DE2327676A1

DE2327676A1 - Eichschaltung

Info

Publication number: DE2327676A1
Application number: DE19732327676
Authority: DE
Inventors: Marvin Charles Stewart
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1972-05-31
Filing date: 1973-05-30
Publication date: 1973-12-20
Also published as: GB1439358A; NL7307595A; BR7304007D0; SE394517B; FR2186782B1; CH573190A5; IL42405A0; IT986405B; CH573685A5; AU472412B2; JPS4952679A; ES415419A1; ES423922A1; CA997472A; FR2186782A1; IL42405A; AU5626273A; SE409903B; BE800332A; US3806718A

Description

Priorität; 3i. Mai 1972, Nr. 258 258, USA

Die Erfindung betrifft eine Schaltung für das Eichen eines elektronischen Signals und insbesondere eine Schaltung zur Erzeugung eines digitalen Ausgangssignals, welches ein gewünschter Bruchteil oder ein gewünschtes Vielfaches eines analogen Eingangssignals ist.

Bei verschiedenen elektronischen Meßvorrichtungen wird ein analoges elektrisches Signal proportional zu einem, bestimmten Parameter, beispielsweise der Temperatur, der Lichtstärke usw., erzeugt. Dieses Signal wird in Digitalform und abschliessend zu einer numerischen Anzeige umgesetzt« Oft weicht, das Analogsignal in seinem Wert um einen bestimmten Betrag ab, was wegen der normalen Änderungen in der Wechselstromnetzspannung und dergleichen möglich ist» In diesem Fall ist es üblich geworden, das Analogsignal durch durch Ausprobieren vorgenommene Potentiometeränderungen und dergleichen einzustellen, d„ h. zu eichen. Diese Annäherung ist jedoch, zeitraubend und hängt im bestimmten Maße von dem Können und der Übung der die Ein=» stellung vornehmenden Person ab.

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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Schaltung zu schaffen, mit der.ein einem analogen Eingangssignal entsprechendes digitales Signal schnell und einfach geeicht werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Eichschaltung mit einer binären Zähleinrichtung für-die ,Aufnahme von Binärdaten, mit einer Impulseinrichtung zur Erzeugung einer Reihe von elektrischen Impulsen, welche die binäre Zähleinrichtung zum Zählen der zugeführten Binärdaten veranlassen, mit Irapulsteileinrichtungen für die Aufnahme der von der Impulseinrichtung erzeugten Impulse und für die Zuführung von l/lo der empfangenen Impulse zu der Mrnren Zähleinrichtung, wobei η eine ganze Zahl von 1 aufwärts ist, mit Einrichtungen zum Blockieren der Zuführung der Impulse zu der binären Zähleinrichtung, wenn die der binären Zähleinrichtung zugeführte Datenangabe gezählt worden ist, mit einer Vielzahl von in Kaskade geschalteten binären Stufen- bzw. Anteilsyervielfachereinrichtungen, im folgenden als binäre Vervielfacher bzw. BRM (binary rate multiplier) bezeichnet, von denen jede eine Vielzahl von torgesteuerten Kanälen und einen Dekadenzähler bei jedem der· aufeinanderfolgenden Kanäle hat, die mit jeder der aufeinanderfolgenden Stufen des Dekadenzählers verbunden sind, mit Einrichtungen zum Zuführen von Impulsen von der Impulseinrichtung zu jedem Kanal der ersten binären Vervielfacherstufe und zu dem Dekadenzähler der ersten binären Vervielfachereinrichtung, wobei jeder Kanal einer jeden binären Vervielfachereinrichtung ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das zugeführte Impulssignal und das Ausgangssignal aller vorhergehenden Zählerstufen, wenn welche vorhanden sind, die gleiche Polarität haben, das Ausgangssignal der damit verbundenen Dekadenzählerstufe die entgegengesetzte Polarität hat und nachdem ein zusätzliches Steuersignal zugeführt worden ist , mit Einrichtungen zum Zuführen des Trägerausgangssignals eines jeden Dekadenzählers zu dem Dekadenzähler in der nächsten in Kaskade

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geschalteten binären Vervielfachereinrichtung und jeder der zugeordneten torgesteuerten Kanäle, mit Einrichtungen zur selektiven Erzeugung von einzelnen Steuersignalen an jedem der Kanäle einer jeden binären Vervielfachereinrichtung, wodurch Ausgangsimpulse durch die Kanäle geführt werden, um Reihenausgangsimpulse.in Kombination von 1 bis 9 abhängigvon der Auswahl der Steuersignale zu schaffen, mit Einrichtungen zum Blockieren der Zuführung der Impulse zu den binären · Zählereinrichtungen und den binären Vervielfachereinrichtungen, wenn die den binären Zählereinrichtungen zugeführte Datenangabe gezählt Tiorden ist, und mit zweiten Dekadenzählereinrichtungen, die für die Aufnahme der Ausgangsimpulse aus jedem Kanal einer jeden binären Vervielfachereinrichtung angeordnet sind, wobei die Stufen der zweiten Dekadenzählereinrichtung ein binäres kodiertes dezimales Ausgangssignal entsprechend den von den binären Vervielfachereinrichtuiigen empfangenen gesamten Impulsen erzeugen, gelöst. - ■· ~

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindtmg beispielsweise näher erläutert»

Fig. 1 zeigt schematisch in einem Blockschaltbild die Einrichtungen zur Erzielung der in Ziffern ausgedruckten Daten eines chemischen Zentrifugenanalysators.

Fig. 2 zeigt schematisch im Blockschaltbild die erfindungsgemäße Eichschaltung.

