DE1265788B - Codiervorrichtung mit beweglichem Codeglied und Zwischenspeicher - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H 03 k

Deutsche KL: 21 al -36/20

Nummer: 1265788

Aktenzeichen: P 30386 VIII a/21 al

Anmeldetag: 18. Oktober 1962

Auslegetag: 11. April 1968

Die Erfindung betrifft eine Codiervorrichtung mit einem beweglichen Codeglied, das in eine Vielzahl von codierten Stellungen verstellbar ist, und einem zur digitalen Darstellung der Lage des Codegliedes dienenden Zwischenspeicher mit einer Mehrzahl bistabiler Speicherzellen, die von dem Codeglied mit Änderungsbefehlen beaufschlagt sind.

Die Codiervorrichtung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch folgende Merkmale :

a) die digitale Darstellung der Lage des Codegliedes erfolgt in einem Code, bei welchem für mehrere Zahlenwerte in einer niedrigen Ordnung der gleiche gemeinsame Änderungsbefehl auftritt,

b) die Änderungsbefehle für die Änderung des Speicherzustandes entsprechend der Stellung des Codegliedes sind mit Zusatzbefehlen gekoppelt, die gleichzeitig mit den Änderungsbefehlen ausgelöst werden,

c) die Zusatzbefehle werden auf höheren Ordnungen zugeordnete Speicherzellen in einem deren normalerweise ungeänderten Sollzustand erhaltenden oder herstellenden Sinne gegeben,

d) nach Durchlaufen einer begrenzten Anzahl beliebiger aufeinanderfolgender Stellungen des Codegliedes ist jede Speicherzelle des Zwischen-Speichers von einem Änderungs- oder Zusatzbefehl beaufschlagt.

Eine solche Anordnung macht es möglich, bei einer Codiervorrichtung mit Zwischenspeicher die ursprüngliche Information nach einer zeitweiligen Unterbrechung des Stromkreises des Speichers wiederherzustellen, sobald das bewegliche Codeglied durch eine relativ geringe Anzahl von codierten Stellungen bewegt worden ist. Das gilt für eine Bewegung in beiden Richtungen von jedem beliebigen Ausgangspunkt aus. Diese Eigenschaft der erfindungsgemäßen Codiervorrichtung wird dadurch erreicht, daß der Zwischenspeicher von den Binärsignalen derart steuer-Codiervorrichtung mit beweglichem Codeglied
und Zwischenspeicher

Anmelder:

The Perkin-Elmer Corporation,

Norwalk, Conn. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. Fritz Pommer, Rechtsanwalt,

4000 Düsseldorf-Gerresheim, Heyestr. 52

Als Erfinder benannt:

Larkin B. Scott, Fort Worth, Tex. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 8. November 1961
(150996)

bar ist, daß er außer den Änderungsbefehlen (normalerweise überflüssige) Zusatzbefehle erhält, durch welche eine Korrektur oder Wiederherstellung des Speicherzustandes erfolgen kann.

Eine besonders vorteilhafte Lösung einer erfindungsgemäßen Codiervorrichtung ist gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Codierung erfolgt mit vier bistabilen Elementen α, b, c, d für jede von drei Dezimalstellen nach einem reflektiert binären Code (Gray-Code),

b) bei Zahlenwerten, die auf 0, 3, 6 oder 9 enden, werden die entsprechenden Änderungsbefehle auf je ein Paar von bistabilen Elementen der Zehner- oder Hunderterstelle gegeben,

c) es sind achtzehn die Änderungsbefehle gebende Übertragungskanäle vorgesehen, denen die nachstehenden Änderungsbefehle zugeordnet sind, -

Einerstellen	Leitung	Befehl	Zehnerstellen	Befehl	Hunderterstellen	Befehl
0	ÖÖ CÖ	Leitung	aiii	Leitung	0232
1	aObÖ	5	al dl	12	a2d2
2	a0 b0	6	al dl	13	Ία dl
3	cO dÖ	7	al dl	.14	al dl .
4	cO d0	8	bl~cl	15	blei
		9	fei cT	16	blei
		10	fei el	17.	bl el
	11	18

tO953ttm

wobei in jedem Befehl a, b, c und d die vier Speicherelemente symbolisieren, die nachgestellte Ziffer die betreffende Dezimalstelle angibt und die Befehle »Setzen« des betreffenden Elementes oder — mit Querbalken — »Löschen« bedeuten, d) bei jedem auf ein Element der Zehner- oder Hunderterstelle gegebenen Änderungsbefehl werden über ein ODER-Gatter mit vierzehn^ EJn₇-gangen gleichzeitig Änderungsbefehle (aO, cO) auf zwei der bistabilen Elemente der dezimalen Einerstelle gegeben, durch weiche jeweils die Elemente für die erste und die dritte Binärstelle in den Zustand »0« gebracht werden.

