DE1474133A1 - Schaltungsanordnung zur Normierung von Gruppen von analogen Signalen - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Normierung von Gruppen von analogen Signalen

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DE1474133A1
DE1474133A1 DE19641474133 DE1474133A DE1474133A1 DE 1474133 A1 DE1474133 A1 DE 1474133A1 DE 19641474133 DE19641474133 DE 19641474133 DE 1474133 A DE1474133 A DE 1474133A DE 1474133 A1 DE1474133 A1 DE 1474133A1
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analog
signal
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Description

U74133
P.IYiüller - 4 (purchased invention)
Schaltungsanordnungen zur Normijrung von Gruppen van analogen Signalen
9ai Datenverarbeitungsanlagen ergibt sich häufig die Aufgabe, Gruppen von analogen Signalen, bei denen dio einzelnan Signale innerhalb einer Gruppe voneinander unabhängig sind und die einax Verarbeitungsodor Speichersinrichtung zugeführt werden, vor dor Eingabe in die Veinrbeitungs- oder Speichereinrichtung in Beziehung zu einem vorgogobenen Jert zu bringen, d.h. zu normieren. 3e n?ch der vorliegenden Aufgabe kann man die Normisrungsbedingung durch eine mathematische Formel ausdrücken, mit deren Hilfe man aus einer Gruppe von analogen Signalen din Gruppe normierter Signale gewinnen kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind aus dem Stand der Technik bisher keine Schaltungsanordnung^ bekannt geworden. IY!an hat vielmehr seither die normierten Uarte aus den vorgegebenen analogen Signalen bei gegebener Normierungsbedingung mit Hilfe von elektronischen Rechenmaschinen oder ohne aufwändige? t^ch-ischg Hilfsmittel errechnet.
Mit der Erfindung uiird nun einü allgemeine Schaltungsanordnung angegeben, mit der man die Normierung für eine Gruppe von analogen Signalen durchführen kann, unabhängig von einer speziellen Normierungsbedingung, außerdem Schaltungsanordnungen für speziella Norräerungsbedingungen.
Die Normierungsschaltungen kcnnan bei elektronischen ftnalog- und Hybridrechnarn, in slar Regelungstechnik, bei der analogen Lernmatrix usuj. eingesetzt uerden, ganz allgemein dort, uio analoge, voneinander unabhängige gleichzeitig oder nacheinander auftretende Signale normiert werden sollen.
Als An'jendung3fall wird beispielsuaise die Normierung für einen analogen lernfähigen Zuordner, die sogenannte analoge Lernmatrix,
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3O.fflärz 1964
NF/Reg. -2- U74133
betrachtest. Diese besteht aus einer, matrixf or i_,en \~. ai rjnwn .·;., ; -uf deren G^sltsplaitun ;-;n diü zu lernenden fiinnale als Gruppäri von analogen Signaler. (Ei-enschaftssätze) g-jüban werden und an deren Zeilen eine Extremuertschalturi:, angeschlossen ist. Im Lernhetriub werden die Verknüpfungselemente an den Kreuz'jn>,_,spunkten der Matrix zeilenweise auf die Ei^enschaf tssätze ain^ysLelIt un.i im Kannbecrieb uierden bei Eingabe eines Eicenschaf tssatzes die von den Vt;: kn!.pf ungen herrührenden Si cn ale zeilcnueise aufsumnitirt und .:iit Hilfe dar Extremujartschaltung festgestellt, welche Zeile dem angebotener. Eiy€?nschaftsaatz gleich bziu. an ähnlichsten ist. lYlan muß άΪ2 Eigenschaftssätze im Lern- und im Kannbetrieb normieren, da su.ist in Kannbutriüb keine Erkennung mit der Extremeertschaltung möglich ist» Auf die hei diesem Anmendungsbeispisl oemählten Mor ..isrungsij&dingungen wird :ei der Figurenbeschrsibuny näher eingegan~:jn.
Die: Erfindung betrifft eine Sch ltungsanordnung zur f!or.Tiiürunr> ucn 'jTuppsn von annlogen Signalen, bei dencr die Signale ainur ''ruppö voneinander unabhengig sind für Analog- und HybrUrechner, Lernmatrizen und dergl.. Sie ist dadurch gskemzeichnet, dau zuii'zhsr. den einzelnen Signalquellen und den entsprechenden Klemißn dar Jerarbeitungseinrichtung ja voneinander unabhängige und gleiche Schaltkreise zur Änderung des betreffenden Signals geschaltet sind, deren elektrische Eigenschaften stufenlos oder in Stufen von einer gemeinsamen Einrichtung, auf die sämtliche Eingangssignal und die Normierungskonstante KTent sprechend der Normierungsbedingung geändert werden.
