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Schaltanordnung für den Vergleich zweier als Binärzahlen verschlüsselter
Signale Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung für den Vergleich zweier als
Binärzahlen verschlüsselter Signale.
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Es sind bereits Zähl- und Addiereinrichtungen bekannt, bei denen mit
Hilfe von Strahlelementen Binärzahlen dargestellt und miteinander verknüpft werden.
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Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, mit Hilfe von
Strahlelementen, bei denen jeweils der Hauptstrahl durch Steuerstrahlen ablenkbar
ist, eine Schaltanordnung zu schaffen, die den Vergleich zweier als Binärzahlen
verschlüsselter Signale durch die Feststellung der Gleichheit bzw. der größeren
und kleineren der beiden Binärzahlen erlaubt.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltanordnung, die sich durch
folgende Ausbildungsmerkmale kennzeichnet: a) Für je zwei gleichwertige Ziffernstellen
der zu vergleichenden Binärzahlen ist je ein Strahlelement vorgesehen.
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b) Darin werden die miteinander zu vergleichenden zwei Binärziffern
durch je einen Steuerstrahl dargestellt, durch die der Hauptstrahl in zwei entgegengesetzte
Richtungen auf je einen Ausgangskanal, die zu Empfangseinrichtungen für das Vergleichsergebnis
führen, ablenkbar ist.
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c) Ein dritter Ausgangskanal ist für den im Falle der Gleichheit beider
Ziffern unabgelenkten Hauptstrahl vorgesehen und mit dem Eingangskanal für den Hauptstrahl
eines die Ziffern der nächst niedrigen Ziffernstelle der zwei Binärzahlen vergleichenden
Strahlelementes verbunden.
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d) Der Eingangsstrahl des für die höchste Ziffernstelle vorgesehenen
Strahlelementes ist an eine Kraftstromquelle angeschlossen.
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Die Erfindung soll im folgenden an Hand der eine einzige Figur enthaltenden
Zeichnung näher erläutert werden. Dabei ist als Beispiel eine aus Druckverstärkern
bestehende Schaltanordnung gewählt.
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Nach der Zeichnung sind Strahlelemente, zum Beispiel Druckverstärker
.1, .2, .4, .8, 1, 2, 4 und 8
in Reihe geschaltet. Jeder Druckverstärker
weist drei Auslaßkanäle auf, nämlich jeweils einen »Größer«-Kanal H, einen »Gleich«-Kanal
E und einen »Kleiner«-Kanal L. Außerdem trifft auf jeden Verstärker wenigstens ein
Steuerstrahl auf jeder Seite, beispielsweise ein Standardsteuerstrahl S oder ein
Steuerstrahl S für einen bekannten Befehl auf der einen Seite und ein Steuerstrahl
V für ein veränderliches oder unbekanntes Signal auf der anderen Seite. Ein an eine
Kraftstromquelle angeschlossener Eingangskanal P befindet sich am Fuße des Druckverstärkers
8,
während »Gleich«-Kanal E der Verstärker 8, 4, 2, 1,
.8, .4, bzw.
.2 bei Druckbeaufschlagung den Kraftstrom jeweils den Druckverstärkern
4, 2, 1, .8, .4,
.2 bzw. .1 zuführt.
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Jeder Druckverstärker .1 bis . 8 dient zum Vergleich
einer anderen Ziffernstelle eines als Binärzahl verschlüsselten Signals. Beispielsweise
vergleicht der .1-Verstärker zwischen dem Vorhandensein oder Fehlen eines Steuerstrahls
bei S, was der -1-Ziffernstelle eines Standardsignals entspricht, während das Vorhandensein
oder Fehlen eines Steuerstrahls bei V das Vorhandensein oder Fehlen der .1-Ziffernstelle
eines veränderlichen oder unbekannten Signals wiedergibt. In gleicher Weise vergleicht
der .2-Verstärker mit der. 2-Ziffernstelle solcher verschlüsselten Signale, der
.4-Verstärker mit der .4-Ziffernstelle solcher Signale usw. Selbstverständlich kann
man andere Ziffernstellen als in der Zeichnung wiedergegeben verwenden.
