DE2245682A1 - Digitales simulatorsystem - Google Patents

Digitales simulatorsystem

Info

Publication number
DE2245682A1
DE2245682A1 DE19722245682 DE2245682A DE2245682A1 DE 2245682 A1 DE2245682 A1 DE 2245682A1 DE 19722245682 DE19722245682 DE 19722245682 DE 2245682 A DE2245682 A DE 2245682A DE 2245682 A1 DE2245682 A1 DE 2245682A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
arrangement according
simulator
digital
building blocks
blocks
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19722245682
Other languages
English (en)
Inventor
Alfred Boehm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19722245682 priority Critical patent/DE2245682A1/de
Publication of DE2245682A1 publication Critical patent/DE2245682A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/06Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics
    • G09B23/18Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for electricity or magnetism
    • G09B23/183Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for electricity or magnetism for circuits
    • G09B23/186Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for electricity or magnetism for circuits for digital electronics; for computers, e.g. microprocessors
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B25/00Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B25/02Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes of industrial processes; of machinery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Instructional Devices (AREA)

Description

  • Digitales Simulatorsystem Die Erfindung betrifft ein flexibles, aus drei Pultversionen bestehendes digitales Simulatorsystem, dessen Anwendungsbereiche auf dem Gebiet der digitalen Elektronik praktisch kaum begrenzt sind. Es eignet sich sowohl für das Selbststudium und den Gruppenunterricht, als auch für Entwicklungs- und Forschungsarbeiten im Labor und gewährleistet vor allem durch seine Praxisnähe einen mühe- und reibungslosen Übergang vom Lehr- und Lernbetrieb zum Industrieeinsatz.
  • Dieses digitale Simulatorsystem setzt sich aus den drei Pultversionen DIGSI I, DIGSI II und DIGSI III zusammen (DIGSI steht hier als Abkürzung von "Digitaler Simulator") und dient dem Zweck, die zum Teil antiquierten, undurchschaubaren und voltminösen Laborbrettschaltungen durch ein flexibles, steckbares, leicht bedien- und modifizierbares Bausteinsystem zu ersetzen. Seine in den verschiedenen Bausteinen untergebrachten, vorwiegend digitalen Schaltungen sind zwar vorzugsweise durch integrierte Schaltkreise (IC's) der verschiedenen Logikfamilien bei unterschiedlichstem Integrationsgrad realisiert, doch ist der Einsatz diskreter elektrischer und/oder elektronischer Bauelemente zur Lösung spezieller Schaltungsprobleme keinesfalls ausgeschlossen; die Anzahl der in.
  • den steckbaren Bausteinen einsetzbaren diskreten Bau elemente ist dabei nur durch die normierte Geometrie der Bausteine begrenzt. Dieses System gestattet es nun, die einfachsten Experimentierschaltungen - fußend auf den Grundfunktionen der logischen Algebra - und die kompliziertesten, rechnergestiitzten Laboraufbauten in kürzester Zeit zu erstellen. Mit seiner Hilfe werden sowohl in der Geräteteclmik (hardware) als auch bei der Planungsarbeit (software) übersichtliche und wirtschaftliche Lösungen erzielt, wobei mit dieser rationalisierten Technik gleichzeitig die Entstehung von wertlosen Museen aus nutzlosen Brettschaltungen erfolgreich unterbunden wird. Das mit diesem System auch die Möglichkeiten zur Ausbildung von qualifizierten Fachkräften der elektronischen Datenverarbeitung geboten sind ist offensichtlich und dieser Punkt kann beim heutigen chronischen Mangel an Mitarbeitern auf diesem Gebiet nicht hoch genug bewertet werden.
  • Einrichtungen dieser und ähnlicher Art werden in zunehmendem Maße auf dem Markt angeboten, doch sind die bisher bekannten Ausführungen kaum praxisnahe ausgelegt.
  • D.h., yrinzipiell lassen sich mit ihnen wohl die Grundlagen der digitalen Schaltalgebra erlernen, doch schon bei der Lösung'der ersten praktischen Aufgabe stolpert der Benutzer, da der nahtlose Übergang zwischen Theorie und Praxis fehlt und erst eine neue Einarbeitung, z.B.
  • in die einzusetzende Logikfamilie, erforderlich ist.
