DE1167565B - Schaltkreis fuer Datenverarbeitungseinrichtungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES Wj9$S& PATENTAMT

Internat KI.: G06f

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

Deutsche Kl.: 42 m-14

D 32175 IX c/42m
22. Dezember 1959
9. April 1964

Die Erfindung betrifft einen Schaltkreis für Datenverarbeitungsvorrichtungen zur Übertragung und Speicherung binärverschlüsselter Digitalsignale.

Die gegenwärtig verwendeten Schaltkreise tasten eine Scheibe ab, die in Tennen binären Charakters kodiert ist und liefern entsprechende binär verschlüsselte Signale in Übereinstimmung mit der Stellung der Welle des Kodierers. Diese binär verschlüsselten Signale können kontinuierlich einem zugeordneten Digitalkreis zur Weiterleitung an eine entfernt liegende Ablesevorrichtung oder Sichtanzeigevorrichtung übertragen werden. Da die Kodierersignale zur Anzeigevorrichtung kontinuierlich übertragen werden, ändert sich die Sichtanzeige kontinuierlich, und zwar in Übereinstimmung mit den Änderungen der Analoginformation oder der Stellung der Kodiererwelle. Die angezeigte Information hat lediglich Augenblickswert. Wenn diese Übertrager zur Überwachung von Verfahren verwendet werden, werden die Ergebnisse, die von den binär verschlüsselten Signalen geliefert werden, am besten in fortlaufend ablesbarer Form ausgewertet. Dazu ist es aber erforderlich, daß die Information eine genügend lange Zeit zurückbehalten oder gespeichert wird, in welcher die Information aufgezeichnet wird. Daraus ergibt sich wieder, daß die verwendete Speichersteuervorrichtung die Digitalinformation in einer Weise behandeln muß, die mit der Druckvorrichtung oder Speichervorrichtung vereinbar ist.

Im allgemeinen arbeiten die Kodierer mit hohen Geschwindigkeiten und liefern die binär verschlüsselten Signale den langsamer arbeitenden Druckvorrichtungen, welche im allgemeinen die entschlüsselten Informationen aufnehmen und in Serienform drucken. Dies bedeutet eine weitere Bedingung für die Steuervorrichtung, um diese zusammen mit den handelsüblichen Druckvorrichtungen verwenden zu können. Steuerkreise wurden bisher verwendet, um die Kodierersignale unabhängig, entweder für die Sichtanzeige oder eine Daueranzeige zu steuern. Es ist wünschenswert, eine Steuervorrichtung zu schaffen, die alle im vorstehenden aufgeführten Merkmale in einem einzigen Kreis vereinigt und mit der man sowohl die binär verschlüsselten Signale einer Sichtanzeige kontinuierlich zuführen kann, als auch die Signale auf Befehl zum Zwecke der Aufzeichnung speichern kann.

Die Erfindung schafft eine Steuervorrichtung, welche die aufgeführten Merkmale in einem einzigen Steuerkreis vereinigt. Erreicht wird dies durch einen einzigen Kreis, welcher mittels eines Steuerkreises zwischen zwei Zuständen derart schaltbar ist, daß ei Schaltkreis für Datenverarbeitungseinrichtungen

Anmelder:

Datex Corporation, Monrovia, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Phys. H. Schroeter, Patentanwalt,

München 5, Papa-Schmid-Str. 1

Als Erfinder benannt:

Carl P. Spaulding, San Marino,

Merton C. Wilson, Pasadena, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 13. April 1959 (805 868)

in dem einen Zustand als monostabile Kippschaltung die binären Signale überträgt und im anderen Zustand als bistabile Kippschaltung das letzte, vorhergehende Signal unabhängig von den nachfolgenden binären Signalen speichert.

An Hand der Figuren der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch darstellen, soll die Erfindung nochmals erläutert werden.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Diagramms des Digital-Steuersystems nach der Erfindung, und

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung des Steuersystems mit einem Teil des Kodierers, von welchem die Scheibenspuren und die Abgreifer dargestellt sind.

