DE1549539C3 - Dateneingabeeinrichtung - Google Patents

Description

tung, die in Verbindung mit der Anordnung von F i g. 4 benutzt werden kann,

F i g. 6A, 6B und 6C Kurvenformen von in den Schaltkreisen von F i g. 4 und 5 auftretenden Signalen,

F i g. 7 die Änderung des Ausgangssignals des Tastenfeldes von F i g. 1 in Abhängigkeit vom Ausmaß der Betätigung einer Taste des Tastenfeldes.

Grundsätzlich sind alle Tasten oder Druckknöpfe der vorliegenden Dateneingabeeinrichtung jeweils einem oder mehreren Abtastgliedern wirkungsmäßig zugeordnet, welche die Bewegung der Taste beim Drükken abtasten. Die Anzahl der jeweils einer Taste zugeordneten Abtastglieder hängt von der verschlüsselten Darstellung des der Taste entsprechenden Zeichens ab. Beim Binärcode kann z. B. für jede »1«, die in der ein Zeichen darstellenden Codezahl auftritt, ein Abtastglied und für jede »0« kein Abtastglied vorgesehen sein.

Außerdem enthält die Dateneingabeeinrichtung für jede Ziffernstelle der Codezahl einen Digitalumsetzer. Die Umsetzer sind mit den Abtastgliedern des Tastenfeldes entsprechend dem Code verbunden, d. h., bei der oben beschriebenen Abtastgliedanordnung ist jeder Umsetzer mit einem Abtastglied verbunden, das einem Zeichen zugeordnet ist, dessen Codezahl an der dem Umsetzer entsprechenden Ziffernstelle eine »1« enthält.

Jeder Umsetzer gibt stets dann ein einer »1« entsprechendes elektrisches Signal ab, wenn ein mit ihm verbundenes Abtastglied feststellt, daß eine Taste gedrückt wird. Während der ganzen übrigen Zeit entspricht das Ausgangssignal des Umsetzers einer »0«.

Beim Drücken einer Taste werden also durch die Taste zugeordneten Abtastglieder die Ausgänge der mit den Abtastgliedern verbundenen Umsetzer veranlaßt, »1 «-Signale zu registrieren. Die Ausgangssignale der anderen Umsetzer sind »0«. Diese Kombination aus »l«ern und »0«en stellt die Codezahl des der gedrückten Taste entsprechenden Zeichens dar.

Die den Tasten zugeordneten Abtastglieder sind sättigungsfähige Übertrager, deren Übertragungsfunktion, also das Verhältnis von Ausgangssignal zu Eingangssignal, regelbar ist. Unter jeder Taste des Tastenfeldes befindet sich ein Übertrager mit einer Sekundär- oder Ausgangswicklung für jede »1« oder »0« in der Binärzahl, die das der betreffenden Taste zugeordnete Zeichen darstellt. An der Taste ist ein Magnet angeordnet. Befindet sich die Taste in Ruhestellung, so wird durch den Magneten der Kern des Übertragers gesättigt und damit jegliche nennenswerte Übertragung eines Signals von der Treiber- oder Eingangswicklung des Übertragers zur Ausgangswicklung verhindert. Wird die Taste gedrückt, so wird der magnetische Kreis des Magneten geändert, um den Übertragerkern zu entsättigen, wodurch durch den in der Eingangswicklung fließenden Strom eine beachtliche Spannung in jeder Ausgangswicklung induziert wird.

Die den einzelnen Ziffernstellen im Ausgang des Schlüßlers entsprechenden Ausgangswicklungen der Abtastglieder sind in Form eines Stranges hintereinandergeschaltet, so daß im wesentlichen die gesamte in einer der hintereinandergeschalteten Wicklungen induzierte Spannung an den Anschlußklemmen des Stranges auftritt. Da das Permeabilitätsverhältnis der Übertragerkerne zwischen dem gesättigten und ungesättigten Zustand sehr beträchtlich ist, nämlich größer als 1000, ergibt sich somit eine große Spannungsdifferenz zwischen den Ausgangsspannungen an einem dieser Stränge, wenn eine entsprechende Taste gedrückt wird und wenn keine Taste gedrückt worden ist. Diese Spannungsdifferenz ist leicht zu erfassen und ermöglicht dadurch einen im wesentlichen störungsfreien Betrieb.

Darüber hinaus lassen sich mit der vorliegenden Erfindung auch Fehler, die infolge gleichzeitigen Drükkens von zwei oder mehreren Tasten durch die Bedienungsperson entstehen, leichter verhindern. Fehler dieser Art können viel schwerer wiegen als etwa die Betäitigung einer falschen Taste,.da die kombiniertenCodezahlen von zwei oder mehreren Tasten des Tastenfeldes unter Umständen einer Codezahl entsprechen können, welche veranlaßt, daß die mit dem Tastenfeld gekuppelte Datenverarbeitungseinrichtung eine ganz andere Operation ausführt als die Bedienungsperson wünscht. So kann die Datenverarbeitungsanlage beispielsweise infolge des aus der gleichzeitigen Betätigung von zwei alphabetischen Tasten resultierenden falschen Signals Information löschen oder auf eine andere Betriebsart umschalten. '.'■■■■■

Wie noch ersichtlich wird, ermöglicht die Erfindung einen sehr kompakten, zuverlässigen Aufbau, bei dem die mit Schalterkontakten und beweglichen Drähten verbundenen Probleme wegfallen. Gleichzeitig vermittelt einem das bevorzugte Tastenfeld das sehr erstrebenswerte »Gefühl« einer konventionellen Schreibmaschinentastatur. Da sich außerdem jeder Umsetzer mit einer großen Anzahl Abtastglieder verbinden läßt, sind bei dieser Anordnung der Platzbedarf und die Gesamtkosten für die Umsetzer gering.

