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Elektronisch einstellbare Verzögerungsvorrichtung Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung für die Herstellung einer festen oder variablen Verzögerung eines
Eingangssignals in Abhängigkeit von einer elektrischen Steuergröße.
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In vielen Anwendungen benötigt man eine variable Verzögerung, deren
Wert sich unter dem Einfluß eines Steuersignals relativ trägheitslos ändern kann.
Es sind schon mehrere Einrichtungen vorgeschlagen worden, die so funktionieren;
doch weisen sie alle schwerwiegende Nachteile auf. So sind z. B. Quarz-Verzögerungselemente
mit mechanischer Einstellung der Verzögerung erhältlich, und obwohl mit solchen
Elementen große Verzögerungen (bis zu 5000")
erzielt werden können, ist ihre
mechanische Einstellung in den Fällen, wo hohe Geschwindigkeiten gebraucht worden,
recht unpraktisch. Andererseits bringen Verzögerungseinrichtungen mit konzentrierten
Parametern, obgleich sie hinsichtlich sowohl des induktiven als auch des kapazitiven
Parameters (oder beider) sehr schnell einstellbar sind, andere Probleme mit sich,
die mit der Erzielung einer stabilen charakteristischen Impedanz während des Einstellvorgangs
zusammenhängen. Hinzu tritt noch ein weiterer Nachteil: Verzögerungsvorrichtungen
mit konzentrierten Parametern können zwar, um die gewünschte Verzögerung zu erzielen,
elementweise zusammengesetzt und geschaltet werden, doch neigt ein solches Aggregat
dazu, mit steigender Erfordernis einer großen Verzögerung umfangreich und unhandlich
zu werden. Außerdem bringen die Dämpfungscharakteristiken dieses Typs Kompensationsprobleme
mit sich, die ohne Zuflucht zu zahlreichen zusätzlichen Einheiten nicht leicht zu
lösen sind.
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Vorgänge wie z. B. Signalaufzeichnung in Matrixspeichern mit späterer
Ausspeicherung zu einem durch die erforderliche Verzögerung bestimmten Zeitpunkt
worden außerordentlich unpraktisch (bei 3 MHz Bandbreite brauchtmaneinen Sechs-Millionen-Bit-Speicher),
wenn Breitbandanwendungen in Betracht gezogen werden. Selbstverständlich geben andere
herkömmliche Verzögerungsvorrichtungen zu ähnlichen Einwänden Anlaß.
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Aufgabe der Erfindung ist die Verwirklichung einer elektronisch einstellbaren
Verzögerungsschaltung, die sich mit einem Mindestmaß an Verzerrung und Kosten für
Breitbandanwendungen bei hohen Schaltgeschwindigkeiten eignet.
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Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die Verwendung von festen Verzögerungsabschnitten,
deren Verzögerungen im binären Verhältnis zunehmen, in Verbindung mit einem Zweirichtungszähler
und Logikschaltkreisen; die letzteren dienen für die Übertragung der Zähler-Ausgaugssignale
und die entsprechende Einstellung der zwichen den Verzögerungsabschnitten befindlichen
Schalter. Der Zähler selbst wird von einem ihm zugeführten Signal betrieben.
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Die eigentliche Erfindung sowie andere Merkmale und Weiterbildungen
des Erfindungsgedankens werden nun an Hand der nachfolgenden Beschreibung und der
Figuren erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Blockschema eines Magnetband-Kombinationssystems,
das sich auf die Erfindung gründet, F i g. 1 a ein detailliertes Blockschema der
Hauptsteuereinheit des Magnetband-Kombinationssystems nach F i g. 1, F i g. 1 b
ein detailliertes Blockschema der Phasenkorrektionseinheit des Magnetband-Kombinationssystems
nach F i g. 1, F i g. 2 ein kombiniertes Blockschema sowie Detailschema der Verzögerungs-
und Verzögerungssteuereinheit (VVS=Einheit) gemäß der Erfindung, F i g. 3 eine schematische
Darstellung eines der zwischen den Verzögerungsabschnitten der variablen Verzögerungsleitung
nach F i g. 2 befindlichen Schaltelemente, F i g. 4a die Beziehungen zwischen den
Zählstufen oder Flip-Flops, der Logik und den Schaltelementen nach F i g. 2,
F
i g. 4b die geschalteten Verbindungen für jede der acht möglichen Zustände von drei
Zählereiementen, F i g. 4c eine schematische Darstellung des zwischen drei Zählerstufen
und einem Paar Schaltelemente befindlichen Logikschaltkreises, F i g. 5 die sechzehn
möglichen Zustände einer geschalteten Verzögerungsleitung mit vier Elementen, und
schließlich zeigt F i g. 6 eine detaillierte Darstellung der Auswahl-und Kombinierschaltung
gemäß F i g. 2 und ihrer Beziehung mit der Verzögerungsleitung und dem Zähler.
