DE1199374B

DE1199374B - Zifferngesteuerte Nachlaufregeleinrichtung

Info

Publication number: DE1199374B
Application number: DES64183A
Authority: DE
Inventors: Guy Henry; Jacques Jacquet
Original assignee: ELECTRONIQUE Sarl SOC NOUV
Current assignee: ELECTRONIQUE Sarl SOC NOUV
Priority date: 1958-07-30
Filing date: 1959-07-29
Publication date: 1965-08-26
Also published as: FR1209338A; CH362736A; US3045157A; BE580338A; NL123528C; GB904225A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Int. α.:

GOS? ά

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KL: 21 c - 46/51'

Nummer: 1199 374

Aktenzeichen: S 64183 VIII b/21 c

Anmeldetag: 29. Juli 1959 Auslegetag: 26. August 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine zifferngesteuerte Nachlaufregeleinrichtung, die die im Binärcode ausgedrückte Ist-Stellung mit der im Binärcode ausgedrückten Soll-Stellung eines auf einer vorgeschriebenen Bahn beweglichen Objekts zur Übereinstimmung bringt, mit einer Vergleichsanordnung zum Vergleich der die beiden Stellungen kennzeichnenden Zahlen, wodurch ein Fehlersignal geliefert wird, und mit einer Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Stellmotors mit umkehrbarer Drehrichtung in Abhängigkeit von der jeweils höchsten Ziffer des Fehlersignals.

Bei bekannten zifferngesteuerten Nachlaufregeleinrichtungen dieser Art bildet die Vergleichsanordnung ständig eine Binärzahl, die der Differenz zwisehen den beiden miteinander verglichenen Binärzahlen entspricht. Eine solche Vergleichsanordnung ist also praktisch eine binäre Subtraktionsschaltung, deren Stufenzahl der größten Stellenzahl der beiden Binärzahlen entspricht. Bekanntlich erfordern solche Subtraktionsschaltungen einen beträchtlichen Schaltungsaufwand, insbesondere wegen der Überträge von Stufe zu Stufe. Ferner bestehen bekanntlich bei solchen Subtraktionsschaltungen Schwierigkeiten, wenn ein Übertrag der Reihe nach durch mehrere Stufen laufen muß. Schließlich müssen zusätzliche Schaltungen vorgesehen sein, die einerseits das Vorzeichen und andererseits das Erreichen des Nullwerts der von der Subtraktionsschaltung gebildeten Binärzahl feststellen müssen.

Entsprechend der üblichen Technik der digitalen Rechenschaltungen ist es bei solchen Nachlaufregeleinrichtungen auch bekannt, an Stelle einer binären Subtraktionsschaltung eine binäre Additionsschaltung Zifferngesteuerte Nachlaufregeleinrichtung

Anmelder:

Societe Nouvelle d'filectronique S. A. R. L., Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz und Dr. rer. nat. G. Hauser,

Patentanwälte,

München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:

Jacques Jacquet, Paris;

Guy Henry, Bourg-la-Reine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 30. Juli 1958 (771442)

erte Nachlauf regeleinrichtung kennzeichnet sich dadurch, daß für jede Stelle der zu vergleichenden Binärzahlen eine getrennte Vergleichsschaltung vorgesehen ist, welche bei Ungleichheit beider Ziffern ein nur von dem Vorzeichen der Differenz der

zu verwenden, in der die eine Binärzahl zu dem 35 beiden Ziffern abhängiges Ausgangssignal liefert,

Komplement der anderen Binärzahl addiert wird.

Dadurch wird zwar der Schaltungsaufwand etwas verringert, doch muß zusätzlich eine Anordnung vorgesehen sein, die nach der Durchführung jeder Ad- und daß das Ausgangssignal der jeweils höchsten Ziffer für den Drehsinn des Stellmotors maßgeblich ist.

Bei der erfindungsgemäßen Nachlaufregeleinrich-

dition eine Binärziffer 1 zu dem Ergebnis addiert, 40 tung ist die für jede Binärstelle vorgesehene Verdamit dieses der wahren Differenz zwischen den gleichsschaltung eine einfache logische Schaltung, beiden verglichenen Binärzahlen entspricht. Hinsicht- die nur zwei zugeführte Binärziffern miteinander lieh der Feststellung des Vorzeichens und des Null- vergleicht und bei Verschiedenheit dieser Binärwerts der durch den Vergleich erhaltenen BiBnärzahl ziffern ein Ausgangssignal liefert, das davon abhängt, bestehen die gleichen Schwierigkeiten wie bei der 45 welche der beiden Binärziffern den Wert 1 hat. Eine Verwendung einer binären Subtraktionsschaltung. solche logische Schaltung kann beispielsweise in

Das Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung Form einer Diodenmatrix mit zwei Dioden gebildet einer Nachlaufregeleinrichtung der eingangs angege- werden.

benen Art, welche die Nachregelung auf wesentlich Eine solche Gruppe von Vergleichsschaltungen

einfachere Weise und mit geringerem Schaltungs- 50 liefert keine Binärzahl, welche der Differenz der

aufwand ermöglicht. beiden verglichenen Binärzahlen entsprechen würde.

Die nach der Erfindung ausgeführte zifferngesteu- Dies ist jedoch unerheblich, da für die Steuerung des

509 658/37»

Drehsinns des Stellmotors stets nur das Ausgangssignal verwendet wird, das jeweils der höchsten Stelle entspricht, in der noch ein Ausgangssignal vorhanden ist. Je nach dem Vorzeichen der Differenz der beiden Binärziffern dieser Stelle dreht sich der Stellmotor in der einen oder der anderen Richtung. Sobald die Binärziffern dieser Stelle auf Grund der Nachregelung den gleichen Wert annehmen, verschwindet das Ausgangssignal der entsprechenden Vergleichsschaltung, und die Steuerung des Stellmotors geht auf die nächstniedrigere Stelle über, die noch ein Ausgangssignal zeigt. Wenn in keiner Stelle mehr ein Ausgangssignal vorhanden ist, bleibt der Stellmotor stehen, denn dann sind die beiden miteinander verglichenen Binärzahlen gleich.

Da die jeder Stelle zugeordnete Vergleichsschaltung völlig unabhängig von den in den übrigen Stellen erhaltenen Vergleichsergebnissen arbeitet, entfallen alle Schwierigkeiten hinsichtlich der Weitergabe von Übertragen. Es sind auch keine zusätzlichen Schaltungen zur Feststellung des Nullwerts oder des Vorzeichens einer durch den Vergleich erhaltenen Binärzahl erforderlich.

Bei einem in sich geschlossenen Stellweg ist es durch eine Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sehr leicht möglich, den Stellmotor so zu steuern, daß die Soll-Stellung stets auf dem kürzesten Stellweg erreicht wird. Dies geschieht dadurch, daß die Vergleichsschaltung des höchsten Stellwerts derart abgeändert ist, daß sie nur die Steuerfunktion der Ausgangssignale der übrigen Vergleichsschaltungen umkehrt, wenn die beiden ihr zugeführten Ziffern verschieden sind.

Die Nachlaufregeleinrichtung nach der Erfindung läßt sich auch leicht an verschiedene Binärcodes anpassen, in denen die zu vergleichenden Binärzahlen ausgedrückt sind. Wenn der natürliche Binärcode angewendet wird, ist die Einrichtung vorzugsweise so ausgeführt, daß für jede Ziffernstelle der beiden zu vergleichenden Binärzahlen eine Vergleichsschaltung mit zwei Ausgängen vorgesehen ist, daß die der zweiten bis letzten Ziffernstelle zugeordneten Vergleichsschaltungen so ausgeführt sind, daß sie bei Gleichheit der beiden zugeführten Binärziffern kein Ausgangssignal abgeben, während sie bei Verschiedenheit der beiden Binärziffern ein Signal am einen Ausgang abgeben, wenn die eine zugeführte Binärziffer den Wert 1 hat, und am anderen Ausgang, wenn die andere zugeführte Binärziffer den Wert 1 hat, daß die Ausgänge dieser Vergleichsschaltungen mit einer den Anlauf und die Drehrichtung des Motors steuernden Steuerschaltung derart verbunden sind, daß von ihren Ausgangssignalen jeweils das der höchsten Ziffernstelle zugeordnete Signal für die Bestimmung des Drehsinns wirksam ist, daß die der ersten Ziffernstelle zugeordnete Vergleichsschaltung so ausgeführt ist, daß sie bei Gleichheit der beiden Binärziffern ein Signal am einen Ausgang und bei Ungleichheit der beiden Binärziffern ein Signal am anderen Ausgang abgibt, und daß in der Verbindung zwischen den Vergleichsschaltungen und der Steuerschaltung des Motors eine Umkehrschaltung liegt, die von der der ersten Ziffernstelle zugeordneten Vergleichsschaltung derart gesteuert wird, daß sie bei Ungleichheit der Binärziffern der ersten Stelle die Einwirkung der Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen auf den Drehsinn des Motors umkehrt.