In der vereinfachten schematischen Darstellung gemäß F i g. 1 tragen die Tasten 12M ... 12"E eines Tastenfeldes 301 Magnete, die in Ruhestellung der Tasten Magnetfelder erzeugen, durch welche ringförmige Magnetkerne 302A... 302£ gesättigt werden. Wird eine Taste gedrückt und werden dabei die im magnetischen Kreis vorhandenen Spalte 303 und 305 zwischen einem Magneten und dem zugeordneten Kern 302 vergrößert, so erhöht sich die Reluktanz im magnetischen Kreis, und das Magnetfeld im Kern bewirkt eine beachtliche Gegeninduktivität zur Übertragung von Signalen von einer Eingangswicklung zu einer oder mehreren Ausgangswicklungen.

Im einzelnen ist ein Impulsgenerator 304 vorgesehen, der periodische Impulse an zu einem Serienstrang zusammengeschaltete Eingangswicklungen abgibt. Jede Wicklung durchläuft ihren Kern vorzugsweise nur einmal, d. h., sie besteht nur aus einer Windung, wobei jeder Serienstrang die Form einer einzelnen Leitung oder eines Treibleiters 306 hat, der durch alle Kerne 302.4 ...302£"führt Alle Kerne werden außerdem von Ausgangswicklungen in Form von durchgehenden Ziffern- oder Datenleitern 308 durchlaufen, und zwar in Übereinstimmung mit dem Digitalcode, in welchem die den Tasten 12" entsprechenden Zeichen dargestellt sind. So führt beispielsweise die Datenleitung 308°, welche der Ziffernstelle 2° im Ausgangscode entspricht, durch die Kerne 300,4, 300C und 300E; die der Ziffernstelle 2^l entsprechende Datenleitung 308' führt durch die Kerne 302ß und 302Cund die der Ziffernstelle 308² entsprechende Datenleitung 308² durch die Kerne 302Dund302£

Ist keine der Tasten 12" gedrückt, so haben alle Kerne 302A... 302E eine etwa der Luft entsprechende Permeabilität, so daß zwischen dem Treibleiter 306 einerseits und den Datenleitungen 308 andererseits nur eine geringe magnetische Kopplung besteht. Durch die auf dem Treibleiter auftretenden Impulse werden daher

nur relativ kleine Spannungen in den Datenleitungen induziert.

Wird beispielsweise die Taste 12"C ganz gedruckt, so wird die Permeabilität des Kerns tausendmal größer, sobald er seinen ungesättigten Zustand erreicht. Die Gegeninduktivität zwischen dem Treibleiter 306 und den durch diesen Kern führenden Datenleitungen 308¹, 308² erhöht sich dabei beträchtlich, so daß unter dem Einfluß der auf dem Treibleiter auftretenden Stromimpulse Spannungsimpulse beachtlicher Größe in diesen Datenleitungen induziert werden. Diese Spannungsimpulse können beispielsweise in der Größenordnung von 4 V liegen. Dagegen bleibt die in dem Kern 302C nicht durchlaufende Datenleitung 308° induzierte Gesamtspannung auf einem vernachlässigbaren Pegel, etwa 0,5 V (einschließlich Störanteile), obwohl diese Leitung durch bis zu vierzig gesättigte Kerne führen mag. Diese auf den Datenleitungen 308 auftretende Signalkombination stellt eine elektrische Darstellung der Codezahl 011 dar, die dem der Taste 12"C zugeordneten Buchstaben »C« entspricht.

In ähnlicher Weise wird durch das Drücken einer der anderen Tasten 12" eine beachtliche Spannung auf einer oder mehreren Datenleitungen 308 in Übereinstimmung mit der der betätigten Taste entsprechenden Codezahl bewirkt. Da die in den durch die ausgewählten Kerne führenden Datenleitungen induzierten Spannungen weitaus größer sind als die Signale, die auf den außerhalb dieser Kerne vorbeiführenden Leitungen auftreten, läßt sich somit relativ einfach feststellen, welche Datenleitungen einer gedrückten Taste des Tastenfeldes entsprechen und weiche nicht. Die Fähigkeit, zwischen den Leitungen zu unterscheiden, wird noch dadurch erleichtert, daß der Signalpegel auf den durch die ausgewählten Kerne führenden Leitungen viel höher liegt als irgendwelche Störsignale, die auf diesen Leitungen durch von anderen Quellen stammende Streufelder erzeugt werden. Zum im wesentlichen fehlerfreien Aufzeichnen der den ausgewählten Zeichen entsprechenden Codezahlen können also einfache und preisgünstige Schaltungen benutzt werden.

Die Anordnung von F i g. 1 läßt sich selbstverständlich ohne weiteres auf alle Tasten eines Tastenfeldes ausdehnen, indem für jede Ziffernstelle der Ausgangscodezahl noch eine separate Ziffernleitung vorgesehen und der Treibleiter 306 generell durch alle Kerne wie bei der vereinfachten Darstellung geführt wird. In einigen Fällen kann es zweckmäßig sein, das Tastenfeld in Sektoren zu unterteilen, wobei die einzelnen Sektoren dann mit dem Impulsgenerator 304 verbundene, separate Treibleiter und gleichzeitig separate Gruppen von Datenleitungen aufweisen. Bei der Anzahl von Tasten, wie sie bei konventionellen Tastaturen üblich ist, ist eine solche Unterteilung jedoch nicht erforderlich.

Zum Tastenfeld von F i g. 1 und 2 gehören ferner Abtastwicklungen in Form einer Abtastleitung 314, die durch alle den Zeichentasten zugeordneten Kerne 302 führt. Auf der Abtastleitung 314 tritt stets dann ein Signal auf, wenn eine der Tasten 12" gedrückt wird. Dieses Signal wird in der oben beschriebenen Steuerschaltung benutzt. Werden zwei oder mehrere Tasten gleichzeitig gedrückt, so ist außerdem die in der Abtastleitung 314 induzierte Spannung auch entsprechend größer als das aus der Betätigung einer einzelnen Taste resultierende Signal, da die Wicklungen, in denen die Spannungen induziert werden, in der Abtastleitung in Reihe liegen. Die Erfassung der zusätzlichen Signalkomponenten kann dazu benutzt werden, anzuzeigen.

daß zwei oder mehrere Tasten gedrückt wurden, so daß die Bedienungsperson Korrekturmaßnahmen vornehmen kann. Außerdem kann diese Anzeige dazu dienen, zu verhindern, daß die mit dem Tastenfeld gekuppelte Verarbeitungsanlage auf das falsche von der Tastatur abgegebene Signal anspricht.

