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Verfahren und Vorrichtung zur Impulsverteilung Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Impulsverteilung. Sie betrifft insbesondere
Verfahren und Vorrichtungen, bei denen eine oder mehrere Impulsreihen entsprechend
den Eingangs informationen aus mehreren Impulsreihen ausgewählt werden und eine
Impulsreihensumme durch Aussendung der ausgewählten Impulsreihen gebildet wird0
In der digitalen Steuerung oder ähnlichen Anwendungsfällen ist zur linearen Interpolation
zweier Punkte in einem gwei- oder dreidimensionalen Raum das Verfahren der Impulsverteilung
als das einfachste Verfahren bekannt.
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Dieses Verfahren zur Impulsverteilung wird an einem zweidimensionalen
Fall erläutert. Zuerst werden die Information dX und dY von dem n-Bit-Binärzähler,
der für die Speicherung von Informationen dX und dY vorgesehen ist, die die Differenz
zwischen zwei Punkten darstellen, und die Gleichintervall-Impulsreihen I(1), I(2),
I(4), I(8),....I(2n-1), die jeweils aus 1, 2, 4, 8 2n-i Gleichintervallimpulsen
bestehen, die in einem konstanten Zeitintervall erzeugt werden, zu dem jeweiligen
Und.-Gatter bzw0 der Und.-Schaltung geleitet. Durch dieses Verfahren wird eine einzige
Impulsreihe oder werden mehrere Impulsreihen åusgewählt. Diese ausgewählten Impulsreihen
werden dem Oder-Gatter bzw. der Oder-Schaltung zugeführt; die Impulsreihen, die
für d.ie lineare Interpolation zwischen zwei Punkten erforderlich sind, werden von
der Oder-Schaltung erhalten0 Mittels der zuvor erwähnten Methode wird eine Impulsreihe
mit kleinem n verwendet, wenn die Informationsmengen dX und dY klein sind, und es
wird eine Impulsreihe mit grossem N verwendet, wenn die Mengen gross sind. Da die
Impulssendezeit in beiden Fällen konstant ist1 ist die Interpolationszeit für einen
Datensatz gleich der notwendigen Interpolationszeit für den Fall der maximalen Informationsmenge,
unabhängig von den Informationsmengen d.X und. dYo Im Falle vonkleinen Informationsmengen
wird das Impulsfolgeintervall der Impulsreihe, die man von der Oder-Schaltung erhält,
im Durchschnitt sehr gross und es wird unnötige Zeit verbraucht0 Um die Forderung
einer Schnellsteuerung von verschiedenen Geräten zu erfüllen, ist es erforderlich,
die notwendige Zeit für die Impulsverteilung durch Verminderung d.er zuvor erwähnten
unnütz verbrauchten Zeit zu verkleinern und eine Schnellimpulsverteilung zu erreichen.
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Der Erfindung liegt-die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Impulsverteilung zu schaffen, mittels derer sich eine Schnellimpulsverteilung
in Übereinstimmung mit der Menge der Eingangs informationen erreichen lässt. Auch
soll die Impulsreihensumme, die aus mehreren Impulsen mit relativ kleinem Intervall
besteht, unabhängig von der Menge der Eingangs informationen erhalten werden. Die
Impulsverteilung soll in einer vorbestimmten Zeit in Übereinstimmung mit d.er Menge
der Eingangsinüormationen durchgeführt werden.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch Ermittlung der maximalen Zifferninformation
einer Anzahl von Eingangsinformationen, Bestimmung der Impulssendezeit, die der
maximalen Zifferninformation entspricht, Auswahl-einer einzigen Impulsreihe bzw.
