DE2414277A1

DE2414277A1 - Datenvermittlungsanordnung

Info

Publication number: DE2414277A1
Application number: DE2414277A
Authority: DE
Inventors: Gordon Arthur Cooper; Kenneth Douglas Goddard; Gordon Campbell Lowe
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 1973-03-26
Filing date: 1974-03-25
Publication date: 1974-10-17
Also published as: US3922494A; FR2223925B1; FR2223925A1; GB1447241A

Description

i.-ir-.ij. ϊ-.. ι:- ■:: ~ τ2 sen.

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Or.-lr.^.BESETZJr. 24U277

München 22, Steinsdorfstr. 10

293-22 Ö55P

25. März I974

The Secretary of State for Defence in Her Britannic Majesty's Government of the United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland, Whitehall, London SW (Großbritannien)

Datenvermittlungsanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Datenvermittlungsanordnung zum Steuern der Vermittlung bzw. Verarbeitung und der Zeitmultiplexbildung von Signalen auf mehreren Dateneingabekanälen.

Zum experimentellen Prüfen, zum Überwachen der Arbeitsweise eines umfangreichen Geräts oder für irgendwelche vergleichbare Operationen wird oft eine Einrichtung zum Übertragen von Datensignalen aus vielen verschiedenartigen Wandlern zu einem Überwachungs- und Aufzeichnungsgerät mit Hilfe einer Zeitmultiplexanordnung benötigt.

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Verständlicherweise soll die Anordnung so vielseitig wie möglich sein und hinsichtlich Größe, Gewicht und Kosten, die oft sehr niedrig gehalten werden müssen, mit den gegebenen Beschränkungen vereinbar sein. Z.B. ist eine Einrichtung anzustreben, die in einfacher Weise eine zufriedenstellende Übertragung von verschiedenartigen Signalen und das Abtasten verschiedener Dateneingabekanäle mit verschiedenen, wählbaren Abtastfrequenzen derart erlaubt, daß häufig auftretende Abtastwerte aus einigen Eingabekanälen und weniger häufiger auftretende Abtastwerte aus anderen Kanälen entnehmbar sind. Ferner ist es sehr wünschenswert und offensichtlich schwieriger, eine Einrichtung zum Ändern der Auswahl von überwachten Dateneingabekanälen und zum Ändern der verwendeten Abtastfrequenzen anzugeben, was bei einer Reihe von Beobachtungen vorteilhaft ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung anzugeben, die wenigstens eine Auswahl derartiger Einrichtungen in einer verhältnismäßig gedrängten und nicht übermäßig teuren Anordnung erlaubt.

Diese Anordnung dient beispielsweise zum Echtzeit-Steuern der Multiplexbildung von Datensignalen bei Testflügen mit neu entwickelten oder Prototyp-Flugzeugen.

Dies wird bei einer Datenvermittlungsanordnung zum Steuern der Vermittlung bzw. Verarbeitung und der Zeitmultiplexbildung von Signalen auf mehreren Dateneingabekanälen derart, daß die Signale auf verschiedenen Dateneingabekanälen mit verschiedenen ausgewählten Abtastfrequenzen abgetastet und in einem Zeitmultiplexzyklus mit einer

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vorbestimmten Zeitschlitzfrequenz übertragen werden; einem Impulsgenerator zum Erzeugen von Impulsen mit der p-fachen Zeitschlitzfrequenz, wobei ρ eine positive ganze Zahl ist, einem Zeitmultiplexer aus mehreren, getrennt an verschiedene Dateneingabekanäle angeschlossenen Gattern, Adreßeingangs-Verbindungen, und einem Decoder zum Steuern der Gatter derart, daß er beim Anlegen eines Adreßwortes an die Adreßeingangs-Verbindungen anspricht und ein entsprechendes Gatter durchschaltet, damit dieses Signale aus dem angeschlossenen Dateneingabekanal übertragen kann, erfindungsgemäß gelöst durch einen durch den Impulsgenerator gesteuerten Taktgenerator zum Erzeugen einer Impulsfolge mit der Zeitschlitzfrequenz und weiterer Impulsfolgen, die jeweils mit der erforderlichen Abtastfrequenz wiederkehren, einen Arbeitsspeicher zum Speichern eines Adreßwortes für jede erforderliche Abtastfrequenz, eine durch den Taktgenerator steuerbare Adreß-Löscheinrichtung zum Speichern einer Gruppe aus Start-Adreßwörtern, die ein Start-Adreßwort für jede Abtastfrequenz enthalten, und zum Ansprechen auf jeden Impuls in jeder Folge, indem eines der Adreßwörter im Arbeitsspeicher durch ein Start-Adreßwort ersetzbar ist, und zwar entsprechend der Abtastfrequenz der Folge, zu der der Impuls gehört; und eine durch den Taktgenerator steuerbare Logik zum Auswählen eines der im Arbeitsspeicher in jedem Zeitschlitz gespeicherten Adreßwörter, zum Reproduzieren des ausgewählten Wortes auf den Adreßeingangs-Verbindungen des Zeitmultiplexers, und zum Addieren eines vorbestimmten Inkrements zum ausgewählten Wort im Arbeitsspeicher.