An Hand der Fig. 1 soll das erfindungsgemäße Digitalsystem erläutert werden. Die Quelle dei Digitalsignale kann eine Kombination sein, bestehend aus einer Quelle für Analogsignale 10 und einem Analog-Digitalumwandler. Die Quelle für Analogsignale 10 ist als eine sich drehende Welle 14 dargestellt, von der die Analogsignale kommen, die mittels des Umwandlers digitiert werden sollen. Der Umwandler ist als ein Kodierer dargestellt, welcher eine Welle 15 aufweist, die koaxial zur drehbaren Welle 14 angeordnet ist. Die verschiedenen Stellungen der Kodiererwelle 15 werden mittels einer auf dieser befestigten Scheibe 16 kodiert.

Die Scheibe 16 ist mit einer Anzahl voneinander getrennter Segmente versehen. Es sind zwei verschie-

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dene Arten von Segmenten vorgesehen, und zwar leitende und nichtleitende Segmente, die in einei Anzahl konzentrischer Spuren angeordnet sind. Ein Teil dieser Spuren ist in F i g. 2 dargestellt. Die leitenden und nichtleitenden Segmente können in der Weise kodiert werden, daß sie binäre Charakteristiken ergeben. Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, sind sie in Tennen eines zyklischen Kodes angeordnet. Die Scheibe 16 ist mit einer Abtastvorrichtung oder einer Anzahl von Abtastbürsten 18 versehen, welche dauernd mit der Scheibe entlang den Spuren in Berührung stehen um eine Ausgangsaufnahme für die abgetasteten Segmente zu schaffen. Die Abtaster 18 gleiten auf der Oberfläche der Scheibe 16 und vermitteln einen binär verschlüsselten Ausgangswert in einem Parallelkreis, welcher der Stellung der Welle des Kodierers entspricht.

Diese binär verschlüsselten Digitalsignale werden einer Gruppe parallel angeordneter Schaltkreise 20 zugeführt. Diese Schaltkreise 20 sind derart angeord- ao net, daß sie entweder die binär verschlüsselten Signale »beobachten« oder ausgewählte binäre Signale speichern. Beim Ausfuhrungsbeispiel sind die Schaltkreise 20 an einen Kodeübertrager 22 zur Aufnahme der Ausgangssignale angeschlossen, die von den Schaltkreisen 20 geliefert werden, und dieser überträgt die Signale in Tenne binär verschlüsselter Dezimalen, die einem angeschlossenen Schreib- oder Entnahmegerät zugeführt werden. Im vorliegenden Falle ist die Ablesevorrichtung als eine Sichtanzeige 24 und eine Druck- oder Schreibvorrichtung 26 ausgebildet, die mittels des Schalters 28 alternativ geschaltet werden können, um die Signale vom Übertrager aufzunehmen. Der Auswahlschalter 28 kann derart betätigt werden, daß er den Übertrager 22 mit der Sichtanzeige 24 verbindet, wenn die Umschaltkreise 20 in »beobachten«-Stellung sich befinden. Wenn der Auswahlschalter 28 sich in »Speicher«- Stellung befindet, werden die Signale aus dem Übertrager 22 der Druck- oder Schreibvorrichtung 26 zugeführt. Die Steuerung des Auswahlschalters 28 und die Steuerung der Betriebsweise der Schaltkreise 20 erfolgt mittels eines Befehlsgebers 30. Der Befehlsgeber 30 ist derart ausgebildet, daß dieser auf Signale anspricht, um die Vorrichtung in vorausgewählte Betriebszustände zu bringen, und zwar in Übereinstimmung mit dem gewünschten Befehl, wobei die Betriebszustände in der Weise wirken, daß sie die Funktionen des Schaltkreises 20 und die Stellung des Auswahlschalters 28 steuern.