mehrerer Impulsreihen entsprechend den Eingangs informationen aus mehreren vorbestimmten
Impulsreihen in Übereinstimmung mit der maximalen Zifferninformation und den Eingangsinformationen,
und Bildung der Impulsreihensumme durch Aussendung der ausgewählten Impulsreihen
in dem Impulssendezeitintervall.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens
besitzt mehrere Register zur Speicherung mehrerer Eingangs informationen, eine Einrichtung
zur Ermittlung der maximalen Zifferninformation in den mehreren Eingangs informationen,
eine Einrichtung zur Bestimmung der Impulssendezeit, einen Impulsgenerator zur Erzeugung
mehrerer vorbestimmter Impulsreihen, eine Wähleinrichtung zur Auswahl einer einzigen
Impulsreihe oder mehrerer Impulsreihen
ent sprechend. den Eingangs
informationen der vorbestimmten Impulsreihen in Übereinstimmung mit der maximalen
Zifferninformation und d.er Eingangsinformation, und eine Einrichtung zur Bildung
der Impulsreihensumme durch Aussendung der ausgewählten Impulsreihen in der Impulssendezeit.
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In den Figuren 1 bis 8 der Zeichnungen ist der Gegenstand. der Erfindung
beispielsweise dargestellt und nachstehend näher erläutert. Es zeigt Fig0 1 ein
Wellenformdiagramm eines bekannten Impulsverteilers; Fig. 2A ein Blockschaltbild
des dX-Registers einer Ausführungsform eines Impulsverteilers gemäss der Erfindung;
Fig. 2B ein Blockschaltbild des dY-Registers eines Impulsverteilers; Fig. 3A ein
Blockschaltbild des Binärzählers des Impulsverteilers; Fig. 3B ein Blockschaltbild
der logischen Schaltung des Impulsverteilers, die an den Binärzähler angeschlossen
ist; Fig. 4 ein Wellenformdiagramm des Impulsverteilers; Fig0 5 ein Blockschaltbild
der logischen Schaltung des Impulsverteilers zur Ermittlung der maximalen Zifferninformation;
Fig.
6 ein Blockschaltbild der logischen Schaltung des Impulsverteilers zur Bestimmung
der Impulssendezeit; Fig. 7 ein Wellenformdiagramm, , aus dem die Beziehung zwischen
den Impulsreihen und. der Impulssendezeit des Impulsverteilers hervorgeht und Fig.
8 ein Blockschaltbild der logischen Schaltung des Impulsverteilers, mittels der
die Endimpulsreihensumme erhalten werden kann.
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In der digitalen Steuerung oder ähnlichen Anwendungsfällen ist zur
linearen Interpolation zweier Punkte in einem zwei- oder dreidimensionalen Raum
das Verfahren der Impulsverteilung als das einfachste Verfahren bekannt. Dieses
Verfahren zur Impulsverteilung wird an einem zweidimensionalen Fall erläutert. Zuerst
werden die Information dX und dY von dem n-Bit-Binärzähler, der für die Speicherung
von Informationen dX und dY vorgesehen ist, die die Differenz zwischen zwei Punkten
darstellen, und die Gleichintervall-Impulsreihen I(1), I(2), I(4), I(8),.....I(2n-1),
die jeweils aus 1, 2, 4, 8, .... 2(n-1) Gleichintervallimpulsen bestehen, die in
einem konstanten Zeitintervall erzeugt werden, wie in Fig. 1 für den Fall von n
= 5 gezeigt ist, zu dem jeweiligen Und-Gatter bzw. der Und-Schaltung geleitet.