Besonders vorteilhaft kann die Normiarung durch Addition UJertes zu oder '''Multiplikation eines Wertes mit den Eingangssignalen erfolgen.
Die Erfindung uiird nun beispielsmeise an Hand der Figuren erläutert. Eszeigt»
Fig. 1 ein Blockschaltbild der allgemeinen Normierungsschaltung Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Normierung durch Addition Fig. 3 ein arideres Blockschaltbild zur Normierung durch Addition
Fig. 4 eine Abu/andlung der Anordnung nach Fig. 3t insbesondere zur Verwendung bei einer analogen Lernmatrix ■ '
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1474Ί33
F!F/-eg. - 3 -
In der Fig. 1 is;: die Schaltungsanordnung zur Monnicrüng von analogen Signalen in ihrer allgemeinen Form gezeigt. Die einzelnen analogen Signalquellen sind mit
i'"m "i *·* "n
bezeichnet. Es handelt sich also um είπα Gruppe von analoger, Signalen bzur. um einen Liaenschaftssatz, boi dem die Eigenschaften analoge Signale sind· Diü analogen Signale können vorzugsweise' gleichzeitig aber auch nacheinander auftreten. Im zweiten Falle ist ea zweckmäßig, Zwischenspeicher vorzusehen. Die einzelnen Signale sind voneinander unabhängig. Sie gelangen auf den einen Eingang von Schaltkreisen SK, die alle untereinander gleich und voneinander unabhängig si.nd. Weiter ist eine Einrichtung E vorgesehen, auf deren einen Eingang die Nornierungskonstante K gegeben wird und auf deren andere Eingänge die unveränderten oder bereits in irgendeiner 'Jeise geänderten Eingangssignale gegeben werden. Die Signale, die auf die letztgenannten Eingänge gelangen, sind nit a *..· a.*.., a * bezeichnet. Der Ausgang der Einrichtung E ist mit dan zweiten Eingängen aller Schaltkreise SK verbunden. Dia NormierunC(S-konstante K wird entweder v_.n außen eingegeben oder von der nachfolgenden Verarbeitungseinrichtung automatisch bestimmt. Die Einrichtung E beeinflußt die auf die Schaltkreise SK gelangenden analogen Signale so, daß an den Ausgängen der Schaltkreise SK jeweils die normierten Signale a ... a,... a abgenommen werden können.
Die Anordnung nach Fig. 1 kann also eine Gruppe von η analogen Signalen a.1, die auf getrennten Leitungen eingegeben werden, normieren, d.h. so verändern, daß die am Ausgang der Schaltungsanordnung auftretenden geänderten Signale a. einer gegebenen Normierungsbedingung genügen· Gibt man nacheinander verschiedene Gruppen von analogen Signalen auf die Anordnung nach Fig.1, dann uiird jede Gruppe entsprechend der gemeinsamen Normierungsbedingung geändert, d.h. normiert.
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U74133
NF/Reg. « η ·.
Die nachfolgend beschriebenen speziellen Schaltungeanordnungen eind besonders, jedoch nicht ausschließlich, für analoge Lernmatrizen vorgesehen.
Bei der analogen Lernmatrix muß jede Gruppe von Signalen a..·· a.... Q einer Zeile der Bedingung genügent
„Σβ, β K s const. (1)
K ist größer Null und gleich für alle Zeilen einer analogen LernmatriX} der Ulert für K ist entsprechend der verwendeten Extremwertschaltung gewählt.
Die Veränderung der eingegebenen analogen Signale a * kann bej^ieleweiee entweder durch Addition eines liiertes d oder
durch multiplikation mit einem 'Jert ο erfolgen. Dabei
.i'ijt dem gleichen liiert, wird zu allen analogen Signalen a.· einer Zeile^d addiert bzw. werden alle Signale a ' einer Zeile mit dem gleichen Wert e multipliziert. Der Ujert d bzw. e ist für jede Zeile verschieden und wird so bestimmt, daß für die veränderten Signale Bedingung (1) je Zeile erfüllt ist.
Bei der Normierung durch Addition wird zu jedem Wert a* einer Zeile der Ufert d addiert, also
i öl
■ ^Lt Gleichung (1) folgt
j Si (3;.« + do)l K (3) ,
HieralJs ergibt,j3Jjcii_
dQ kann sowohl positive wie negative Ulerte annehmen.
