DE1190708B - Schaltungsanordnung zum Vergleichen von Signalen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

G06f

Deutsche Kl.: 42 m-14

Nummer: 1190708

Aktenzeichen: W 24038IX c/42 m

Anmeldetag: 5. September 1958

Auslegetag: 8. April 1965

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur genauen Bestimmung der Größendifferenz und des Vorzeichens zweier binärer Zahlen mit einer der Zahl der Stellen entsprechenden Anzahl von ausschließlich ODER-Schaltungen zum Vergleich der S Ziffern gleicher Wertigkeit.

Bekannte Einrichtungen zur Bestimmung der Differenz zweier binärer Zahlen arbeiten z. B. in der Weise, daß, ausgehend von der Ziffernstelle geringster Wertigkeit, Stufe für Stufe die Differenz der Ziffern der beiden binären Zahlen gebildet wird und dementsprechend ein Ausgangssignal gegeben wird oder auch ein Übertrag zu der Stufe mit der nächsthöheren Wertigkeit erfolgt. Der Aufwand für eine solche Differenzbildung ist aber verhältnismäßig hoch. Auch ist die Arbeitsgeschwindigkeit einer solchen Schaltung dadurch begrenzt, daß jede Stufe erst das Ergebnis der Differenzbildung in der vorhergehenden Stufe abwarten muß. Einrichtungen, bei denen die Differenzbildung bei der Stufe höchster Wertigkeit beginnt, benötigen verwickelte Übertragsschaltungen und zeigen unter Umständen eine Beeinflussung des Ausgangssignals des Vergleichs in den höherwertigen Stufen durch das Ergebnis des Vergleichs der geringwertigen Ziffern.

Es sind auch schon Schaltungen vorgeschlagen worden, bei denen die die einzelnen Ziffern darstellenden Signale einer entsprechenden Anzahl von Vergleichskreisen gleichzeitig zugeführt werden. Wenn aber das Ergebnis in analoger Darstellung gewünscht wird, ergibt sich hierbei oft die Schwierigkeit, daß in dem Analogumsetzer die Differenz zweier Werte gebildet werden muß, die größenordnungsmäßig einander gleich sind. Der verhältnismäßig kleine Differenzwert ist dann aber nicht mehr mit der erforderlichen prozentualen Genauigkeit herstellbar.

Dieser oft sehr störende Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die Ausgänge der ausschließlichen ODER-Schaltungen untereinander durch einen mit Gattern, wie ODER-Schaltungen und Sperrschaltungen versehenen Übertragungsweg verbunden sind, der das Ziffernungleichheitssignal mit der höchsten Wertigkeit durchläßt und entgegengesetzte Ziffernungleichheitssignale von ausschließliehen ODER-Schaltungen geringerer Wertigkeit sperrt, daß ferner jede der ausschließlichen ODER-Schaltungen außer der mit der höchsten Wertigkeit mit einer Ausgangsschaltung verbunden ist, die sowohl durch Signalbedingung der zugehörigen ausschließlichen ODER-Schaltung als auch durch die Signalbedingung des Übertragungsweges gesteuert Schaltungsanordnung zum Vergleichen
von Signalen

Anmelder:

Western Electric Company Incorporated,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. K. Boehmert

und Dipl.-Ing. A. Boehmert, Patentanwälte,

Bremen, Feldstr. 24

Als Erfinder benannt:

Raymond Waibel Ketchledge, Whippany, N. J.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. September 1957
(685 688)

wird, und daß eine zusätzliche nur durch die Signalbedingung des Übertragungsweges gesteuerte Ausgangsschaltung für die Ziffernstelle geringster Wertigkeit vorgesehen ist und daß schließlich die Ausgangsschaltungen analogumsetzende Mittel, insbesondere Widerstände enthalten, die die Ausgangssignale mit dem Wertigkeitsfaktor der betreffenden Ziffernstelle multiplizieren, so daß sie zu einem die genaue Größendifferenz und das Vorzeichen der gesuchten Differenz wiedergebenden Analogwert summiert werden können.