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Nachfolgend wird eine Vorrichtung gemäß dem Erfindungskonzept in einem
System erörtert, inwelchem mehrere Fernmessungs-Bandaufzeichnungen optimal zu einer
einzigen Aufzeichnung kombiniert werden und automatisch die beste zusammengesetzte
Aufzeichnung erzeugt wird, die aus diesen sich überlappenden und von Stationen mit
nur teilweiser Erfassung der Raketenbahn stammenden Einzelaufzeichnungen gewonnen
werden kann.
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Beim Zusammensetzen von Bandaufzeichnungen - und namentlich von solchen,
die von Fernmeßsignalen abgeleitet sind -, ist die Qualität der zusammengesetzten
Daten von erstrangiger Bedeutung. Eins der größten Probleme betrifft das Aneinanderreihen
von gesondert aufgezeichneten Breitbandsignalen mit ausreichender Genauigkeit und-Ansprechgeschwindigkeit,
um trotz schnellfluktuierender Fehler im gegenseitigen zeitlichen Ablauf eine zusammenhängende
Aneinanderreihung zu-erzielen: Diese Fehler rühren von der Exzentrizität der Antriebsrolle
und anderen mechanischen Problemen des Bandtransports in den Wiedergabegeräten her,
die zu schnellen und langsamen Geschwindigkeitsschwankungen Anlaß geben. Bemerkenswerterweise
stellt man selbst bei den feinsten Wiedergabegeräten zeitliche Schwankungen -zwischen
Q100 und 300 #ts fest.
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F i g. 1 zeigt eine der Kompensation solcher Fehler dienende Vorrichtung.
Die schematisch dargestellte Einrichtung betrifft die auf »Vorerkennungu beruhendeZusammenfügungderAufzeichnungenzweier
Bandeinheiten, deren eine willkürlich als »Leiteinheit« und die andere als »Folgeeinheit«
bezeichnet wird, welche durch die Steuerbefehle der Leiteinheit korrigiert wird.
Ist eine Zusammenfügung von mehr als zwei Bandeinheiten erwünscht, so wird man zusätzliche
Geräte benötigen, wobei wiederum eine einzige Bandeinheit als Leiteinheit dient.
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Zu Beginn wird eine relative Bandeinstellung von Hand vorgenommen,
so daß die Folgeeinheit mehrere Millisekunden hinter der Leiteinheit bleibt. Diese
Zeitdifferenz ist etwas größer gewählt als derj maximal zu erwartende Fehler und
wird durch einen möglichst genauen Vergleich der auf den Bändern gespeicherten -Taktimpulse
(die bei Fernmeß-Bandeinheiten genormt sind) unter Beachtung eines vorbestimmten
Abstandes d t erzeugt. Dann werden beide Bandeinheiten in Bewegung gesetzt
und die Taktimpulse der Leit- und der Folgeeinheit durch die Leseköpfe 11 und 12
(F i g. 1 a) der Hauptsteuereinheit 1 in Spannungen umgesetzt. Die Differenz zwischen
diesen Spannungen wird nun mittels der Differenzschaltung 13 dem Servomechanismus
der Antriebsrolle der Folgeeinheit (nicht gezeigt) zugeleitet, um die Geschwindigkeit
der Folge-Wiedergabevorrichtung um 10/, -zu erhöhen, bis- der Korrelator 2 (F i
g. 1) ein Ausgangssignal liefert. Gleichzeitige Taktimpulse bewirken das Funktionieren
des Korrelators 2 und der Kombiniereinheit 6; somit wird ihr Funktionieren dann
vermieden, wenn es sich um falsche Korrelation in einem anderen Zeitabschnitt handeln
würde.
