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Analog-Digital-Umwandler Die Erfindung betrifft Analog-Digital-Umwandler,
die mindestens zwei Kodierscheiben mit einem einschrittigen zyklischen Kode besitzen,
mit einer durch ein übersetzungsgetriebe an eine langsame Kodierscheibe gekoppelten
schnellen Kodierscheibe, mit auf jeder Kodierscheibe ringförmig angeordneten Leitungssegmentkreisen
und mit entsprechenden Bürsten für jeden Leitungssegmentkreis der.schnellen Kodierscheibe.
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Bei einem bekannten Umwandler dieser Art ist die eine Scheibe im Gray-Kode
gehalten, während die andere Scheibe einen anderen einschrittigen, zyklischen Kode
besitzt. Um nun das Ergebnis der Scheibenabtastung weitergeben zu können, muß man
zwei verschiedene Sorten von Kodewandlern benutzen, nämlich einen, der zum Kode
der schnelleren und einen, der zum Kode der langsameren Kodierscheibe paßt. Außerdem
arbeitet diese Vorrichtung mit Schaltern (britische Patentschrift 809 343).
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Außerdem ist ein Umwandler bekanntgeworden, der zwei Kodierscheiben
verwendet und im natürlichen binären Kode arbeitet. Dieser Kode hat den Nachteil,
daß er nicht einschrittig ist. Zum Beispiel wird hier die dezimale Zahl 7 durch
0111 und die dezimale Zahl 8 durch 1000 dargestellt. Man hat hier wohl den Vorteil,
daß beim Zählen keine Doppeldeutigkeiten auftreten können, muß jedoch in Kauf nehmen,
daß man nicht die Vorteile der Einschrittigkeit hat.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Analog-Digital-Umwandler anzugeben,
bei dem beide Kodierscheiben im gleichen Kode, nämlich im Gray-Kode, gehalten sind,
der die Doppeldeutigkeit beim Zählen vermeidet und der in der dritten, vierten usw.
Ziffernstelle die richtige Polarität der Ausgangssignale hat, eine Polarität, die
keinesfalls ohne weiteres dann entsteht, wenn man zwei im Gray-Kode gehaltene Scheiben
verwendet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Kombination folgender
Merkmale gelöst: a) Beide Kodierscheiben sind im Gray-Kode gehalten.
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b) Der höchstwertigste Leitungssegmentkreis der schnellen Kodierscheibe
hat ein Segment, das 180° lang ist und von einer weiteren Bürste kontaktiert wird,
die um 90° von der erstgenannten entsprechenden Bürste entfernt ist.
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c) Die weitere Bürste ist mit dem Eingang eines Inverters verbunden.
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d) An der langsamen Kodierscheibe liegen eine Anzahl umfangsmäßig
im Abstand angeordneter Bürstenpaare. e) Die Bürsten der langsamen Kodierscheibe
sind mit zugehörigen Dioden verbunden.
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f) Sowohl der Eingang als auch der Ausgang des Inverters sind mit
den Leitungssegmentkreisen der langsamen Kodierscheibe verbunden.
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g) Vom Bürstenpaar für die niederwertigste Stelle der langsamen Kodierscheibe
ist die später kontaktierende Bürste mit dem Ausgang des Inverters verbunden und
die früher kontaktierende Bürste mit dem Eingang des Inverters.
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h) Bei allen restlichen Bürstenpaaren ist die früher kontaktierende
Bürste mit dem Ausgang des Inverters und die später kontaktierende Bürste mit dem
Eingang des Inverters verbunden.
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Bei dieser Lösung gibt also das höchstwertigste Leitungssegment mit
seinen an sich falschen Polaritäten den Augenblick an, zu dem die Bits des niederwertigsten
Leitungssegmentkreises der langsamen Kodierscheibe mit ihrer richtigen Polarität,
jedoch mit ihren durch die Ungenauigkeit des übersetzungsgetriebes bedingten zeitlichen
Verschiebungen, ausgelesen werden.
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In der Zeichnung, welche einen Teil der vorliegenden Beschreibung
bildet und in Verbindung mit dieser zu betrachten ist, sind gleiche Teile mit gleichen
Bezugszeichen bezeichnet. In der Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele dargestellt
sind, zeigt F i g. 1 eine abgewickelte schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform
der Erfindung, in welcher die mit niedriger Geschwindigkeit umlaufende Kodierscheibe
eine Anzahl von elektrisch isolierten Kreisen besitzt, welche der Anzahl der Schritte
entsprechen,
die durch das der niedrigen Geschwindigkeit zugeordnete
Muster erzeugt werden; F i g. 2 ist eine abgewickelte schematische Ansicht einer
zweiten und bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, in welcher die mit niedriger
Geschwindigkeit umlaufende Scheibe ein Paar elektrisch voneinander isolierter Muster
besitzt, von. denen jedes dem der hohen Geschwindigkeit zugeordneten Muster gleich
ist.
