DE1774516C - Funktionsgenerator mit Lochkarten abtaster - Google Patents

Description

I 774 516

— im Rahmen eines auf einer Lochkarte unterzubringenden Wertevorrats — vor allem ein sofortiges, verzögerungsfreies Abrufen eines oder mehrerer Funktionswerte bei Gleichheit des zugehörigen gespeicherten Argumentwertes mit der die Abrufung steuernden Führungsgröße gestattet.

Errindungsgemäß weist ein Funktionsgenerator der eingangs genannten Art die folgenden Merkmale auf:

Das Feld der Abtastglieder ist in zwei Gruppen aufgeteilt, von denen jede als eigene Schaltmatrix mit ihre Kontaktstücke verbindenden Mairix-Zeilenleitungen und Matrix-Spaltenleitungen ausgebildet ist; auf der Lochkarte ist der einen Gruppe ein erstes Feld von Lcchpositionen mit aufgezeichneten Argumentwerten (y) und der anderen Gruppe ein zweites Feld von Lochpositionen, in dem für jeden Argumentwert ein oder mehrere zugeordnete Funktionswerte [x -- f(y)\ aufgezeichnet sind, zugeordnet; die die Argumentwerte (j·) abtastende Schaltmatrix ist mit ihren Matrix-Zeilen- oder -Spaltenleitungen an eine Vergleichseinrichtung angeschlossen, die außerdem mil Kennwerten (ym) beaufschlagbar ist; je nach Übereinstimmung eines Kennwertes (jm) mit einem der abgetasteten Argumeniwerte (y) betätigt die Vergleichseinrichtung einen Stufenschalter, der den diesem Argumentiert zugeordneten Teilbereich der die Funktionswerte abtastenden Schaltmatrix ansteuert und die Ausgabe des oder der in diesem Teilhereich Hbgetasteien Funktionswerte (avh) bewirkt.

Ein derartiger Funktionsgenerator ist nicht nur sehr unkompliziert und billig, da die verwendeten Bestandteile (.statischer Lochkartenableser, Stufenschalter, Vergleichseinrichtung) billige und im allgemeinen handelsübliche Bauteile darstellen können, sondern er gestattet vor allem die von zugeführten Kennwerten einer Führungsgröße verzogerungsfrei gesteuerte Abrufung von Funktionswerten im Rahmen seines durch ein- Lochkarte bestimmten Wertevorrats.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Stufenschalter auch die einzelnen Matrix-Zeilen- oder -Spaltenleitungen der die Argumentwerte (v) abtastenden Schaltmatrix schrittweise nacheinander mit der Vergleichseinrichtung verbindet und das Weiterschalten von einer z. B. Spaltenleitung zur nächsten ebenfalls unter Steuerung durch die Vergleichseinrichtung bei Gleichheit des abgelesenen Argumentwertes (y) mit dem Kennwert (ym) bewirkt. In diesem Fall bleibt also die den als nächsten abzurufenden Funktionswert (xm) ablesende Spalte sowie die den zugehörigen Argumentwert (y) ablesende Spalte ständig in Bereitschaft angeschaltet, bis der zugeführte Kennwert {ym) den abgelesenen Argumentwert (_>■) erreicht, worauf dann die Abrufung des zugehörigen Funktionswertes (xm) verzogerungsfrei erfolgt und gleichzeitig sofort der nächste Argumentwert (>·), bei dem die nächste Funktionswertablesung erfolgen muß, angeschaltet wird. Diese Ausfiihrungsform ist insbesondere dann geeignet, wenn der Funktionsgenerator die Funktionswerte [x = f Cv)] in Abhängigkeit von dem sich aus den abgerufenen Funktionswerten (.v) erst ergebenden zeitlichen Verlauf einer Führungsgröße (ym) bereitstellen sol!. Ein Beispiel hierfür ist die Berechnung des Fahrverhaltens eines Zuges (Strecke als Funktion der Zeit) in Abhängigkeit von sich an bestimmten Punkten der Strecke sprunghaft ändernden Fahrtwiderständen.

Bei einer aⁿderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Stufenschalter die einzelnen Matrix-Zeilen- oder -Spaltenleitungen der die Argumentwerte iy) abtastenden Schaltmatrix mitteis eines Taktgebers in vorgegebener Zeitfolge nacheinander mit der Vergleichseinrichtung verbinde' und daß diese Schaltfolge durch die Vergleichseinrichtung bei Gleichheit des Kennwertes (ym) mit dem abgelesenen Argumentwert (v) unterbrochen wird. Diese Ausfühnmgsform ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Reihenfolge der Argumentwerte O). bei denen eine Ablesung [des Wertes χ =/(.)■)] erfolgt, nicht vorgegeben ist.

