DE1280594B

DE1280594B - Lernschaltung fuer das Erkennen von Bitkombinationen

Info

Publication number: DE1280594B
Application number: DEJ27446A
Authority: DE
Inventors: Genung Leland Clapper
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1963-12-19
Filing date: 1965-02-04
Publication date: 1968-10-17
Also published as: GB1050628A; GB1050629A; DE1271436B; US3284780A; GB1099287A; GB1050630A; US3311895A; US3333249A; US3317900A; GB1050627A; DE1275315B; US3317901A; FR88723E

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES W¥W PATENTAMT Int. Cl.:

G06f

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 42 m3 -15/18

Nummer: 1280594

Aktenzeichen: P 12 80 594.6-53 (J 27446)

Anmeldetag: 4. Februar 1965

Auslegetag: 17, Oktober 1968

Die Erfindung betrifft eine Lernschaltung für das Erkennen von Bitkombinationen, insbesondere Zeichen, in welcher mehrere Bitgruppen je einem Codewandler zugeführt werden, dessen Ausgänge jeweils wenigstens einem Teil der möglichen Bitkombinationen der Bitgruppe entsprechen, in der mehrere Gruppen von einstellbaren Speichern an alle Ausgänge der Codewandler parallel angeschaltet sind und die Summenausgangssignale der Speichergruppen die erkannte Bitkombination kennzeichnen und in der in der Lernphase die Speichergruppen eingestellt werden.

Durch den Aufsatz »Die Lernmatrix« von Steinbuch, erschienen in Kybernetik, Januar 1961, S. 36 bis 45, sind Lcrnschalrungen allgemein bekannt.

Auch in dem Aufsatz »Self-Organizing Systems — A Review and Commentary« von Hawkins, veröffentlicht in Proceedings of the IRE, 1961, S. 31 bis 48, sind Lernschaltungen beschrieben. Die Fig. 12 des Aufsatzes von Hawkins zeigt, daß in so Zeichenerkennungsschaltungen, die allerdings nicht als Lernschaltungen betrieben werden, Codewandler verwendet werden, deren Eingänge mit jeweils einer Bitgruppe verbunden sind und deren Ausgänge die möglichen Bitkombinationen der Bitgruppe kennzeichnen.

Zweck der Erfindung ist es, eine Lernschaltung so auszubilden, daß die Lernphase gegenüber bekannten Lernsehaltungen verkürzt ist.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß während der Lernphase über Torschaltungen, die durch einen Zufallsgenerator gesteuert werden, nur die Signale von willkürlich ausgewählten Codewandlern an die Speichergruppen weitergeleitet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Lernschaltung gemäß der Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild,

Fig. 2a bis 2c ein ausführlicheres Schaltbild und

Fig, 3a und 3b ein Schaltbild der statistischen Vorbereitungsschaltung.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, werden die Eingangssignale für das System aus einer Eingangsmatrix IM abgeleitet, in der z. B. 15 Signalmittel in Zeilen zu je drei und Spalten zu je fünf angeordnet sein können, die 15 Ausgangsleitungen, wie z. B. die Leitungen IMX, IM 2 bis IM XS, speisen. Auf diesen Leitungen liegen Signale, wenn das zugeordnete Signalmittel in der Eingangsmatrix erregt ist. Diese Eingangsleitungen sind an Codewandler der weiter unten be- schriebenen Matrixerweiterungsschaltungen angeschlossen, auf deren Ausgangsleitungen MZOl, Lernschaltung für das Erkennen
von Bitkombinationen

Anmelder:

International Business Machines Corporation,
Armonk, N. Y. (V. St. A.) .

Vertreter:

Dipl.-Ing, G. Brügel, Patentanwalt,
7030 Böblingen, Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:

Genung Leland Clapper, Vestal, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 5* Februar 1964
(342745)

MX 02 bis MX 47 Ausgangssignale für die verschie denen zugeführten Kombinationen von Eingangssignalen erzeugt werden. Vorbereitende Steuersignale werden den Matrixerweiterungsschaltungen zugeführt, um die Ausgangssignale dieser Schaltung wahlweise zu steuern.

Die erweiterten Ausgangssignale werden parallel mehreren Gruppen von adaptiven Speichereinheiten zugeführt; in Fig. 1 sind nur zwei solche Gruppen gezeigt, während die übrigen genau so angeordnet sind. Je eine solche Gruppe von adaptiven Speichereinheiten ist für jeden Ausgangszustand, der angezeigt werden soll, vorgesehen, und jede der Gruppen enthält so viele adaptive Speichereinheiten, wie ihr Eingangssignale aus den Matrixerweiterungsschaltungen zugeführt werden. Zum Beispiel enthält die erste Gruppe von adaptiven Speichereinheiten die adaptiven Speichereinheiten AMX bis AM35. Die beiden dazwischenliegenden Gruppen von adaptiven Speichereinheiten für die zweite und die dritte Stelle des binären Ausgangswertes sind nicht gezeigt, aber die letzte Gruppe, die für die binäre Ausgangsstelle 8 gelten würde, enthält die adaptiven Speichereinheiten AM 106 bis AM 140.

Wie es die Zeichnungen zeigen, werden die Eingangssignale jeder dieser Gruppen von Speichereinheiten parallel zugeführt. Die Beschaffenheit der einzelnen Speichereinheiten wird im einzelnen noch

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beschrieben; hier genügt es festzustellen, daß bei Zu- tistischen Vorbereitungsschaltung 50, die zum Teil

führung von geeigneten Eingangs- und Vorberei- durch eine Vorbereitungskippstufe 45 und eine Vor-

tungsimpulsen die Speichereinheit ein Ausgangssignal bereitungstaste CK gesteuert werden. Im Betriebszu-

auf einer oder der anderen ihrer beiden Ausgangs- stand wird die Lemtastatur 40 für das gewünschte

leitungen oder auf beiden erzeugt, was davon ab- 5 Ausgangssignal mit einem gegebenen Eingangssignal

hängt, ob die Vorbereitungssignale so beschaffen eingestellt, und falls die Symmetrieentscheidungsein-

sind, daß sie eine Verschiebung der Speichereinheit hat BDUl kein geeignetes Signal ausgibt, werden

von der einen auf die andere Seite eines neutralen die Signale auf den Ausgangsleitungen der Symme-

Zustandes veranlassen. trieentscheidungseinheit mit den Signalen von der

Die Ausgangssignale jeder der adaptiven Speicher- io Lemtastatur 40 und der statistischen Vorbereitungseinheiten werden einem Satz von gemeinsamen Aus- schaltung 50 zusammengefaßt. Der Vorbereitungsgangsleitungen zugeführt, die der betreffenden Spei- treiber 75, der alle Speichereinheiten treibt, dient dachergruppe zugeordnet sind, z. B. den der ersten zu, die adaptiven Speichereinheiten, denen Eingangs-Speichergruppe zugeordneten Leitungen IWl und signale zugeführt werden, weiter vorzubereiten, um IWO und den der letzten Speichergruppe zugeord- 15 ihre Bewertung je nach Bedarf zu erhöhen oder zu neten Leitungen 8 Wl und 8WO. Die Spannungen verringern. Die Eingangssignale, welche wirksam auf diesen Ausgangsleitungen sind je nach dem Zu- werden sollen, werden willkürlich durch die stastand der durch Eingangsimpulse erregten Speicher- tistische Vorbereitungsschaltung bestimmt. Nacheinheiten in den Speichergruppen, an die sie ange- dem die adaptiven Speichereinheiten entsprechend schlossen sind, entweder gleich oder unterschiedlich. 20 vorbereitet worden sind, ist es möglich, ihnen ver-Der Zustand der adaptiven Speichereinheiten äußert schiedene Eingangssignalkombinationen zuzuführen, sich also in den Spannungen auf den Ausgangssignal- auf die hin sie den Ausgangsschaltungen entspreleitungen, wenn ein Eingangsmuster zugeführt wird. chende Ausgangssignale zuleiten, die die Erzeugung