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Nun wird insbesondere auf F i g. 1 Bezug genommen. Das der hohen Geschwindigkeit
zugeordnete Muster besitzt vier Kreise aus Elementen, welche allgemein mit den Bezugszeichen
10, 20, 30 und 40
bezeichnet sind. Der Kreis 10 ist mit acht leitenden
Segmenten und acht nichtleitenden, zwischen den Segmenten liegenden Räumen versehen.
Der Kreis 20
ist mit vier leitenden Segmenten und vier zwischen den Segmenten
liegenden Räumen versehen. Der Kreis 30 hat zwei Segmente und zwei Zwischenräume.
Der Kreis 40 besitzt ein Segment und einen Zwischenraum. Alle leitenden Elemente
der Kreise 10 bis 40 sind an einen gemeinsamen Schleifring angeschlossen,
auf welchem die Bürste 2 in Kontakt liegt. Die Bürste 2 ist mit einer Quelle 1 einer
positiven Eingangserregurigsspannung verbunden. Das der hohen Geschwindigkeit zugeordnete
Muster hat ein größtmögliches Aufnahmevermögen von 32 und besitzt die Zählungen
_0, .1, 2, . . ., 15, 16, 17, . . ., 29, 30 und 31, wie durch die unterstrichenen
Zahlen angegeben ist. Das der hohen Geschwindigkeit zugeordnete Muster ist auf einer
nichtleitenden Scheibe angeordnet, die radial längs der Linie C-C aufgeschnitten
und abgewickelt dargestellt ist. Die Linie C-C liegt in der Mitte der Zählung von
16. Bürsten 16, 26, 36 und 46 sind radial ausgerichtet und angeordnet, so daß sie
abwechselnd die Segmente und Zwischenräume der Kreise 10, 20, 30 bzw. 40 berühren.
Die Bürste 56 hat abwechselnd an dem Segment und dem Zwischenraum des Kreises 40
Kontakt und ist um 90° von der Bürste 46 versetzt. Die Bürsten 16, 26, 36 und 46
sind an die Ausgangsklemmen 18, 28, 38 bzw. 48 angeschlossen. Die Bürste 56 ist
mit einer Klemme 58 verbunden.
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Das der niedrigen Geschwindigkeit zugeordnete Muster besitzt elektrisch
isolierte Kreise 110, 120, 130, 140 und 150, der Kreis 110 hat acht Segmente und
acht Zwischenräume, der Kreis 120 vier Segmente und vier Zwischenräume, der Kreis
130 zwei Segmente und zwei Zwischenräume. Jeder Kreis 140 und 150 besitzt ein Segment
und einen Zwischenraum. Die Segmente des Kreises 110 sind mit einem gemeinsamen
Schleifring verbunden, an welchem eine Bürste 116 in Kontakt liegt; die Segmente
des Kreises 120 sind mit einem gemeinsamen Schleifring verbunden, an welchem die
Bürste 126 in Kontakt liegt. Die Segmente des Kreises 130 sind an einen gemeinsamen
Schleifring angeschlossen, an welchem eine Bürste 136 in Kontakt liegt. Das Segment
des Kreises 140 ist mit einem Schleifring verbunden, an dem eine Bürste 146 in Kontakt
liegt. Das Segment des Kreises 150 ist mit einem Schleifring verbunden, an dem eine
Bürste 156 liegt. Das größtmögliche Aufnahmevermögen der Verschlüsselungseinrichtung,
das sowohl die der hohen Geschwindigkeit als auch der niedrigen Geschwindigkeit
zugeordnete Scheibe i berücksichtigt, ist 32 - 24.
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Das der niedrigen Geschwindigkeit zugeordnete Muster schafft Zählungen
0 . 24, 1 - 24, . . . , 15 -24,
16 . 24, 17 -24,
. . . , 30k24 und 31.24, wie durch die unterstrichenen Ausdrücke angegeben ist.
Die Kreise 110 bis 150 sind auf einer nichtleitenden Scheibe angeordnet, die radial
längs der Linie D-D aufgeschnitten und abgewickelt gezeigt ist. Die Linie D-D liegt
in der Mitte der Zählung 16 -24. Die der hohen Geschwindigkeit und der niedrigen
Geschwindigkeit zugeordneten Scheiben sind über Untersetzungsgetriebe 5 miteinander
verbunden, so daß sechzehn Umdrehungen der der hohen Geschwindigkeit zugeordneten
Scheibe erforderlich sind, um einen Umlauf der die niedrige Geschwindigkeit aufweisenden
Scheibe herbeizuführen. Das der niedrigen Geschwindigkeit zugeordnete Muster zählt
so halbe Umdrehungen des der hohen Geschwindigkeit zugeordneten Musters. Die Bürsten
116, 126, 136, 146 und 156 sind mit Ausgangsklemmen 118, 128, 138, 148 und 158 verbunden.
