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Einrichtung zur Bildung von Informationsfolgen, insbesondere Zahlenfolgen
Für verschiedene Zwecke. insbesondere der Nachrichtentechnik, werden Einrichtungen
mit mehreren, zweckmäßig mit Zahlen gekennzeichneten Ausgängen benötigt, von denen
zu jedem Zeitpunkt jeweils einer oder mehrere durch einen besonderen Schaltzustand
(z. B. durch ein bestimmtes Potential) charakterisiert sind; die zeitliche Aufeinanderfolge
der solcherart charakterisierten Ausgänge, im weiteren als Informationsfolge, insbesondere
Zahlenfolge, bezeichnet, wird zu Lösung verschiedenster Aufgaben, beispielsweise
als Zufallsgeber für Zwecke der Statistik oder zum Nachahmen der willkürlichen Belegung
von Wähleinrichtungen oder zur Codierung von Nachrichten, verwendet. Die Periodendauer
einer solchen Zahlenfolge, d. h. die Anzahl von aufeinanderfolgenden Informationen,
die durchlaufen wird, bis sich der Ablauf der Informationsfolge wiederholt, ist
vom Bildungsgesetz für diese Informationsfolge bestimmt. Für verschiedene Zwecke
werden möglichst lange Perioden benötigt, wobei der schaltungstechnische Aufwand
möglichst gering gehalten werden soll.
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Die naheliegendste Lösung dieser Aufgabe besteht in der Verwendung
von Wählern, Schieberegistern. Ringzählern oder ähnlichen Einrichtungen mit entsprechend
vielen Ausgängen, von denen mehrere parallel geschaltet werden können, da eine geringe
Anzahl verschieden wirkender Ausgänge benötigt wird. Eine weitere Möglichkeit zur
Erzielung langer Perioden besteht darin, die Ausgänge mehrerer Wähler od. dgl. über
Gatter zu neuen Ausgängen zusammenzufassen, wobei die Ansteuerung der Wähler abhängig
oder unabhängig voneinander in verschiedenem Zeittakt erfolgt. Der erforderliche
Aufwand läßt sich hierbei nicht beliebig verringern, denn im selben Maß, in dem
der Aufwand für die Wähler verringert wird, steigt der Aufwand für die erforderlichen
Koinzidenzgatterschaltungen.
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bildung von Informationsfolgen,
insbesondere Zahlenfolgen mit möglichst langer Periodendauer bei einer vergleichsweise
kleinen Anzahl von verschiedenen Ausgängen. Außerdem ist die Zahlenfolge willkürlich
wählbar bzw. veränderbar. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
daß zwei mit gleichen oder verschiedenen Geschwindigkeiten umlaufende Wähler (Schieberegister,
Ringzähler od. dgl.) vorgesehen sind, wobei die Ausgänge der beiden Wähler in willkürlich
wählbarer Weise, vorzugsweise über Kreuzungspunkte eines Kreuzschienensystems miteinander
verbunden sind, und daß weiter eine Vorrichtung oder Schaltung vorgesehen ist, die
zur Unterbrechung des Umlaufes eines der Wähler bei gleichzeitiger Belegung zweier
miteinander verbundener Ausgänge der beiden Wähler und zur Fortsetzung des Umlaufes
bei einem anderen Ausgang dient. Von den Ausgängen der Wähler ist jeweils ein Ausgang
durch einen besonderen Schaltungszustand (z. B. Potential) markiert.
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Die Fortschaltung des Wählers mit unterbrochenem Umlauf nach dem Unterbrechen
seines Umlaufes kann entweder immer von einem und demselben Ausgang erfolgen oder
aber von verschiedenen Ausgängen, zu deren jeweiligen Festlegung ein dritter, mit
gleicher oder verschiedener Geschwindigkeit umlaufender Wähler mit einer weiteren.
teilerfremden Anzahl von Ausgängen vorgesehen ist, dessen Ausgänge in willkürlich
wählbarer Weise mit den Ausgängen des Wählers mit unterbrochenem Umlauf verbunden
sind, wobei als Ausgang, von dem aus die Fortschaltung des Wählers mit unterbrochenem
Umlauf nach einer Unterbrechung fortgesetzt wird. jener Ausgang dient, der im Zeitpunkt
der Unterbrechung vom dritten Wähler belegt ist.
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Für elektronisch gesteuerte Einrichtungen eignen sich als Wähler vorzugsweise
Ringzähler, die auch auf einfache Weise, nämlich mittels Impulsuntersetzer mit verschiedenen
Geschwindigkeiten angetrieben werden können.