Die Ausgangssignale auf den gemeinsamen Aus- des gewünschten Ausgangssignals veranlassen,
gangsleitungen werden je einer Symmetrieentschei- 25 Außerdem werden Signale von der Lemtastatur 40 dungseinheit für jede Speichergruppe, z. B. den Ein- und der Vorbereitungskippstufe 45 über UND-heitenBZWl und BDU 8 zugeleitet. Bei diesen Sym- Schaltungen einer Hilfsbewertungseinheit (HBE) zumetrieentscheidungseinheiten handelt es sich um geführt. Jeder der vier Gruppen der Speichereinempfindliche Spannungsvergleichsvorrichtungen, die heiten AM ist eine solche Hilfsbewertungseinheit zuden Zustand der Spannung auf den zu ihnen führen- 30 geordnet. Es sind jedoch nur die zwei Hilfsbewerden gemeinsamen Ausgangsleitungen überwachen tungseinheiten dargestellt, die zu den Gruppen 1 und Ausgangssignale erzeugen, die die Symmetrie und 8 der Speichereinheiten gehören. Der eine oder oder die Unsymmetrie der Spannungen auf diesen der andere Teil der Hilfsbewertungseinheit spricht Leitungen darstellen. Wenn z. B. auf der Symmetrie- an, wenn gleichzeitig ein Signal oder ein invertiertes ausgangsleitunglTFO eine etwas höhere Spannung 35 Signal von der Lemtastatur und ein Signal von der liegt als auf der Leitung IWl, sendet die Symmetrie- Vorbereitungskippstufe 45 auftritt, und vermindern entscheidungseinheit ein Ausgangssignal zu der mit das Potential auf den Ausgangsleitungen IR⁷O bzw. der Anzeigelampe IZO verbundenen Ausgangs- 1 Wl der adaptiven Speichereinheiten. Diese gegenklemme, welches anzeigt, daß für das Ausgangssignal läufige Eigenbewertung ist wirksam während des der ersten Speichergruppe der »NULL«-Zustand be- 40 Vorbereitungsarbeitsablaufs, um das Gleichgewicht steht. Wenn dagegen auf der Leitung IWl eine auf den Ausgangsleitungen der adaptiven Speicherhöhere Spannung liegt als auf der Leitung ITFO, einheiten entgegen der gewünschten Richtung zu verleuchtet die Anzeigelampe IKl auf. Falls diese Lei- lagern. Um diese störende Verlagerung auszutungen innerhalb der Toleranzgrenzen der Symme- gleichen, muß eine stärkere Bewertung erzeugt wertrieentscheidungseinheit gleich oder fast gleich 45 den. Das Ergebnis der Anschaltung dieser negativen sind, liegen Ausgangssignale an beiden Ausgängen Eigenbewertung ist, daß der adaptive Lernvorgang der Symmetrieentscheidungseinheit, und daher leuch- beschleunigt wird. Dadurch wird der Unterschiedsten beide Anzeigelampen IiTO und IKl auf. Die betrag der Bewertung der entgegengesetzten Seiten Klemmen 60 und 61 können zu zusätzlichen Ein- vergrößert, da die negative Bewertung nur während heiten (nicht gezeigt) führen, z. B. zu Decodier- und 5° der Vorbereitungszeit wirksam ist und am Ende der Auswertevorrichtungen, die die aus dem adaptiven Vorbereitungszeit abgeschaltet wird.
Speichersystem übertragenen Informationen aus- Fig. 2a, 2b und 2c bilden zusammen eine gewerten. Da die Verwendung der von dem System nauere Darstellung. Es wird davon ausgegangen, daß gespeicherten Informationen ohne Zusammenhang die Eingangssignale für das System von mehreren mit dem Aufbau und der Wirkungsweise des 55 Eingangselementen 12,12... 715 geliefert werden, Systems selbst ist, sind diese zusätzlichen Einzel- die eine Eingangsmatrix/M bilden. Dargestellt ist heiten nicht gezeigt worden. beispielsweise eine 3X5-Matrix, d.h., es sind fünf Um die adaptiven Speichereinheiten vorzubereiten, Zeilen zu je drei Elementen vorhanden. Es können werden Signale mittels einer Lemtastatur 40 sowohl jedoch beliebig viele Zeilen und Spalten verwendet direkt über die UND-Schaltung 85 als auch in inver- 60 werden. Diese Eingangselemente können z. B. in tierter Form über den Inverter 87 und die UND- einer Matrix angeordnete Fotozellen sein, die ein Schaltung 73 und die zugeordneten Vorbereitungs- darauf projiziertes Muster feststellen. Die Ausgangstreiber 89 bzw. 75 der adaptiven Speichergruppe signale der Eingangselemente Il bis /15 werden als AMl bis AM3S zugeführt. Außer den Lernein- Eingangssignale zu Verriegelungs- oder Kippstufengangssignalen empfangen die UND-Schaltungen ein 65 Speicherschaltungen Ll bis L15 übertragen, von Eingangssignal aus der entgegenwirkenden Aus- denen nur sieben Einheiten dargestellt sind. Diese gangsleitung der Symmetrieentscheidungseinheit Verriegelungsschaltungen sind von bekannter Bauart BDUl sowie ein Eingangssignal aus einer sta- und so angeordnet, daß ein von dem zugeordneten

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Eingangselement in der Eingangsmatrix zugeführtes in fünf Gruppen zu je sieben Stufen eingeteilt, und

Eingangssignal die Verriegelungsschaltung in den jede Gruppe wird über eine der Leitungen SCl bis

»EINS «-Zustand bringt. Im »EINS«-Zustand bleibt SCS von der statistischen Vorbereitungsschaltung

die Verriegelungsschaltung, bis die Rückstelltaste (F i g. 3 b) gesteuert. Die Emitterfolgestufen sind so

ILRST gedrückt wird, wodurch sie in den AUS-Zu- 5 geschaltet, daß die Signale von ihren zugeordneten

stand rückgestellt werden. Die Eingangsverriege- UND-Schaltungen nur dann durchgelassen werden,

lungsschaltungen H bis L15 dienen daher als Ein- wenn das entsprechende Torsignal auf einer der Lei-

gangsspeicher, die Eingangsinformationen an die tungen SCl bis SC 5 Erdpotential aufweist. Die

nachgeschaltete Schaltung weiterleiten. Emitterfolgeschaltungen sind gesperrt, wenn das ent-

Es soll erwähnt werden, daß die Eingangsverriege- io sprechende Torsignal ein negatives Potential, z. B.

lungsschaltungen weggelassen werden können, wenn — 12 Volt, besitzt. Die Ausgänge der Emitterfolge-

die Signale von der Eingangsmatrix beständig vor- stufen sind bezeichnet mit dem Bezugszeichen MX,

liegen. auf das eine Codekennzeichnung folgt, die erstens

Zu jeder Eingangsverriegelungsschaltung L1 bis die Zeile und zweitens die binäre Zahlenbezeichnung

L15 gehört ein Doppelinverter 5, 7, 9,11,13. Es 15 für die betreffende Leitung darstellt. Es sind nur drei

sind nur sechs von den insgesamt fünfzehn in der Beispiele für diese Ausgänge gezeigt, nämlich MZOl,

Anordnung vorhandenen Doppelinvertern dargestellt. MX02 und MX47, bei denen es sich um den binären

Jeder von ihnen besitzt zwei Ausgangsleitungen für »EINS«-Ausgang aus der »NULL«- oder obersten

ein normales und ein invertiertes Ausgangssignal. Die Zeile der Matrix, den binären »ZWEI«-Ausgang aus

Ausgangsleitungen des Doppelinverters 5 sind mit ao der »NULL«-Zeile der Matrix bzw. den binären

den Bezugsziffern 1 und T bezeichnet, d. h., eine von »SIEBEN«-Ausgang aus der vierten oder untersten

ihnen hat den Wert 1 und die andere den Wert T. Zeile der Matrix handelt. Die Zeilen sind laufend

Wenn dem Doppelinverter kein Signal aus der zu- von oben nach unten mit 0,1, 2, 3, 4 numeriert,

geordneten Verriegelungsschaltung zugeführt wird, Für jede Erweiterung der aktiven Elemente in

wird die negative Ausgangsleitung erregt, und bei as jeder Zeile der Matrix wird ein einziger transfor-