Der Impulsgenerator wird vorteilhaft so ausgebildet, daß er Impulse mit einer Frequenz abgibt, die der p-fachen Gesamtzahl von Zeit-

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schlitzen in jedem Multiplexzyklus entspricht, wobei ρ eine ganze Zahl ist, die größer oder gleich der Anzahl der verschiedenen erforderlichen Abtastfrequenzen ist; jeder Zeitschlitz ist dabei in ρ Unterteilungen unterteilt, wovon eine oder mehrere zum Steuern von Operationen vorgesehen sind, jedoch sind die meisten, wenn nicht alle, Unterteilungen einzeln den Abtastfrequenzen derart zugeordnet, daß jede Unterteilung zu einer vorbestimmten Abtastfrequenz und jede Abtastfrequenz zu einer gegebenen Unterteilung in jedem Zeitschlitz gehört. Der Arbeitsspeicher kann ein Umlaufspeicher mit ρ Stufen und einem Schiebeeingang zum Aufnehmen der Impulse aus dem Impulsgenerator sein.

Die Anordnung kann zum Abtasten und Übertragen von Signalen aus mehreren Dateneingabekanälen dienen, und zwar mit verschiedenen, wählbaren relativen Abtastfrequenzen, die zueinander in einem binären Verhältnis stehen. Zum Beispiel kann die Anordnung a getrennte und voneinander unabhängige Dateneingabe kanäle einmal pro Rahmen abtasten und zusätzlich a„ Dateneingabekanäle zweimal pro Rahmen, ferner a Kanäle viermal pro Rahmen usw., wobei a , a , a,, ... beliebig wählbare, positive ganze Zahlen sind und ein Rahmen die Dauer eines vollständigen Multiplexzyklus bedeutet. Die höchste erforderliche Abtastfrequenz kann 2 Abtastwerten pro Rahmen entsprechen und für a Dateneingabekanäle benötigt werden, wobei a eine beliebige positive ganze Zahl und r die Anzahl der verschiedenen Abtastfrequenzen ist; r ist eine beliebige ganze Zahl größer als + 1. Somit beträgt die Gesamtzahl der in jedem Rahmen zu übertragenden Abtastwerte

i = 1

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Für jeden Abtastwert muß wenigstens ein Zeitschlitz vorhanden sein, d.h. die Anzahl N der Zeitschlitze in jedem Rahmen muß größer sein als die Gesamtzahl der Abtastwerte. Vorteilhaft ist, wenn N genau ein Vielfaches der höchsten relativen Abtastfrequenz ist. N sollte

r-1
also η mal 2 sein, wöbe

sein muß, um zu ergeben:

r-1
also η mal 2 sein, wobei η eine ganze Zahl ist, die groß genug

= r

«τ-

r-1

N = η 2

i = 1

Die Rahmenfrequenz (Anzahl der Multiplexzyklen pro Zeiteinheit) kann ebenfalls wählbar sein, und die tatsächliche oder absolute Abtastfrequenz ist für jedes Signal durch das Produkt aus der Rahmenfrequenz und der relativen Abtastfrequenz gegeben.

