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Schaltungsanordnung zur Anzeige von Betrag und Vorzeichen der Differenz zweier binärer Zahlen
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Zur Lösung der geschilderten Aufgaben geht die Erfindung von einer Betrag und Vorzeichen der Differenz zweier binärer Zahlen anzeigenden Schaltungsanordnung aus, bei der die Stellen gleicher Ordnung der beiden Zahlen paarweise gleichzeitig auf einen zugeordneten von mehreren Vergleichskreisen wirken und bei der Einrichtungen zur gleichzeitigen Erzeugung von die relativen Beträge der jeweils verglichenen Stellen anzeigenden Ausgangssignalen an allen Vergleichskreisen vorgesehen sind und das an der Aus- gangsklemme auftretende Resultat von diesen Ausgangssignalen abgeleitet wird.
Eine erfindungsgemä - sse Schaltungsanordnung dieser Art ist dadurch gekennzeichnet, dass an jeden Vergleichskreis eine Einrichtung angeschlossen ist, welche dem Ausgangssignal des zugeordneten Vergleichskreises ein der Ordnung der von ihm verglichenen Stellen entsprechendes Binärgewicht erteilt, und dass Schaltkreise zur Kombination der einzelnen, mit Binärgewichten versehenen Ausgangssignale vorgesehen sind.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält jede Stufe des Vergleichsgerätes eine Reihe von UND- und ODER-Ventilen. UND-Ventile oder sogenannte Koinzidenzventile sind in verschiedenen Ausführungen bekannt und werden in Rechenkreisen allgemein angewendet. Ein solches UND-Ventil hat mehrere Eingänge und einen einzigen Ausgang und ist so aufgebaut, dass ein Ausgangssignal dann und nur dann auftritt, wenn an allen Eingängen gleichzeitig gleiche Signale einer vorbestimmten Art wirksam sind. Ein ODER-Ventil ist demgegenüber ein Ventil mit mehreren Eingängen und einem einzigen Ausgang, das so aufgebaut ist, dass ein Ausgangssignal jeweils dann erhalten wird, wenn an zumindest einem der Eingänge ein Signal vorbestimmter Art wirksam ist.
Ein Subtraktionskreis üblicher Bauart arbeitet in der Weise, dass er der Reihe nach, beginnend mit den Stellen niedrigster Ordnung. Stellen gleicher Ordnung vergleicht. Das Resultat wird dabei erst erhalten, wenn alle Stellenvergleiche von der Stelle niedrigster Ordnung bis zur Stelle höchster Ordnung vollständig abgeschlossen sind. Um beispielsweise die Zahl 75 von der Zahl 121 in üblicher Weise zu subtrahieren, wird die Stelle niedrigster Ordnung (5) des Subtrahenden von der Stelle niedrigster Ordnung (1) des Minuenden abgezogen, wobei die Zahl 10 von der Stelle nächsthöherer Ordnung (2) des Minuenden ausgeborgt wird, um beim Vergleich der Stellen niedrigster Ordnung das Teilresultat 6 zu erhalten.
In analoger Weise arbeitet ein bekannter Subtraktionskreis für binäre Zahlen so, dass er, beginnend mit den Stellen niedrigster Ordnung, der Reihe nach Stellenvergleiche vornimmt, wobei für jeden einzelnen Stellenvergleich eine bestimmte Zeit erforderlich ist und der gesamte Subtraktionsvorgang entsprechend verzögert wird.
Gemäss derEfindung erfolgt der Vergleich aller Binärstellen in den verschiedenen Positionen des Vergleichsgerätes gleichzeitig, wobei entweder eine Übereinstimmung oder eine Nichtübereinstimmung der paarweise verglichenen Stellen festgestellt wird.
Jede Vergleichsposition liefert ein Vergleichssignal, das eine solche Übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung anzeigt, und diesen Signalen wird in Abhängig- keit von der Ordnung der betreffenden Vergleichsposition ein entsprechendes Binärgewicht erteilt, wonach durch Summierung der so erhaltenen Signale innerhalb eines Bruchteiles der Zeit, die für einen schrittweisen Subtraktionsvorgang erforderlich wäre, ein Ausgangssignal erhalten wird, welches das Vorzeichen und den genauen Betrag der Differenz der beiden verglichenen Zahlen angibt.