Es ist möglich, die Anzahl der Ubertragungsleitungen für die Änderungsbefehle dadurch weiter zu verringern, daß die übertragung mittels fünf Hilfsübertragungskanälen erfolgt, durch welche jeweils der durch die Codiervorrichtung angeschaltete, den Änderungsbefehl gebende Übertragungskanal binärverschlüsselt dargestellt wird, so daß die achtzehn Befehle auf fünf Leitungen übertragbar sind.

Obwohl bei der Codiervorrichtung der Erfindung eine Anzahl von Codes anwendbar sind, wird bei dem hier offenbarten speziellen Ausführungsbeispiel zweckmäßigerweise der folgende Code verwendet:

	Tabelle 1	Hilfscode mit
		minimaler Schaltung (Gray-Code)
Dezimal zahl	2421-binär verschlüsselte Dezimalzahl	0000 0000 0000
000	00000000 0000	0000 0000 0001
001	00000000 0001	0000 0000 0011
002	0000 0000 0010	0000 0000 0010
003	00000000 0011	0000 0000 0110
004	0000 0000 0100	0000 00001110
005	00000000 1011	0000 0000 1010
006	0000 0000 1100	0000 0000 1011
007	0000 0000 1101	0000 0000 1001
008	000000001110	0000 0000 1000
009	OOOOOOOöllll	0000 0001 1000
010	0000 00010000	0000 0001 1001
011	000000010001	0000 0001 1011
012	0000 00010010	0000 0001 1010
013	000000010011	0000 0001 1110
014	0000 00010100	0000 00010110
015	0000 0001 1011	0000 00010010
016	0000 0001 UOO	0000 00010011
017	0000 ΟΟΟί 1101	0000 00010001
018	00000001 1110	0000 00010000
019	00000001 1111	0000 00110000
020	00000010 0000	0000 00110001
021	00000010 0001	0000 00110011
022	0000 0010 0010	0000 00110010
023	00000010 0011	usw.
usw.	usw.	1000 0000 0011
997	1111 1111 1101	1000 0000 0001
998	1111 1111 1110	1000 0000 0000
999 ■■	1111 1111 1111	CXV·!>:"If)OO IXXX)
000	0000 0(XK) 0000

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt ein Schaltbild einer Umwandlungsschaltung mit Zwischenspeicher nach der Erfindung;

F i g. 2 ist eine schematische Darstellung eines Teiles einer Codierschalteinheit für ein drehbares Codeglied mit einem Teil der Wicklungsfolge;

F i g. 3 ist eine schematische Teildarstellung einer in der Umwandlungsschaltung von Fig. 1 verwendeten bistabilen Speichereinheit;

F i g. 4 ist ein Blockschema eines Teiles einer Codierscheibe bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausfuhrungsbeispiel, und

F i g. 5 ist ein Blockschaltbild einer bei dem Ausfuhrungsbeispiel von F i g. 4 verwendeten Schaltung.

Die Codiervorrichtung enthält eine Schalt- Oder Gebereinheit die als Ringkern ausgebildet sein kann, aufweichen eine Vielzahl von Drähten in vorgegebener Reihenfolge aufgewickelt sind. Auf der Antriebswelle ist als bewegliches Codeglied ein Kontakt oder eine Bürste befestigt, welche mit den Drahtwindungen Kontakt gibt und nacheinander elektrische Impulse nach Maßgabe der Wellenlage anlegt. Diese Impake werden an die Umwandlungsschaltung gegeben, wo sie eine Anzahl von bistabilen Vorrichtungen oder Flip-Flops als Zwischenspeicher steuern.

Bevor die Schaltung der Umwandlungseinheit, in welcher der gespeicherte zyklische Code in einen Gewichtscode umgesetzt wird, betrachtet wird, soll zunächst einmal die Schaltfolge oder Anordnungsfolge der Drähte um den Kern beschrieben werden.

Die Drahtwindungen auf dem Kern dienen ab Kontakte für die Bürste, und die Anzahl der Windungen — bei dem hier offenbarten Ausführungsbeispiel tausend — entspricht der Anzahl der codierten Stellungen des Codegliedes. Das bewegliche Codeglied muß sich nach beiden Richtungen drehen können und folglich muß der Draht, mit dem die Bürste für eine vorgegebene Stellung den Kontakt herstellt, mindestens zwei Flip-Flop-Eingänge steuern, so daß die richtige Codeänderung erfolgt, unabhängig von der Richtung, aus welcher die Annäherung erfolgt. Daß die beiden für jede Schaltstellung erforderlichen Änderungsbefehle nie gleich sind, ergibt sich aus dem Prinzip der minimalen Schaltung.