Fig. 3 und Ja zeigen eine herkömmliche binäre Vervielfacheτ-stufe (BRM) sowie die für einen bestimmten Dezimalcode erhaltenen Ausgangssignale.

Fig. ka, kh und kc zeigen schematisch eine spezielle Ausführungsform der Erfindung.

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Pig. 5 zeigt die allgemeine Arbeitsweise des Schaltbetriebs bei einem binären Vervielfacher. , .. ..

Fig. 6 und 6a zeigen einen chemischen Zentrifugenanalysator, der in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Eichschaltung verwendet werden kann.

Fig. 7 zeigt den Analysator! von Fig. 6 in Kombination mit der Eichschaltung von Fig. k·

Die in Fig. 1 schematisch gezeigte Blockanordnung dient zum Erhalten von Lichtabsorptionsdaten bei einem Zentrifugenanalysator. Die in Fig. 1 gezeigte drehbare Scheibe 1, die beispielsweise aus JPolytetraflüoräthylen (Teflon) hergestellt ist, hat Hohlräume 3 und 5_S aus denen eine flüssige Probe, beispielsweise Blutserum, und ein flüssiges Reaktionsmittel durch die Zentrifugalkraft beim Drehen-der drehbaren Scheibe 1 in die Kammer 7 geführt und in der Verbindungsküvette 9 vermischt und reagieren gelassen werden.« Eine Vielzahl solcher Hohlraumanordßuagen, beispielsweise dreißig, ist um den Umfang der drehbaren Scheibe 1 vorgesehen, die jeweils mit einer Vielzahl ~/osi" radial fluchtend dazu ausgerichteten Küvetten in einem eisigerasteten Singteil 21 verbunden sind» Der Reaktionsablauf in den Küvetten 9 wird photometrisch durch Verwendung einer Lichtquelle 11 und eines herkömmlichen Photovervielfacher-Detektors 13 gemessen, der ein. auf die Lichtabsorption bezogenes Signal, d. h. ein Signal für die optische Dichte der Flüssigkeit in den transparenten Küvetten 9» dem Verstärker 15 zuführt, der zweckmäßigerweise ein logarithmischer Verstärker ist. Das verstärkte analoge Signal wird einem herkömmlichen Analog-Digital-Umsetzer 17 zugeführt, der beispielsweise eine Spitsenpegeldetektoreinrichtung hat. Das erhaltene Digitalsignal wird einer herkömmlichen Speichereinheit 19 zugeführt, beispielsweise in Reihe geschalteten Schieberegistern (Signetics Incorporated 2oof3 und 2oo4) . Zu einer gewünschten. Zeit wird eine binäre Information parallel zu einem herkömmlichen

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Umsetzer 21 für binär in_binärkodiert_dezimal übertragenο Das Signal wird in Dezimalform dann der Logikeinheit" 2J für das Drucken zugeführt, die beispielsweise normierte Kodierscheibenantriebsschaltungen und Solenoidantriebsschaltungen hat« Am Drucker 25 erhält man einen Ausdruck in Ausdrücken der Lichtabsorptionseinheiten« Der.Drucker 25 kann. ein. handelsübliches verfügbares Gerät sein- OModuprint Mode A, Practical Automation Inc.). Gewöhnlich wird eine Norinflüssigkeit bekannter Licht- - absorption, d. ho bekannter optischer Dichte, anfänglich in eine Küvette 9 eingebracht. Der am Drucker 25 erhaltene Wert wird mit der bekannten Lichtabsorption der Normflüssigkeit verglichen. Wenn sich im Wert ein Unterschied ergibt, wird eine Einstellung, d, h.· öine Eichung des analogen Eingangssignals vorgenommen, beispielsweise durch eine Potentiometerjustierung bei 27· Eine solche Einstellung kann umständlich, zeitraubend und mehr oder weniger abhängig von dem Geschick und der Übung der ausführenden Person sein»

Diese Nachteile werden er findungs gemäß, durch die im Blockschaltbild in Fig. 2 gezeigte Schaltungsanordnung vermieden, wobei die Analogeinstellung 27 ausgeschlossen ist und eine Eichschaltung vorgesehen ist, welche in Kaskade geschaltete binäre Vervielfacherstufen 36, 3& s ^° wxid 42, einen binären Zähler 30, Teileinrichtungen 36 und eine Nullerkennungsschaltung 35 umfaßt. Fig. 2 zeigt, wie die binäre Informatioa. entsprechend der gemessenen Lichtabsorption der Probe in der Küvette 91 die ursprünglich von einem nicht geeichten analogen Eingangssignal erzeugt wird, auf einen herkömmlichen binären "count-down-Zähler" bsw« Rückwärt s'sähler 3° übertragen wird, beispielsweise nach Zuführen eines Signals von. einem herkömmlichen Impulsgenerator 2o_o Taktimpulse 32j die "von einem herkömmlichen Impulsgenerator kommen und durch ©in Tor 34 zugeführt werden, werden bei 36 durch zehn geteilt, wobei beispielsweise ein herkömmlicher Dekadenzähler verwendet "wird-o-Die sich bei 38 ergebenden Impulse- führen daau_T daß der Binärzähler 30 bis null zurückzählt₀ In diesem Zeitpunkt verhindert