Wie schon erwähnt, wird gemäss der Erfindung jeder Position des Vergleichsgerätes ein bestimmtes Binärgewicht zugeordnet, das der Ordnung der zugehörigen Stellen der verglichenen Zahlen entspricht. Beispielsweise betragen die Binärgewichte der einzelnen Positionen bei einer fünfstelligen Binärzahl der Reihe nach 16,8, 4,2 und 1 ; diese Werte werden dadurch erhalten, dass die Basis (2) des binären Systems fortschreitend mit sich selbst multipliziert wird.
Das nachfolgende einfache Subtraktionsbeispiel soll diesen Vorgang erläutern.
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<tb>
<tb>
Dezimalsystem <SEP> gewöhnliches <SEP> Binärsystem
<tb> Binärgewicht <SEP> 16 <SEP> 8 <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 1
<tb> Position <SEP> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D <SEP> E
<tb> 26 <SEP> Minuend <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 0
<tb> 20 <SEP> Subtrahend <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> +6 <SEP> Resultat <SEP> 0 <SEP> +1 <SEP> -1 <SEP> +1. <SEP> 0 <SEP>
<tb> Nach <SEP> Binärgewichten <SEP> abgestuft <SEP> +8 <SEP> -4 <SEP> +2 <SEP> = <SEP> +6
<tb>
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Statt mit einem Vergleich der Stelle.
niedrigster Ordnung zu beginnen und der Reihe nach bis zu den
Stellen höchster Ordnung fortzuschreiten, wie dies bei einem Reihensubtraktor der Fall ist, werden also erfindungsgemäss die einzelnen Paare von Stellen gleichzeitig verarbeitet und es werden in jeder Position einfache Subtraktionsergebnisse in der Form 0, +1 oder-l erhalten. Beim vorliegenden Beispiel wird in den Positionen B und D das Vorhandensein von positiven Nichtübereinstimmungen festgestellt und dem- nach wird in diesen Positionen je das Teilresultat +1 erhalten. Die negative Nichtübereinstimmung in der Position C liefert das Teilresultat-l und die Übereinstimmungen in den Positionen A und E führen zu den
Teilresultaten 0.
Jedes der Teilresultate +1 und-l wird nunmehr mit einem seiner Position entsprechenden Binärgewicht versehen, worauf die dermassen abgewogenen Teilresultate summiert werden, u. zw. vorzugsweise nach Überführung derselben in Analogspannungen, wodurch der genaue Differenzbetrag der verglichenen Zahlen erhalten wird. Das Endresultat nimmt stets das Vorzeichen der Nichtübereinstimmung höchster Ordnung an. die im vorliegenden Falle in der Position B auftritt.
Beim stellenweisen Vergleich von im gewöhnlichen Binärkode ausgedrückten Kodezahlen kann es nun vorkommen, dass auf ein Teilresultat +1 eine Reihe von Teilresultaten-l folgt. Nach Abstufung dieser Teilresultate nach Binärgewichten und Überführung derselben in Analogspannungen ist es dann erforderlich, eine Reihe von negativen Spannungen von einer einzigen positiven Spannung abzuziehen ; hiebei ist es aber schwierig, ein genaues, durch eine Analogspannung ausgedrückte Endresultat zu erhalten. Diese Schwierigkeit, die auf der weitgehenden Kompensation bzw.
Auslöschung einer Spannung durch andere Spannungen beruht, wird nach einem Merkmal der Erfindung dadurch behoben, dass die die Teilresultate angebenden Vergleichssignale unter der Kontrolle von Teilresultaten seitens vorhergehender Vergleiche von Stellen höherer Ordnung nach Binärgewichten abgestuft werden. Das Binärgewicht eines jeden Teil- resultats kann ferner entsprechend der binären Ordnungszahl der betreffenden Vergleichsposition durch eine Mehrzahl von Analogwerten dargestellt werden. Auf diese Weise werden Teilresultate entgegengesetzten Vorzeichens vermieden und der bereits erwähnte Kompensationseffekt wird daher behoben.
Ein Merkmal der Erfindung liegt somit darin, dass Signale, welche Stellen gleicher Ordnung von zwei zu vergleichenden gewöhnlichen Binärkodezahlen angeben, gleichzeitig an zugeordnete von mehreren Eingängen eines Vergleichsgerätes angelegt werden und dass von nach Binärgewichten abgestuften Signalen, die von bestimmten Positionen der Vergleichsgeräte abgegeben werden, ein Ausgangssignal abgeleitet wird, welches das Vorzeichen und den genauen Betrag der Differenz der verglichenen Zahlen angibt.
