ladeeingang nach L, so wird das H-Signal an DA nach QA übernommen.
Liegt L an DA, wird QA auch L. Eine an DA ...DD liegende BCD-Signalkombination nach Bild 4.116 kann man also, solange der Ladeeingang H ist, ohne Auswirkung auf
den Zähler beliebig ändern. Geht der Ladeeingang nach L, so wird die in diesem Augenblick (und weiterhin) an DA ... DD stehende Signalkombination sofort
nach QA...QD übertragen. In diesem Zustand arbeiten die Flip-Flop D1 ... D4 voneinander getrennt als einfache statisch gesetzte RS-FF. Die Zähltakteingänge sind in
dieser Zeit gesperrt und wirkungslos. Über die Dateneingänge D lässt sich daher der Zähler durch kurzzeitiges L-Potential am Ladeeingang jederzeit auf jeden
gewünschten V-Zählerstand voreinstellen.
Damit bieten sich zahlreiche interessante Anwendungsmöglichkeiten an. Bild 4.134 fasst die wichtigsten Funktionen diese Zähler-IS und die dafür an den Eingängen
geforderten Pegel zusammen. Die letzte Spalte markiert die für den entsprechenden Effekt notwendige Impulspolarität.
Unter »wirksamer Impulsflanke« ist dabei der Zeitpunkt zu verstehen, zu dem die Q-Ausgänge umschalten. Bei Zählbetrieb ist jedoch intern bereits die vordere
Impulsflanke wirksam. Da die Zähler in allen Funktionen statisch arbeiten, darf die
Zeitdauer des Zähl-, Rückstell- oder Ladeimpulses beliebig lang sein, jedoch sind wie für alle TTL-Schaltungen Impulsflankensteilheiten von :1 Ks einzuhalten,
sonst können Zählfehler auftreten. Bei den Daten (Bild 4.133b) sind informatorisch die entsprechenden Äquivalenttypen mit angegeben, um dem Amateur u. a. das
Studium ausländischer Fachveröffentlichungen, in denen diese weit verbreiteten Universalzähler oft vorkommen, zu erleichtern. Die Zähler sind bis mindestens
25 MHz Zählfrequenz einsetzbar (!), alle Ein- und Ausgänge entsprechen den Daten der TTL-Standardgatter (wie D 100 u. ä.). Informatorisch sind die wichtigsten
Signallaufzeiten (Verzögerungszeiten vom Beginn eines am angegebenen Eingang anliegenden Signals bis zum Auftreten der Wirkung am angegebenen Ausgang) mit
angegeben.
Im folgenden werden Anwendungsbeispiele dieser Zähler in der vereinfachten Prinzipdarstellung gezeigt. Die Anschlüsse der Bauelemente sind dabei nur
so weit dargestellt und gekennzeichnet (Bild 4.133a, b) wie es für die Funktionsübersicht erforderlich ist. Nach den folgenden Bildern kann man unmittelbar
verdrahten. Die wie üblich nicht eingetragenen Stützkondensatoren (Bild 1.24) sollten bei diesen IS-Typen vorsorglich mit 0,1
µF, mindestens- mit 33 nF (Keramik!) bemessen sein, da diese IS immerhin einen Speisestrom von (maximal) etwa 100 mA aufnehmen. Die damit verbundene innere Verlustleistung von rund 500 mW je
IS macht die Ein- und Ausgänge sowie den Speiseleitungsanschluss gegen Überlastungen besonders empfindlich. »Thermische Reserven« bestehen bei diesen IS, die sich
im Betrieb schon merklich erwärmen, nicht mehr!
Die Schaltung für einfache Zähldekaden (Umfang 0...9 oder 0...15 je nach IS-Typ) zeigt Bild 4.135. Die nicht verwendeten Dateneingänge werden zweckmäßig an
Masse gelegt, können aber auch offen bleiben. Ladeeingang 11 bleibt entweder offen öder ist (sicherer gegen Störeinflüsse) auf H-Pegel (+ US) zu legen. Zum
Nullstellen wird die Nullstelltaste geöffnet, sie kann für derartigen Einsatz ein mechanischer Kontakt sein, der keinen Prellschutz benötigt.