Zuführung eines Signals aus der Verriegelungs- mierter Ausgangsimpuls erzeugt,

schaltung wird die positive Ausgangsleitung erregt. Es sind also für Eingangszeichen, die Elepiente in

Die übrigen Inverter 7... 13 arbeiten entsprechend. fünf Zeilen der Eingangsmatrix aufweisen, jeweils

Nach dem binären Codiersystem gehören zu den fünf von 35 Ausgangsleitungen erregt,

ersten drei Invertern 5, 7 und 9 die Ausgangslei- 30 Die 35 Ausgangsleitungen der Matrixerweiterungs-

tungen 1, 2 und 4 und die zugehörigen negativen schaltungen sind parallel an jede Gruppe der

Ausgangsleitungen. adaptiven Speichereinheiten angeschlossen. Jede

Die Doppelinverter liefern Ausgangssignale, die in dieser Gruppen umfaßt 35 Einheiten entsprechend mehreren UND-Schaltungen verknüpft werden, so den 35 Matrixerweiterungsleitungen. Die Zahl der daß im vorliegenden Falle sieben erweiterte oder 35 Gruppen wird bestimmt durch die Stellenzahl der transformierte Eingangssignale für jede aus drei binären Ausgangssignale, durch die die Ausgangs-Elementen bestehende Matrixzeile entstehen. Da jede bedingungen für einen gegebenen Satz von Eingangs-Zeile der Matrix in gleicher Weise erweitert ist, wird bedingungen, die der Eingangsmatrix zugeführt werhier nur die genaue Anordnung für die Erweiterung den, dargestellt werden sollen. Im vorliegenden Falle der ersten Zeile berücksichtigt. Es sind sieben UND- 40 wird angenommen, daß vier Gruppen von je Schaltungen 20 bis 26 vorgesehen, die jede drei Ein- 35 adaptiven Speichereinheiten benutzt werden, um gänge sowie einen einzigen Ausgang haben, der erregt binäre Ausgangssignale zu erzeugen, die in binärer wird, wenn jedem der drei Eingänge der betreffen- Schreibweise, nämlich 8,4, 2,1 einen Gesamtausgang den UND-Schaltung ein Signal zugeführt wird, und liefern können, der dezimal zwischen Null und Fünfzwar nur dann. Diese UND-Schaltungen sind so 45 zehn liegt. Es sind also insgesamt 140 adaptive Speigeschaltet, daß sie alle möglichen Kombinationen chereinheiten vorhanden, von denen nur eine im einvon Ausgangssignalen der Doppelinverter 5,7 und 9 zelnen beschrieben wird, da die anderen genau so mit Ausnahme der »NULL«-Kombinationen er- aufgebaut sind.

zeugen, d.h. mit Ausnahme der Kombination, die Jede der adaptiven Speichereinheiten AM

vorliegt, wenn alle negativen Ausgangsleitungen der 50 (Fig. 2b) enthält zwei PNP-TransistorenZl und

drei Inverter erregt sind. Dies ist ein Zustand, bei X 2, mehrere Dioden Dl bis DlO sowie Widerstände

dem keiner der Eingänge/1 bis 73 in der Eingangs- und Kondensatoren. Die Speichereinheiten haben,

matrix IM erregt worden ist. So erzeugt z. B. eine mehrere stabile Zustände, einen neutralen Rückstell-

UND-Schaltung 20 ein Ausgangssignal, wenn eine zustand und mehrere einstellbare Zustände zu beiden

Eingangskombination vorgelegen hat, die einen Zu- 55 Seiten des neutralen Zustandes. Im vorliegenden

stand »1 und 2 und ?« für die erste Zeile (Vorziffer Falle liegen auf jeder Seite des neutralen Zustandes

»0« darstellt. Das bedeutete das Vorliegen eines zwei stabile Zustände, so daß in dieser Anordnung

Eingangssignals am ersten Element der ersten Zeile eine adaptive Speichervorrichtung fünf stabile Zu-

und das Fehlen von Eingangssignalen am zweiten stände besitzt. Jede Speichereinheit, wie z. B. ,4Ml,

und am dritten Element der ersten Zeile. 60 hat eine Erregereingangsleitung, z. B. MZOl, die von

Die Ausgangssignale der UND-Schaltungen 20 der zugeordneten Matrixerweiterungsschaltung ge-

bis 26 werden über Emitterfolgestufen EF 30 bis speist wird. Alle anderen Ausgangsleitungen der

EF 36 geleitet, denen gruppenweise zusammengefaßt Matrixerweiterungsschaltungen sind an die adaptiven

ein geeignetes Torsignal zugeführt wird. Speichereinheiten in der betreffenden Speichergruppe

In dem System sind 35 dieser Emitterfolgestufen 65 angeschlossen. Die Matrixerweiterungsschaltung He-

EF vorgesehen, und zwar jeweils für jeden der mög- fert vorbereitende Impulse an die adaptiven Spei-

lichen Matrixerweiterungsausgänge aus der Matrix- chereinheiten mit einer Kippstufe für fünf Zutsände,

erweiterungsschaltung. Diese Emitterfolgestufen sind um sie aus dem einen Zustand in einen anderen zu

