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Schaltungsanordnung zum Erfassen von Verkehrsmeßgrößen, die als Quotient
zweier Summenwerte definiert sind, in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum stetigen Erfassen des Quotienten
aus den Summen zweier Arten von Ereignissen, z. B. erfolgreichen und erfolglosen
Belegungen, wobei zur Bildung des Quotienten immer ein bestimmter Wert der Summe
der ersten Art von Ereignissen zugrunde gelegt wird.
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Es sind in der Fernmeldetechnik Größen gebräuchlich, die als Quotient
zweier sich laufend ändernder Summenwerte von Einzelvorgängen definiert sind. Solche
Fernmeldegrößen sind beispielsweise der Verlust, der als Quotient aus der Anzahl
der aus Mangel an Verbindungseinrichtungen oder Leitungen nicht verarbeiteten Belegungen
und der Anzahl der angebotenen Belegungen definiert sei, oder der Zielfaktor, der
als Quotient der Anzahl von Belegungen in einer vorgegebenen Richtung und der Anzahl
der gesamten Belegungen definiert ist, oder die Wartewahrscheinlichkeit, die als
Quotient aus der Anzahl der wartenden Belegungen und der Anzahl der angebotenen
Belegungen definiert ist.
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Da sich bei diesen Fernmeldegrößen die Summenwerte des Zählers und
des Nenners laufend ändern, bestehen für die Quotientenbildung prinzipiell nur zwei
verschiedene Möglichkeiten, die beide bereits verwirklicht wurden. Man kann entweder
innerhalb vorgegebener Zeitabschnitte die anfallenden Summenwerte des Zählers und
des Nenners erfassen oder man kann für den Nenner bzw. Zähler einen Festwert zugrunde
legen, auf den dann jeweils der Summenwert des Zählers bzw. Nenners bezogen wird.
Die vorliegende Erfindung macht von der zweiten Möglichkeit Gebrauch.
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Bei einer bekannten Anordnung nach der zweiten Art werden die Einzelvorgänge
des Nenners einem Zählwerk zugeleitet, das jeweils nach einem vorgegebenen Zählabschnitt
einen Impuls abgibt, und es werden die Einzelvorgänge des Zählers einem Schrittschalter
zugeleitet, der so lange weiterläuft, bis der betreffende Meßabschnitt durch den
Zählimpuls beendet wird. Danach erfolgt die Auswertung des Summenwertes des Zählers
an Hand der Stellung des Schrittschalters. Inzwischen erfaßt ein weiterer Schrittschalter
den Summenwert des Zählers im nächsten Meßabschnitt.
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Bei dieser Anordnung ist es nachteilig, daß das Ergebnis zeitlich
nur abschnittsweise erfaßt werden kann, insbesondere deshalb. weil die einzelnen
Meßabschnitte nicht genügend klein gewählt werden können. Der Summenwert im Nenner
des Quotienten darf eine gewisse Grenze nicht unterschreiten, damit das Ergebnis,
das einen statistischen Vorgang erfassen soll, nicht unzuverlässig wird. Durch die
vorliegende Erfindung wird nun eine Anordnung vorgestellt, durch die der zu ermittelnde
Quotient stetig erfaßbar ist.
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Die erfinderische Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein in Stufen
aufgebauter Speicher vorgesehen ist, in dessen Speicherstufen jeweils die Anzahl
der Ereignisse zweiter Art eingespeichert wird, wobei auf Grund des Eintretens eines
Ereignisses erster Art die jeweils nächste Speicherstufe freigestellt wird, bis
eine dem bestimmten Zählwert gleiche Anzahl von Speicherstufen durchlaufen ist,
und daß auf Grund des nächsten eintretenden Ereignisses die nächste im Zyklus liegende
Speicherstufe wieder gelöscht und daraufhin für eine Einspeicherung bereitgestellt
wird, woraufhin sich dieser Vorgang zyklisch fortsetzt, und daß der gewünschte Quotient
dadurch gebildet wird, daß der Inhalt aller Speicherstufen auf die dem bestimmten
Zählwert gleiche Anzahl der Speicherstufen ständig bezogen wird.
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Bei dieser Lösung sind nicht wie bei den bisher bekanntgewordenen
Lösungen besondere Speicher für die Summe des Zählers und die Summe des Nenners
vorgesehen, sondern den Einzelvorgängen zugeordnete Speicher. Das Prinzip soll im
folgenden kurz an Hand einer Verlustmessung erläutert werden.