Der Übertragungsweg wird zweckmäßig so ausgeführt, daß er aus zwei Leitungen besteht und für jede Ziffernstelle außer der mit der höchsten Wertigkeit ein Paar von Sperrschaltungen besitzt, über die die ausschließlichen ODER-Schaltungen der betreffenden Ziffernstelle mit den beiden Leitungen verbunden sind, so daß ein Signal auf einer der Leitungen den Durchgang eines Signals von einer ausschließlichen ODER-Schaltung geringerer Wertigkeit nach der anderen Leitung sperrt. Die analogumsetzenden Mittel bestehen vorteilhafterweise für jede

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einer Ziffernstelle zugeordnete Ausgangsschaltung aus zwei Paaren von Widerständen, von denen das eine Paar zur Anzeige positiver und das andere Paar zur Anzeige negativer Differenzbeträge dient und bei Einschaltung beider Widerstände eines Paares ein doppelt bewertetes binäres Signal erhalten wird.

Zur besseren Erläuterung der verschiedenen Merkmale und Vorteile der Erfindung dienen die Zeichnungen. Dabei zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer be- ίο reits vorgeschlagenen einfachen Schaltung zur Bildung der Differenz zweier binärer Zahlen,

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und

F i g. 3 einfache schematische Darstellungen von verschiedenen logischen Schaltungen, die in den Schaltungsanordnungen nach Fig. 1 und 2 verwendet werden.

Der Schaltung, die in F i g. 1 dargestellt ist, werden die Elemente einer ersten üblichen Binärcodezahl a₁a₂a_n_₁a„, die den Minuenden des Vergleichsvorganges darstellt, und eine zweite übliche Binärcodezahl b_t b_zb_a__t b_n, die den Subtrahenden des Vergleichsvorganges darstellt, gleichzeitig der Vergleichsschaltung zugeführt, die aus den Stufen A bis N besteht.

Die zu vergleichenden, im Binärcode dargestellten Zahlen sind nicht auf die hier dargestellten, aus vier Elementen aufgebauten Binärzahlen beschränkt, sondem können aus einer beliebigen Anzahl von Codeelementen bestehen. Für jedes zusätzliche Paar von Elementen entsprechender Wertigkeit in den zu vergleichenden Zahlen wird eine entsprechende Schaltungsstufe, wie z. B. die Stufe B zu der Vergleichsschaltung hinzugefügt. Jede Stufe von A bis N nimmt ein Paar von Elementen auf, wobei jedes dieser Elemente in den zu vergleichenden Zahlen die gleiche Wertigkeit aufweist. Daher nimmt die Stufest, die die Elementvergleichsstufe für das Element höchster *° Wertigkeit darstellt, die Codeelemente a_x und O₁ auf, die jeweils die Elemente höchster Wertigkeit jeder der miteinander zu vergleichenden Zahlen darstellen.

Jedes Codeelement wird als einer von zwei vorbestimmten Spannungspegeln an die entsprechenden Eingangsleitungen angelegt. Die beiden bestimmten Spannungspegel stellen die binären Elemente »1« und »0« dar, und die folgende Erklärung macht dabei von einer Bezeichnung der Schaltung in der Weise Gebrauch, daß die Stufen jeweils mit »1« oder mit »0« bezeichnet werden.

Die in jeder Stufet bis N durchgeführten Vergleiche ergeben eine Anzeige für Übereinstimmung, positive Abweichung oder negative Abweichung zwischen den zu vergleichenden Codeelementen. Eine Übereinstimmung wird angezeigt, wenn die miteinander zu vergleichenden Elemente gleich sind, d. h. wenn beide »1« oder beide »0« sind. Ist das Element des Minuenden »1« und ist das Element des Subtrahenden »0«, dann wird eine positive Abweichung angezeigt; für den umgekehrten Zustand wird eine negative Abweichung angezeigt.

Jede Stufet bis N enthält eine Vergleichsschaltung und eine Bewertungsschaltung, die einen Teil eines Analogumsetzers 118 darstellt. Die Vergleichsschaltung jeder Stufe, wie z. B. der Stufe A, enthält zwei UND-Schaltungen 111 und 112 sowie zwei Umkehrstufen 113 und 114. Die Schaltungen 111 bis 114 bilden zusammen eine »Ausschließliche-ODER«- Schaltung.