  • Der Grund hierfür liegt einerseits im Aufbau der verwendeten Bausteine für das spezielle Simulatorsystem, zum anderen in seiner Ausführung selbst. So sind z.B. dererlei Baukästen so konzipiert, daß die einzelnen digitalen Schaltungen als Bausteine fest und starr in ihrer Belegung unterhalb einer Steck- bzw. Programmierplatte montiert sind; dadurch wird in Bezug auf kürzeste Verbindungen zwischen den einzelnen Anschlußpunkten der Bausteine kein optimaler Schaltungsaufbau möglich, eine Erweiterung oder Anpassung des Sortiments an digitalen Schaltkreisen , an bestimmte Anwendungsanforderungen oder neuere Technologien ist ausgeschlossen und in vielen Fällen kann weder zeitlich noch topologisch ein echter Betrieb simuliert werden. Die in anderen Baukästen steckbar angeordneten Bausteine enthalten wiederum nicht genügend Informationen wie Schalt symbole, Kontaktbelegungsschema, Hinweise auf die Logikfamilie, optische Anzeige des Zustandes relevanter Ausgänge usw. oder aber sie eignen sich nicht weder zur Aufnahme aller Schaltkreistypen handelsüblicher Logikfamilien noch diskreter elektrischer und elektronischer Bauelemente. Andere Bausteinausführungen sind dagegen so voluminös, daß aus Platzmangel nur wenige Bausteine auf der Trägerplatte Platz finden - sich also nur triviale Aufgaben lösen lassen und die zum Teil nicht im Echtzeitbetrieb, da die Verbindungsleitungen zu lang sind und so unzulässige Signallaufzeiten bewirken.
  • Ein weiterer gravierender Nachteil bekannter Ausführungen von digitalen Simulatorsystemen ist ihre Unfähigkeit, mit digitalen Ziffernrechenmaschinen zusammenzuarbeiten (computer aided design), um so auf diese Weise einen optimalen Simulatorbetrieb gewährleisten zu können; in diesem Zusammenhang erweist sich als weiterer Nachteil bekannter Ausführungen, daß mit ihnen keine schnelle, leitungsgebundene, periphere Datenübertragung erfolgen kann, eine Eifigenschaft, die sich bei Simulationsarbeiten an fertigen Geräten sehr störend auswirkt. Vielleicht noch unangenehmer sind aber bei derlei Arbeiten Verkopplungen und Masseschleifen über die Stromversorgung des Gerätes an dem simuliert werden muß und der Stromversorgung-des Simulators selbst. Hier schafft nur eine batteriegespeiste Stromversorgung Abhilfe, die in vielen dieser Anwendungsfälle fast unumgehbar ist. Ein solcher Batteriebetrieb eines digitalen Simulatorsystemsbirgt aber gerade in Lehr- und Lernbetrieben noch weitere Vorteile in sich.
  • Die Unabhängigkeit vom öffentlichen Netz bietet dem Benutzer nämlich größten Berührungsschutz und eliminiert das Steckdosenproblem, da gerade in Schulen nicht an jedem Arbeitsplatz (Schulbank) mit einem Netzanschluß zu rechnen ist. Bleibt man bei den Schulverhältnissen, so sind weitere Nachteile bekannter Ausführungsformen digitaler Simulatorsysteme darin zu sehen, daß sie aufgrund ihrer Geometrie und ihres Formats nicht wie Bücher gestapeln werden können, da eine Schutzhaube fehlt, dm auch bei aufgesteckten Schaltungen die Baukästen leicht aufeinander stellen zu können und daß sie keinerlei Mög'lichkeiten zur Aufbewahrung von Bausteinen, Verbindungsleitungen, Handbüchern usw. innerhalb des Simulatorgehäuses aufweisen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es folglich, alle die zuvor geschilderten Nachteile bei den zur Zeit bekannten Ausführungen digitaler Simulatorsysteme zu eliminieren und ein digitales Simulatorsystem vorzuschlagen, das aus drei Pultversionen (DIGSI I, DIGSI II, DIGSI III) besteht und das dann sowohl alle Probleme im Lehr- und Lernbetrieb als auch in der Industrie beim Arbeiten mit digitalen Schaltkreisen auf übersichtliche und rationelle Weise unter Einbeziehung aller bekannten Hilfsmittel der modernen Datenverarbeitung löst.