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Bei der Verlustmessung werden die nacheinander einfallenden Belegungen
daraufhin überprüft, ob sie erfolgreich sind oder nicht. Im Zähler des Quotienten
stehen die erfolglosen Belegungen', im Nenner die Gesamtzahl der Belegungen. Während
nun bei den bekannten Anordnungen die Einzelvorgänge des Nenners
und
die Einzelvorgänge des Zählers gesondert erfaßt werden und nach vorgegebenen Zeitabschnitten
oder jeweils nach Erreichen von Summenwerten des Nenners die Quotientenbildung erfolgt,
werden bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Aussagen, ob eine Belegung erfolgreich
oder nicht erfolgreich war, in ein bit Speichern gespeichert. Wird hierbei einer
erfolgreichen Belegung der Speicherinhalt Null und einer erfolglosen Belegung der
Speicherinhalt 1 zugeordnet, dann lassen beispielsweise bei hundert Speichern, die
nacheinander durch hundert Belegungen beeinfiußt werden, die Speicher nach diesen
ersten hundert Belegungen erkennen, wie viele erfolglose Belegungen in diesen hundert
Belegungen enthalten waren. Es braucht nur die Summe der gespeicherten Einswerte
zu der Anzahl der Speicher in Beziehung gesetzt werden. Beschickt man nun von der
nächsten Belegung ab usf. die gleichen Speicher mit den Kriterien für erfolgreiche
bzw. erfolglose Verbindungen, wobei man jeweils die betreffenden Speicher vorher
auf Null stellt, dann liefern die Speicher nach jeder Belegung, d. h. zu jeder Zeit,
eine Aussage darüber, wie viele erfolglose Belegungen in den jeweils letzten hundert
Belegungen enthalten waren. Die Änderung geschieht hierbei stetig, weil die Aussage
für jede neue Belegung sofort in das Ergebnis der letzten hundert Belegungen aufgenommen
wird. Dies ist ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, da hierdurch eine laufende
Überwachung möglich ist. Für andere Fernmeldegrößen, die sich in ähnlicher Weise
als Quotienten darstellen lassen, gilt das gleiche.
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Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele an Hand der F i g. 1
bis 4 näher erläutert. Die F i g. 1 und 2 stellen hierbei prinzipielle Anordnungen
dar, in den F i g. 3 und 4 sind praktische Ausführungsbeispiele gezeigt.
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Bei dem Beispiel nach F i g. 1 werden dem Eingang eines Schrittschalters
SS die Einzelvorgänge des Zählers EZ zugeführt. Der Schrittschalter wird
durch die Einzelvorgänge des Nenners EN jeweils um einen Schritt weitergeschaltet.
An die Ausgänge des Schrittschalters sind die Eingänge E 1 ...
E fz der bistabilen Kippstufen K 1 ... K n geschaltet, über
die diese in ihre Arbeitslage gebracht werden können. Die Kippstufen besitzen noch
Rückstelleingänge R 1 ... R n, über die die Rückstellung in die Ruhelage
erfolgt, und Ausgänge A 1 ... A n, die in der Arbeitsstellung
der Kippstufen markiert sind. Die Rückstelleingänge der Kippstufen sind so mit dem
Schrittschalter SS verbunden, daß sie jeweils kurz bevor der Schrittschalter den
Eingang E der betreffenden Kippstufe erreicht, einen von dem Schrittschalter gegebenen
Rückstellimpuls aufnehmen können, so daß der Schrittschalter immer nur zurückgestellte,
und zwar kurzzeitig zuvor zurückgestellte Kippstufen antrifft. Die Ausgänge
A 1 ... A n der Kippstufen sind über ein Mischgatter dem »Zähler«-Eingang
des Ouotientenmessers Qu zugeführt. Am »Nenner«-Eingang erhält der Quotientenmesser
Q eine Markierung, die der Anzahl der in den Zyklus des Schrittschalters einbezogenen
Kippstufen entspricht. Das Ergebnis des Quotientenmessers wird durch das Anzeigeorgan
A angezeigt.
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Auf die Funktion dieser Schaltung braucht nicht mehr eingegangen zu
werden; sie ergibt sich aus dem oben an Hand einer Verlustmessung erläuterten Meßprinzip.