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Indessen ist hier eins zu beachten: Obwohl die Taktimpulse ein gewisses
Maß an Bandsynchronisierung bewirken, können doch die in verschiedenen Stationen
aufgezeichneten Zeitcodes Zeitunterschiede von bis zu 10 ms aufweisen, und weitere
Fehler von bis zu 15 ms können infolge von Laufzeitunterschieden auftreten; daher
ist eine richtige Korrelation bei Übereinstimmung der Zeitcodes nicht notwendig
und gewährleistet. Deshalb liefert die Differenzschaltung 13, wenn die angezeigte
Zeitdifferenz -Null ist, eine konstante Vorspannung; damit wird die Fortsetzung
des »Naehlaufensu sichergestellt.
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- Bei Erzielung der angestrebten Korrelation wird die Steuereinheit
durch die Sperrschaltung 14 gesperrt; diese wird über die Wiedergabe-Steuereinheit
15 durch den Korrelator gesteuert. Der Korrelator erzeugt eine Steuerspannung für
die Verzögerungs- und Verzöge-.rungssteuereinheit (WS-Einheit) 3, und zwar dadurch,
daß er die Breitband-Vorerkennungssignale der Leit-und der Folgeeinheit direkt vergleicht
und durch,eine Plus- oder Minusanzeige zu erkennen gibt, ob die Folgeeinheit bezüglich
der Leiteinheit voreilt oder nachläuft. Da eine scheinbar richtige Korrelation in
verschiedenen mehrdeutigen Punkten angezeigt werden kann, die in durch Mehrfache
der Schaltperiode (Modulation) gegebenen Abständen liegen, -können zwecks Beseitigung
der Mehrdeutigkeiten die demodulierten Daten verglichen werden. Da der -Korrelator
das Signal der Folgeeinheit erst nach der Einstellung .der Verzögerung und der Phase
»sieht<, wird die Verzögerung anfänglich auf den halben Wert -der gesamten Verzögerung
voreingestellt, um in beiden Richtungen Flexibilität zu gewährleisten. Wie schon
bemerkt, wird bei Erreichung der richtigen Korrelation die Hauptsteuereinheit gesperrt.
Die Geschwindigkeitssteuerung der Folgeeinheit wird von diesem Punkt an -in Verbindung
mit der Beschreibung der VVS-Einheit 3 erläutert werden. - -Noch vor einer detaillierten
Beschreibung dieser -Einheit sollen jedoch die - restlichen Elemente : der F i g.
1 beschrieben werden,- damit die Funktion -der -VVS-Einheit im-Rähmen des Grundsystems
gewürdigt werden kann. Das Folgesignal von der VVS-Einheit.3, das zwecks Erzielung
einer zeitlichen Koinzidenz mit der Leiteinheit entsprechend verzögert wurde, wild
über einen Aufwärts-Frequenzumsetzer der Phasenkorrektionsschaltung 5 zugeführt.
Diese dient- der Kompensation von Phasen- und Frequenzfehlern, die .durch Sende-
und Empfangsoszillatoren, Dopplereffekt usw. verursacht werden. Wie die F i g: 1
b im Detail zeigt, wird das Folgesignal einer vom Oszillator 52 erhaltenen Trägerfrequenz
überlagert und zwecks Aussiebung des unteren Seitenbandes durch die Misch- und Filterschaltung
51 gefiltert. Das resultierende Signal und der Ausgang des spannungsgesteuerten
Oszillators 54 werden der Mischstufe 53 zugeleitet, die ihrerseits über den 90°-Phasenschieber
56 auf die Kombiniereinheit 6 einwirkt (F i g. 1). Jede Phasen-oder Frequenzdif%renz
zwischen dem Leit- und dem Folgesignal wird durch den 90°-Phasenvergleicher 55 festgestellt,
der den spannungsgesteuerten Oszillator so einstellt, daß das der Kombiniereinheit
zugeführte Ausgangssignal der Folgeeinheit in Phasenquadratur mit dem Ausgang der
Leiteinheit ist: -
Mittlerweile ist das Leitsignal mittels des Aufwärts-Frequenzumsetzers
7 (F i g. 1) einer Frequenzänderung unterzogen worden, so daß es im Komparator 55
frequenzmäßig mit dem Folgesignal übereinstimmt. Es sei bemerkt, daß der Phasenschieber
56 die 90°-Phasenkorrelation kompensiert.
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Die nunmehr kompensierten Signale werden in der Kombiniereinheit 6
im optimalen Verhältnis zusammengesetzt. Regelspannungen können von den aufgezeichneten
Signalen mit automatischer Pegelregelung oder durch Gleichrichtung des außerhalb
des Bandes liegenden Rauschens in der Kombiniereinheitsteuerung 8 gewonnen werden.
