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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Abgabe von Stellbefehlen
in Form von Analoggrößen für getrennte Verbraucherkreise nach Maßgabe eines in einem
Kernspeicher eingegebenen Stellprogramms mittel rein digitaler Baugruppen.
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Bei der Lösung von steuerungstechnischen Problemen werden oft zahlreiche
analoge Größen zur Steuerung benötigt. Sollen diese Größen die Stellglieder der
zu steuernden Kreise in einer programmierten Folge beaufschlagen, so müssen gleichzeitig
mehrere Analogwerte gespeichert werden. Beispielsweise sollen bei Bühnenbeleuchtungsanlagen
die zahlreichen getrennten Lampenkreise nach einem vorgegebenen Programm mittels
analoger, der Helligkeit der einzelnen Lampen entsprechender Steuersignale gesteuert
werden. Zu diesem Zwecke sind Speicher für die gleichzeitige Steuerung von mehreren
A_ nalogwerten notwendig.
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. Es ist bekannt, in Ermangelung wirtschaftlicher Analogspeicher digital
arbeitende Geräte mit Digital-Analog-Umsetzern zu verwenden. Die bekannten Digital-Analog-Umsetzer
(Elektro-Anzeiger, Ausgabe für die gesamte Industrie, 1966, Seiten 335 bis 337;
Electronics, 14. November 1966, Seiten 142 bis 148) bestehen im allgemeinen aus
einem Taktgeber, der Zählimpulse in Binärzähler eingibt, deren dualen Ausgängen
gewichtete Ströme zugeordnet sind und bei denen die Summe aller gewichteten Ströme
mit einer anstehenden Analoggröße verglichen wird. Bei der Verwendung solcher Umsetzer
ist jedoch zum Speichern jedes Analogwerts ein besonderer Digital-Analog-Umsetzer
notwendig. Bei der großen Zahl der Lampenkreise und der möglichen Helligkeiten der
Lampen einer Bühnenbeleuchtungsanlage würde infolgedessen die Umsetzung der digitalen
Steuerbefehle mit den bekannten Umsetzern einen hohen Aufwand bedeuten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für den obengenannten Zweck
eine Anordnung zu schaffen, welche der Vielzahl der bisher erforderlichen Umsetzer
funktionsmäßig gleichwertig ist, aber sich durch einen geringeren Gesamtaufwand
auszeichnet und eine exaktere Umsetzung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein unabhängiger
Taktgeber vorgesehen ist, der einen binären Abfragezähler beaufschlagt, von dessen
Ausgängen je ein Ausgang einem Ausgabeverteiler und einer Spalte des Kernspeichers
zugeordnet ist, daß ein weiterer Binärzähler vorgesehen ist, an dessen Eingang nach
jedem Durchlauf-Zyklus des Abfragezählers ein Impuls ansteht und an dessen Ausgängen
sämtliche programmierbaren Code-Zeichen in fester Reihenfolge abgegeben werden,
daß ferner die abgefragten Code-Zeichen des Kernspeichers und die vom weiteren Binärzähler
abgegebenen Code-Zeichen einem Koinzidenzglied zugeführt sind, welches im Koinzidenzfall
einen Ausgangsimpuls liefert, der dem vom Abfragezähler angesteuerten Ausgabeverteiler
zugeführt wird, daß weiterhin für jeden Verbraucherkreis je ein 1-Bit-Speicher vorgesehen
ist, daß sämtliche 1-Bit-Speicher nach jedem Durchlaufzyklus des weiteren Binärzählers
gemeinsam gesetzt und die jeweils vom Ausgabeverteiler synchron zum Durchlaufzyklus
angesteuerten 1-Bit-Speicher vom jeweils auftretenden Koinzidenzimpuls gelöscht
werden und daß jedem 1-Bit-Speicher ein Tiefpaß nachgeschaltet ist.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer
Lichtsteueranlage mit 100 Lampenkreisen an Hand der Zeichnung beschrieben.
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Das Kernstück der Anordnung bildet ein Kernspeicher 1, der in bekannter
Weise aus einer Vielzahl von matrixartig angeordneten Magnetkernen besteht. Die
einzelnen Kerne sind zu Spalten 4 zusammengefaßt. In jeder Spalte 4 ist ein Stellbefehl
in codierter Form gespeichert. Es sei angenommen, daß für jede der angeschlossenen
Lampen 32 Helligkeitswerte einzustellen sind. Das bedeutet, daß 32 verschiedene
Stehbefehle für jeden Lampenkreis 2 auszuführen sind. Diese Zahl kann mit Hilfe
eines aus 5 Bit bestehenden Codes gebildet werden. Demgemäß müssen in jeder Spalte
des Speichers fünf verschiedene Plätze vorgesehen sein. Der Speicher muß so viele
Spalten enthalten, wie Lampenkreise vorhanden sind. Ein solcher Speicher würde also
bei 100 Lampenkreisen 100 Spalten und entsprechend den auszuführenden 32 Stellbefehlen
fünf Zeilen benötigen.