Es soll hier nur erwähnt werden, daß die Rückstellung der Speicher überall dort
durch den Schrittschalter erfolgen muß, wo die Einzelvorgänge des Nenners gleichzeitig
mit den Einzelvorgängen des Zählers auftreten oder zwischen einem Einzelvorgang
des Nenners und dem dazugehörigen Einzelvorgang des Zählers nur eine so kurze Zeit
verbleibt, daß die Speicher nicht rechtzeitig zurückgestellt werden können. Im anderen
Fall können auch die Einzelvorgänge des Nenners zur Zurückstellung der Speicher
verwendet werden.
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Eine Anordnung, in der diese Möglichkeit verwirklicht ist, ist in
F i g. 2 dargestellt. Hier werden dem Eingang des Schrittschalters SS nicht nur
die Einzelvorgänge des Zählers, sondern auch die Einzelvorgänge des Nenners zugeführt.
Der zu einem Einzelvorgang des Zählers gehörige Einzelvorgang des Nenners erscheint
hierbei jeweils früher. Er kann sich also an dem gerade angeschalteten Ausgang des
Schrittschalters früher auswirken; man kann ihn deshalb zur Rückstellung der betreffenden
Kippstufe ausnutzen. Durch Weichen W 1 ... W n werden die Einzelvorgänge
des Nenners von den Einzelvorgängen des Zählers getrennt und dem betreffenden Eingang
der Kippstufe zugeleitet.
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Als praktisches Ausführungsbeispiel ist in Fi g. 3 eine Anordnung
gewählt, die zum Erfassen des Verlustes dient. Der Verlust sei, wie bereits erwähnt
wurde, als Verhältnis der erfolglosen Belegungen zu den insgesamt angebotenen Belegungen
definiert. Die erfolglosen Belegungen werden hier als Durchdrehimpulse erfaßt. In
der dargestellten Anordnung nimmt das Belegungsrelais C die Belegungsimpulse BI
und das Relais für Durchdreher D die Durchdrehimpulse Dl auf. Der zyklisch umlaufende
Schrittschalter SS besitzt hier zwei Dreharme SSI und SSII, die jeweils bei
einem Belegungsimpuls durch den Drehmagneten DM synchron weitergeschaltet
werden. In den einen Eingang des Schrittschalters werden durch den Kontakt
dm des Drehmagneten die Belegungsimpulse mittelbar eingespeist, in den anderen
Eingang die Durchdrehimpulse mittels des Kontaktes d. An den Ausgängen der beiden
Schrittschalter befinden sich Relaiswicklungen E1 ... En
bzw. El*
... En* von Speicherrelais. Die mit einem Stern bezeichneten Relaiswicklungen
sind hierbei den Relaiswicklungen der gleichen Bezugszahl ohne Stern entgegengeschaltet.
Die Relais haben Haltekontakte e 1/1 ... e n11, Arbeitskontakte e112
... e n/2 und Registrierkontakte e1/3 ... en/3. Die Registrierkontakte
können hierbei als Teil eines Analogumsetzers angesehen werden, der mit Hilfe von
Registrierwiderständen R 1 ... R n die in den Relais gespeicherte Information
in einen analogen Stromwert umsetzt, der durch den Strommesser I erfaßt werden kann.
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Die beschriebene Anordnung funktioniert auf die folgende Weise: Es
sei angenommen, daß alle der Speicherrelais abgefallen sind und daß sich der Schrittschalter
in der gezeichneten Ausgangsstellung befindet. Wird die Anordnung so in Betrieb
genommen, so wird beim ersten Zyklus durch die Belegungsimpulse BI lediglich
der Schrittschalter weitergeschaltet; das Schließen des Kontaktes dm kann
sich nicht auswirken, da die Arbeitskontakte e 1/2 ... e n12
geöffnet
sind. Durch einen kurz hinter dem betreffenden Belegungsimpuls einfallenden Durchdrehimpuls
DI wird dagegen das betreffende Speicherrelais über Ex erregt und mittels
des zugeordneten Kontaktes ex/1 gehalten. Am Ende des ersten Zyklus
entspricht
somit die Anzahl der erregten Relais der Anzahl der in diesem Zyklus aufgetretenen
Durchdrehimpulse und die Gesamtzahl der Relais.- der Anzahl der eingefallenen Belegungsimpulse.