Beide Methoden sind wohlbekannt und sollen deshalb nicht weiter erörtert werden;
nur ist zu bemerken, daß eine gleichzeitige Verwendung beider Methoden wegen der
Signalabschwächungen der Bandeinheiten wünschenswert sein kann.
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Das kombinierte Signal der Leit- und der Folgeeinheit ist nun durch
den Abwärts-Frequenzumsetzer 9 in der Frequenz herabgesetzt und kann auf einer einzigen
Spur aufgezeichnet werden.
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Die Verzögerungs- und Verzögerungssteuereinheit 3 (VVS-Einheit) nach
F i g. 1 soll nun an Hand der F i g. 2 bis 6 im einzelnen beschrieben werden. Vor
allem, um die Einfachheit des Blockschemas in F i g. 1 zu wahren, sind der lokale
Oszillator 31, die Mischstufe 32 und der Demodulator 33, die mit der Verzögerungsleitung
der VVS-Einheit verbunden sind, in die F i g. 2 aufgenommen. Diese Einheiten dienen
dazu, die Bandbreiteerfordernisse der Leitung zu erfüllen (die ihrerseits durch
die Bandbreite des Folgesignals bestimmt werden); dabei liefern die beiden erstgenannten
Einheiten ein Zweiseitenband-AM-Signal von 60 MHz, welches nach Verlassen der Verzögerungsleitung
durch die dritte Einheit demoduliert werden kann, um wieder die fundamentale Frequenz
der Folgeeinheit (Folgefrequenz) zu erzeugen.
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Die VVS-Einheit besteht im wesentlichen aus drei Teilen ; einer Verzögerungsleitung
mit Verzögerungsabschnitten dl bis d. und zwischen diesen Abschnitten den Schaltern
s1, srs . . ., die mit 60 MHz arbeiten; ferner gehören dazu eine Verzögerungs-Steuereinheit
mit einem Logikschaltkreis 34 und einem binären Zweirichtungszähler 35 sowie eine
Auswähl- und Kombiniereinheit 36. Jeder Verzögerungsabschnitt besteht aus einer
Verzögerungseinheit und gegebenenfalls einem Verstärker. Für lange Verzögerungen
(bis zu 5000 #ts) finden Quarz-Verzögerungsabschnitte Verwendung, die bei Trägerfrequenzen
von 60 MHz arbeiten. Für kurze Verzögerungen bis zu einschließlich 0,8 p,s werden
geeignete Koaxialkabel benutzt. Verstärker a1 ... an sind für die Kompensation
der Dämpfung der größeren Quarz Verzögerungseinheiten im einzelnen und der kombinierten
Verluste der Kabel und der kleinen Quarz-Verzögerungseinheiten erforderlich. Die
Verzögerungsabschnitte sind für einen konstanten Übertragungsgewinn (oder -vertust)
ausgelegt, so daß die Ausgangsleitung von der Einstellung der Verzögerungsleitung
unabhängig ist. Zur Vereinfachung der Einstellung der Verstärker kann zu Kontrollzwecken
ein 59-MHz-Bezugssignal (Amplitudenvergleich) erzeugt werden, und jeder Verzögerungsabschnitt
oder jede Gruppe kann der Reihe nach eingestellt werden (nicht gezeigt).
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Die durch jeden Verzögerungsabschnitt bewirkte Verzögerung ist halb
so groß wie die Verzögerung des vorhergehenden Abschnittes. Der gesamte Verzögerungsbereich
D ist somit
worin Do die doppelte Verzögerung des größten Abschnittes, D, die Verzögerung des
kleinsten Abschnittes und n die Gesamtzahl der Abschnitte bedeutet. Dies ermöglicht
ein optimales System in dem Sinn, daß eine Verdopplung der Verzögerung den Aufwand
und die Kosten um den Faktor (1+n)/n erhöht, während eine solche Verdopplung bei
anderen Systemen auch eine Verdopplung des Aufwands und der Kosten mit sich bringt.