Nach einem spezielleren Merkmal der Erfindung werden die Stellenvergleiche gleichzeitig in verschiedenen Rechenkreisen durchgeführt, wobei jeder dieser Kreise so aufgebaut ist, dass er in Abhängigkeit vom zugehörigen Teilresultat und von den Teilresultaten der Stellenvergleiche höherer Ordnung ein Ausgangssignal liefert, das proportional einem der betreffenden Position entsprechenden Binärgewicht ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden von bestimmten Positionen nach Binärgewichten abgestufte positive oder negative Signale abgegeben, die dem einfachen oder doppelten Binärgewicht der betreffenden Position entsprechen.
Die Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an Ausführungsbeispielen genauer erläutert werden. Fig. 1 stellt schematisch ein Vergleichssystem gemäss der Erfindung dar. Fig. 2 zeigt, ebenfalls schematisch, ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, während Fig. 3 schematisch verschiedene logische Kreise veranschaulicht, die bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2 verwendet werden.
Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 werden die einzelnen Stellen einer ersten, im gewöhnlichen
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welche den Subtrahenden bildet, gleichzeitig den Positionen A bis N des Vergleichsgerätes zugeführt.
Der Vergleichsvorgang ist natürlich nicht auf vierstellige Binärzahlen beschränkt, sondern kann Zahlen mit beliebiger Stellenanzahl erfassen. Für jedes zusätzliche Paar von Stellen gleicher Ordnung der zu vergleichenden Zahlen muss eine weitere Position, etwa ähnlich der Position B, zum Vergleichsgerät hinzugefügt werden. Jede der Positionen A bis N des Vergleichsgerätes nimmt somit zwei Stellen gleicher Ordnung der verglichenen Zahlen auf. Beispielsweise wirken auf die Positionen A, also auf die Position höchster Ordnung, die Stellen al und b, höchster Ordnung der beiden zu vergleichenden Zahlen.
Jede Binärstelle wird in Form eines ausgewählten von zwei möglichen Spannungswerten an die zugeordnete Eingangsleitung angelegt. Diese beiden vorgegebenen Spannungswerte stellen somit die binären Ziffern "1" bzw. "0" dar, und in der nachfolgenden Erklärung sollen die Zustände der einzelnen Schaltelemente des Vergleichskreises durch diese Spannungszustände "1" bzw. "0" charakterisiert werden.
Die in den Positionen A bis N durchgeführten Vergleiche ergeben eine Anzeige, die eine Überein-
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stellen gleich sind, d. h. beide entweder aus einer"l"oder einer"0"bestehen. Wenn die Binärstelle des
Minuenden eine "'1" und die entsprechende Binärstelle des Subtrahenden eine "0" ist, so wird eine positive Nichtübereinstimmung, um umgekehrten Falle hingegen eine negative Nichtübereinstimmung ange- zeigt.
Jede Position A bis N umfasst einen Vergleichsteil und einen das Binärgewicht einführenden Teil. Der
Vergleichsteil einer jeden Position, etwa der Position A, enthält zwei UND-Ventilelll und 112 und zwei
Umkehrstufen 113 und 114. Der das Binärgewicht einführende Teil des Vergleichsgerätes enthält Elemente eines Analogwandlers 118.
Die Fig. 3A, 3B bzw. 3C stellen typische UND- und ODER-Ventile mit Dioden bzw. eine Umkehr- stufe mit einer Triode dar. Die logischen Bestandteile der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 können diese
Formen oder auch andere Formen annehmen. Die UND-Ventile, die in Fig. 1 durch einen Halbkreis an- gedeutet sind, sind so ausgebildet, dass sie das Ausgangssignal "1" nur dann liefern, wenn an allen ihren Eingängen das Signal "1" wirksam ist. Die ODER-Ventile die in Fig. 2 als von den Eingangsleitun- gen durchsetzte Halbkreise dargestellt sind, liefern das Ausgangssignal"l"jeweils dann, wenn zumindest an einem ihrer Eingänge das Signal"l"wirksam ist. Die in Fig. 1 mit INV bezeichneten Umkehr stufen liefern das Ausgangssignal"l"bzw."0"in Umkehrung des Eingangssignals "0" bzw. "1".