bringen, und steuert außerdem die Weiterleitung der Zustand ist auf den Summierungsleitungen angezeigt* bewerteten Ausgangssignale zu den Ausgangs- weil der zur Summierungsleitung ITFO fließende leitungen. Die DiodenD3 und D 4 sind den beiden Strom nun größer ist als der zur LeitungIWl Torschaltungen zugeordnet, die die Vorbereitung in fließende Strom, da der Kollektor des Transistors X% der gezeigten Anordnung steuern, und die Dioden 5 positiver ist als der Kollektor des Transistors Xl. ρ 9 und DlO sind den Torschaltungen zugeordnet, Wenn der Leitung ICO für den Zustand »NULL« die die Summierung der Bewertungen auf den Aus- der ersten Speichergruppe immer noch in Gegengangsleitungen steuern. Der Hauptteil der Schaltung wart eines Eingangstorimpulses ein weiterer Impuls ist eine Kippstufe mit fünf stabilen Zuständen, bei zugeführt würde, würde der Strom in Xl weiter der es sich im wesentlichen um eine Eccles-Jordan- ισ reduziert werden. Der Kollektor des Transistors Xl Schaltung handelt, die durch die Verwendung der würde auf seinen niedrigsten Pegel, z, B. — 10 Volt, Diodenpaare Dl, D 2; D 5, D 6; D 7, D 8 drei weitere abfallen, während der Transistor Xl sich dem Abstabile Zustände erhält. schaltwert und X2 sich dem Sättigungswert nähern, Wenn der Schaltung Strom zugeführt wird oder so daß dessen Kollektorspannung z. B. auf — 1 Volt nach einer Rückstellung, die durch die Betätigung 15 ansteigt. Die Kippstufe ist jetzt in einem zweiten der Rückstelltaste AMRST ausgelöst wird, bewirken stabilen Zustand auf der einen Seite des neutralen die Dioden Dl und Dl, die in den Emitterschal- Punktes, Dieser Zustand erhält die Bewertung ™2, tungen der Transistoren Xl und XZ über Kreuz ge- und der der Leitung 1WQ zugeführte Strom hat einen schaltet sind, eine stabile neutrale Lage der Kipp- Maximalwert von — 2 Einheiten,
stufe. Zu diesem Zeitpunkt fließt in" den Transistoren so Jetzt kann der Zustand der Kippstufe in dem Xl und X2 der gleiche Kollektorstrom, und es stellt Sinne, daß der Sumraierungsausgangsleitung IWl sich an den Kollektoren dasselbe vorherbestimmte Po- eine höhere Bewertung gegeben wird, verändert tential, z. B. —4 Volt ein. Auch die Emitter der Tran- werden, indem Impulse an die Eingangsleitung ICl sistorenZl und Xl liegen auf gleichem Potential, für den Zustand »EINS« zu dem Zeitpunkt gelegt und die Abgriffe an den Emitterwiderständen weisen as werden, wenn ein Signal am gemeinsamen Eingang ein höheres Potential auf. Aus diesem Grunde sind zu den beiden Seiten der Kippstufe auf Leitung die an den Verbindungspunkten der Widerstände an- MZOl vorliegt. Diese Eingangssignale werden der geschlossenen Dioden D 2 bzw. Dl in Sperrichfung Basis des Transistors Xl über den Kondensator Q 2 vorgespannt. Die Emitterimpedanzen sind deshalb und die Diode D 4 zugeführt. Der erste Impuls nicht parallel geschaltet, und da die Emitterimpedanz 30 bringt die Kippstufe aus dem Zustand mit der größer ist als die Kollektorimpedanz, ist die effektive Bewertung — 2 in den Zustand mit der Bewertung Verstärkung jeder Stufe, d.h. jeder Seite der Kipp- — 1, in dem die DiodenD7 und D8 die Schaltung stufe, kleiner als Eins. Die Schaltung ist also an wieder stabilisieren. Ein zweiter Impuls auf Leitung diesem Punkt stabil, und die den symmetrischen ICl bringt die Kippstufe in den oben beschriebenen Ausgangsleitungen der Einheit teigegebene Bewer- 35 neutralen Zustand, Ein dritter Impuls macht das tang wird als Null angesehen, 'da in den Wider- Diodenpaar D5 und D6 wirksam, und infolgedessen ständenR5 und R6, die an die gemeinsamen Sum- gelangt die Kippstufe in einen Zustand, in welchem mierungsausgangsleitungen IWO und IWl für alle die Kollektorspannung für Xl etwa — 3VoIt und Speichereinheiten in der Gruppe angeschlossen sind, die Kollektorspannung für Xl etwa ■— 6 Volt beder gleiche Strom fließt. 40 tragen. Die Differenz zwischen der Spannung des Ein vorbereitender Impuls auf der gemeinsamen Kollektors von Xl und des Kollektors von Xl ist Vorbereitungsleitung ICO für die »NULL«-Vor- +3VoIt, und dies kann man als Zustand mit der bereitung für die erste Gruppe, der zusammen mit Bewertung + 1 bezeichnen. Bei einem vierten Impuls iinem Eingangssignal auf Leitung MZOl zugeführt nähern sich der Transistor Xl dem Abschaltwert und Adrd, bewirkt, daß der Basis des Transistors Zl über 45 der Transistor Zl dem Sättigungswert, wodurch ien Kondensator β 1 und die Diode D 3 ein positiver die Kippstufe in einem Zustand stabilisiert wird, in Einschaltimpuls zugeführt wird. Dadurch wird der dem die Kollektorspannung von Zl etwa — 1 Volt Kollektorstrom von Zl verringert und bewirkt, daß und die Kollektorspannung von Xl etwa — 10 Volt die Kollektorspannung beginnt, auf einen negativen betragen. Dies kann man als Zustand mit der Bewer-Wert, z. B. —12 Volt, abzufallen. Gleichzeitig be- 5° lung + 2 für die Kippstufe ansehen. Die adaptive ginnt der Emitter des Transistors Zl, auf +6VoIt Speichereinheit AMl kann also alle fünf stabilen •anzusteigen, und die Diode Dl wird leitend. Wegen Zustände durchlaufen und beliebig oft umgeschaltet des größeren Stroms im Transistor Xl steigt die werden durch das Anlegen von vorbereitenden Im-Kollektorspannung an, bis sie gleich der Spannung pulsen an die entsprechende Leitung zur Zeit des am Spannungsteilerabgrifi in der Impedanz vom 55 Vorliegens eines Eingangssignals. Vorbereitende Im-Kollektor des Transistors Zl zur Basis von Xl ist, pulse werden gemeinsam allen adaptiven Speicherund zu diesem Zeitpunkt sind die Dioden D 7 und einheiten in jeder beliebigen Gruppe zugeführt, wenn D 8 gleich stark leitend. Wenn nun beide Dioden D 7 eine Adaption nötig ist, und zwar über die weiter und D 8 leitend sind, entsteht ein umgekehrter Rück- unten beschriebene Vorbereitungskippstufe 45. Auf kopplungspfad niedriger Impedanz vom Kollektor 60 eine solche Vorbereitung sprechen nur diejenigen zur Basis des Transistors Xl, wodurch die Kipp- adaptiven Speichereinheiten an, die durch Eingangsstufe einen ersten stabilen Zustand auf einer Seite signale aus den Matrixerweiterungsschaltungen des neutralen Punktes einimmt, bei dem die Span- aktiviert werden. Die Einheiten, die kein Eingangsnung z. B. — 6 Volt am Kollektor des Transistors signal aus der Matrixerweiterungsschaltung emp-Zl und —3 Volt am Kollektor des Transistors Z2 65 fangen, können bei Zuführung der vorbereitenden betragen kann, so daß zwischen ihnen also eine Dif- Impulse ihren Zustand nicht ändern. Sie bewirken ferenz von —3 Volt besteht. Dies kann als Zustand auch nicht die Summierung der Bewertungen auf den •mit der Bewertung —1 bezeichnet werden. Dieser Summierungsausgangsleitungen für ihre jeweilige

Gruppe, da der untere Pegel des Eingangssignals unter dem niedrigsten Pegel liegt, den die Kollektoren der Transistoren in der adaptiven Speichereinheit erreichen können. Darüber hinaus können die Einheiten, die die Bewertung Null haben, d. h. im neutralen Zustand sind, nicht zur Bewertung auf den Summierungsausgangsleitungen beitragen, wenn ein Eingangssignal vorliegt, weil Strom zu gleichen Teilen in den Summierungsausgangsleitungen fließt und daher die Differenz zwischen den Leitungen unverändert bleibt.

Um die Symmetrie zwischen den Summierungsausgangsleitungen der einzelnen Gruppen von Speichereinheiten, z. B. die Symmetrie zwischen den Leitungen IWl und IWO, zu bestimmen, sind ts mehrere Symmetrieentscheidungseinheiten vorgesehen, je eine für jede Gruppe von Speichereinheiten. Im vorliegenden Falle, wo vier Gruppen von Speichereinheiten vorhanden sind, die jede den binären Stellen 8, 4, 2, 1 im Ausgang zugeordnet sind, gibt es ao vier Symmetrieentscheidungsschaltungen, von denen nur zwei, nämlich BDUl und BDU8, in den Zeichnungen dargestellt sind. Alle diese Einheiten gleichen einander, und daher genügt eine genaue Beschreibung der Symmetrieentscheidungseinheit BDUl für as alle. Die Symmetrieentscheidungseinheiten untersuchen die Summierungsausgangsleitungen der Speichereinheiten auf Gleichheit oder Ungleichheit. Wenn der Speicher nicht vorbereitet ist, so daß alle adaptiven Speichereinheiten im neutralen Zustand sind, sind die Eingangssignale zur Entscheidungseinheit gleich, und für alle Muster wird die Beurteilung »unbekannt« geliefert, die der neutrale Zustand der Entscheidungseinheit ist. Der neutrale Zustand gestattet eine Vorbereitung in beiden Richtungen. Nach der Vorbereitung ergeben die summierten Speicherbewertungen eine erlernte Antwort für bestimmte Eingangsmuster, und beim Treffen einer Entscheidung wird kein fester Schwellwert verwendet, sondern es wird ein Vergleich zwischen der »NULL«- und der »EINS«~Summierungsausgangsleitung vorgenommen, wobei die Leitung mit der positiveren Spannung das Ausgangssignal bestimmt. Diese Bestimmung erfolgt durch die Symmetrieentscheidungseinheit, die eine empfindliche Spannungsdiskriminierungsvorrichtung umfaßt. Diese besteht aus zwei über die Emitter gekoppelten Transistoren Z 3 und X 4, während ein Transistor Z 5 als konstante Stromquelle wirksam ist, um die Empfindlichkeit der Anordnung zu erhöhen.