In F i g. 2 sind die Einzelheiten des Kreises der Steuervorrichtung dargestellt. Die Steuervorrichtung weist üblicherweise vier parallele Umschaltelemente A bis D auf. Lediglich das Umschaltelement A ist im einzelnen dargestellt. Die Elemente B, C und D sind in Anordnung und Wirkungsweise identisch. Es sei festgestellt, daß die vier Elemente A bis D in üblicher Weise Dezimaldigits in Tennen von vier binären Stellen darstellen.

Da die Steuerung der Schaltelemente A bis D von der Befehlsstelle 30 beherrscht wird, soll deren Funktionsweise zuerst erläutert werden. Es sei jedoch herausgestellt, daß die Funktion dieses Kreises für die Zwecke der Erfindung nicht unbedingt benötigt wird. Die wesentliche Funktion der Befehlsvorrichtung 30 ist es, alternierend ein Signal zu geben, um die Schaltelemente A bis D in einen »beobachten«- oder »Speicher«-Zustand zu bringen.

Der Befehlsgeber 30 kann in an sich bekanntet Weise aus einem bistabilen Element bestehen, welches einen Eccles-Jordan-Multivibrator enthält. Die üblichen Ausgangssignale aus einem bistabilen Kreis werden von dem Befehlsgeber 30 den Schaltelementen A bis D über Befehlsleitungen zugeführt, die als »Speicher«-Leitung 32 und »beobachten«-Leitung 34 bezeichnet sind.

Der dargestellte Befehlsgeber 30 weist Transistoren 36 und 38 auf, die in Form eines bistabilen Schaltkreises angeordnet sind. Der Emitter eines jeden Transistors 36 und 38 ist mit gemeinsamen Emitterwiderständen 40 verbunden, deren entgegengesetztes Ende mit dem positiven Pol der Spannungsquelle, dargestellt als eine Batterie 42, oder Erde verbunden ist. Die Kollektorelektrode des Transistors 36 ist an einen Widerstand 44 angeschlossen, dessen anderer Anschluß mit der negativen Seite der Batterie 42 verbunden ist. Die Kollektorelektrode des Transistors 38 ist ebenfalls über einen ähnlichen Widerstand 46 mit dem negativen Anschluß der Batterie 42 verbunden. Die Kollektorelektrode des Transistors 36 ist mit dem Basiskreis des Transistors 38 über einen Spannungsteiler verbunden, welcher die Widerstände 44, 48 und 50 umfaßt. Der Widerstand 48 liegt zwischen der Kollektorelektrode des Transistors 36 und der Basiselektrode des Transistors 38, während der Widerstand 50 zwischen der Basiselektrode des Transistors 38 und der Erde liegt. Die Basiselektrode des Transistors 36 ist mit einem Widerstand 52 verbunden, und zwar gemeinsam mit der Kathode einer Zener-Diode 54 und über diesen mit der Erde. Die Zener-Diode 54 liegt in einem Zeitverzögerungskreis, welcher die Widerstände 56 und den Kondensator 58 aufweist. Der Widerstand 56 ist mit der Anode der Diode 54 verbunden und mit dem negativen Anschluß der Batterie 42, während der Kondensator 58 zwischen dem Eingangskreis der Diode 54 und der Erde liegt. Die »beobachten«- und »Speicher«-Befehle werden in den Befehlsgeber 30 über die Leitung 60 eingespeist, um die Vorrichtung in einen entsprechenden Betriebszustand zu bringen. Die Leitung 60 weist einen Steuerschalter 62 auf, welcher von Hand betätigt werden kann. Der »beobachten«~Zustand wird befohlen, wenn der Schalter 62 geöffnet ist, und der »Speicher«-Zustand wird befohlen, wenn der Schalter 62 die Leitung 60 mit der Erde verbindet. Es ist klar, daß diese Befehle dem Befehlsgeber automatisch zugeführt werden können, beispielsweise mittels Steuerung durch die Entnahmevorrichtung. Der Kollektorkreis des Transistors 38 weist einen Widerstand 66 auf, der mit diesem Kreis und der Erde verbunden ist. Die Leitungen 68 und 70 sind mit den Kollektoren der Transistoren 36 und 38 verbunden und leiten den Betriebszustand des Befehlsgebers 30 der »beobachten«-Leitung 34 und der »Speicher«-Leitung 32 zu.