Die Fig. 3A, 3B und 3C zeigen typische UND-Schaltungen und ODER-Schaltungen unter Verwendung von Dioden sowie eine Umkehrstufe unter Verwendung einer Triode. Die logischen Schaltelemente der F i g. 1 können diese Form annehmen oder von vergleichbarer Form sein. Jede UND-Schaltung, die als Halbkreis in F i g. 1 dargestellt ist, ist so aufgebaut, daß sie ausgangsseitig ein »1 «-Signal nur dann abgibt, wenn gleichzeitig an beiden Eingangsleitungen »1 «-Signale anliegen. Jede ODER-Schaltung, die als Halbkreis dargestellt ist, der von den Eingangsleitungen durchschnitten wird, liefert ein Ausgangssignal»!«, wenn mindestens ein Eingangssignal»!« auf einer der beiden Eingangsleitungen liegt. Jede Umkehrschaltung oder Inverterschaltung, die in F i g. 1 mit INV bezeichnet ist, liefert ausgangsseitig ein Signal »1« oder »0« entsprechend der Umkehrung des der Schaltung eingangsseitig zugeführten Signals.

Die logische Rechnung, die bei einem Vergleich von Binärzahlen in der Schaltung nach Fig. 1 in Frage kommt, läßt sich in algebraischer Form unter Verwendung der Terminologie der Booleschen Algebra wie folgt ausdrücken:

Positives Ausgangssignal +F,· =
Negatives Ausgangssignal — V₁ =

Das Ergebnis ist die Summe der einzelnen positiven Ausgangssignale und die Summe der einzelnen negativen Ausgangssignale.

Ein Vergleich von zwei Eingangssignalen, die in einem üblichen Binärcode vorliegen, soll zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung nach F ig. 1 dienen. Es sei angenommen, daß die Zahl 12 mit der Zahl 6 verglichen werden soll, wobei die erstgenannte Zahl die Bezugszahl oder der Minuend ist. Die Tabelle I zeigt die einzelnen Schritte des Problems.

Tabelle I

Dezimal	Wertigkeit	Übliche	4	Binärdarstellung	1	= +6
	Stufe	8	B	2	N
	aia2an-ian >	A	1	Ν-Ϊ	0
12		1	1	0	0
6		0	0	1	0
	Ergebnis (Fig. 1)	+X		—x
+6	+8	-2

Das richtige Ergebnis ist +6. Daher muß die Schaltung nach F i g. 1 ein positives Vorzeichen oder ein Ausgangssignal relativer Größe liefern sowie ein Ausgangssignal mit einer Differenzgröße, deren binäre Wertigkeit 6 ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß die miteinander zu vergleichenden Zahlen in üblicher, binärer, codierter Form vorliegen und eine positive Abweichung in der Stufe A anzeigen, die die Stelle der höchsten Wertigkeit ist. Eine negative Abweichung tritt in der Stufe N— 1 auf, während in den Stufen B und N gleiche Codeelemente auftreten, so daß keine Abweichung

vorliegt. Die Vergleichsschaltung jeder Stufe der Schaltung in Fig. 1 liefert ein Ausgangssignal, das anzeigt, ob eine Abweichung in dieser Stufe vorliegt oder nicht, wie dies im folgenden noch beschrieben wird.

Der Stufet werden eine »1« und eine »0« über die Eingangsleitungen O₁ und b_t zugeführt, so daß die Vergleichs-UND-Schaltung 111 eine »1« am Eingang ^₁ und eine »1« am Eingang b₁ über die Umkehrstufe 113 aufnimmt. In gleicher Weise nimmt die Vergleichs-UND-Schaltung 112 eine »0« vom Eingangb₁ und eine »0« vom Eingang^ über die Umkehrstufe 114 auf. Daher erhält nur die Vergleichs-UND-Schaltung 111 Signale »1« an jeder ihrer Eingangsleitungen und liefert daher als Ausgangssignal eine »1«. Dieses Signal »1« wird über die Leitung 115 an den i?_A-Abschnitt des Analogumwandlers 118 übertragen, wodurch dieses Ausgangssignal die zugehörige analoge Bewertung der Stufe A erfährt, die in diesem Falle 8 ist.

Die Stufe B nimmt die beiden Elemente a.₂ und 6₂ nächstniedriger Wertigkeit der beiden Eingangszahlen auf. In diesem Falle liegt eine »1« an jeder der beiden Eingangsleitungen. Da jede der Vergleichs-UND-Schaltungen 121 und 122 in der Stufe B die Umkehrung eines der Eingangselemente über Umkehrstufen 123 und 124 aufnimmt, liefert keine der UND-Schaltungen in dieser Stufe ein Ausgangssignal.

Das gleiche trifft in der Stufe JV zu, bei der ebenfalls die Eingangselemente gleich sind.