Die obigen Ausführungen werden an Hand des in Tabelle 1 gegebenen Codes erläutert. Angenommen, die Stellen der Gray-Code-Einerkolonne seien a&, bQ, c0 und d0 in ansteigenden Stellenwerten, al, bl usw. in der Zehnerkolonne und a 2, b 2 usw. in der Hunderterkolonne, dann kann man die Änderungsbefehie, wie nachstehend dargestellt ist, schreiben:

Änderung

Bedeutung

a0, b0 »Einschalten« das a- und fr-Flip-Ffop
i der Einerstelle (bei Zahl 002)

aÖ, i/2 ! »Ausschalten« das a-Flip-Flop der
j Einerstelle und »Einschalten« das
! rf-Flip-Flop der Hunderterstelle
(bei Zahl 999)

Der Querbalken dient dazu, den Aus- oder NuIl-Zustand eines Symbols anzuzeigen, die Schreibweise ohne Querbalken zeigt den Eins-Zustand des Symbols an. Normalerweise wird nur der eine oder andere de'r

beiden Änderungsbefehle wirksam, denn das eine Flip-Flop befindet sich schon in dem gewünschten Zustand; um welchen Zustand es sich dabei handelt, hängt von der Richtung ab, von welcher man sich der Stellung nähert.

Nachstehend sind die Änderungsbefehle für die ersten zehn Zahlen aufgezeichnet und können unter Bezugnahme auf die zugehörigen Gray-Code-Zahlen durch Betrachtung benachbarter Zahlen verifiziert werden.

: Dezimalzahl	Änderungsbefehl
000	äÖ dl
001	aO bÖ
002	aO bO
003	a~Ö cÖ
004	e0 dö
005	cO d0
006	äÖ cÖ
007	öO bO
008	ß0 bÖ
009	äJ) al

000
009

aO cO dl äÖcÖal

auszudehnen, da der zusätzliche Befehl und das oFlip-Flop der Einerstelle keine Änderung hervorruft, da es sich (normalerweise) schon in dem gewünschten Zustand befindet. Bei Anwendung dieser Technik ergibt sich die Situation, daß der gleiche Befehl in der Einerstelle für jede auf O, 3, 6 oder 9 endende Zahl erforderlich ist, die viermal in jeden zehn Zählungen vorhanden sind. Es wäre ebenso möglich, den ausgedehnten Änderungsbefehl für 000 auch bei 003, den für 009 auch bei 006 zu verwenden. Daraus würde sich folgendes ergeben:

000	«0	cO	dl
001	aO	Mi
002	ÖÖ	bO
003	cÖ	cÖ	dl
004	cÖ	dö
005	äÖ	dÖ
006	«0	cÖ	al
007	«Ο	60
008	ÖÖ	W
009	FS	al

Der Änderungsbefehl für auf 0, 3, 6 oder 9 endende Zahlen wird also immer den Stellen höherer Ordnung zugeordnet, webe; iber die Schaltung so ausgebildet ,ist, daß jeder Befehl einer höheren Größenordnung immer den in der Einerstelle erforderlichen aO c0-Befehl wirksam werden läßt. Wenn die Befehle höherer Ordnung so ausgedehnt werden könnten, daß ein jeder zwei Befehle enthält, dann besteht bei entsprechender Kombination die Möglichkeit, daß die Zustände aller zwölf Flip-Flops vollständig bestimmt werden können, wenn man alle zehn Zählungen durchläuft.

Die für die Zehnerstellen-Flip-Flops während der ersten hundert Zählungen tatsächlich erforderlichen Befehle sind wie folgt:

Für jede Zahl, die auf ! bis 8 endet, wirken beide Änderungen auf die Flip-Flops der Einerstelle, wohingegen bei jeder Zahl, die auf 0 oder 9 endet, eine der Änderungen in der Einerstelle und die andere in einer der Stellen höherer Ordnung stattfindet. Es ist weiterhin möglich, die Änderungsbefehle bei 000 und 009 auf

009	al	010	al
019	FT	020	bl
029	al	030	al
039	cT	040	el
049	dl	050	dl
059	el	060	el
069	al	070	al
079	bl	080	bl
089	al	090	al

Zahlen, die auf 99 oder 00 enden, erfordern Änderungsbefehle, welche auf die Hunderterstellen-Flip-Flops wirken; die vorstehende Liste ist also vollstänig für die Zehnerstellen für Zählungen von 0 bis 99. Die Reihenfolge für ungerade Hunderterstellen ist umgekehrt gegenüber der für gerade Hunderterstellen.

Die Zehnerstellen-Flip-Flops werden in der Reihenfolge _a__i,__a__c__(/__c__fl__ft__iI

gesteuert, die zwischen einem Glied des Paares ad und des Paares bc wechselt.