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Zur Gewinnung von mehrstelligen Zahlen erweist es sich als vorteilhaft,
den Ausgängen eines in seiner Fortschaltung unterbrochenen Wählers die Ziffern
eines
Stellenwertes mehrstelliger Zahlen zuzuordnen, wobei die restlichen Ziffern dieser
Zahlen durch weitere, vorzugsweise mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetriebene
Wähler, gegebenenfalls mit in analoger Weise unterbrochenem Umlauf dienen. Zur Gewinnung
mehrstelliger Zahlen müssen die Ausgänge der verschiedenen Wähler über Gatter zusammengefaßt
werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Es handelt sich hierbei um eine Einrichtung zur Bildung einer fortlaufenden Folge
von zweistelligen Zahlen von 01, 02... 39, 00. Die Ziffern dieser
Zahlen werden durch die jeweilige Stellung zweier Ringzähler E und Z angezeigt,
von denen der Ringzähler Z jeweils die Zehnerstellen 0. 1, 2 oder 3 und der Ringzähler
E die jeweilige Einerstelle 1, 2 ... 9 oder 0 anzeigt. An Stelle von Ringzählern
können beliebige Wähler mit entsprechend vielen Ausgängen verwendet werden, die
in zyklischem Umlauf der Reihe nach belegt werden.
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Die Fortschaltimpulse für die Ringzähler werden über eine an einen
Impulsgenerator angeschlossene Leitung L geliefert, an die der Ringzähler E direkt
angeschlossen ist. Dem Ringzähler Z wird über einen Impulsuntersetzer
US nur jeder vierte Fortschaltimpuls zugeführt.
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Uber zwei weitere an die Leitung L angeschlossene Impulsuntersetzer
US I und US II werden zwei weitere Ringzähler RZ I und RZ II entsprechend
den Untersetzungsverhältnissen 5:1 bzw. 7: 1 der Impulsuntersetzer US I bzw.
US II mit jedem fünften bzw. siebenten Impuls angetrieben. Sämtliche Ringzähler
E, Z, RZ 1 und RZ 1I arbeiten in der Weise, daß deren Ausgänge mit jedem empfangenen
Impuls in zyklischer Reihenfolge ihrer Numerierung ein bestimmtes Ausgangspotential
erhalten. Zufolge der Wirkung des Impulsuntersetzers US ändert sich in der
Zahlenfolge nach jedem vierten Impuls die Zehnerstelle, während sich zufolge der
direkten Anschaltung des Ringzählers E an die Impulsleitung L prinzipiell bei jedem
Impuls die Einerstelle der Zahlen der Zahlenfolge ändert.
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Die Regellosigkeit im Ablauf der Zahlen der Zahlenfolge wird erfindungsgemäß
dadurch erzielt. daß der Umlauf des Ringzählers E bei verschiedenen Ausgängen unterbrochen
und bei anderen Ausgängen wieder fortgesetzt wird. Zur Festlegung der Unterbrechungsstellen
und der neuen Einsatzstellen für die weitere Fortschaltung des Ringzählers E dienen
die Ringzähler RZ I und RZ 1I.
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Die Ausgänge des Ringzählers E einerseits und die Ausgänge der Ringzähler
RZ I und RZ II andererseits sind an die Leitungen zweier Kreuzschienensysteme angeschlossen
und durch willkürlich wählbare Steckverbindungen an den Kreuzungspunkten miteinander
verbunden. Die Kreuzungspunkte, die die Verbindungen zwischen den Ausgängen des
Ringzählers E und denen des Ringzählers RZ I herstellen, dienen zur Unterbrechung
des Umlaufes des Ringzählers E, während die Verbindungen zwischen den Ausgängen
des Ringzählers E und denen des Ringzählers RZ II zur Festlegung jener Ausgänge
des Ringzählers E dienen, an denen die unterbrochene Fortschaltung fortgesetzt wird.
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Die Wirkung der dargestellten Einrichtung ist folgendermaßen Der Ringzähler
E wird durch den Zeittakt der Eingangsimpulse weitergeschaltet, bis sein jeweils
markierter Ausgang mit dem gleichzeitig markierten Ausgang des Ringzählers RZ I
über die Steckverbindung des Kreuzschienensystems verbunden ist. Hierauf bricht
der Ringzähler E seinen Umlauf ab, und dieser markierte Schritt wird unterdrückt.
