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Anordnung zur Erfassung von auf Signalleitungen in wahlloser Folge einlaufenden Signalimpulsen, insbesondere von Zählimpulsen in Fernmeldeanlagen
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von auf mehreren Signalleitungen in wahlloser Folge, jedoch mit einem bestimmten zeitlichen Mindest- abstand einlaufenden Signalimpulsen, z. B. Gebührenimpulsen in Fernsprechanlagen, unter Verwendung von den Signalleitungen individuell zugeordneten bistabilen Speicherel ementen (z.
B. Ferritkernspeicher- elemente) zur vorübergehenden Speicherung jeweils eines Signalimpulses, die periodisch nacheinander in einer zeitlichen Folge abgefragt werden, die kürzer ist als die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Signal- impulsen liegende Mindestpausenzeit, wobei das Speicherelement d-jrch Abfrageimpulse in die Ausgangs- lage geschaltet wird und als Kriterium für die endgültige Registrierung eines Signalimpulses durch die zentrale Registrier- und Speichereinrichtung die den Übergang von der Speicher- in die Ausgangslage kennzeichnenden beiden aufeinanderfolgenden Abfrageergebnisse gewertet werden.
Diese Anordnung ver- meidet die Nachteileder bekannten Methoden dadurch, dass die den einzelnen Signalleitungen individuell zugeordneten Speicherelemente auch bei gleichzeitigem Vorliegen eines Signalimpulses durch jeden über die Abfrageleitungen zugeführten Abfrageimpuls in die Ausgangslage schaltbar sind und dass die Impuls- folgezeit der aufeinanderfolgenden von der Abtasteinrichtung abgegebenen Abfrageimpulse kürzer ist als die um die durch Prellungen am Ende eines Signalimpulses hervorgerufene Störzeit verkürzte Mindest- pausenzeit.
Durch die Zurückstellung eines im Speicherzustand"l"befindlichen Speicherelementes in die Aus- gangslage"0"durch jeden Abfrageimpuls, auch für den Fall, dass der Signalimpuls auf der überprüften
Signalleitung noch andauert, wird nicht nur während der eigentlichen Signalimpulsdauer, sondern auch für die Gesamtzeit der den Signalimpuls einleitenden und verlängernden Prellimpulse eine kontinuierli- che Folge gleicher Abfrageergebnisse, die alle C : en Speicherzustand "1" kennzeichnen, erzielt, Das gilt gleichfalls für den Fall, dass ein Abfrageimpuls in eine Prellücke fallen sollte.
Um dabei sicherzustel- len, dass für jedes der den Signalleitungen individuell zugeordneten Speicherelemente der Übergang von der Speicher- in die Ausgangslage fehlerfrei erkannt und damit ein eindeutiges Zählkriterium geschaffen wird, das durch die zentrale Registrier- und Speicher einrichtung dann weiter zu verarbeiten ist, wird die kleinste zulässige Abtastfrequenz durch die um die durch Prellungen am Ende eines Impulses hervorgerufene Störzeit verkürzte Mindestpausenzeit bestimmt.
Die durch die Prellungen bedingte Störzeit bedeutet nämlich eine Verlängerung des Signalimpulses : Würde diese Verlängerung nicht berücksichtigt, so bestände die Gefahr, dass bei entsprechender Wahl der Abtastfrequenz unter Umständen der erste von zwei Pausenabfrageimpulsen in die Störzeit fällt und somit kein Übergang"1"-"0" ermittelt wird. Die Beachtung dieser einschränkenden Zeitbedingungistbesonders darum erforderlich, da die Zahl der zu überwachenden Signalleitungen unter anderem begrenzt ist durch die zulässige Abtastfrequenz.
Diese grundsätzliche Methode lässt nun mehrere Varianten zu. Die eine besteht darin, dass die Im- pulsfolgezeitder periodisch wiederkehrenden Abfrageimpulse kleiner oder höchstens gleich der Hälfte der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Signalimpulsen derselben Signalleitung liegenden verkürzten Mindestpausenzeit ist.