Zunächst sei der Fall betrachtet, daß kein Eingangsmuster in der Matrix vorliegt, so daß die Summierungsausgangsspannungen gleich sind. Zu dieser Zeit sind die Transistoren Z 6 und Z 7, die in den Kollektorkreisen von Z 3 und Z 4 liegen, leitend infolge der gleichmäßigen Stromverteilung zwischen den Transistoren Z 3 und Z 4. Der als Stromquelle mit konstantem Strom wirkende Transistor Z 5 begrenzt den Strom auf einen bestimmten Wert, z. B. auf 3 mA. Dieser Strom verteilt sich gleichmäßig auf die Transistoren Z 3 und Z 4, so daß jeder von ihnen den halben Gesamtstrom, also 1,5 mA, leitet. Bei geeigneten Schaltungsparametern fließt dann ein kleinerer Strom in den Basiskreisen der Transistoren Z 6 und Z 7, um diese in den Sättigungszustand zu bringen. Im vorliegenden Fall werden also bei Gleichheit der Eingangssignale für die Entscheidungseinheit beide Ausgänge erregt. Die Ausgangssignale der Symmetrieentscheidungseinheit können einer geeigneten Ausgangsklemrae, z. B. 60 und 61, zugeführt werden, und die Ausgangssignale können auch durch die Ausgangsanzeigelampen IKO und IiCl angezeigt werden, die jetzt beide aufleuchten, da die Transistoren X 6 und Z 7 leitend sind.

Eine relativ kleine Differenz in der Spannung zwischen den beiden Summierungsleitungen 1 Wl und IWO, z.B. 0,05 Volt, bewirkt, daß der Strom zwischen den Transistoren Z 3 und Z 4 ungleichmäßig verteilt wird. Wen unter diesen Umständen die Eingangsspannung auf IWO positiver als die auf IWl ist, leitet der Transistor Z 3 fast den gesamten Strom, wodurch wiederum der Transistor Z 6 eingeschaltet bleibt; aber der Transistor Z7 wird abgeschaltet, wenn die Spannung an seiner Basis auf + 6 Volt ansteigt. Wenn dagegen die Spannung auf der Summierungsleitung IWl positiver ist als die auf IWO, leiten die Transistoren Z 4 und Z 7 und erzeugen ein »EINS«-Ausgangssignal, wodurch das »NULL«-Ausgangssignal abgeschaltet wird. Der regelbare Widerstand 63 im Emitterkreis des Transistors Z 5 ermöglicht es, die Spannungsdifferenz, auf die die Symmetrieentscheidungseinheit anspricht, zu regulieren. Außerdem ist ein Potentiometer 65 vorgesehen, damit der Nullpunkt innerhalb der unempfindlichen Zone zentriert wird. In einer Speichergruppe von 35 Einheiten kann die Mindestdifferenz für eine Bewertungseinheit auf eine relativ niedrige Spannung, wie z. B. 0,1 Volt, festgelegt werden, und die Unempfindlichkeitszone kann beiderseits des Nullpunktes 0,05 Volt betragen.

Die Vorbereitung der adaptiven Speichereinheiten wird durch Signale gesteuert, die von der in F i g. 3 a und 3 b dargestellten statistischen Vorbereitungsschaltung erzeugt, wie später noch im einzelnen beschrieben wird. Im Augenblick soll nur erwähnt werden, daß ein vorbereitendes Torsignal auf einer Leitung CTO (Fig. 2c) immer dann auftritt, wenn eine Vorbereitung durchgeführt werden soll. Dieses Signal wird mehreren UND-Schaltungen zugeführt, von denen jeweils zwei UND-Schaltungen einer Speichergruppe zugeordnet sind. Die UND-Schaltung 73, die mit der UND-Schaltung 85 der ersten Gruppe der adaptiven Speichereinheiten ^tMl bis AM 35 zugeordnet ist, besteht aus mehreren an einen Lastwiderstand und eine geeignete Spannungsquelle in herkömmlicher Weise angeschlossenen Dioden. Es müssen also Eingangssignale an jeder der drei Dioden der UND-Schaltungen liegen, damit ein Ausgangssignal entsteht. Das Ausgangssignal der UND-Schaltung 73 wird einem Vorbereitungstreiber 75 zugeführt, der aus zwei Transistoren ZlO und ZIl besteht, die so verbunden sind, daß ein von der UND-Schaltung 73 gelieferter Eingangsimpuls den Vorbereitungstreiber veranlaßt, einen Ausgangsimpuls auf der daran angeschlossenen Vorbereitungsleitung, wie z. B. ICO, zu erzeugen. Dieser Treiber liefert genügend Energie, um alle adaptiven Speichereinheiten in der Gruppe, in diesem Fall 35, zu betreiben. Eine i?C-Zeitgeberschaltung vom Kollektor des Transistors ZIl zur Basis des Transistors ZlO steuert die Dauer des Ausgangsimpulses, so daß ein Impuls konstanter Länge entsteht, der von der Dauer des Eingangsimpulses aus der UND-Schaltung 73 unabhängig ist.

Der Lernvorgang in diesem System erfolgt mittels einer Lerntastatur 40 unter der Steuerung mehrerer

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Il

befindet, so daß das Potential auf der Leitung TWC etwa — 12 Volt beträgt. Mit — 12 Volt an den Basiselektroden sind beide Transistoren Z13 und Z14 stromlos. Die Kollektorelektroden befinden sich dann 5 etwa auf Erdpotential, und gleiche Spannungen oder »Bewertungen« werden den Leitungen IiFO und 1 Wl über die Widerstände R12 und R13 zugeführt. Unter diesen Umständen bleiben die zugeführten Spannungen ohne Wirkung in bezug auf die Sym-

Lerntasten, die entsprechend ihrer Zuordnung zu den
binären Stellen der Ausgangssignale bzw. zu den zugeordneten Speichergruppen mit den Bezugszeichen
IT, IT, 4 Γ und 8T versehen sind. Es ist je eine
Taste für jede Gruppe der adaptiven Speichereinheiten vorhanden. Beim Schließen errichten diese Schalter einen Stromkreis von — 12VoIt zur Erde über
eine zugeordnete AnzeigelampeITK, 2TK, 4TK
und 8 TK. Bei offener Taste ist die entsprechende an

die Taste angeschlossene Signalleitung, wie z. B. ITS, ίο metrieentscheidungseitiheit, so daß das Gleichgewicht

über die Lampe an eine negative Spannung gelegt. nicht gestört wird.

Wenn die Taste geschlossen wird, leuchtet die Lampe Während der Vorbereitung steigt das Potential auf auf, und die Spannung auf der Leitung nimmt Erd- der Leitung TWC auf Erdpotential, und entweder das potential an. Diese Spannungsdifferenz wird direkt Signal auf der Ausgangsleitung ITS der Taste 1 oder einer der UND-Schaltungen, wie z. B. 85, zugeführt 15 das entsprechende invertierte Signal auf der Aus- und wird den anderen UND-Schaltungen, wie z. B. gangsleitung des Inverters 87 besitzt null Volt, je 73, über einen Inverter 87 zugeleitet. Der Inverter nachdem, ob die Taste 1 geschlossen oder offen ist. besteht aus einem PNP-Transistor, der so geschaltet Es soll der Fall betrachtet werden, daß die Leitung ist, daß die Ausgangssignale gegenüber den Eingangs- 1TS Erdpotential aufweist. Das invertierte Signal besignalen invertiert werden. Die restlichen Eingangs- ao sitzt dann —12 Volt und hält den Transistor Z13 im signale für die UND-Schaltungen im Vorbereitungs- AUS-Zustand. Transistor Z14 leitet, da beide Dioden teil des Systems, wie z. B. die UND-Schaltungen 73 D 21 und D 31 in Sperrichtung vorgespannt sind. Es und 85 für die erste Gruppe, werden von den Aus- fließt dann ein Strom von Erde durch den Widerstand gangen der Symmetrieentscheidungseinheit, die der All zur Basis des Transistors Z14 und über den betreffenden Gruppe zugeordnet ist, und von der 25 Emitter nach -6VoIt. Hierdurch wird der Transi-Vorbereitungskippstufe 45 geliefert. Die Ausgangs- stör in die Sättigung geschaltet, so daß am Kollektor signale von der SymmetrieentscheidungseinheitßD Ul etwa —6 Volt auftreten. Da die Leitung 1W1 ebenwerden über die Klemme 60 einem der Eingänge der falls auf etwa —6 Volt liegt, wird der Strom im Wi-UND-Schaltung 85 und über die Klemme 61 einem derstandi?13 praktisch zu Null. Da sich der Strom der Eingänge der UND-Schaltung 73 zugeleitet. Das 30 in der Leitung 1 WO nicht geändert hat, wird im Endden »EINS«-Zustand darstellende Ausgangssignal ergebnis bewirkt, daß sich die Bewertung verstärkt, der Symmetrieentscheidungseinheit BD Ul wird zur die das Gleichgewicht nach »NULL« verlagert. Auf adaptiven Speichereinheit über die UND-Schaltung diese Weise wird ein erwünschtes Ausgangssignal 73 und den Vorbereitungstreiber 75 rückgekoppelt, »EINS« eine gegenläufige Bewertung nach »NULL« um die »NULL«-Zustandsbewertung zu beeinflussen, 35 erzeugen. Umgekehrt wird ein erwünschtes Ausgangswährend das den »NULL«-Zustand der Symmetrie- signal »NULL« eine gegenläufige Bewertung erzeuentscheidungseinheitßDZJl darstellende Ausgangs- gen, die das Gleichgewicht in Richtung auf »EINS« signal über die UND-Schaltung 85, den Vorberei- verlagert.