Bild 4.136 zeigt die IS als Frequenzteiler (10:1 bei D 192,16-1 bei D 193). Alle
Lade- und Reseteingänge sowie Ein- und Ausgänge für Rückwärtszählen und alle
Q-Ausgänge bleiben unbenutzt (offen bzw. an Masse).
Eine interessante Anwendung ermöglichen die Dateneingänge. Mit ihnen ist diese IS (ohne eigene Zählfunktion) als 4-bit-Zwischenspeicher verwendbar
(Bild 4.137). Man kann den Dateneingängen DA ...DD die von einem beliebigen Zählerausgang abgenommene BCD-codierte Zahlendarstellung als zu
speicherndes Signal zuführen. Die Ziffern (oder andersartige Signale) werden hinter den Ausgängen QA...QD des Speichers angezeigt bzw. ausgewertet. Sobald Taste S2
geschlossen wird, übernimmt Q das bei D anliegende Signal zur Anzeigeeinheit.
Bleibt S2 geschlossen, wirkt das Ganze wie direkt von D nach Q durchgehende Leitungen. Öffnet S2, so bleibt das zuletzt vorhandene Signal in der IS gespeichert
und die Anzeige bestehen, auch wenn sich zwischenzeitlich das Signal bei D beliebig ändert. S1 ermöglicht das Löschen der Anzeige (Nullstellen), jedoch kann auch
sofort S2 erneut geschlossen werden, womit wieder das dann an den Dateneingängen D vorhandene Signal übernommen wird. Derartige
Zwischenspeicher eignen sich gut zum Unterdrücken von Pausenzeiten oder ungültigen Zwischenwerten während ablaufenden Meßvorgängen, bei denen erst der
Endstand interessiert. Für Amateurzwecke ist der Aufwand für solche Zwischenspeicher meist zu hoch.
Bild 4.138 zeigt eine Torumschaltung, mit der sich ein vorhandener Zähltakt cp sowohl für Vor- wie für Rückwärtszählen verwenden lässt. cp muss aber ein H-Impuls
sein (invertiert durch D1 oder D2!). Es ist stets entweder D1 oder D2 ausgangsseitig H und der nachfolgende Zähleingang somit in Ruhelage. Der Zähltakt gelangt
über das Gatter, das eingangsseitig am zweiten Eingang H hat, als L-Impuls zu dem gewünschten Zähleingang. Mit H am Eingang D3 (Dl, S1 offen) zählt die
Schaltung vorwärts, mit L an diesen Eingängen (S1 geschlossen) wird rückwärts gezählt. S1 ist nur symbolisch dargestellt und kann auch ein TTL-Signal sein. Bei
einem mechanischen Kontakt ist ein Prellschutz nach Abschnitt 4.1.10.
erforderlich. Da die Übertragsleitungen für Vor- und Rückwärtsbetrieb (ab Anschluss 12 und 13) getrennt durch alle Dekaden führen; ist diese Richtungsumschaltlogik nur am Eingang der ersten
Zähldekade bei V1 'erforderlich. Zusätzlich angedeutet sind in Bild 4.138 die Anschlussweise für Ladetasten zur Zählervoreinstellung (entweder je Zähldekade
S3, S4 usw. einzeln öder eine gemeinsame Ladetaste für alle Stufen möglich) und eine Resetmöglichkeit mit S2-Arbeitskontakt, die das in der Zähhichtungsumschaltlogik
(D 100) noch. vorhandene vierte Gatter ausnutzt. Bild 4.139 zeigt einen Modulo-m-Vorwärtszähler oder Modulo-m-Frequenzteiler. Gatter D1 ist
eine Erkennungslogik nach Bild 4.117, Bild 4.119 oder Bild 4.120. Bei der »Sprungzahl« m tritt an Ausgang DI L-Signal auf, das (über Reseteingang 14) auf