Die Klemme 58 ist an den Eingang eines Inverters 59 angeschlossen, der eine niedrige
Ausgangsimpedanz haben soll. Das Ausgangssignal des Inverters 59 ist komplementär
zu seinem Eingangssignal, das an der Klemme 58 erscheint. Wenn sich die Klemme 58
auf einem positiven Potential gleich dem an der Klemme 1 befindet, und zwar dadurch,
daß die Bürste 56 das Segment des Kreises 40 berührt, soll das Ausgangssignal
des Inverters 59
an Masse liegen, was eine »0« darstellt. Wenn die Klemme
58 an Masse liegt, was eine »0« darstellt, weil die Bürste 56 in dem Zwischenraum
des Kreises 40 liegt, soll das Ausgangssignal des Inverters 59 ein positives Potential
gleich demjenigen sein, das an der Klemme 1 zugeführt wird. Die Klemme 58 ist weiter
über einen Kristall 111 mit einer Bürste 114 verbunden. Der Ausgang des Inverters
59 ist über einen Kristall 112 mit einer Bürste 113 verbunden. Die Bürsten 113 und
114 sind so angeordnet, daß sie die Segmente des Kreises 110 berühren. Die Anschlußklemme
58 ist auch über einen Kristall an eine Bürste 123 und weiter über einen Kristall
131 an eine Bürste 133 und weiter über einen Kristall 141 an eine
Bürste 143 und weiter über einen Kristall 151 an eine Bürste 153 weitergeschaltet.
Der Ausgang des Inverters 59 ist auch über einen Kristall 122 an eine Bürste 124,
über einen Kristall 132 an eine Bürste 134, über einen Kristall 142 an eine
Bürste 144 und über einen Kristall 152 an eine Bürste 154 geschaltet. Die
Bürsten 123 und 124 sind so angeordnet, daß sie die Segmente des Kreises 120 berühren,
während die Bürsten 133, 134 zur Kontaktgabe an den Segmenten des Kreises 130 vorgesehen
sind. Die Bürsten 143 und 144 sind so angeordnet, daß sie abwechselnd das Segment
und den Zwischenraum des Kreises 150 berühren. Die Bürsten 153 und 154 berühren
abwechselnd das Segment und den Zwischenraum des Kreises 150. Die Bürsten 113, 114
sind um die halbe Länge des Bogens gegeneinander versetzt, welcher von einem Segment
oder einem Zwischenraum des Kreises 110 eingenommen wird. Die Paare der Bürsten
123 und 124,
133 und 134, 143 und 144 sowie 153 und 154 haben den gleichen
Abstand wie das Bürstenpaar 113 und 114. So hat jedes Paar aus Bürsten einen Abstand
von 1/s2 Umdrehung oder 11,25°.
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Wenn nur ein einziges Muster verwendet werden würde, würde das Signal
an der Klemme 58 die bedeutendste Ziffer darstellen. Das würde die nächstmehr bedeutende
Ziffer als das Signal an der Ausgangsklemme 48 sein. Jedoch bei mehreren Mustern
erscheint die nächstmehr bedeutende Ziffer als das
an der Ausgangsklemme
48 liegende Signal an der Ausgangsklemme 118. Somit wird in einer mehrere Muster
aufweisenden Verschlüsselungseinrichtung die bedeutendste Ziffer (Klemme 58) des
mit hoher Geschwindigkeit laufenden Musters verloren und durch die am wenigsten
bedeutende Ziffer (Klemme 118) des mit geringer Geschwindigkeit laufenden Musters
ersetzt. Das der geringen Geschwindigkeit zugeordnete Muster zählt in Zunahmewerten
von 24 = 16; während das Aufnahmevermögen des der hohen Geschwindigkeit zugeordneten
Musters offensichtlich 25 = 32 ist. Der Verlust eines Schrittes an der Klemme 58
vermindert das Aufnahmevermögen der Verschlüsselungseinrichtung von einem scheinbaren
Wert von 32 - 25 auf einen tatsächlichen Wert von 32 - 24, erzeugt aber einen Überwert,
der die Ausscheidung der Vieldeutigkeit ermöglicht. Die der geringen Geschwindigkeit
zugeordneten Muster zählen halbe Umdrehungen der mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden
Scheibe, welche die Zunahmewerte von 24 = 16 darstellt. Wenn somit das mit hoher
Geschwindigkeit arbeitende Muster zwischen den Zählungen von 0 und 1.5 steht,
ist die Zählung der mit geringer Geschwindigkeit arbeitenden Scheibe eine gerade
Zahl der Zunahmewerte von 24, und wenn das mit hoher Geschwindigkeit arbeitende
Muster zwischen den Zählungen 16 und 31 steht, ist die Zählung der mit geringer
Geschwindigkeit arbeitenden Scheibe eine ungerade Zahl von Zunahmewerten von 24.