Die Figuren 2 bis 4 zeigen Schaltungsanordnungen, bai denen ■ die Normierung durch Addition erfolgt.
In der Fig. 2 sind die den Schaltkreisen SK entsprechenden Schaltungsteile Addierverstürker oder andere Summierein-
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richtungen AD» Auf diese gelangen die Eingangssignal a.' und das Änderungasignal d ; die Ausgangssignale sind die Summen von a.1 und d , also die normierten analogen Signale a ... a.... a'. Die Einrichtung E der Fig. 1 ist als Recheneinheit RE ausgebildet, in der d nach Gleichung (4) aus K und den Signalen a ' berechnet wird. Da die Eingangssignale a,· direkt auf die Recheneinheit RE gelangen, sind hier die Signale a ' und 3 * identisch. Die Recheneinheit RE kann z,B. als Spezialrechner ausgebildet sein.
In der Anordnung nach Fig. 3 besteht die gemeinsame Einrichtung E aus einem Addierwerk Q, einer Vergleichseinrichtung VE und einem Regelglied RG. Die Schaltkreise sind wie in Fig. 2 ale Addiervcrstürker ausgebildet. Dia Eingangssignale a.f gelangen hier nicht direkt auf die gemeinsame Einrichtung E, sondern sie werden von den Ausgängen dor Addierverstärker AD als veränderte Signale a * auf das Addierwerk Q der gemeinsamen Einrichtung E geo2ben. Bei beginn eines Normierungsvorganges können die Addierverstärker AD beliebig eingestellt ssin. Das Addierwerk 3 bildet^, a *2, die auf den einen Eingang der Verglaichseinrichtung VE gegeben wird. Auf den anderen Eingang der Vergleichseinrichtung VE wird die Normierungskonstante K gegeben.und diese bildet die Differenz von K und %-a.* . Diese Differenz gelangt auf das Regelglied RG, das ein Ausgangssignal esa d erzeugt, das solange v/ariiert wird (gesteuert von der Vergleichseinrichtung VE), bis d dun speziellen iJert d annimmt, nit dem die Normierungsbedingung (3) erfüllt ist. Das Rsyelglied RG kann auch als Abschaltkreis ausgebildet sein. Die das Änderungssignal d bzu/. d führende Leitung ist mit allen Addierverstärkern AD verbunden. Die in der Vergleichseinrichtung VE, die beispielsweise ein Differenzverstärker sein kann, gebildete Differenz K -|Ea.* wird dann Null, wenn das Rjyelglied das Signal d erzeugt. Dann sind die Ausgangssignale a * der Addierverstärker AD die normierten Signale a .
GemBG der Anordnung nach Fi-g. 4 ist es auch möglich, zur
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BAD ORiGiNAL - 6 «
U74133
.;. NF/Reg. / - 6 - , , ■
< 2
·:" bestimmung des 'JertRs ^. a * eine Zeile ainer analonen U-.!rn-
matrix mit η Kreuzungspunkten oder eine gleichartige Quadrier-J" schaltung zu verwenden, die mit η variablen Verknüpf ungst elementen G-.. .-■» G.... G versehen ist. in denen durch ent-
£. 1 ι π ' ,
\ sprechende Einstellung ihrer variablen "räße (L^itaert,
IKlagnetisierung usm. ) die momentanen Signale a * gespeichert
;* ' uierden. Da das Ausrjangssignal eines Kreuzungspunktes das
Produkt aus dem gespeicherten Signal a.* und dem abfragenden Signal (ebenfalls a.*) ist und da sich die Ausgangssignale der Kreuzungspunkte addieren, entsteht am Ende des Zs.ilen-
*" <r 9
t- drahtes das Signal ^. a *", das gegebenenfalls durch den eingeschalteten Verstärker V so um-jeformt uierden muß, daß
\ es in der Vergleichseinrichtung VE mit der Normierungskonstanten K * verglichen werden kann. Da sich durch jeden neuen lUBrt d Bin neuer 'Jert a * ergibt, mu8 dieser immer mieder neu in den Kreuzungspunkten der Hilfszeile gespeichert uiarden, um die Summe der Quadrate_von a.* zu erhalten.