Der Ringzähler E beginnt hierauf seinen Umlauf mit jenem Ausgang, der in diesem
Zeitpunkt durch die Stellung des Ringzählers RZ 1I und das zugehörige Kreuzschienensystem
markiert ist. Die ersten 26 Zahlen der mit der dargestellten Einrichtung erzielbaren
Zahlenfolge sind zusammen mit den zugehörigen Stellungen der Ringzähler in der folgenden
Tabelle angeführt:
| Schritt RZ I RZ II E Z Zahlenfolge |
| 1 1 1 1 0 0l |
| 2 1 1 2 0 02 |
| 3 1 1 3 0 03 |
| 4 1 1 4 0 04 |
| 5 1 1 5 1 15 |
| 6 2 1 6 1 16 |
| 7 2 1 7 1 17 |
| 8 2 2 8 1 18 |
| 9 2 2 3 2 23 |
| 10 2 2 4 2 24 |
| 11 3 2 5 2 25 |
| 12 3 2 6 2 26 |
| 13 3 2 7 3 37 |
| 14 3 2 3 3 33 |
| 15 3 3 4 3 34 |
| 16 4 3 5 3 35 |
| 17 4 3 6 0 06 |
| 18 4 3 4 0 04 |
| 19 4 3 5 0 05 |
| 20 4 3 6 0 06 |
| 21 5 3 7 1 17 |
| 22 5 4 8 1 18 |
| 23 5 4 9 1 19 |
| 24 5 4 0 1 10 |
| 25 5 4 1 2 21 |
| 26 1 4 2 2 22 |
Aus der Tabelle ist zu ersehen, daß die Ringzähler RZ I, RZ II und Z den Untersetzungsverhältnissen
der zugehörigen vorgeschalteten Impulsuntersetzer
US I, US II und
US entsprechend in Gruppen von fünf, sieben und vier Elementen jeweils die
gleichen Ziffern liefern. Demgemäß liefert der Ringzähler RZ I während der ersten
fünf Schritte die Ziffer 1, während der nächsten fünf Schritte die Ziffer 2 usw.
Der Ringzähler RZ 1I liefert diese Ziffern jeweils siebenmal hintereinander und
der Ringzähler Z in Gruppen von je vier, letzterer beginnend mit der Ziffer 0. Der
Ringzähler E wechselt hingegen prinzipiell mit jedem Schritt die Ziffer, beginnend
mit 1. Nach dem achten Schritt wird jedoch die Reihenfolge der natürlichen Zahlenfolge
unterbrochen. weil beim neunten Schritt sowohl der Ringzähler E als auch der Ringzähler
RZ I einen zu dem in der Zeichnung mit S 9 bezeichneten Kreuzungspunkt führenden
Ausgang belegt haben. Hierdurch wird die Fortschaltung des Ringzählers E vor diesem
Schritt unterbrochen und dafür beim Ausgang 3 fortgesetzt, weil zu diesem Zeitpunkt
der Ringzähler RZ II den Ausgang 2 belegt, der mit dem Ausgang 3 des Ringzählers
E verbunden ist. Die
nächste Unterbrechung des Umlaufes des Ringzählers
E erfolgt nach dem dreizehnten Schritt, weil beim vierzehnten Schritt der Ringzähler
E den Ausgang
7 belegt, der über den Kreuzungspunkt S
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mit dem gleichzeitig
belegten vierten Ausgang des Ringzahlers RZ I verbunden ist. Zu diesem Zeitpunkt
steht der Ringzähler RZ II auf dem zweiten Schritt, wodurch die Fortschaltung des
Ringzählers E wieder beim dritten Ausgang fortgesetzt wird.
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Zusammenfassend kann also die Wirkungsweise der dargestellten Einrichtung
dadurch beschrieben werden, daß der Ringzähler E seinen Umlauf an jenen Stellen
unterbricht, an denen sein jeweils belegter Ausgang mit einem gleichzeitig belegten
Ausgang des Ringzählers RZ I verbunden ist; dieser markierte Schritt wird unterdrückt,
und der Ringz iihier E beginnt hierauf seinen Umlauf mit jenem Ausgang, der in diesem
Zeitpunkt durch die Stellung des Ringzählers RZ 1I markiert ist. Damit die längste
Periode der Zahlenfolge zustande kommt, müssen die Produkte, gebildet aus dem Untersetzungsfaktor
des dem Ringzähler Z bzw. RZ_ I bzw. RZ 1I vorgeschalteten Untersetzers bzw. US
1 bzw. US 1I und der Anzahl der Ausgänge des zugehörigen Ringzählers, tellerfremd
sein. Dies wird im vorliegenden Fall dadurch erzielt, daß die diesen Ringzählern
vorgeschalteten Untersetzer gleiche Untersetzungsverhältnisse aufweisen wie die
zugehörigen Ringzähler Ausgänge haben. Demgemäß hat der Untersetzer US I das Untersetzungsverhältnis
5 : 1, der Untersetzer US 11 das Untersetzungsverhältnis 7 : 1. Da die Zahlen
4, 5 und 7 tellerfremd sind, so sind es auch ihre Quadrate 16, 25 und 49. Als Produkt
der letztgenannten drei Zahlen ergibt sich die Zahl 19 600, und diese ist die Anzahl
der Zahlen der Zahlenfolge, bis sieh diese wiederholt.