Kurz gesagt, die Wirkungsweise des Befehlsgebers 30 ist derart, daß, wenn der Schalter 62 auf »beobachten« geschaltet ist, der Eingangswiderstand der Zener-Diode 54 sehr hoch ist, so daß der Strom von der Batterie 42 durch den Emitter- und Basiskreis des Transistors 36 fließt und in umgekehrter Richtung durch die Zener-Diode 54 und zurück über den Widerstand 56 zur Batterie 42. Dies bringt eine Sättigung des Transistors 36 mit sich, wodurch der Transistor 38 abgeschaltet wird. Demzufolge wird

die Spannung im Leiter 68; welcher mit der »
achten«-Leitung 34 verbunden ist, im wesentliches das Erdpotential .sein, während der Leiter 70 ein negatives Potential aufweist. Wenn der Befehlsschalter 62 auf »speichern« steht, ist der Eingangs- -5 kreis zum Befehlsgeber 30 an Erde gelegt, wodurch eine Betriebsunterbrechung der Zener-Diode 54 verhindert wird. Dadurch wird der Transistor· 36 gesperrt und der Transistor 38 leitend. Die Spannungen in der »Speicher-Leitung 32 und der »beobachten«- ίο Leitung 34 werden umgekehrt, d. h., die »Speicher«- Leitung 32 hat Erdpotential, und die »beobachten«- Leitung 34 hat ein negatives Potential.

Jedes Schaltelement^ bis D weist im Eingangskreis für die Aufnahme der Digitalsignale, die von den Abtastern 18 kommen, einen Sperrkreis 72 auf. Dieser Kreis ist normalerweise asymmetrisch, um die von der Scheibe 16 kommenden Signale zu übertragen. Der asymmetrische oder monostabile Betriebszustand wird in einen symmetrischen odei bistabilen umgeändert, wenn der Kreis für den »SpeicherÄ-Betriebszustand geschaltet wird.

Der Schaltkreis^ weist Transistoren74 und 76 auf, die derart angeordnet sind, daß sie auf das Abtasten der leitenden und nichtleitenden Segmente der Scheibe 16 ansprechen, um entsprechend zwischen zwei Leitbedingungen zu schalten. Der Emitterkreis der Transistoren 74 und 76 ist mit dem negativen Pol einer Vorspannungsquelle verbunden, deren positiver Pol geerdet ist. Die Kollektorelektrode des Transistors 74 ist mit einem Widerstand 78 und dessen anderes Ende mit dem negativen Pol der Batterie 42 verbunden. Die Kollektorelektrode des Transistors 76 liegt in Serie mit einer Relaiswicklung 80, deren anderes Ende mit dem negativen Pol der Batterie 42 verbunden ist. Die Relaiswicklung 80 bildet einen Teil des Kodeübertragers 22, wobei die Schaltung des Relais mit den Halterelaiswicklungen des Übertragers 22 kombiniert ist, um die gewünschte Kodeübertragung zu liefern.