Durch eine derartige Abhängigkeit des Abfrageimpulsabstandes von der sich aus dem Pausenabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Signalimpulsen derselben Signalleitung und der grösstmöglichen durch Prellungen am Ende eines Signalimpulses hervorgerufenen Störzeit ergebenden verkürzten Mindestpausenzeit wird bei periodisch wiederkehrenden Abfrageimpulsen sichergestellt, dass mindestens zwei Abfrageimpulse in die verkürzte Mindestpausenzeit fallen.
Eine andere Variante der besprochenen Methode besteht darin, dass die Impulsfolgezeit der periodisch wiederkehrenden Abfrageimpulse kleiner oder höchstens gleich der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Signalimpulsen derselben Signalleitung liegenden verkürzten Mindestpausenzeit ist und dass jeder Abfrageimpuls aus zweikurzzeitig aufeinanderfolgenden Impulsen gleicher Polarität gebildet wird. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die einzelnen Speicherelemente mit der. halben Frequenz der zuerst genannten Variante abgetastet werden können, was besonders dann erforderlich ist, wenn eine grosse Zahl von Signalleitungen überwacht werden soll.
Um auch nach dieser Methode eine fehlerfreie Zählung zu erzielen, ist es zweckmässig, dass der Zeitabstand der beiden den periodisch wiederkehrenden Abfrageimpuls bildenden Impulse grösser ist als der grösste auftretende Abstand von zwei aufeinanderfolgenden Prellimpulsen. Dadurch wird vermieden, dass die beiden den Abfrageimpuls bildenden Impulse in ein und dieselbe Prellücke fallen und deren Abfrageergebnisse ein die Zählung auslösendes Kriterium abgeben.
Alle diese Methoden erfordern auf dem zentralen und der Registrierung der auf den einzelnen Signalleitungen einlaufenden Signalimpulse dienenden Hauptspeicher neben den Speicherbits für die Zählung der einzelnen Signalimpulse je Signalleitung ein besonderes Merkbit je Signalleitung. Dieses Merkbit dient
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mel oder einer Ringkernzeile eines Ringkernspeichers, von denen jeweils einer einer Signalleitung fest zugeordnet ist. Diese Einzelspeicher dienen der eigentlichen Speicherung der auf der jeweils zugeordneten Signalleitung einlaufenden. Zahl von Signalimpulsen. Die Speicherung erfolgt zweckmässig in einem Binärcode, beispielsweise in Tetradenverschlüsselung. Die Speicherkapazität richtet sich nach der maximal zu speichernden Signalimpulszahl.
Das Aufsummieren der je Signalleitung wahllos einlaufenden Signalimpulse erfolgt mittels des zentralen Addierwerkes AD. Zu diesem Zweck werden die jeweils im Hauptspeicher SP enthaltenen, die Gesamtzahl der je Signalleitung bisher angefallenen Signalimpulse kennzeichnenden Informationen laufend über einen Leseverstärker LV dem Addierwerk und von dort wieder dem Hauptspeicher zugeführt.
Dabei ist es gleichgültig, ob die nicht geänderte Information jedesmal neu eingeschrieben wird, oder ob eine Neueinschreibung nur dann erfolgt, wenn die vorliegende Information sich wie bei den gezeigten Ausführungsbeispielen geändert hat.
Dieser sich gegebenenfalls ständig wiederholendeKreislauf ist über die zentrale Ablaufsteuerung AbStmitdem Abfragezyklus des Teiles A der Einrichtung synchronisiert, u. zw. derart, dass mit jeder Übergabe einer Information an die Addiereinrichtung der Informationsinhalt des der zugehörigen Signalleitung zugeordneten Speicherelementes K... gleichzeitig zur Auswertung gelangt.
Die Entscheidung darüber, wann eine Addition erfolgen soll, trifft das Auswahlschaltglied AS, das die beiden Teile A und B der Einrichtung miteinander verknüpft. Dieses Auswahlschaltglied besteht je nach Art des zugrunde liegenden Verfahrens aus einem oder mehreren an sich bekannten logischen Bausteinen, wie Koinzidenz-, Sperr-und Mischgatter.