Null setzt. Das Prinzip ist für mehrere Dekaden angedeutet. Der Übertragsimpuls für die Folgedekaden kann dabei nicht mehr von V abgenommen werden (der ja
seinen Endstand nicht mehr erreicht). Man verwendet dafür unmittelbar den
Ausgangs-L-Impuls des Gatters Dl. Über die zweiten Eingänge der Gatter D2 lassen
sich alle Stufen gemeinsam auf Null stellen. Ist diese Schaltung als Frequenzteiler eingesetzt, so muss die um den Faktor m untersetzte Ausgangsfrequenz ebenfalls
am Ausgang des Gatters D1 abgenommen werden. Hier treten jedoch nur extrem kurze L-Impulse auf (Dauer entsprechend der Umschaltzeit des 'Zählers, maximal
etwa 40 ns!), so dass eventuell eine Impulsverlängerung mit Monoflop (Bild 4.5) erforderlich wird. Eine derartige Erkennungslogik nach Bild 4.139 ist für den
Amateur aktuell, wenn er einen dekadischen Zähler benötigt, aber nur über D 193 verfügt. Wie Bild 4.140 zeigt, muss
diese dann äußerlich für »Modul-10-Betrieb« geschaltet sein. Nach Bild 4.116 und Bild 4.119 tritt bei m = 10 an QB und QD zugleich 11 auf. Mit diesen Ausgängen
ist das Erkennungsgatter zu belegen. Der Zählzustand »10« tritt ausgangsseitig nur für wenige zehn Nanosekunden auf, danach wird der Zähler sofort nach 0 rückgesetzt. Der Rücksetzimpuls ist (m Bild 4.140 für 2 Dekaden angedeutet) zugleich der Zähleingangspuls der nächsten Dekade. Für diese reicht eine Zählimpulsbreite von 20 ns, die sicher gewährleistet ist, aus. Mit dem zusätzlichen Aufwand von einer D
100 (7400) für je 2 Dekaden zählt auch die D 193 zunächst dekadisch vorwärts. Damit bietet sich dem Amateur sehr oft eine Alternativlösung für solche Schaltungsvorschläge, die mit D 192 bestückt sind. Ähnlich einfach lässt sich auch
die -D193 für dekadisches Rückwärtszählen benutzen. Hierbei muss der Zähler, der normal von 0 nach.15 schaltet, die 15 »erkennen« und darauf sofort nach 9
setzen. Der Rückstelleingang ist dafür also nicht verwendbar. Wie Bild 4.141 zeigt, benutzt man in diesem Fall die Dateneingänge und den Ladeeingang. An die
Dateneingänge DA ...DD wird fest verdrahtet die Kombination H L L H = 9 angelegt. Sobald der Ladeeingang 11 L-Pegel erhält, springt der Zähler somit
sofort auf »9«. Zu erkennen ist am Zählerausgang die 15. Dies entspricht der Kombination H H H H an den Q-Ausgängen. Sobald der rückwärts arbeitende
Zähler von 0 auf 15 schaltet, geht demzufolge Ausgang Dl nach L und aktiviert den Ladeeingang. Der Zähler übernimmt die 9. Der Ausgangsimpuls des Gatters
D1 ist zugleich der Zählpuls für die folgende Dekade (Übertrag; die Übertragsausgänge von V sind naturgemäß jetzt nicht mehr verwendbar). Mit Erscheinen der 9 an den
Q-Ausgängen wird Ausgang D1 sofort wieder H, so dass die »falsche« 15 an den Ausgängen nur für etwa 25...40 ns auftritt.
Beschaltet man die Dateneingänge D mit einer anderen Ziffernkombination gemäß Bild 4.116, so ist es möglich, im Rückwärtsbetrieb auch jeden anderen Faktor m
zu realisieren. Durch m wird die Belegung der Dateneingänge bestimmt, während die Anschlussweise für D1 stets die gleiche ist.