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ein Blockiersignal von der Nullerkennungsschaltung 35> weitere Taktimpuls 32 den binären Zähler 3o erreichen. Der Zähler ist gestoppt. ¥enn die Reihe von Taktimpulsen, welche den binären Zähler Jo erreichen und der Lichtabsorption oder der optischen Dichte der Probe "wie gemessen" entsprechen, durch F dargestellt werden-, dann werden Io F, d. h. zehnmal sowiel Impulse, der binären VervielfacheranOrdnung zugeführt, welche den BRM Nr₀ 1 bei 36, BRM Nr. 2 bei 38, BRM Nr. 3 bei 4o . ...» und BRM Nr. η bei 42 umfaßt. Wie nachstehend noch näher erläutert wird, können durch geeignetes Justieren der Dezimalscha lter Nr. 1, Nr₀ 2, Nr₀ 3 und Nr» n, die mit 44, 46, 48 und 5° bezeichnet sind, zur Schaffung von Paktoren A., A₀, A und A die bei 52 zugeführten Io F-Iinpulsa um einen Faktor zwischen 0,00 und 9_S99 (und höher) vervielfacht und durch einen binärkodierten Dezimalzähler (BCD-counter) ^h einem Drucker zugeführt werden. Dadurch erhält man eine Vervielfachung des Absorptionswertes F um einen Faktor K zwischen 0,00 und 9,99 (und höher). Kennt man den Betrag, um d&ji die Absorptionsablesung "abweicht", was beispielsweise durch eine vorhergehende Messung mit einer Normflüssigkeit bestimmt wird, so kann eine genaue Vervielfachungseinstellung "K" vorgenommen werden, wobei die Dezimalschalter 44, 46, 48 usw. wie nachstehend beschrieben benutzt werden. Der geeichte Wert für die Liehtabsorption wird dann dem Drucker gleichlaufend mit der Vervollständigung des Rückzählens des binären Zählers 30 auf null zugeführt. Diese Umwandlung der unkorrigierten Datenangabe "wie gemessen" zu einem geeichten Wert erfolgt gleichzeitig mit der Zählung der korrigierten Datenangabe.

._In__F±g_._ 3_ ist eine Stufe eines binären V'erviel£acliex*s gezeigt, der als'die binäre Vervielfacherstufe Nr. 1 angesehen werden kann, "die in den Figuren 2 und 4 mit 36 bezeichnet ist» Die übrigen in Kaskade angeordneten Stufen. BRM Mr₀ 2, BRM Nr₀ 3 und BRM Nr. η sind identisch,, Die in Fig„ 3 gezeigte BRM= Stufe hat vier Kanäle Io1, 2ol, 3°1 und 4ol_s deren parallele

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Ausgänge bei Io5 unter Bedingungen- auftreten» die nachstehend näher erläutert werden* Der Kanal ioi.umfaßt, eine herkömmliche Umkehrstufe 69, herkömmliche NAND-Tore 6 t und 69 ₄ die definitionsgemäß einen negativ verlaufenden Ausgangsimpuls erzeugen, immer wenn alle zugeführten Eingangssignale positiv sind, und einen Schalter SW5, - der entweder elektrisch oder mechanisch betätigfeasr zur Erzeugung eines geeigneten Signals -über eine Verbindung l4o ist, um das HAND-Tor 6l au offnen, wenn alle anderen Signale an dem Tor auf geeigneten Pegföix?. &±ndo Des.* Kanal 2ol umfaßt eine ähnliche Umkehrstufe 73, WAND~Tore 71 und 63 -άτια. einen Schalter S¥2_O In gleicher Weise hat der ICanal 3ol eine Umkehrstufe 77, NAND-Tore 75 und 65 und einen Schalter SVJi*. Schließlich hat der Kanal 4ol ein NAND-Tor 6? unü eisisa Schalter SWl _o Das Tor 79 sorgt für den 'Durchgang eines Trägerbzw,». Übertragungsifiipulses (carry pulse) auf die nächste Kaskademstufe (beispielsweise BRM-Nr₀ S)' über die 81, wenn der Dekadeüzähler Io4 zu eisiera Wert as«si gewählt hat, wie naclisteliend erläutert wird ο Die binär© Yesr^isXfacfoersiinf s von. Figo 3 hat weiterhin einen herkömmlichen Delsadeiiaähler¹ Ic-^₄ der sclieiaatiscli in Figo 3a dargestellt ist» Dar ia Figo "3^ S®~ zeigte Pekadeaisäliler Io4 hat vier herkömmliche Stufea, bei« spielsweise vier triggerbare bistabile Multivibra-torea 5©ί₂ 5©3, 5®5 und y®7* Wenn ein Signal F dem Sähler sug©führt bringt die Hinterflanke oder dar absinkende Rsad ©isiss Impulses in F den Zähler dazu, eiaen neuea Siastand ©der -sia© Zählung ansHiielimesio Es gibt zehn gesondert© Zustände, dxe der Zähler einsiebüien kann» wobei ein Zustand sisi© sjj©siel3,e binatio23. der Ausgangssigiiale Q^₁₉ Q₀', Qs₁ mud Q_a ist» Der ist somit ein Dekadenzähler» Wenn der Zählen atüf "neiasis." zählt _v wird, der nächste F=Impuls übertragen, und awar auf die aäsiaste Kaskaden-BEM-Stufe, wie dies bei 5®6 geaeigt ist» Bsr Zähler wird zu dieser Zeit auch in. herkömmliches¹ Weis© s*ü©k| oder frsigegeben bsx«-_o gelöscht über das Tor ^080 Dl© deir Ausgaagssignale Q₁ „ Q₅,, Q^ miid Qo sisad'im Figo 3