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Die Verschlüsselungseinrichtung ist an der Umlaufstelle gezeigt, wo
sich die Zählung der mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Scheibe von 31 zu 0 ändert
und die Zählung der mit geringer Geschwindigkeit arbeitenden Scheibe von
31 - 24 zu 0 - 24. An der Umlaufstelle ändert sich die Darstellung
von 511 zu 0. Die reflektierte binäre Darstellung von 511 ist 100 000 000. An der
Umlaufstelle überspreizen die Bürsten 153, 154 symmetrisch eine Übergangsstelle
des Kreises 150. Wenn die Bürste 56 das Segment des Kreises 40 berührt, dann wird
ein Signal auf die Klemme 58 gegeben, welche über den Kristall 151 an die Bürste
153 gekoppelt wird. Da die Bürste 153 an dem Segment des Kreises 150 Kontakt gibt,
erscheint eine »1« an der Ausgangsklemme 158. Nun wird beachtet, daß sich
das Muster unter den stationären Bürsten nach links bewegt. Die Bürste 56 wird den
Kontakt mit dem Segment des Kreises 40 unverzüglich unterbrechen, was eine
Verschiebung der Leitung von der nachlaufenden Bürste 153 zu der führenden Bürste
154 verursacht. Da die Bürste 154 in dem Zwischenraum des Kreises 150 liegt, fällt
die Ausgangsklemme 158 auf Masse, was eine »0« darstellt, und die Ausgangsdarstellung
ändert sich von 511 in 0. Infolge der Drehung der Scheibe mit hoher Geschwindigkeit
durch einen Viertelumlauf dreht sich die Scheibe mit geringer Geschwindigkeit durch
1/e4 Umlauf. Die führende Bürste 114 kommt mit einem Segment des Kreises 110 in
Kontakt, und die nachlaufende Bürste 153 unterbricht den Kontakt mit dem Segment
des Kreises 150. Da aber keine der Bürsten 114 oder 153 ein Signal führt, bleibt
die Ausgangsdarstellung unverändert. Infolge Drehung der Scheibe mit hoher Geschwindigkeit
durch einen halben Umlauf aus der gezeigten Stellung dreht sich die niedrige Geschwindigkeit
aufweisende Scheibe durch 1/s2 Umlauf. Die Bürsten 113 und 114 überspreizen nun
symmetrisch eine Übergangsstelle des Kreises 110. Die Bürste 56 steht mit dem Segment
des Kreises 40 in Kontakt. Die Durchleitung verschiebt sich von der nachlaufenden
Bürste 113 auf die führende Bürste 114. Da die Bürste 114 mit einem Segment des
Kreises 110 in Kontakt steht, wird das Ausgangssignal an der Klemme 118 positiv,
was eine »1« darstellt. Infolge Drehung der Scheibe mit hoher Geschwindigkeit durch
drei Viertel eines Umlaufs aus der gezeigten Stellung dreht sich die Scheibe mit
geringer Geschwindigkeit durch s/84 eines Umlaufs. Die nachlaufende Bürste steht
mit einem Segment des Kreises 110 in Kontakt. Die führende Bürste 124 steht mit
einem Segment des Kreises 120 in Kontakt. Da aber weder die Bürste 113 noch die
Bürste 124 ein Signal führt, bleibt die Ausgangsdarstellung unverändert. Infolge
Drehung der Scheibe mit hoher Geschwindigkeit durch einen Umlauf aus der gezeigten
Stellung heraus, dreht sich die Scheibe mit niedriger Geschwindigkeit durch 1/i6
ihres Umlaufs. Die Bürsten 123 und 124 überspreizen nun symmetrisch eine Übergangsstelle
des Kreises 120. Die Bürste 56
unterbricht den Kontakt zu dem Segment
des Kreises 40. Die Leitfähigkeit verschiebt sich von der nachlaufenden Bürste 123
zu der führenden Bürste 124. Da die Bürste 124 mit einem Segment des Kreises 120
in Kontakt steht, wird das Ausgangssignal an der Klemme 128 positiv, was eine »1«
darstellt.