ίο sondern durch Abtasten einer Wertetabelle erst ermiitelt werden muß. In diesem Fall bieibt also der anliegende Kennwert (ym) so lange unverändert, bis die Weiterschaltung des Stufenschalter bei Übereinstimmung von Kennwert (ym) und abgelesenem Argumentwert 0) gestoppt wird.

Da Zeilabläufe simulierende Rechenvorgänge, fur deren Dateneingabe der erfindungsgemäße Funktionsgenerator besonders geeignet ist, in der Regel durch Analogrechner durchgeführt werden, ist bei einer bevorzugten Ausführt' ^sform der Erfindung vorgesehen, daß alle /. B. Niainx-Zeilenleitungen der die Funktionswerte (ν) abtastenden Gruppe über einen Digital-Analog-Umwandler an den Eingang eine. Analogrechners und die z. B. Matrix-Zeilenleitungen

.25 der die Argumentwerte (y) abtastenden Gruppe über einen Digital-Analog-Umwandler an die vom Ausgang des Analogrechners mit dem Kennwert (ym) beaufschlagte Vergleichbeinrichtung angeschlossen sir ^:
Die einzelnen Gruppen, in die das Feld der Abtastglieder aufgeteilt ist, und entsprechend die den Argumentwerten 0') i^|r>d Funktionsw-erten [x /O)] zugeordneten Lochfelder der Lochkarte können flächenmäßig abgegrenzt nebeneinander angeordnet sein. Dies ist jedoch nicht erforderlich. Häufig ist es einfacher und vorteilhafter, auf der Lochkarte unmittelbar neben jedem Argumentwert (y) den zugehörigen Funktionswert (λ) zu lochen, d. h. also. d:ß die Gruppen von Abiastgliedern und entsprechend die Lochfclder der Lochkarte derart, z. B. mit ihren Spalten verschränkt.

angeordnet sind, daß je einen Argumentwert und die zugehörigen Funktionswerte repräsentierende Spalten der Lochkarte nebeneinandetüegen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben; als Anwendung für das erlindungsgemäße Verfahren ist dabei die Simulierung einer Zugfahrt über eine bestimmte Strecke zugrunde gelegt. In der Lochkarle werden diejenigen Großen gespeichert, die vom Verlauf der Strecke abhängig sind, also z. B. der dem Zug durch Neigungen oder Krümmungen der Strecke jeweils entgegengesetzte Widerstand.

Die beiden Formen einer Neigung - Gefälle und Steigung - werden mit unie-schiedlichen Vorzeichen gespeichert. Ncigungs- und Krümmungswiderstand ergeben zusammen den Streckenwiderstand, und die für °ine Berechnung interessierenden Punkte der Strecke sind diejenigen, an denen Kurven beginnen oder enden oder die Neigung wechselt. Indem Analugrechner selbst werden dann weitere Bewegungsgrößen, wie z. B. Antriebskraft und Fahrzeugmasse, in die Rechnung einbezogen.

InI i g. I der Zeichnung ist ein Lochkartenleser 10 schematisch dargestellt; in der abgetasteten Lochkarte sind y- und Ar-Werte eingetragen. Die y-Werle (Argumente) symbolisieren diejenigen Kennpunkte der zu untersuchenden Strecke, an denen die obengenannten interessierenden Änderungen des Slreckenwidersiandes eintreten. Die diesen Stellen zugeordneten Widerstands-

werte (Funktionswerte) sind mit .v bezeichnet. Zu einem Kennpunkt gehören also jeweils die Daten .*„ Vi bzw. x_t, y₂ usw. Die j'-Werte werden über einen Digital-Analog-Umwandler 11 auf die Vergleichseinrichtung 12 geleitet, und zwar beispielsweise zuerst der Argumentwert ;·, für den ersten Kennpunkt. Nun ändert sich der als Führungswert dienende und vom hier nicht dargestellten Analogrechner kommende analoge Wertem, der ebenfalls an die Vergleichseinrichtung 12 geführt ist, entsprechend dem durch y angegebenen Verlauf der zu untersuchenden Strecke. Sobald er gleich dem an der Vergleichseinrichtung 12 anstehenden Wert y_x ist, schaltet das Schrittwerk 13 den zugehörigen Funktionswert X₁ über einen Digital-Analog-Wandler 14 auf den Analogrechner und gibt bei der angenommenen Betriebsweise gleichzeitig den für den nächsten Kennpunkt charakteristischen Argumentwert y_t auf die Vergleichseinrichtung 12. Wenn der Analogrechner seine Berechnung für den ersten Punkt 0*i· *i) beendet hat, wird sich auch der Führungswert (ym) wieder ändern und dann den Wert von y_t erreichen, so daß an der Vergleichseinrichtungl2 wieder Wertgleichheit herrscht und das Schrittschaltwerk 13 erneut weiterschaltet. Der Funktionsablauf setzt sich dann in derselben Art und Weise fort, bis für alle Punkte die erforderliche Berechnungen durchgeführt sind.