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vorzugsweise drei in ihrer Wirkungsweise und Anwendungsmöglichkeiten sich ergänzende Simulatorversionen in Pultgehäusen vorgesehen sind, deren Trägerplatten sich aus einer einfach kaschierten oder als Multilayer aufgebauten Leiterplatte zur Aufnahme der Steckkontakte, der Schalttransistoren für die optischen Anzeigen und der Siebmittel für die Stromversorgung der steckbaren Bausteine und einer, Symbole zur Markierung der Steckplätze tragende verstärktenResopaldeckplatte zusammensetzen, wobei diese Trägerplatten so ausgebildet sind, daß sie alle Typen der gekapselten, ebenfalls eine kaschierte Leiterplatte zur Aufnahme von elektrischen und elektronischen Bauelementen nebst zugehörigen Steckkontakten besitzenden und in ihrer Geometrie normierten Bausteine aller drei Simulatorversionen aufnehmen können, wobei die Bausteine selbst auf ihrer Voflderseite ihr kennzeichnendes, durch eine transparente Plexiglasplatte geschütztes Schaltsymbol, ihr Kontaktbelegungsschema, ihre der Logikfamilie zugeordnete Schaltkreiskennzahl, ihre Ein- und Ausgänge, zum Teil in paralleler Form, optische Anzeigen des Zustandes relevanter Ausgänge und Steckkontakte für Betriebs- und Bezugspotential der digitalen Schaltung aufweisen, daneben auf ihrer RückseiteXi.a. vier Steckkontakte zur Zuführung der Betriebsspannungen'und zur mechanischen -Halterung der Bausteine auf der Trägerplatte der Pultgehäuse in einer solchen Anordnung tragen, daß ein falsches Aufsetzen der Bausteine auf die Trägerplatte nicht möglich ist und daß alle drei Simulatorpultgehäuse eine abklappbare Rückseite besitzen, die entweder eine netz- oder batteriegespeiste Stromversorgung aufweist und daß die, 24 Bausteine aufnehmende Trägerplatte der Simulatorversion 1 vorzugsweise für Bausteine geeignet ist, die i.a. als Grundbausteine der digitalen Schaltalgebra bezeichnet werden und die vorzugsweise alle mit dem gleichen integrierten Schaltkreistyp und entsprechenden, bausteininternen Verbindungen realisiert werden, wobei der integrierte Schaltkreis aus einer Logikfamilie mit äußerst geringer Verlustleistung (C-MOS) stammt und die optische Anzeige über Gasentladungsröhren im Baustein erfolgt, deren Betriebsspannung über einen ebenfalls auf der abklappbaren Rückwand des Pultgehäuses montierten Gleichspannungswandler erzeugt wird und daß die Simulatorversion 2 eine Trägerplatte im Format 2 x DIN A4 zur Aufnahme von 48 gekapselten Bausteinen, jeweils bestückt mit einem integrierten Schaltkreis aus den handelsüblichen Logikfamilien, separate optische Anzeigen, kontaktbestückte Leiterbahnen in Form eines Koordinatennetzes mit Verteilerschienen und vorzugsweise drei Steckverbinder mit Anschlußfeldern zur Aufnahme gedruckte Leiterkarten aufweist und daß weiterhin die Simulatorversion 3 ebenfalls eine Trägerplatte im Format 2 x DIN A4 hat, die aber neben 24 gekapselten Bausteinen noch sämtliche Bedien-, Anschluß- und Anzeigeelemente eines eingebauten Kleinrechners nebst mehreren digitalen Integratoren (DDA) trägt, sowie Adaptionsmöglichkeiten zum Anschluß der in der EDV üblichen Peripheriegeträte: und gedruckten Leiterkarten. Die Vorteile dieser Erfindung bestehen insbesondere darin, das Nachwuchsproblem bei der Datenverarbeitung durch die praxisnahe Ausbildung von qualifizierten Fachkräften zu lösen, einen naht- und reibungslosen Ubergang von der Theorie zur Praxis digital arbeitender Schaltungen und Geräte zu gewährleisten, Laborbrettschaltungen zu eliminieren und letztlich dem Schaltungsentwickler Hilfsmittel in die Hand zu geben, die immer den neuesten integrierten Schaltkreisen - bei beliebigem Integrationsgrad und Technologie - angepaßt werden können. Gleichzeitig soll in zunehmendem Maße die Möglichkeit geboten werden, digitale Ziffernrechenmaschinen mit in diese Hilfsmittel einzubeziehen, so daß auch kompliziertere Entwicklungsaufgaben geräte- und planungsmäßig in kürzester Zeit wirtschaftlich lösbar sind.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen: Fig. la Das Pultgehäuse nebst Schutzhaube der Simulatorversion 4 (DIGSI I).
  • Fig. ib Das Pultgehäuse nebst Schutzhaube der Simulatorversion 2. (DIGSI II).
  • Fig. tc Das Pultgehäuse nebst Schutzhaube der Simulatorversion 3 (DIGSI III).
  • Fig. 2 Den Aufbau der Trägerplatte des Pultgehäuses.
  • Fig. 3 Die Teilansicht der gedruckten Leiterplatte der Trägerplatte.