Wenn dagegen der sogenannte »reflektierte« Binärcode angewendet wird, ist die Einrichtung vorzugsweise so ausgebildet, daß der ersten bis vorletzten Ziffernstelle je eine Umkehrschaltung zuge-5 ordnet ist, welche die Wirkung der Ausgangssignale aller den nachfolgenden Ziffernstellen zugeordneten Vergleichsschaltungen auf den Drehsinn des Motors umkehrt, wenn die zugeordnete Ziffer einer der beiden Binärzahlen den Wert 1 hat, und daß eine ίο Unsicherheitsschaltung vorgesehen ist, die von der der ersten Ziffernstelle zugeordneten Vergleichsschaltung gesteuert wird und bei Ungleichheit der beiden Binärziffern der ersten Stelle eine der beiden Binärziffern komplementiert, die der der zweiten Stelle zugeordneten Vergleichsmatrix zugeführt werden, diese Komplementierung aber nach einer Verzögerungszeit wieder aufhebt.

Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung,

F i g. 2 ein Prinzipschaltbild einer Matrix zum direkten Vergleich zweier Binärziffern mit Anzeige der Richtung der Differenz,

Fig. 3 ein Prinzipschaltbild einer Matrix zum Vergleich einer Binärziffer mit dem Komplement einer anderen Binärziffer unter Anzeige der Richtung der Differenz,

F i g. 4 ein Prinzipschaltbild einer Matrix zum Vergleich einer Ziffer mit einer anderen Ziffer oder deren Komplement,

F i g. 5 ein Prinzipschaltbild einer Matrix zum Vergleich zweier Ziffern, die anzeigt, ob diese identisch oder verschieden sind,
F i g. 6 ein Prinzipschaltbild einer Umkehrmatrix,

Fig. 7 ein Blockschaltbild der Gesamtheit der Schaltungsanordnungen, die eine im natürlichen Binärcode arbeitende Einrichtung bilden,

Fig. 8 den Repräsentativkreis der sechzehn Stellungen, die das Objekt bei Anwendung eines Binärcodes mit vier Stellen annehmen kann,

Fig. 9 eine im natürlichen Binärcode arbeitende Unsicherheitsschaltung,

Fig. 10 ein Blockschaltbild der Gesamtheit der Schaltungsanordnungen, die eine im reflektierten Bniärcode arbeitende Einrichtung bilden,

Fig. 11 eine im reflektierten Binärcode arbeitende Unsicherheitsschaltung,

Fig. 12 ein Schaltbild der Steuermatrix des Servomotors und

Fig. 13 ein Schaltbild einer Kippschaltung der Steuermatrix des Servomotors.

F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer zifferngesteuerten Nachlaufregeleinrichtung, die mit zwei Zahlen arbeitet, die in einem Binärcode mit η Stellen ausgedrückt sind.

Der Vergleich dieser Zahlen erfolgt in einer logischen Vergleichsschaltung C mit zwei Eingängen C und C", von denen jeder η Kanäle enthält, denen die Ziffern Dl bis Dn der einen Zahl bzw. die Ziffern D' 1 bis D' η der anderen Zahl zugefügt werden. Das Ergebnis des Vergleichs, das die Richtung der Differenz zwischen den beiden untersuchten Zahlen darstellt, wird in Seriendarstellung am Ausgang Co abgenommen, und es steuert über die Steuermatrix MM den Motor F, dessen Drehung in der einen oder anderen Richtung so lange erfolgt, bis die beiden miteinander verglichenen Zahlen identisch sind.

Ein Impulsgenerator G erzeugt Signale, die einer Verschlüsselungsvorrichtung H mit zwei Kanälen zugeführt werden, die mechanisch mit dem Motor F gekoppelt ist. Diese Verschlüsselungsvorrichtung ist so ausgebildet, daß sie in jeder ihrer diskreten Stellungen die η Ziffern liefert, die diese Stellung kennzeichnen, wobei jede dieser Ziffern über den einen oder den anderen der beiden ihr zugeordneten Kanäle übertragen werden, von denen der eine für die Ziffer 1 und der andere für die Ziffer 0 bestimmt sind. Die so erhaltenen Zahlen werden dem Eingang C" der Schaltung C zugeführt. Die Signale, die die Soll-Stellung des Objekts darstellen, werden nach einem der bekannten Verfahren erzeugt und über η Kanäle dem Eingang C" der Schaltung C zugeführt.

Die Schaltung C enthält eine Kombination von mehreren logischen Vergleichsschaltungen oder Vergleichsmatrizen, die sich aus mehreren »Und«- und »Oder«-Schaltungen zusammensetzen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen diese Schaltungen aus Halbleiterdioden, doch kann natürlich jede andere Art von logischen Elementarschaltungen verwendet werden.

Diese logischen Vergleichschaltungen sind in F i g. 2, 3, 5, 6 und 7 dargestellt.

An Hand dieser Figuren werden zunächst die eigentlichen Schaltungen und ihre Wirkungsweise erläutert, während die Art und Weise, wie die ihnen zugeführten Signale erhalten werden, später erklärt wird.

F i g. 2 zeigt das Schaltbild einer elementaren vermaschten Schaltung, die zur Erläuterung der Wirkungsweise der Vergleichsmatrizen dient. Diese Schaltung enthält zwei senkrechte Leiter 12, 13 und zwei waagerechte Leiter 14, 15. Eine Diode 16 verbindet die Leiter 12 und 14, und eine Diode 17 verbindet die Leiter 13 und 15. Die Schaltung dient zum Vergleich von zwei Binärziffern, von denen die eine an den Eingängen M bzw. JV der Leiter 12 und 13 und die andere an den Eingängen P bzw. Q der Leiter 14 und 15 zugeführt wird, während das Ergebnis des Vergleichs an den Klemmen A bzw. B abgenommen wird. Das Vorhandensein einer Ziffer an den Eingängen M bzw. JV wird durch Anlegen einer negativen Spannung — U an der Klemme M angezeigt, wenn die Ziffer 0 ist, und an der Klemme JV, wenn die Ziffer 1 ist. Wenn an den Eingängen P bzw. Q eine Ziffer vorhanden ist, wird eine negative Spannung — V an die Klemme P angelegt, wenn die Ziffer 1 ist, und an die Klemme Q, wenn die Ziffer 0 ist, wobei die andere Klemme jeweils auf dem Potential Null, d. h. an Masse liegt. Die beiden Spannungen erfüllen die Ungleichung \V — U\ Ξ> 1. Wenn z.B. die Zahl 0 an beiden Eingangsgruppen eingegeben wird, ist eine Spannung — U am Leiter 12 und eine Spannung — V am Leiter 15 vorhanden. Das Potential des Leiters 14, d. h. das Anodenpotential der Doide 16, ist Null. Das Katodenpotential dieser Diode ist negativ (und zwar gleich — U). Die Diode führt also Strom, so daß das bei M zugeführte Signal nach Masse abgeführt wird und keine Spannung bei B erscheint. Da andererseits keine Spannung an den Leiter 13 gelegt ist, während eine negative Spannung — F an der Anode der Diode 17 liegt, ist diese Diode gesperrt, und es wird keine Spannung bei A abgenommen. Das gleiche gilt, wenn die Binärziffer 1 an die beiden Eingänge der Schaltung gegeben wird.

Es sei nun der Fall betrachtet, daß die Ziffer 0 bei MN und die Ziffer 1 bei PQ zugeführt wird, was dem Vorhandensein einer Spannung — U am Leiter 12 und einer Spannung — F am Leiter 14 entspricht. Die Spannung — V liegt an der Anode der Diode 16, und die Spannung — U an deren Katode. Da V j> U, ist diese Diode gesperrt, und die Spannung — U findet sich vollständig an der Klemme B wieder. Da andererseits keine Spannung an den Leitern 13 und 15 liegt, wird bei A keine Spannung abgenommen. Das gleiche gilt für den umgekehrten Fall, d. h., wenn die Ziffer 1 bei MN und die Ziffer 0 bei PQ zugeführt wird, mit dem Unterschied, daß dann die Spannung — U an der Klemme A erscheint.