Somit werden für einen Verzögerungsbereich von 819,1 [,s nur dreizehn Abschnitte
mit Verzögerungen von 409,6, 204,8, 102,4 ... 6,4, 3,2 ... 0,2 und
0,1 #ts benötigt. Dieser Verzögerungsbereich erlaubt es, die Verluste durch Phasenverzerrungen
niedriger als 1 db zu halten. Aus Gründen der Anschaulichkeit sollen jedoch in der
folgenden Beschreibung nur so viele Abschnitte betrachtet werden, wie für das Verständnis
der zu untersuchenden Funktionsweise erforderlich sind.
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Die Verzögerung wird in jedem Augenblick durch die Schalters"
s2 ... gesteuert, die ihrerseits durch den Binärzähler 35 gesteuert werden
(über den Logikschaltkreis 34). Der Binärzähler 35 zählt in beiden Richtungen und
addiert bzw. subtrahiert somit die letzte Binärstelle, je nach der Polarität des
Korrelator-Ausgangssignals; dabei speichert er in seinen Flip-Flop-Stufen f1, f2
. . . einen Zählerstand, der der gewünschten Verzögerung entspricht. Das
Fortschalten des Zählers wird von 100-MHz-Taktimpulsen gesteuert, deren Quelle 37
mit zwischen den Zählerstufen befindlichen Torschaltungen asm, asm-1 ...
verbunden ist, welche -- ebenso wie die Torschaltungen asl, as2 ...
- Vorwärts-Rückwärts-Steuersignale
(Addition bzw. Subtraktion) empfangen. Die Vorwärts-Rückwärts-Torsteuerung 38 wird
ihrerseits durch das Plus-Minus-Fehlersignal des Korrelators gesteuert. Derartige
Zweirichtungs-Binärzähler sind wohlbekannt; der dargestellte Zähler wurde daher
aus Gründen der klaren Verständlichkeit nicht im Detail ausgeführt.
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Da der Betrag der gewählten Verzögerung durch einen Zweirichtungszähler
gesteuert wird, dessen Zustand bei jeder Änderung stets seriell-binär fortgeschaltet
wird (z. B. 1000 - 0111- 0110 usw.), kann die gewählte Verzögerung in derselben
Weise variieren (z. B. 6,4 -- 6,3 - 6,2), so daß minimale Übergangsschritte gewährleistet
sind.
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Die soweit beschriebene Einrichtung stellt Einschwingvorgänge noch
nicht in Rechnung und ebenso auch den naturgegebenen Informationsverlust, der durch
die Quantisierung der Verzögerungszeit bei Breitbandanwendungen entsteht, wie z.
B. bei der Kombinierung von Magnetbandeinheiten vorliegen. Dieser Einschwingvorgang
wird durch die Verwendung von zwei Hilfsverzögerungen für jede primäre Arbeitsverzögerung
vermieden. Diese Verzögerungen sind um eilte Verzögerungseinheit kleiner bzw. größer
als die primäre Verzögerung. Stellt man die gewünschte
Verzögerung
als Binärzahl dar, so ergibt sich etwa folgende typische Situation:
| Verzögerung ......... 1,6 0,8 0,4 0,2 0,1 |
| Hilfsverzögerung ..... 1 0 0 0 1 |
| Primäre Verzögerung .. 1 0 0 0 0 |
| Hilfsverzögerung ..... 0 1 1 1 1 |
Die erste Leitung liefert eine Verzögerung von 1,7 #ts, die zweite eine solche von
1,6 #ts und die dritte von 1,5 p,s. Die primäre sowie die Hilfsverzögerung werden
(wie noch zu erläutern sein wird) durch den Logikschaltkreis automatisch eingeschaltet,
und bei jeder Änderung der primären Verzögerung ändern sich auch die Hilfsverzögerungen.
Dies ermöglicht ein Ein- und Ausblenden von Verzögerungsabschnitten durch die Auswähl-Kombiniereinheit
36 in der gewünschten Richtung. Wird z. B. eine Verzögerung von 1,6 [,s vom Korrelator
2 über den Zähler als gewünscht angezeigt und dieser Sollwert in beiden Richtungen
variiert, so wird eine der Hilfsverzögerungen (diejenige in der entsprechenden Richtung)
eingeblendet, während die primäre Verzögerung ausgeblendet wird. Die Hilfsverzögerung
ist somit zu einer primären (Arbeits-) Verzögerung geworden.