Die hier verwendeten Digital-Analog-Wandler können sowohl aus geschlossenen Wandler-Einheiten be- stehen, als auch aus mehreren Wandler-Teilen aufgebaut sein. Wie dies im einzelnen am zweckmäßigsten erfolgt, hängt davon ab, ob man die gespeicherten Werte lochstellenweise nacheinander entnimmt und umwandelt oder ob man die Bits aller zusammen gehörigen Lochstellen parallel weitergibt.

F i g. 2 zeigt die Darstellung eines Koordinatenpunktes des Lochkartenlesers, der außer einem Schalter 15 eine Entkopplungsdiode 16 aufweist, so daß an Stelle eines dekadischen Einloch-Codes auch Mehrloch-

Codes verwendet werden können. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

werten (ym) beaufschlagte Vergleichseinrichtung Patentansprüche: (12) angeschlossen sind. 5. Funktionsgenerator nach einem der Ansprü-

1. Funktionsgenerator mit Lochkartenablaster, ehe 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dessen matrixförmig angeordnete Abtastglieder 5 Gruppen von Abtastgliedern und entsprechend die alle Lochpositicnen einer eingeführten Lochkarte Lochfelder der Lochkarte z. B. mit ihren Spalten gleichzeitig mechanisch abtasten und an jeder (jc, bis A_n bzw. _> >, bis y_n) derart verschränkt ange-Lochposition je nach Vorhandensein eines Loches ordnet sind, daß je einen Argumentwert und den die Signalgabe zwischen Kontaktstücken steuern, oder die zugehörigen Funktionswerte repräsentiewobei die Kontaktstücke der verschiedenen Loch- io rendc Spalten der Lochkarte nebeneinanderliegen. Positionen matrixförmig -- jeweils die einen

Kontaktstücke durch Matrix-Zeilenleitungen und

die anderen Kontaktstücke durch Matrix-Spalten-

leitungen — miteinander verbunden sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: 15

Das Feld (10) der Abtastgliedcr ist in zwei Grup- Die Erfindung betrifft einen Funktionsgenerator mit pen aufgeteilt, von denen jede als eigene Schalt- Lochkartenabtaster, dessen matrixförm«g angeordnete matrix mit ihre Kontaktstücke verbindenden Abtastglieder alle Lochpositionen einer eingeführten Matrix-Zf i'enleitungen und Matrix-Spaltenleitun- Lochkarte gleichzeitig mechanisch abiasten und an gen (X₁ bis y_n bzw. >·, bis y„) ausgebildet ist; auf 20 jeder Lochposifion je nach Vorhandensein eines der Lochkarte ist der einen Gruppe ein erstes Loches die Signalgabe zwischen Kontaktstücken Feld von Lochpositionen mit aufgezeichneten steuern, wobei die Kontaktstücke der verschiedenen Arguiiientwerten (y) und der anderen Gruppe ein Lochpositionen matrixförmig —- jeweils die einen zweites Feld von Lochpositionen, in dem für jeden Kontaklstücke durch Matrix-Zeilenleitungen und die Argumentwert ein oder mehrere zugeordnete 35 anderen Kontaktstücke durch Matrix Spalunleitun-Fi.nktionswerte [x — f (y)] aufgezeichnet sind, gen — miteinander verbunden sind,
zugeordnet; die die Argumentwerte 0) abtastende Es ist bekannt, bei einem derartigen Lochkarten-Schaltmatrix ist mit ihren Matrix-Zeilen- oder leser die gleichzeitig alle Lochpositionen mechanisch -Spaltenleitnngen an eine Vergleichseinrichtung(12) abtastenden Abtastglieder elektrisch nacheinander anangeschlossen, die außerdem mit Kennwerten (ym) 30 zuschalten, so daß sie die abgetasteten Daten nachbeaufschlagbar ist; jt. nach Übereinstimmungeines einander z.B. einen". Schreib- oder Rechenwerk zu-Ken. wertes 0»') mit einem der abgetasteten Ar- führen. Diese reihenweise Abfrage erfolgt jedoch in gumentwerte 0') betätigt.die /ergleichseinrichtung starrer Zeitfolge.