Die beschriebene Schaltung, die im folgenden als Direktvergleichsmatrix MS bezeichnet wird, führt also den direkten Vergleich von zwei Binärziffern durch, wobei sie am Ausgang eine Spannung 0 abgibt, wenn die beiden verglichenen Ziffern identisch sind, während eine bestimmte Spannung an der einen oder anderen Ausgangsklemme erscheint, wenn die beiden Ziffern unterschiedlich sind, wobei die Wahl der Klemme durch die Kombination der an den Eingangsklemmen MN und PQ zugeführten Ziffern 0 und 1 bestimmt ist.

In F i g. 3 ist eine vermaschte Schaltung dargestellt, in welcher die Dioden die Leiter 24-23 bzw. 25-22 verbinden. Es sei der Fall angenommen, daß die Ziffer 0 an den Eingängen MN und PQ zugeführt wird, was dem Vorhandensein einer Spannung — U an der Leitung 22 und einer Spannung — V an der Leitung 25 entspricht. Man erkennt zunächst, daß an dem Leiter 23 keine Spannung liegt und daß daher bei B keine Spannung abgegriffen wird. Dagegen wird eine Spannung — V der Anode der Diode 26 und eine Spannung — U deren Katode zugeführt. Da V — U j Ξ> 1, ist diese Diode blockiert, und die Spannung — U findet sich vollständig an der Klemme A wieder. Wenn dagegen die Binärziffer 1 bei MN und PQ zugeführt wird, findet sich die Spannung — U an der Klemme B.

Es sei nun der Fall betrachtet, daß die Ziffer 0 bei MN und die Ziffer 1 bei PQ zugeführt wird. Eine Spannung — U liegt an der Leitung 22 und eine Spannung — V an der Leitung 24. Das Potential an der Leitung 25 und damit das Anodenpotential der Diode 26 ist Null. Das Katodenpotential dieser Diode ist negativ und beträgt — U, so daß das bei M zugeführte Signal nach Masse abgeleitet wird und die Spannung bei A Null ist, ebenso wie natürlich die Spannung bei B. Das gleiche gilt für die umgekehrte Ziffernkombination. Man erkennt also, daß diese Schaltung, die als Komplementmatrix MC bezeichnet wird, die entgegengesetzte Wirkung wie diejenige nach Fig. 2 besitzt, und es läßt sich sagen, daß sie den Vergleich von zwei Binärziffern so durchführt, daß sie an ihrem Ausgang eine Spannung Null abgibt, wenn die beiden verglichenen Ziffern verschieden sind, während an der einen oder anderen Ausgangsklemme eine gewisse Spannung erscheint, wenn diese Ziffern identisch sind, wobei die Wahl der Klemme dadurch bestimmt ist, ob die verglichenen Ziffern den Wert 0 oder den Wert 1 besitzen.

Die praktische Bedeutung dieser Schaltung läßt sich aus der folgenden Tabelle erkennen, in welcher die Ergebnisse zusammengestellt sind, die durch die Untersuchung der Schaltungen nach F i g. 2 und 3 erhalten worden sind.

Tabelle

Nummer der Kom bination	Klemmen der Matrizen	X	Direkt matrix MS	Kom plement- matrix MC	Y
1	MN PQ	0 0	nichts	A	1 0
2	MN PQ	0 1	B	nichts	1 1
3	MN PQ	1 1	nichts	B	Q 1
4	MN PQ	1 0	A	nichts	Q 0

In die Spalte X sind die Binärziffern eingetragen, die an den Eingängen MiV und PQ der vernaschten Netze tatsächlich zugeführt sind, während in der Spalte Y die Ziffern stehen, die durch Komplementierung der an den Klemmen MN zugeführten Ziffer erhalten werden. Man erkennt z. B., daß die durch die Schaltung MC gelieferten Informationen den Ergebnissen entsprechen, die durch den Vergleich einer Ziffer mit dem Komplement der anderen Ziffer erhalten werden, obgleich keine konkrete Komplementierung in der Schaltung durchgeführt worden ist. Insbesondere ist zu bemerken, daß die Schaltung keine Information liefert, wenn die beiden der Komplementmatrix zugeführten Ziffern verschieden sind, so daß die Reihenfolge ihrer Zuführung ohne Bedeutung ist.

In F i g. 4 ist eine gemischte Matrix MX dargestellt, die durch Zusammenschaltung einer Direktvergleichsmatrix nach F i g. 2 mit den Leitern 32, 33, 34, 35 sowie den Dioden 36, 37 und einer Komplementmatrix nach Fi g. 3 mit den Leitern 32', 33', 34, 35 und den Dioden 36', 37' gebildet ist.

Die Dioden 38, 38', 39, 39' dienen zur Auswahl von einer dieser Matrizen durch Blockierung der Ausgänge der nicht verwendeten Matrix. Wenn beispielsweise eine negative Spannung — V bei S' zugeführt wird, sind die Dioden 38' und 39' gesperrt, wenn eine negative Spannung — V, die einer bei M oder N zugeführten Ziffer entspricht, an die Katoden dieser Dioden gelegt wird, so daß die Schaltung dann als Direktvergleichsmatrix arbeitet. Wenn dagegen eine Spannung — V bei T' zugeführt wird, arbeitet die Schaltung als Komplementmatrix. In der Tabelle läßt sich nachprüfen, daß diese Matrix MX entweder die Funktion des direkten Vergleichs von zwei Ziffern oder die Funktion des Vergleichs einer Ziffer mit dem Komplement der anderen Ziffer durchführt.

In F i g. 5 ist eine Doppelvergleichsmatrix MD dargestellt, die eine Spannung an dem einen oder dem anderen Ausgang abgibt, je nachdem, ob die beiden bei MN und PQ zugeführten Ziffern identisch oder verschieden sind. Die Schaltung ist durch Parallelschaltung von zwei Matrizen der in F i g. 2 und 3 beschriebenen Art gebildet. Es sei beispielsweise der Fall untersucht, daß eine Spannung — U bei M und eine Spannung — V bei Q zugeführt wird, was der Eingabe der beiden Ziffern 0 entspricht. Man erkennt, daß die Diode 46 das Signal nach Masse ableitet und daß die Diode 46' gesperrt ist, so daß ein Signal bei B erscheint. Wenn zwei Ziffern 1 eingegeben werden, schließt die Diode 47 das Signal nach Masse kurz, und die Diode 47' ist blockiert, so daß wiederum ein Signal bei B erscheint. Wenn dagegen eine Spannung — Ό bei N und eine Spannung — V bei Q zugeführt wird, was der Eingabe der Ziffern 1 bzw. 0 entspricht, leitet die Diode 47' das Signal nach Masse ab, und die Diode 47 ist gesperrt, so daß ein Signal bei A erscheint. Aus Symmetriegründen erscheint ein Signal bei A auch bei der umgekehrten Kombination der bei MN und PQ zugeführten Signale.

F i g. 6 zeigt eine Umkehrsehaltung /, die die Aufgabe hat, ein bei A auftretendes Signal nach A' oder B' und umgekehrt zu leiten, je nachdem, ob eine negative Spannung — V bei K oder bei L zugeführt

wird. Die dargestellte Schaltung besteht aus vier Gruppen, von denen jede eine Diode 51, 52, 53, 54 und einen Serienkondensator 55, 56, 57, 58 enthält und die die vier möglichen Verteilungskanäle darstellen. Der Verbindungspunkt zwischen der Diode

ao und dem Kondensator in jeder dieser Gruppen ist über einen Widerstand entweder mit der Klemme K oder mit der Klemme L verbunden. Es ist möglich, die Kondensatoren an dieser Stelle anzuordnen, weil bei den beschriebenen Schaltungen das bei A bzw. B erscheinende Signal aus negativen Impulsen besteht. Wenn eine negative Spannung — V an der Klemme K zugeführt wird, findet sich diese an den Anoden der Dioden 52 und 53 wieder, so daß diese gesperrt sind. Wenn nun beispielsweise ein Signal —[/an die Klemme A gelegt wird, wird die Diode 51 stromführend, und das Signal erscheint bei A'. Wenn dagegen das Signal an die Klemme B gelegt wird, erscheint es bei B'. Wenn umgekehrt eine Spannung — V an die Klemme L gelegt wird, liegen die Anoden der Dioden 51 und 54 auf einem negativen Potential — V, durch welche sie gesperrt werden. Wenn ein Signal — U bei A zugeführt wird, wird die Diode 52 stromführend, und das Signal erscheint bei B'. Wenn dieses Signal bei B zugeführt wird, erscheint es bei A'.