Die Vergleichs-UND-Schaltung 132 in der Stufe JV-1 nimmt das ö„.^-Eingangssignal»!.« und das a_n . j-Eingangssignal »1« über die Umkehrstufe 133 auf. Aufnahme von »Eins«-Signalen an jedem der Eingänge betätigt die Vergleichs-UND-Schaltung 132, die daher ein Signal 1 über die negative Ausgangsleitung 134 nach dem Abschnitt R_n^₁ des AnalogumWandlers 118 überträgt. Der Abschnitt R^ __t gibt diesem Ausgangssignal die entsprechende analoge Bewertung der Stufe JV-1, die in diesem Falle 2 ist. Das bewertete Ausgangssignal aus der Stufet gelangt über die Leitung 115 und durch den R_A-Abschnitt des Analogumwandlers 118 über die positive Ausgangsleitung 141 an die Schaltung 143. In gleieher Weise gelangt das Ausgangssignal aus der Stufe JV-1 über die negative Ausgangsleitung 142 an die Schaltung 143. Alle auf der positiven Ausgangsleitung 141 auftretenden und bewerteten Ausgangssignale werden in der Schaltung 143 zu einer einzigen positiven Ausgangsspannung addiert. In gleicher Weise werden alle bewerteten Ausgangssignale, die auf der negativen Ausgangsleitung 142 ankommen, ebenfalls miteinander addiert und bilden eine einzige negative Ausgangsspannung in der Schaltung 143. Die positiven und negativen Summensignale werden in der Schaltung 143 algebraisch miteinander kombiniert, um die exakte Differenz zwischen den zu vergleichenden Zahlen anzugeben, die dann auf einer Ausgangsleitung 144 auftritt.

Da die Abweichung des Codeelementes höchster Wertigkeit in diesem Fall in der Stufe A auftritt und damit die höchste binäre Bewertung erfährt, steuert sie das Vorzeichen des Ergebnisses. In diesem Fall erhält die Abweichung bei dem Element der hochsten Wertigkeit die Bewertung +8, und die einzige andere Abweichung erhält die Bewertung —2, so daß die algebraische Addition der analogen Werte, die durch die Schaltung 143 aufgenommen werden, das Ergebnis von +6 liefert.

Als zweites Beispiel sei angenommen, daß die Zahl 8 mit der Zahl 7 verglichen werden soll, wobei die erstgenannte Zahl die Bezugszahl oder der Minuend sein soll. Dieses Problem ist in Tabelle II dargestellt.

Tabelle II

Dezimal	Bewertung	Übliche Binärdarstellung	4	2	1
	Stufe	8	B	2V-1	JV
	aXa2an-ian	A	0	0	0
8	b1b2bn_lbn	1	1	1	1
7		0	-x	—χ	—χ
		+X	-4	-2	-1= +1
+ 1	+8

Das richtige Ergebnis ist +1. Die Schaltung nach F i g. 1 arbeitet in ähnlicher Weise, wie bereits im vorhergehenden Beispiel beschrieben. In diesem Fall tritt eine positive Abweichung in der Stufest und negative Abweichungen in den StufenB, N—l und JV auf. Daher liefert jede Stufe ein Ausgangssignal an den Analogumwandler 118, der seinerseits ein positives bewertetes Ausgangssignal+8 in Stufet an die positive Ausgangsleitung 141 abgibt und negative bewertete Ausgangssignale von —4, —2 und — 1 in den Stufen B, JV-1 und JV an die negative Ausgangsleitung 142 abgibt. Daher ist es in diesem Fall notwendig, eine Reihe von negativen Spannungen von einer einzigen positiven Spannung abzuziehen, was nunmehr in bezug auf die analoge Spannung, die sich auf der Leitung 144 ergibt, ein Genauigkeitsproblem darstellt, da die positiven und negativen Spannungen sich zu einem mehr oder weniger großen Teil aufheben und hierdurch die prozentuale Genauigkeit des Restbetrages erheblich sinkt, besonders dann, wenn große Zahlen miteinander verglichen werden sollen. Hierin liegt aber ein wesentlicher Nachteil der bekannten Schaltung nach

Diesen Nachteil vermeidet die erfindungsgemäße Schaltung, die in F i g. 2 schematisch dargestellt ist. In dieser Schaltung werden die Teilresultate jedes Vergleichs durch die Vergleiche gesteuert, die in anderen Codeelementstufen oder Stellen höherer Wertigkeit durchgeführt worden sind. Die Schaltung nach der Erfindung vermeidet eine Differenzbildung zwischen zwei ähnlichen Werten, die sich teilweise gegenseitig aufheben.