Die logischen Operationen, die von dem binären Vergleichssystem nach Fig. 1 durchgeführt werden, lassen sich unter Anwendung der Boolean-Algebra wie folgt ausdrücken :
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Das Resultat wird durch die Summe der individuellen positiven Ausgangssignale plus der Summe der indi- viduellen negativen Ausgangssignale angegeben.
Ein Vergleich von zwei im gewöhnlichen Binärkode ausgedrückten Eingangszahlen soll die Arbeits- weise der Schaltungsanordnung nach Fig. l erläutern. Es sei angenommen, dass die Zahl 12 mit der Zahl 6 verglichen werden soll, wobei die erste Zahl die Bezugszahl oder der Minuend sei. Die nachfolgende Ta- belle.
I gibt die einzelnen Elemente dieser Aufgabe an :
Tabelle I
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<tb>
<tb> Dezimalsystem <SEP> gewöhnlicher <SEP> Binärkode <SEP>
<tb> Binärgewicht <SEP> 8 <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 1
<tb> Position <SEP> A <SEP> B <SEP> N-1 <SEP> N
<tb> 12 <SEP> a1a2an-1an <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 6 <SEP> b1b2bn-1bn <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0
<tb> +x <SEP> 0 <SEP> -x <SEP> 0
<tb> +6 <SEP> Resultat <SEP> (Fig. <SEP> 1) <SEP> +8 <SEP> -2 <SEP> =+6 <SEP>
<tb> +6 <SEP> Resultat <SEP> (Fig. <SEP> 2) <SEP> +4 <SEP> +1 <SEP> +1 <SEP> =+6
<tb>
Das richtige Resultat ist +6. Demnach muss die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ein ein positives Vorzeichen anzeigendes Ausgangssignal sowie ein den Differenzbetrag anzeigendes Ausgangssignal mit dem Binärgewicht 6 liefern.
Es ist erkennbar, dass die zu vergleichenden gewöhnlichen Binärkodezahlen in der Position A, d. h. in der Position höchster Ordnung. eine positive Nichtübereinstimmung zeigen. In der Position N-1 ist eine negative Nichtübereinstimmung erkennbar, wogegen in den Positionen B und N Übereinstimmung vorliegt.
Der Vergleichsteil einer jeden Position der Schaltungsanordnung nach Fig. l liefert nun in der nachfolgend beschriebenen Weise ein Ausgangssignal, welches die in der betreffenden Position vorliegende Übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung anzeigt.
Die Position A nimmt an den Eingangsleitungen für die Stellen al und bl eine "1" bzw. eine "0" auf. so dass auf das UND-Ventil 111 des Vergleichskreises vom Eingang al her eine"l"und über die Umkehr-
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stufe 113 vom Eingang b, her ebenfalls eine"l"wirkt. Analog nimmt das UND-Ventil 112 vom Eingang bleer eine "0" und vom Eingang al her über die Umkehrstufe 114 ebenfalls eine "0" auf. Das UND-Ventil 111 empfängt daher an allen seinen Eingangsleitungen eine "1" und gibt demnach das Ausgangssignal"l"ab. Dieses Ausgangssignal "1" wird über die Leitung 115 zum Abschnitt RA eines 5 Analogwandlers 118 übertragen. Der Abschnitt RA des Analogwandlers 118 erteilt diesem Ausgangssignal das entsprechende Analog-Binärgewicht der Position A, das im vorliegenden Falle 8 beträgt.
Die Position B nimmt die Stellen 3z und b zweithöchster Ordnung der beiden Eingangszahlen auf. In diesem Falle tritt an beiden Eingangsleitungen eine"l"auf. Da in der Position B beide UND-Ventile 121 und 122 über eine der Umkehrstufen 123 und 124 das Umkehrsignal einer der beiden Eingangszahlen aufnehmen, liefert keines der UND-Ventile dieser Position ein Ausgangssignal.
Ähnliche Verhältnisse liegen in der Position N vor, in der ebenfalls Übereinstimmung zwischen den verglichenen Binärstellen besteht.
Das UND-Ventil 132 in der Position N-1 des Vergleichsgerätes nimmt vom Eingang bn eine"l" und vom Eingang an-1 über die Umkehrstufe 133 ebenfalls eine"l"auf. Die Aufnahme des Signals "1" an beiden Eingängen öffnet das UND-Ventil 132, so dass dieses über die negative Ausgangsleitung 145 zu
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Falle 2 beträgt. Das von der Position A über die Leitung 115 und den Abschnitt RA, des Analogwand- lers 118 kommende, binärgewichtsmässig eingestufte Ausgangssignal wird über die positive Ausgangsleitung 146 dem Kreis 150 zugeführt. Analog wird das Ausgangssignal der PositionN-1 über die negative Aus- gangsleitung 147 dem Kreis 150 zugeführt. Alle nach Binärgewichten abgestufte Ausgangssignale, die an der positiven Ausgangsleitung 146 einlangen, addieren sich zu einem einzigen positiven Ausgangssignal im Kreis 150.