Die Spannungen, die den Klemmen M und N zugeführt und an den Klemmend und B der Vergleichsschaltungen von Fig. 2, 3, 4, 5 abgenommen werden, sowie die Spannnungen, die den Klemmen A und B der Umkehrsehaltung von Fig. 6 zugeführt und an deren Klemmend' und B' abgegriffen werden, werden in Form von Impulsen mit sehr geringem Formfaktor durch den Generator G von F i g. 1 geliefert. Da die Schaltungen eine gewisse Anzahl von Dioden enthalten, würde die Verwendung von Gleichstrom Schwierigkeiten in der Stabilisation dieser Kreise hervorrufen. Wenn andererseits eine Sinusspannung verwendet würde, müßten beträchtliche Kopplungskondensatoren vorgesehen werden, deren Entladung zur Blockierung der Dioden führen könnte. Da schließlich diese Impulse in den Dioden mit Spannungen verglichen werden müssen, die durch Kippschaltungen geliefert werden, müssen sie die gleiche Polarität wie die von diesen gelieferten Spannungen aufweisen.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist angenommen, daß die verwendeten Kippschaltungen PNP-Transistoren enthalten, deren Kollektoren an einer negativen Spannung Hegen, daß die Impulse also negativ sein müssen. Für den Fall, daß die Kipp-

6g schaltungen NPN-Transistoren oder Vakuumröhren enthalten, müßten die Impulse positiv sein. Die Wahl der PNP-Transistoren ist offensichtlich nicht zwingend.

9 10

Bei den in Fi g. 2, 3, 4 und 5 dargestellten Schal- zahlen entsprechen, bei denen die Ziffer vom Rang 1 tungen können die den Eingängen P und Q zugeführ- den Wert 1 hat.

ten Binärziffern direkt über zwei Kanäle geliefert Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung werden

werden. In der folgenden Beschreibung werden diese zwei Binärzahlen so verglichen, daß daraus eine InZiffern über einen einzigen Kanal zugeführt und bei 5 formation gewonnen wird, welche die Richtung der P (Fig. 7 und 10) auf Transistorkippschaltungen ge- kürzesten Weglänge anzeigt, mit der man von der geben, welche diese Signale auf zwei Kanäle liefern, Stellung der einen Zahl zur Stellung der anderen von denen der eine der Ziffer-1 und der andere der Zahl gelangt. Wenn die beiden Zahlen in dem glei-Ziffer 0 zugeordnet ist. Die den Eingängen M und N chen Halbkreis liegen, ergibt die durch die Verzugeführten Binärziffern werden von einer Verschlüs- io gleichsschaltungen gelieferte Information direkt die selungsvorrichtung geliefert, bei welcher ein Signal, Richtung der kürzesten Weglänge, weil nur ein mögdas eine gegebene Ziffer kennzeichnet, über ein Paar licher Weg besteht. Wenn dagegen die beiden Zahlen von komplementären Leitungen geliefert wird, von in zwei verschiedenen Halbkreisen liegen, bestehen denen die eine Strom führt, wenn die andere gesperrt stets zwei mögliche Wege, und es ist erforderlich, ist. Um eine Unbestimmtheit im Augenblick des 15 zwischen diesen beiden Wegen zu unterscheiden, da Übergangs von 0 nach 1 oder umgekehrt zu vermei- der eine offensichtlich kürzer als der andere ist (ausden, überdecken sich die beiden Signalzüge gering- genommen den Sonderfall, daß die beiden Zahlen fügig, so daß die Klemmen M und N für einen kur- diametral gegenüberliegende Stellungen einnehmen), zen Augenblick kurzgeschlossen sind. Zur Durchführung dieser Unterscheidung bringt man

Es sei bei der Schaltung von Fig. 2 angenommen, ao die Stellungen der zu vergleichenden Zahlen in den daß an der Klemme M das Signal 0, also eine Span- gleichen Halbkreis, indem die Stellung der einen nung —U, und an der KlemmeP das Signall, also Zahl auf dem Repräsentativkreis um 180° verscho-Spannung — V zugeführt wird, was bedeutet, daß ben wird.

das über die Verschlüsselungsvorrichtung gelieferte Man hat dadurch den Vergleich auf den vorher-

Signal 0 den Wert 1 annehmen muß, damit die Koin- 35 gehenden Fall zurückgeführt; da aber durch die Drezidenz der beiden Stellungen realisiert wird. Der hung der einen Zahl um 180° die gegenseitigen Lanach dem oben beschriebenen Verfahren durchge- gen der Zahlen vertauscht worden sind, muß die erführte Vergleich ergibt ein Signal an der Klemme B, haltene Information zur Lieferung des richtigen Er- und die Verschlüsselungsvorrichtung verschiebt sich, gebnisses umgekehrt werden. Die Drehrichtung, die bis zu dem Augenblick, in dem die Klemmen M 30 durch diese neue Information definiert ist, entspricht und N kurzgeschlossen sind. Man erkennt dann, daß dann der kürzesten Weglänge, da die beiden ureine Spannung — U an den Leitern 12 und 13 auf- sprünglichen Zahlen und die verschobene Zahl alle tritt. Die Diode 17 leitet das Signal nach Masse ab, drei in dem gleichen Halbkreis liegen, während die Diode 16 immer noch gesperrt ist, so Diese Drehung der einen Zahl um eine halbe Um-

daß ein Signal bei B auftritt. 35 drehung geschieht dadurch, daß von beiden Zahlen

Die Verschlüsselungsvorrichtung bewegt sich da- die Ziffer vom Rang 1 abgeschnitten wird. Die Stelher weiter, bis die Ziffer 1 bei N zugeführt wird. In lung der Zahl, bei welcher diese Ziffer den Wert 0 diesem Augenblick werden die Ziffern 1 und 1 ver- hat, wird dadurch nicht beeinflußt. Die Stellung der glichen, und es wird kein Signal mehr abgegeben. Zahl, bei der diese Ziffer den Wertl hat, ist um 180°

Die den Eingängen P und Q zugeführten Binär- 40 verschoben. Beispielsweise entspricht im natürlichen ziffern können gleichfalls direkt über einen oder über Binärcode die Zahl 1011 der Dezimalzahl 11. Wenn zwei Kanäle durch eine Verschlüsselungsvorrichtung man von dieser Zahl die Ziffer vom Rang 1 abgeliefert werden. Man erzielt in diesem Fall die Syn- schneidet, erhält man die Binärzahl 011, die der chronisation der Verschiebung von zwei bewegten Dezimalzahl 3 entspricht, die tatsächlich um 180° Objekten. 45 gegen die Ziffer 11 auf dem Repräsentativkreis ver-

Das Prinzip der erfindungsgemäßen ziffernge- setzt ist. Zur Erzielung des gleichen Ergebnisses im steuerten Nachlaufregeleinrichtung gilt für alle Arten reflektierten Binärcode ist es notwendig, die Ziffer von binären Verschlüsselungen. In der folgenden vom Rang 2 der Zahl, deren Ziffer vom Rang 1 den Beschreibung werden als Beispiel zwei praktische Wert 1 hat, zu komplementieren. So entspricht die Schaltungsanordnungen beschrieben, von denen die 50 Zahl 1110 im reflektierten Code der Zahl 11 im Deeine zum Vergleich von Zahlen dient, die im natür- zimalcode. Nach Abschneiden der Ziffer vom Rang 1 liehen Binärcode ausgedrückt sind, während die an- erhält man die Zahl 110, die nach Komplementiedere zum Vergleich von Zahlen dient, die im reflek- rung der Ziffer vom Rang 1 den Wert 010 im reflektierten Binärcode dargestellt sind. tierten Code annimmt, was der Zahl 3 im Dezimal-

Die Arbeitsweise der beschriebenen Schaltungen 55 code entspricht.

wird an Hand von Beispielen erläutert, bei denen ein In F i g. 7 ist ein Schaltbild der Gesamtheit der

Binärcode mit vier Stellen und sechzehn Positionen Elementarschaltungen dargestellt, aus denen die erverwendet wird. F i g. 8 zeigt in dezimaler Zahlendar- findungsgemäße Nachlaufregeleinrichtung für den stellung diese sechzehn Positionen, die gleichmäßig Fall besteht, daß der natürliche Binärcode angewenauf einem Kreis 63 verteilt sind, der als Repräsenta- 60 det wird und das Objekt sich unbegrenzt entlang tivkreis bezeichnet wird. Dieser Kreis kann durch die seiner Bahn bewegen kann. Die dargestellte Schalihn durchschneidende gestrichelte Linie in zwei Sek- tung ist für eine Verschlüsselung mit sechzehn Steltoren von je 180° geteilt werden. Der rechte Halb- lungen vorgesehen, die durchzählen mit vier Ziffernkreis enthält die Stellungen, die im Dezimalcode stellen D1 bis D 4 für die Zahl der Ist-Stellung und durch die Ziffern 0 bis 7 bezeichnet sind und den 65 D'l bis D'4 für die Zahl der Soll-Stellung ausge-Binärzahlen entsprechen, bei denen die Ziffer vom drückt sind.