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Die richtige Zusammenfügung von Verzögerungsabschnitten wird durch
die Einstellung der in F i g. 3 gezeigten Schaltelemente bestimmt, von denen jedes
die Verbindung des vorhergehenden Verzögerungsabschnitts oder der entsprechenden
Überbrückung mit dem nächsten Verzögerungsabschnitt oder aber des vorhergehenden
Verzögerungsabschnitts oder der vorhergehenden Überbrückung mit der nächsten Überbrückung
auswählt (F i g. 2). Diese Schaltelemente sind so ausgelegt, daß sie eine große
Eingangs- und eine kleine Ausgangsimpedanz haben; somit wird an jeden der folgenden
Abschnitte die gleiche Leistung geliefert. Jeder Schalter verbindet einen von zwei
Eingängen (A oder B) mit einer gemeinsamen Belastung, je nachdem,
welche Seite - C oder C - gesperrt oder entsperrt ist. Diese an sich bekannte Transistorschaltung
setzt Schalt-Einschwingvorgänge auf ein Mindestmaß herab und ist einem Diodenschalter
vorzuziehen, dessen Verluste in gewissem Ausmaß vom Signalpegel abhängen.
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Die eigentlichen Schaltelemente werden über den Logikschaltkreis 34
durch die Einstellung der Zähler-Flip-Flops gesteuert. Letztlich bestimmt der Zähler
sowohl den primären Verzögerungsabschnitt als auch die Hilfsverbindungen. Die Einstellung
der Schalter zwischen zwei gegebenen Abschnitten wird durch den in der vorhergehenden
Stufe sowie auch in den zwei folgenden Stufen gespeicherten Zählerstand bestimmt.
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F i g. 4a veranschaulicht den soeben beschriebenen Ablauf der Vorgänge,
während F i g. 4b die geschalteten Verbindungen für jeden der acht möglichen Zustände
von drei benachbarten Zählerstufen zeigt. In dieser Figur versinnbildlichen die
oberen Pfeile die Stellung des oberen Schalters (z. B. s,), während die unteren
Pfeile die Stellung des unteren Schalters zeigen (z. B. s,). Die F i g. 4 c veranschaulicht
die durch den Logikschaltkreis 34 in F i g. 2 gegebene logische Verknüpfung für
die Steuerung der Schalter durch die Zählerstufen. Hier sind nur drei Zählerstufen,
die zugehörige Logik und eine Schaltergruppe dargestellt; naturgemäß ist die gesamte
Vorrichtung viel umfangreicher. Es genügt der Hinweis, daß gemäß der logischen Verknüpfung
nach F i g. 4 c der obere Schalters, in der Stellung 10 sein muß, wenn die Zählerstufen
f,. .. . f3 die Zustände 0.0.0 oder 1.0.0 aufweisen, und im Fall der Inversion dieser
Bedingungen in der Stellung 01. Andererseits muß der untere Schalter s2 in der Stellung
10 sein, wenn diese Stufen die Zustände 1.1.1 oder 0.1.1 aufweisen, und bei Inversion
dieser Bedingungen in der Stellung 01. Die gezeichnete Anordnung von UND-Schaltkreisen
(Halbkreise), ODER-Schaltkreisen (Kreise), Umkehrstufen (INV) erfüllt diese Bedingungen.
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F i g. 5 gibt die sechzehn möglichen Zustände einer geschalteten Verzögerungsleitung
mit vier Elementen wieder, die durch einen vierstufigen Binärzähler gesteuert wird.
Hier ist der nochmalige Hinweis am Platze, daß in der beschriebenen Ausführung jede
Schaltergruppe (nicht jeder Verzögerungsabschnitt) durch die vorhergehende und die
zwei folgenden Zählerstuf6n gesteuert wird. Deshalb sind in F i g. 5 nur zwei Schaltergruppen
dargestellt, die durch vier Stufen gesteuert werden. Der letzte Verzögerungsabschnitt
ist zweimal ausgeführt, um eine Auswahl von vier Ausgängen zu ermöglichen, von denen
aus die primäre Verzögerung und die Hilfsverzögerungen abgenommen werden können.
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In dieser Figur, die zunehmende Binärwerte (und somit Verzögerungen)
von oben nach unten zuerst in der linken und dann in der rechten Spalte zeigt, entsprechen
die in einem Kästchen stehenden Binärwerte der primären Verzögerungseinstellung,
während die anderen Binärzahlen darüber und darunter die Hilfsverzögerungen darstellen.