Wird für das Gatter 1/z D 120 benutzt, so kommt man auch beim Rückwärtsbetrieb finit einer IS für 2 Dekaden aus. Einige weitere Beispiele, die auch der Amateur
gelegentlich gut verwenden kann, verdeutlichen die Vielseitigkeit dieser Zählertypen. Bild 4.142 zeigt einen nichtzyklischen Zähler. Üblicherweise arbeiten D 192 und
D 193 zyklisch, d. h., nach Endstand (9 oder 15) folgt wieder b usw. Nichtzyklische Zähler zählen nur einmal über ihren Umfang durch und bleiben bei Erreichen
des Endstands stehen (weitere Zähltakte bleiben wirkungslos). Soll der nichtzyklische Zähler bei seinem vom IS-Typ her gegebenen Endstand (9 bei D 192, 15 bei
D 193) stehen bleiben, so sind lediglich D1, D2 erforderlich. Der Übertragausgang 12 ist normalerweise auf H-Pegel, Dl somit offen, und die Zähltakte gelangen zum
Zählereingang. Mit Erreichen des Endstands steht die Vorderflanke (HL-Flanke) des nächstfolgenden Zähltakts sofort bei Anschluss 12 als Übertrag, dieser
HL-Übergäng setzt Eingang D 1 nach L, so dass dieser Zustand bestehen bleibt. Der Zähler verharrt daher mit L am Übertragsausgang im Endstand, bis er über die
Resetleitung nullgestellt wird. Für Rückwärtszählen ist nichtzyklischer Betrieb in gleicher Weise möglich, man benutzt dann lediglich die Ein- und Ausgänge für Rückwärtsbetrieb (Anschlüsse 4 und 13). Bei einem nichtzyklischen Modulo-m-Zähler, der bei Erreichen einer vorgegebenen - Zahl m
stehen bleibt, ist das mit D3 (punktiert gezeichnet) möglich. Das Prinzip der eingangsseitigen Zähltaktsperrung mit Dl, D2 ist das gleiche, jedoch wird nicht der Übertragsausgang benutzt, sondern ein
Erkennungsgatter D3 (wie beschrieben zu beschalten) liefert jetzt den Eingangssperrimpuls. Mit Erreichen der an e1 ... e4 belegten Zahl m geht Ausgang D3 nach L,
womit D2 für den nachfolgenden Zähltakt gesperrt ist. Die Verbindung vom Übertragsausgang zum Eingang D1 entfällt.
Bild 4.143 zeigt das erweiterte Prinzip. Ist S1 geschlossen, so wird die Erkennungslogik wirkungslos, und V 1 zählt zyklisch mit seinem vollen Zählumfang. Öffnet S1,
so kommt die Schaltung nach Bild 4.142 (mit D3) zustande, und der Zähler bleibt bei der am Eingang D3 belegten Zahl m stehen.
Bild 4.144 zeigt eine Möglichkeit, alternierend vor- und rückwärts zu zählen.
Diese Schaltung zählt also fortlaufend 0...8, 9, 0, 9, 8...2, 1, 0, 1, 2 usw. in ständigem Vor- und Rückwechsel (bei D 192) bzw. ebenso zwischen 0 und 15 hin-
und rücklaufend mit D 193. Soll nicht der volle Zählumfang ausgenutzt, sondern alternierend zwischen 0 und einer Zahl m gezählt werden, so beschaltet man die
Eingänge e1...e4 der Erkennungslogik D5 für m in der Schaltung nach Bild 4.119 oder Bild 4.120. Die Torschaltung D1, D2 (Bild 4.138) schaltet die Richtung um.
Ihren Zustand bestimmt der RS-FF D3, D4. Dieser wiederum wird jeweils bei 0 mit dem Ausgangs-L-Signal von D6, bei Zählende mit dem Ausgangssignal des
Erkennungsgatters D5 gesetzt.
Abschließend sei noch ein Beispiel für einen »Übersprungzähler« mit verkürztem Zählbereich angegeben. Derartige Zähler benötigt man u. a., um andere Codes
darzustellen. Sie zählen vorwärts von 0 bis zu einer Zahl m, springen von diesem Zählerstand m sofort auf eine zweite Zahl n und zählen ab n normal weiter bis Zählende. Bild 4.145 zeigt eine derartige Schaltung. Das Erkennungsgatter D4 wird für die gewünschte Zahl m (wie zuvor schon, mehrfach beschrieben) mit den
Ausgängen QA;..QD belegt. Sobald. m erreicht ist, geht Ausgang D4 nach L, der RS-FF (D2, D3) schaltet also auf Ausgang D2 nach L um. Damit ist der
Ladeeingang Anschluss 11 aktiviert. An den Dateneingängen DA ...DD legt man die nach Bild 4.116 BCD-codierte Zahl n an.