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Die Hälfte der Übergangsstellen der mit niedriger Geschwindigkeit
umlaufenden Scheibe ist in dem Kreis 110 enthalten. Die verbleibende Hälfte der
Übergangsstellen der mit niedriger Geschwindigkeit umlaufenden Scheibe ist in den
Kreisen 120 bis 150
vorhanden. Die verschiedenen Übergangsstellen des
Kreises 110 wechseln sich mit denen der Kreise 120 bis 150 ab. Es wird bemerkt,
daß die Verbindungen zu den Ausgangsbürsten 113 und 114 des Kreises 110 entgegengesetzte
Polarität zu den Verbindungen der Paare der Eingangsbürsten der Kreise 120 bis 150
haben. Bei der mit niedriger Geschwindigkeit arbeitenden Übergangsstelle zwischen
den Zählungen 31 - 24 und 0 . 24 verschiebt sich die Leitfähigkeit
von der nachlaufenden Bürste 153 zu der führenden Bürste 154, während sie sich gleichzeitig
von der führenden Bürste 114 zu der nachlaufenden Bürste 113 verlagert. An der mit
niedriger Geschwindigkeit umlaufenden Übergangsstelle zwischen den Zählungen 0
.24 und 1 - 24 verschiebt sich die Leitfähigkeit von der nachlaufenden Bürste
113 zu der führenden Bürste 114, während gleichzeitig eine Verschiebung von
der führenden Bürste 154 zu der nachlaufenden Bürste 153 und von der führenden Bürste
124 zu der nachlaufenden Bürste 123 erfolgt. An der Übergangsstelle zwischen den
Zählungen von 1 -2 4
und 2. 24 verschiebt sich die Leitfähigkeit
von der nachlaufenden Bürste 123 zur führenden Bürste 124,
während
gleichzeitig eine Verschiebung von der führenden Bürste 114 zur nachlaufenden Bürste
113 stattfindet. So wird die Zählung der mit niedriger Geschwindigkeit arbeitenden
Scheibe immer geändert, wenn die Bürste 56 den Kontakt mit dem Segment des Kreises
40 unterbricht oder herstellt. Immer wenn die Bürste 56 Kontakt mit dem Segment
des Kreises 40 herstellt, wird eine Änderung in der Zählung durch den Kreis 110
herbeigeführt. Immer wenn die Bürste 56 den Kontakt mit dem Segment des Kreises
40 unterbricht, wird die Änderung in der Zählung durch einen der Kreise 120 bis
150 erzeugt.
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Nun wird auf F i g. 2 Bezug genommen. Die mit hoher Geschwindigkeit
arbeitenden Kreise und die
Anordnung der Bürsten und die Verbindung
der Bürsten zu den Ausgangsklemmen und die Anordnung der Segmente und Zwischenräume
in den Mustern sind mit der Ausführung nach F i g. 1 identisch. In F i g. 2 besitzt
jedoch die mit geringer Geschwindigkeit arbeitende Scheibe eine erste Gruppe von
Kreisen 110, 120, 130 und 140, die alle mit einem gemeinsamen Schleifring
verbunden sind, welcher mit einer Bürste 102 in Kontakt steht, und eine zweite Gruppe
von Kreisen 210, 220, 230 und 240, die alle mit einem gemeinsamen Schleifring verbunden
sind, an dem eine Bürste 202 Kontakt gibt. Die Muster jeder der beiden Gruppen von
Kreisen sind mit den Mustern identisch, die für die Kreise der mit hoher Geschwindigkeit
arbeitenden Scheibe verwendet werden. Die hohe und niedrige Geschwindigkeit aufweisenden
Scheiben sind wiederum durch ein 16:1-Geschwindigkeitsuntersetzungsgetriebe 5 verbunden.
Die Bürsten 116, 126, 136 und 146 sind so angeordnet, daß sie abwechselnd mit den
Segmenten und Zwischenräumen der Kreise 110, 120, 130 bzw. 140 in Kontakt
kommen. Die Bürsten 216, 226, 236 und 246 sind so angeordnet, daß sie abwechselnd
mit den Segmenten und Zwischenräumen der Kreise 210, 220, 230 bzw. 240 Kontakt geben.
Die Gruppe der Bürsten, welche die Bürsten 216, 126, 136 und 146 besitzt, ist radial
ausgerichtet. Die Bürste 156 ist angeordnet, daß sie abwechselnd mit dem Segment
und dem Zwischenraum des Kreises 140 in Berührung kommt und um 90° von der Bürste
146 versetzt. Die Gruppe der Bürsten, welche die Bürsten 116, 226, 236 und 246 besitzt,
ist radial ausgerichtet. Die Bürste 256 ist vorgesehen, daß sie abwechselnd mit
dem Segment und dem Zwischenraum des Kreises 240 in Berührung kommt, und um 90°
von der Bürste 246 versetzt. Die beiden Bürstengruppen sind um die Hälfte der Länge
eines Bogens voneinander versetzt, welcher von einem Segment oder einem Zwischenraum
des Kreises 110 oder 210 eingenommen wird. So haben die Paare der
Bürsten 116 und 216 einen Zwischenraum von 1/s2 Umlauf oder 11,25° und das Bürstenpaar
126 oder 226 einen gleichen Abstand von 11,25°. Das Paar der Bürsten 156 und 256
ist in gleicher Weise um 11,25° versetzt. Die Bürsten 116 und 216 sind über Kristalle
117 bzw. 217 an die Ausgangsklemme 118 angeschlossen. Die Bürsten 126 und 226 sind
über entsprechende Kristalle 127 und 227 mit der Ausgangsklemme 128 verbunden. Die
Bürsten 136 und 236 sind über Kristalle 137 bzw. 237 mit der Ausgangsklemme 138
verbunden. Die Bürsten ; 136 und 246 sind über Kristalle
147 bzw. 247 weiter mit der Ausgangsklemme 148 verbunden. Die Bürsten
156 und 256 sind über entsprechende Kristalle 157 bzw. 257 mit der Ausgangsklemme
158 verbunden. Die erste Gruppe der Kreise 110 bis 140 ist an einer Seite einer
nichtleitenden Scheibe angeordnet. Die zweite Gruppe der Kreise 210 bis 240 ist
an der entgegengesetzten Seite der Scheibe angeordnet. Diese Scheibe, welche gleiche
Muster an entgegengesetzten Scheiben trägt, ist radial längs der Linie
D -D aufgeschnitten und abgewickelt dargestellt. Die beiden Muster an entgegengesetzten
Oberflächen der Scheibe sind um 90° in entgegengesetzten Richtungen um die Linie
F verdreht dargestellt, welche Linie den Umfang der Scheibe darstellt, damit beide
Muster gleichzeitig in einer abgewickelten Ansicht gezeigt werden.