Im weiteren seien die einzelnen Verfahren an Hand der Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
Fig. la zeigt das der Einfachimpulsabfrage zugrunde liegende Impulsdiagramm. Die obere Impuls- kurve gibt die auf irgend einer Signalleitung, z. B. 11 der Fig. l, auftretende Signalspannung wieder.
Darunter folgen die auf das zugehörige Speicherelement K11 einwirkende Abfrageimpulsfolge, der Speicherzustandsverlauf und das mit jedem Abfrageimpuls gewonnene Abfrageergebnis. Solange sich das Spei-
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"1".wenn einAbfrageimpulsin eine Prellücke fallen sollte, da mit jedem nachfolgenden Impuls die Speicherlage wiederhergestellt wird. Eine endgültige Zurückschaltung in die Ausgangslage kann daher erst mit dem ersten in die wirkliche Pause tp-i. fallenden Abfrageimpuls erzielt werden.
Diese für die Abfrageimpulsfolge massgebende Pausenzeit ergibt sich aus der zwischen zwei aufeinan- derfolgenden Signalimpulsen I und II liegenden Mindestpausenzeit t -i'die vom Ende eines Signalimpulses bis zum Beginn des ersten der den nachfolgenden Signalimpuls einleitenden Prellimpulse zu rechnen ist, abzüglich der durch die Prellimpulse am Ende eines Signalimpulses hervorgerufenen Störzeit tprel, um die jeder Signalimpuls verlängert wird.
Da der das Speicherelement endgültig in die Ausgangslage zurückschaltende Abfrageimpuls wie je- der mit dem Signalimpuls zusammenfallende Abfrageimpuls als Abfrageergebnis eine "1" liefert, ist mindestens ein weiterer in die wirkliche Pausefallender \bfrageimpuls erforderlich, der als Abfrageergebnis eine"0"liefert. Denn erst die Ergebnisfolge"i"-"o"gibt ein sicheres Kriterium dafür, dass ein Signalimpuls zu registrieren ist.
Da des weiteren die Abfrageimpulse mit den wahllos eintreffenden Signalim- pulsen nicht synchron sind und daher beliebige Phasendifferenzen zwischen einem Signalimpulsende und einem Abfrageimpuls auftreten können, ergibt sich als maximal zulässige Impulsfolgezeit t b für die Abfrageimpulse folgende Bedingung :
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Übertragen auf das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 werden die Zeilen, z. B. l, der in Matrixform angeordneten Speicherelemente mit Abfrageimpulsen dieser oder auch kleinerer Impulsfolgezeiten beschickt und die. Abfrageergebnisse dem Abfrageregister AR übergeben.
Da jeweils nur eine Zeile auf einmal abgefragt werden kann, erfolgt das Abfragen der einzelnen Zeilen 1 - x durch den Zeilentaktverteiler mit einer Zeilenfolgezeit von
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Dabei ist zu beachten, dass die Fortschaltung von einer Zeile auf die nächste erst erfolgen darf, wenn das Abfrageregister AR alle gespeicherten Informationen an die zentrale Registrier-und Speichereinrich- rung abgegeben hat.
Daraus folgt als Bedingung für die Impulsfolgezeit des Spaltentaktverteilers TVS
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Da die Impulsfolgezeit des Spaltentaktverteilers anderseits durch die maximal erforderliche Zeit für die Verarbeitung einer im Abfrageregister enthaltenen Information, also die Gesamtzeit eines Informationsumlaufes in der zentralen Additions-und Speichereinrichtung, bestimmt ist, ist die Zahl der insgesamt von einer zentralen Einrichtung zu überwachenden Signalleitungen, abgesehen von der festliegenden effektiven Pausenzeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Signalimpulsen abhängig von der Arbeitsgeschwindigkeit der zentralen Addier-und Speichereinrichtung, insbesondere von der Zugriffszeit des zentralen Hauptspeichers.