Rang 1 den Wert 0 hat, und der linke Halbkreis ent- Die Ziffernschaltungen Cl bis C 4 erfüllen unterhalt die Stellungen acht bis fünfzehn, die den Binär- schiedliche Funktionen. Die komplexe Ziffernschal-

11 12

tungCl zeigt lediglich an, ob die beiden vergliche- die verschiedenen Ziffern der beiden zu vergleichennen Ziffern identisch oder unterschiedlich sind. Aus den Zahlen in Seriendarstellung zugeführt werden, dieser Operation ergeben sich Signale, welche die von wobei mit der Ziffer vom Rang 1 begonnen wird, den Schaltungen Cl, Ci und C 4 gelieferten Infor- sind die Induktivitäten 61, 62 offensichtlich nicht ermationen beeinflussen. Es sei zunächst nur die Ar- 5 forderlich.

beitsweise der Schaltungen untersucht, die allein in Es wird nun der Vorgang bei der Verschiebung

Tätigkeit treten, wenn die Ziffern vom Rang 1 iden- eines Objekts aus seiner Ist-Stellung in seine Solltisch sind, d. h. wenn die verglichenen Zahlen auf Stellung an Hand eines Beispiels erläutert, bei weldem gleichen Halbkreis des in F i g. 8 dargestellten chem die beiden Stellungen auf dem gleichen HaIb-Repräsentativkreises liegen. Die Schaltungen bewir- xo kreis des Repräsentativkreises liegen, wobei zu beken den direkten Vergleich von zwei Binärzahlen achten ist, daß in diesem Fall die Ziffernschaltung unter Lieferung von Informationen, welche die Rich- C 2 in der gleichen Weise wie die Ziffernschaltungen tung der Differenz der zugeführten Ziffern kenn- C 3 und C 4 arbeiten, zeichnen, wobei jede Ziffernschaltung für sich ge- g_{s se}j

trennt arbeitet. Die Schaltung C2 ist jedoch anders 15 ^₀ _ 2 = OOIO

ausgeführt, und sie arbeitet in besonderer Weise, je- q^ _ 5 __ q^qj

doch nur für den Fall, daß die beiden Zahlen gerade

um einen Halbkreis voneinander getrennt sind, wie Wenn man mit Da und Dc die Ziffern dieser beispäter erläutert wird. den Zahlen bezeichnet, und z. B. mit Dal und DcI

Jede der Ziffernschaltungen C 3 und C 4 enthält 30 ihre Ziffern vom Rang 2, erkennt man, daß Dc 2 = 1 eine KippschaltungBA, deren AusgängePQ mit den und Dal = 0, d.h. also, daß Dcl>Dal. Es erentsprechenden Eingängen einer Direktvergleichs- scheint daher am Ausgang B des Ziffernkreises Cl matrix MS verbunden sind, die der Ausführung von eine Information. Ebenso ist Dc3<Da3, so daß Fig. 2 entspricht, und die Ausgänge Λ und B auf- eine Information am Ausgang/i der Schaltung C 3 weist. Eine solche Schaltung liefert an ihren Aus- 25 erscheint, und es ist Dc4>Da4, so daß eine Inforgängen keine Information, wenn die bei PQ bzw. MN mation am Ausgang B der Schaltung C4 auftritt. Es zugeführten Ziffern identisch sind, während sie eine entsteht also ein Informationszug B-A-B, der am Information liefert, wenn diese Ziffern unterschied- Eingang der Matrix MM auftritt, die so beschaffen lieh sind, wobei dann die Wahl des Ausgangs Λ ist, daß nur die wichtigste Information, in diesem oder B je nach der Kombination der am Eingang zu- 30 Fall die durch den Ziffernkreis vom Rang 2 gelieferte geführten Ziffern 0 und 1 bestimmt ist. Wenn bei- Information die Drehrichtung des Servomotors bespielsweise die bei MiV zugeführte Ziffer der Ist- stimmt. Dieser verschiebt also das Objekt in der Stellung des Objekts den Wert 0 und die bei PQ zu- wachsenden Richtung, was richtig ist. geführte Ziffer der Sollstellung den Wert 1 hat, wo- _TT. . , _.,. , , ,

bei angenommen wird, daß 1 > 0, erkennt man in 35 ^{Wenn Sich daS Objekt Wgt}'^werden der Tabelle in der Spalte, die der Matrix MS ent- Ac = 3 = 0011

spricht, daß eine negative Spannung in Form eines Cd = 5 = 0101

Impulszuges, die als »Information« bezeichnet wird,

am Ausgang B erscheint und die Richtung der Diffe- Es gilt nun DcI > Dal, so daß eine Information

renz zwischen den Ziffern kennzeichnet. Es läßt sich 40 bei B auftritt, wodurch wiederum eine Drehung in also für das Folgende voraussetzen, daß die Rieh- wachsender Richtung hervorgerufen wird, tung einer wachsenden Verschiebung, d. h. einer _{N erc}ien

Verschiebung, die das Objekt von der durch die Ac = 4 = 0100

Ziffer 0 gekennzeichneten Stellung in die durch die ^ j _ c _. ni ni

Ziffer 1 gekennzeichnete Stellung bringt, durch eine 45

bei B erscheinende Information gekennzeichnet ist, Es ist nun Dc4~>Da4, und eine letzte Drehung

und umgekehrt. Es ist offensichtlich, daß diese Über- bringt die beiden Zahlen auf gleiche Werte. Die komeinkünfte nur gelten, wenn eine Zahl, die einen höhe- piexe Ziffernschaltung Cl enthält eine Kippschalren Rang als eine andere Zahl einnimmt, auch tat- tung &«41, deren Ausgänge PQ mit den entsprechensächlich größer als diese Zahl ist, wie es beim natür- 50 den Eingängen der Matrix MDl verbunden sind, die liehen Binärcode der Fall ist. Die Ausgänge A und B der Ausführung nach F i g. 5 entspricht. Die Ausder verschiedenen Ziffernschaltungen sind mit den gänge A und B dieser Matrix sind mit den entspre-Ausgangsleitern Xl und Xl verbunden, wobei auf chenden Eingängen einer Kippschaltung BA Γ verjeder dieser Leitungen Induktivitäten 61, 62 einge- bunden, deren Ausgänge K und L mit den Eingängen fügt sind, die eine Trennung zwischen nebenein- 55 einer Umkehrschaltung/S der in F i g. 6 beschriebeanderliegenden Ziffernschaltungen bewirken. Diese nen Art verbunden sind, welche in die Ausgangslei-Induktivitäten gewährleisten die aufeinanderfolgende tungenXl, Xl eingefügt ist. Zwei andere AusFortpflanzung der von den Ziffernschaltungen gelie- gänge S und T sind mit der Ziffernschaltung Cl verferten Informationen zu der Steuermatrix MM des bunden. Die Schaltung Cl bewirkt den Vergleich der Servomotors (Fig. 1), indem sie als Verzögerungs- 60 Ziffern vom Rang 1 der ihr zugeführten Zahlen und glieder wirken, wenn die verschiedenen Ziffern der liefert eine Information an der Leitung B, wenn diese beiden zu vergleichenden Zahlen gleichzeitig, d. h. in Ziffern identisch sind, während sie eine Information paralleler Darstellung, den entsprechenden Schaltun- an der Leitung A liefert, wenn die Ziffern verschiegen zugeführt werden. In diesem Fall müssen die den sind. Diese Information wird der Kippschaltung Ausgangsinformationen nacheinander, d. h. in Se- 65 BA Γ zugeführt, die negative Gleichspannungen an riendarstellung, am Eingang der Matrix MM erschei- ihren Ausgängen K und S liefert, wenn eine Infornen, auf die im übrigen nur die wichtigste Ziffer, mation bei B vorhanden ist, und an den Ausgängen L d. h. die zuerst ankommende, einwirken kann. Wenn und Γ, wenn eine Information bei A vorhanden ist.

Wenn die Matrix MD1 am Ausgang B eine Information liefert, erscheint also eine Spannung bei K, und die Umkehrmatrix IS ändert die Übertragung der Informationen auf den Leitungen Xl, X 2 nicht. Wenn dagegen eine Information bei A erscheint, tritt eine Spannung bei L auf, und die Schaltung IS komplementiert die übertragenen Informationen, d. h. daß eine auf der Leitung Xl übertragene Information nach X 2 geht, und umgekehrt. Dies heißt also, daß die Drehrichtung, die durch den Vergleich der Ziffern des höheren Rangs definiert ist, dann und nur dann umgekehrt wird, wenn die beiden Ziffern vom Rang 1 verschieden sind.

den sind, arbeitet die Matrix MX" 2 zunächst als Direktvergleichsmatrix, und nach einer bestimmten Zeit, die durch die Zeitkonstanten der Kombinationen 64, 65 und 66, 67 definiert ist, wird sie zu einer Komplementmatrix umgeschaltet, wenn der erste Vergleich kein Ergebnis gebracht hat.

Es sei angenommen

Ac = 3 = 0011 Cd = 11 = 1011

Es sei angenommen, daß

,4c = 7 = 0111 Cd = 8 = 1000

In diesem Fall ist DcK. Dal, was zu einer Dre-Da die Ziffern vom Rang 2, 3, 4 identisch sind, wird die Matrix MX eine Komplementmatrix. Da DaI = DcI = O vor der Komplementierung, erscheint in diesem Fall, wie die Tabelle zeigt, eine Information bei A, die eine Drehung in der Richtung abnehmender Werte auslöst.

Fig. 10 zeigt ein Schaltbild der Gesamtheit der Elementarschaltungen, aus denen sich die erfindungs-

hung in abnehmender Richtung führen würde, die 20 gemäße Nachlaufregeleinrichtung für den Fall zu

falsch ist und daher komplementiert werden muß.

Ebenso

Ac= 3 = 0011 Cd =13 = 1101 sammensetzt, daß ein reflektierter Binärcode verwendet wird und daß das Objekt unbegrenzt entlang seiner Bahn beweglich ist. Diese Schaltungsanordnung enthält die gleichen Elemente wie diejenige von Fig. 7, wobei jedoch noch Umkehrmatrizen II, 12, /3 der in Fig. 6 gezeigten Art zwischen die nebeneinanderliegenden Ziffernschaltungen eingefügt sind, wobei jede dieser Umkehrmatrizen durch die vorhergehende Ziffernschaltung gesteuert wird. Diese Änderung wird dadurch erforderlich, daß die Ungleichung 1 > 0, die bei der Anwendung des natürlichen Codes vorausgesetzt worden ist, im reflektierten Binärcode nicht mehr gültig ist, so daß eine Zahl, die einen höheren Rang als eine andere Zahl einnimmt, nicht

So ist beispielsweise

11 = 1110

12 = 1010

Die Binärzahl 1010 ist kleiner als die Zahl 1110, obgleich sie einen höheren Rang einnimmt. Die von den Ziffernschaltungen gelieferten Informationen können daher nicht mehr den richtigen Sinn der

Hier ist Dc2> Da2, was zu einer Drehung in wachsender Richtung führen würde, die falsch ist, da die Richtung der kürzesten Weglänge im entgegengesetzten Sinne wie die Richtung der wachsenden Zahlen liegt.

In dem besonderen Fall, daß die beiden Zahlen einander diametral gegenüberliegen (s. Fig. 8), sind die in den Schaltungen C 2, C 3, C 4 verglichenen Zahlen identisch, und es wird keine Information geliefert, welche die beiden Stellungen zur Koinzidenz 35 mehr zwangläufig größer als diese ist. bringen würde. Um diese Unsicherheit zu beseitigen, ist die Ziffernschaltung C 2 so ausgeführt, daß in diesem Fall die Ziffer der Soll-Stellung nach einem kurzen Augenblick komplementiert wird, damit eine Information geliefert wird. Diese Schaltung enthält 40 eine Kippschaltung BA 2, deren Ausgänge P und Q mit den entsprechenden Eingängen einer Matrix MX2 der in Fig. 4 beschriebenen Art verbunden sind. Die Umschaltung dieser Matrix wird durch die Spannungen gesteuert, die über die Leitungen S bzw. 45 Differenz zwischen den zugeführten Zahlen anzeigen, T von der Ziffernschaltung Cl geliefert werden, und und sie müssen deshalb vor ihrer Anwendung gedie ihr über eine Unsicherheitsschaltung ML' der in ändert werden. Es ist hierzu ein Transformations-F i g. 9 dargestellten Art bei S' und T zugeführt wer- system gewählt worden, welches die besonderen den. Eigenheiten dieses Codes berücksichtigt und das an

Es wurde bereits erwähnt, daß die Kippschaltung 50 Hand von Beispielen erläutert wird. Die in diesen BA1' an der Klemme S eine negative Spannung — V Beispielen verwendeten Zahlen sind so gewählt, daß liefert, wenn die Ziffern vom Rang 1 der beiden Zahlen identisch sind. Diese Spannung macht die Diode 68 leitend und lädt den Kondensator 65 auf, so daß sie sich bei S' wiederfindet. Aus Fig. 4 ist zu er- 55 kennen, daß die Matrix MX2 dann eine Direktvergleichsmatrix wird.

Wenn die Ziffern vom Rang 1 der beiden Zahlen verschieden sind, liefert die Kippschaltung BA1' eine Spannung — F an der Klemme T, und die Klemme S liegt auf dem Nullpotential. Die Diode 68 ist dann gesperrt, und die bei S' vorhandene Spannung geht infolge des Vorhandenseins der i?C-Kombination 64, 65 langsam nach Null. Während dieser Zeit lädt sich

die ÄC-Kombination 66, 67 auf, bis bei T eine 65 liehen Ziffern diejenigen vom Rang 4, so daß dort Spannung erscheint, die ausreicht, um die Matrix eine Information bei A erscheint, die zu einer Dre- MXl in eine Komplementmatrix umzuschalten. hung in der Richtung abnehmender Werte führen Wenn also die beiden Ziffern vom Rang 1 verschie- würde, was falsch ist. Es ist zu bemerken, daß in

die Ziffern vom Rang 1 identisch sind, weil im anderen Fall die Ziffernumschaltung Cl in einer besonderen Weise arbeitet, die später erläutert wird.

Es sei ,4c =10 = 1111

Cd=U = 1110
Ac=Yl= 1010

Cd= 13 = 1011

Dc4<Da4

Dc4>Da4

(a)

(b)

In dem Zahlenpaar (a) sind die ersten unterschied-

der Komplementmatrix zu keinem Ergebnis geführt hat.

Es sei beispielsweise

Ac = 7 = 0100 Cd = IO = 1111

1. Dal =j= DcI, also wird MX eine Komplementmatrix;

2. DaI = DcI=I; die Tabelle zeigt an, daß die Schaltung Cl eine Information bei B liefert.

Die Ungleichung 1 erzwingt eine Umkehr durch

diesem Fall die Ziffern der Ränge 1 bis 3, die den verglichenen Ziffern vorangehen, dreimal den Wert 1 enthalten, d. h. also eine ungerade Anzahl von Eins. In dem Zahlenpaar (b) sind die ersten zu vergleichenden Ziffern ebenfalls diejenigen vom Rang 4, so daß dort eine Information bei B erscheint, die eine Drehung in der Richtung wachsender Werte hervorruft, was richtig ist. Es ist zu bemerken, daß die Stellen der Ränge 1 bis 3 zweimal die Ziffer 1 enthalten, also eine gerade Anzahl von Eins. Es lassen sich weitere Beispiele finden, welche zu dem Transformationsgesetz führen, das für die durch den Vergleich von zwei im reflektierten Binärcode ausgedrückten Zahlen gewonnenen Informationen gilt und sich folgendermaßen ausdrücken läßt: Wenn man zwei im 15 die Schaltung 75, und da in der Zahl Cd eine Ziffer 1 reflektierten Binärcode ausgedrückte Zahlen Stelle den miteinander verglichenen Ziffern vorangeht, muß für Stelle vergleicht, liefern die Schaltungen eine rich- die Information in der Schaltung 71 noch kompletige Information hinsichtlich der Richtung der Diffe- mentiert werden, so daß zwei Umkehrungen stattfinrenz dieser beiden Zahlen, wenn die Anzahl der den den und die Information immer noch bei B abgegeben verglichenen Stellen vorangehenden Einsern gerade 20 wird, was in zutreffender Weise die Richtung zuneh- oder Null ist. Wenn die Anzahl der den verglichenen mender Werte ergibt. Stellen vorangehenden 1 ungerade ist, muß die gelieferte Information komplementiert werden. Diese Transformation wird in den Umkehrmatrizen 71, 72, 73 von Fig. 10 durchgeführt, von denen jede in die 25 Umkehrstellung gebracht wird, wenn die Ziffer der Soll-Stellung in dem vorangehenden Ziffernkreis list.