  • Fig. 4 Den prinzipiellen Stromlaufplan des Gleichspannungswandlers.
  • Fig. 5a, Fig. 5b Die Vorderseiten zweier Bausteintypen.
  • Fig. 6 Den Schnitt durch einen Baustein.
  • Um sowohl den i.a. bescheidenen Bedürfnissen und Wünschen eines Anfängers in der Digitaltechnik, als auch den zum Teil hochgeschraubten Anforderunge-n eines erfahrenen Entwicklers aus der Industrie gerecht zu werden, setzt sich das digitale Simulatorsystem erfindungsgemäß aus drei Simulatorversionen zusammen, die aufeinander aufbauen und sich gegenseitig ergänzen. Nachfolgend werden diese drei Simulatorversionen gemäß ihrem Grad an elektrischer und mechanischer Komplexität DIGSI I, DIGSI II und DIGSI III genannt. Diese digitalen Simulatorensind gemäß Fig. ia, Ib, ic in Pultgehäusen vom Format DIN A4 bzw. 2 x DIN A4 installiert, wobei das bei allen Pultgehäusen schräggestellte Arbeits- bzw. Programmierfeld einen sehr guten Überblick über die aufgesteckte Schaltung gewährt und wesentlich zur leichten Handhabung beim Schaltungsaufbau beiträgt.
  • Eine abnehmbare Schutzhaube stellt die Rechteckform aller Pultgehäuse wieder her, damit sie leicht bei minimalem Platzbedarf gestapelt werden können, bietet weiterhin die Möglichkeit, auch bestückte Pultgehäuse - ohne die Steckkontakte bzw. die Bausteine zu beschädigen - stapeln zu können und dient schließlich zur Aufbewahrung von Betriebsanleitungen, Lehrbüchern und dergleichen.
  • Die Pultgehäuse aller drei Simulatorversionen setzen sich aus dem eigentlichen Gehäuse, der Montageplatte zur Aufnahme sämtlicher Bedienelemente nebst Steckverbindern mit zugehörigem Anschlußfeld, der Trägerplatte (Programmierplatte) für die steckbaren-Bausteine, der abklappbaren Stromversorgungsplatte, die gleichzeitig einen Teil der Rückseite des Pultgehäuses darstellt und einem herausziehbaren Einschub zusammen. Einige Bedienelemente der' Stromversorgungsplatte wie Netzschalter, Sicherung, Kontrolllampe und Polaritätsschalter - er fixiert die Polarität der an den Bausteinen anzulegenden Betriebsspannung entsprechend der eingesetzten Logikfamilie - befinden sich neben der Trägerplatte auf der Vorderseite der Pultgehäuse.
  • Die Montageplatte von DIGSI II trägt drei Steckverbinder mit zugehörigem Anschlußfeld zur Aufnahme von gedruckten Leiterplatten. Dabei bilden Steckverbinder und Anschlußfeld eine mechanische Einheit, die als Ganzes leicht ausgetauscht werden kann, so daß die verschiedensten Steckverbindertypen einsetzbar sind, um einerseits Leiterkartenprüfungen durchzuführen oder den Simulator in seinem Schaltkreisumfang erweitern zu können.
  • Bei der Version DIGSI III trägt diese Platte dagegen vorwiegend alle Zubehörteile für den eingebauten Rechner wie Rechneranzeige, Rechnertastatur für die Handeingabe sowie Bedien- und Prüfelemente nebst das Anschlußfeld, das die Verbindung zwischen Rechnerein- bzw. -ausgabe und den auf der Trägerplatte gesteckten Bausteinen Berstellt. Bei Bedarf sind auch hier die entsprechenden Steckverbinder nebst Anschlußfeld austauschbar montiert.
  • Die Trägerplatte(Fig. 2>- auch Programmier- bzw. Arbeitsplatte genannt - jeder Simulatorversion besteht aus einer gedruckten Leiterplatte, einfach kaschiert oder in Multilayertechnik und einer mit Phenoharz-Hartpapier verstärkten, mehrschichtigen Resopaldeckplatte. An ihrer Rückseite ist die gedruckte Leiterplatte über Distanzrollen angeschraubt.
  • Die gedruckte Leiterplatte (Fig. 3) trägt die Steckkontakte zur mechanischen Halterung und Spannungsversorgung der Bausteine, weiterhin die Transistorverstärker für die optische Anzeigen, Siebmittel zur niederohmigen Spannungszuführung an die digitalen Verbraucher sowie zur Unterdrückung von Spannungsspitzen auf Betriebsspannungs- und Masseleitungen und ein mit Steckkontakten bestücktes Koordinatennetz zur Reduzierung der Verbindungsleitungen auf der Trägerplatte samt zugehörigen Verteilerschienen, die als Expander für viel benutzte Aus- bzw. Eingänge digitaler Schaltungen eingesetzt werden.
