DE1234428B

DE1234428B - Schaltungsanordnung zum Erkennen einer beliebigen Signalform aus einer Gruppe elektrischer Signalformen

Info

Publication number: DE1234428B
Application number: DEN25917A
Authority: DE
Original assignee: NCR Corp
Current assignee: NCR Voyix Corp
Priority date: 1963-12-05
Filing date: 1964-12-03
Publication date: 1967-02-16
Also published as: GB1027558A; NL6414057A; CH419688A; BE656571A; US3281787A; BR6464773D0; SE324072B; JPS4917052B1

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

G06k

Deutsche Kl.: 42 m6 - 9/18·

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

N25917IXc/42m6 3. Dezember 1964 16. Februar 1967

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erkennen einer beliebigen Signalform aus einer Gruppe elektrischer Signalformen, insbesondere für die Verwendung in Zeichenerkennungssystemen, in denen das zu erkennende Zeichen mittels einer Abtastvorrichtung abgetastet wird, die eine für das Zeichen charakteristische Signalform erzeugt.

In solchen Systemen werden mehrere verschiedene Spitzen der Signalform mittels einer Verzögerungsleitung oder auf andere Weise untersucht. Für jedes mögliche Zeichen ist ein Erkennungsnetzwerk vorgesehen, daß aus einer Anzahl Widerständen besteht, die die zu untersuchenden Signalspitzen an den Ausgang des Netzwerkes anlegen. Die Ausgangssignale sämtlicher Netzwerke werden miteinander verglichen, und in dem dem zu erkennenden Zeichen entsprechenden Netzwerk wird das größte Ausgangssignal (mit einer bestimmten ersten Polarität) erzeugt.

Die hierzu erforderlichen Widerstandswerte können beispielsweise auf folgendem Wege ermittelt werden: Zunächst wird jede Signalform dadurch normiert, daß die Amplitude jeder ihrer Spitzen durch das geometrische Mittel der Amplituden sämtlicher Spitzen der Signalform dividiert wird. Die Widerstände für die Erkennungsnetzwerke jeder möglichen Signalform werden dann so gewählt, daß ihr Wert zur normierten Amplitude der entsprechenden Signalspitze umgekehrt proportional ist. Besitzt die

Schaltungsanordnung zum Erkennen einer beliebigen Signalform aus einer Gruppe elektrischer Signalformen

Anmelder:

The National Cash Register Company, Dayton, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. A. Stappert, Rechtsanwalt, Düsseldorf, Feldstr. 80

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 5. Dezember 1963 (328 292)

In diesem Falle wird der betreffende Widerstand jeweils über einen Inverter gespeist. Ein durch dieses Verfahren erhaltenes Erkennungsnetzwerk ist als Korrelationsnetzwerk bekannt.

Bei den bekannten Signalformerkennungsgeräten können, obwohl das der zu erkennenden Signalform entsprechende Netzwerk das größte Ausgangssignal (der genannten ersten Polarität) erzeugt, auch

Signalform unterschiedliche Polarität aufweisenden Abgriffen einer Verzögerungsleitung liegen, wobei die beiden Widerstände jedes Spannungsteilerpaares

Signalform Spitzen entgegengesetzter Polarität, dann ₃₀ so dimensioniert sind, daß bei Vorhandensein der würde dies zu negativen Widerstandswerten führen. zugeordneten Signalform an den Verbindungspunkten der Spannungsteilerwiderstände Nullpotential herrscht. Die Verbindungspunkte aller ersten Spannungsteiler der Spannungsteilerpaare sindüberfür 35 positive Signale und die Verbindungspunkte aller zweiten Spannungsteiler der Spannungsteilerpaare über für negative Signale durchlässige Dioden mit zwei Ausgangsklemmen verbunden. Bei Vorhandensein von dieser Erkennungsschaltung nicht zugeord-

mehrere andere Netzwerke nennenswerte Ausgangs- _4O neten Signalformen weisen diese Ausgangsklemmen signale dieser ersten Polarität liefern. ein von Nullpotential unterschiedliches Potential auf.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, die Da das Erkennungskriterium bei dieser Erkennungs-Unterscheidungsfähigkeit dieser bekannten Erken- schaltung Nullpotential ist, sind diejenigen Klemmen nungsschaltungen dadurch zu verbessern, daß die der Verzögerungsleitung, die bei Vorhandensein der von anderen Erkennungsschaltungen als der der zu 45 zugeordneten Signalform Nullpotential aufweisen, erkennenden Signalform entsprechenden erzeugten über jeweils einen Widerstand und entsprechend ge-Ausgangssignale der genannten ersten Polarität ab- polte Dioden ebenfalls mit den Ausgangsklemmen geschwächt werden. verbunden. Diese Schaltung stellt jedoch kein Vor-