Demzufolge springt der Zähler; wenn m erreicht ist; sofort auf die dann »geladene« Zahl n über und zählt von da normal weiter. Zu diesem Zweck setzt die
HL-Vorderflanke des nächsten Zähleingangstakts den RS-FF Ausgang D2 nach H zurück; die Dateneingänge D sind wieder verriegelt und der Zählbetrieb
freigegeben. Weil die Zähltakte in, größerem Abstand folgen können, maß der Nullstellvorgang (S1) auch das Rückstellen des RS-FF (der sonst zufällig den
Ladeeingang 11 ständig aktiviert halten könnte) mit einbeziehen. Sonst wäre bleibendes Nullstellen nicht möglich, wenn der Ladeeingang aktiviert ist. Vereinfachte, Zählumfangsverkürzung (Teilerfaktoreinstellang) für die Zähler-IS D 192 und D 193 Der Zählumfang der universellen ZählerIS D 192,(m = 10) und D 193 (m = 16) kann mit »Erkennungslogiken« verkürzt werden. Statt der zusätzlichen
Grundgatterfunktionen lassen sich vereinfachte Schaltungen mit Diodengattern anwenden.
Die Vorteile (Einsparung von Gattenfunktionen und deren Betriebsstrom, einfachere Leiterbahnführung) überwiegen im Amateurbereich die Nachteile (durch
Dioden etwas verringerter statischer Störabstand, gegebenenfalls etwas niedrigere Arbeitsfrequenz). Bild 4.146 zeigt die Anwendung eines Diodengatters zur
Zählumfangsverkürzung; das Prinzip eignet, sich für D 192 und D 193 gleichermaßen. Solange S1 geschlossen ist,, arbeitet der Zähler mit vollem Zählum-
fang. Bei geöffnetem Schalter S1 wird der Rückstelleingang R so lange über mindestens eine Diode auf L-Pegel gehalten, bis der gewünschte Zählerstand erreicht ist.
Die Schaltung nach Bild 4.146a mit V2, V3 gilt für n = 5 (entspricht Teilerfaktor 6:1).
Sobald der Zähler den Stand »6« einnimmt, erhalten QB und Qc H-Pegel, so dass auch R H-Pegel führt; der Zähler setzt sofort nach 0 zurück.
Für andere Zählumfänge lässt sich die erforderliche Diodenbeschaltung aus Bild 4.146b ersehen. Die Zählstufe kann dabei nicht mehr über den R-Eingang
nullgestellt werden: Man benutzt dafür erforderlichenfalls die Dateneingänge DA bis DD (die sämtlich an Masse gelegt werden) und den Voreinstelleingang; mit
L-Pegel am Voreinstelleingang (siehe Bild 4.133a, b) setzt hierbei der Zähler nach 0. In Bild 4.146a wurde diese Möglichkeit nicht mit eingezeichnet.
Für die Dauer des Rückstellvorgangs über R steht an diesem Anschluss ein zufolge springt der Zähler; wenn m erreicht ist; sofort auf die dann »geladene« Zahl n über und zählt von da normal weiter. Zu diesem Zweck setzt die
HL-Vorderflanke des nächsten Zähleingangstakts den RS-FF Ausgang D2 nach H zurück; die Dateneingänge D sind wieder verriegelt und der Zählbetrieb
freigegeben. Weil die Zähltakte in, größerem Abstand folgen können, muss der Nullstellvorgang (S1) auch das Rückstellen des RS-FF (der sonst zufällig den
Ladeeingang 11 ständig aktiviert halten könnte) mit einbeziehen. Sonst wäre bleibendes Nullstellen nicht möglich, wenn der Ladeeingang aktiviert ist.
Vereinfachte, Zählumfangs-. verkürzung (Teilerfaktoreinstellang) für die Zähler-IS D 192 und D 193
Der Zählumfang der universellen Zähler-IS D 192,(m = 10) und D 193 (m = 16) kann mit »Erkennungslogiken« verkürzt werden. Statt der zusätzlichen
Grundgatterfunktionen lassen sich vereinfachte Schaltungen mit Diodengattern anwenden.