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im Betrieb ist für die spezielle Polarität der Signale, wie sie in dem Impuls-Zeit-Diagramm von. Fig. ^;3' gezeigt sind, -wobei angenommen^xstV daß" alle Schalter "SW5 , SW2,- SWl' und SWl für ein Öffnen der Tore 61ί 63, 65 und 6? angesteuert sind, immer wenn F "eins" (oder hoch")ist und wenn Q. "null" (oder niedrig) ist, das Tor 6l "eingeschaltet".» Bei Io5 erscheint ein Ausgang f5 von fünf F-Iinpulsen für jeweils zehn augeführte F-Impulse. Die Ausgangssignale f5 usw» werden tatsächlich von der gezeigten Position umgekehrt, sind jedoch aus Vereinfachungsgründen in der gezeigten Position aufgeführt'. Immer wenn F "eins" ist, Q. "eins" und Q₃ "null" ist, wobei "eins" am Tor über das NAND-Tor ?1 zugeführt wird, ist das Tor 63 "eingeschaltet" und ein" Aus gangs signal -f'2 vor " zwei F-ImpuiEen für je zehn zugeführte F-Impulse erscheint toei 1ο5· Ein positives Signal bei l47, das am Tor 69 zugeführt wird, wenn QL "eins" ist, zeigt dsm zweiten und den folgenden. Kanälen an, daß eine höhere BRM-Stufe sicli im "ÜfaertragUEgszustaad" befindet» Das NAND-Tor 7o sorgt dafür, daß eine "Eins" dem Xor-63 zugeführt wird. Die erste BSM-Stufe hat keine vorausgehende Stufe= Diese Anzeige ist nicht, wesentlicho Für die darauffolgenden BBM-Stufen der Kaskade is"t die "Ubertraguiigs"-Anzeige erforderlich, um nicht zusaiBi1ae3ra.fallers.de Aiisgamgssignals von den Kaskadenstufen zu ertaaltSiia Zsamer wann F ^äleisis^>8 ₅ Q. "eins"-, Q,^ ^8!eixis" (das zweimal bei 71 und 73 umgekehrt wird) und CL "null" ist, wobei "eins"

A.

dea'Tor €5 über das WAMD-Tor 75 zugeführt wird, ist das Tor eingeschaltet and bei Io5 erscheint ein Ausgangssignal fl" von eiaeira F-Iinp.uls für j© se hai angeführte F-Impulse» Wenn F "sias", Q₁ "eins", Q₂ ³ⁱeisas^!! ₉ Q_& "eins" und Qq "null" ist, ist das Tot 67 eingeschaltet; und ein Ausgangssignal fl von öä.3i®33 iy-Ii!iipiu.ls xiir je sehn augeführts F-Isupulse erscheint bei i©5e ^s besteht keine Mot-i-isndigkeit, das Qo Ausgangs signal dem 67 mater diesen Bedingungen auzuführea,. da es einem Deka-32Γ· sigen ist, daß Q_p "null" ist, wenn Q.., Q₀ und Q, ο ¥ie aus dejr ^orstshenden Beschreibung zu ersehen jeder Kanal der BBM-Stuf® ein Aiasgangssignal (wenn.

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sein entsprechender Schalter angesteuert ist), ' immer wenn F "eins" ist. Das Ausgangssignal aus seiner entsprechenden Zählerstufe ist "null", d₀ h. die entgegengesetzte Polarität, und alle Ausgangssignale der vorhergehenden Zählerstufe, wenn welche vorhanden sind, .sind "eins" und haben somit, die· gleiche Polarität wie' F₀ Es ist weiterhin zu vermerken, "daß der Zähler einen neuen Zustand an der Hinterflanke oder dem abfallenden Rand eines jeden F-Impulses annimmt (ein Zustand, der eine spezielle Signalkombination der Aus gangs Signa le Q_{1 ?} Q_, Q. und Qo ist)«. Demzufolge ist keines der Ausgangssignale f 5 _s £2, fl¹ und fl !coincident, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Der ⁿÜbertragungs"-Irapuls, der über die Umkehrstufe 8Γ immer dann erzeugt wird, wenn zehn F-Impulse dem Zähler Io4 zugeführt worden sind, wird der darauffolgenden BRM-Stufe 38 der Kaskade am Zähler Io4', der in Fig. 4b gezeigt ist, zugeführt, wo die Signal-Zeit-Beziehung von Fig. 3 exakt verdoppelt wird, wobei berücksichtigt wird, daß ein F-Impuls der BRM-Stufe 38 für jeweils zehn F-Irapulse zugeführt wird, die der vorhergehenden BRM-Stufe 36 zugeführt wurden. Der "Übertragungs"-Impuls wird auch dem NAND-Tor 69' der zweiten Kaskaden-BRM-Stufe 38 zugeführt, um den Kanälen dieser Stufe anzuzeigen, daß die vorausgehende BRM-Stufe beim "Übertragen" ist. Die gleiche Anordnung wird bei jeder darauffolgenden BRM-Stufe der Kaskade vorgesehen, wodurch gewährleistet ist, daß Ausgangsimpulse von den jeweiligen BRM-Stufen nicht zusammenfallen bzw. nicht koinzident sind. Die gleichen Umstände treffen für jede darauffolgende BRM-Stufe der Kaskade zu. Eines der Ausgangssignale der jeweiligen Kaskaden-BRM-Stufen ist zu dem einer anderen Kaskaden-BRM-Stuf e koinzident. Die Ausgangssignale der in Figo 3. gezeigten BRM-Stufe sind in einem Dezimalkode von 5-2-1-1 verfügbar. Das heißt, daß Ausgangsinipulse in jeder Ziffernkombination von 1 bis 9 für jeweils zehn Eingangs impulse verfügbar sim3L Dieser Zustand wird erreicht, indem man den Vorteil der Ausgangssig= nale ausnutzt, die inhärent in einem Dekadenaähler wie vorstehend -beschrieben verfügbar sindo Deshalb ist ein

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an Schaltkreisen erforderlich, um aus der BRM-Stufe ein 5-2-1-1 dezimalkodiertes Ausgangssignal zu"erhalten.