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Speicherbit vorgesehen, das zusammen mit der Signalleitung individuellen Information ständig ein-und ausgespeichert wird.
Dieses Merkbit wird bei Serienausgabe aus dem Speicher SP über ein Koinzidenzgatter G2 von der zum Addierwerk gelangenden Information abgezweigt, indem dieses Gatter von der zentralen Ablaufsteuerung her nur für die Zeit den anstehenden Merkbits geöffnet wird, oder aber es gelangt bei Parallelausgabe aus dem Hauptspeicher direkt zum Eingang e2 des Auswahlschaltgliedes AS.
Informationsinhalt des Merkbits und das jeweilige Abfrageergebnis bilden die Eingangskriterien des Auswahlschaltgliedes AS, das die einzelnen Steuerkriterien für die Registrierung entsprechend der Funktiontafel liefert :
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<tb>
<tb> Eingänge <SEP> Ausgänge
<tb> el <SEP> e2 <SEP> al <SEP> a2 <SEP> a3 <SEP> a4
<tb> Abfrage-Merkbit <SEP> Addition <SEP> Schreiben <SEP> Löschen <SEP> Schreiben
<tb> ergebnis <SEP> Merkbit <SEP> Merkbit <SEP> geänderte <SEP> Information
<tb> 1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP>
<tb> 1 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 1 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 0 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 1
<tb> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb>
Das Sperrgatter Sl liefert den Additionsbefehl, das Sperrgatter S2 den Schreibbefehl für das Merkbit.
Schreibbefehl für das Merkbit und Additionsbefehl geben über das Mischgitter M gleichzeitig den Schreibbefehl für die geänderte Information. Mit jedem Additionsbefehl ist gleichzeitig das Löschen des vorhandenen Merkbits gekoppelt.
Fig. 2a zeigt das dem Verfahren mit der Doppelimpulsabfrage zugrunde liegende Impulsdiagramm.
Es unterscheidet sich von dem gemäss Fig. la lediglich dadurch, dass der zweite in die wirkliche Signal-
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auf die Anordnung gemäss Fig. 2 eine grössere Zeilenfolgezeit für den Zeilentaktverteiler TVZ als beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1.
Zur Aufnahme der durch die den Zeilenabfrageimpuls bildenden Impulse a und b gewonnenen Abfra- geergebnisse dient analog zum Ausführungsbeispiel gemäss Fig. l ein zwei Speichereinheiten El und E2 umfassendes Abfrageregister AR1, die abwechselnd von der Zeilensperre ZSpautudhilebereit geschaltet werden, derart, dass jeweils die durch den ersten Impuls a gewonnenen Abfrageergebnisse auf die Speichereinheit El und die durch den zweiten Impuls b gewonnenen Abfrageergebnisse auf die Speichereinheit E2
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gelangen. Die Ausgabeleitungen beider Speichereinheiten sind über einen Verstärker Va bzw. Vb mit einem Eingang el bzw. e2 des Auswahlschaltgliedes AS verbunden. Der Eingang e3 bildet die Eingabe für den Informationsinhalt des jeweiligen Merkbits aus dem Hauptspeicher SP.
Für das Auswahlschaltglied ergibt sich daraus folgende Funktionstabelle :
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<tb>
<tb> Eingänge <SEP> Ausgänge
<tb> el <SEP> e2 <SEP> e3 <SEP> al <SEP> a2 <SEP> a3 <SEP> a4
<tb> 1. <SEP> Abfrage- <SEP> Z. <SEP> Abfrage- <SEP> Merk-Addi-Schreiben <SEP> Löschen <SEP> Schreiben <SEP>
<tb> ergebnis <SEP> ergebnis <SEP> bit <SEP> tion <SEP> Merkbit <SEP> Merkbit <SEP> geänd. <SEP> Inf.