Die Ziffernkreise Cl, C3 und C4 sind mit denjenigen identisch, die in der Schaltungsanordnung nach Fig. 7 verwendet werden, und sie arbeiten in der gleichen Weise.

Die Ziffernschaltung Cl ist ebenfalls identisch mit derjenigen von F i g. 7, doch arbeitet sie in anderer Weise, da es, wie zuvor erläutert wurde, erforder

Nun sei

Dal Ac = 13 = 1011 Cd= 4 = 0110

DcI; MX wird eine Komplementmatrix.

Da2 = 0 und Dc 2 = 1; die Tabelle zeigt an, daß die Schaltung überhaupt keine Information liefert.

Dc 4 <C Da 4; die Information wird bei A abgegeben. Sie wird durch 75 sowie durch 72 und 73 umgekehrt. Sie tritt schließlich bei B aus, was in zutreffender Weise die Richtung wachsender Werte ergibt. Für den Sonderfall, daß die beiden Zahlen ein-

lich ist, die Ziffer vom Rang 2 einer der zugeführten 35 ^ander diametral gegenüberliegen, sind die in den

Schaltungen Cl, C3, C4 verglichenen Zahlen nach Komplementierung der Ziffer vom Rang 2 in einer von ihnen identisch, und es wird keine Information

Zahlen zu komplementieren, wenn die Ziffern vom Rang 1 verschieden sind, mit Ausnahme des Falles, daß die beiden Zahlen auf dem Repräsentativkreis von Fig. 8 einander diametral gegenüberliegen. In diesem Fall sind nämlich die tatsächlich miteinander verglichenen Zahlen identisch, und die Schaltung liefert überhaupt keine Information. Zur Beseitigung dieser Unsicherheit wird die Komplementierung von einer der Ziffern des Rangs 2 nur für eine sehr kurze Zeitdauer durchgeführt, worauf die beiden Zahlen direkt verglichen werden. Daher ist der Unsicherheitskreis ML", der zwischen die Kippschaltung BA V und die Matrix MX 1 eingefügt ist, nach Fi g. 11 ausgeführt. Er enthält eine 7?C-Kombination 69, 70, die in der Leitung TT liegt. Wenn die Ziffern vom Rang 1 in beiden Zahlen identisch sind, liefert die Kippschaltung BA1' eine negative Spannung — V an der Klemme 5. Diese Spannung findet sich bei 5' wieder und wird der entsprechenden Klemme der Matrix MXl zugeführt, die eine Direktvergleichsmatrix wird. Wenn die Ziffern vom Rang 1 in beiden Zahlen verschieden sind, liefert die Kippschaltung BA Γ eine Spannung — V an der Klemme T. Der Ladestrom des Kondensators 70 geht über den abgegeben, welche bewirken würde, daß die beiden Stellungen in Koinzidenz gebracht werden.

Beispielsweise

3 = 0010 \
11 = 1110 [

wird

JOlO \010

Doch wurde bereits gezeigt, daß diese Komplementierung nur für einen kurzen Augenblick durchgeführt wird.

Nach diesem Augenblick werden die Ziffern vom Rang 2 wieder direkt verglichen, was folgendes ergibt:

/010
\110

und eine Information wird durch die Schaltung Cl geliefert, so daß die Verschiebung möglich ist.

Für den Fall, daß die Bewertung des Objekts auf seiner Bahn durch einen oder durch zwei Anschläge begrenzt ist, gibt es nur einen möglichen Weg, auf dem die Soll-Stellung erreicht werden kann, und es ist

Widerstand 69 und erzeugt an dessen Klemmen einen 60 daher nicht mehr notwendig, die beiden Zahlen in

Spannungsabfall, der bei T' erscheint und die Matrix MX 1 in eine Komplementmatrix umwandelt. Am Ende der Aufladung des Kondensators 70 geht der Strom im Widerstand 69 nach Null, und damit auch die Spannung an der Klemmer', so daß die vier Dioden 38, 38', 39, 39' in der MatrixMZ2 (Fig. 4) entsperrt werden. Dies bedeutet keinen Nachteil, da dieser Fall nur dann auftritt, wenn der Vergleich in dem gleichen Halbkreis zu vergleichen. Die Ziffernschaltungen Cl und Cl von Fig.7 und 10 werden dann mit einfachen Vergleichsmatrizen MS ausgestattet, und die Umkehrschaltung 75 wird fortgelassen. Im Falle des reflektierten Codes bleiben die Umkehrmatrizen II, II, 13, und sie dienen nach wie vor zur Transformation der Informationen des reflektierten Codes in den natürlichen Code.

Wenn beispielsweise ein Anschlag an die Stelle Null gesetzt und wenn

Ac= 3 = 0011
Cd ~ 14 = 1110

^naturhchen Code)

35

so ist DcI>Dal. Es erfolgt also eine Verschiebung in Richtung wachsender Werte, obgleich die Zahlen um mehr als einen Halbkreis voneinander entfernt sind.

Für den Fall, daß die beiden Zahlen einander dia- ίο metral gegenüberliegen, gibt es keine Unsicherheit, da ihre Ziffern von Rang 1 stets verschieden sind.

In Fig. 12 ist das Prinzipschaltbild der Steuermatrix MM des Servomotors dargestellt, welche die von den Vergleichsschaltungen gelieferten Informationen empfängt. Sie weist zwei Eingänge Xl und X 2 auf, die mit den entsprechenden Ausgängen der Schal tungen von F i g. 7 und 10 verbunden sind. Mit jedem Eingang ist eine Kippschaltung BAIl bzw. BA12 verbunden. Diese Kippschaltungen weisen nur einen _ae Eingang auf, d. h. daß sie jedesmal bei Zuführung eines Impulses umkippen. Ferner ist mit jedem Eingang ein Relais 75 bzw. 76 mit Umschaltkontakt verbunden, das die Speisespannung des Servomotors 77 steuert, der ferner mit einer Elektrobremse 74 ausge- ₂_ stattet ist, die über eine logische »Oder«-Schaltung 73 gesteuert wird, die Steuersignale von den Kippschaltungen BA11 oder BA12 empfängt. In die Kanäle Xl und X 2 sind ferner in Serie Torschaltungen 71 bzw. 72 eingeschaltet, welche den gerade nicht in Betrieb befindlichen Kanal sperren, die aber beide geöffnet sind, wenn auf beiden Kanälen Xl und X 2 kein Signal vorhanden ist.

In Fig. 13 ist ein vereinfachtes Schaltbild der Kippschaltungen BA 11 und BA12 dargestellt. Diese entsprechen der bekannten PNP-Transistorkippschaltung, wobei jedoch die Kollektoren über einen Übertrager 92 mit verringerter Bandbreite über Trennwiderstände 82, 83 gespeist werden. Bei jedem bei Zl zugeführten Einzelimpuls kippt die Schaltung, und sie liefert an den Kollektoren der Transistoren 80 und 81 Rechteckspannungen, die um 180° phasenverschoben sind und dem Übertrager 92 zur Differentiation zugeführt werden. Die differenzierten Spannungen werden bei Yl und Y 2 abgenommen und der Gleichrichterbrücke 84, 85, 86, 87 zugeführt. Diese liefert zwisehen ihren Klemmen Y 3 und Y 4 eine Gleichspannung (Ausgang Z2 der Kippschaltung), die zur Steuerung des Relais 75 (F i g. 12) verwendet wird. Ferner liefert die aus den Dioden 88, 89 und den Kondensatoren 90, 91 bestehende Schaltung, die an den Punkt Yl angeschlossen ist, bei Z 3 eine Gleichspannung, die einerseits zur Sperrung der Torschaltungen 71 bzw. 72 und andererseits zur Betätigung der Elektrobremse 74 (F i g. 12) nach Durchgang durch die logische »Oder«-Schaltung 73 verwendet wird.