Durch eine geeignete Kombination der Ausgangssignale f 5 , f 2, fl¹ und fl, die bei Io5 der BRM-Stufe 36 oder an irgendeiner BRM-Stufe der Kaskade verfügbar sind, d. h. durch die selektive Steuerung der Schalter SF5 ··, SW2, SWl¹ und SWl, können für jeweils zehn Eingangsimpulse' 0 bis 9 Ausgangsimpulse erzeugt werden. Dadurch wird tatsächlich ein Multiplikationsfaktor von 0 bis o,9 in jeder BRM-Stufe zur Verfügung gestellt. Die Schalter SW5 usw. können von Hand oder durch mechanische, elektrische oder magnetische Einrichtungen und dergleichen gesteuert werden. ' "

Es sind jedoch auch Dezimalschalter· im Handel erhältlich, die angeschlossen werden können, um einen Multiplikationsfaktor zu erzeugen oder einen Α-Wert, der einem, "gesetzten" numerischen Wert"entspracht, wie weiter in Fig. 4 gezeigt ist. Fig. 5 zeigt schematisch die allgemeine Funktion eines Steuerschalters. Wenn SW5 sich in der eingeschalteten Lage befindet, ist das Eingangssignal zum Tor 6l "hoch" (oder eins). In der Ausschaltposition ist das Eingangssignal des Tores 6l über l4o geerdet bzw. an Masse gelegt und das Tor ist ausgeschaltet.

Bei der in Fig. ka gezeigten speziellen Aus führung sfoi'm der Erfindung hat ein herkömmlicher Binärzähler 80 zwölf herkömmliche triggerbare bistabile Multivibratorschaltungen 80a bis 8o£. Jede Stufe 80a bis 80/ kehrt ihren Zustand an dem fallenden Rand eines Signals um, das an seinem Eingang T zugeführt wird. Gewöhnlich werden Zähler so angeordnet, daß sie hochzählen. Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist aus Zweckmäßigkeits- und Funktionsgründen der Zähler so angeordnet, daß er rückwärts zählt, wobei der Q-Ausgang einer jeden Stufe mit dem T-Eingang der darauffolgenden Stufe verbunden ist. Dies

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führt dazu, daß der Zustand oder die binäre Zahlenfolge in dem Zähler von binären Daten, die von der -Speiehereinheit 19 erhalten werden, umgekehrt zur normalen - Zäh. lung ist, d. h, oloo ... o, looo. » .0,0000. » .0,1111, .. !,oll!»'. ο 1 usw.. Solche binärmZähler sind im -Handel verfügbar (Texas Instrument Model SN^- 7^191 ) · Itn Betrieb wird die in der Speicher einheit 19 gespeicherte binäre Datenangabe, welche beispielsweise · eine Zahl wie "looo" in binärer Form darstellt, parallel zum Zähler 80 durch Tore 82 übertragen, nachdem ®±n Signal bei von dem herkömmlichem torgesteuerten Impulsgenerator sugefülxrt worden ist, wie er in Figo 2 insgesamt mit 2o bezeichnet ist* Die Taktimpulse werden bei 86 von einem herkömmlichen Impulsgenerator 21, =-ct ebenfalls in Figo 2 gezeigt ist, über ein Tor 87 und eine Umkehrstufe 38 einer herkömmlichen Dekadenzähleranordnung 9o zugeführt, welche die Eiisgaagsimpulse dursSi sehn aus' den nachstehend beschriebenen Gründen teilt» Die im Handel erhältliche Anordnung (Texas Instrument Model SJJ 7^-€>©)-eraeugt einen. Ausgangs- oder Ubertragungsiiapi'ils fihe jeweils .sehn. Eingangsimpulse ο Die Impulse von der Anordnung So werden durch eine Umkehrstufe 92 bei ^h. der erstem Stufe 80a einas Zählers 80 sugefiihjrt <, Wenn die bei 8l zugeführteai Impulse als F=lmpulse betrachtet werden, dann betragen die laipulse hei. ψ& ■ zeh.n Fo Die bei 81 angeführten Impulse F führen daam, da£ der-Zälilesr 80 beruELteraahlt, h±s die binäre Datenasigabe von äsz* Speiciiereiiaheit 19 bis null h©runteraählt_o Su .dieses· Seit sind aXIe" Eingänge sum Tor 98 vom Zahler 80 gleich odes* ^5Seias⁵⁵ Über die Fesrfoindung ioo wird ein Blockiersigsial saagei'iifex _s wodurch das Tor 87 abgeschaltet und der Zähler 80 asagsSaaltesa wird ο Sleicbzeitig rait dem Herunterzählen, des SM'hlers 80 -Zfe-F-Impulse (beispielsvjeise iooo Impulse) werden aeSisi C'ioooo Impulse) bei Io2 dem Dekadensähler lo% (beis tsxas Instrument Model SH 74l6o) and dem MASFB-Toresi 6i_s 63 ₅ 65 und 67 der binärein Vesrsrielfacherstufe 36 (BFM Mr₀ l) sugs fiilirt _o Di© wJirkungsweise der binären Vo^/iel -and jeder darauffolgenden BSM-= Stufe der Kaskade ist