Die grundsätzlichen Vergleichsschaltungen in den Stufend bis JV sind mit denen der Schaltung nach F i g. 1 identisch und bestehen aus zwei UND-Schaltungen und zwei Umkehrstufen, die zusammen wieder eine ausschließliche ODER-Schaltung darstellen. Das Ausgangssignal jeder Vergleichsschaltung wird in diesem Falle jedoch über einen besonderen Übertragungsweg der Stufe zugeführt, die Elemente geringerer Wertigkeit miteinander vergleicht, statt unmittelbar dem Analogumwandler, wie dies in F i g. 1 der Fall war. Daher werden die Ausgangssignale einer Vergleichsschaltung den Stufen der Elemente geringerer Wertigkeit zu Steuerzwecken zugeführt,

und diese Signale werden im folgenden als Übertrag bezeichnet.

Der Übertragungsweg umfaßt für jede Stufe mit Ausnahme der Codeelementstufe A für das Codeelement höchster Wertigkeit zwei Sperrschaltungen und zwei ODER-Schaltungen. Die Ausgangsschaltung jeder Stufe mit Ausnahme der Stufe A enthält zwei UND-Schaltungen, zwei Sperrschaltungen und die Elemente eines Analogumwandlers.

F i g. 3 D zeigt eine typische Sperrschaltung unter Verwendung einer Pentode. Jede Sperrschaltung, die in F i g. 2 mit INH bezeichnet ist, liefert ein Ausganssignal dann, wenn ein Eingangssignal an einer ihrer beiden Eingangsleitungen und kein Signal an ihrer Sperreingangsleitung liegt.

Der Abschnitt des Analogumwandlers jeder Stufe mit Ausnahme der Stufe A enthält vorteilhafterweise vier bestimmte Bewertungselemente, die so miteinander verbunden sind, daß sie einfach- oder doppelbewertete Ausgangssignale für positive oder negative Signale von den Vergleichsschaltungen liefern. Die Arbeitsweise 3er Schaltung nach F i g. 2 verläuft nach den folgenden Regeln:

1. Von der Stufe, die eine Abweichung für das Codeelement höchster Wertigkeit feststellt, wird ein Übertrag erzeugt, der das gleiche Vorzeichen wie die Abweichung aufweist, und nach dem Codeelement oder der Ziffernposition abgegeben wird, die eine geringere Wertigkeit aufweist.

2. Von jeder nachfolgenden Stufe, die eine Übereinstimmung anzeigt, wird ein Ausgangssignal abgegeben, das der binären Wertung dieser Stufe entspricht und das Vorzeichen des Übertrags aufweist.

3 a. Jede nachfolgende Stufe, die eine Abweichung in der gleichen Richtung wie das Codeelement höchster Wertigkeit mit Abweichung anzeigt, liefert ein Ausgangssignal, das der doppelten binären Bewertung dieser Stufe entspricht und das Vorzeichen des Übertrags zeigt.

3 b. Jede nachfolgende Stufe, die eine Abweichung in der entgegengesetzten Richtung anzeigt, liefert kein Ausgangssignal.

4. Es wird ein Ausgangssignal entsprechend der binären Bewertung der Codeelementposition geringster Wertigkeit und mit dem Vorzeichen des Übertrags erzeugt.

5. Die gesamten Ausgangssignale werden für das endgültige Resultat zusammengefaßt.

Wird beispielsweise die Abweichung für das Element höchster Wertigkeit in der Stufet festgestellt und ist sie positiv, dann wird ein positiver Übertrag an die Stufen niedriger WertigkeitB, JV-1 und N gemäß Regel 1 übertragen. Wird in der Stufe B eine Übereinstimmung festgestellt, dann wird ein positives Ausgangssignal entsprechend der Bewertung der Stufe B gemäß Regel 2 abgegeben. Tritt eine negative Abweichung in der Stufe JV-1 auf, dann wird für diese Stufe kein Ausgangssignal abgegeben. Tritt eine positive Abweichung in der Stufe JV auf, dann wird ein positives Ausgangssignal entsprechend der doppelten binären Bewertung der Stufe JV gemäß Regel 3 abgegeben. Außerdem wird ein positives Ausgangssignal entsprechend der binären Bewertung der Stufe JV gemäß der Regel 4 abgegeben. Die so bewerteten Ausgangssignale, die alle positiv sind, werden zusammengefaßt, um das endgültige positive Ergebnis in Übereinstimmung mit der Regel 5 zu liefern.

Ein Vergleich von zwei Eingangszahlen, die im

üblichen Binärcode vorliegen, soll zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung nach F i g. 2 dienen.

Es sei erneut angenommen, daß die Zahl 12 mit der Zahl 6 verglichen werden soll wie bei dem Beispiel zur Schaltung nach Fig. 1. Die TabelleI ist hier der Bequemlichkeit halber erneut dargestellt, um das

ίο neue Verfahren zum Erreichen des gewünschten Ergebnisses zu beschreiben.

Tabelle I

	Dezimal	Bewertung	a„	D	Übliche Binärdarstellung	4	2	1	=	+ 6
		Stufe	bn	2)	8	B	JV-	1 JV	+ 1 + 1 =	+ 6
		«1 azan-i		A	1	0	0
20	12		(Fig.	1	1	1	0
	6		(Fig.	0	0	—χ	0
		Ergebnis		+X		-2
	+ 6	Ergebnis		+ 8	+ 4
25	+ 6

Das richtige Ergebnis ist wiederum + 6, jedoch in diesem Falle, wie in der Tabelle angezeigt, gelangt die Schaltung nach F i g. 2 zum korrekten Ergebnis, indem sie nur positive Ausgangssignale von den ausgewählten Vergleichsschaltungen liefert.

Stufe A nimmt auf den entsprechenden Eingangsleitungen O₁ und b_x eine »1« und eine »0« auf, so daß eine Vergleichs-UND-Schaltung 211 ein Ausgangssignal »1« an die positive Übertragsleitung 213 abgibt. Die Vergleichs-UND-Schaltung 212, die an ihren Eingangsleitungen Signale »0« aufnimmt, gibt kein Ausgangssignal an die negative Übertragsleitung 214 ab.

Die Stufe B nimmt die Codeelemente nächstniedriger Wertigkeit a₂ (1) und b₂ (1) der beiden eingegebenen Binärzahlen auf. Daher nehmen Vergleichs-UND-Schaltungen 221 und 222 in der Stufe B jeweils die Umkehrung eines der Eingangselemente auf und können dadurch keine Ausgangssignale abgeben. Das Signal »1« auf der positiven Übertragsleitung 213 wird über die Leitung 231 nach einer Ausgangs-UND-Schaltung 232 und über eine Leitung 233 nach einer Sperrschaltung 234 übertragen.

Der andere Eingang der Ausgangs-UND-Schaltung 232 nimmt ein Ausgangssignal aus der Vergleichs-UND-Schaltung 221 über die Leitungen 223 und 224 auf. Da dieses Ausgangssignal in diesem Fall eine »0« ist, kann die Ausgangs-UND-Schaltung 232 kein Ausgangssignal »1« abgeben. Der Sperreingang der Sperrschaltung 234 wird durch das Ausgangssignal der Vergleichs-UND-Schaltungen 222 über Leitungen 225 und 226 betätigt. Da der Ausgang der Vergleichs-UND-Schaltung 222 in diesem Augenblick eine »0« ist, läßt die Sperrschaltung 234 das Eingangssignal »1« auf der Leitung 233 durch den +.Rß-Abschnitt des Analogumwandlers 280 hindurch, um ein positives analoges Ausgangssignal mit der binären Bewertung der Stufe 2, in diesem Falle 4, abzugeben.

Die negative Ausgangsschaltung der Stufe B, die aus einer Ausgangs-UND-Schaltung 235, einer Sperrschaltung 236 und den zugehörigen — i?_ß-Abschnit-

ten eines Analogumwandlers 280 besteht, wird durch über die negative Übertragsleitung 214 ankommende Signale erregt. Da die negative Übsrtragsleitung 214 in diesem Falle nicht erregt ist, kann die negative Ausgangsschaltung der Stufe B keine binären bewerteten Ausgangssignale abgsben.

Das Signal »1« auf der positiven Übertragsleitung 213 verhindert das Auftreten eines Signals »1« auf der negativen Übertragsleitung 214 in den Stufen von Codeelementen geringerer Wertigkeit durch seine Verbindung mit den Sperrschaltungen 240, 250 und 260, um ein Vergleichsausgangssignal in jeder Stufe zu sperren, die normalerweise die negative Übertragsleitung 214 in Codeelementstufen geringerer Wertigkeit erregen könnten. Das Signal »1« auf der positiven Übertragsleitung 213 wird über die ODER-Schaltungen 241, 242 und 243 auf jede der Codeelementstufen geringerer Wertigkeit übertragen.