Im Betrieb werden den einzelnen Dateneingabekanälen Adreßwörter zugeordnet, die so gewählt sind, daß die Adreßwörter der mit einer gegebenen Abtastfrequenz abzutastenden Kanäle einer Gruppe eine Folge bilden, die leicht durch wiederholte ähnliche Aktionen erzeugbar ist. Zum Beispiel können den Kanälen irgendeiner typischen Gruppe Adreßwörter zugeordnet sein, die eine arithmetische Reihe bilden, die durch aufeinanderfolgendes Addieren eines vorbestimmten Inkrements oder Schrittes erzeugbar ist. Somit können den a. Kanälen, die mit 2 Abtastwerten pro Rahmen abgetastet werden sollen, Adreßwörter x., x. + d, x. + 2d, ..., x. + (a. - l)d zugeordnet werden, wobei x. und d beliebig wählbare ganze Zahlen sind. Der Einfachheit halber

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wird d = 1 oder d = -1 gewählt. Im allgemeinen gibt es für jede der r Abtastfrequenzen eine besondere Gruppe von Dateneingabekanälen, zu denen je eine Folge aus Adreßwörtern gehört. Die Folgen beginnen mit vorbestimmten Start-Adreß Wörtern χ , χ , ..., χ , und aufein-

1 <2 Γ

anderfolgende Ausdrücke in allen Folgen können durch wiederholte Anwendung ähnlicher Aktionen erzeugt werden (indem z.B. jeweils eine zu dem vorhergehenden Ausdruck addiert wird). Jedoch müssen nicht alle Abtastfrequenzen in jedem Anwendungsfall verwendet werden; manchmal sind keine mit einer möglichen Abtastfrequeriz abzutastenden Dateneingabekanäle vorhanden; in diesem Fall gehört diese Abtastfrequenz zu einer Gruppe ohne Glieder und ohne entsprechende Adreßwörter.

Der Arbeitsspeicher im Inneren der Anordnung speichert jederzeit wenigstens r Adreßwörter, die zum Erzeugen von Adreßbefehlen synchron mit dem Zeitmultiplexzyklus verwendet werden, um zu bestimmen, welcher Dateneingabekanal in jedem Zeitschlitz abgetastet werden soll, so daß die erforderlichen Abtastfrequenzen in geeigneter Weise bereitgestellt werden. Die Start-Adreßwörter χ , χ , —, χ werden in einem Abtastspeicher gespeichert und zum Rücksetzen bzw. Löschen von Eintragungen in den Arbeitsspeicher zu geeigneten Zeitpunkten verwendet. Die Adreßbefehle, die die abzutastenden Kanäle bestimmen, werden durch Reproduzieren von Wörtern abgeleitet, die aus den im Arbeitsspeicher gespeicherten Adreßwörtern durch einen logischen Vorgang ausgewählt werden, der entsprechend den erforderlichen Abtastfrequenzen den Kanälen die Priorität erteilt. Wenn ein Adreßwort ausgewählt wurde, wird es im Arbeitsspeicher stets durch

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das nächste Adreßwort in seiner Folge ersetzt. Die Start-Adreßeintragungen für eine-gegebene .Abtastfrequenz werden im Arbeitsspeicher mit der durch den Taktgenerator bestimmten Abtastfrequenz gelöscht. Die Wahl der abzutastenden Dateneingabekanäle und der an sie anzulegenden Abtastfrequenzen kann leicht durch Ändern des Inhalts des Abtastspeichers geändert werden. Die abzutastenden Dateneingabekanäle können im Zeitmultiplexer durch Befehle adressiert werden, die nach einem vorbestimmten Schema abgeleitet werden, indem eine spezielle 1 : 1-Abbildung der Adreßwörter durchgeführt wird, die durch die Logik aus dem Arbeitsspeicher ausgewählt werden. Zu dieser Ableitung wird ein Adreß-Decoder und/oder ein Adreß-Umsetzer verwendet, der außerdem zum Erzeugen einer weiteren Einrichtung zum Ändern der Wahl der abzutastenden Kanäle verwendet werden kann. Ein Adreß-Umsetzer kann ferner weitere Signale erzeugen, die charakteristische Eigenschaften der abzutastenden Signale auf den ausgewählten Kanälen darstellen und außerdem zum Einstellen von Parametern wie z.B. Betriebsart, Verstärkung und Bandbreite des zugehörigen Geräts verwendet werden.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Datenvermittlungsanordnung,

Fig. 2 ein teilweise schematisches Schaltbild zur genaueren Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Anordnung,

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Fig. 3 ein Zeitdiagramm von Signalen, die bei einem typischen Anwendungsfall der Anordnung nach Fig. 2 auftreten,

Fig. 4 und 5 schematische Darstellungen von Abänderungen eines Teils der Anordnung nach Fig. 2, und

Fig. 6 ein schematisches Schaltbild eines weiteren Teils der Anordnung nach Fig . 2.