<tb>
1. <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 1
<tb> 2. <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP>
<tb> 3.1 <SEP> 0 <SEP> 01 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP>
<tb> 4. <SEP> 0 <SEP> 0000 <SEP> 00 <SEP>
<tb> 5.0 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP>
<tb> 6.1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP>
<tb> 7.1 <SEP> 0110 <SEP> 11 <SEP>
<tb> 8.. <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 1
<tb>
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binationen 1 - 3, 5 und'7-8 zu Steuerbefehlen an den Ausgängen al-a4. Die Indizes der Sperrgatter SI - S3, S5, S5' und S7 - S8 des dargestellten Auswahlschaltgliedes AS in Fig. 2 entsprechen diesen sechs Kombinationen.
Dementsprechend ermitteln die Sperrgatter S3, S5, S7 und S8 den Additionsbefehl, der über das Mischgatter M4 zum Ausgang al gelangt, und die Sperrgatter S1. S2, S5 den Schreibbefehl für das Merkbit, der über das Mischgatter M3 an den Ausgang a2 gelangt. Mit diesen beiden Befehlen ist des weiteren der Schreibbefehl der geänderten Information einschliesslich Merkbit gekoppelt, der über das Mischgatter M5 an den Ausgang a4 gegeben wird. Bis auf die Kombination 5 der Funktionstabelle führt der Ädditionsbefehl gleichzeitig zur Abgabe des Löschbefehls für das Merkbit am Ausgang a3, Da bei der Eingangskombination 5 mit dem Additionsbefehl gleichzeitig der Schreibbefehl für ein Merkbit gegeben wird, muss in diesem einen Fall der Löschbefehl für das Merkbit unterdrückt werden, was durch das Sperrgatter S5' erreicht wird.
Dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 liegt das gleiche Impulsdiagramm wie dem der Fig. 2 zugrunde.
Ausgewertet wird aber lediglich die sich aus den Impulsen a und b des abfragenden Doppelimpulses ergebende Ergebnisfolge, so dass das Auswahlschaltglied AS aus einem einzigen Sperrgatter besteht, das nur bei der Ergebnisfolge "1" -" 0" einen Additionsbefehl an das Addierwerk AD und gleichzeitig mit diesem einen Schreibbefehl für die geänderte Information an das Koinzidenzgatter G1 abgibt.
Während bei der Anordnung gemäss Fig. 1 die Zeilenfolgezeit try, dise in ihrem unteren Grenzwert durch die Zeilenabfragezeit und die Ausspeicherzeit des Abfrageregisters bestimmt ist, durch die Zeilenabfragezeit, die in erster Linie gleich der Abfrageimpulsdauer ist, nicht wesentlich beeinträchtigt wird, da diese im allgemeinen klein ist gegenüber der Ausspeicherzeit des Abfrageregisters, kann bei dem Doppelimpulsabfrageverfahren die Zeilenfolgezeit durch die Doppelimpulsdauer tD wesentlich verlängert werden. Es ist daher zweckmässig, ein zweites Abfrageregister AR2, wie in Fig. 2 dargestellt, vorzusehen und die Zeilenabfrageergebnisse abwechselnd in das eine und in das andere Abfrageregister zu geben.
Dadurch wird erreicht, dass noch während der Ausgabe aus dem einen Abfrageregister die nächste Zeile bereits abgefragt werden kann, so dass die Ausspeicherung des Abfrageregisters unmittelbar an die Ausspeicherung des andern Abfrageregisters ohne Zeitverlust anschliessen kann. Die Zeilenfolgezeit ist damit unabhängig von der Doppelimpulsdauer. Fig. 4 zeigt die Gegenüberstellung der beiden möglichen Zeilenabfrageimpulsfolgen bei gleich grosser Ausspeicherzeit ts des Abfrageregisters.
Die wechselweise Ansteuerung der beiden Abfrageregister AR1 und AR2 kann gemäss Fig. 2 aus in einfacher Weise aus einem Koinzidenzgatter m und einem Sperrgatter n aufgebaute Steuerschalter Stl-Sty
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