  • Die Resopaldeckplatte trägt die durch eine Umrandung mit eingeschriebener Platznummer markierten Steckplätze zur Aufnahme der Bausteine und schließt das Pultgehäuse nach vorne ab. Zusätzlich bietet sie auf Grund ihrer mechanischen Stärke (> 3 mm) den Steckkontakten der gedruckten Leiterplatte eine mechanische Führung, so daß diese beim Aufstecken der Bausteine weder umgebogen noch abgeknickt werden können.
  • Die gesamte Trägerplatte ist abnehmbar montiert und stellt, wie schon angedeutet, das Programmierfeld für die 28 bzw, 48 aufsteckbaren Bausteine dar. Diese sind zwar in ihrer Geometrie normiert, können aber prinzipiell auf jeden der Steckplätze aufgesetzt werden, 56 daß ausammengehörige Bausteine auch nebeneinander angeordnet sind, um so zu kürzesten Verbindungsleitungen zu gelangen. Somit können auch -sehr hohe Taktfrequenzen bzw. steile Impulsflanken verarbeitet werden1 ohne daß Schwierigkeiten wegen Laufzeitverzögerungen oder Impulsverformungen zu erwarten sind, zumal wenn mit symmetrischen, verdrillten Doppelleitungen gearbeitet wird.
  • Die Stromversorgung befindet sich auf der Stromversorgungsplatte, die wahlweise Batterien, netzgespeiste Regelverstärker oder lediglich Buchsen für eine externe Spannungseinspeisung enthält, wobei aus Gründen der Betriebssicherheit noch Ablösedioden und Filternetzwerke vorgesehen sind.
  • Diese abklappbare Stromversorgungsplatte ist leicht zugänglich an der Rückseite der Pultgehäuse montiert und enthält auch noch den Gleichspannungswandler zur Erzeugung der Betriebsspannung für die Gasentladungsröhren, die zur optischen Anzeige auf den Bausteinen dienen, dje für geringste Verlustleistungen ausgelegt sind Der Gleichspannungswandler gemäß Fig. 4, ebnSalls auf einer gedruckten Leiterplatte aufgebaut, arbeitet mit einem frei sehmsingen den Oszillator, der im Start-Stop Betrieb getastet wird, um einen maximalen Wirkungsgrad zu erzielen. Der Oszillator steuert im Gegentakt die beiden Zerhackertransistoren Q1 und Q2 an, der auf der Primärseite mittelpunktgespeiste Transformator T setzt die zerhackte Batteriespannung UB hoch, die dann nach einer Spannungsverdopplung über Cl durch die Dioden Di und D2 gleichgerichtet und über C2 abgepuffert wird. Lädtsich der Kondensator C2 dann auf die zum Betrieb der Gasentladungsröhren benötigten Spannung UL auf, so zündet die als Referenzelement dienende Gasentladungsröhe G1, die mit den Bausteingasentladungsröhren typengleich ist und steuert den Transistor Q3 durch, der daraufhin den Oszillator blockiert, bis die Ausgangsspannung UL unter einen Minimalwert abgesunken ist. Die Referenzgasentladungsröhre erlischt nun, Q3 wird wieder gesperrt und der Oszillator schwingt wieder selbstständig an. Durch diesen geschalteten Betrieb läßt sich ein optimaler Wirkungsgrad des uAeich3pannungswandlers erreichen, was bei Batteriebetrieb sehr wichtig sein kann.
  • Um auch Schwankungen der Zündspannungswerte der Gasentladungsröhren aufgrund der inhärenten Typenschwankungen sicher zu eliminieren, wird die Ausgangsspannung UL auf einen Wert UL' = UL 2 heruntergeteilt, bevor sie auf die Referenz-12 gasentladungsröhre gegeben wird.
  • Den unteren Teil des Pultgehäuses füllt ein herausziehbarer Einschub aus, der zur Aufnahme von Bausteinen und Verbindungsleitungen dient.