vorstehend anhand von Fig. 3 beschrieben. Anhand von -Fig. 3 wurde auch darauf hingewiesen, daß das Ausgangssignal der BRM-Stufe 36, das bei Io5 in einem 5-2-1-1 'Dezimalkode erscheint, von dem Zustand der Schalter SW5 , SW2, SWl¹ und SWl abhängt» Das Ausgangssignal aus der BRM-Stufe 36 kann somit von 0 bis 0,9 x Io F reichen. .Immer wenn der Dekadenzähler Io4 bis sehn zählt, wird ein übertragungsimpuls über das Tor und die Umkehrstufe I08 dem Dekadenzähier Io4' in der nächsten BRM-Stufe 38. der Kaskade und den NAND-Toren 6I¹, 63¹, 65' und 67' augeführt. So werden F-Impulse (beispielsweise looo) der BRM-Stufe 38 für jeweils Io F-Impulse (loooo) der BRM-Stufe 36 zugeführt._ In gleicher Weise werden l/lo F (beispielsweise loo)-Impulse übe-r das Tor 112 und die limkehrstufe Il4 dem Dekadenzätiler Io4" in der nächsten BRM-Stufe 4o der Kaskade und den NAND-Toren 6l" , 63", 65." und 67" zugeführt» So kann man an der Stelle I05 abhängig von dem Zustand der Schalter SWS bis SWl der jeweiligen BRM-Stufen 36,' 38 und 4o die folgenden. Atisgangssignale erhalten, die' nicht zusammenfallen '·

O bis o,9 χ Io F oder A. x Io W

O bis o,9 χ F oder- A₀ χ Ρ 1 ^F

O bis o,9 χ γ- F oder A, χ γ^

B±e Ausgangsisnpulse bei I05 werden der binär kodierten Dezimalzähleraiiordnung-5^ zugeführt, die eisen Zähler 12o für die lüimer-Stellen, einen Zähler 122 für die Zehner-Stellen₉ einen Zähler "124 für die Hundert er -S te ll®n und einen Zähler 126 für die Tausender-Stellen hat= Jeder Zählsr 12o, 122, 124 und kaaa eist Deka'denzähler ssin₃ der au dem Dekadenzähier Io4, io4^e USWo identiscli ist. Wenn dies© Zähler 12© ₀ 122, 124, das Hochzahlen der iron den BEM-Stufen 3^5 3^ und %o empfangenen Impulse ■"/enrollstämdigt haben, werden die jeweiligen Signale Q , Q_-^₅ Qj₀, Qo der zugeordneten herJkösnßilieinen. Logikschaltung 23 für das Treiben augeführt, welche die herköminliche Druckeinlieit 25 In bekannter Weise siir Erzeugung eisier Dezimalan-

d O 9 θ 5 s Ii ii I 6 2

Im folgenden wird ein spezielles Beispiel erläutert. Wenn der nicht korrigierte Wert in der Speiehereinheit 19 looo entspricht (beispielsweise Lichtabsorptionseinheiten), dann hat nach dem Zuführen von looo F-lmpulsen bei 8l zum Zähler 80 dieser auf null heruntergezählt,und die Impulse werden blockiert. Gleichzeitig werden loooo Impulse (Io F) bei Io2 zugeführt. Wenn festgelegt worden ist, daß der gesamte Eichfaktor K o,5o sein soll_s d_ff h» wenn der korrekte Wert für die Lichtabsorptionseinlieit 5oo betragen soll, werden die Schalter der BRM-Stufen j6, 38 und 4o folgendermaßen eingestellt:

1) Die Schalter SW5, -SW2, SWl¹ und SWl der BRM-Stufe 36 sind alle aus, d. h. sie haben eine Masseverbindung an den Eingängen l4o, l42, ikk und 146, was beispielsweise für die erste BHM-Stufe 36 in Fig» 5 gezeigt ist, so daß kein Ausgangssignal bei Io5 aus der BRM-Stufe 36 erscheint.

2) Der Schalter SW5 von BRM 38 ist eingeschaltet, die Schalter SW2, SWl' und SWl von BEM sind ausgeschaltet, so daß fünf Impulse von BHM 38 hex Io5 für zehn Impulse erscheinen, die durch die Umsetzstufe I08 geliefert werden. Das bedeutet, daß o,5 F-Impulse bei Io5 erscheinen»

3) Die Schalter SW5, SW2, SWl¹ und SWl der BRM-Stufe 4o sind ausgeschaltet. Dadurch erscheint kein Ausgangssignal bei I05 auf BRM 4o.

In der Praxis wird die gewünschte ,Justierung der Schalter SW5 usw. in den jeweiligen BRM-Stufen dadurch erreicht, daß ein handelsüblicher Dezimalschalter (Serie 2oo, Typ 21%, Miniswitch, Digitrais. Company) verwendet wird, wobei die Schalter schematisch mit %%, 4?, 4b9 und 5I bezeichnet sind_e Der Faktor A für jeden BKM bzwo binären Vervielfacher ergibt sich durch Einstellen der Wählscheiben %7, %9 und 51 mit "Zackenrädern¹¹ 53, 55 MBd 57s ¹^m den gewünschten Wert A direkt

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zu lesen» Geeignete mechanische Gestänge 61, 63 und 65 rufen dann die eigentliche Schalterpositionierung für SW? usw. hervor. Dadurch wird bei dem beschriebenen, speziellen Beispiel die Wählscheibe 47 auf "0" gesetzt, die Wählscheibe 49 auf "5" und die Wählscheibe 51 auf "0". Die dem binärkodierten Dezimalzähler 54 zugeführten Impulse, d. h. 0,5 "F (oder 5oo), erzeugen ein. dezirnalkodiertes Ausgangssignal von 0,5 F