Wenn die Änderungsbefehle auf diese Art kombiniert werden, dann entstehen in jeder Dekadenzählung Befehle, die alle auf vier Zehnerstellen-Flip-Flops einwirken. Die korrigierten Zehnerstellenbefehle sind dann wie folgt:

009	al	dl	010	ifl	dl
019	51	el	Ö20	el	el
029	al	dl	030	al	Ji
039	b\	el	040	bl	el
049	al	dl	050	al	dl
059	bl	el	060	hl	el
069	al	dl	070	al	dl
079	bl	el	080	b\	el
089	al	dl	090	al	dl

Aus dieser Technik ergibt sich, daß die Liste der vorstehend aufgeführten Doppelbefehle nur sieben verschiedene Kombinationen zuläßt, während die vorhergehende Liste acht unterscheidbare einzelne Befehle aufwies. Das ist daraus zurückzuführen, daß der Code niemals die Kombination bc zuläßt und die Anzahl der für die Betätigung der Zehnerstellen-Flip-Flops erforderlichen verschiedenen Kanäle oder Kreise um eins vermindert.

Während die oben angegebenen Zahlensiellungen von den ZehnersteÜenbefehlen eingenommen werden.

bleiben für die Zahlen, die auf 3 oder 6 enden, zwei andere Stellungen pro Dekade übrig, in denen man Hunderterstellenbefehle geben kann. Bei Verwendung der gleichen, oben angeführten Befehlskombinationen genügen zwei Doppelbefehle, um die gewünschten Zustände der Hunderterstellen-Flip-Flops auszudrükken, so daß man also alle zwölf Flip-Flops nach den in jeder Zähldekade vorhandenen Befehlen einstellen Nachstehend ist die vollständige Liste der Befehle aufgeführt und durch Leitungsnummern gekennzeichnet, da jeder Befehl auf einem gesonderten Ausgangskreis der Codiervorrichtung erscheint Die nullte Leitung gibt es nur in der Wandlervorrichtung, welche die Flip-Flops enthält. Wie später noch dargestellt wird, wird dieser Befehl durch einen auf irgendeiner der Leitungen 5 bis 18 vorhandenen Befehl unter Verwendung von Dioden, die als ODER-Gatter

kann. Die Codiervorrichtung besitzt also die außergewöhnliche Eigenschaft, daß sie den richtigen Zu- io mit vierzehn Eingängen wirken, erzeugt, stand laufend wieder herstellt.

Tabelle

Einerstellen	Leitung	Befehl	Zehnerstellen	Leitung	Befehl	Hunderterstellen	Befehl
0	ÖÖ3Ü	5	al dl	Leitung	Ö2d2
1	aO bÖ	6	al dl	12	al dl
2	öO bO	7	öl dl	13	Ία dl
3	cO dÖ	8	al dl	14	al dl .
4	cO dO	-9.	bl el	15	&2 c2
		10	bl el	16	62 c2
		11	bl el	IT	blei
		18

Die vorstehenden achtzehn Leitungen sind so auf den Kern aufgewickelt, daß sie insgesamt tausend Windungen für die tausend Zählungen oder Befehls-Stellungen der Codiervorrichtung ergeben. Die Reihenfolge, in welcher die Kontaktdrähte gewickelt sind, ergibt sich aus dem Gray-Hilfscode in Tabelle 1 und der vorstehenden Leitungsnummer-Befehlstabellejieispielsweise sind bei Stellung 0Ö0 die Befehle aO dl erforderlich, je nach der Richtung, von welcher aus diese Stellung angenähert wird. Folglich jvählt man für diese Stellung Leitung 12, da sie den rf2-Befehl liefert, und wie man aus vorstehender Liste entnehmen kann, liefern,alle Zehner- und Hunderterleitungen sowohl den flO- wie auch den cO-Befehl. Natürlich haben die cO- und a2-Befehle auf Leitung 12 keinen Einfluß, da diese Zustände bereits vorhanden sind. In ähnlicher Weise kann man die übrige Wicklungsfolge berechnen, die wie folgt ist.

Wicklungsfolge

Dekade Nr.

6
10

5
11

10

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

m u

4 3 4 3 4 3 4 3 4 3 4 3 4

5
4
3
4
3
4
3
4
3
4
3
4
3

ü
12

u
9

16

7 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

8
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

⁵⁵

50

6 10

5 11

7 6ο 10

7 9 Dekade

Nr.

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

10

11

10

6
10

10

8
10

7
11

2 2 2 2

2 12

2 1|

2 12

2 9

2 12

2 12

2 12

2 Π

2 12

2 12

2 12

2 12

2 12

2 9

2 12

2 H

2 1|

2 U

2 H

2 H

2 H

2 12

4 5 6

3 4 M

4 3 H

3 4 Μ

4 3 H

3 4 H

4 3 H

3 4 Μ

4 3 12

3 4?

4 3 12

3 4 12

4 3 12

3 4 12

4 3 12

3 4 |3

4 3 12

3 4 12

4 3 12

3 4?