tungstreiber 89 und die Vorbereitungsleitung ICl Es wird noch bemerkt, daß diese gegenläufige rückkoppelt, um die adaptive Speichereinheit ^4Ml 40 Eigenbewertung nur während der Lernphase unter

in positiver Richtung zu bewerten. Ebensolche Vor- Steuerung einer Vorbereitungskippstufe über die Lei-

bereitungsschaltungen mit entsprechenden Eingangs- tung TWC wirksam ist. In den übrigen Zeiten übt die

Signalen aus den zugeordneten Symmetrieentschei- Hilfsbewertungseinheit HBE keinen Einfluß auf den

dungsschaltungen und von der Lerntastatur sind für Gleichgewichtszustand der adaptiven Speichereinheijede der anderen Gruppen in dem System vorge- 45 ten aus.

sehen. Es kann gezeigt werden, daß die Anwendung der Für jede der vier Gruppen der adaptiven Speicher- gegenläufigen Eigenbewertung eine schärfere Treneinheiten ist eine Hilf sbewertungseinheit HBE vorge- nung zwischen den Bewertungen der beiden Möglichsehen. In Fig. 2b ist eine dieser Hilfsbewertungs- keiten »NULL« und »EINS« gestattet, um eine Vereinheiten dargestellt, die übrigen Bewertungseinheiten 50 kürzung des Lernvorganges zu bewirken,
gleichen der HilfsbewertungseinheitiZBJSl. Die Be- Um das System für die Unterscheidung verschiewertungseinheit besteht aus zwei NPN-Transistoren dener Kombinationen von Eingangssignalen zu adap-Z13 und Z14, deren Kollektoren über geeignete tieren, wird eine bestimmte Kombination von Ein-Lastwiderstände an Erde und deren Emitter gemein- gangssignalen in den Speicher eingegeben, indem aussam unmittelbar an eine Spannungsquelle von 55 gewählte Elemente der Eingangsmatrix entsprechend —6VoIt angeschlossen sind. Die Basiselektroden erregt werden, die über Matrixerweiterungsschaltunsind über die Widerstände2? 10 bzw. All geerdet, gen in den adaptiven Speicher eingegeben werden, und Impulse von der Hilfsbewertungssteuerleitung wobei die gewünschte Ausgangskombination auf der TWC und der Taste 1 der Lerntastatur 40 sowie der Lerntastatur eingestellt wird. Dann wird die Vorbeim Inverter 87 invertierte Impuls der Taste 1 der 60 reitungstaste CK betätigt, und diejenigen Speicher-Lerntastatur werden den Basiselektroden über Dioden gruppen, die ein anderes Ausgangssignal als das ge-.D 20, D 30 und D 21, D 31 zugeführt, die als UND- wünschte liefern, werden automatisch durch die Si-Schaltungen arbeiten. Die Kollektoren sind über ge- gnale aus der Symmetrieentscheidungseinheit und der eignete Widerstände R12 bzw. i?13 mit den Aus- Lerntastatur über die UND-Schaltungen und die Vorgangsleitungen IPFO und IPFl der adaptiven Spei- 65 bereitungstreiber vorbereitet, um die betreffende(n) chereinheiten verbunden. Zur Erläuterung der Ar- durch Eingangssignale aktivierte(n) adaptive(n) Speibeitsweise möge zunächst angenommen werden, daß chereinheite(n) in der richtigen Richtung zu verschiesich die Vorbereitungskippstufe in ihremAus-Zustand ben. Dann wird der Eingangsmatrix ein zweiter Satz

von Eingangssignalen zugeführt, und der Prozeß wird wiederholt, wobei die Lerntastatur so eingestellt wird, daß sie das ausgewählte Ausgangssignal für den zweiten Satz von Eingangssignalen erzeugt. Nach einem ersten Durchlauf solcher Lernoperationen ist es natürlieh erforderlich, einige der adaptiven Speicher erneut vorzubereiten, da sie während des Speicherprozesses hin- und herschalten. Es ist deshalb im allgemeinen notwendig, mehrere Durchläufe des Lernprozesses vorzunehmen, bis sich das System an einen bestimmten Satz von Eingangssignalen mit einem bestimmten Satz von Ausgangssignalen angepaßt hat.

Die statistische Vorbereitungsschaltung (F i g. 3 a und 3 b) dient dazu, die Ausgangssignale der in Fig. 2a dargestellten Matrixerweiterungsschaltung wie auch die Signale auf den Leitungen TWC in Fig. 2b und CTO in Fig. 2c zu steuern.

Die statistische Vorbereitungsschaltung enthält einen Rauschgenerator, der mit einer besonderen automatischen Regelschaltung und einer geeigneten Impulsformerschaltung versehen ist, die eine willkürliche Folge von Eingangssignalen an ein Schieberegister liefert. Diese Signale werden durch das Schieberegister unter Steuerung von geeigneten synchronisierten Treibersignalen geleitet, die von einem Generator, z. B. einem Multivibrator, mit einer nachgeschalteten Impulsformerschaltung geliefert werden und die unter Steuerung einer Vorbereitungskippstufe mit einer Vorbereitungstaste stehen. Die Ausgangssignale von den Schieberegisterstufen werden zusammen mit den von der Vorbereitungskippstufe erzeugten Signalen Torschaltungen zugeführt, die wiederum Ausgangssignale erzeugen, um die Ausgänge der Matrixerweiterungsschaltungen zu sperren, so daß während der Vorbereitungszeit nur willkürlich ausgewählte Gruppen der Matrixerweiterungsschaltungen wirksam werden können. Die statistische Vorbereitungsschaltung enthält weiter Impulsformerschaltungen und geeignete Leistungstreiberstufen, die Ausgangssignale zur Steuerung der mit den adaptiven Speichereinheiten verbundenen Vorbereitungstreiber und der Hilfsbewertungseinheiten erzeugen.

