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Einrichtung zur Umsetzung kontinuierlich veränderbarer Grössen in Serieninformationen
Ein bekanntes Verfahren zur Darstellung von kontinuierlich veränderlichen Grössen durch Zahlen des binären Zahlensystems beruht auf einem schrittweisen Vergleich einer der darzustellenden Grösse analo- gen Spannung mit einer Vergleichsspannung, die von einem Digital-Analog-Umsetzer geliefert wird, in dem diese Zahl gebildet wird. Dieser Umsetzer ist mit Binärzifferspeichern versehen, von denen jeder je einem Stellenwert der binären Zahl zugeordnet ist.
Den Speichern sind Koinzidenzgatter mit je zwei Eingängen vorgeschaltet, die mit je einemEingang an eine gemeinsame Rückkopplungsleitung angeschlossen sind, an die jeweils dann eine Schaltspannung angelegt wird, wenn die Vergleichsspannung grösser als die der darzustellenden Grösse analoge Spannung ist. Den zweiten Eingängen der Koinzidenzgatter werden nacheinander in der Reihenfolge der zugeordneten Stellenwerte Stellimpulse zugeführt. Der schrittweise Vergleich zwischen den beiden Spannungen erfolgt somit von Stellenwert zu Stellenwert in der Reihenfolge vom höchsten Stellenwert zum niedrigsten.
Die Grösse der Vergleichsspannung entspricht bei jedem Vergleich jener binären Zahl, die durch die bereits eingespeicherten Ziffern gegeben ist, vermehrt um
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Vergleichsspannung, bleibt die Ziffer an der jeweils letzten Stelle (im jeweils zuletzt beaufschlagten Speicher) stehen, im gegenteiligen Fall wird diese Ziffer durch einen über die Rückkopplungsleitung der Speicherkette zugeführten Löschimpuls gelöscht.
Zur Umformung der darzustellenden Grösse in eine Serieninformation, z. B. in ein Impulstelegramm, sind an die Speicher Differenzierglieder angeschlossen, über die die Anstiegsflanken der Rückkopplungsimpulse als Telegrammimpulse an eine Impulsübertragungsleitung abgegeben werden.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Umsetzung einer kontinuierlich veränderlichen Grösse, z. B. einer Messgrösse, in eine einer zugeordneten binären Zahl entsprechende Serieninformation durch schrittweisen, vonstellenwert zustellenwert erfolgendenvergleich dieser Grösse mit einer weiteren Grö- sse, die aus den Ziffern der vorhergehenden Stellenwerte gebildet ist, wobei zur Bildung der letzteren Grösse eine Speicherkette mit angeschlossenem Digital-Analog-Umsetzer dient, deren Speicher über die Ausgänge eines Wählers mit Speicherimpulsen belegt werden und in Abhängigkeit vom Vorzeichen der mittels einer Vergleichseinrichtung gewonnenen Differenz der beiden Grössen durch über eine Rückkopplungsleitung geführte Impulse löschbar sind.
Die Erfindung bietet gegenüber der bekannten Einrichtung die Vorteile, dass zur Auskopplung der Telegrammimpulse höchstens ein Differenzglied benötigt wird, dass ferner im Bedarfsfall die Impulspausen durch kurze Synchronimpulse angezeigt werden können und dass schliesslich zusätzlich die Möglichkeit zur Aussendung eines komplementären Impulsielegramms ge- geben ist. Erfindungsgemäss ist in der Rückkopplungsleitung ein Relais angeordnet, das mit einem in mindestens einen Impulsübertragungsstromkreis eingeschalteten Schaltkontakt oder einer sonstigen Schaltwegverzweigung versehen ist, der mit seiner Wurzel an den Ausgang eines Impulsgebers angeschlossen ist, der zur Fortschaltung der Speicherkette mittels eines Wählers dient.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung gezeigt. Die Messgrösse ist dargestellt durch eine analoge Spannung U an den Klemmen 1 einerVfgleichseinrichtung 2 und wird dort
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mit einer von einem Digital-Analog-Wandler 3 gelieferten Vergleichsspannung Ul verglichen.