4 3 12

3 4 Π

4 3 12

3 4 Π

4 3 17

3 4 12

4 3 Π

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

2 15

2 1 10

9 10

Dekade Dekade

Nr. 0123456789 Nr. 0123456789

38 912H3412216 82 10 12Ι£'3 41|'2 16

39 5 1 2 9 4 3 12 2 1 12 ₅ 83 5 1 2 1$ 4 3 |§ 2 4 10

40 1§121|349215 84 Π¹²!!³⁴!!²¹?

41 612M43J2219 85 7 121$431|2 111

42 1012||341|2 16 86 10. 121£341§217

43 512||431|2110^IO87 8 12. M 4 3 1§ 2 1 10

44 n_121§341|215 88 9121$34||218

45 712|843122111 89 7129431^2115

46 1012183412217 i5 90 1J12M349217

47 8121843122110 91 812||43M219

48 9121^3412218 92 1012||341^218

49 7129431821i|_2O93 7 121443M2 110

50 14121834921.7 94Π121|341|217

51 812144318219 95 512Μ43Μ21Π

52 1012JJ3418218 96 1012||341^215

53 71214431|2110²⁵97 612|443M2110

54 111214341§217 ⁹⁸ 9121434M216

55 5 12I4431J2 111 99 5 12943132 114

56 10121|341§215 30

_c_ " * - _ΛΛ . _{Ί 1O} - _{t 1Λ} In Fig. 1 und 2 der Zeichnungen gibt der auf der

⁵⁷ Ο12Μ431|21ΐυ _Welle 2i befestigte Bürstenarm 20 Kontakt mit den

58 912143418216 Leitungen 1 bis 18, wenn die Welle sich dreht. Der "^TT" Bürstenarm ist geerdet, und folglich sind auch die

^" 5* ^Z⁴³M= 35 Leitungen 1 bis 18 nacheinander geerdet, wenn die

60 171214349215 Bürste über die Leitungswindungen auf dem Kern 22 "~7~~~ schleift. Die Hauptspeichervorrichtung besteht aus

⁶¹ 6 121243142 19 drei Gruppen von vier bistabilen Vorrichtungen, d. h.

62 10 12Π34142 16 den Einer-Flip-Flops 23, 24, 25, 26, den Zehner-Flip- ~ - ~ . - ΓΓ -, "40 Flops 27,28,29,31 und den Hunderter-Flip-Flops 32,

⁶³ 512124314²IM 33, 34, 35, die alle einen ähnlichen Aufbau aufweisen.

64 1112Γ734142 15 Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, enthält jedes FHp- ~I7I7"T~ Flop ein Transistorenpaar 36, 37, deren Emitter mit-

⁶⁵ 7121243142121 einander verbunden und deren Kollektoren und Basen

66 10 1 2Π3 41j 2 1 7 45 Widerstände durch 38,39 über Kreuz geschaltet sind. ~I7Z7T~ Eine Gleichstromquelle von beispielsweise 25 Volt

⁶⁷ 2 ^{! 2} Π 4 3 14 2 1 10 _{ist über den} widerstand 41 an die Transistor-Emitter

68 912Γ73414218 angeschlossen. In dieser Schaltung soll eine vorgege- ~ t ~ä λ ¹X ~vi ¹J t %1 k^ene leitung einem Binärzustand »1« entsprechen,

⁶ - 2943J22 IM₅O wenn ihr Potential etwa gleich dem der positiven

70 1512Γ7349217 Klemme der Speisespannungsquelle ist und dem

~Z _% TZ . T₁^ , , ο Zustand »0« entsprechen, wenn sie sich dem Erdpoten-

ⁿ »121543122 19 tial nähert. Der Flip-Flop-Ausgangsmeßwert wird am

72 J012153417218 Kollektor des Transistors 37 abgenommen und an ~ , T^ . TZ ~ ,1 55 ein damit verbundenes Relais gelegt. Wenn der Tran-

73 7 121543122 11« sistor 37 also ausgeschaltet ist, fällt das Relais ab, und

74 11121534Π217 wenn der Transistor eingeschaltet ist, wird das Relais

_ _Λ _ TI ■» 17 ?in ^erre&· ^D'^e Uberkreuzschaltungen der Transistoren

^/:> 51-415 4JIi^¹Il gewährleisten, daß jeweils der eine Transistor aus-

76 10121534Π215 6Ο geschaltet ist, wenn der andere eingeschaltet ist. Der

_Ί /ςιιΤί,ιτΤ^τιιη Erdimpuls von einer Leitung zu einer Basis eines

" oizj54.ii/.411u Transistors bewirkt, daß er leitend wird, und der

78 9121534Π216 zugehörige andere Transistor wird gelöscht. Wenn

-""TT^₁₁₇ beispielsweise die Bürste die Leitung 1 erdet, wird der

^1} 5 12943152 112 65 Transistor 36 leitend, und die Spannung seines Kollek-

80 161215349215 tors steigt folglich an und wird über den Widerstand 38

~7 I" ~ - ~ an die Basis des Transistors 37 angelegt und bewirkt,

8' 6 121^43152 19 ^₃β dieser gelöscht wird und das zugeordnete Relais

abfällt. Die Diode 42 dient dazu, einen möglichen Induktionsstoß aufzufangen, wenn das Relais abfällt.