Nunmehr soll die Stufe iV— 1 betrachtet werden. Die Vergleichs-UND-Schaltung 252 nimmt das b_n__t-Eingangssignal »1« und ein Eingangssignal »1« von O_n^₁ über die Umkehrschaltung 253 auf und liefert damit ein Ausgangssignal »1« auf seiner Ausgangsleitung 254. Die Vergleichs-UND-Schaltung 251 gibt daher kein Signal »1« an ihre Ausgangsleitung 255 ab. Die Kombination von Signalen »1« auf der von der Vergleichs-UND-Schaltung 252 kommenden Leitung 254 und auf der positiven Übertragsleitung 213 kann keine der Gatierschaltungen im Ausgangsabschnitt der Stufe TV-1 erregen, so daß sich daraus keine binären bewerteten Ausgangssignale ergeben.

In der Stufe N werden Eingangssignale »0« über die Eingangsleitungen a„ und b_n aufgenommen, so daß die Vergleichs-UND-Schaltungen^öl und 262 keine Signale an ihren entsprechenden Ausgangsleitungen 263 bzw. 264 abgeben. Das Signal »1« auf der positiven Übertragsleitung 213 wird durch die Sperrschaltung 265 über die Leitungen 266 und 267 aufgenommen, welche das Signal nicht sperrt, da ein Signal »0« vcn der Vergleichs-UND-Schaltung 262 über die Leitungen 264 und 268 am Sperreingang ankommt. Daher wird ein positives analoges Ausgangssignal mit der binären Bewertung der Stufe N durch den -J- /?,_V-Abschnitt des Analogumwandlers 380 geliefert.

Das Signal »1« auf der positiven Ubertragsleitung 213 durchläuft auch den +^-Abschnitt des Analogumv/andlers 2SO, wodurch sich ein weiteres positives Ausgangssignal mit der binären Bewertung der Stufe N ergibt.

Alle bewerteten Ausgangssignale sind in diesem Falle positiv, d.h. +4 in StufeB, +1 in StufeN und +1 nach der Stufe N. Diese Signale werden einer gemeinsamen Ausgangsklemme 290 zugeführt, die das endgültige positive Ergebnis +6 liefert. Da keine negativen Ausgangssignale auftreten können, wenn positive Ausgangssignale vorhanden sind, besteht hier keine Notwendigkeit, positive und negative Signale zu kombinieren, um das endgültige Resultat zu erreichen, wodurch die vorher beschriebene Wirkung des gegenseitigen Aufhebens umgangen ist.

Die Schaltung der Fig. 2 ist so aufgebaut, daß sie einfache und doppelte bewertete binäre Ausgangssignale in jeder Stufe liefert, um jeden nur denkbaren möglichen Vergleich zuzulassen. Der in der Tabelle III dargestellte Vergleich zeigt einen doppelt bewerteten binären Ausgang und ebenso einen Vergleich,, bei dem ein negativer Übertrag auftritt.

Tabelle III

Dezimal	Bewertung	K	D	Übliche Binärdarstellung	• 4	2	1
	Stufe		2)	8	B	N-	1 N
	«l«2ß«-i	(Fig.	A	0	1	1
3		(Fig.	0	1	0	0
12			1	—je	+JC	+ JC
	Ergebnis		-JC	-4	+2	+ 1 =-9
	Ergebnis		-8			-l=-9
<j

Das richtige Ergebnis ist —9. Die Schaltung der F i g. 2 arbeitet in ähnlicher Weise, wie bereits im Zusammenhang mit dem vorhergehenden Beispiel beschrieben. In diesem Fall wird eine negative Abweichung in den Stufen A und B und positive Abweichungen in den Stufen N~ 1 und N festgestellt.