In den nun folgenden Zyklen wird jeweils dort, wo ein Speicherrelais im Arbeitszustand
angetroffen wird, dieses mit Hilfe der entsprechenden, mit einem Stern bezeichneten
Gegenwicklung zunächst zum Abfall gebracht, und falls zu der betreffenden neuen
Belegung wieder ein Durchdrehimpuls geliefert wird, dieser erneut registriert. Die
Speicherrelais erfassen somit die Durchdrehimpulse, die während der letzten
n Belegungen aufgetreten sind, wobei n der Anzahl der in den Zyklus
des Schrittschalters einbezogenen Speicherrelais entspricht. Der Strommesser I zeigt
den jeweiligen analogen Stromwert zu der Anzahl der Speicher an, die sich. gerade
im Arbeitszustand befinden. Bei entsprechender Eichung der Skala des Strommessers
kann dort gleich der interessierende Quotient abgelesen werden. Es muß zu diesem
Zweck nur der angezeigte Stromwert auf einen Stromwert bezogen werden, der der Gesamtzahl
aller an dem Zyklus beteiligten Speicherrelais entsprechen würde.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 sind als ein bit Speicher
Magnetkerne mit zwei Ruhelagen verwendet und diese matrixartig angeordnet. Die Zählketten
ZKx und ZKy markieren jeweils einen bestimmten Kern xy innerhalb der Matrix. Sie
werden durch die Belegungsimpulse BI weitergeschaltet, und zwar die Zählkette
ZKy durch übertragungsimpulse aus der Zählkette ZKx. Während auf den den Zählketten
zugewandten Seiten der Matrix an beide Koordinaten des markierten Kern xy ein mittleres
Potential von -30 Volt gelegt wird, ist auf den den Zählketten abgewandten Seiten
ein niedrigeres oder höheres Potential im Vielfach anschaltbar. Hierdurch kann der
betreffende Kern in die eine oder in die andere Lage gebracht werden. Ob das niedrigere
oder das höhere Potential angeschaltet wird, hängt von der Stellung der Arbeitskontakte
d1, d2 des Relais D ab, das beim Eintreffen eines Durchdrehimpulses Dl anspricht.
Die Anzahl der im Arbeitszustand befindlichen. Magnetkerne liefert auch hier den
Zähler und die Anzahl aller an den Zyklus beteiligten Magnetkerne den Nenner für
die Quotientenbildung. Um den Speicherinhalt der gesamten Matrix zu erfassen, wäre
eine laufende Abfrage denkbar. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung erübrigt
sich dies, wenn man einen durch alle Kerne geführten Lesedraht einem Zählwerk ZW
zuführt, das in der Lage ist, positive und negative Impulse vorzeichengetreu zu
zählen. Trifft ein Belegungsimpuls BI auf einen Kern, der sich im Ruhezustand
befindet, dann bleibt der Kern in dieser Lage. Es wird am Lesedraht also kein Impuls
registriert. Ein anschließender, zu dem Belegungsimpuls gehöriger Durchdrehimpuls
Dl würde den Kern ummagnetisieren und im Lesedraht L beispielsweise einen positiven
Impuls verursachen, der das Zählwerk Z W um eine Stufe weiterschaltet. Trifft aber
der Belegungsimpuls BI auf einen Kern, der sich im Arbeitszustand befindet,
der also im vorhergehenden Zyklus einen Durchdrehimpuls registriert hat, dann wird
der betreffende Kern zurückgestellt und verursacht hierbei einen negativen Impuls
im Lesedraht. Das Zählwerk wird durch ihn wieder um einen Schritt zurückgeschaltet.
Dadurch entspricht der Stand des Zählwerkes ZW immer der Anzahl der sich gerade
im Arbeitszustand befindenden Matrixkerne. Das Anzeigeorgan A mag im vorliegenden
Fall auch die Quotientenbildung beinhalten, es wird ihm deshalb auch die Zahl n
der an dem Zyklus beteiligten Speicher zugeführt.
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Bei der in F i g. 4 dargestellten Anordnung kann ohne besondere Schwierigkeiten
der Zyklus des Schrittschalters verändert werden. Dadurch läßt sich der Quotient
mit verschiedenen Festwerten im Nenner bilden. Ein neuer Zyklus muß allerdings bei
der Anzeige berücksichtigt werden. Dies ist jedoch leicht möglich, wenn man hierfür
ein Meßinstrument mit steckbaren Skalen verwendet.