Diese auf Vorgabe beruhende Anordnung von primären und Hilfsverzögerungen gibt die
Sicherheit, daß die vorgegebenen Verzögerungsabschnitte »gefüllt« worden sind, so
daß im Fall der Zu- oder Abnahme um eine Einheit das Ausgangssignal unmittelbar
zur Verfügung steht. Zu bemerken ist noch, daß unabhängig von der primären Einstellung
die Hilfsverzögerungen auf beiden Seiten der primären Verzögerung in derselben Rangordnung
angeordnet sind. Überdies vermeidet die Anordnung jede Beeinflussung zwischen den
verzögerten Hilfs- und Primärsignalen, weil das Anfangssignal niemals einen Weg
nimmt, der sich mit dem Weg eines Nachbarsignals vereinigt.
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Soll die variable Verzögerungsleitung in weniger verfeinerten Systemen
Verwendung finden (d. h. dort, wo Einschwingvorgänge keine so große Rolle spielen),
so macht die Erfindung die vier Ausgänge entbehrlich und erlaubt die Beschränkung
auf eine einzige Ausgangsklemme. In einem solchen Fall können primäre und Hilfsverzögerungen
natürlich nicht gleichzeitig verfügbar sein, doch ist die Logik beträchtlich vereinfacht,
weil ja jede Schaltergruppe lediglich einer Steuerung durch die benachbarten zwei
Zählerstufen bedarf, was z. B. über ein Paar ODER-Schaltkreise und einen Codeumsetzer
erfolgen kann, der einen Binärcode in einen Eins-aus-Vier-Code umsetzt.
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Vor einer detaillierteren Betrachtung der in F i g. 6 dargestellten
Auswähl- und Kombiniereinheit 36 empfiehlt sich eine nochmalige Verweisung auf die
F i g. 1 und 1 a, und zwar vornehmlich mit Bezug und auf die Servo-Geschwindigkeitssteuerung
der Folgeeinheit durch die Hauptsteuereinheit 1. Wie erinnerlich, wird diese Steuerung
bei Korrelation innerhalb der Hauptsteuereinheit gesperrt. Jetzt erkennt man, daß
der Zähler selbst, da er ja in seinem Zustand die erforderliche Verzögerung wiedergibt
und somit tatsächlich
eine Geschwindigkeitsanzeige der Folgewiedergabeeinheit
liefert, für eine direkte Steuerung des Folgeservos benutzt werden kann. Daher kann
das Vorwärts-Rückwärts-Signal in F i g. 1. a durch die Feststellung einer »1u oder
einer »0u in der höchsten Binärstelle des Zählers (Stufe f1) gewonnen werden. Eine
»1u zeigt beispielsweise an, daß die Arbeitsverzögerung größer ist als die Hälfte
der verfügbaren Gesamtverzögerung, und ein entsprechendes Ausgangssignal zum Folgeservo
vermindert die Geschwindigkeit der Folgewiedergabeeinheit und erhält somit die Geschwindigkeit
der Folgeeinheit im Rahmen der Kapazität der Verzögerungsleitung. Das Wirksamwerden
der Geschwindigkeitssteuerung der Folgewiedergabeeinheit von der Differenzschaltung
zum Zähler geschieht durch den Korrelator über die Wiedergabesteuerung 15, die zugleich
die Sperrschaltung 14 und die Spaltenschaltung 16 beeinflußt. Nach anfänglicher
Korrelation wird es eine Vorteiltendenz geben, da die »0u in der höchsten Zählerstelle
zunehmende Geschwindigkeit der Folgeeinheit fordert und die Verzögerungsleitung
rasch abfällt; doch liefert der Korrelator jetzt ein negatives Signal, das mehr
Verzögerung fordert, und entsprechend vergrößert der Zähler seinen Zählstand, bis
eine »1u an der höchsten Zählerstelle erscheint, was den Servo der Folgeeinheit
wiederum verlangsamt. Wird die Korrelation positiv, so wird weniger Verzögerung
benötigt usw. ; dabei wird ungeachtet der schnellen und langsamen Geschwindigkeitsschwankungen
der Bandeinheiten die Koinzidenz der Signale von Leit- und Folgeeinheit gewährleistet.
Jedesmal, wenn die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Leit- und Folgeeinheit die
Tendenz zur Überkompensation der Verzögerungsleitung hat, dient das Vorwärts-Rückwärts-Signal
dazu, ein solches Ergebnis durch entsprechende Änderung der Folgegeschwindigkeit
zu vermeiden.