Mit Sl... S4 sind die Speicher einer Speicherkette bezeichnet, denen UND-Gatter Gl... G4 in gleicher Reihenfolge vorgeschaltet sind, deren jedes mit einem seiner Eingänge an eine Rückkopplungleitung 4 geschaltet ist. Mit dem ändern Eingang ist jedes der Gatter G1... G4 in entsprechender Reihenfolge an die Ausgänge AI... A4 einer Fortschalteeinrichtung 5, z. B. eines Wählers geschaltet, der im vorliegenden Beispiel durch einen Impulsgeber 6 betätigt wird. Hiebei wird mit jedem Im-
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Mit 7 ist ein zwischen dem Ausgang der Vergleichseinrichtung 2 und der Leitung 4 geschaltetes Verzögerungsglied bezeichnet, welches auch durch eine andere (die Rückschaltung des Kontaktes 8 ver- zögernde) Einrichtung ersetzt werden kann.
Die Vergleichseinrichtung 2 ist mit einem in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Span- nungen Uo und U. ansprechenden Relais oder einer sonstigen Schalteinrichtung versehen, das einen
Umschaltekontakt 8 oder eine sonstige Schaltwegumschaltung betätigt.Mit 9 und 10 sind zwei Impulsübertragungsleitungen bezeichnet, von denen die eine 9 in der Ruhelage und die andere 10 in der Arbeitslage des Kontaktes (Schaltweges) 8 über dessen Wurzel mit dem Ausgang des Impulsgebers
6 verbunden ist. An diesen Ausgang ist weiters ein Differenzierglied 11 mit einem nachgeschalteten Stromrichterglied 12 angeschlossen, welch letzteres ausgangsseitig mit der Impulsübertragungsleitung
10 verbunden ist.
Mit Hilfe der erfindungsgemässen Einrichtung wird mit jedem Inbetriebsetzen des Impulsgebers 6 eine Serieninformation an die Impulsübertragungsleitung 9 geliefert, die dem jeweiligen Wert der Spannung Ut'dargestellt in Binärzahlen, entspricht.
Im Rhythmus der Impulse des Impulsgebers 6 schaltet derWähler 5 der Reihe nach die Auslösespannung an seine Ausgänge AI... A4. Hiedurch werden einerseits der Reihe nach die Speicher Sl... S4 eingeschaltet und mit der Information "1" versehen und anderseits wird dieAuslösespannung an einen Eingang des UND-Gatters Gl... G4 des jeweils eingeschalteten Speichers gelegt. Kommt nun während der Anschaltung eines Speichers an die Leitung 4 eine Spannung, so liefert das betreffende Gatter einen Löschimpuls an diesen Speicher ; bleibt hingegen die Leitung 4 zum Zeitpunkt der Anschaltung eines Speichers spannungsfrei, so bleibt im betreffenden Speicher die eingespeicherte Information "1" erhalten, da kein Löschimpuls zustande kommen kann.
Eine die Löschimpulse erzeugende Spannung an der Leitung 4 wird von der Vergleichseinrichtung 2 dann geliefert, wenn die vom Digital-Analog-Wandler 3 jeweils erzeugte Vergleichsspannung Ul grösser als die Messspannung Uo ist ; im umgekehrten Fall bleibt der Ausgang der Vergleichseinrichtung 2 spannungsfrei.
Zur Erläuterung des Zustandekommens einer der Messspannung U0 entsprechenden Binärzahl sei angenommen, dass die Messspannung U eine Grösse aufweist, die dem Wert von sechs Spannungseinheiten entspricht. Dem Wert "6" entspricht die Binärzahl"0110"bei deren Darstellung durch vierspeicher.
Zu Beginn des Umsetzungsprozesses wird der Impulsgeber 6 eingeschaltet und mit dem ersten Impuls der Ausgang Al des Wählers 5 an Spannung gelegt. Hiedurch erhält der Speicher Sl einen Speicherimpuls und die ganze Speicherkette hat danach die Information"1000", da vorher alle Spei-
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das Verzögerungsglied 7 und die Leitung 4 einen Löschimpuls liefert, der über das Gatter Gl an den Speicher 81 gelangt und die durch die Auslösespannung eingeschriebene Information wieder löscht.
Das Verzögerungsglied 7 dient zur Vermeidung von allfälligenPendelungen des zuletzt gesetzten Speicherinhaltes und damit der Spannung U und der Vergleichseinrichtung 2 bei etwa noch andauerndem Speicherimpuls und kann wegfallen, wenn durch entsprechende Wahl des Tastverhältnisses des Speicherimpulses bereits eine Pendelung verhinaert wird.
Beim nächsten Impuls des Impulsgebers 6 gelangt ein Speicherimpuls vom Ausgang A2 an den Speicher S2 und die neue Information der Speicherkette lautet dann somit"0100". Dieser Binärzahl entspricht der Wert "4", so dass am Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 3 einespannungU < U entsteht ; die Vergleichseinrichtung 2 spricht daher nicht an, so dass die mit dem Auslöseimpuls gegebene Information "1" des Speichers S2 eingeschrieben bleibt.