Die Stufe A liefert ein Ausgangssignal »1« von der Vergleichs-UND-Schaltung 212 auf der negativen Übertragsleitung 214. Das negative Übertragssignal dient dazu, um das Einleiten eines positiven Übertrags in den Stufen von Elementen geringerer Wertigkeit zu sperren, und zwar dadurch, daß die Sperreingänge von Sperrschaltungen 239, 249 und 259 erregt werden. Die Stufe B liefert ebenfalls ein Ausgangssignal »1« von der Vergleichs-UND-Schaltung 222, so daß die negative Ausgangsschaltung der Stufe B, d. h. die Ausgangs-UND-Schaltung 235 und die Sperrschaitung 236 Signale 1 auf ihren entsprechenden Eingangsleitungen mit der Ausnahme des Sperreinganges der Sperrschallung 236 erhalten. Daher werden Ausgangssignale durch beide negativen 7?._S-Abschnitte des Analogumwandlers 280 übertragen und ergeben ausgangsseitig ein resultierendes Signal mit der doppelten binären Bewertung der Stufe B, in diesem Falle also —8.

Die Codeelementstufen //—1 und N mit geringerer Wertigkeit, die die positiven Abweichungen feststellen, kombiniert mit dem negativen Übertrag können keine binär bewerteten Ausgangsergebnisse liefern. Das Signal »1« auf der negativen Übsrtragsleitung 240 durchläuft den i?₀-Abschnitt des Analogumv/andlers 280, um ein negatives Ausgangsergebnis zu liefern, dessen binäre Bewertung die der Stufe N ist, d.h. — 1. Das kombinierte Resultat der negativen Ausgangssignale ist daher —9.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur genauen Bestimmung der Größendifferenz und des Vorzeichens zweier binärer Zahlen mit einer der Zahl der Stellen entsprechenden Anzahl von ausschließlichen ODER-Schaltungen zum Vergleich der Ziffern gleicher Wertigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der ausschließlichen ODER-Schaltungen untereinander durch einen mit Gattern, wie ODER-Schaltungen und Sperrschaltungen versehenen Übertragungsweg (239-241; 242, 249, 250; 243,259,260) verbunden sind, der das Ziffernungleichheitssignal mit der höchsten Wertigkeit durchläßt und entgegengesetzte Ziffernungleichheitssignale von ausschließlichen ODER-Schaltungen geringerer Wer-

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tigkeit sperrt, daß ferner /jede der ausschließlichen ODER-Schaltungen außer der mit der höchsten Wertigkeit mit einer Ausgangsschaltung (z. B. 231 bis 236)' verbunden ist, die; sowohl durch die Signalbedingung der zugehörigen ausschließlichen ODER-Schaltung als auch durch die Signalbedingung des Übertragungsweges (239 bis 241 usw.) gesteuert wird und daß |ine zusätzliche nur durch 'die Signalbedingung des Übertragungsweges gesteuerte Ausgangsschaltung für die Ziffernstelle geringster Wertigkeit vorgesehen* ist, und daß schließlich die Apsgangsschaltungen analogumsetzende Mittel (2fcO), insbesondere Widerstand^ enthalten, die qie Ausgangssignale mit dem* Wertigkeitsfaktor'der betreffenden Ziffemstelle multiplizieren, so daß sie zu einem die genaue Größendifferenz und das Vorzeichen der gesuchten Differenz wiedergebenden Analogwert summiert werden können.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- ao durch gekennzeichnet, daß der Übertragungsweg (213, 214, 239 bis 241 usw.) aus zwei Leitungen besteht und für jede Ziffernstelle außer der mit der höchsten Wertigkeit ein Paar von Sperrschaltungen (239, 240; 249, 250; usw.) besitzt, über

die die .ausschließlichen ODER-Schaltungen der betreffenden Ziffemstelle mit den beiden Leitungen verbunden sind, so daß ein Signal auf einer der Leitungen den Durchgang eines Signals von einer ausschließlichen ODER-Schaltung geringerer Wertigkeit nach der anderen ~ Leitung sperrt. ' ■. ' :

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die analogumsetzenden Mittel für jede einer Ziffernstelle zugeordnete Ausgangsschaltung aus zwei Paaren von Widerständen bestehen, von denen das eine Paar (+Rb · · · Rn) zur Anzeige positiver und das andere Paar (—R_B ... -R_n) zur Anzeige negativer Differenzbeträge dient und bei Einschaltung beider Widerstände eines Paares ein doppelt bewertetes binäres Signal erhalten wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Arithmetic Operations in Digital Computers«, D.vanNostrandComp. Inc., New York, 1955, S. 113 bis 119.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsche Patente Nr. 1125 208, 1128 189.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 53S/377 3.65 ® Bundesdruckerei Berlin