Der Rauschgenerator enthält eine Zener-Diode 90 im Kollektorbasisstromkreis des PNP-Transistors Z15, die so vorgespannt ist, daß sie als Generator für statistisches Rauschen arbeitet. Diese Rauschspannung wird durch eine Schaltung mit den Transistoren Z15, X16 und X Yl verstärkt, um Rauschspannungssignale mit relativ hoher Amplitude zu erzeugen. Die Impulse werden in der zugeordneten Impulsformerschaltung integriert und geformt, die den NPN-TransistorX18 und die PNP-Transistoren Z19 und Z 20 enthält. Der Eingangskreis zum integrierenden Impulsformer enthält einen einstellbaren Widerstand 91, um die Breite der integrierten Impulse einzustellen. Die Ausgangssignale des integrierenden Impulsformers werden dem Eingang einer Inverterstufe mit dem Transistor Z 21 und gleichzeitig einer automatischen Regelschaltung mit den Transistoren Z23, Z 24 und Z 25 zugeführt. In dieser Regelschaltung werden die Impulse weiter integriert, und das Ausgangssignal vom Kollektor des Transistors Z 25 wird dem Verstärker im Rauschgenerator als regelnde Gleichspannung zugeführt, um ein konstantes Verhältnis zwischen den »Einsen« und den »Nullen« aufrechtzuerhalten. Die Integration stellt sicher, daß dieses Verhältnis über einen relativ langen Mittelungsabschnitt aufrechterhalten wird, während für die Impulsbreitenänderung und Lage eine genügend kurze Zeitkonstante sichergestellt ist. Der Ausgang der Inverterstufe mit dem Transistor Z 21 ist mit dem Eingang einer ersten Stufe SR1 eines Schieberegisters verbunden, das ebenso viele Stufen besitzt, als Gruppen der Matrixerweiterungsschaltungen vorhanden sind, z. B. im vorliegenden Fall fünf Stufen. Jede Stufe des Schieberegisters ist mit ihrem Ausgang in Kaskade mit dem Eingang der nachfolgenden Stufen verbunden, so daß die willkürlichen Eingangssignale, die dem Eingang der ersten Stufe zugeführt werden, nacheinander die fünf Stufen des Schieberegisters durchlaufen. Hieraus ergibt sich, daß zu jeder gegebenen Zeit das Schieberegister eine willkürliche binäre Zahl enthält, die sich aus dem Vorhandensein oder dem Fehlen eines gespeicherten Bits in den Stufen ergibt. Alle Stufen des Schieberegisters sind gleich aufgebaut wie die Stufe SRI, die aus einem Paar von NPN-Transistoren Z27 und Z28 besteht, deren Kollektoren kreuzweise mit den Basiselektroden des anderen Transistors verbunden sind. Das Eingangssignal wird der Basis des einen Transistors Z27 zugeführt, und der Ausgang dieser Stufe ist mit der Basis des anderen Transistors Z 28 gleichstrommäßig gekoppelt, dessen Kollektor mit dem Ausgang der Stufe SRI verbunden ist. Jede der Stufen erhält synchronisierte Schiebeimpulse, die über das Leiterpaar SY1 und SY 2 zugeführt werden. Diese synchronisierten Schiebeimpulse werden den Schieberegisterstufen über ein Diodenpaar D 32 und D 33 zugeführt. Die Eingangssignale wie auch die Schiebeimpulse werden der Basis des Transistors Z 27 über einen Koppelkondensator zugeführt. Der Kollektor des zweiten Transistors jeder Schieberegisterstufe ist mit dem Eingang einer zugeordneten Torschaltung CGI bis CG5 verbunden, von denen nur CGI und CG5 genauer dargestellt sind, während die anderen Schaltungen in gleicher Weise aufgebaut sind. Alle Torschaltungen enthalten ein Diodenpaar, das als UND-Schaltung arbeitet, wobei eine Diode in jeder Torschaltung mit einer allgemeinen Steuerleitung CGC und die andere Diode mit dem Ausgang der zugeordneten Schieberegisterstufe verbunden ist.

Die von den Kollektoren der PNP-Transistoren in jeder der Torschaltungen abgenommenen Signale werden den zugeordneten Gruppen der Emitterfolger in der Matrixerweiterungsschaltung über die Leitungen SCl bis SC 5 zugeführt. Dementsprechend werden die Torschaltungen CGI bis CG5 entsprechend dem Vorhandensein oder dem Fehlen eines Bits in einer Stufe des Schieberegisters ein oder kein Ausgangssignal erzeugen, wenn auf der gemeinsamen Steuerleitung CGC ein entsprechendes Steuersignal auftritt. Die im Schieberegister stehende Information, die willkürliche Zahl, bleibt während der Lernphase stehen. Da sich die Bitverteilung im Schieberegister nach Beendigung der Lernphase fortlaufend unter der Steuerung des oben beschriebenen Rauschgenerators ändert, ist es ersichtlich, daß die Matrixerweiterungsschaltungen willkürlich angesteuert werden, d. h., es ist nicht möglich, vorher zu sagen, wieviele oder welche Gruppen von Eingängen in einen bestimmten Vorbereitungsablauf angeschaltet werden, jedoch im Durchschnitt werden alle Gruppen in gleicher Weise vorbereitet.

Die synchronen Schiebeimpulse für das Schieberegister werden auf den Leitungen SYl und SF 2 allen Stufen des Schieberegisters SRI bis SRS gleich-

zeitig zugeführt. Diese Schiebeimpulse werden von einem stabilen Multivibrator mit den Transistoren X29 und Z30 erzeugt, dessen Frequenz an einem abgleichbaren Widerstand 92 eingestellt werden kann. Die vom Multivibrator erzeugten Signale werden über ein Differenzierglied und einen PNP-Transistor 31 einer Impulsformerschaltung mit den Transistoren Z 32 und X 33 zugeführt, dessen Ausgang mit einer Inverter stufe mit einem Transistor X 34 verbunden

geführt, um zu bestimmen, welche der Matrixerweiterungsschaltungen wirksam gemacht werden sollen. Impulse werden außerdem über einen Kondensator Q7 (Fig. 3a) einem Impulsgenerator für negative 5 Impulse zugeführt, der die Transistoren X 46 und Z 47 enthält.

Der veränderliche Widerstand 97 ermöglicht die Einstellung der Impulsweite der von dieser Schaltung erzeugten negativen Impulse, Diese negativen Imist. Das Ausgangssignal am Kollektor des Transistors io pulse werden einer Invertertreiberschaltung zugeführt, Z34 wird über eine Diode D37 (Fig. 3b) einer die aus den Transistoren X49 und Z50 besteht, UND-Schaltung der Basis eines Transistors 35 züge- deren positive Ausgangsimpulse wiederum der Leiführt, dessen Kollektor und Emitter mit den Leitun- tung CTO zugeführt werden, die über zugeordnete gen.STl bzw. SY2 verbunden sind. Außerdem sind UND-Schaltungen (Fig. 2c) mit den Vorbereitungsbeide Leitungen über Begrenzerdioden an Erde an- 15 treibern für die vier Gruppen der adaptiven Speigeschlossen. Die Ausgangssignale am Kollektor des chereinheiten verbunden ist. Im Betrieb sperrt der Transistors Z35 bestehen aus negativ gerichteten Im- gesteuerte astabile Multivibrator (Z39, Z 40), wenn pulsen zwischen +6 und 0 Volt, während die Gegen- er durch die Vorbereitungskippstufe eingeschaltet ist, taktimpulse am Emitter dieses Transistors aus posi- die synchronen Schiebeimpulse und bewirkt, daß die tiven Impulsen zwischen —6 und OVoIt bestehen, ao Signale in dem Schieberegister für die Dauer der Wie bereits beschrieben, werden diese Impulse als positiven Pegel der Ausgangssignale des gesteuerten Schiebeimpulse für die Information durch das astabilen Multivibrators Z 39, Z 40 angehalten wer-Schieberegister benötigt. Diese Impulse sind jedoch den. Wenn durch den Impulsgenerator für positive nur wirksam während der Zeit, in der die UND- Impulse ein geeigneter kurzer Impuls der Leitung Schaltung im Eingang zum Transistor Z 35 vorberei- 25 CGC zugeführt wird, erzeugen die mit den Schiebetet ist durch eine geeignete Steuerspannung an der registerstufen verbundenen Torschaltungen, die eine Diode D 38, wie anschließend beschrieben wird. Null enthalten, Ausgangssignale, die die zugeord-