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Auch läßt sich der Vergleichsbereich so einstellen, daß er den verschiedenen
Umständen angepaßt ist, beispielsweise durch Hinzufügen zusätzlicher Verstärker
und/oder
Verschieben der verglichenen Werte. Beispielsweise kann die untere Grenze des Vergleichs
nach unten bis auf 0,001 verschoben und/oder die obere Grenze bis zu 80 erstreckt
werden.
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Im Betrieb wird die höchste Ziffernstelle zuerst verglichen, wobei
die nachfolgenden niedrigeren Ziffernstellen anschließend verglichen werden, wenn
die nächsthöhere Ziffernstelle den Vergleichswert 0 ergibt. Wenn beispielsweise
der 8-Verstärker mit einem Steuerstrahl bei V, jedoch nicht bei
S beaufschlagt wird, dann wird der Kraftstrom nach links und aus dem »Größer«-Druckmittelkanal
abgelenkt, was nichts anderes bedeutet, als daß das veränderliche oder unbekannte,
bei V zugeführte Signal größer als das bei S zugeführte Standardsignal ist. In diesem
Falle muß der Wert des veränderlichen oder unbekannten Signals entweder 8 oder höher
sein, während der Wert des bekannten oder Befehlssignals kleiner als 8 sein muß.
Wird das veränderliche Signal auf einen Wert von 7 vermindert, dann erhalten die
Verstärker 1, 2 und 4, welche die 1-Ziffernstelle, 2-Ziffernstelle und 4-Ziffernstelle
der Ziffer 7 wiedergeben, die Steuerstrahlen bei V. Der Verstärker 8 erhält jedoch
keinen Steuerstrahl bei V, da die 8-Ziffernstelle nicht vorhanden ist. Bleibt das
Befehlssignal darüber hinaus konstant und ist es in diesem Falle kleiner als 8,
dann erscheint an keiner Stelle ein Steuerstrahl bei S. Infolgedessen gelangen keine
Steuereingänge auf den Verstärker 8 und der Steuerstrahl bleibt unabgelenkt und
verläßt deshalb den Verstärker über den mittleren oder »Gleich«-Ausgangskanal E
und wird zum Steuerstrahleingang für den Verstärker 4.
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Nimmt der Wert des veränderlichen Signals ab, dann zeigt jeder Verstärker
niedrigerer Ziffernstelle die Gleichheit an, weil der Mittel- oder »Gleich«-Ausgangskanal
durch einen nicht abgelenkten Kraftstrom unter Druck gesetzt wird, desssen Ausgang
einen Kraftstrom zu dem nächsten, in Reihe liegenden Verstärker niedrigerer Ziffernstelle
zuführt. Zeigt der .1-Verstärker Gleichheit durch Druckbeaufschlagung des Ausgangskanals
E an, dann ist der Wert des veränderlichen, bei V aufgegebenen Signals für alle
praktischen Zwecke gleich dem Wert des bei S aufgegebenen Befehlssignals, wobei
jeder Unterschied dazwischen kleiner als 0,1 ist. Die Ungleichheitsausgangskanäle
der verschiedenen Verstärker können an geeignete Empfangs- und Ablesevorrichtungen
angeschlossen werden.
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Ist das bei V aufgegebene veränderliche Signal kleiner als das bei
S aufgegebene Standard- oder Befehlssignal, dann wird der den Vergleichsverstärkern
aufgegebene Kraftstrom nach rechts und außen durch den unteren Druckmittelausgangskanal
L abgelenkt, wodurch sich anzeigt, daß das veränderliche Signal kleiner als das
Standardsignal ist. Wie vorher vergleicht die Schaltanordnung die höchste Ziffernstelle
zuerst und dann nach unten in der Reihe bis zur untersten Ziffernstelle, wobei jede
nachfolgende Ziffernstelle nach Feststellung der Gleichheit der nächsthöheren Ziffernstelle
verglichen wird, insoweit, als der Kraftstrom für jeden nachfolgenden Verstärker
durch den »Gleich«-Ausgang des nächsten, vorhergehenden Verstärkers versorgt wird.
Infolgedessen können die verschiedenen Verstärker längs dieser Reihenschaltung »größer«
oder »kleiner« durch die Ausgänge H bzw. L davon abhängig anzeigen,
ob das veränderliche Signal größer oder kleiner als das Standardsignal ist, bevor
das veränderliche Signal auf den Vergleich auf Gleichheit mit dem Standardsignal
eingestellt wird.
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Hat beispielsweise das Befehlssignal einen Wert von 7,6, dann haben
der 4-Ziffernstellen-Verstärker, der 2-Ziffernstellen-Verstärker und der 1-Ziffernstellen-Verstärker,
der .4-Ziffernstellen-Verstärker und der .2-Ziffernstellen-Verstärker die bei S
zugeführten Eingangsstrahlen zu steuern. Befindet sich jetzt das veränderliche Signal
auf einem Wert von 5,3, dann haben der 4-Ziffernstellen-Verstärker, der 1-Ziffernstellen-Verstärker,
der .2-Ziffernstellen-Verstärker und der. 1-Ziffernstellen-Verstärker die
Eingangsstrahlen bei V zu steuern. Bei einem bei P dem Verstärker 8 zugeführten
Kraftstrom wird der Strom nicht abgelenkt, da keine Steuereingänge zum Verstärker
8 vorhanden sind und infolgedessen läuft er nach außen durch den »Gleich«- oder
Mittelkanal und liefert einen Kraftstrom zum Druckmittelverstärker 4. Da gleiche
Steuerstrahlen sowohl bei S als auch bei V am Druckmittelverstärker 4 vorhanden
sind, wird der Kraftstrom wiederum nicht abgelenkt und gelangt nach außen durch
den »Gleich«-Auslaßkanal E, so daß ein' Kraftstrom zum Druckmittelverstärker 2 entsteht.
Da der Druckmittelverstärker 2 mit einem Steuerstrahl bei S, jedoch nicht bei V
beaufschlagt wird, wird ein dort zugeführter Kraftstrom nach rechts und außen durch
den unteren Ausgangskanal L abgelenkt, was anzeigt, daß das veränderliche Signal
kleiner als das Standardsignal ist. Da darüber hinaus kein Kraftstrom den nachfolgenden
Druckmittelverstärkern niedriger Ziffernstelle zugeführt wird, erfolgt so lange
in diesen Verstärkern kein Vergleich, bis der Wert des veränderlichen Signals auf
den höheren Ziffernstellen eingestellt ist.
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Ist das veränderliche Signal jetzt auf einen Wert von 6 eingestellt,
dann werden nur die 4-Ziffernstellen- und 2-Ziffernstellen-Druckverstärker mit Steuerstrahlen
bei V beaufschlagt, jedoch bleiben, da der Wert des Standardsignals konstant bleibt,
die Steuerstrahlen bei S ungeändert. Infolgedessen strömt wieder ein bei P zugeführter
Kraftstrom zum Druckmittelverstärker 8 und bleibt durch den Druckmittelverstärker
8 ungeändert, da kein Steuerstrahleingang zum Verstärker 8 vorhanden ist. Außerdem
strömt er unabgelenkt durch die Verstärker 4 und 2, da beide mit gleichen und entgegengesetzten
Steuereingangsstrahlen beaufschlagt sind. Jedoch wird der Druckmittelstrom beim
Eintritt in den Druckverstärker 1 nach außen durch den unteren Auslaßkanal abgelenkt,
da ein Steuerstrahl bei S und nicht bei V zugeführt wird, was anzeigt, daß der Wert
des veränderlichen Signals kleiner als der des Standardsignals ist. Wieder werden
die Druckmittelverstärker niedrigerer Ordnung nicht unter Druck gesetzt, da der
abgelenkte Druckmittelstrom nicht zur Verfügung steht. Der Wert des veränderlichen
Signals wird kontinuierlich vergrößert, bis alle Druckverstärker »gleich« verglichen
haben und der Kraftstrom aus dem Verstärker. 1 durch den Ausgangskanal E
ausgetreten ist.
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Um den Druckabfall längs der Reihe der Verstärker zu kompensieren,
können in die Schaltanordnung Pufferverstärker eingesetzt werden.