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Durch dieses Verfahren wird. eine einzige Impulsreihe oder werden
mherere Impulsreihenausgewählt. Diese ausgewählten Impuls reihen werden dem Oder-Gatter
bzw. der Oder-Sohaltung zugeführt; die Impulsreihen, die für die lineare Interpolation
zwischen zwei Punkten erforderlich
sind, werden von der Oder-Schaltung
erhalten. -Mittels der zuvor erwähnten Methode wird eine Impulsreihe mit kleinem
n verwendet, wenn die I»formationsmengen dX und dY klein sind, und es wird eine
Impulsreihe mit grossem N verwendet, wenn die Mengen gross sind. Da die Impulssendezeitin
beiden Fällen konstant ist, ist die Interpolationszeit für einen Datensatz gleich
der notwendigen Interpolationszeit für den Fall der maximalen Informationsmenge,
unabhängig von den Informationsmengen dX und dY. Im Falle von kleinen Informationsmengen
wird das Impulsfolgeintervall der Impulsreihe, diesmal von der Oder-Schaltung erhält,
im Durchschnitt sehr gross und es wird unnötige Zeit verbraucht. Um die Forderung
einer Schnellsteuerung von verschiedenen Geräten zu erfüllen, ist es erforderlich,
die notwendige Zeit für die Impulsverteilung durch Verminderung der zuvor erwähnten
unnütz verbrauchten Zeit zu verkleinern und eine Schnellimpulsverteilung zu erreichen.
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Gemäss der Erfindung wird die zuvor erwähnte unnötige Zeit dadurch
vermindert, dass die Impulsreihe auch in dem Fall, in dem die Informationsmengen
klein sind, mit einem kurzen Impulsfolgeintervall verwendet wird.
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Die Logik für die Methode der Impulsverteilung gemass der Erfindung
wird im folgenden erläutert.
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Wenn jede Ziffer von Informationen dX und dY, die in dem dX-Register
bzw..dem dY-Register gespeichert sind, dargestellt wird durch
dX=xn-1,
xn-2, .... x2, x1, x0 dY=yn-1, yn-2, .... y2, y1, y0, in denen i=1 bzw. 0 und yi=1
bzw. 0 ist, ist die maximale Ziffer durch die folgenden Verfahren bestimmt.
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Die logische Summe P einer jeden Ziffer von dX und dY wird erhalten
durch: Pn-1=xn-1+yn-1 Pn-2=xn-2+yn-2 P2 = X2 + Y2 P1 = X1 + y1 Po=xo+yo Logische
Produkte Ni (sie werden im folgenden als die maximale Zifferninformation bezeichnet)
der logischen Summe P einer jeden Ziffer und die Nein-Werte der logischen Summe
Pi aller Ziffern über der i-ten Ziffer, werden für jede Ziffer erhalten durch:
N2=Pn-1#Pn-2........P3#P2, N1=Pn-1#Pn-2........P3#P2#P1, N0=Pn-1#Pn-2........P3#P2#P1#P0
Diese maximalen Zifferninformationen N werden nur für die Ziffer "1", in der 1 zuerst
in dem dX- bzw. dem dY-Register gespeichert ist. Daher könnte die maximale Informationsmenge
durch die maximalen Zifferninformationen Ni bestimmt werden.
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Wenn die Impulssendezeit T für die maximale Informationsmenge Nn-1
ist, wird T bestimmt durch: T=Tn-1 für Nn-1=1, T=Tn-1/2 für Nn-2=1, ....................
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T=Tn-1/2(n-3) für N2=31, T=Tn-1/2(n-2) für N1=1, T=Tn-1/2(n-1) für
N0=1.
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Die dem Und-Gatter bzw. der Und-Schaltung zugeführten Signale zum
Zwecke der Bestimmung der notwendigen Impulsreihen für die Information dX werden
dargestellt durch: Nn-1#xn-1+Nn-2#xn-2+........N1#x1+N0#x0 für I(2n-1),
Nn-1#xn-2+Nn-2#xn-3+.......+N1#x0
für I(2n-2) .................................
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Nn-1#x1+Nn-2#x0 für I(2), Nn-1#x0 für I(1).
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Die Signale für den Fall von dY werden durch gleiche Verfahren erhalten0
Daher sind die Impulsreihensummen NdX und NdY gegeben durch: NdX=(Nn-1#xn-1+Nn-2#xn-2.......+N1#x1
+N0#x0)#I(2n-1)+(Nn-1#xn-2+Nn-2#xn-3+ ........+N1#x0)#I(2n-2)+............