Analog addieren sich alle an der negativen Ausgangsleitung 146 auftretenden Ausgangs- signale zu einem einzigen negativen Ausgangssignal im Kreis 150. Diese positiven und negativen Summensignale werden ferner im Kreis 150 algebraisch addiert und zeigen sodann den genauen Differenzbe- trag zwischen den verglichenen Zahlen an der Abschlussleitung 151 an.
Da der Nichtübereinstimmung höchster Ordnung, die im vorliegenden Falle in der Position A auftritt, das höchste Binärgewicht zugeordnet ist, bestimmt diese das Vorzeichen des Resultats. Im vorliegenden
Falle erhält die Nichtübereinstimmung höchster Ordnung das Binärgewicht +8 und die einzige weitere
Nichtübereinstimmung das Binärgewicht -2, so dass die algebraische Addition der Analogwerte im
Kreis 150 das Resultat +6 liefert.
Es sei nun angenommen, dass die Zahl 8 mit der Zahl 7 verglichen werden soll, wobei die erstge- nannte die Bezugszahl bzw. der Minuend sei. Die nachfolgende Tabelle n gibt die einzelnen Elemente dieses Vergleichsvorganges an.
Tabelle II
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<tb>
<tb> Dezimalsystem <SEP> gewöhnlicher <SEP> Binärkode
<tb> Binärgewicht <SEP> 8 <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 1
<tb> Position <SEP> A <SEP> B <SEP> N-l <SEP> N
<tb> 8 <SEP> a1a2an-1an <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> l <SEP> blaze <SEP> 0111
<tb> +x <SEP> -x <SEP> -x <SEP> -x
<tb> +1 <SEP> +8 <SEP> -4 <SEP> -2 <SEP> -1 <SEP> =+1 <SEP>
<tb>
Das richtige Resultat ist +1. Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 arbeitet ähnlich. wie dies im Zusammenhang mit dem vorhergehenden Beispiel beschrieben worden ist. Sie zeigt im vorliegenden Falle eine positive Nichtübereinstimmung in der Position A und negative Nichtübereinstimmungen in den Positionen B, N-1 und N an.
Demnach gibt jede Position an den Analogwandler 118 ein Ausgangssignal ab, während dieser Wandler seinerseits in der Position A ein positives Ausgangssignal mit dem Binärgewicht+8 an die positive Ausgangsleitung 146 und ferner in den Positionen B, N-1 und N nach Binärgewichten abgestufte negative Ausgangssignale -4, -2 bzw. -1 an die negative Ausgangsleitung 147 liefert. Es wird des-
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halb in diesem Falle erforderlich, eine Reihe von negativen Spannungen von einer einzigen positiven Spannung abzuziehen, wodurch es schwierig wird, an der Leitung 151 ein genaues Analog-Resultat zu erhalten.
Der hiebei auftretende Kompensationseffekt, der besonders bei einer grossen Anzahl von Ver- gleichsvorgängen, welche Meine Differenzergebnisse liefern, Schwierigkeiten bereitet, stellt eine eigentümliche Schwäche bei den StelleJ. 1vergieichen von gewöhnlichen Binärzahlen dar.
In Fig. 2 ist nun eine Abänderung der Schaltungsanordnung nach Fig. l dargestellt, bei welcher das Resultat eines jeden Vergleichsvorganges durch die in Vergleichspositionen für Stellen höherer Ordnung vorgenommenen Vergleichsvorgänge gesteuert wird. Bei dieser erfindungsgemässen Modifikation der Schaltung wird der erwähnte Kompensationseffekt vermieden. Die prinzipiellen Schaltkreise in den Posi-
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le zu jener Vergleichsposition, in der die Stellen nächstniedriger Ordnung verglichen werden, anstatt, wie bei der Schaltung nach Fig. 1, direkt mit dem Analogwandler verbunden zu sein. Die Ausgangssignale der Vergleichspositionen werden also jeweils zu Positionen niedriger Ordnung übertragen, um diese zu steuern, und sollen nachfolgend als"Übertragssignale"bezeichnet werden.