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In F i g. 6 ist jede Gruppe von Zwischenstufenschaltern der Einfachheit
halber in einem Kästchen U, das mehrere Umschalter enthält, untergebracht. Die nur
schematisch dargestellte Auswähl- und Kombiniereinheit umfaßt eine Schaltanordnung
für die Auswahl der primären und der Hilfsverzögerungen sowie variable Mittel zur
Hervorhebung eines der ausgewählten Signale. Während der Schaltvorgang in der Praxis
elektronisch geschieht und die Hervorhebung durch Ein- und Ausblenden von variablen
Pegelverstärkern erzielt wird, dient die gezeichnete schematische Anordnung zur
anschaulichen Darstellung der funktionellen Beziehungen zwischen den Elementen.
Die elektronische Schaltung, die ein Fachmann der Schaltungslogistik ohne weiteres
aus dem dargestellten Schema ableiten kann, ist der Kürze halber weggelassen worden;
immerhin kann man sich beispielshalber an folgenden Hinweis halten: Die vier Ausgänge
der Verzögerungsleitung sind zu einem Paar Segmentschalter 361 und 362 geführt,
deren jeweilige drehbare Kontaktarme gemeinsam durch die Schaltsteuerung 364 bewegt
werden. Sind die Segmente in der dargestellten Weise angeordnet und mit den Ausgängen
der Verzögerungsleitung verbunden, so sieht man, daß unabhängig davon, welcher Rotorkontakt
im Zentrum eines Sgments steht, der andere Rotorkontakt im Zentrum eines Sgments
steht, der andere Rotorkontakt in einem »Zwischenraum« zu stehen kommt, beiderseits
dessen die Hilfsverzögerungen wirksam sind. Ist die Primärverzögerung z. B. 11101,
so würden die Hilfsverzögerungen 11100 und 11110 »in Wartestellung« sein. Dies geschieht
unabhängig davon, auf welcher Leitung X oder Y die Primärverzögerung
erscheint. Die Notwendigkeit von zwei »Warte«-Verzögerungen folgt daraus, daß die
zu erwartende Fortschalterichtung des Zählers noch nicht bekannt ist; d. h., man
weiß noch nicht, ob der Korrelator mehr oder weniger Verzögerung benötigen wird.
Die Segment-Schaltsteuerung 364 stellt die Rotoren entsprechend den Zählerstufen
f, und f, ein, die überdies die den niedersten Binärstellen entsprechenden Zählerstufen
für die Steuerung der Verzögerungsleitungsschalter se, slo sind (naturgemäß in Verbindung
mit der Stufe f5). Da die Rotorsteuerung den Logikschaltkreis überbrückt, spricht
sie nur auf die Primärverzögerungsanzeige an. Indessen sind die Segmente, wie schon
beschrieben, so angeordnet, daß sie auch das Wirksamwerden von Hilfsverzögerungen
steuern. Beginnt eine Rotorbewegung als Folge eines neuen Zählerstandes, so schließt
ein Hilfssegment unmittelbar Kontakt mit einer der Zuführungsleitungen
X oder Y (in der Zeichnung ist es X). Das Drehpotentiometer
363 übernimmt die Funktion des Ausblendens der Primärverzögerung und des Einblendens
der Hilfsverzögerung, die nun den »Primärstatus« gewonnen hat. Der »Potu-Rotor gehorcht
der Pot-Steuerung 365, die ihrerseits durch die niedersten Zählerstufen f$
. . . fm gesteuert wird (wo fm vom gewünschten Stetigkeitsgrad abhängt).
Somit wird sich der Pot-Rotor im Uhrzeigersinn und entgegen diesem Sinn zwischen
den Endstellungen U und V drehen; dabei wird er im Ruhezustand des
Zählers stets in der Endstellung sein, die dem Primärsegment zugeordnet ist, und
sich in die andere Endstellung drehen, wenn der Zähler fortgeschaltet wird.
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Die obigen Betrachtungen können an Hand eines Übersetzungsgetriebes
veranschaulicht werden; dabei dreht sich der Pot-Rotor um etwa 360° für je eine
90°-Drehung der Drehschalter. Mit dieser Anordnung werden stetige Verzögerungsänderungen
gewährleistet, und es ist ein entsprechend verzögertes Folgesignal am Ausgang verfügbar,
das zur nächsten Einheit im Magnetband-Kombiniersystem übermittelt wird.