In den Figuren stellen Einzellinien Eindraht-Verbindungen dar, die im allgemeinen einfache binäre Signale führen, während Doppellinien für Verbindungen gezeichnet sind, die binäre Mehrziffern-Signale übertragen. Die Dateneingabekanäle können beliebige Signalarten führen, weshalb die Betrachtung nicht auf einfache binäre Signale beschränkt sein soll.

Fig. 1 zeigt die grundsätzliche Anordnung der Anordnung, die enthält: einen Impulsgenerator PG, einen Taktgenerator TC, eine Adreßwort-Löschschaltung AWRC, einen Arbeitsspeicher WS, eine Logik LC und einen Zeitmultiplexer TDM. Der Impulsgenerator PG erzeugt Impulse mit der p-fachen Zeitschlitzfrequenz, d.h. pNf Impulse pro Sekunde, wobei f die Rahmenfrequenz oder die Anzahl von vollständigen Multiplexzyklen pro Sekunde ist, die in der Anordnung verwendet werden sollen. Diese Impulse werden in den Taktgenerator TC und den Arbeitsspeicher WS eingespeist. Der Taktgenerator TC gibt mit Hilfe einer üblichen Im puls zähl methode eine Impulsfolge mit der Zeitschlitzfrequenz auf eine Leitung TS ab, ferner Impulsfolgen

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mit den jeweils erforderlichen Abtastfrequenzen auf Leitungen S bis S ; somit sind auf der Leitung S 2 Impulse pro Rahmen und nur ein Impuls pro Rahmen auf der Leitung S vorhanden. Diese Impulsfolgen steuern die Adreßwort-Löschschaltung AWRC derart, daß sie vorbestimmte Adreßwörter χ , χ , ..., χ in einen Dateneingang des Arbeitsspeichers WS einspeist, und zwar zu geeigneten, mit den Impulsfolgen auf den Leitungen S , S , ..., S synchronisierten Zeitpunkten. Die Adreßwörter aus dem Arbeitsspeicher WS werden in die Logik LC eingespeist, die in jedem Zeitschlitz ein Adreßwort auswählt und eine Reproduktion des ausgewählten Wortes oder einen aus dem ausgewählten Wort abgeleiteten Adreßbefehl in einen Adreßeingang des Multiplexers TDM überträgt. Die Logik LC bewirkt ferner, daß jedes ausgewählte Adreßwort im Arbeitsspeicher durch das nächste Adreßwort in der Folge ersetzt wird. Der Zeitmultiplexer TDM enthält Verknüpfungsglieder oder Gatter, die als Antwort auf jeden in seinen Adreßeingang eingespeisten Adreßbefehl derart gesteuert werden, daß das Signal auf einem entsprechenden Dateneingabekanal abgetastet und an eine Ausgangsleitung MXD übertragen wird.

Fig. 2 zeigt etwas genauer ein mögliches Ausführungsbeispiel der Anordnung. Aus Gründen der Einfachheit ist eine Vorrichtung mit lediglich drei Abtastfrequenzen dargestellt, d. h. r = 3. In Fig. 2 enthält der Taktgenerator TC einen Modulo-p-Zähler T , eine Kette aus Impulsteilern T , T , T und drei UND-Gatter X , X , X , Ein Ausgang des Modulo-p-Zählers T , der jeweils nach Zählen von ρ Impulsen aus dem Impulsgenerator PG aktiviert wird, ist an eine Leitung TS und an den Eingang des Impulsteilers T angeschlossen. Der Impuls-

4 Q 9 8 A 2 / 1 0 1 2

teiler T gibt bei jedem η-ten Impuls aus dem Zähler T einen Impuls ab. Die übrigen Impulsteiler in der Kette sind binäre Impulsteilerstufen. Das UND-Gatter X hat Eingänge, die getrennt an die Leitung TS und an den Ausgang des Impulsteilers T angeschlossen sind; sein Ausgangssignal speist die Leitung S . Das UND-Gatter X hat Eingänge, die getrennt an die Leitung S und an den Ausgang des Impulsteilers T angeschlossen sind; sein Ausgang speist die Leitung

S . In ähnlicher Weise hat das UND-Gatter X Eingänge, die getrennt ί j·

an die Leitung S und an den Ausgang des Impulsteilers T angeschlos-

& 4

sen sind; sein Ausgang speist die Leitung S .