Der Übertragsteil einer jeden Position, ausgenommen der Position A höchster Ordnung, umfasst zwei Inhibitoren und zwei ODER-Ventile. Der Ausgangsteil einer jeden Position, ausgenommen der Position A, enthält ein UND-Ventil, einen Inhibitor und einen Abschnitt eines Analogwandlers.
Fig. 3D stellt einen typischen Inhibitor mit einer Pentode dar. Die in Fig. 1 mit INH bezeichneten Inhibitoren liefern ein Ausgangssignal, wenn an einer ihrer Eingangsleitungen ein Eingangssignal und nicht zugleich an der andern, inhibierenden Eingangsleitung ein inhibierendes Signal wirksam ist.
Der Abschnitt des Analogwandlers, der jeder Position ausser der Position A zugeordnet ist. enthält vorteilhaft vier abwägende Schaltkreise, die so ausgebildet sind, dass sie Ausgangssignale mit dem einfachen oder doppelten Binärgewicht, u. zw. positiv oder negativ vom Vergleichskreis ableiten können.
Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 befolgt die folgenden Regeln :
1. Von der Position, in der die nichtübereinstimmenden Stellen h & hsterOrdnung festgestellt werden, wird ein Übertragssignal abgeleitet, welches das gleiche Vorzeichen wie die Nichtübereinstimmung hat, und zu den Vergleichspositionen für die Stellen niedrigerer Ordnung übertragen.
2. Von jeder nachfolgenden Position, in der eine Übereinstimmung auftritt, wird ein Ausgangssignal abgeleitet, das dem Binärgewicht der betreffenden Position entspricht und das Vorzeichen des Übertragssignals hat.
3. Von jeder nachfolgenden Position, in der eine gleichsinnige Nichtübereinstimmung wie bei den nichtübereinstimmenden Stellen höchster Ordnung vorliegt, wird ein Ausgangssignal geliefert, das dem doppelten Binärgewicht der betreffenden Position entspricht und das Vorzeichen des Übertragssignals hat.
4. Es wird ein Ausgangssignal mit dem Binärgewicht der Stellen niedrigster Ordnung abgeleitet, welches das Vorzeichen des Übertragssignals hat.
5. Die so erhaltenen Ausgangssignale werden zur Ermittlung des Endresultats addiert.
Wenn sich also beispielsweise die nichtübereinstimmenden Stellen höchster Ordnung in der PositionA befinden und diese Nichtübereinstimmung positiv ist, so wird an die Vergleichspositionen B, N-1 und N gemäss der Regel (1) ein positives Übertragssignal abgegeben. Wird in der Position B Übereinstimmung der
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der Position B erzeugt. Wird in der Position N-1 eine negative Nichtübereinstimmung festgestellt, so wird von dieser Position kein Ausgangssignal geliefert. Falls in der Position N eine positive Nichtübereinstimmung festgestellt wird, so wird gemäss Regel (3) ein positives Ausgangssignal geliefert, das dem doppelten Binärgewicht der Position N entspricht. Gemäss Regel (4) wird schliesslich auch ein positives Ausgangssignal mit dem Binärgewicht der Position N erzeugt.
Die nach Binär gewichten abgestuften, durchwegs positiven Ausgangssignale werden gemäss Regel (5) summiert, um das positive Endresultat zu erhalten.
Ein Vergleich von zwei Eingangszahlen, die im gewöhnlichen Binärkode ausgedrückt sind, soll die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 erläutern. Es sei wieder angenommen, dass die Zahl 12 mit der Zahl 6 verglichen werden soll, ähnlich wie beim Beispiel für die Schaltungsanordnung nach Fig. 1. Zur Erleichterung der Beschreibung des neuen Verfahrens soll nochmals die Tabelle I. aber ergänzt im Sinne der Schaltungsanordnung nach Fig. 2, als Tabelle la wiederholt werden.