F i g. 7 zeigt, wie sich die in der Abtastleitung 314 oder in einer der ausgewählten Datehleitungen 308 induzierte Spannung in Abhängigkeit von der Stellung einer gedrückten Taste 12" des Tastenfeldes von F i g. 1 ändert. Beim Drücken der Taste nimmt die Größe der in diesen Leitungen induzierten Spannungsimpulse nahezu linear mit der Verstellung der Taste zu. Zwei Pegel sind dabei von Interesse im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung. Der erste Pegel ist die sogenannte Abtastschwelle, die beispielsweise auf 85% der maximalen Ausgangsspannung festgesetzt werden kann. Der zweite Pegel, der sich mit Endschwelle bezeichnen läßt, ist größenmäßig etwas kleiner als die Abtastschwelle und liegt beispielsweise etwa bei 75% der maximalen Ausgangsspannung.

Wie F i g. 4 zeigt, sind die Ausgangsleitungen des Tastenfeldes 301 (F i g. 1) mit einem Register 340 verbunden, welches die auf den Ausgangsleitungen auftretenden Signale vorübergehend speichert und somit die Digitalzahl, welche der betreffenden, von der Bedienungsperson gedrückten Taste 12" entspricht, aufbewahrt. Zum Register 340 gehört eine geeignete Torschaltungsanordnung, die durch ein Öffnungssignal aktiviert wird, um die vom Tastenfeld kommenden Signale entgegenzunehmen. Nachstehend soll nunmehr im einzelnen beschrieben werden, wie dieses Öffnungssignal erzeugt wird.

Wie F i g. 5 zeigt, gehört zum Impulsgenerator 304 ein Taktgeber 316, der Impulse an einen Verstärker 318 liefert. Der Ausgang des Verstärkers 318 ist seinerseits mit dem Haupttreibleiter 306 verbunden, der durch alle Kerne führt, welche den durch den Tastenschlüßler zu verschlüsselnden Zeichen zugeordnet sind. Außerdem gelangen die Impulse vom Verstärker 318 auch auf einen Hilfstreibleiter 320, der durch Kerne führt, welche bestimmten nichtverschlüsselten Zeichen entsprechenden Tasten zugeordnet sind. Eine dieser Tasten kann beispielsweise eine Wiederholtaste sein, bei deren Betätigung das einer anderen betätigten Taste entsprechende Zeichen wiederholt wird. Auch ein Umschalter kann zu diesen Tasten gehören.

Die Treibleiter 306 und 320 können mit kleinen Widerständen (etwa 1 Ω) abgeschlossen sein, um den Verlauf der auf diesen Leitern auftretenden Stromimpulse leichter überwachen zu können. Außerdem kann auch eine Induktivität mit dem Leiter 320 in Reihe geschaltet sein, so daß dieser Leiter, der durch wesentlich weniger Kerne führt als der Leiter 306, eine Impedanz hat, die der des Leiters 306 angemessen ist, und somit nicht einen übermäßig großen Anteil des vom Verstärker 318 gelieferten Stroms abzieht.

Wie Fi g. 5 ferner zeigt, ist ein Impulsgenerator 326 vorgesehen, dessen Eingang vom Verstärker 318 gebildet wird, und der Ausgangsimpulse liefert, die gegenüber den vom Impulsgenerator 304 erzeugten Impulsen schmaler und etwas verzögert sind. Zum Impulsgenerator 326 gehört ein Transistor 328, der in Emitterschaltung betrieben wird und dessen Emitter 328e mit einer positiven Kraftquelle und dessen Kollektor 328c mit einem Lastwiderstand 330 verbunden ist. Zwischen der Basis 3280 und dem Kollektor 328e des Transistors liegen ein Widerstand 332 und eine Diode 334. Zwischen

dem Ausgang des Verstärkers 318 und der Basis 3286 ist ein Koppelkondensator 336 eingeschaltet.

Koppelkondensator 336 und Widerstand 332 bilden ein Differenziernetzwerk, so daß das Signal an der Ba-, sis 328Zj aus den Vorder- und Hinterflanken der Impulse vom Verstärker 318 (F i g. 6A) entsprechenden positiven und negativen Impulsen besteht. Der Transistor 328 ist normalerweise gesperrt, so daß die positiven Impulse an der Basis 3286 keinen Einfluß auf sein Leiten haben. Andererseits sind die negativen Impulse so groß, um den Transistor durchzusteuern und vorzugsweise in den Sättigungszustand zu bringen, so daß im wesentlichen die gesamte Spannung der Kraftquelle an der mit dem Kollektor 328c verbundenen Ausgangsklemme 338 auftritt. Die resultierende Kurvenform an der Ausgangsklemme 338 zeigt F i g. 6B. Die Diode 334 verhindert, daß der Transistor von den positiven Impulsen der differenzierten Kurvenform an der Basis des Transistors 328 beschädigt wird.

Der Taktgeber 312 kann beispielsweise mit einer Frequenz von 10 000... 20 000 Hz arbeiten, wobei die am Ausgang des Verstärkers 318 auftretenden Impulse eine Dauer von 0,4μ5 haben. Allgemein wird es zweckmäßig sein, am Ausgang des Impulses 326 etwas kürzere Impulse, beispielsweise 0,2... 0,8 μβ, zu haben.

Die verschiedenen NICHT-Glieder und Koinzidenzschaltungen von F i g. 4 arbeiten mit zwei diskreten Spannungspegeln in Übereinstimmung mit der konventionellen binärdigitalen Schaltungstechnik. Zum Zweck der Beschreibung ist dabei angenommen, daß diese beiden Spannungspegel Null- und einem positiven Potential, etwa 4,5 V, entsprechen. Selbstverständlich kann aber auch ein beliebiges anderes Paar Spannungspegel benutzt werden. Jede dargestellte Koinzidenzschaltung ist als NOR-Glied ausgebildet, d. h. als ODER-Glied mit einem nachgeschalteten NICHT-Glied. Genauer gesagt, jede Koinzidenzschaltung stellt für den Spannungspegel Null ein ODER-Glied dar. Tritt also an einem oder mehreren Eingängen eines ODER-Gliedes Nullpotential auf, so befindet sich der Ausgang des NOR-Gliedes auf dem positiven Pegel. Ist dagegen der Spannungspegel an allen Eingängen positiv, so tritt am Ausgang Massepotential auf. Selbstverständlich können an Stelle der hier erwähnten Glieder auch andere Verknüpfungsglieder benutzt werden.