Es sei nun die Arbeitsweise der Steuermatrix MM von F i g. 12 untersucht. Wenn beispielsweise eine von den Vergleichsschaltungen der Anordnungen nach Fig. 1, 7, 10 gelieferte und durch Impulse dargestellte Information dem Kanal Xl zugeführt wird, was eine bestimmte Drehrichtung kennzeichnet, gelangen diese Impulse bei Zl auf die Kippschaltung BA11, da die Torschaltung 71 geöffnet ist. Bei Z2 wird eine Gleichspannung abgegriffen, die das Relais 75 erregt, durch dessen Ansprechen die Drehung des Motors 77 in der gewünschten Richtung hervorgerufen wird. Die bei Z 3 vorhandene Gleichspannung wird der Torschaltung 72 zugeführt,wodurch der KanalZ2 gesperrt wird, so daß hier der Durchgang eines Signals auf diesem Kanal so lange verhindert wird, wie Impulse auf dem Kanal Xl vorhanden sind. Diese Spannung wird außerdem der Schaltung 73 zugeführt, welche die Bremse 74 löst, so daß die freie Drehung des Motors möglich ist. Wenn die Impulse bei Xl aufhören, verschwinden die Spannungen bei Z 3 und Z 2. Die Elektrobremse blockiert den Motor, und das Relais 75 fällt ab, wodurch die Stromversorgung des Motors 77 unterbrochen wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Zifferngesteuerte Nachlauf regeleinrichtung, die die im Binärcode ausgedrückte Ist-Stellung mit der im Binärcode ausgedrückten Soll-Stellung eines auf einer vorgeschriebenen Bahn beweglichen Objekts zur Übereinstimmung bringt, mit einer Vergleichsanordnung zum Vergleich der die beiden Stellungen kennzeichnenden Zahlen, wodurch ein Fehlersignal geliefert wird, und mit einer Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Stellmotors mit umkehrbarer Drehrichtung in Abhängigkeit von der jeweils höchsten Ziffer des Fehlersignals, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Stelle der zu vergleichenden Binärzahlen eine getrennte Vergleichsschaltung vorgesehen ist, welche bei Ungleichheit beider Ziffern ein nur von dem Vorzeichen der Differenz der beiden Ziffern abhängiges Ausgangssignal liefert, und daß das Ausgangssignal der jeweils höchsten Ziffer für den Drehsinn des Stellmotors maßgeblich ist.

2. Nachlaufregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorgabe des kürzesten Stellweges die Vergleichsschaltung des höchsten Stellwertes derart abgeändert ist, daß sie nur die Steuerfunktion der Ausgangssignale der übrigen Vergleichsschaltungen umkehrt, wenn die beiden ihr zugeführten Ziffern verschieden sind.

3. Nachlauf regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Ziffernstelle der beiden zu vergleichenden Binärzahlen eine Vergleichsschaltung (MDl, MX 2, MS3, MS4) mit zwei Ausgängen (A, B) vorgesehen ist, daß die der zweiten bis letzten Ziffernstelle zugeordneten Vergleichsschaltungen (MX 2, MS 3, MS 4) so ausgeführt sind, daß sie bei Gleichheit der beiden zugeführten Binärziffern kein Ausgangssignal abgeben, während sie bei Verschiedenheit der beiden Binärziffern ein Signal am einen Ausgang abgeben, wenn die eine zugeführte Binärziffer den Wert 1 hat, und am anderen Ausgang, wenn die andere zugeführte Binärziffer den Wert 1 hat, daß die Ausgänge dieser Vergleichsschaltungen (MX 2, MS 3, MS 4) mit einer den Anlauf und die Drehrichtung des Motors steuernden Steuerschaltung (MM) derart verbunden sind, daß von ihren Ausgangssignalen jeweils das der höchsten Ziffernstelle zugeordnete Signal für die Bestimmung des Drehsinns wirksam ist, daß die der ersten Ziffernstelle zugeordnete Vergleichsschaltung (MDl) so ausgeführt ist, daß sie bei Gleichheit der beiden Binärziffern ein Signal am einen Ausgang und bei Ungleichheit der beiden Binärziffern ein Signal am anderen Ausgang abgibt, und daß in der Verbindung

509 658/370

zwischen den Vergleichsschaltungen und der Steuerschaltung des Motors eine Umkehrschaltung (75) liegt, die von der der ersten Ziffernstelle zugeordneten Vergleichsschaltung (MDl) derart gesteuert wird, daß sie bei Ungleichheit der Binärziffern der ersten Stelle die Einwirkung der Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen auf den Drehsinn des Motors umkehrt.

4. Nachlaufregeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Unsicherheitsschaltung (ML') vorgesehen ist, die von der der ersten Ziffernstelle zugeordneten Vergleichsschaltung (MD 1) gesteuert wird und bei Ungleichheit der beiden Binärziffern der ersten Stelle nach einer Verzögerungszeit eine Komplementierung einer der beiden Binärziffern bewirkt, die der der zweiten Stelle zugeordneten Vergleichsmatrix (MX 2) zugeführt werden.

5. Nachlaufregeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 zur Verwendung für den Fall, daß die beiden zu vergleichenden Binärzahlen im reflektierten Binärcode dargestellt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten bis vorletzten Ziffernstelle je eine Umkehrschaltung (Ii, 12, 13) zugeordnet ist, welche die Wirkung der Ausgangssignale aller den nachfolgenden Ziffernstellen zugeordneten Vergleichsschaltungen (MX 2, MS 3, MS 4) auf den Drehsinn des Motors umkehrt, wenn die zugeordnete Ziffer einer der beiden Binärzahlen den Wert 1 hat, und daß eine Un-Sicherheitsschaltung (ML") vorgesehen ist, die von der der ersten Ziffernstelle zugeordneten Vergleichsschaltung gesteuert wird und bei Ungleichheit der beiden Binärziffern der ersten Stelle eine der beiden Binärziffern komplementiert, die der der zweiten Stelle zugeordneten Vergleichsmatrix (MX 2) zugeführt werden, diese Komplementierung aber nach einer Verzögerungszeit wieder aufhebt.

6. Nachlaufregeleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der zweiten Ziffernstelle zugeordnete Vergleichsschaltung (MZ 2) derart umschaltbar ist, daß sie bei Verschiedenheit der beiden verglichenen Binärziffern kein Ausgangssignal abgibt, und bei Gleichheit der beiden Binärziffern je nach deren Ziffernwert am einen oder am anderen Ausgang ein Signal abgibt, und daß die Umschaltung dieser Vergleichsmatrix (MX 2) von der Unsicherheitsschaltung (MV bzw. ML") gesteuert wird.

7. Nachlaufregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einander entsprechenden Ausgänge (A, B) der der zweiten bis letzten Stelle zugeordneten Vergleichsschaltungen (MZ 2, MS 3, MS 4) an je eine gemeinsame Übertragungsleitung (Xl, X 2) angeschlossen sind, daß die beiden Übertragungsleitungen mit zwei Eingängen der Steuerschaltung (MM) für den Drehsinn des Motors verbunden sind, die so ausgeführt ist, daß sie den Motor im einen Sinn laufen läßt, wenn das zuerst ankommende Signal auf der einen Leitung (Zl) erscheint, und im entgegengesetzten Sinn, wenn das zuerst ankommende Signal auf der anderen Leitung (Z 2) erscheint, und daß die Umkehrschaltungen (IS bzw. II, 12,13) in die beiden Leitungen (Zl, Z2) eingefügt sind und bei Betätigung die Leitungen kreuzen.

8. Nachlauf regeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei paralleler Zuführung der Binärzahlen zu den Vergleichsschaltungen (MDl, MX2, MS3, MS4) zwischen den Anschlußpunkten der Vergleichsschaltungen Verzögerungsglieder (61, 62) in die Leitungen (Zl, Z 2) eingefügt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Auslegeschriften Nr. 1069 750,
751;

USA.-Patentschrift Nr. 2796 566;

Buch von Richards, »Arithmetic Operations in Digital Computers« (1955), S. 31, 32, 36, 91, 124ff.;

Zeitschriften: »AEG-Mitteilungen« (1954), H. 9/10, S. 393/394;

»Blast Furnace and Steel Plant« (März 1958),
S. 299 bis 302.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

509 658/370 8.65 ® Bundesdruckerei Berlin