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Tabelle Ia
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<tb>
<tb> Dezimalsystem <SEP> gewöhnliches <SEP> Binärsystem
<tb> Binärgewicht <SEP> 8 <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 1
<tb> Position <SEP> A <SEP> B <SEP> N-l <SEP> N
<tb> 12 <SEP> a1a2an-1an <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 6 <SEP> b1b2bn-1bn <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0
<tb> +x <SEP> 0 <SEP> -x <SEP> 0
<tb> +6 <SEP> Resultat <SEP> (Fig. <SEP> 1) <SEP> +8 <SEP> -2 <SEP> = <SEP> +6
<tb> +6 <SEP> Resultat <SEP> (Fig. <SEP> 2) <SEP> +4 <SEP> +1 <SEP> +1 <SEP> = <SEP> +6
<tb>
Das richtige Ergebnis ist +6, doch wird in diesem Falle, wie Tabelle la anzeigt, durch die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 das richtige Ergebnis durch die Addition von drei durchwegs positiven Ausgangsspannungen ermittelt, die von ausgewählten Vergleichskreisen abgeleitet worden sind.
Die Position A in Fig. 2 nimmt an den Eingangsleitungen al und b, eine"l"bzw. eine"0"auf, so dass das UND-Ventil 211 dieses Vergleichskreises an die positive Übertragsleitung 213 das Ausgangssignal "1" abgibt. Das UND-Ventil 212, das an seinen Eingangsleitungen die Signale "0" erhält, liefert hingegen kein Ausgangssignal an die negative Übertragsleitung 214.
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Eingangssignale, so dass die Ventile keine Ausgangssignale liefern. Das Signal"l"an der positiven Über- tragsleitung 213. wird über die Leitung 231 zu einem ausgangsseitigen UND-Ventil 232 und über die Lei- tung 233 zu einem Inhibitor 234 übertragen. Der andere Eingang des ausgangsseitigen UND-Ventils 232 nimmt über die Leitung 223 das Ausgangssignal des UND-Ventils 221 auf. Da dieses Ausgangssignal im vorliegenden Falle eine "0" ist, liefert das UND-Ventil 232 kein Signal"l"im Ausgang.
Der inhibieren- de Eingang des Inhibitors 234 wird durch das Ausgangssignal des UND-Ventils 222 über die Leitungen 225 und 226 beaufschlagt. Da das Ausgangssignal des UND-Ventils 222 im vorliegenden Falle eine "0" ist, lässt der Inhibitor 234 das Eingangssignal"l"von der Leitung 233 zum Abschnitt +Rss des Analog- wandlers 280 durch, so dass dieser im Ausgang eine positive Analogspannung mit dem Binärgewicht der
Position B, im vorliegenden Falle mit dem Binärgewicht 4, liefert.
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tiven Übertragsleitung 214 gesteuert. Da im vorliegenden Falle die negative Übertragsleitung 214 nicht beaufschlagt ist, liefert der negative Ausgangsabschnitt der Position B kein binärgewichtsmässig eingestuftes Ausgangssignal.
Das Signal "1" an der positiven Übertragsleitung 213, welches auf die Inhibitoren 240,250 und 260 wirkt, verhindert das Auftreten eines Signals"l"an der negativen Übertragsleitung 214 von Positionen niedriger Ordnung, so dass die Ausgangssignale in solchen Positionen niedrigerer Ordnung, die normalerweise die negative Übertragsleitung 214 beaufschlagen würden, unterbunden werden. Das Signal"l"an der positiven Übertragsleitung 213 wird zu den Vergleichspositionen für Stellen niedrigerer Ordnung über ODER-Ventile 241,242 und 243 übertragen.
Betrachtet man nun die Position N-l, so ist erkennbar, dass das UND-Ventil 252 an der Eingangsleitung bn-l eine "1", und an der Eingangsleitung an-l über die Umkehrstufe 253 ebenfalls eine "1" auf- nimmt, so dass auch an seiner Ausgangsleitung 254 das Signal "1" erscheint. Das UND-Ventil 251 liefert hingegen kein Signal"l"an seiner Ausgangsleitung 255. Die Kombination eines Signals"l"an der Leitung 254 vom UND-Ventil 252 und an der positiven Übertragsleitung 213 hat zur Folge, dass keines der Ventile im Ausgangsabschnitt der Position N-1 geöffnet wird, so dass von diesem Abschnitt keine nach Binärgewichten eingestuften Ausgangssignale abgegeben werden..