Bei der Mormierung durch Multiplikation ujird jüder 'J/ert a '
einer Zeile mit dem UJert e multipliziert, also
IKlit Gleichung (1)· folgt daraus für
π = Jt (-> TT (f)
Zur Realisierung der Nornierung nach Gleichung (6) müssen die Anordnungen nach den Figuren 2 bis 4 so abgeändert uierden,
daß an Stelle der Addierverstärker AD regelbare Verstärker V " ■
|! oder ähnliche Multipliziereinrichtungen trBten. Die übrigen £ Baugruppen der Anordnungen bleiben abgesehen v^n funktionsbedingten Änderungen gleich.
Die verwendeten Baugruppen sind für beide Mormierungsarten aus dem Stand der Technik bekannt} sie uiarden deshalb nicht ,* näher erläutert»
8 Patentansprüche
2 .Blatt Zeichnungen, 4 Fig. BAD ORiGiNAL - 7 »
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Claims (5)

  1. MF/Rbq. ' « 7 - " ' ■
    U74133
    Patentansprüche
    Schaltungsanordnung zur Normierung von Gruppen von analogen Signalen, bei denen die Signale innerhalb einer Gruppe voneinander unabhängig sind,für Analog- und Hybridrechner, Lernmatrizen und derql.,dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Signalquellen und den entsprechenden Klemmen einer Verarbeitungseinrichtung,auf die die Signalgruppen gelangen, 'je voneinander unabhängige und gleiche Schaltkreise (SK) zur Änderung des betraffenden Signals geschaltet sind, deren elektrische Eigenschaften stufenlos oder in Stufen Von einer gemeinsamen Einrichtung^, auf die sämtliche Eingangssignale a.' und die Normierungskonstante K gegeben werden, entsprechend der Normierungsbedingung geändert werden, so daß am Ausgang der Schaltkreise SK die normierten Signale a. abnehmbar sind.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Normierung durch Addition e'ines Wertes zu den Eingangssignalen erfolgt.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkreise als Addierverstärker (AD) und diB gemeinsame Einrichtung als SpBzialrechner (RE) ausgebildet sind und daß die Eingangssignale a * direkt auf den Spezialrechner (ftE) gegeben werden.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkreise als Addierverstärker (AD) ausgebildet sind und die gemeinsame Einrichtung aus folgenden Teilen besteht: einem Addierwerk (Q), dessen Eingänge die Ausgänge der Addierverstärker (AD) sind (Signale a *), in deni..^a * gebildet
    ^ einer Uergleichseinrichtung (UE) für den Vergleich von.*- a * und der Normierungekonstanten K, an deren Ausgang die Differenz von K und<£ a * auftritt, und einem Regelglied (AG), das, gesteuert vom Ausgangssignal der Uergleichseinrichtung (UE), ein Änderungssignal für die Addierverstärker (AD) abibt und dasidie elektrischen Eigenschaften der
    BAD ORiGiNAl,
    90 982 7/0372 . 8 -
    · 147A133
    . · ■ ■
    NF/Reg. - - 8 *·
    Addierverstärker (AD) solange in positivem und/oder negativem Sinne geändert werden, bis dia Differenz von K und.^a * Null ist«
    C*4 i .
  5. 5. Anordnung nadh Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet« daß das Addierwerk Q eins Zeile mit η Kreuzungspunkten mit Verknüpfungselementen (G1... G..,# G ) ist und daß zur Bi"6^ung von.A. a * in einem ersten Schritt die Signale a
    (*;ΐ' -in den Verknüpf ungselementen (G,) bei gleichzeitiger
    ,. markierung der Zeile eingespeichert werden und daß in einem
    , zweiten Schritt die Verknüpfungselemnte (G.) mit din
    ;V . gleichen Signalen a * zerstörungsfrei abgefragt werden,
    £ so daß sich en den Verknüpfungselementen (G,) die Produkte
    ;' a.* ergeben und sich für die ganze Zeile die Summe der
    f Produkte a,* ergibt.
    6· Anordnung nach Anspruch S zur Verwendung in einer analogen Lernmatrix mit tu Zeilen und η Spalten, dadurch gekennzeichnet,
    a/
    4*4
    daß die Zeile zur Bildung von 2La.* die (m+1) te Zeile der analogen Lernmatrix ist«
    7· Anordnung nach Anspruch 1, dadurch qskennzsichnet t daß die Normierung durch multiplikation der Eingangssignal mit einem Wert erfolgt.
    B, Anordnung nach den Ansprüchen 3 oder 4 oder 5 eder 6 und 7, · dadurch gekennzeichnet» daß die Schaltkreise ale regelbare Verstärker oder dergl* ausgebildet sind.
    909827/0372
    L e e r s e i t e
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