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Für die Abfrage des Speichers 1 ist ein binärer Abfragezähler 3 vorgesehen,
der so viele Stufen aufweisen muß, wie Spalten 4 vorhanden sind. Im vorliegenden
Beispiel besitzt der Zähler 3 also 100 Stufen. Der binäre Abfragezähler 3 wird von
einem unabhängigen Taktgeber 5 mit einer festen Frequenz fortlaufend durch Impulse
angesteuert. Er setzt in zyklischer Folge die einzelnen Spalten des Kernspeichers
3 unter Spannung und fragt die darin enthaltenen codierten Steuerbefehle ab. Es
ist weiterhin ein Binärzähler 6 vorgesehen, der nach jedem vollendeten Durchlaufzyklus
des binären Abfragezählers 3 einen Eingangsimpuls erhält. Der Binärzähler 6 ist
so eingerichtet, daß seine Ausgänge S alle möglichen Kombinationen des im vorliegenden
Beispiel gewählten 5er-Codes zyklisch in fester Reihenfolge ausgeben. Das bedeutet,
daß dieser Binärzähler 6 nach Vollendung von 32 Durchlaufzyklen des Abfragezählers
einen vollständigen Zyklus durchlaufen hat. Der Taktgeber 5 hat dann 32 X 100 Takte
abgegeben.
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Die Ausgänge des Binärzählers 6 sind einem Koinzidenzglied 9 zugeführt,
dem auch die Stellbefehlsausgänge des Speichers 1 zugeführt sind. Es sei angenommen,
daß der Binärzähler 6 auf der ersten Kombination steht und sie dem Koinzidenzglied
9 zuführt. Sollte nun während des ersten Abfragezyklus das betreffende Codezeichen
nicht in einer der Spalten enthalten sein, dann erfolgt keine weitere Schalthandlung.
Erst wenn von den sukzessiv anstehenden 32 Code-Kombinationen eine mit den in irgendeiner
Spalte enthaltenen Codezeichen übereinstimmt, spricht das Koinzidenzglied 9 an und
gibt ein Signal an seinen Ausgang 10 ab. Dieses Signal wird einem Ausgabeverteiler
11 zugeführt, der von dem binären Abfragezähler 3 synchron zu den
Eingängen des Speichers 1
im gleichen Durchlaufzyklus angesteuert wird. Der
Ausgabeverteiler besitzt so viele Ausgänge 12, wie Verbraucherkreise vorhanden sind,
im vorliegenden Beispiel also 100 Ausgänge. Durch die mit dem Abfragezyklus synchron
verlaufende Ansteuerung des Ausgabeverteilers 11 wird im Koinzidenzfall das anstehende
Koinzidenzglied dem (den) betreffenden Lampenkreis(kreisen) zugeordnet. Man kann
diesen Vorgang als Aussortierung des jeweiligen Stellbefehls auf den zugeordneten
Verbraucherkreis auffassen.
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Zur Festlegung der das Analogsignal bestimmenden Impulsdauer sind
1-Bit-Speicher 13 vorgesehen. Im gewählten Beispiel sind entsprechend der Zahl der
Lampenkreise
100 1-Bit-Speicher vorhanden. Ihnen werden die Ausgänge 12 des Ausgabeverteilers
11 zugeführt.
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Die am Ausgang des Binärzählers 6 anstehenden 32 Kombinationen des
gewählten Codes sind in ihrer Reihenfolge den 32 möglichen Helligkeitswerten zugeordnet;
die erste Kombination entspricht dem Helligkeitswert Null (Lampe gelöscht), die
letzte der maximalen Helligkeit.
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Zu Beginn der Periodendauer eines Abfragezyklus werden alle 1-Bit-Speicher
gemeinsam gesetzt. Der Abfragezähler 3 fragt nun die Spalten des Kernspeichers
1 ab, für welche Kreise der erste Helligkeitswert gültig ist, dessen zugeordnete
Kombination während der Abfrage am Ausgang des Binärzählers 6 ansteht. Für
dieselbe Zeitdauer steht dann die zweite usw.. . . 32. Kombination an. Im Koinzidenzfall
wird der betreffende bzw. werden die betreffenden 1-Bit-Speicher gelöscht, so daß
der am Ausgang anstehende Impuls je nach der Stellung des Code-Zeichens eine verschiedene
Länge hat.
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Die Impulse der 1-Bit-Speicher 13 werden jeweils einem im betreffenden
Lampenkreis angeordneten Tiefpaß 14 zur Umwandlung des betreffenden Digitalwerts
in einen Analogwert zugeführt. Im gewählten Beispiel kann der Heizfaden der nachgeschalteten
Lampe die Rolle des Tiefpasses übernehmen, da er nur träge den Intensitätsänderungen
folgen kann.
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Einzelne Lampen können auch zu Gruppen zusammengefaßt sein, dabei
ist die Höhe der Impulse der einzelnen Gruppen untereinander verschieden wählbar.
Die Impulshöhe ist in diesem Falle ein Parameter, mittels dessen die Helligkeit
dieser Gruppen geändert wird.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß für die
gleichzeitige Speicherung von mehreren Analogwerten pro Analogwert nur ein 1-Bit-Speicher
und für alle Analogwerte zusammen nur ein Kernspeicher benötigt wird. Da die Anordnung
überdies fast ausschließlich aus digitalen Bausteinen besteht, ist eine Miniaturisierung
der Anordnung, etwa unter Anwendung von Festkörperschaltkreisen, ohne Verminderung
der Analogwertgenauigkeit möglich. Außerdem kann zur Verschlüsselung der Analogwerte
auch ein nicht-bewertbarer Code, beispielsweise der 3-excess-Code verwendet werden.