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Die Verschlüsselungseinrichtung ist wieder an der Umlaufstelle gezeigt,
wo sich die Zählung der hohe Geschwindigkeit aufweisenden Scheibe von 31 zu 0 ändert
und die Zählung der geringe Geschwindigkeit aufweisenden Scheibe sich von
31.24 zu 0.24
ändert. An der Umlaufstelle überspreizen die Bürsten
156 und 256 symmetrisch entsprechend und radial ausgerichtet die Übergangsstellen
der Kreise 140 bzw. 240. Wenn die Bürste 56 das Segment des Kreises 40 berührt,
dann wird ein Signal auf die Klemme 58 und auf die Bürste 102 aufgegeben, welches
die erste Gruppe der Kreise 110 bis 140 erregt. Da die Bürste 156
mit dem Segment des Kreises 140 in Berührung kommt, wird ein Signal durch den Kristall
157 an die Ausgangsklemme 158 gekoppelt, was an dieser eine »1« erzeugt. Weil sich
die Muster unter den stationären Bürsten nach links bewegen, unterbricht die Bürste
56 unverzüglich den Kontakt zu dem Segment des Kreises 40, wodurch die Klemme 58
und die Bürste 102 auf Massepotential fallen. Wenn der Eingang des Inverters 59
auf Massepotential fällt, ändert sich sein Ausgang von Masse zu einem positiven
Potential gleich dem, welches an Klemme 1 zugeführt ist. So verschiebt sich die
Leitfähigkeit der Bürste 102 zu der Bürste 202, wobei die erste Gruppe der Kreise
110 bis 140 entregt und die zweite Gruppe der Kreise 210 bis 240 erregt wird. Da
die führende Bürste 256 in dem Zwischenraum des Kreises 240 liegt, fällt die Ausgangsklemme
158 auf Massepotential, was eine »0« darstellt. Die Ausgangsdarstellung ändert sich
von 511 in 0. Infolge eines Viertelumlaufs der hohe Geschwindigkeit aufweisenden
Scheibe dreht sich die niedrige Geschwindigkeit aufweisende Scheibe durch l/64 Umlauf.
Die führende Bürste 116 kommt mit einem Segment des Kreises 110 in Berührung. Die
nachlaufende Bürste 156 unterbricht den Kontakt zu dem Segment des Kreises 140.
Weil aber die erste Gruppe der Kreise 110 bis 140 nicht erregt ist, bleibt
die Ausgangsdarste unverändert. Infolge der Drehung der mit hoher Geschwindigkeit
umlaufenden Scheibe durch einen halben Umlauf von der gezeigten Stellung dreht sich
die geringe Geschwindigkeit aufweisende Scheibe durch 1/s2 Umlauf. Die Bürsten 116
und 216 überspreizen nun symmetrisch entsprechend und radial ausgerichtet die Übergangsstellen
der Kreise 110 bzw. 210. Die Bürste 56 steht dann mit dem Segment des Kreises 40
in Kontakt. Die Leitfähigkeit verschiebt sich von der zweiten Gruppe der Kreise
210 bis 240 auf die erste Gruppe der Kreise 110 bis 140. Da die Bürste
116 an einem Segment des Kreises 110 Kontakt hat, wird ein positives Signal über
den Kristall 117 zu der Klemme 118 gekoppelt, was an dieser eine »1« darstellt.
Infolge der Drehung der hohe Geschwindigkeit aufweisenden Scheibe durch einen Dreiviertelumlauf
von der gezeigten Stellung dreht sich die niedrige Geschwindigkeit aufweisende Scheibe
durch s/64 Umdrehung. Die nachlaufende Bürste 216 gibt an einem Segment des Kreises
210 Kontakt und die vorlaufende Bürste 226 an einem Segment des Kreises 220. Weil
aber die zweite Gruppe der Kreise 210 bis 240 nicht erregt ist, bleibt die Ausgangsdarstellung
unverändert. Infolge Drehung der hohe Geschwindigkeit aufweisenden Scheibe durch
einen Umlauf von der gezeigten Stellung dreht sich die niedrige Geschwindigkeit
aufweisende Scheibe durch 1/16 Umdrehung. Die Bürsten 126 und 226 überspreizen symmetrisch
und radial ausgerichtet die Übergangsstellen der Kreise 120 bzw. 220. Die Bürste
56 unterbricht den Kontakt zu dem Segment des
Kreises 140. Die Leitfähigkeit
verschiebt sich von der ersten Gruppe der Kreise 110 bis 140 auf die zweite Gruppe
der Kreise 210 bis 240. Da die Bürste 226 an einem Segment des Kreises 120 in Kontakt
steht, wird ein Signal über den Kristall 227 zu der Ausgangsklemme 128 gekoppelt,
was eine » 1 « an dieser darstellt. Eine Hälfte der Übergangsstellen der mit geringer
Geschwindigkeit arbeitenden Scheibe ist in den Kreisen 110 und 210 enthalten. Die
übrige Hälfte der Übergangsstellen der mit geringer Geschwindigkeit arbeitenden
Scheibe ist in den Kreisen 120 bis 140 und 220 bis 240 enthalten. Die verschiedenen
Übergangsstellen der Kreise 110 und 210 ändern sich mit denen der Kreise 120 bis
140 und 220 bis 240. Es wird bemerkt, daß die Ausrichtung der Bürsten 116 und 216
der Kreise 110 und 210 entgegengesetzte Polarität zu der der Bürsten der Kreise
1.20 bis 140
und 220 bis 240 hat. An der niedrige Geschwindigkeit aufweisenden
Übergangsstelle zwischen Zählungen 31 . 24 und _0 . 24 verschiebt sich die
Leitfähigkeit von der ersten Gruppe der Kreise, die der nachlaufenden Bürste 156
und der führenden Bürste 116 zugeordnet sind, auf die zweite Gruppe der Kreise,
welche der führenden Bürste 256 und der nachlaufenden Bürste 216 zugeordnet sind.
An der niedrige Geschwindigkeit aufweisenden Übergangsstelle zwischen den Zählungen
0 . 24 und 1 - 24 verschiebt sich die Leitfähigkeit von der zweiten
Gruppe der Kreise, die der nachlaufenden Bürste 216 und der führenden Bürste 226
zugeordnet sind, auf die erste Gruppe von Kreisen, welche der führenden Bürste 156
und der nachlaufenden Bürste 126 zugeordnet sind. An der Übergangstelle zwischen
den Zählungen 1 -24 und 2. 24 verschiebt sich die Leitfähigkeit von
der ersten Gruppe der Kreise, die der nachlaufenden Bürste 126 und der vorlaufenden
Bürste 116 zugeordnet sind, auf die zweite Gruppe der Kreise, welche der führenden
Bürste 226 und der nachlaufenden Bürste 216 zugeordnet ist. Die Zählung
der geringe Geschwindigkeit aufweisenden Scheibe wird wieder wie in F i g. 1 immer
geändert, wenn die Bürste 56 den Kontakt mit dem Segment des Kreises 40 unterbricht
oder herstellt. Immer wenn die Bürste einen Kontakt zu dem Segment des Kreises 40
herstellt, wird die Änderung in der Zählung durch die Kreise 110 und 210 erzeugt.
Immer wenn die Bürste 56 den Kontakt mit dem Segment des Kreises 40 unterbricht,
wird die Änderung der Zählung durch einen der Kreise 120 bis 140
und
den entsprechenden der Kreise 220 bis 240 herbeigeführt. Die Anordnung von Oder-Schaltungskristallen
117 bis 157 und 217 bis 257 verhindert die gleichzeitige Erregung beider Gruppen
von Kreisen.
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Es ist erkennbar, daß die beiden Gruppen von Kreisen der mit niedriger
Geschwindigkeit arbeitenden Scheibe auf entgegengesetzten Seiten wie beschrieben
oder wahlweise auf der gleichen Seite konzentrisch angeordnet oder auch auf getrennten
Scheiben vorgesehen werden können, die für gemeinsame Drehung auf gleicher Welle
gelagert sind.
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Während die gleiche Anzahl von Segmenten für die mit hoher Geschwindigkeit
und die mit niedriger Geschwindigkeit arbeitenden Scheiben gezeigt ist, ist für
Fachleute verständlich, daß mehr Segmente und Zwischenräume an der mit hoher Geschwindigkeit
arbeitenden Scheibe als an der mit niedriger Geschwindigkeit arbeitenden Scheibe
vorgesehen werden können.
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Es ist verständlich, daß in den mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden
Mustern nach den F i g. 1 und 2 und in den mit niedriger Geschwindigkeit arbeitenden
Mustern der F i g. 2 die Kreise 40 und auch das Paar der Kreise 140 und 240 zwei
Ziffern durch die 90°-Verstellung der Bürsten 56 und auch des Paares der Bürsten
156 und 256 liefern.
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An der niedrige Geschwindigkeit aufweisenden Scheibe nach F i g. 1
müssen drei Bürsten für die Erzeugung jeden Schrittes vorgesehen werden. Da in F
i g. 1 die Scheibe mit geringer Geschwindigkeit fünf Schritte liefert, sind dort
fünfzehn Bürsten vorhanden. In der die niedrige Geschwindigkeit aufweisenden Scheibe
nach F i g. 2 müssen nur zwei Bürsten für die Erzeugung jedes Schrittes und zusätzlich
die beiden Eingangsbürsten 101 und 102 vorgesehen sein. So werden
für die Erzeugung der fünf der niedrigen Geschwindigkeit zugeordneten Schritte nur
zwölf Bürsten an Stelle der fünfzehn benötigt, welche für die mit niedriger Geschwindigkeit
arbeitende Scheibe in F i g. 1 erforderlich sind. Wenn die Anzahl der der niedrigen
Geschwindigkiet zugeordneten Schritte gesteigert wird, wird die Verminderung der
Anzahl der Bürsten weitaus wesentlicher.
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Für die mit niedriger Geschwindigkeit arbeitende Scheibe in F i g.
1 sind fünf Kreise und fünf Schleifringe vorhanden, die insgesamt zehn Spuren besitzen.
Darüber hinaus muß ein gewisser Abstand zwischen den Kreisen vorgesehen sein, um-
eine elektrische Isolierung zu ermöglichen. Es sind vier Bänder aus Isolationsmaterial
zwischen den fünf Kreisen vorhanden. Diese Isolierbänder können jedoch im Vergleich
zu der radialen Breite einer Spur schmal sein. Wenn für die mit niedriger Geschwindigkeit
arbeitende Scheibe in F i g. 2 beide Gruppen von Kreisen konzentrisch auf der gleichen
Seite angeordnet wären, würde eine Gesamtzahl von zehn Spuren wiederum erforderlich
sein; acht Spuren würden Kreise aufnehmen, und die beiden übrigen Spuren würden
Schleifringe aufnehmen. So ist die Gesamtzahl der mit niedriger Geschwindigkeit
arbeitenden Spuren in F i g. 1 und 2 die gleiche. In F i g. 2 ist jedoch nur ein
Isolierband erforderlich, um die beiden Gruppen der Kreise zu trennen. Die radiale
Breite der mit niedriger Geschwindigkeit arbeitenden Scheibe gemäß F i g. 2 wird
auch mit beiden Kreisgruppen auf der gleichen Seite um drei Isolationsbänder geringer
als die der mit niedriger Geschwindigkeit arbeitenden Scheibe nach F i g. 1. Darüber
hinaus werden die Kosten der Ausführung herabgesetzt, da in F i g: 2 die Muster
jeder der beiden Kreisgruppen der mit niedriger Geschwindigkeit arbeitenden Scheibe
identisch mit denen der mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Scheibe sein können.
Somit ist die Ausführungsform, die in F i g. 2 dargestellt ist, zu bevorzugen.
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Für Fachleute ist erkennbar, daß, wenn es erwünscht ist, eine drei
Geschwindigkeiten aufweisende Verschlüsselungseinrichtung zu schaffen, dann die
Ausgangssignale an den Klemmen 158 in F i g. 1 und 2 verwendet werden müssen, in
gleicher Weise, in welcher die Ausgänge an den Klemmen 58 verwendet werden, um die
Ausgänge an den Klemmen 108 zu erzeugen, um die am wenigsten bedeutende Ziffer eines
dritten Musters zu erzeugen, das durch ein Untersetzungsgetriebe mit dem zweiten
Muster verbunden ist. In einem derartigen Fall würden die Ausgangssignale an den
Klemmen 158 verloren, um einen zusätzlichen Wert zu erzeugen, der Vieldeutigkeiten
für eine derartige dritte Musterscheibe ausschließen würde. Das Muster der dritten
Scheibe
kann mit einem der mit niedriger Geschwindigkeit arbeitenden
Muster gemäß den F i g. 1 und 2 identisch sein. Das Aufnahmevermögen der Verschlüsselungseinrichtung
würde dann um einen Faktor von 16 von 512 auf 8912 gesteigert. Das Untersetzungsgetriebe
zwischen der mit niedriger Geschwindigkeit arbeitenden Scheibe in den F i g. 1 und
2 und einer derartigen dritten Scheibe würde wieder 16:1 betragen.
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Es ist ersichtlich, daß die Aufgaben der Erfindung gelöst worden sind.
Die Verschlüsselungseinrichtung hat ein hohes Aufnahmevermögen, und die größtmögliche
Zählung kann unbeschränkt durch eine passende Anordnung von zusätzlichen, mit Untersetzungsgetriebe
angeschlossenen Musterscheiben gesteigert werden. Die Mehrscheiben-Verschlüsselungseinrichtung
liefert trotz der üblichen Unsicherheiten in den Herstellungstoleranzen eine reflektierte
binäre Zählung ohne Vieldeutigkeit. Die Verschlüsselungseinrichtung hat eine billige
Konstruktion, insbesondere in der Ausführung nach F i g. 2. Die Verschlüsselungseinrichtung
arbeitet zuverlässig, weil Vieldeutigkeiten ohne verwickelte elektronische Schaltungen
ausgeschlossen werden.