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(Nn-1#x1+Nn-2#x0)#I(2)+(Nn-1#x0)#I(1), und NdY=(Nn-1#yn-1+Nn-2#yn-2+......+N1#y1#N0#y0).
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I(2n-1)+(Nn-1#yn-2+Nn-2#yn-3+................
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+N1#y0)#I(2n-2)+.............................
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(Nn-1#y1+Nn-2#y0)#I(2)+(Nn-1#y0)#I(1).
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Durch die zuvor erwähnten Verfahren könnten die Impulssendezeit T
und die Impulsreihensummen NdX und NdY erhalten werden.
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Am Ende der Impulssendezeit T wird die nächste Information dX und
d.Y eingebracht und. die nächste Impulsverteilung wird ohne unnötige Zeitverzögerung
durchgeführt, um eine Schnellimpulsverteilung zu erreichen.
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Die oben erwähnte Logik wird nun im einzelnen anhand einer Vorrichtung
zur Impulsverteilung erläutert, die in den Figuren 2 bis 8 dargestellt ist, und
zwar für den Fall, in dem die Informationen dX und dY 5 Bits sind. Die Figuren 2A
und 2B zeigen das dX-Register 11 und das dY-Register 12. In dem dX- bzw. dem dY-Register
sind x0 bis x4 und y0 bis y4 gespeichert; sie werden durch andere Eingangsinformationen
ersetzt, wenn eine Impulsverteilung beendet ist. Fig. 3A zeigt einen Binärzähler
13 mit Binärzählerelementen t0 bis t5. Wenn der Taktimpuls CP und der Startimpuls
S dem Und-Gatter 14 zugeführt werden, beginnt jedes Binärzählerelement t bis t5
zu arbeiten und erzeugt die Ausgangssignale t0 bis t5 mit der in Fig. 4 gezeigten
Wellenform. Diese Ausgangssignale t0 bis t5 und ihre Nein-Ausgangssignale t0 bis
t5 werden jeweils Und-Gattern bzw. Und-Schaltungen 15 bis 19 in dem in Fig. 3B geeigten
Zustand zugeführt, und die Impulsreihen von gleichem Intervall 1(1), I(2), I(4),
I(8) und 1(16) mit der in Fig0 4 gezeigten Wellenform werden erzeugt.
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Fig. 5 erläutert die logische Schaltung zur Bestimmung der Lage' der
maximalen Zifferninformation in den Eingangsinformationen
dX und
dY Wenn die gleichen Zifferninformation des dX- und des dX-Registers jeweils Oder-Gattern
bzw. Oder-Schaltungen 20 bis 24 zugeführt sind, werden logische Summen PO bis P4
als Ausgangssignale dieser Oder-Schaltungen 20 bis 24 erhalten. Diese logischen
Summen P1 bis P4 werden den Nein-Schaltungen 25 bis 28 und die Nein-Werte P1 bis
P der 1 4 logiscen Summen P1 bis P4 werden als Ausgangssignale der Nein-Schaltungen
25 bis 28 erhalten. Diese Ausgangssignale P0 bis P4 und P1 bis P4 werden Und-Schaltungen
29 bis 33 in dem in Fig. 5 gezeigten Zustand zugeführt; die maximalen Zifferninformationen
N0.N1, N3 und N4 werden jeweils als die Ausgangssignale der Schaltungen 29 bis 33
erhalten.
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Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild einer logischen Schaltung zur Bestimmung
der Impulssendezeit T. Dadurch, d.ass das Startsignal S dem Flipflop 35 über das
Und-Gatter 34 zugeführt wird, werden das Ausgangssignal des Flipflops 35 und der
Taktimpuls CP d.em Und-Gatter 36 zugeführt und öffnen das Und-Gatter 36. Wenn das
Und-Gatter 36 geöffnet ist, wird der Taktimpuls CP jedem Zählerelement T0 bis T5'
des Zeitzählers 37 zugeführt, um diesen in Betrieb zu nehmen. Die Impulssendezeit
T wird durch die Steuerung des Flipflops 35 mit den Ausgangssignalen T1, bis T5,
des Zeitzählers 37 und die maximale Zifferninformationbestimmt. Ein Impuls wird
nur ausgesendet, wenn das Flipflop 35 "1" darstellt.