Es ist auch eine nach einem völlig anderen Prm- bild für die Erfindung dar, da erstere auf dem Verzip wirkende Erkennungsschaltung bekannt. Diese 50 gleichsverfahren und letztere auf dem völlig anderen besteht aus mehreren Spannungsteilerpaaren, die je- und gegenüber unvollkommen gedruckten Zeichen weils zwischen zwei, bei Anliegen der zugeordneten wesentlich unempfindlicheren Summationsverfahren

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beruht. Eine Übertragung von der bekannten auf die heitszeitintervall (40 μβεο) oder ein Vielfaches hier-

erfindungsgemäße Schaltung war deshalb nicht nahe- von voneinander beabstandet sind. Das System ist so

liegend. aufgebaut, daß es sechzehn verschiedene Zeichen zu

Schließlich ist auch noch eine Erkennungsschal- erkennen vermag (die Dezimalziffern 0 bis 9 sowie tung bekannt, bei der jedoch das zu erkennende 5 sechs weitere Zeichen). Demzufolge enthält das Zeichen nicht nach einem Analogverfahren durch Signalformerkennungsgerät sechzehn selbständige Erdirektes Auswerten der beim Abtasten erzeugten kennungsnetzwerke, und zwar je eines für jede mög-Signalform, sondern durch Abfragen bestimmter liehe, von der Lesestelle erzeugte Signalform.
Kerne mindestens einer Magnetkernmatrix, in die Wie aus F i g. 1 hervorgeht, wird eine zu erein Abbild des Zeichens eingespeichert wurde, aus- io kennende, von der nichtgezeigten Lesestelle erzeugte gewertet wird. Zur Erhöhung der Unterscheidungs- Signalform einer Verzögerungsleitung 38 zugeleitet, fähigkeit zwischen besonders ähnlichen Zeichen wird Diese besitzt acht Abgriffe Zl bis i8, die jeweils den beim Erkennungsvorgang bestimmten charakte- gleichen Abstand voneinander aufweisen. Dieser Abristischen Zeichenteilen eine erhöhte Aussagekraft stand entspricht dem obenerwähnten Einheitszeitbeigemessen. Dieses Erkennungsverfahren ist jedoch 15 Intervall. Eine zu erkennende Signalform befindet sehr aufwendig und beruht auf einem völlig anderen sich in ihrer Bezugslage, wenn die vordere Spitze der Prinzip. Signalform am Abgriff 18 der Verzögerungsleitung

Gegenstand der Erfindung ist somit eine Schal- 38 liegt, während sich die anderen Spitzen an einem tungsanordnung zum Erkennen einer beliebigen Si- der anderen Abgriffe il bis Π befinden,
gnalform aus einer Gruppe elektrischer Signalformen, 20 Die Abgriffe il bis Z8 sind jeweils über Pufferdie sich jeweils durch die Abstände von darin ent- verstärker 42 mit acht Klemmen Z₁ bis Z₈ verbunden haltenen Signalspitzen sowie deren Polarität und und liegen ferner über lineare Inverter 43 an acht Amplitude voneinander unterscheiden, bestehend weiteren Klemmen Z₁' bis Z₈'. Die an den Klemmen Z₁ aus einer Verzögerungsschaltung, die an entsprechen- bis Z₈ und Z₁' bis Z₈' auftretenden Signale sind mit den Klemmenpaaren die nicht invertierten und inver- 25 den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, d. h., die tierten Amplituden der Signalspitzen verfügbar Signale Z₁ bis Z₈ stellen die nicht invertierten Spanmacht, sowie jeweils einem Erkennungsnetzwerk für nungsspitzen einer Signalform an den Abgriffen Zl jede Signalform der Gruppe, das jeweils mehrere bis Z 8 und die Signale Z₁' bis Z₈' die invertierten zwischen dem Ausgang desselben und entsprechen- Spannungsspitzen einer Signalform an den Abgriffen den der genannten Klemmen liegende Widerstände 30 11 bis Z 8 dar. Die Klemmen Z₁ bis Z₈ und Z₁' bis Z₈' enthält, wobei diese Klemmen eine erste Polarität sind über ein Kabel 41 mit den sechzehn Erkenaufweisen, wenn die zu erkennende Signalform die nungsnetzwerken RNl bis RN16 verbunden. Wie dem betreffenden Netzwerk entsprechende ist und später näher erläutert, sind die Erkennungsnetzwerke wobei die Widerstände so gewählt sind, daß das RNl bis RN16 so aufgebaut, daß das der betreffendieser Signalform entsprechende Netzwerk ein 35 den Signalform entsprechende Netzwerk ein nennensgrößeres Ausgangssignal der genannten ersten Polari- wertes negatives Ausgangssignal erzeugt, wenn sich tat abgibt als alle anderen Netzwerke. diese Signalform in der Bezugslage der Verzöge-

Das kennzeichnende Merkmal der erfindungs- rungleitung 38 befindet, während die anderen Netzgemäßen Anordnung besteht darin, daß für ein werke jeweils ein Ausgangssignal erzeugen, das entNetzwerk jeweils mindestens eine Klemme, die die 40 weder positiv oder annähernd Null ist. Eine in der genannte erste Polarität aufweist oder annähernd Verzögerungsleitung 38 befindliche Signalform wird Null ist, wenn die zu erkennende Signalform die dem also auf einfache Weise dadurch erkannt, daß erNetzwerk entsprechende ist, die jedoch für min- mittelt wird, welches der Netzwerke RNl bis RN 16 destens eine weitere Signalform der Gruppe eine der einen nennenswerten negativen Ausgang erzeugt, vorher genannten ersten Polarität entgegengesetzte 45 wenn sich die Signalform in der Verzögerungsleitung Polarität aufweist, über eine aus einem Widerstand 38 in der Bezugslage befindet,
und einer Diode bestehende Reihenschaltung mit Das in F i g. 2 gezeigte Erkennungsnetzwerk entdem Ausgang des Netzwerkes verbunden ist, wobei spricht der Signalform für das Zeichen »0«. Die als die Diode so gepolt ist, daß sie Signale der der durchgehende Linie dargestellte Signalform »0« beersten Polarität entgegengesetzten Polarität überträgt. 50 findet sich in F i g. 2 in ihrer Bezugslage in der Ver-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach- zögerungsleitung 38. Die acht senkrechten Linien

stehend an Hand der Zeichnungen beschrieben, und zeigen die Spannungsspitzen der Signalform an, die

zwar zeigt an alle Erkennungsnetzwerke angelegt werden. Jede

F i g. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Si- dieser senkrechten Linien ist zwischen einem ent-

gnalformerkennungsgerätes und 55 sprechenden Paar (z. B. Z₁ und Z₁') der Klemmen Z₁

F i g. 2 ein Schaltbild eines der Erkennungsnetz- bis Z₈ und Z₁' bis Z₈' eingezeichnet,

werke nach F i g. 1 mit einer graphischen Darstellung Befindet sich, wie in F i g. 2 gezeigt, eine Sigaai-

von zwei Signalformen der Signalformengruppe. form »0« in der Verzögerungsleitung 38, dann tritt

Das Zeichenerkennungssystem, in dem das erfin- z. B. an einer Klemme Z₈ ein Signal Z₈ auf, das eine

dungsgemäße Signalformerkennungsgerät verwendet 60 große positive Amplitude besitzt, während an der

wird, ist in der britischen Patentschrift 1027 557 be- Klemme Z₈' ein Signal Z₈' mit großer negativer Am-

schrieben. plitude auftritt.

In diesem System wird jedes zu erkennende Das Erkennungsnetzwerk für die Signalform »0«

Zeichen an einer Lesestelle vorbeibewegt, die eine ist so aufgebaut, daß es an seinem Ausgang 10 ein

für das betreffende Zeichen charakteristische elek- 65 großes negatives Ausgangssignal erzeugt, wenn die

irische Signalform erzeugt. Die Zeichen sind so stili- zu erkennende Signalform die Signalform »0« ist,

siert, daß eine solche Signalform jeweils aus mehreren und ein positives Ausgangssignal erzeugt, wenn die

Signalspitzen besteht, die jeweils ein bestimmtes Ein- zu erkennende Signalform eine beliebige andere

Signalform ist, z.B. die Signalform »1«, die durch die gestrichelte Linie in Fig. 2 dargestellt ist.

Zunächst sei beschrieben, wie das Netzwerk bei Vorhandensein der Signalform »0« ein maximales (negatives) Ausgangssignal erzeugt. Befindet sich die Signalform »0« in der Verzögerungsleitung 38 in der Bezugslage, dann sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich, die Signale t_v t₂', t₇ und f₈' negativ, während samtliehe anderen Signale positiv oder Null sind. Die Klemmen t_v t._z\ t₇ und t₈ liegen daher über entsprechende Widerstände 11 bis 14 am Ausgang 10. Die Aufgabe dieser Widerstände ist es, ein nennenswertes negatives Ausgangssignal am Ausgang 10 zu erzeugen. Die Werte dieser Widerstände sind jeweils so gewählt, daß sie zur Größe des entsprechenden Signals umgekehrt proportional und zum geometrisehen Mittel der Amplituden der Signale an samtliehen Klemmen direkt proportional sind, oder einer anderen geeigneten Regel entsprechen.

Ist die in der Verzögerungsleitung 38 in der Bezugslage befindliche Signalform die Signalform für das Zeichen »1« (gestrichelte Linie in Fig. 2), dann liegen von denjenigen Klemmen t_v t₂', t₇ und t₈ an denen negative Spannungen liegen, wenn sich die Signalform »0« in der Bezugsstellung befindet, die Klemmen t_v tj und i₇ in diesem Falle annähernd auf VO, während die Klemme t₈ wieder eine ziemlieh hohe Spannung aufweist. Der Ausgang 10 des Erkennungsnetzwerkes für die Signalform »0« erhält daher über den Widerstand 14 ein negatives Signal von der Klemme t₈'. Dieses negative Signal ist zwar wesentlich kleiner als das durch das Erkennungsnetzwerk für die Signalform »1« erzeugte Signal, ist aber trotzdem als nennenswertes Signal anzusehen.

In dem Netzwerk nach F i g. 2 sind Mittel vorgesehen, die dazu dienen, das von diesem Netzwerk erzeugte negative Ausgangssignal zu verringern, wenn die in der Bezugslage in der Verzögerungsleitung 38 befindliche Signalform die Signalform »1« ist. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Signalei/, i₅' und t_e positiv, wenn sich die Signalform »1« in der Bezugslage befindet, während diese Signale annähernd Null sind, wenn sich die Signalform »0« in der Bezugslage befindet. Die genannten Mittel zum Verringern des negativen Ausgangssignals werden dadurch gebildet, daß die entsprechenden Klemmen /₄', t_s' und i₆ mit dem Ausgang 10 des Netzwerks jeweils über entsprechende Widerstands-Dioden-Serienkombinationen 15 bis 17 verbunden sind, wobei die Dioden so gepolt sind, daß sie nur positive Signale durchlassen. Befindet sich also die Signalform »1« in der Verzögerungsleitung 38, dann bewirken die genannten Serienkombinationen 15 bis 17, daß das Ausgangssignal des in Fig. 2 gezeigten Erkennungsnetzwerkes das resultierende Signal aus dem von der Klemme i₈' kommenden negativen Signal und den von den Klemmen i/, t₅' und t_e kommenden positiven Signalen ist. Dieses resultierende Ausgangssignal ist positiv, d.h., es weist eine umgekehrte Polarität auf wie das bei Vorhandensein der Signalform »0« erzeugte Ausgangssignal. Die Arbeitsweise des in F i g. 2 gezeigten Netzwerks wird bei Vorhandensein der Signalform »0« durch die Widerstand-Dioden-Kombinationen 15 bis 17 nicht beeinflußt, da in diesem Falle die Signalei/, t₅' und t_e alle Null sind.

Selbstverständlich sind für andere Signalformen andere der Signale t_x bis t₈ und t_t' bis t₈ positiv.

Das Erkennungsnetzwerk für die Signalform »0« enthält deshalb noch weitere Widerstands-Dioden-Serienkombinationen (18 bis 22), um sicherzustellen, daß sein Ausgang 10 positiv ist, wenn die zu erkennende Signalform eine andere als die Signalform »0« ist. Die Dioden in den Widerstand-Dioden-Kombinationen dienen zu folgendem Zweck: Von den Klemmen t_i und t± liefert beispielsweise die Klemme i₄' ein positives Signal an den Ausgang 10 des Erkennungsnetzwerks der F i g. 2, wenn die in der Bezugslage befindliche Signalform die Signalform »1« ist, während die Klemme r₄ ein positives Signal an den Ausgang 10 liefert, wenn die Signalform in der Bezugslage eine beliebige andere Signaiig form ist, die am Abgriff i4 eine positive Spannungsspitze aufweist. Ohne die Dioden würden sich die Wirkungen der Serienkombinationen 15 und 19 gegenseitig aufheben, da die an sie angelegten Signale gleich und entgegengesetzt sind.
Abschließend sei noch die Möglichkeit beschrieben, daß eine Signalform, z. B. die Signalform »4«, der Signalform »0« so stark gleicht, daß die Serienkombinationen 15 bis 22 nicht in der Lage sind, das negative Ausgangssignal des Erkennungsnetzwerks in einem ausreichenden Maße zu verringern, wenn sich die Signalform »4« in der Bezugslage befindet. An den Abgriffen ti und ti' besitzen jedoch die durch die Signalform »4« erzeugten Signale (von denen der entsprechende Teil als punktierte Linie gezeigt ist) umgekehrter Polarität wie die entsprechenden durch die Signalform »0« erzeugten Signale. Der Abgriff 11' liegt über den Widerstand 12 am Ausgang 10 des Erkennungsnetzwerks. Wenn daher die zu erkennende Signalform die Signalform »4« ist, dann liefert die Klemme t₂' über den Widerstand 12 ein positives Signal an den Ausgang 10. Es kann jedoch erwünscht sein, die Wirkung dieses positiven Signals ohne Beeinflussung der Größe des Widerstandes 12 (die durch die entsprechende Signalspitze für die Signalform »0« bestimmt wird) zu erhöhen. Dies kann auf einfache Weise dadurch erreicht werden, daß eine Widerstand-Dioden-Serienkombination 23 (in F i g. 2 gestrichelt dargestellt) mit dem Widerstand 12 zwischen der Klemme t.,' und dem Ausgang 10 parallel geschaltet wird.

Selbstverständlich können die für das Erkennungsnetzwerk für die Signalform »0« beschriebenen Maßnahmen auch für die anderen Erkennungsnetzwerke angewandt werden. Als Grundmerkmal der Erkennungsnetzwerkei?iVl bis RN16 gilt, daß diejenigen der Klemmen t₁ bis i₈ und i/ bis t₈', an denen negative Signale auftreten, wenn sich die entsprechende Signalform in der Verzögerungsleitung 38 in der Bezugslage befindet, mit dem Ausgang des Netzwerks über entsprechend bemessene Widerstände verbunden sind, diejenigen Klemmen, an denen positive Signale auftreten, nicht mit dem Ausgang verbunden sind und diejenigen Klemmen, an denen eine Spannung von etwa VO liegt (und möglicherweise auch eine oder mehrere der Kiemmen, an denen negative Signale auftreten) werden jeweils über eine entsprechende Widerstand-Dioden-Serienkombination mit dem Ausgang gekoppelt. Der Aufbau der Erkennungsnetzwerke wurde dabei so getroffen, daß, wenn sich eine Signalform in der Verzögerungsleitung 38 in der Bezugslage befindet, nur das dieser Signalform entsprechende Netzwerk ein nennenswertes negatives Ausgangssignal liefert,

während die anderen Erkennungsnetzwerke jeweils entweder ein positives oder ein Ausgangssignal von annähernd VO erzeugen.

Claims

Patentanspruch:

Schaltungsanordnung zum Erkennen einer beliebigen Signalform aus einer Gruppe elektrischer Signalformen, die sich jeweils durch die Abstände von darin enthaltenen Signalspitzen sowie deren Polarität und Amplitude voneinander unterscheiden, bestehend aus einer Verzögerungsschaltung, die an entsprechenden Klemmenpaaren die nichtinvertierten und invertierten Amplituden der Signalspitzen verfügbar macht sowie jeweils einem Erkennungsnetzwerk für jede Signalform der Gruppe, das jeweils mehrere zwischen dem Ausgang desselben und entsprechenden der genannten Klemmen liegende Widerstände enthält, wobei diese Klemmen eine erste Polarität aufweisen, wenn die zu erkennende Signalform die dem betreffenden Netzwerk entsprechende ist und wobei die Widerstände so gewählt sind, daß das dieser Signalform entsprechende Netzwerk ein größeres Ausgangssignal der genannten ersten Polarität abgibt als alle anderen Netzwerke, dadurch gekennzeichnet, daß für ein Netzwerk jeweils mindestens eine Klemme, die die genannte erste Polarität aufweist oder annähernd Null ist, wenn die zu erkennende Signalform die dem Netzwerk entsprechende ist, die jedoch für mindestens eine weitere Signalform der Gruppe eine der vorhergenannten ersten Polarität entgegengesetzte Polarität aufweist, über eine aus einem Widerstand und einer Diode bestehende Reihenschaltung mit dem Ausgang des Netzwerks verbunden ist, wobei die Diode so gepolt ist, daß sie Signale der der ersten Polarität entgegengesetzten Polarität überträgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 1 317 398,
1333 123;

USA.-Patentschrift Nr. 3 103 646;
Electrical Manufacturing, Juni 1960, S. 129 bis 133.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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