Jede bestabile Einheit 23 bis 35 ist mit einem zweipoligen Doppelrelais 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 51, 52, 53, 54 bzw. 55 verbunden, die dazu dienen, den Gray-Hilfscode in einen binärverschlüsselten Dezimalcode umzuwandeln. Jedes Relais besitzt ein Paar »α«-Κοητ takte und ein Paar »^«-Kontakte, wie aus F i g. 1 ersichtlich ist. Der mittlere α-Kontakt eines jeden Relais ist mit einer Lampe verbunden, beispielsweise mit 56, die mit dem Relaiskontakt 43 a verbunden ist. Die andere Seite jeder Lampe ist geerdet.

Die Umwandlungsschaltung wird an Hand des folgenden Beispiels verständlich. Angenommen, die Welle sei in der der Dezimalzahl 21 entsprechenden Stellung. Der Gray-Hilfscode in Tabelle 1 zeigt, daß es sich um die Binärzahl 000000110001 handelt. Folglich erregen die Flip-Flops 23, 27, 28 ihre zugehörigen Relais 43, 47 bzw. 48, so daß sich die a- und ft-Kontakte dieser Relais in der unteren Stellung befinden. Man kann die Schaltung nun von der Gleichstromquelle 69 über die oberen Kontakte 55ft, 54b, 53b, 52b, Draht 71,51 b, 49b den unteren Kontakt von 48 a über die Lampe 62 zur Erde verfolgen. Weiter verläuft die Schaltung vom Mittelkontakt 48 a über Draht 72, den unteren Kontakt von 47 ft, Draht 73, die Kontakte 46ft, 45ft, 44b zum Draht 74. Die Kontakte 43 α sind jedoch in der unteren Stellung und folglich ist die Lampe 56 über diese Kontakte mit dem Draht 74 verbunden. Infolgedessen werden mit der dem Zustand der Flip-Flops entsprechenden Gray-Zahl 0000 0011 0001 die Lampen 62 und 56 erregt und zeigen die Binärzahl 0000 0010 0001 an, die in Tabelle 1 den Hilfsgewichtscode für die Dezimalzahl 21 darstellt. Daraus ist ersichtlich, daß die Relaisschaltung die gewünschte Umwandlung bewirkt nach der Regel, daß jede Gray-Hilfscodestelle am Ausgang entweder in der tatsächlichen oder komplementären Form erscheint, je nachdem, ob in den höheren Stellen des Gray-Codes eine gerade oder ungerade Zahl Einer vorkommt. Relais haben den Vorteil, daß sie einfach sind und eine Isolierung des Ausgangskreises ermöglichen, die bei dem vorliegenden Ausführungsmodell wünschenswert war, haben aber den Nachteil, daß sie langsam sind und nur eine begrenzte Lebensdauer haben, ein Nachteil, unter dem mechanische Schaltvorrichtungen im allgemeinen leiden.

Die Verwendung von Lampen 56 bis 68 zur Anzeige des Ausganges ist nur eine von vielen Möglichkeiten, einen umgewandelten Ausgang abzulesen. Bei einer anderen Anordnung wird eine Analogspannung erzeugt, die der von dem Code dargestellten Zahl proportional ist. Es sind also drei Gruppen von vier Widerständen R₁, die allgemein mit 75, 76 und 77 bezeichnet sind, vorgesehen. Jede Gruppe entspricht einer Dezimalstelle, und jeder Widerstand ist mit dem zugehörigen Relaisausgang und Draht 70 verbunden. Bei dem gewählten und vorstehend beschriebenen Code handelt es sich um den 2421-Gewichtscode. Die vier Widerstände in jeder Gruppe sind also in diesem Verhältnis und dieser Reihenfolge leitend. In der Hunderterstelle haben die Widerstände beispielsweise ein Widerstandsverhältnis von 2R₁, R₁, 2R₁ und 4R₁ und sind also im Verhältnis 2421 leitend. Der so aufgebaute Spannungsteiler bewirkt eine Spannungsteilung der Eingangsspannung 69, die der dargestellten, durch 999 geteilten Dezimalzahl entspricht. Der Ausgangswiderstand dieses Spannungsteilers ist konstant und entspricht 400/999R₁, so daß bei einem 400R₁ entsprechenden Leitungswiderstand 79 die Ausgangsspannung gleich der Ausgangsspannung E multipliziert mit N/1000 wird, worin N die dargestellte Zahl ist.