(oder 5oo) in der Hunderter-Einheit des binär kodierten Dezimalzählers 54. Der "korrigierte" oder geeichte Wert von "500" wird somit durch den Drucker 25 gedruckt. In gleicherweise kann bei dem gezeigten Beispiel jeder geeichte Viert von null bis 9,99o vorgesehen werden. Für eine weitere Präzisierung der Eichung können zusätzliche BRM-Stufen in Kaskadenform vorgesehen werden, wie dies bei 42 gezeigt ist. Disse Anordnung einer zusätzlichen Stufe ermöglicht es, daß ein A von 0 bis o,9 l/loo F-Impulsen zugeführt wird, so daß der Eichfaktor sich auf die "Tausendstel" erstrecken kann. Zusätzliche Stufen gestatten die Sichung auf "Zehntausendstel¹¹ usvr. . Mit der in Fig. 4a gezeigten Anordnung können F-Impulse von 0 bis 99,99 (und höher) vervielfacht werden, indem zusätzliche Impulsteileinrichtungen, wie sie durch I50 in Fig. 4 gekennzeichnet sind, vorgesehen werden. Die zusätzliche Anordnung von weiteren Teileinrichtungen in Reihe zu der Teileinrichtung 9o wird jeweils einen weiteren Anstieg des Multiplikationsf.aktors um einen Faktor zehn hervorrufen. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit der Schaltung zur Erzeugung eines 5-2-1-1 dezimalkodierteix Ausgangssignals aus den binären Vervielfacherstufen in . Kaskadenanordnung beschrieben wurde, kann die BJRM-Schaltung auch für andere dezimalkodierte Ausgangssignale ausgelegt werden, beispielsweise für die Folge 8-4-2-1. Dies ruft die erforderliche'Kombination der Ziffern 1 bis 9 (und ssehr) hervor, obwohl mehr als die Minimelsetialtung erforderlich wird, die mit einem 5-2-1-1 dezimalkodierten Ausgangssignal benutzt wird ο Derartige BRM-Stufen für ein 8-4-2-1 kodiertes Ausgangssignal sind im Handel verfügbar (Texas Instrument SM y4l67)«

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" ¹⁵ " ' 2327BTR

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 7 für die Verwendung ia Verbindung mit dem in den- Figuren 6 und 6a gezeigten Analysator geseigto Der in Figo 6-geseigt© Analysator der vorstehend beschriebenen Bauweise hat eine drehbare, beladbare Scheibe 1 mit dreißig Reihen von Hohlräumen 3©2_O Jede Reihe hat einen. Serumshohlraum 35 einen Reaktionsöiittel== hohlraum 5 'und. eine- -Mischkammer 7° Jedo Reihe von Hohlräumen 3o2 ist jeweils fluchtend su einer Küvette 9 in einer Rotor« anordnung 3°^ ausgerichtet ο Wenn der Rotor angetrieben wird, werden Serum und Reaktionsiaittel durch Kanäle 3©6 auf di© je= weiligen Küvetten 9 übertragen». Die gefüllten !Cuvettes. 9 drehen sich schnell awischen der Lichtquelle Ii-" und eiaer ihter kömmlichen PhotovervielfachereinhsJt I3, beispielsweise mit looo Upm. Dadurch werden el'ektrische Signale in Form- von Ikb~ pulsen für einen herkömmlichen Verstärker, beispielsweise einen logarithsmischera. Verstärker $08, erissugt ο Die dem Yei"« stärker JoB sugeführten Signale "s'ind impulsfönaig infolge d©s Zerhackereffekts der Rotoranordnung 35»■ ®ineia logarithmisciiem "Verstärker ist günstig wegen des logarithmisch©!! Charakters des Absorp"fcion.sphäs3Lome3as dsr Serum-IlsaktionsiBiittel^HsaktiosieM Die Amplitra-de der dem Verstärker 3^8 stagefiit?rt®n Ssapulss und die verstärkt sin Impulse simd ©im Maß für d©h Zumii&nü dsr Reaktion ±n den Küvettesi -9 ο Die Spasanungsimpiälsa voss leer 3°S werden eiaeii herkömmlicliea Spitseadetektor JIo führt (Peak Detector Module 4o84/25 9 Bursr^Browa Heseasfo Corporation) _a Der Spitsendetektor 3^-© überwacht die Spi te eines.jeden augeführten Impulses und überträgt "diesem U@rt au dem Analog-Pigitalumsetser J12 (Teledyae Pliil'brisk Mssssas Model 4io3)_T «ier -die erapfangenen Spitsensigaal© su eiaer ■von Impulsen im herkömmlichen binaren Sahl®sisys fc©üu umsetst,-' welche die Li cSit ab sorption in der Küvette 9 darstelisn= B±<s Impulse vom Aiaalog-Öigital-Uiiiseta^s¹ 3^-2 warden ßiaf herkÖBim=· liehe Weise au einem Speicher oder siner Sp©±©lh.ereisaheit 19 übertragesio Die Impulse werden dann au eisisr gswünsclhtein Seit

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zu einem Binärzähler Jo übertragen, der in der gestrichelten Umgrenzung JIk sitzt. Die Anordnung in der Umgrenzung 31A entspricht der in Fig. 2 gezeigten Eichschaltung gemäß der Erfindung, die näher anhand von Fig» 4 beschrieben wurde. Die Arbeitsweise der Siebschaltung Jlk entspricht der vorstehend beschriebenen und erzeugt ein geeichtes Äusgangssignal für die Lichtabsorption in .der-'Küvette -9,

¹ r

Der Analysator ist ein bekannter Zentrifugenanalysator (Analytical Biochemistry, 28, 5^5-562, 196.9).