Die Vorteile (Einsparung von Gattenfunktionen und deren Betriebsstrom, einfachere Leiterbahnführung) überwiegen im Amateurbereich die Nachteile (durch
Dioden etwas verringerter statischer Störabstand, gegebenenfalls etwas niedrigere Arbeitsfrequenz). Bild 4.146 zeigt die Anwendung eines Diodengatters zur
Zählumfangsverkürzung; das Prinzip eignet, sich für D 192 und D 193 gleichermaßen. Solange S1 geschlossen ist, arbeitet der Zähler mit vollem Zählum-
fang. Bei geöffnetem Schalter S1 wird der Rückstelleingang R so lange über mindestens eine Diode auf L-Pegel gehalten, bis der gewünschte Zählerstand erreicht ist.
Die Schaltung nach Bild 4.146a mit V2, V3 gilt für n = 5 (entspricht Teilerfaktor 6:1).
Sobald der Zähler den Stand »6« einnimmt, erhalten QB und QC H-Pegel, so dass auch R H-Pegel führt; der Zähler setzt sofort nach 0 zurück.
Für andere Zählumfänge lässt sich die erforderliche Diodenbeschaltung aus Bild 4.146b ersehen. Die Zählstufe kann dabei nicht mehr über den R-Eingang
nullgestellt werden: Man benutzt dafür erforderlichenfalls die Dateneingänge DA bis DD (die sämtlich an Masse gelegt werden) und den Voreinstelleingang; mit
L-Pegel am Voreinstelleingang (siehe Bild 4.133a, b) setzt hierbei der Zähler nach 0. In Bild 4.146a wurde diese Möglichkeit nicht mit eingezeichnet.
Für die Dauer des Rückstellvorgangs über R steht an diesem Anschluss Eingangsfrequenz fa, wobei m die an den Dateneingängen DA ...DD BCD-codiert (Bild 4.116) eingestellte Zahl ist. Der gewünschte Teilerfaktor kann daher, wie im
Bild 4.147 gezeigt, mit einem 4poligen Stufenschalter programmiert werden; mit S1a...Sld lässt sich das Teilerverhältnis jederzeit umschalten. Für anzeigende
Zählstufen eignet sich diese Schaltung nicht, da sie den Zählumfang am Anfang (bei 0 beginnend) verkürzt und die an den Q-Ausgängen auftretenden
BCD-codierten Zahlen daher nicht mit der Zahl der Zählschritte identisch sind. Nachteilig ist unter Umständen auch, dass der Zählerstand 0 (alle Q-Ausgänge L) kurzzeitig
(20...60ns, je nach Cl und den IS-Exemplardaten) an den Q-Ausgängen auftritt - auch wegen dieser »Spikes« können die Q-Ausgangssignale nicht ohne weiteres
weiterverarbeitet werden; ein weiterer Nachteil ist die Reduzierung der maximalen Zählfrequenz unter die (sonst mit D 192, D 193 möglichen) etwa 25 MHz.
Dagegen hat die Schaltung nach Bild 4.147 den entscheidenden Vorteil, dass auf den Zuleitungen zum Programmierschalter S1a...Sld nur Gleichstrom fließt, so
dass Montage und Leitungsführung auch über eine größere Entfernung problemlos sind. Deshalb und wegen des relativ geringen Aufwands an zusätzlichen Gattern
eignet sich diese Schaltung insbesondere auch für längere Teilerketten mit beliebig wählbaren Teilverhältnissen z. B. in Frequenzsynthesizern aller Art sehr gut. Der Reset-Eingang R sollte dabei nicht für Steuerungszwecke benutzt werden, da ein Nullstellen über R zu einem - bei fehlendem f, -Takt bleibenden - »verbotenen«
Zustand »0« führt und demzufolge beim Anlaufen der Teilerkette zunächst einen falschen Teilerfaktor ergeben würde. Der Teiler kann bei Bedarf mit dem zweiten
Eingang von Dl in definierter Anfangsstellung (Bild 4.147) gehalten werden, womit der Zähler die mit S1 vorgegebene Stellung einnimmt und, solange L-Pegel am zweiten Eingang von D1 anliegt, diese Stellung beibehält (f,-Impulse treten dabei nicht auf).
Hagen
Jakubaschk - "Das große Schaltkreisbastelbuch" - wieso liegt das nach
gut 25 Jahren noch immer auf dem Tisch jedes wirklich begeisterten
Elektronik-Bastlers??? |