Wie F i g. 4 zeigt, sind zwei NOR-Glieder 342a und 3426 zu einem Flipflop 342 zusammengeschaltet. In ähnlicher Weise besteht ein Flipflop 344 aus den NOR-Gliedern 344a und 3446. Zunächst befindet sich der Flipflop 342 in einem solchen Zustand, daß am Ausgang des NOR-Gliedes 3426 der Spannungspegel Null und am Ausgang des NOR-Gliedes 342a, der einen der Eingänge zum NOR-Glied 3426 bildet, der positive Spannungspegel auftritt. Der Ausgang eines NOR-Gliedes 346, der mit dem NOR-Glied 344a verbunden ist, befindet sich auf dem positiven Spannungspegel, so daß der Flipflop 344 zunächst ein Ausgangssignal Null vom NOR-Glied 344a und ein positives Ausgangssignal vom NOR-Glied 3446 erhält.

Die Abtastleitung 314 ist mit einem Eingang eines Verstärkers 351 verbunden, dessen Ausgangssignal dem NOR-Glied 3446 zugeführt wird. Der zweite Eingang des Verstärkers liegt am Abgriff eines Potentiometers 352, an dem eine Festspannung anliegt. Der Verstärker liegt in einer Schwellenwertschaltung, durch die er so lange abgeschaltet bleibt, bis die Spannung auf der Abtastleitung 314 einen Pegel überschreitet, der von der Einstellung des Potentiometerabgriffes bestimmt wird. Oberhalb dieses Pegels gibt der Verstärker ein Ausgangssignal ab, das ausreicht, um den Flipflop 344 zu triggern.

Die Abtastleitung kann z. B. so angeschlossen sein, daß die auf ihr auftretenden Impulse in der Schaltung gemäß F i g. 4 negativ sind. Am Potentiometer 352 kann eine negative Spannung anliegen. Die Abtastleitung 314 ist mit dem Emitter eines in Basisschaltung betriebenen Transistors verbunden. Die Basis des Transistors führt über den Potentiometerabgriff zurück zu Masse. Bei normalerweise gesperrtem Transistor erhält das NOR-Glied 3446 vom Verstärker 351 normalerweise eine positive Spannung. Wird eine Taste 12" des Tastenfeldes (F i g. 1) gedrückt und werden dabei die in der Abtastleitung induzierten Impulse größer, wie F i g. 7 zeigt, so bleibt der Transistor so lange gesperrt, bis die Impulse die vom Potentiometer 352 bewirkte Vorspannung überwinden. Etwas oberhalb dieser Stelle öffnet der Transistor, und die am NOR-Glied 3446 anliegende Spannung fällt auf Null ab. Das Potentiometer ist so eingestellt, daß dieser Vorgang an der Abtastschwelle erfolgt.

Hierdurch ändert sich der Zustand des Flipflops 344, wobei der Ausgangspegel des NOR-Gliedes 344a auf Null geht. Diese am Ausgang des NOR-Gliedes 344a auftretende Spannungsstufe wird durch einen Differentiator 355a in einen relativ kurzen Impuls mit dem Pegel Null umgewandelt. Dieser Impuls stellt einen Fehler-Flipflop 356 zurück, dessen NOR-Glied 356a daraufhin ein positives Eingangssignal an ein NOR-Glied 357 abgibt. Kleine Induktivitäten 354a und 3546, die mit der auf den Flipflop einwirkenden Last in Reihe liegen, verringern die Belastung der NOR-Glieder 344a und 3446, um sicherzustellen, daß der Flipflop 344 nach seiner Ansteuerung in den anderen Zustand überführt wird.

Zur gleichen Zeit wird die am Ausgang des NOR-Gliedes 3446 auftretende Spannungsstufe durch den Differentiator 3556 in einen positiven Impuls umgewandelt. Dieser Impuls wird einem NOR-Glied 358 zugeführt, das einen entsprechenden Impuls mit dem Pegel Null abgibt, um ein monostabiles Glied 360 anzureizen. Durch das Ausgangssignal des monostabilen Gliedes werden die Torschaltungen des Registers 340 während der Zeit, in der sich das monostabile Glied in seinem unstabilen Zustand befindet, geöffnet, um die auf den Datenleitungen 308 auftretenden Signale entgegenzunehmen. Der unstabile Zustand dauert etwas langer als eine Taktimpulsperiode, um zu gewährleisten, daß auf den Datenleitungen auftretende Impulse während dieses Zeitraumes in das Register gelangen. Das Register 340 enthält also nunmehr in digitaler Darstellung das der betreffenden von der Bedienungsperson gedrückten Taste entsprechende Zeichen.

In der Zwischenzeit werden die auf der Abtastleitung 314 auftretenden Signale auch einem Verstärker 361 zugeführt, der mit einem an einer negativen Spannungsquelle liegenden Potentiometer 371 nach Art einer Schwellenwertschaltung verbunden ist. In diesem Fall stellt der Schwellenwertpegel die Endschwelle dar (F i g. 7). Da die Endschwelle beim Drücken einer Taste 12" des Tastenfeldes 301 jeweils vor der Abtastschwelle erreicht wird, gibt der Verstärker 361 eine Impulsserie vor Betätigung des Flipflops 344 ab. Diese Impulse mit dem Pegel Null durchlaufen einen Verstärker 372, dessen Ausgang am NOR-Glied 346 liegt.

Außerdem erhält das NOR-Glied „46 zur gleichen Zeit auch positive Impulse vom Impulsgenerator 326

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(F i g. 5). Wie F i g. 6B und 6C zeigen, fallen die Impulse dieser beiden Quellen zeitlich zusammen. Solange also . am Ausgang des Verstärkers 372 Signale auftreten, tritt an einem der beiden entsprechenden Eingänge des NOR-Gliedes 346 der Spannungspegel Null auf, so daß das Ausgangssignal des NICHT-Gliedes auf dem positiven Pegel gehalten wird.