Der Transistor 74 ist über einen Spannungsteiler, der Widerstände 78, 82 und 84 in gleicher Anordnung, wie beim Befehlsgerät 30 beschrieben, aufweist, mit dem Transistor 76 verbunden. Die symmetrische Betriebsform des Kreisest ergibt sich dadurch, daß eine Diode 86 vorgesehen ist, die mit der Kollektorelektrode 76 verbunden und in Serie mit dem Widerstand 88 geschaltet ist, der mit dem negativen Pol der Batterie 42 verbunden ist. Die Diode 86 ist ferner mit dem Widerstand 90 verbunden, der über eine Diode 92 mit der »beobachten«-Leitung 34 verbunden ist. Die Basiselektrode des Transistors 74 liegt über einen Widerstand 94 an der Erde. Dieser liegt außerhalb des Sperrkreises 72, der für den Eingang des Transistors 74 vorgesehen ist. Der Sperrkreis 72 ist direkt mit dem Abtaster 18 A verbunden, welcher die binär verschlüsselten Daten für diesen Schaltkreis liefert. Der Sperrkreis 72 weist eine Diode 96 auf, welche mit der Basiselektrode des Transistors 74 verbunden ist, und zwar mit der Anode, wobei die Kathode mit der Eingangsleitung, die vom Abtaster 18 A kommt, und einem Widerstand 98 verbunden ist, der zum negativen Pol der Batterie 42 führt. Eine Diode 100 ist im Sperrkreis vorgesehen, deren Anode mit der Anode der Diode 96 verbunden ist, und deren Kathode mit der Kathode der Diode 92. Weiterhin ist eine Diode 102 vorgesehen, deren Kathode mit der Kathode der Diode 96' und deren Anode" direkt' mit der »Speicher«-Leitung 32 verbunden ist. ^;

Bezugnehmend auf die vorbeschriebene Schaltung soll der Betrieb der Schaltelemente A bis D in beiden Betriebsstellungen »beobachten« und »speP ehern« beschrieben werden. Es sei angenommen, daß der Befehlsgeber 30 auf »beobachten« steht; wobei die »beobachten«-Leitung 34 mit der Erde verbunden ist, während die »Speicher«-Leitung 32 ein negatives Potential aufweist. Es ist zu erkennen, daß das Eingangssignal für den Kreis A aus dem Signal besteht, welches zwischen dem Abtaster 18 A und dem gemeinsamen Abtaster 19 der gemeinsamen, kontinuierlich leitenden Spur der Scheibe 16 entnommen wird. Die Spannung in der »beobachten«-Leitung wird die Diode 92 in Durchgangsrichtung beaufschlagen. Das negative Potential in der »Speicher«-Leitung 32 beaufschlagt die Diode 102 in umgekehrter Richtung. Die in Diodenrichtung liegende Beaufschlagung der Diode 92 beaufschlagt ihrerseits die Diode 100 in umgekehrter Richtung. Wenn keine Digitalinformation dem Schaltkreis A zugeführt wird, was der Fall ist, wenn der Abtaster 18 A mit einem nichtleitenden Segment in Berührung steht, ist der Transistor 74 geöffnet, und ein Strom fließt durch dessen Emitter-Basis-Kreis über die Diode 96 und den Widerstand 98. Während dieses Intervalls ist der Transistor 76 abgeschaltet, und diö Relaiswicklung 80 ist, wie gewünscht, nicht erregt. Wenn sich die Scheibe 16 bis zu einem leitenden Element weiterdreht, wie es dargestellt ist, tritt' ein Kontaktschluß auf oder liegt zwischen den Abtastern 18 A und 19 ein Weg mit geringem Widerstand, und der Eingangskreis von A ist geerdet. Dadurch wird die Diode 96 umgekehrt zur Durchgangsrichtung beaufschlagt und verhindert einen Basisstromfluß im Transistor 74. Dadurch wird der Transistor 74 abgeschaltet, und die Basis des Transistors 76 wird an ein negatives Potential gelegt. Ein Strom fließt durch diesen Transistor und erregt die Relaiswicklung 80. Die Erregung der Relaiswicklung 80 ist eine Anzeige für die Abtastung eines unterschiedlichen binären Zustandes auf der Scheibe .16. Durch die weitere Drehung der Scheibe 16 und Schaltung des Befehlsgebers 30 in die »beobachtene-Stellung wird der abgetastete binäre Zustand kontinuierlich übertragen. Es ist zu erkennen, daß die Schalter B bis D ihre Digitalsignale von den Abtastern 18 B bis 18 D erhalten und demgemäß während des Intervalls diese Signale übertragen, und daß sie vier binäre Stellen darstellen, die erforderlich sind, um einen Dezimaldigit im Übertrager 22 zu bilden.