(12) einen Stufenschalter (13), der den diesem Gemäß der Erfindung soll dagen en Funktions-

Argumentwert zugeordneten Teilbereich der die 35 generator geschaffen werden, bei dem die Abfrage der

Funktionswerte (*) abtastenden Schaltmatrix an- Funktionswerte nicht in vorgegebener Zeitfolge, son-

steuert und die Ausgabe des in diesem Teilboreich dem durch zugeführte Kern werte gesteuert erfolgt,

abgetasteten Funktionswertes (xm) bewirkt. wobei diese Kennwerte insbesondere auch das Resultat

2. Funktionsgenerator nach Anspruch 1, dadurch eines mit dem abgefragten Funktionswerten durchgegekennzeichnet, daß der Stufenschalter (13) außer- 40 führten Rechnungsprozesses sein können. Der Funkdem die einzelnen Matrix-Zeilenleitungen oder tionsgenerator soll insbesondere dafür geeignet sein, Matrix-Spaltenleitungen (y_x bis y_n) der die Argu- einem Analogrechner bestimmten (digital gespeichermentwerte(y) abtastenden Schaltmatrix sehn" ten) Festwerten einer Führungsgröße (Argument^) weise nacheinander ansteuert, wobei die Weiter- zugeordnete (ebenfalls digital gespeicherte) Funktionsschaltung unter Steuerung durch die Vergleichs- 45 werte [x ~ /(>')] einzugeben, mit denen der Analogeinrichtung (12) jeweils bei Gleichheit des Kenn- rechner den zeitlichen Verlauf der Führungsgröße wertes {ym) mit dem gerade abgetasteten Argument- simulieren kann. Für derartige Zwecke hat man bisher wert (y) erfolgt. z. B. rotierende Magnettrommelspeicher verwendet,

3. Funktionsgenerator nach Anspruch 1, dadurch auf deren Trommeln einerseits eine z.B. linear angekennzeichnet, daß der Stufenschalter (13) außer- 50 steigende Leiter von Argumentwerten und andererseits dem die einzelnen Matrix-Zeilenleitungen oder die ihnen zugeordneten Funktionswerlie digital geMatrix-Spaltenleitungen (j\ bis y_n) der die Argu- speichert sind und das Abrufen der Funktionswerte inentwerte 00 abtastenden Schaltmatrix schritt- bei Gleichheit des momentan unter einem Abtastkopf weise nacheinander ansteuert, wobei die Weiter- durchlaufenden Argumentwertes mit einem anliegenschaltung in vorgegebener Schaltfolge mittels eines 55 den Kennwert erfolgt. Infolge der endlichen Umlauf-Taktgebers erfolgt und diese Schaltfolge durch die zeit der Magnettrommel kann aber 2:wischen dem Vergleichseinrichtung (12) bei Gleichheit des Kenn- Zeitpunkt, in dem im Verlauf des Rechenprozesses wertes (ym) mit dem abgetasteten Argumentwert (y) ein eine Funktionswertablesung erfordernder Kennunterbrochen wird. wert auftritt, und dem Vorbeigang des zugehörigen

4. Funktionsgenerator nach einem der Ansprü- 60 gespeicherten Argumentwertes am Abtaster eine nicht ehe 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle z. B. vorhersehbare Zeit vergehen, in welcher sich der Matrix-Zeilenleitungen der die Funktionswerte (*) momentan anliegende Kennwert wieder verändern abtastenden Schaltmatrix über einen Digital- kann, so daß schließlich die Abrufung des Funktions-Analog-Umwandler (14) an den Eingang eines wertes nicht exakt beim gewünschten Kennwert erfolgt. Analogrechners und die z. B. Matrix-Zeilenleitun- 65 Gemäß der Erfindung wird ein Funktionsgenerator gen der die Argumentwerte O) abtastenden Schalt- geschaffen, der nicht nur sehr viel einfacher und billiger matrix über einen Digital-Analog-Umwandler (11) als mit Magnettrommeln oder ähnlichen Speicheran die vom Ausgang des Analogrechners mit Kenn- einrichtungen arbeitende Einrichtungen ist, sondern