Ein häufig ausgeführter analytischer Text unter Verwendung von Zentrifugenanalysatoren. ist die Bestimmung von. Glukose im Blutserums Bei dieser Analyse werden 5 pl Serum in die Serumhohlräume und 35ο μΐ- Glukosereaktionsmittel in die Rcaktionshohlräuniö der Probenscheibe 1 eingebracht. Das Glukosereaktionsmittel ist ein ο, 3=«aolar.er Triä~thanolaminpuffer mit einem pH-Wert von 7?5> der o,ooo4 Mol/i'NADP (Nikotinamidadenindinukleotidphosphat), ο,0005 Mol/l ATP (Adenosintriphosphat), ?o mg/l Hexokinase, l4o rag/l Glukose-6-phosphatde'faydrogenase und o_soo4 Mol/l MgSO. enthält» Die kombinierte Wirkung von ATP und NADP in Anwesenheit der Enzyme Hexokinase und Giukose-6-phosphatdehydrogenase führt zu der Reduktion von NADP, die spektrophotoimetrisch durch Messen der Absorptionsänderungen bei einer Wellenlänge von 34o nm verfolgt werden kann.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Eichschaltung, gekennzeichnet durch binäre Zählerainrichtungen für den Empfang von Binärdatem, Impulseinrichtungen zur Erzeugung, einer Reihe von. elektrischen Impulsen, die die binären Zählereinrichtungen. zum Zählen sugeführter Binärdaten bringen, durch Iinpulsteiieinrichtungera. für den Empfang der von den Impulseinrichtungen erzeugten Impulse und zum Zuführen von i/io der empfangenen Impulse zu den binären Zählereinrichtungen, wobei η eine ganze Zahl von eins aufwärts ist, durch Einrichtungen zum Blokkieren der Zuführung de-r Impulse zu den binären Zählereinrichtungen, wenn die den binären Zählereinrichtungen zugeführte Datenangabe gezählt worden ist, durch eine Vielzahl von in Kaskade angeordneten' binären Vervielfachereinrichtungen, von denen jede'eine Vielzahl von torgesteuerten Kanälen und einen Bekadensähler für jeden der aufeinanderfolgenden Kanäle hat, die mit jeder der darauffolgenden Stufen des Dekadenzählers verbunden sind, durch Einrichtungen zum Zuführen von Impulsen von den Impuls einrichtung en zu jedem Kanal der ersten binären Vervielfacherstufe und zu dem -Dekadenzähler der ersten binären Vervielfachereinrichtung, wobei jeder Kanal jeder binären Vervielfachereinrichtung ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das zugeführte Impulssignal und das Ausgangssignal aller vorhergehenden Zählerstufen, wenn eines vorhanden ist, die gleiche Polarität haben, das Ausgangssignal der damit verbundenen Dekadenzählerstufe entgegengesetzte Polarität aufweist und nachdem ein zusätzliches Steuersignal zugeführt worden ist, durch Einrichtungen zum Zuführen des Übertragungsausgangssignals eines jeden Dekadenzählers zu dem Dekadenzähler der nächsten binären Vervielfachereinrichtung der Kaskade und jedem der torgesteuerten Kanäle davon, durch Einrichtungen zum selektiven

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Erzeugen einzelner Steuersignale an jedem der Kanäle einer jeden binären Vervielfachereinrichtung, wodurch die Ausgangsimpulse über die Kanäle zur- Erzeugung von Reihenausgangsimpulsen in Kombination von eins bis neun geführt werden, was von der Wahl der Steuersignale abhängt , durch Einrichtungen zum Blockieren der Zuführung von Impulsen zu"den=binären Zählereinrichtungen und den binären Vervielfachereinrichtungen, wenn die den binären Zählereinrichtungen sugeführte Datenangabe gezählt worden ist, und durch zweite Dekadenzählereinrichtungen, die für die Aufnahme der Ausgangsimpulse von jedem Kanal einer jeden binären Vsrvielfachereinrichtiiiig angeordnet sind, wobei die Stufen der -zweiten Dekadenzählereinrichtungen ein binär kodiertes Dezimalausgangssignal erzeugen entsprechend den Gesamtimpulsen, die von den binären Vervielfacher einrichtungen empfangen wurden«

2. Eichschaltung nach Anspruch 1 für eine Vorrichtung zur Erzeugung eines geeichten digitalen elektrischen Ausgangssignals entsprechend einem analogen elektrischen Eingangssignal, das der Lichtabsorption eines flüssigen Mediums entspricht, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle, durch eine Photodetektoreinrichtung, die davon beabstaadet nebeneinander positioniert angeordnet ist und ein analoges elektrisches Signal proportional zu der Lichtabsorption des Mediums erzeugt, durch das sie von der Lichtquelle getrennt ist, durch eine in Drehung versetzbare Rotoreinrichtung, die so angeordnet ist, daß sich ihr Umfangsteil zwischen der Lichtquelle und der Photodetektoreinrichtung dreht, wobei die Photodetektoreinrichtung eine Vielzahl von lichtdurchlässigen Analysekammern für die Probe hat, die in einer gemeinsamen radialen Position in dem Rotor vorgesehen und so angeordnet sind, daß sie zwischen der Lichtquelle und der Photodetektoreinrichtung hindurchgehen, wodurch ein analoges elektrisches Signal von der Photodetektoreinrichtung proportional

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132.7 87 i

zur Liehiafosorption des Inhalts der AnaIys©kammer erzeugt wird, diarch Einrichtungen aum Umwandelst des analogen eiektrxsclien. Signals in eine digitale binäre Datenasigafoe₀ wobei diese binäre Datenangabe von der binären ZaiiXe^eJLrarf-chttmg der Siebschaltung empfangen, wird, und" durcli Druckeinrieh.tun.geη für den Empfang der binär ko- .. diesrten Desinialsi'gnale .der .Eichschaltung, die eine . Anseige entsprechend den. binären kodierten ,Dezimal=· - ' signalea geben« - - .

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