Der dritte Impuls des Impulsgebers 6 liefert über den Ausgang A3 des Wählers 5 einen Speicherimpuls an den Speicher S3 und die neugebildete Binärzahllautet somit "0110", die dem Wert "6"derMessspannung U schon entspricht ; es wird daher von der Vergleichseinrichtung 2 kein Löschimpuls gegeben.
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Der vierte Impuls liefert schliesslich die Binärzahl "0111", die dem Wert "7" entspricht. Wegen U. > U. wird ein Löschimpuls gegeben, so dass am Ende der Impulsreihe die dem Wert"6"entspre- chende Binärzahl"0110"in die Speicherkette S1... S4 eingeschrieben ist.
Im Zuge des Aufbaues der Parallelinformation in den Speichern S1... S4 hat sich ergeben, dass
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leitung 9 und nach Umschaltung des Kontaktes 8 bzw. der Schaltwegverzweigung zum grösseren Teil an die Leitung 10 abgegeben worden. Hiedurch erhält also die Leitung 9 eine Serieninformation, in dereinkurzerImpulsderBinärziffer"O"undeinlangerImpulsderBinärziffer"1"entspricht, während die Leitung 10 über den Kontakt 8 bzw. der sonstigen Schaltwegverzweigung bei der Binärzif- fer "0" einen langen Impuls erhält.
Um über die Leitung 10 eine komplementäre Serieninformation
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erhalten, -in der der Binärziffer "1" ein kurzer Impuls entspricht, ist dasDifferenziergliedDas Stromrichterglied 12 verhindert, dass die Abstiegesflaken der Impulse als negative Impulse an die
Leitung 10 abgegeben werden. An Stelle der Glieder 11 und 12 können auch andere Arten von Im- pulsformern verwendet werden.
Als Wähler 5 kann jede durch Fremdimpulse betätigbare Einrichtung, z. B. Stufenschalter, Schie- beregister und besonders Ringzähler, verwendet werden, die sowohl mit Röhren als auch mit Transistoren oder aber auch mit Ferriten ausgestattet sein können. Die Erfindung ist aber nicht auf die Verwendung von durch Fremdimpulse gesteuerten Wählern beschränkt. Es können auch Ketten von monostabilen Multivi- bratoren, die einander in der Reihenfolge ihrer Anordnung in den Schaltzustand"l"versetzen, verwen- det werden, wobei dann auch die Signalimpulse über den Kontakt 8 bzw. die sonstige Schaltwegver- zweigung von dieser Multivibratorenkette abzunehmen sind.
Es ist auch möglich, durch Verwendung eines Negationsgliedes in der Leitung 4 bzw. durch entspre- chend viele Negationsglieder in den Abzweigungen zu den Gattern G1... G4 die Bildung der komple- mentären Information in der Speicherkette Sl... S4 zu erzielen und dementsprechend die inversen An- sprechverhältnisse in der Vergleichseinrichtung 2 herzustellen. Auch ist man bei der Verschlüsselung nicht an den Binärcode gebunden. Die Anzahl der Speicher bzw. Gatter ist natürlich nicht auf vier be- schränkt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Umsetzung einer kontinuierlich veränderlichen Grösse, z. B. einer Messgrösse, in eine einer zugeordneten binären Zahl entsprechende Serieninformation durch schrittweisen, von Stellenwert zu Stellenwert erfolgenden Vergleich dieser Grösse mit einer weiteren Grösse, die aus den Ziffern der vorhergehenden Stellenwerte gebildet ist, wobei zur Bildung der letzteren Grösse eine Speicherkette mit angeschlossenem Digital-Analog-Umsetzer dient, deren Speicher über die Ausgänge eines Wählers mit Speicherimpulsen belegt werden und in Abhängigkeit vomvorzeichen der mittels einer Vergleichseinrich- tung gewonnenen Differenz der beiden Grössen durch über eine Rückkopplungsleitung geführte Impulse löschbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rückkopplüngsleitung (4)
ein Relais angeordnet ist, das mit einem in mindestens einen Impulsübertragungsstromkreis (9,10) eingeschalteten Schaltkontakt (8) oder einer sonstigen Schaltwegverzweigung versehen ist, der mit seiner Wurzel an den Ausgang eines Impulsgebers (6) angeschlossen ist, der zur Fortschaltung der Speicherkette (S1... S4) mittels eines Wählers (5) dient.