  • Als Bausteine (Fig. 5a, 5b) werden im beschriebenen digitalen Simulatorsystem mechanisch gekapselte, in ihrer Geometrie normierte Steckeinheiten eingesetzt. Sie bestehen aus einer gedruckten Leiterplatte zur Aufnahme der Steckkontakte, der integrierten Schaltkreise und/oder diskreter elektrischer und elektronischer Bauelemente, der optischen Anzeige des Zustandes eines digitalen Ausganges, einer Bodenwanne und einem Deckelgehäuse. Diese tragen je eine angespritzte Nase bzw. Nute, die den Baustein gemäß Fig. 6 mechanisch einwandfrei zusammenhalten, so daß eine Beschädigung der im Baustein untergebrachten digitalen Schaltung ausgeschlossen ist. Die Frontseite des Bausteines trägt das unverwischbar angebrachte Schaltungssymbol, das Kontaktbelegungsschema nebst Kontaktnumerierung, die Schaltkreiskennzahl gemäß der eingesetzten Logikfamilie und weist Aussparungen für die optische Anzeige nebst allen Steckkontakten, an die sämtliche Eingänge und Ausgänge der-digitalen Schaltung im Baustein geführt sind, auf. Um nun auch von einem Ausgang beliebig viele Eingänge speisen zu können, werden die Eingangssteckkontakte zum Teil als Zwillingskontakte ausgeführt. Speziell für den Anfänger kann diese Frontplatte noch beliebig eingefärbt werden, so daß z.B eine Zuordnung Rot -^ Konjunktion entsteht, was eine wesentliche Erleichterung bei der Einarbeitung in die digitale Schaltalgebra darstellt.
  • Die Rückseite der Bausteine trägt i.a. vier Steckkontakte, die zur mechanischen Halterung und Spannungsversorgung der Bausteine dienen; ihre Anordnung ist dabei so gewählt, daß ein falsches Aufstecken der Bausteine auf die Trägerplatte mit Sicherheit unterbunden und eine Zerstörung der Bausteine durch falsche Polung er Betriebsspannung ausgeschlossen ist. Die gedruckten Leiterplatten der Bausteine können alle handelsüblichen integrierten Schaltkreise (IC's) der gängigen Logikfamilien bei beliebigem Integrationsgrad der IC's und alle, die Geometrie der Bausteine nicht verletzende diskrete Bauelemente aufnehmen.
  • Das Sortiment dieser Bausteine kann auf diese Weise laufend entsprechend den Anforderungen und dem Stand der Technik erweitert werden.
  • Die Verdrahtung der Bausteine untereinander und mit den Steckkontakten der Trägerplatte de-s Pultgehäuses erfolgt einerseits über das schon erwähnte Koordinatennetz, die Verteilerschienen und weiter über Eindraht- bzw. verdrillte symmetrische Zweidrahtleitungen, die mit den gleichen Steclskontakten wie alle gedruckten Leiterplatten und Anschlußfelder bestückt sind. Durch den Einsatz dieser Doppelleitungen, die entweder über den invertierenden und den nichtinvertierenden Ausgang oder nur über den jeweils vorhandenen Ausgang und der Masseleitung der digitalen Schaltung gespeist werden, kann die Übertragungsfrequenz auch bei langen Verbindungsleitungen enorm gesteigert werden, 80 daß mit dem geschilderten digitalen Simulatorsystem in fast allen Anwendungsfällen ein Realzeitbetrieb möglich ist.

Claims (13)

  1. Patentansprüche
    Die Erfindung betrifft ein flexibles, aus drei Pultversionen bestehendes digitales Simulatorsystem, dessen Anwendungsbereiche auf dem Gebiet der digitalen Elektronik praktisch kaum begrenzt sind. Es eignet sich sowohl für das Selbststudium und den Gruppenunterricht, als auch für Entwicklungs- und Forschungsarbeiten im Labor und gewährleistet vor allem durch seine Praxisnähe einen mühe- und reibungslosen Ubergang vom Lehr- und Lernbetrieb zum Industrieeinsatz, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise drei in ihrer Wirkungsweise und Anwendungsmöglichkeiten sich ergänzende Simulatorversionen in Pultgehäusen vorgesehen sind, deren Trägerplatten sich aus einer einfach kaschierten oder als Multilayer aufgebauten Leiterplatte zur Aufnahme der Steckkontakte, der Schalttransistoren für die optischen Anzeigen und der Siebmittel für die Stromversorgung der steckbaren Bausteine und einer, Symbole zur Markierung der Steckplätze tragenden verstärktenResopaldeckplatte zusammensetzen, wobei diese Trägerplatten so ausgebildet sind, daß sie alle Typen der gekapselten, ebenfalls eine kaschierte Leiterplatte zur Aufnahme von elektrischen und elektronischen Bauelementen nebst zugehörigen Steckkontakten besitzenden und in ihrer Geometrie normierten Baut eine aller drei Simulatorversionen aufnehmen können, wobei die Bausteine selbst auf ihrer Vorderseite ihr kennzeichnendes, durch eine transparente Plexiglasplatte geschütztes Schaltsymbol, ihr Kontaktbelegungsschema, ihre der Logikfamilie zugeordnete Schaltkreiskennzahl, ihre Ein- und Ausgänge, zum Teil in paralleler Form, optische Anzeigen des Zustandes relevanter Ausgänge und Steckkontakie-Sür Betriebs und Bezugspotential der digitalen Schaltung auSweisen9 daneben auf ihrer Rück seite i.a. vier Steckkontakte zur Zuführung der Betriebs spannungen und zur mechanischen Halterung der Bausteine auf der Trägerplatte der Pultgehäuse in einer solchen Anordnung tragen, daß ein falsches Aufsetzen der Bausteine auf die Trägerplatte nicht möglich ist und daß alle drei Simulatorpultgehäuse eine abklappbare Rückseite besitzen, die entweder eine netz- oder batteriegespeiste Stromversorgung aufweist und daß die, 24 Bausteine aufnehmende Trägerplatte der Simulatorversion 1 vorzugsweise für Bausteine geeignet ist, die i.a. als Grundbausteine der digitalen Schaltalgebra bezeichnet werden und die vorzugsweise alle mit dem gleichen integrierten Schaltkreistyp und entsprechenden, bausteininternen Verbindungen realisiert werden, wobei der integrierte Schaltkreis aus einer Logikfamilie mit äußerst geringer Verlustleistung (C-MOS) stammt und die optische Anzeige über Gasentladungsröhren im Baustein erfolgt, deren Betriebsspannung über einen ebenfalls auf der abklappbaren Rückwand des Pultgehäuses montierten Gleichspanunwadler erzeugt wird und daß die Simulatorversion 2 eine Trägerplatte im Format 2x DIN A4 zur Aufnahme von 48 gekapselten Bausteinen, jeweils bestückt mit einem integrierten-Schaltkreis aus den handelsüblichen Logikfamilien, separate optische Anzeigen, kontaktbestückte Leiterbahnen in Form eines Koordinatennetzes mit Verteilerschienen und vorzugsweise drei Steckverbinder mit Anschlußfeldern zur Aufnahme gedruckte Leiterkarten aufweist und daß weiterhin die Simulatorversion 3 ebenfalls eine Trägerplatte im Format 2x DIN A4 hat, die aber neben 24 gekapselten Bausteinen noch sämtliche Bedien-, Anschluß-und Anzeigeelemente eines eingebauten Kleinrechners nebst mehreren digitalen Integratoren (DDA) trägt, sowie Adaptionsmöglichkeiten zum Anschluß der in der EDV üblichen Peripheriegeräten.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abklappbare Rückseite des Pultgehäuses für eine Einspeisung der Betriebsspannung über externe Netzgeräte mit Ablösedioden, Filternetzwerke und Netzbuchsen bestückt ist.
  3. 3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß für aLle drei Simulatorversionen Schutzhauben vorgesehen sind, die Fächer zur Aufnahme von Handbüchern und Bedienungsanleitungen aufweisen.
  4. 4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pultgehäuse in ihrem unteren Teil Einschübe für die Aufbewahrung von Bausteinen und Verbindungsleitungen tragen.
  5. 5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung der Bausteine dem Betrag und der Polarität nach an die Betriebswerte der eingesetzten Logikfamilie angepaßt werden kann.
  6. 6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichspannungswandler einen Rückkopplungszweig zur Start-Stop-Betrieb-Steuerung des freischwingenden Oszillators enthält, wobei als Referenzelement eine Gasentladungsröhre vom gleichen Typ eingesetzt ist, wie sie zur optischen Anzeige benutzt wird und ein Spannungsteiler zur Eliminierung der Typenschwankungen dieser Gasentladungsröhren dient.
  7. 7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb der normierten Bausteingehäuse auf deren Trägerplatte installierbare Anzahl elektrischer und elektronischer Bauelemente nur durch das Volumen des Bausteines begrenzt ist.
  8. 8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verknüpfung der einzelnen Bausteine dienenden Verbindungsleitungen mit den gleichen Steclckontakten wie alle gedruckten Leiterplatten bestückt und sowohl als "" Eindraht- als auch als verdrillte, symmetrische Doppelleitung ausgelegt sind.
  9. 9. Anordnung nach Anspruch 1, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die kaschierten Leiterplatten der Bausteine Siebmittel aufweisen, die eine niederohmige Spannungszuführung gewährleisten und störende Spannungsspitzen eliminieren.
  10. 10. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bausteine in beliebiger Reihenfolge, ohne Beachtung irgendwelcher Ordnungsprinzipien, nach topologischen Gesichtspunkten auf die Trägerplatten der Pultgehäuse gesteckt werden können.
  11. 11. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dafl die Vorderseiten der Bausteine zur besseren Kennzeichnung einer logischen Grundfunktion zusätzlich farblich getönt werden können.
  12. 12. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daX die Pultgehäuse zur Aufnahme von Steckverbindern nebst Anschlußfeldern für gedruckte Leiterplatten ausgebildet sind, wobei die Steckverbinder und Anschlußfeld eine leicht austauschbare und modifizierbare mechanische Einheit bilden und die Anschlußfelder mit den gleichen Steckkontakten wie die gedruckten Leiterplatten bestückt sind.
  13. 13. Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, dal3 das lormat der Bausteine durch den Einsatz größerer, gedruckter Leiterplatten, vorzugsweise mit doppelter Abmessung, zur Aufnahme aller vielpoligen handelsüblichen integrierten Schaltkreise ausgelegt werden kann.
    Leerseite
DE19722245682 1972-09-18 1972-09-18 Digitales simulatorsystem Pending DE2245682A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19722245682 DE2245682A1 (de) 1972-09-18 1972-09-18 Digitales simulatorsystem

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19722245682 DE2245682A1 (de) 1972-09-18 1972-09-18 Digitales simulatorsystem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2245682A1 true DE2245682A1 (de) 1974-03-28

Family

ID=5856627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19722245682 Pending DE2245682A1 (de) 1972-09-18 1972-09-18 Digitales simulatorsystem

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2245682A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2939083A1 (de) * 1979-09-27 1980-10-09 Lucas Nuelle Rolf Elektrotechnischer lernbaukasten
DE29519583U1 (de) * 1995-12-11 1996-02-08 Leybold Didactic GmbH, 50354 Hürth Anordnung zur Durchführung naturwissenschaftlich/technischer Versuche

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2939083A1 (de) * 1979-09-27 1980-10-09 Lucas Nuelle Rolf Elektrotechnischer lernbaukasten
DE29519583U1 (de) * 1995-12-11 1996-02-08 Leybold Didactic GmbH, 50354 Hürth Anordnung zur Durchführung naturwissenschaftlich/technischer Versuche

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0534274B1 (de) Lehrsystem für Elektronik und Elektrotechnik
EP0499675A1 (de) Flexibles Automatisierungssystem
DE2106346A1 (de) Vorrichtung zum Feststellen eines bestimmten elektrischen Leiters eines Kabelbundeis
DE69610740T2 (de) Anordnung zur mechanischen und elektrischen Verbindung zwischen elektronischen, in Einbaugeräten integrierten Baugruppen
DE2245682A1 (de) Digitales simulatorsystem
DE2939083A1 (de) Elektrotechnischer lernbaukasten
CN207704719U (zh) 模拟电路实验设备
DE4125176A1 (de) Steuerfeld einer industriellen anlage mit einer speicherprogrammierbaren steuerung
DE2737315A1 (de) Programmierbares steuersystem
US3018568A (en) Electronic plastic block arrangement
DE3706380C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Prüfung der Adern eines Busses von nach dem ISDN-System arbeitenden fernmeldetechnischen Hausinstallationen
DE2700593A1 (de) Anordnung zur projektion elektrotechnischer und elektronischer oder physikalischer schaltungen oder versuchsanordnungen fuer lehr- und anschauungszwecke
EP0391211A2 (de) Elektr(on)ische Zeitprogramm-Schalteinrichtung, insbesondere Schaltuhr
DE102007018729B3 (de) Tragbarer Zeitstudienrechner
DE202005011091U1 (de) Schnittstellenstruktur zum Anschluß mehrerer Grafikkarten
CH644706A5 (en) Component which is suitable for training purposes and is to be used in conjunction with training boards
AT379246B (de) Schaltplatte zum aufbau und zur demonstration von elektrischen oder elektronischen schaltungen mit einer arbeitsplatte
DE10211908B4 (de) Computeranschluss-Verteilerdose
Scott Versatile, low cost electronics lab protoboard
DE3427596A1 (de) Verbindungs- und schaltungsmatrix
DE7120950U (de) Elektronik-Lehrbaukasten
DE3125809A1 (de) Gehaeuse fuer die aufnahme wenigstens einer elektrischen geraetebaugruppe
DE20217939U1 (de) Lehr- und Versuchsgerät für programmierbare Logik
Rummer Teaching Aids for Laboratory Courses in Electrical Circuits and Electronics
DE1907202U (de) Registrierendes messgeraet.