Wird die auf dem Tastenfeld 301 gedruckte Taste 12" zwecks Aufwärtsbewegung wieder losgelassen, so werden die auf der Abtastleitung 314 auftretenden Impulse entsprechend kleiner. Sobald sie dabei die Endschwelle erreichen, hören die Impulse vom Verstärker 361 auf, und der Verstärker 372 hält dann seinen Ausgang auf dem positiven Spannungspegel. Das NOR-Glied 346 gibt somit Impulse mit dem Pegel Null ab, die den positiven Impulsen des Impulsgenerators 326 entsprechen. Durch das Anlegen dieser Impulse an das NOR-Glied 344a kehrt der Flipflop 344 wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurück.

Ein Differentiator 355c wandelt den sich am Ausgang des NOR-Gliedes 344a ergebenden Spannungssprung in einen positiven Impuls um. Da beide Eingangssignale des NOR-Gliedes 357 nunmehr positiv sind, wird von diesem Glied ein entsprechender Impuls mit dem Pegel Null an das NOR-Glied 3426 abgegeben, um den Flipflop 342 einzustellen. Der sich am Ausgang des NOR-Gliedes 342a ergebende Spannungspegel dient als Signal »Daten vorhanden« für ein Steuerwerk 374, das dem Datenverarbeiter 376 zugeordnet ist, welcher die auf dem Tastenfeld 301 eingetastete Information aufnimmt. Das Steuerwerk 364 veranlaßt den Datenverarbeiter, den Inhalt des Registers 340 aufzuzeichnen.

Hat der Datenverarbeiter 376 den Inhalt des Registers 340 aufgezeichnet, so gibt das Steuerwerk 374 ein »Bestätigungs«-Signal an das NOR-Glied 342a ab, wodurch der Flipflop 342 wieder in seinen ursprünglichen Zustand gebracht wird.

Um den Flipflop 344 in der einen Richtung umzuschalten, wird auf der Abtastleitung 314 ein relativ hoher Abtastpegel benötigt. Die Rückführung des Flipflops in seinen Anfangszustand durch das NOR-Glied 346 kann dann erst wieder nach Erreichen eines wesentlich kleineren Endpegels erfolgen. Durch den Hystereseeffekt wird ein ungewollter erneuter Schaltzyklus des Flipflops 344, der durch leichte Erschütterung einer gedrückten Taste oder sogar durch kleinere in der Schaltung auftretende Spannungsschwankungen ausgelöst werden kann, verhindert. Würde der Flipflop auf diese Weise weitere Schaltzyklen durchlaufen, so könnte dadurch dasselbe Tastenzeichen mehrmals ungewollt in den Datenverarbeiter 366 gelangen.

Der Hystereseeffekt wird durch das Anlegen von Signalen des Verstärkers 372 an das NOR-Glied 358 gefördert. Genauer gesagt, wird das Signal auf der Abtastleitung 314 größer während der Betätigung einer Taste 12", so kann es unter Umständen eine kleine Störung im Ausgangssignal des NOR-Gliedes 3446 verursachen, obwohl es die zur Umschaltung des Flipflops 344 erforderliche Abtastschwelle nicht erreicht hat. Diese Störung tritt in Form von kleinen Impulsen auf, die den auf der Abtastleitung auftretenden Impulsen entsprechen und die vom NOR-Glied 358 so weit verstärkt werden, daß sie unter Umständen eine vorzeitige Füllung des Registers 340 bewirken. Erfolgt dies bei Signalpegeln, die nicht größer oder nur wenig größer als der Pegel der Endschwelle sind, so ergibt sich nur ein vernachlässigbarer Hystereseeffekt.

Die Impulse vom Verstärker 372 sperren das NOR-Glied 358, d. h., sie zwingen das Glied zur Abgabe eines positiven Ausgangssignals, und da diese Impulse zur selben Zeit auftreten wie die vom NOR-Glied 3446 kommenden Impulse mit dem niedrigen Pegel, verhindem sie somit, daß die letzteren Impulse das monostabile Glied 360 anreizen. Andererseits erfolgen die in Verbindung mit der Einstellung des Flipflops 344 auftretenden Änderungen im Ausgangsspannungspegel des NOR-Gliedes 3446 zwischen den Sperrimpulsen des Verstärkers 372, so daß das NOR-Glied 358 das gewünschte Signal erhält, um das monostabile Glied anzusteuern.

Solange der Flipflop 342 nicht durch das »Bestätigungs«-Signal zurückgestellt wird, verhindert das dem NOR-Glied 3446 zugeführte Ausgangssignal des NOR-Gliedes 342a die Einstellung des Flipflops 344 durch Signale auf der Abtastleitung 314. Hierdurch wiederum wird eine Ansteuerung des monostabilen Gliedes 360 und ein erneutes Füllen des Registers 340 so lange unterbunden, bis der Datenverarbeiter 376 den Inhalt des Registers entgegengenommen hat.

Die Rückstellung des Registers 340 erfolgt durch das auf dem Nullpegel befindliche Ausgangssignal eines NOR-Gliedes 377. Dieses Glied bleibt während des Füllens des Registers 340 durch das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 344a gesperrt, das sich zu dieser Zeit auf dem Nullpegel befindet, und nach der Rückstellung des Flipflops 344 wird es durch das auf dem Nullpegel befindliche Signal des NOR-Gliedes 342a gesperrt. Während des kurzen Zeitraumes zwischen der Rückstellung des Flipflops 344 und der Einstellung des Flipflops 342 — einer Zeitspanne, die mit den auf der Abtastleitung 314 auftretenden Impulsen zusammenfällt — wird das NOR-Glied 377 durch Impulse vom Verstärker 372 gesperrt. Das Register 340 erhält also das Rückstellungssignal im wesentlichen vom Zeitpunkt des Empfanges eines vom Datenverarbeiter 376 abgegebenen »Bestätigungs«-Signals an, bis das monostabile Glied 360 wieder angereizt wird, um das Register erneut zu füllen.