Wenn der Befehlsgeber sieh in der Stellung »Speichern« befindet, hat die Spannung in der »Speicher«-Leitung 32, wegen der Wirkungsweise des Transistors 38, Erdpotential. Dadurch wird der Eingangskreis des Kreisest mittels der Diode 102 und der umgekehrt beaufschlagten Diode 96 geerdet. Diese Kreisschaltung sperrt die Zufuhr der folgenden Signale zu den Schaltern A bis D. Bei dieser Betriebsstellung hängt die Leitung im Kreis A von der Vorspannung der Diode 100 ab. Nimmt man an, daß keine Angabe oder ein nichtleitendes Segment abgetastet wurde, ehe der Befehlsgeber 30 in seine »Speicher«-Stellung gebracht wurde, leitet der Transistor 74 über die Diode 100 in einen Kreis, der durch die Widerstände 90 und 88 gebildet wird. Dementsprechend wird die Relaiswicklung 80 abge-

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schaltet, da der Transistor 76 gesperrt ist Dieser zuletzt beschriebene Weg im Schalter A bringt diesen in einen symmetrischen Zustand, und dieser Weg ist erforderlich, da der Weg über den Widerstand 98 wegen der umgekehrten Beaufschlagung der Diode 96 versperrt ist. Die Diode 86 wird verwendet, um den Strom durch den Transistor 74 daran zu hindern, die Relaiswicklung 80 zu erregen. Der Strom wird über den Widerstand 88 geleitet.

Wenn der Abtaster 18 A ein leitendes Segment auf der Scheibe 16 abtastet, ehe der Befehlsgeber 30 sich in der »Speicher-Stellung befindet, ist der Transistor 76 geöffnet, und die Relaiswicklung 80 bleibt erregt. Durch die Leitung des Transistors 76 wird die Diode 100 in umgekehrter Richtung beaufschlagt, während die Diode 86 in Diodenrichtung beaufschlagt wird. Da die Diode 100 gesperrt ist, wird ein Basisstrom im Transistor 74 verhindert, und der Transistor wird abgeschaltet. Es ist zu erkennen, daß das Signal, welches dem Kreis A zugeführt wird, und ao zwar kurz bevor der Befehlsgeber 30 in Tätigkeit tritt, und welches ein abgetastetes leitendes Segment darstellt, aufgenommen wird, während das folgende Digitalsignal gesperrt wird.

Die gespeicherten Signale können für jede beliebige Zeidauer gespeichert werden, die für den Betrieb der Ablesevorrichtung erforderlich ist, welche die Aufzeichnungsmittel für jeden Dezimaldigit des Kodeübertragers 22 umfaßt.

Die Erfindung weist den Vorteil auf, daß ein einzelner Kreis vorgesehen ist, der in der Lage ist, binär verschlüsselte Signale kontinuierlich zu übertragen oder zu speichern, und zwar nach Befehl.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltkreis für Datenverarbeitungsvorrichtungen zur Übertragung und Speicherung binär verschlüsselter Digitalsignale, gekennzeichnet durch einen einzigen Kreis (20), welcher mittels eines Steuerkreises (30) zwischen zwei Zuständen derart schaltbar ist, daß er in dem einen Zustand als monostabile Kippschaltung die binären Signale überträgt und im anderen Zustand als bistabile Kippschaltung das letzte vorhergehende binäre Signal unabhängig von den nachfolgenden binären Signalen speichert.

2. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen zwei Zuständen schaltbare Kreis (20) einen Sperrkreis (72) zur Unterbindung nachfolgender Binärsignale während der Speicherung des vorgenannten letzten Binärsignals aufweist.

3. Schaltkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis (30) Schaltungsmittel (36, 38) aufweist, die den Sperrkreis (72) während der Speicherung des vorgenannten letzten Binärsignals mit einem Sperrsignal beaufschlagen und dem Sperrkreis zur Übertragung der Binärsignale ein Freigabesignal mitteilen.

4. Schaltkreis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis (30) einen Eccles-Jordan-Multivibrator aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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