Zur Einleitung der Lernphase ist eine Vorberei- neten Emitterfolger in der Matrixerweiterungsschaltungstaste CK vorgesehen, die in ihrer Ruhelage tung abschalten. Die mit diesen besonderen Emitter-(dargestellt) sicherstellt, daß eine Vorbereitungskipp- 30 folgern in der Matrixerweiterungsschaltung verbunstufe mit den beiden Transistoren Z 37 und Z 38 eine denen adaptiven Speichereinheiten werden einen ihrer beiden stabilen Lagen einnimmt. Wenn die Vor- negativen Impuls an ihren Vorbereitungseingängen bereitungstaste CK betätigt wird, schaltet die Kipp- haben und werden auf diese Weise nicht auf den Vorstufe in ihren anderen stabilen Zustand und liefert bereitungsimpuls ansprechen, der unmittelbar darauf dabei ein Ausgangssignal, bis die Kippschaltung wie- 35 als Ergebnis der Arbeitsweise des Impulsgenerators der in ihre Ausgangsstellung zurückschaltet, wenn die für negative Impulse eintrifft. Der negative Impuls an Taste losgelassen wird. Die Vorbereitungskippstufe den Vorbereitungstorschaltungen ist von genügend ist von bekannter Bauart und besteht aus einem Paar kurzer Dauer, so daß die SymmetrieentscheidungsvonNPN-TransistorenZ37 und Z 38. Die Ausgangs- einheiten, die den Gruppen der adaptiven Speichersignale der Vorbereitungskippstufe werden der Lei- 40 einheiten zugeordnet sind, nicht betätigt werden, und tung TWC zugeführt, welche die Eingangsimpulse zu nach Wiederherstellung des Stromes durch die Torden Hilfsbewertungseinheiten (Fig. 2b) steuern. Der schaltungen CGI bis CG5 werden alle Signale an Ausgang der Vorbereitungskippstufe ist außerdem den Ausgängen der Matrixerweiterungsschaltungen mit einem niederfrequenten gesteuerten Multivibrator wirksam, um nach Beendigung der Vorbereitung das mit den Transistoren Z 39 und Z 40 verbunden, der 45 genaue Gleichgewicht zu bestimmen,
so geschaltet ist, daß er beim Eintreffen eines Signals Wenn der erste Vorbereitungsablauf keinen aus-

von der Vorbereitungskippstufe eingeschaltet wird reichenden Wechsel in der Bewertung der adaptiven und Ausgangsimpulse von verhältnismäßig niedriger Speichereinheiten herbeigeführt hat, um das geFrequenz liefert, z. B. 10 Impulse pro Sekunde. Der wünschte Ausgangssignal an den Symmetrieentschei-Ausgang des gesteuerten Multivibrators ist mit einer 50 dungseinheiten zu erzeugen, liefert der gesteuerte Impulsformerschaltung verbunden, die aus einem In- astabile Multivibrator einen negativen Impuls an die verter mit dem Transistor Z 41 und einem Emitter- Diode D 38, um die synchronen Schiebeimpulse freifolger mit dem Transistor Z 42 besteht, dessen Aus- zugeben. Eine willkürliche Anzahl von Impulsen gangsleitung mit der Diode D 38 verbunden ist, die läuft nun durch das Schieberegister, bis der gesteuerte als Torschaltung für die Synchronisierimpulse wirkt. 55 astabile Multivibrator das Schieberegister durch Gleichzeitig wird der Ausgangsimpuls vom Transistor einen sperrenden positiven Pegel an der Diode D 38 Z42 einem Impulsgenerator über den Kondensator anhält. Der Impulsgenerator für die positiven Impulse Q5 zugeführt, der aus den Transistoren Z43 und schaltet dann einige der Torschaltungen CGI bis Z44 besteht, bei dem die Vorspannung für die Basis CGS entsprechend der neuen binären Zahl im des Transistors Z 44 zur Einstellung der Impulsbreite 60 Schieberegister ab, und ein zweiter Vorbereitungsdes positiven Impulses am Kollektor des Transistors impuls wird auf der Leitung CTO erzeugt. Auf diese Z 44 durch einen veränderlichen Widerstand 95 ein- Weise werden Vorbereitungsimpulse in Verbindung geregelt werden kann. Dieser positive Impuls verläuft mit einer willkürlichen Auswahl der Eingangssignale zwischen —6 Volt und +6 Volt und hat eine Breite, zugeführt, bis die gewünschten Ausgangssignale erdie durch den regelbaren Widerstand 95 bestimmt 65 zeugt werden. Dann ist der Vorbereitungsablauf bewird. Dieser Impuls wird der gemeinsamen Steuer- endet, selbst wenn Impulse auf der Leitung CTO erleitung CGC für die Steuerung der Torschaltungen zeugt werden, weil die Vorbereitungstaste noch ge-CGl bis CGS während des Vorbereitungsablaufs zu- drückt ist. Wenn die Taste freigegeben wird, schaltet

das Signal auf der Leitung TWC die Hilfsbewertungseinheiten ab und schaltet den gesteuerten astabilen Multivibrator aus. Die willkürlichen binären Zahlen werden fortlaufend zwischen den Vorbereitungsabläufen erzeugt und fließen durch das Schieberegi- ster, bis ein neuer Vorbereitungsablauf beginnt.

Claims

Patentansprüche:

1. Lernschaltung für das Erkennen von Bitkombinationen, insbesondere Zeichen, in welcher mehrere Bitgruppen je einem Codewandler zugeführt werden, dessen Ausgänge jeweils wenigstens einem Teil der möglichen Bitkombinationen der Bitgruppe entsprechen, in der mehrere Gruppen von einstellbaren Speichern an alle Ausgänge der Codewandler parallel angeschaltet sind und die Summenausgangssignale der Speichergruppen die erkannte Bitkombination kennzeichnen und in der in der Lernphase die Speichergruppen eingestellt werden, dadurch gekennzeich- ao net, daß zur Verkürzung der Lernphase während dieser über Torschaltungen (30 bis 36), die durch einen Zufallsgenerator (50) gesteuert werden, nur die Signale von willkürlich ausgewählten Codewandlern (Matrixerweiterungsschaltungen 5 bis 15, 20 bis 26) an die Speichergruppen (AMl bis AM140) weitergeleitet werden.

2. Lernschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufallsgenerator (50) derart eingestellt ist, daß während der Lernphase im Mittel die Hälfte der Codewandler (Matrixerweiterungsschaltungen 5 bis 15, 20 bis 26) mit den Speichergruppen (AMl bis AM 140) verbunden sind.

3. Schaltung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine mittels einer Vorbereitungstaste (CK) einschaltbare astabile Kippschaltung (Z 39, Z 40) vorgesehen ist, die einen Generator (Z 29, Z 30, Z 35) zur Erzeugung der Schiebeimpulse für das Schieberegister (SRI bis SR 5) steuert und den Durchlauf der Rauschsignale durch das Schieberegister periodisch unterbricht und gleichzeitig den ersten Impulsgenerator (Z 43, Z 44) zur Vorbereitung der Torschaltungen (CGI bis CG5) und einen zweiten Impulsgenerator (Z 46 bis Z 50) zur Vorbereitung von UND-Schaltungen (73, 85) in den Vorbereitungsleitungen (ICl und ICO) zwischen den Symmetrieentscheidungseinheiten (BDUl bis BDUS) und den zugeordneten adaptiven Speichereinheiten steuert.

4. Schaltung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsbewertungseinheit (HBE) aus zwei Verstärkerstufen (Z 13 und Z14) besteht, deren Ausgänge über je einen Widerstand (R12 und R13) mit der zugeordneten Ausgangsleitung (IWO bzw. IWl) ihrer Speichergruppe verbunden sind und daß den Eingängen der Verstärkerstufen über je eine von der statistischen Vorbereitungsschaltung während des Vorbereitungsablaufs angeschaltete UND-Schaltung (£>20, D 30, #10 bzw. D 21, D31, All) ein Steuersignal von der Lerntastatur (40) direkt und ein entsprechendes, jedoch invertiertes Steuersignal zugeführt ist.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschaltung der UND-Schaltungen in der Hilfsbewertungseinheit (HBE) durch eine unter Steuerung einer Vorbereitungstaste (CK) stehende Vorbereitungskippstufe (Z 37, Z 38) erfolgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen