DE2311386A1

DE2311386A1 - Datensignalerkennungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2311386A1
Application number: DE19732311386
Authority: DE
Inventors: Alan Einar Hendrickson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-03-10
Filing date: 1973-03-08
Publication date: 1973-09-13
Also published as: US3832685A; GB1425033A; DE2311386C2; JPS492451A

Description

PATjäNl AIN WÄI/ΓΕ

DB. ing. H. NEGEJVDANK · ηΐΡί.-iNG. Tl. HiVUCK pipl. phys. W. SCHMITZ DIPL.-INO. E. GRAALFS · dipping. W. WEHNERT

HAMBURG-MÜNCHEN 231 1386

ZUSTEUÜNOSANSCnRIFT: HAMBUHG 3« ■ NKÜKH WAU4I

TEL·. 3O 7 1 28 UND 36 41 IS

Alan Einar Hendrickson teleor. νιοε»αρ«εντ Hamburg

MÜNCHEN 15 · MOZARTSTR. 33

8 College Gardens, tel. „»«„»se

Dulwich, London S.E.21 _TEtEGR _{NKOBDAPATBSiT mOnchbx}

England

Hamburg. 7. März 1973 Datensignalerkennunqsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erkennung von Datensignalen in Form von Impulsreihen. Bei derartigen Vorrichtungen wird im allgemeinen ein Erkennungssignal gegeben, wenn ein hereinkommendes Datensignal einer gespeicherten Darstellung des Signals genau äquivalent ist.

Die vorliegende Erfindung gestattet die Erkennung hereinkommender Datensignale nicht nur, wenn diese einem gespeicherten Signal genau äquivalent sind, sondern aich wenn die hereinkommenden Datensignale besondere Fälle eines gespeicherten Signals, das in einer verallgemeinerten Form gehalten ist, oder näher spezifizierte Formen eines besonderen, durch das gespeicherte allgemeine Signal dargestellten Musters darstellen.

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Gemäß der Erfindung enthält eine Vorrichtung zur Erkennung von Datensignalen in Form von Impulsreihen einen Vergleicher zum vergleichen der Datenwerte aufeinanderfolgender Signalelemente in einer hereinkommenden Impulsreihe mit vorgegebenen Werten entsprechender Elemente eines gespeicherten Signals, sowie Vorrichtungen zur Erzeugung eines Erkennungssignals, wenn jeder der Datenwerte der Impulsreihe nicht geringer ist als der Wert des entsprechenden Elementes des gespeicherten Signals (oder in wahlweise möglichen Formen diesen Wert nicht überschreitet ist, geringer ist oder überschreitet) .

Es wird somit bei der zuerst erwähnten Betriebsweise ein Erkennungssignal gegeben, wenn das hereinkommende Signal größer als der gespeicherte Wert oder diesem gleich ist. Bei der zweiten Möglichkeit wird ein Erkennungssignal gegeben, wenn das hereinkommende Signal geringer als der gespeicherte Wert oder diesem gleich ist. Die dritten und vierten Möglichkeiten sind die logischen Ergänzungen der ersten und der zweiten Möglichkeit.

Es sei nun angenommen, daß für das erste Datenelement einer Aufeinanderfolge durch eine Impulsreihe dargestellter Datenelemente neun Werte möglich sind, daß diese neun Werte dargestellt sind durch die Ziffern 1 bis 9 und daß eine niedrigere Ziffer eine verallgemeinerte Form von durch eine höhere Ziffer dargestalteη Daten darstellt. Erkennung sei angenommen

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für einen Wert nicht unter einer gespeicherten Zäil (größer als oder gleich dieser gespeicherten Zahl). Dann würde, wenn der gespeicherte Wert für dieses erste Datenelement 5 ist, die Vorrichtung nicht nur einen hereinkommenden Wert von 5 in dieser ersten Datenstelle innerhalb einer Impulsreihe erkennen, sondern auch die hereinkommenden Werte von 6, 7, 8 und 9, die besondere Fälle der durch die Ziffer 5 dargestellten Daten darstellen.

Ein Signalelement kann ein Merkmal eines Impulses innerhalb der Impulsreihe oder ein Merkmal einer Kombination der Impulse, beispielsweise des Intervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen sein. Obwohl die bevorzugte Art der Datendarstellung gemäß der Erfindung in der Wahl der Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Pulsen innerhalb einer Impulsreihe besteht, läßt sich die Erfindung auch in anderer Weise ausführen. Beispielsweise kann ein hereinkommendes Signal die Impulsamplitude oder die-Impulspolarität als Daten darstellendes Merkmal aufweisen, oder es kann in einer weiteren Ausführungsform jeder Impuls aus einer Wellenreihe bestehen, und ein Datenelement durch eine geeignete Auswahl der Frequenz der Wellenreihe innerhalb des Impulses dargestellt sein. Zur Erkennung dieser Signale weist dann die Vorrichtung zur Abführung der ErfMung Amplitudenmeßeinrichtungen oder Polaritätsmeßeinrichtungen oder frequenzabhängige Einrichtungen auf, je nach Art des Signals, das bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Anwendung kommen soll.

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Wenn das hereinkommende Signal eine Impulsreihe ist, bei der die Datenelemente dargestellt sind durch Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen, dann können die Intervalle mittels eines Impulszählers und eines Taktgebers gemessen werden, wobei die Impulse von dem letzteren für die Zeitdauer des Intervalls zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen innerhalb der Impulsreihe auf den Zähler übertragen werden. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet der Zeitzähler auch einen Vergleicher; in dieser Ausführungsform wird wiederum jeder gespeicherte Intervallwert aus dem Speicher herausgezogen und in den Zähler hineingegeben, und die Taktschritte leiten dann den "count down" des Zählers von dem aus dem Speicher entnommenen, hineingegebenen Wert aus in Richtung auf Null ein. Wenn der Zähler einen weiteren Taktschritt empfängt, nachdem er den Zustand Null erreicht hat, dann unterbricht die Vorrichtung ihren Meßprozeß und bleibt bis zum Beginn der nächsten Impulsreihe in Ruhe. Die Zuteilung von Daten zu kodierten Signalen ist so organisiert, daß beispielsweise kleinere Intervalle fortlaufend größere Verallgemeinerungen darstellen, und in diesem Fall liefert die Vorrichtung gemäß der Erfindung ein Erkennungssignal nicht nur für eine Impulsreihe mit einer Aufeinanderfolge von Intervallen, die mit denjenigen des gespeicherten Signals identisch sind, sondern auch für Impulsreihen, welche näher spezifizierte Formen des durch das gespeicherte allgemeine Signal dargestellten besonderen Musters darstellen.

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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nunmehr ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zusammen mit einigen schematischen Darstellungen des Arbeitsablaufs gemäß der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Erkennung von Datenelementen in Form von Intervallen zwischen den Impulsen innerhalb einer Impulsreihe,

Fig. 3 die Beziehung der Taktschritte bei Benutzung im Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 2.

In Fig. 1 ist angencmen, daß vier Datenelemente A, B, C und D vorhanden sind, welche vier Impulsintervalle in einer Reihe von fünf Impulsen darstellen. Es ist außerdem angenommen, daß jedes Intervall neun mögliche Werte hat und daß in diesem Beispiel zunehmende Digitalwerte fortschreitend näher spezifizierte Formen der Daten darstellen, mit denen das betreffende Datenelement befaßt ist. Wenn das gespeicherte Signal durch die Werte 5-6-3-8 dargestellt ist, dann erkennt die Vorrichtung jede Reihe von vier Intervallen, die in den gestrichelten Bereich der Fig. 1 fällt.

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Es ist klar, daß in einer wahlweise möglichen Ausführungsforin die Vorrichtung auf Intervalle ansprechen könnte, die gleich dem gespeicherten Wert oder geringer als dieser wären, so daß der gestrichelte Bereich jene Abschnitte der Säulen oberhalb der schraffierten Teile der Fig. 1 (die gespeicherten Werte darstellend) wie auch die schraffierten Teile einnehmen würde.

Die beiden anderen möglichen Betriebsweisen bilden die logischen Ergänzungen der oben erwähnten, wobei in einer ersten dieser Betriebsweisen der gestrichelte Bereich der Fig. 1 jene Abschnitte der Säule über den schraffierten Teilen einnimmt und in der zweiten Möglichkeit dieser Bereich jene Abschnitte der Säulen unterhalb der schraffierten Teile einnimmt .

In der folgenden Beschreibung der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung ist angenommen, daß jede hereinkommende Impulsreihe aus siebzehn Impulsen besteht, so daß sechzehn Intervalle gebildet werden. Jedes Intervall kann einen von vier Werten annehmen, nämlich vier, fünf,sechs oder sieben Mikrosekunden. Zwischen den Impulsreihen befindet sich eine Lücke von wenigstens zehn Mikrosekunden.

Die hereinkommenden Impulse werden auf eine Synchronisiereinhät 1O übertragen, welche zwei bistabile JK-Schaltungen 12 und 14 enthält, die entsprechend der Darstellung miteinander

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verbunden sind. Da sich der J-Eingang der bistabilen Schaltung 12 auf einem permanenten "1"-Wert befindet, veranlaßt jeder Impuls der Impulsreihe seinen Q-Ausgang, den "1"-Wert anzunehmen und diesen Signalwert auf den J-Eingang der zweiten bistabilen Schaltung 14 zu übertragen. Infolgedessen wird der nächste Impuls vom Taktgeber A (der über eine Inverterschaltung 15 wirksam ist) zu einem '"!"-Wert an· dem Q-Ausgang der zweiten bistabilen JK-Schaltung 14. Dieser Ausgang wird auf eineNAND-Torschaltung 16 übertragen, zusammen mit einem Eincangsimpuls vom Taktgeber A. Die NAND-Torschaltung 16 bildet an ihrem Ausgang einen Synchroimpuls, welcher unmittelbar oder nach Umkehrung in einer Inverterschaltung 18 zur Durchführung einer Anzahl von Operationen benutzt wird. EiE dieser Operationen besteht in der Rückstellung der ersten bistabilen JK-Schaltung der Synchronisiereinrichtung 10, wodurch diese Einrichtung auf den Empfang des nächsten Impulses von der Eingangsleitung her vorbereitet wird.

Der Synchroimpuls von der NAND-Torschaltung 16 wird unmittelbar auf einen Vier-Bit-Zähler 10 übertragen, dessen Funktion darin besteht, die hereinkommenden Impulse zu zählen und einen 16-Wort-Speicher 22 zu adressieren, bei dem jedes Speicherwort aus zwei Bits besteht. Der Speicher ist mit den sechzehn Zwei-Bit-Wörtern programmiert, wobei jedes Wort den Grenzwert des entsprechenden Impulsintervalls zur Erkennung der Impulsreihe darstellt. Bei zunehmender Zählung in

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dem Zähler 20 wird jedes der sechzehn Wörter wiederum ausgewählt und auf die beiden Stufen geringster Bedeutung eines vierstufigen parallelen Eingangs-Count-Down-Zählers übertragen. Der Synchroimpuls an dem Ausgang des Inverters 18 verursacht eine Aufladung des Zählers 24 mit dem Zwei-Bit-Wort von dem Speicher 22 zusammen mit einer "1"

zweitin seiner/bedeutendsten Stufe und einer "0" in seiner bedeutendsten Stufe. Der Wert "1" in der dritten Stufe stellt den geringsten Wert der Intervalle von vier Mikrosekunden dar; die beiden Stufen geringster Bedeutung des Zählers empfangen dann "00" von dem Speicher für ein Intervall von vier Mikrosekunden, für ein Intervall von fünf Mikrosekunden empfangen sie "01", für ein Intervall von sechs Mikrosekunden "10" und für Intervall von sieben Mikrosekunden "11". Es ist ersichtlich, daß in der Zeichnung der Vier-Stufen-Zähler 24 mit seiner bedeutendsten Stelle am rechten Ende dargestellt ist, so daß diese binären Stellen in den beiden linken Stufen der Zeichnung umgekehrt sind.

Vor Beginn einer Impulsreihe befindet sich eine bistabile Schaltung 26, bestehend aus zwei quer verbundenen NAND-Torschaltungen, in einem Zustand, in dem sie einen "1"-Wert auf den Eingang J eines bistabilen JK-Steuerkreises 28 überträgt, wobei der Steuerkreis 26 in dem Intervall zwischen den Impulsreihen zurückgestellt wurde. Infolgedessen geht, wenn der erste Synchroimpuls die bistabile

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Schaltung 28 stoppt (clocks),der Q-Ausgang dieser Schaltung auf den Wert "1"; zu diesem Zeitpunkt stellt der Synchroimpuls die bistabile Schaltung 26 zurück, so daß der Wert "1" von dem J-Eingang des bistabilen Steuerkreises 28 entfernt wird. Diese Situation hält an (weil bei einem Null-Wert auf den J- und K-Eingängen der bistabilen Schaltung der Ausgang sich nicht verändert, wenn Taktshritte ankommen), bis der K-Eingang durch die Ankunft von Nichterkennungsimpulsen auf einen "1"-Wert gedrückt wird, was zim Anschluß hiean beschrieben wird.

Daher wird während des Messens ein "1"-Wert von den Q-Ausgang des bistabilen Steuerkreises auf die NAND-Torschaltungen 30 und 36 übertragen. Die NAND-Torschaltung 30 empfängt auch Taktgeberimpulse B, die abwechselnd mit den Taktgeberimpulsen I\ auftreten, wie in Fig. 3 gezeigt. Die Taktgeberimpulse B, welche von dem NAND-Torschaltungsausgang geführt werden, werden über einen Inverterkreis 32 auf den Count-Down-Zähler 24 übertragen.

Unter der Annahme, daß der Count-Down-Zähler mit einem Wert von fünf vorbelastet wurde, führt bei einem Impulsintervall von sechs MikroSekunden der fünfte Taktgeberimpuls B dazu, daß der Zähler den Zustand 0000 erreicht, und die Subtraktion des nächsten Taktgeberimpulses B verändert diesen Zustand auf 1111. Die Erscheinung einer "1" in der bedeutendsten Stufe des Zählers verursadvt die übertragung eines Signalwertes "1" auf den K-Eingang des bistabilen Steuerkreises 28. Der nächste Synchroimpuls

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stoppt dann den bistabilen Schaltkreis 28, drückt seinen Ausgang Q auf den Null-Wert und bringt die Abtastung zum Stillstand; der bistabile Schaltkreis 28 bleibt in diesem Zustand bis zum Ende der Impulsreihe, wodurch die Übertra gung weiterer Taktschritte B auf den Zähler 24 verhindert wird.

Der Signalwert "1" von der bedeutendsten Stufe des Count- Down-Zähles 24 geht ebenso zu dem Eingang D einer bistabilen Erkennung 34. Der Ausgang der NAND-Torschaltung 36, der ebenso die Synchroimpulse empfängt, wird über einen Inverter 38 auf die bistabile Erkennung übertragen und befragt diese bei jedem Synchroimpuls nach dem ersten. Wenn somit der Zähler 24 negativ wird, dann wird die bislabile Erkennung 34 von dem nächsten Synchroimpuls so eingestellt, daß sie Nichterkennung anzeigt. Unter der Voraussetzung, daß dieser Zähler 24 nicht negativ wird, setzt sich das Verfahren fort, wobei die Intervalle wie oben beschrieben gemessen (timed) werden, bis der letzte Impuls der Reihe hindurchgegangen ist.

Der erste Impuls jeder Impulsreihe betätigt einen monostabilen Schaltkreis 40 von zehn Mikrosekunden, der nicht in der Lage ist, während der Impulsreihe in seinen Anfangs- zustand zurückzukehren, sondern während der Zeitdauer zwi schen den Impulsreihen zurückkehrt. Er betätigt dann einen

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Stromkreis zur Erzeugung von Impulsen, der Rückstellimpulse bildet, wodurch der Vier-Bit-Impulszähler 20, der quer verbundene bistabile Schaltkreis 26 und die bistabile Steuerung 2 8 zurückgestellt werden. Die übertragung des Rückstellimpulses über einen Inverter auf den quer verbundenen bistabilen Schaltkreis 26 führt zu der übertragung eines "1"-Wertes auf den J-Eingang der bistabilen Steuerung 28.

Da in dem obigen Beispiel vier mögliche Intervalle und sechzehn Intervalle in einer Impulsreihe sind, beträgt die Zahl möglcher Signalzustände 4

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Claims

- ¹² - 231 Ί 3

Patent an Sprüche:

■ Vorrichtung zur Erkennung von Datensignalen in Form von Impulsreihen, gekennzeichnet durch einen Vergleicher zum Vergleich der Datenwerte aufeinanderfolgender Signalelemente in einer hereinkommenden Impulsreihe mit vorgegebenen Werten entsprechender Elemente eines gespeicherten Signals, sowie Vorrichtungen zur Erzeugung eines Erkennungssignals, wenn jeder der Datenwerte der Impulsreihe den Wert des entsprechenden Elementes des gespeicherten Signals nicht überschreitet (oder in wahlweise möglichen Ausführungsformen überschreitet»geringer oder nicht geringer ist als dieser Wert).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Erkennung von Datensignalen, bei denen die Zeitintervalle zwischen den aufeinanderfolgenden Impulsen innerhalb der Reihe die Signalelemente sind und die Vorrichtung Zeitmeßekirichtungen enthält, die auf jedes Intervall der Impulsreihe jeweils ansprechen und der Vergleicher die Dauer jedes Zeitintervalls mit einem entsprechenden Intervallwert in dem gespeicherten Datensignal vergleicht.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Erkennung von Daisisignalen in Form von ,Impulsreihen, bei denen die Amplituden der Impulse die Signalelemente bilden, und die Vorrichtung Amplitudenmeßeinrichtungen enthält, welche die Amplituden aufeinanderfolgender Impulse feststellen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Erkennung von Datensignalen in Form von Impulsreihen, bei denen die Polaritäten der Impulse die Signal-elemente bilden, und die Vorrichtung eine Polaritätsmeßeinrichtung enthält, welche die Polarität jedes Impulses jeweils mißt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Erkennung von Datensignalen in Form von Impulsreihen, bei denen jeder Impuls aus einer wechselnden Wellenform besteht und die Frequenz der Wellenform das Signalelement bildet, wobei die Vorrichtung frequenzempfindliche Einrichtungen zur Erkennung der Frequenz der jeden nachfolgenden Impuls der Impulsreihe bildenden Wellenform enthält.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitmeßeinrichtung einen Impulszähler und einen Taktgeber enthält und außerdem Mittel aufweist, die während

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der Zeitdauer des Intervalls zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen innerhalb der ImpulsEihe die Impulse von dem Taktgeber auf den Zähler übertragen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Speicher zur Speicherung der die Datenelemente innerhalb eines gespeicherten Signals darstellenden Intervallwerte, Mittel zum Herausziehen jedes Intervallwertes jeweils aus dem Speicher und zur Übertragung des Wertes auf den Zähler, sowie Mittel, durch welche die auf den Zähler übertragenen Taktschritte den Count-Down des Zählers von dem aus dem Speicher entnommenen Intervallwert aus in Richtung auf Null einleiten, wobei die Vorrichtung außerdem Mittel aufweist, die auf die Ankunft weiterer Taktschritte an dem Zähler ansprechen, nachdem der Zähler den Wet Null erreicht hat, und bevor der Zähler zurückgestellt wird, um ein Nichterkennungssignal zu bilden,wodurch der Zähler auch den Vergleicher bildet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler ein Binärzähler ist, der eine Stufe mehr aufweist, als für die vorgegebenen gespeicherten Intervallwerte erforderlich ist, und so beschaffen ist, daß er

. bei Empfang eines weiteren Taktschrittes nach Erreichen des Wertes Null den Füllzustand annimmt, wodurch das Vorhandensein einer Stelle in der zusätzlichen Stufe ein Nichterkennungssignal bildet.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Nichterkennungssignal zum Stillsetzen des Vergleichs einer hereinkommenden Impulsreihe mit dem gespeicherten Signal benutzt wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder jedem der Ansprüche 6 bis 9 zur Verwendung in Verbindung mit einem Signal, bei dem das Intervall zwischen den Impulsreihen größer ist als jedes Intervall zwischen den aufeinanderfolgenden Impulsen von Impulsreihen, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die auf ein Intervall ansprechen, welches größer ist als die Intervalle zwischen den Impulsen innerhalb einer Impulsreihe, um einen Rückstellimpuls zu erzeugen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder jedem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch einen weiteren Impulszähler zum Zählen der hereinkommenden Impulse einer Impulsreihe, ' dessen Zählung zum Adressieren eines die das gespeicherte Signal bildenden Intervallwerte enthaltenden Speichers benutzt wird.

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