Zur Schaltungsanordnung von F i g. 4 gehört ferner eine Wiederholschaltung, die mit einer Wiederholtaste 379 des Tastenfeldes 301 zusammenwirkt. Diese Schaltung sorgt dafür, daß ein auf der Tastatur ausgewähltes Zeichen wiederholt wird, wenn von der Bedienüngsperson gleichzeitig die Wiederholtaste gedrückt wird. Die Wiederholtaste 379 arbeitet in der gleichen Weise wie die Zeichentasten 12" in F i g. 1 und enthält einen (nicht gezeigten) Kern, durch den der Hilfstreibleiter 320 (F i g. 5) läuft. Ein denselben Kern durchlaufender Nebenleiter 380 liefert also Impulse an die Wiederholschaltung 378 jedesmal, wenn die Wiederholtaste 379 gedruckt wird.

Zur Wiederholschaltung 378 gehört ein Verstärker 381, an den der Nebenleiter 380 angeschlossen ist. Der Verstärker 381 und ein Potentiometer 384 sind zu einer Schwellenwertschaltung zusammengeschaltet, deren Schwellenwertpegel der Abtastpegel (F i g. 7) ist. Ein vom Verstärker 381 angesteuertes NOR-Glied 382a ist Teil eines Flipflops 382.

Wird die Wiederholtaste 376 über den Schwellenwertpegel des Verstärkers 381 hinaus gedrückt, so wird das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 382a positiv, wodurch ein NOR-Glied 385 aktiviert wird. Wird dann eine Zeichentaste 12" gedrückt und in ihrer gedrückten Stellung gehalten, so wird das monostabile Glied 360 angereizt, wie oben beschrieben, um das Register 340 zu füllen. Kehrt das monostabile Glied dann wieder in seinen stabilen Zustand zurück, so gibt ein Differentia-

tor 386 einen Impuls an das NOR-Glied 385 ab. Durch das Ausgangssignal dieses NOR-Gliedes wird der Flipflop 342 eingestellt, worauf der Datenverarbeiter 376 ein Signal »Daten vorhanden« erhält.

Zur selben Zeit wird durch das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 342a der Flipflop 344 zurückgestellt. Wird dann der Flipflop 342 durch das »Bestätigungs«- Signal zurückgestellt und das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 342a wieder positiv, so wird durch das Ausgangssignal des Verstärkers 351 der Flipflop 344 erneut eingestellt und dadurch das monostabile Glied 360 angesteuert. Dieser Zyklus wird dann so lange fortgesetzt — wobei dasselbe Zeichen wiederholt mit sehr hoher Geschwindigkeit in den Datenverarbeiter 376 übertragen wird —, bis entweder die Zeichentaste oder die Wiederholtaste 379 Fehler wird.

Die Rückstellung des Flipflops 382 erfolgt durch das vom monostabilen Glied 360 im stabilen Zustand abgegebene Ausgangssignal. Solange die Wiederholtaste 379 gedruckt bleibt, wird dieser Flipflop durch auf der Nebenleitung 380 auftretende Impulse während des unstabilen Zustandes des monostabilen Gliedes 364 wieder eingestellt.

Im System von F i g. 4 sind eine Anzahl von Maßnahmen vorgesehen, die die Möglichkeit von durch Betätigung mehrerer Tasten verursachter Fehler weitgehend verringern. Zunächst sind Datenleitungen 308 mit dem Register 340 durch im Register vorgesehene Schwellenwertschaltungen verbunden, deren Schwellenwertpegel etwas unter dem Abtastpegel liegt, wie etwa der Endpegel. Werden also z. B. zwei Zeichentasten im wesentlichen gleichzeitig gedrückt, so können den beiden Tasten entsprechende Signale nicht in das Register 340 gelangen sofern nicht die zweite Taste den Schwellenwertpegel innerhalb der relativ kurzen Zeitspanne erreicht, in welcher das Register 340 durch das aus dem Drücken der ersten Taste resultierende Signal auf der Abtastleitung geöffnet wird. Diese Zeitspanne ist jedoch sehr kurz. Sie beträgt nicht mehr als zwei oder drei Taktimpulse und ist bei einer Taktfrequenz von z. B. 20 000 Hz äußerst kurz im Vergleich zu der für den Tastenhub benötigten Zeit. Es ist also sehr unwahrscheinlich, daß beiden Zeichentasten entsprechende Signale aufgezeichnet werden, selbst wenn beide Tasten zufällig gleichzeitig gedrückt werden.

Darüber hinaus arbeitet der Fehler-Flipflop 356 (F i g. 4) nach Art einer Sperrvorrichtung, indem er eine Übertragung von Daten in den Datenverarbeiter 376 verhindert, wenn zwei oder mehrere Zeichentasten innerhalb sehr kurzer Zeit gedrückt werden. Werden beispielsweise zwei Zeichentasten gleichzeitig gedrückt, so ist das auf der Abtastleitung 314 auftretende Signal, das die Summe der von den jeweils gedrückten Tasten in dieser Leitung induzierten Signale ist, wesentlich größer als der einer vollständig gedrückten einzelnen Taste entsprechende Maximalwert. Normalerweise befinden sich beide Tasten dabei ganz unten, so daß das Signal auf der Abtastleitung nahezu konstant einen relativ hohen Wert, etwa 175% des Maximalwertes bei einer einzelnen Taste, überschreitet. Außerdem wird dieser Pegel, der sich auch mit »Fehlerpegel« bezeichnen läßt, erreicht, noch bevor vom Flipflop 342 unter dem Einfluß des Aufwärtshubes der gedrückten Taste nach dem Endpegel (F i g. 7) das Signal »Daten vorhanden« erzeugt wird. Die Übertragung eines falschen Signals kann also in nahezu jedem Fall verhindert werden, indem das NOR-Glied 357 gesperrt wird, sobald das Abtastsignal den Fehlerpegel überschreitet, wodurch eine Einstellung des Flipflops 342 verhindert wird.

Dies geschieht mit Hilfe eines Verstärkers 394, der mit einem Potentiometer 395 zusammenwirkt, um eine Fehlerschwelle zu bilden. Durch das Ausgangssignal des Verstärkers 394 wird der Fehler-Flipflop 356 eingestellt, sobald das Abtastsignal die Fehlerschwelle überschreitet, wodurch die gewünschte Sperrung des NOR-Gliedes 357 erfolgt. Das NOR-Glied 357 bleibt dann so

i'o lange gesperrt, bis wieder eine Zeichentaste gedrückt wird, um das Register 340 erneut zu füllen und den Fehler-Flipflop 356 in der oben beschriebenen Weise zurückzustellen.

Durch die vorstehende Anordnung wird auch noch eine weitere, durch gleichzeitige Betätigung mehrerer Tasten verursachte Art Fehler beseitigt. Werden zwei Tasten zusammen gedrückt, so kann das kombinierte Signal auf der Abtastleitung den Abtastpegel erreichen und dadurch das Register 340 öffnen, bevor eine der beiden Zeichentasten den Schwellenwertpegel des Registers 340 erreicht. Auf den Datenleitungen, welche binären »l«ern bei beiden gedrückten Tasten entsprechen, kann das kombinierte Signal diesen Schwellenwertpegel jedoch überschreiten, so daß das Register nur die auf diesen Leitungen auftretenden binären »l«er entgegennimmt. Wie bei den Fehlern, die sich aus der Entgegennahme aller in den binären Codezahlen zweier oder mehrerer Tasten auftretenden »l«ern ergeben, kann diese Art Fehler zur Folge haben, daß der Datenverarbeiter 376 ein einer nicht gewünschten Funktion entsprechendes Digitalsignal erhält. Durch den Flipflop 356 kann bei seiner Einstellung durch das Signal des Verstärkers 394 eine akustische oder optische Alarmvorrichtung ausgelöst werden.

Zu beachten ist, daß aus Gründen der Funktionstüchtigkeit der Fehlererfassungsschaltung die Abtastleitung 314 nicht durch Kerne 302 laufen darf, die Tasten — wie etwa die Wiederholtaste und die Umschalttaste — zugeordnet sind, weiche normalerweise gleichzeitig mit den Zeichentasten betätigt werden.

Zusammengefaßt enthält die erfindungsgemäße Dateneingabevorrichtung eine Tragplatte, in der die Zeichentasten so gelagert sind, daß sie sich aus ihrer Ruhestellung in die Betätigungsstellung bringen lassen. Jeder Taste ist eine mehrstellige Binärzahl und eine Anzahl von Abtastgliedern zugeordnet, die mindestens gleich der Häufigkeit einer ausgewählten, in der Binärzahl auftretenden Binärziffer, beispielsweise »l«er oder »0«en, ist. Jedem Abtastglied der Taste ist seinerseits eine Ziffernstelle zugeordnet, an der sich die ausgewählte Binärziffer in der die Taste bezeichnenden Binärzahl befindet

Jedes Abtastglied enthält ein elektrisches Element mit einer elektrischen Charakteristik, die sich mit einem auf das Element einwirkenden Feld ändert. Ebenso ändert sich auch die Übertragungsfunktion des Abtastgliedes mit dem auf das Glied einwirkenden Feld.

Zu jedem Abtastglied gehört ferner ein Steuerelement, das sich beim Drücken der zugeordneten Taste mitbewegt, wobei das Steuerelement das auf das Abtastglied einwirkende Feld in Übereinstimmung mit dem zwischen ihnen vorhandenen Abstand ändert. Ist einer Taste mehr als ein Abtastglied zugeordnet, so können die einzelnen Steuerelemente zu einer Einheit zusammengefaßt werden. Durch das Drücken einer Taste zwecks Auswahl eines Zeichens wird also jedes zugeordnete Steuerelement bewegt, um die Übertra-

gungsfunktion jedes zugeordneten Abtastgliedes zu ändern.

Bei der hier im einzelnen beschriebenen Erfindung werden magnetische Abtastglieder mit einem sättigungsfähigen Magnetkern benutzt, dessen Permeabilität durch das Drücken einer Taste geändert wird. Zu den der Taste zugeordneten Abtastgliedern gehören der Kern sowie Sekundärwicklungen, deren Ankopplung an eine Primärwicklung sich durch die Änderung der Permeabilität des Kerns ändert. Die verschiedenen derselben Ziffernstelle in der Ausgangscodezahl entsprechenden Sekundärwicklungen sind zusammengeschaltet, um die in ihnen induzierten Spannungen zueinander zu addieren, so daß das in einem der Abtastglieder erzeugte Signal zum größten Teil an den Ausgangsklemmen des Tastenfeldes zur Verfügung steht.

Außerdem enthält die Dateneingabeeinrichtung für

jede Ziffernstelle in den die Zeichen darstellenden Binärzahlen eine eigene Ausgangsvorrichtung. Jede Ausgangsvorrichtung ist mit allen derselben Ziffernstelle zugeordneten Abtastgliedern verbunden, um deren Übertragungsfunktion abzutasten, und arbeitet als Digitalumsetzer. Das heißt, sie erzeugt nur dann ein Binärsignal mit einem ausgewählten Binärwert, wenn die Übertragungsfunktion eines mit ihr verbundenen Abtastgliedes einen Wert hat, der der gedrückten Stellung

«o der zugeordneten Taste entspricht. Infolge des vollständigen Wegfalls beweglicher Kontakte und Teile mit Ausnahme der Zeichentasten arbeitet die Dateneingabeeinrichtung über lange Zeiträume störungsfrei, selbst unter ungünstigen Umgebungsbedingungen. Darüber hinaus kann sie dank der Einfachheit ihres mechanischen Aufbaues und der erforderlichen elektronischen Schaltungen sehr kompakt gehalten werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Dateneingabeeinrichtung mit einem Tastenfeld, dessen Tasten bei Betätigung je eine Gruppe von Signalen erzeugen, die einen von zwei Binärwerten haben und jeweils ein digitales Zeichen darstellen, bei der jeder Taste ein sättigungsfähiger Übertragerkern mit einer Primärwicklung und mindestens einer Sekundärwicklung sowie ein Magnet zugeordnet sind, der ein den Übertragerkern beeinflussendes Steuerfeld zu erzeugen vermag und bei der Sekundärwicklungen der Übertragerkerne verschiedener Tasten hintereinandergeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Sekundärwicklungen aller Übertragerkerne (302) mittels einer Abtastleitung (314) hintereinandergeschaltet und mit mindestens einer Schwellwertschaltung (394, 395) verbunden sind, welche eine Fehleranzeigevorrichtung (356) zur Abgabe eines Sperrsignals veranlaßt, wenn das Signal in der Abtastleitung (314) um einen vorbestimmten Betrag das Signal überschreitet, das bei Anschlag nur einer einzigen Taste induziert wird.

2. Dateneingabeeinrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schwellwerteinrichtungen (351,352 und 394,395) mit der Abtastleitung (314) verbunden sind, von denen die eine Schwellwerteinrichtung (351, 352) bei Anschlag einer Taste ein Abtastschwellsignal erzeugt, welches ein Sperrglied (357) veranlaßt, den Zugang für Datensignale zu einem Register (340) zu öffnen und von den die andere Schwellwerteinrichtung bei Anschlag von mehr als einer Taste auf das Sperrglied (357) zur Schließung des Zuganges zum Register (340) einwirkt.

3. Dateneingabeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben der, das Abtastschwellensignal bei Anschlag einer Taste erzeugenden Schwellwerteinrichtung (351, 352) eine weitere Schwellwerteinrichtung (361,371) mit der Abtastleitung (314) verbanden ist, welche während des Rückganges einer angeschlagenen Taste bei einem niedrigeren Signalpegel auf der Abtastleitung (314) ein Endschwellsignal erzeugt, das die Sperrung des Zuganges zum Register (340) veranlaßt.

4. Dateneingabeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das Abtastschwellsignal erzeugende Schwellwerteinrichtung (351, 352) und die das Endschwellensignal erzeugende Schwellwerteinrichtung (361, 371) der Abtastleitung (314) ein gemeinsames Flip-Flop (344) in die eine und in die andere Lage steuern, welches bei seinen Umschlägen über Differenzierglieder (355a, 355c) das Sperrglied beeinflußt.

5. Dateneingabeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Register (340) über eine, von dem Sperrglied (357) gesteuerte Vorrichtung (360) mit den Datensignale führenden Sekundärwicklungen der Übertragerkerne (302) der Tasten verbunden ist, welche je nach der Einstellung des Sperrgliedes (357) Datensignale durchläßt oder sperrt.

6. Dateneingabeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (357) über ein Flip-Flop (342) auf eine Datensignale empfangende Vorrichtung (374) einwirkt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dateneingabeeinrichtung mit einem Tastenfeld, dessen Tasten bei Betätigung je eine Gruppe von Signalen erzeugen, die einen von zwei Binärwerten haben und jeweils ein digitales Zeichen darstellen, bei der jeder Taste ein sättigungsfähiger Übertragerkern mit einer Primärwicklung und mindestens einer Sekundärwicklung sowie ein Magnet zugeordnet sind, der ein den Übertragerkern beeinflussendes Steuerfeld zu erzeugen vermag und bei

ίο der Sekundärwicklungen der Übertragerkerne verschiedener Tasten hintereinandergeschaltet sind.

Tastengesteuerte Dateneingabeeinrichtungen werden zur Eingabe binärer Digitalsignale in Datenverarbeitungsanlagen benötigt. Dateneingabeeinrichtungen mit mechanischer Betätigung von Kontakten und von Sperrwerken zur Verhinderung einer gleichzeitigen Betätigung mehrerer Tasten verursachen Geräusche, sind dem Verschleiß unterworfen und erfordern relativ häufige Wartungen.

Um die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit von tastengesteuerten Dateneingabeeinrichtungen zu erhöhen, wurden an Stelle der mechanischen Übertragungen bereits magnetische Beeinflussungen vorgeschlagen. Bei bekannten Dateneingabeeinrichtungen dieser

Art sind jeder Taste ein oder mehrere Übertrager mit sättigbaren Kernen zugeordnet. Bei Anschlag einer Taste wird die magnetische Sättigung des zugeordneten Kernes aufgehoben und der betreffende Übertrager kann nunmehr ein Signal von einer Primärwicklung auf eine Sekundärwicklung des Kernes übertragen. Die ein und derselben Bitstelle entsprechenden Sekundärwicklungen der verschiedenen Tasten sind hintereinandergeschaltet. An ihrer Leitung kann das Signal abgenommen werden.

Bei den bekannten tastengesteuerten Dateneingabeeinrichtungen mit magnetischer Steuerung fehlen bisher Mittel, um bei gleichzeitigem Anschlag zweier Tasten die Bildung eines Digitalsignals anders als durch mechanische Sperrungen auszuschließen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei magnetisch gesteuerten Dateneingabeeinrichtungen, die sich durch den gleichzeitigen Anschlag zweier Tasten ergebenden Fehlsignale ohne Verwendung mechanischer Sperrungen zu verhindern. Diese Aufgabe löst die Erfindung

dadurch, daß eine der Sekundärwicklungen aller Übertragerkerne mittels einer Abtastleitung hintereinandergeschaltet und mit mindestens einer Schwellwertschaltung verbunden sind, welche eine Fehleranzeigevorrichtung zur Abgabe eines Sperrsignals veranlaßt, wenn das Signal in der Abtastleitung um einen vorbestimmten Betrag das Signal überschreitet, das bei Anschlag nur einer einzigen Taste induziert wird. Mittels des gemäß der Erfindung erzeugten Sperrsignals kann in äußerst einfacher Weise gegebenenfalls eine Übertragung der an den Sekundärwicklungsleitungen auftretenden digitalen Bitsignale bei gleichzeitigem Anschlag zweier Tasten unterbunden werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht einer Dateneingabeeinrichtung in der bevorzugten Ausführungsform,

F i g. 2 das Tastenfeld von F i g. 1 in vereinfachter Ansicht von unten,

F i g. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 von F i g. 2,

Fig.4 eine schematische Ansicht einer Anordnung mit dem Tastenfeld von F i g. 1,
F i g. 5 das Schaltscher τ einer Eingangsimpulsschal-