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Fig0 7 zeigt ein Wellenformdiagramm der Impulsserie I und der Impulssendezeit
T und die Beziehung zwischen diesen. In Fig0 7 stellt T4 die Impulssendezeit für
den
Fall dar, wenn die Anzahl der maximal übermittelten Impulse
16 bis 32 ist. In gleicher Weise stellen T3, T2, T1 und. T0 die Impulssendezeit
dar, wenn die Anzahl der maximal übermittelten Impulse jeweils 8 bis 15, 4 bis 7,
3 bis 2 und 1 ist. Die Impulssendezeit T nimmt ab, wenn die Anzahl der maximal übermittelten
Impuls, mit anderen Worten die Endimpulsreihensumme NdX, die verteilt werden soll,
abnimmt. Die Impulssendezeit T und die Betriebszeit des Flipflpps 35 sind äquivalent.
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Fig0 8 zeigt ein Blockschaltbild der logischen Schaltung für d.ie
Bestimmung der Endimpulsreihensumme NdX.
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Maximale Zifferninformationen N0 bis N4 und Informationen x0 bis X4,
die Informationen einer jeden Zifferninformation dX sind, werden den Und-Gattern
38 bis 52 in dem in Fig. 8 gezeigten Zustand zugeführt.-Das Ausgangssignal des Und-Gatters
38 und die Impulsreihe I(1) werden dem Oder-Gatter 57 zugeführt. Die Ausgangssignale
der Und-Gatter 39 und 40 werden dem Oder-Gatter 53 zugeführt und das Ausgangssignal
des Oder-Gatters 53 und die Impulsreihe I(2) werden dem Oder-Gatter 58 zugeführt.
Die Ausgangssignale der Und-Gatter 41, 42 und 43 werden dem Oder-Gatter 54 und das
Ausgangssignal des Oder-Gatters 54 und die Impulsfolge 1(4) werden wiederum dem
Oder-Gatter 59 zugeführt. Die Ausgangssignale der Und-Gatter 44 bis 47 werden dem
Oder-Gatter 55 und das Ausgangssignal des Oder-Gatters 55 und der Impulsreihe 1(8)
werden wiederum dem Oder-Gatter 60 zugeführt. Die Ausgangssignale der Und-Gatter
48 bis 52 werden dem Oder-Gatter 56 und das Ausgangssignal des Oder-Gatters 56 und
die Impulsreihe I(16) werden wiederum dem Oder-Gatter 61 zugeführt. Da die
Ausgangssignale
der Oder-Gatter 57 bis 61 dem Oder-Gatter 62 zugeführt werden und- das Ausgangssignal
des Oder-Gatters 62 dem Und-Gatter 63 zusammen mit dem AXsgangssignal D des Flipflops
35 zugeführt wird, erhält man eine Impulsreihensumme NdX von dem Und-Gatter 63.
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Obwohl nur die Verarbeitung der Information dX im einzelnen näher
erläutert wurde, könnte die Information dY in gleicher Weise verarbeitet werden,
um die Impulsreihensumme NdY zu erhalten. Für dreidimensionelle Fälle kann die Impulsreihensumme
in gleicher Weise durch Anordnung eines dZ-Registers, das die Information dZ speichert,
durch Bestimmung der Maximalziffer und d.urch Bestimmung der Impulssendezeit erhalten
werden0 Die Erfindung ist auch auf den Fall anwendbar, in dem die Anzahl der Informationen
vier und mehr beträgt.