Bei einem anderen Verfahren zur Anzeige des Ausganges sind Amperemeter 78,80 und 81 für die Einer-, Zehner- und Hunderterstellen vorgesehen. Drei Gruppen von Widerständen 82, 83 und 84 verbinden die Umwandlungsrelais mit den Amperemetern, und jede Gruppe der Widerstände R₂ ist im Verhältnis 2421 leitend, entsprechend den Gewichten der Binärstellen des gewählten Codes. Es fließt also durch jedes Amperemeter ein Strom, der zur Summe der Gewichte der dargestellten Stelle proportional ist.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wurden mechanische Relais zur Umwandlung des Gray-Hilfscodes in den Gewichtscode offenbart. Man kann natürlich ebensogut elektronische Relais verwenden.

Da nur jeweils eine der achtzehn Leitungen aus der Codiervorrichtung heraus einen Impuls liefert, wird bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Ausgang selbst verschlüsselt, so daß man keine achtzehn Stromkreise benötigt. Man benötigt mindestens 5 Binärkreise, um achtzehn verschiedene Zustände zu verschlüsseln. Das Verschlüsselungsschema muß jedoch so sein, daß, wenn zwei Leitungen beim übergang von der einen zur anderen erregt werden, bei der Deutung des Codes keine Mehrdeutigkeiten auftreten können.

Diese Situation gleicht der Situation, welche ursprünglich zu den Codes mit minimalem Schaltvorgang Anlaß gab, und es erscheint wesentlich, festzustellen, ob eine Anordnung mit minimalem Schaltvorgang nicht auch für die mehrfache Arbeitsweise getroffen werden kann. Bei Betrachtung der Codierschaltfolge kann man feststellen, daß die Leitungen 1 bis 4 zu irgendeinem Zeitpunkt den Leitungen 12 bis 18 benachbart sind. Darüber hinaus ist die Leitung 1 den Leitungen 5 bis 11 und die Leitungen 2 und 4 der Leitung 9 benachbart. Deshalb ist beispielsweise die Leitung 1 an irgendeinem Punkt vierzehn verschiedenen Leitungen benachbart, und es wäre nicht möglich, ein fünfstelliges Codewort für Leitung 1 zu finden, das hinsichtlich mehr als fünf anderen Codewörtern mit einem minimalen Schaltvorgang (Umschaltung nur einer einzigen Stelle) auskommt.

Bei einem Verfahren, mit welchem man das gewünschte Ergebnis erzielt, geht man von dem Gedanken aus, daß jedes Codewort für einen Ändenragsbefehl (Codiervorrichtungsausgangsleitung) genau die gleiche Anzahl Einer aufweist. Die Entschlüsselungsschaltung nimmt dann kein Codewort an, das mM die richtige Anzahl von Einem aufweist, und der Störbefehl, der sonst erzeugt werden könnte, wenn zwei Codeworte gleichzeitig auftreten, wird vermieden.

Bei fünf Binärstellen erhält man nach dieser Auffassung bestenfalls zehn mögliche Kombinationen bei Verwendung von entweder zwei oder drei Einem von fünf. Mit sechs Binärstellen gibt es zwanzig Möglichkeiten fürdrei von sechs Einem, was achtzehn Befehlen entspricht und nur eine Stelle mehr als beim Minimum erfordert. Achtzehn Möglichkeiten für drei von siechs Einem mit Stellen, die als ρ bis u gekennzeichnet sind, sind wie folgt: '

Tabelle 3

Nr.	utsrqp	Nr.	utsrqp
1	000 111	11	001 110
2	001 011	12	010 110
3	010011	13	100 110
4	100 011	14	ΟΠΟΙΟ
5	001 101	15	101 010
6	010 101	16	110010
7	100 101	17	Oil 100
8	Oil 001	18	101 100
9	101 001
10	110 001