In der Position N werden an den Leitungen an und ba die Eingangssignale "0" aufgenommen, so dass die UND-Ventile 261 und 262 der Position N keine Signale "1" an die zugeordneten Ausgangsleitungen 263 und 264 abgeben. Das Signal "1" an der positiven Übertragsleitung 213 wird über die Leitungen 266 und 267 vom Inhibitor 265 aufgenommen, der nicht gesperrt ist, weil an seinem inhibierenden
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Eingang vom UND-Ventil 262 her über die Leitungen 264 und 268 das Signal l10" anliegt. Demnach wird vom Abschnit +RN des Analogwandlers 280 ein binärgewichtsmässig eingestuftes Signal abgegeben. Das
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lers 280 und erzeugt ein weiteres positives Ausgangssignal mit dem Binärgewicht der Position N.
Im vorliegenden Falle sind alle nach Binärgewichten abgestuften Ausgangssignale positiv, nämlich +4 in der Position B, +1 in der Position N und +1 nach der Position N. Diese Signale werden an eine gemein- samen Ausgangsklemme 290 übertragen, die das Endresultat +6 anzeigt. Da keine negativen Ausgangs- signale auftreten können, wenn positive Ausgangssignale vorhanden sind, besteht keine Notwendigkeit zur
Kombination von positiven und negativen Teilsummen, um das Endresultat zu erhalten, wodurch der vorstehend erwähnte Kompensationseffekt vermieden wird.
Die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 kann in jeder Position Ausgangssignale mit dem einfachen oder doppelten Binärgewicht der betreffenden Position liefern, so dass sie alle möglichen Vergleichsfälle erfas- sen kann. Der in der nachfolgenden Tabelle XI zusammengefasste Vergleichsvorgal1g erläutert einen Fall mit einem Ausgangssignal, welches das doppelte Binärgewicht hat, wobei überdies ein negatives Übertragssignal wirksam ist.
Tabelle III
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<tb>
<tb> Dezimalsystem <SEP> gewöhnliches <SEP> Binärsystem
<tb> Binärgewicht <SEP> 8 <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 1 <SEP>
<tb> Position <SEP> A <SEP> B <SEP> N-1 <SEP> N
<tb> 3 <SEP> a1a2an-1an <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 1
<tb> bb <SEP> lbn <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP>
<tb> -x <SEP> -x <SEP> +x <SEP> +x
<tb> Resultat <SEP> (Fig. <SEP> 1) <SEP> -8 <SEP> -4 <SEP> +2 <SEP> +1 <SEP> =-9
<tb> - <SEP> 9 <SEP> Resultat <SEP> (Fig. <SEP> 2) <SEP> -8 <SEP> -1 <SEP> = <SEP> -9 <SEP>
<tb>
Das richtige Ergebnis ist-9. Die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 arbeitet ähnlich, wie dies für das vorhergehende Beispiel beschrieben worden ist. Im vorliegenden Falle wird aber eine negative Nichtübereinstimmung in den Positionen A und B und eine positive Nichtübereinstimmung in denPositionenN-1 und N festgestellt.
Die Position A liefert über das UND-Ventil 212 an die negative Übertragsleitung 214 das Ausgangs-
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signals in Vergleichspositionen für Stsllen niedriger Ordnung, indem es die inhibierenden Leitungen der Inhibitoren 239, 249 und 259 beaufschlagt. Die Position B liefert auch vom UND-Ventil 222 her ein Aus- gangssignal"l", so dass der negative Ausgangsteil der Position B, nämlich das UND-Ventil 235 and der Inhibitor 236, an ihren zugeordneten Eingangsleitungen, mit Ausnahme der inhibierenden Leitung des Inhibitors 236, das Signal" !" aufnimmt. Es werden demnach von beiden negativen Abschnitten RB des Analogwandlers 280 Ausgangssignale abgegeben, was zu einem resultierenden Ausgangssignal von doppeltem Binärgewicht der Position B, im vorliegenden Falle also von-8, führt.
Die Vergleichspositionen N-1 und N für die Stellen niedriger Ordnung ermitteln positive Nichtilber- einstimmumgen in Kombination mit einem negativen Übertragssignal und erzeugen demnach keine nach Binärgewichten eingestuften Ausgangssignale. Das Signal "1" an der negativen Übertragsleitung 214 gelangt zum Abschnitt -Ra des Analogwandlers 280 und bewirkt ein negatives Ausgangssignal mit dem Binärgewicht der Position N, das-l beträgt. Das kombinierte Resultat der negativen Ausgangssignaleist demnach-9.
Es versteht sich. dass die besehriebenenausführungsbeispiele nur den Grundgedanken der Erfindung erläutern sollen. im Rahmen der Erfindung aber mannigfaltig abgewandelt werden können.
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