IO

20

Die vorstehenden achtzehn Codeworte werden jeweils den Änderungsbefehlen zugeordnet, und eine Codierscheibe wird vorgesehen, wie sie bei 90 in F i g. 4 dargestellt ist. Die Scheibe weist sechs Bürsten 91 für sechs Spuren auf der Codierscheibe auf. Die leitende Spur auf der Scheibe ist geerdet und entsprechend den den Codeworten in Tabelle 3 zugeordneten Änderungsbefehlen ausgelegt. Für diese Zuordnung gibt es eine Anzahl von Möglichkeiten, und die mechanische Zweckdienlichkeit ist bei der Auslegung der leitenden Segmente für die entsprechende Wahl maßgeblich. Die sechs Leitungen 92 bis 97 von den Bürsten 91 sind mit einer in F i g. 5 in Teilansicht gezeigten Entschlüsselungsschaltung verbunden. Diese Schaltung weist sechs Umkehr-Gatter 98 auf, die als Invertoren wirken, und achtzehn andere Gatter 99 mit sechs Eingängen. (Durch entsprechende Neuordnung kann man in der Schaltung auch NOR-Gatter verwenden.) F i g. 5 zeigt eine Schaltung, um die Wortzahl 5 in Tabelle 3, d. h. also 001 101, zu entschlüsseln. 4c Die Leitungen 92, 93 und 96 sind im Null-Zustand direkt mit dem Gatter 99 verbunden, während die Leitungen 94, 95 und 97 im Eins-Zustand durch die Umkehrgatter 98 mit dem Gatter 99 verbunden sind. Deshalb wird bei allen Eingängen zum Gatter 99 im Null-Zustand ein Ausgang erzeugt, der an die Leitung 5 in Fig. 1 angelegt wird und den Befehl al, d 1 in Tabelle 2 ergibt.

Zusätzlich sind siebzehn Gatter 99 vorgesehen, die jeweils mit den Leitungen 92 bis 97 und 91a bis 97 a entsprechend den anderen Leitungen in F i g. 1 verbunden sind.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Codiervorrichtung mit einem beweglichen Codeglied, das in eine Vielzahl von codierten Stellungen verstellbar ist, und einem zur digitalen Darstellung der Lage des Codegliedes dienenden Zwischenspeicher mit einer Mehrzahl bistabiler Speicherzellen, die von dem Codeglied mit Änderungsbefehlen beaufschlagt sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die digitale Darstellung der Lage des Codegliedes erfolgt in einem Code, bei welchem für mehrere Zahlenwerte in einer niedrigen Ordnung der gleiche gemeinsame Änderungsbefehl auftritt,

b) die Änderungsbefehle für die Änderung des Speicherzustandes entsprechend der Stellung des Codegliedes sind mit Zusatzbefehlen gekoppelt, die gleichzeitig mit den Änderungsbefehlen ausgelöst werden,

c) die Zusatzbefehle werden auf höheren Ordnungen zugeordnete Speicherzellen in einem deren normalerweise ungeänderten Sollzustand erhaltenden oder herstellenden Sinne gegeben,

d) nach Durchlaufen einer begrenzten Anzahl beliebiger aufeinanderfolgender Stellungen des Codegliedes ist jede Speicherzelle des Zwischenspeichers von einem Änderungs- oder Zusatzbefehl beaufschlagt.

2. Codiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenspeicher die gespeicherten Werte in einem zyklischen Code speichert und daß ein Codeumsetzer zur Umsetzung des zyklisches Codes in einen Gewichtscode vorgesehen ist.

3. Codiervorrichtung für tausend codierte Stellungen nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Codierung erfolgt mit vier bistabilen Elementen (α, b, c, d) für jede von drei Dezimalstellen nach einem reflektiert binären Code (Gray-Code),

b) bei Zahlenwerten, die auf 0,3,6 oder 9 enden, werden die entsprechenden Änderungsbefehle auf je ein Paar von bistabilen Elementen der Zehner- oder Hunderterstelle gegeben,

c) es sind achtzehn dieÄnderungsbefehle gebende Ubertragungskanäle vorgesehen, denen die nachstehenden Änderungsbefehle zugeordnet sind,

Einerstellen Leitung Befehl Zehnerstellen Leitung Befehl Hunderterstellen Befehl 0 ÖÖ cÖ 5 al dl Leitung Ö2 1Ϊ 1 aO M) 6 al dl 12 al dl 2 a0 b0 7. al dl 13 al dl 3 cO dÖ 8 al dl 14 al dl 4 cO d0 9 blei 15 blei 10 bl el 16 bl~cl U bl el 17 bl el 18

wobei in jedem Befehl a, b, c und d die vier Speicherelemente jeder Dezimalstelle symbolisieren, die nachgestellte Ziffer die betreffende Dezimalstelle angibt und die Befehle »Setzen« des betreffenden Elements oder — mit Querbalken — »Löschen« bedeuten,
d) bei jedem auf ein Element der Zehner- oder Hunderterstelle gegebenen Änderungsbefehl werden über ein ODER-Gatter mit vierzehn Eingängen gleichzeitig Änderungsbefehle (aO, cO) auf zwei der bistabilen Elemente der dezimalen Einerstelle gegeben," durch welche

IO

jeweils die Elemente für die erste und die dritte Binärstelle in den Zustand »0« gebracht werden.

4. Codiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung mittels fünf Hilfsübertragungskanälen erfolgt, durch welche jeweils der durch die Codiervorrichtung angeschaltetete, den Änderungsbefehl gebende Ubertragungskanal binärverschlüsselt dargestellt wird, so daß die achtzehn Befehle auf fünf Leitungen übertragbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

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