Die Adreßwort-Löschschaltung enthält einen Abtastspeicher SS, dessen Adreßeingang zum Empfangen von Signalen dient, die den momentanen Zählerstand des Modulo-p-Zählers T darstellen. Wenn die Anordnung arbeitet, wird der Abtastspeicher SS mit wenigstens r Start-

Adreßwörtern χ , χ , ..., χ geladen. Er könnte auch ständig mit l £* r

vorbestimmten Adreßwörtern geladen werden, doch ist eine Einrichtung zum Ändern des Inhaltes des Abtastspeichers oder eine Einrichtung zum Verwenden eines von mehreren Abtastspeichern bzw. eines Teils aus mehreren Teilen eines Abtastspeichers, der verschiedene Gruppen aus vorbestimmten Adreßwörtern enthält, vorzuziehen. Die letztere Einrichtung kann einen Handschalter zum Auswählen der höchstwertigen Bits einer Abtastspeicher-Adresse enthalten, während die Signale aus T den Rest der Adresse bilden.

Ein Schieberegister X besitzt einen Schiebeeingang zum Aufnehmen der Impulse aus dem Impulsgenerator PG und aufeinanderfolgende

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Stufen, die über Leitungen S , S und S an die Ausgänge der UND-

JL c* O

Gatter X , X und X angeschlossen sind.

O dt X

Der Arbeitsspeicher WS ist ein Umlaufspeicher aus ρ Stufen, dessen Schiebeeingang zum Aufnehmen der Impulse aus dem Impulsgenerator PG dient, mit Verbindungen für Umlauf-Adreßwörter aus seiner letzten Stufe über ein Gatter X zurück zu seinem eigenen Dateneingang. Datenausgangs-Verbindungen aus dem Abtastspeicher SS sind über ein Gatter X, an den Dateneingang des Arbeitsspeichers angeschlossen. Ein Ausgang der letzten Stufe des Schieberegisters X dient zum direkten Steuern des Gatters X, und zum Steuern des Gat-

ters X_ über einen Inverter X . Weitere Datenausgangs-Verbindungen aus dem Abtastspeicher SS sind an einen Adreßwort-Detektor und -Decoder AWDD angeschlossen, der einen Teil der Logik LC darstellt.

Der Adreßwort-Detektor und -Decoder AWDD dient ferner zum Aufnehmen von Adreßwortsignalen aus dem Arbeitsspeicher WS über ein Gatter X und besitzt einen Steuerausgang, der mit einem Inkre-

ment-Additionseingang des Arbeitsspeichers WS und über ein Verzögerungsglied X_1n mit einem Löscheingang einer bistabilen Schaltung (Flipflop) X verbunden ist. Die bistabile Schaltung X hat einen an die Leitung TS angeschlossenen Setzeingang, ferner einen Ausgang zum Steuern des Gatters X₀.

Der Adreßwort-Detektor und -Decoder AWDD hat einen Adreßausgang, der an einen Adreß-Umsetzer AT angeschlossen ist. Der Adreß-Umsetzer AT hat vier Steuerausgangsleitungen M, G, B und S

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und außerdem Adreßausgangs-Verbindungen zum Steuern einer Gruppe von Gattern DCG. Die Gatter DCG sind mit Dateneingabekanälen DCI und einer gemeinsamen Ausgangsleitung MXD verbunden. Der Umsetzer AT und die Gatter DCG bilden den Zeitmultiplexer TDM.

Der Abtastspeicher SS ist ein üblicher Speicher mit wenigstens ρ Speicherplätzen oder Speicherzellen, die nacheinander adressiert werden, wenn der Zähler T von 0 bis p-1 zählt. Die aufbereiteten Inhalte der Speicherzellen erscheinen demnach nacheinander an den Datenausgangs-Verbindungen des Abtastspeichers und sind deshalb derart angeordnet, daß sie in der Reihenfolge der Abtastfrequenzen auftreten, denen sie zugeordnet sind; die Daten derjenigen Kanalgruppe, die mit der höchsten Abtastfrequenz abzutasten ist, sind zuerst vorhanden. Wie bereits oben beschrieben, sind den Dateneingabekanälen Adreßwörter derart zugeordnet, daß die Kanäle einer mit einer gegebenen Frequenz abzutastenden Gruppe mit den eine Folge bildenden Adreßwörtern versehen werden; somit sind den 2 mal pro Rahmen abzutastenden Kanälen Adreßwörter zugeordnet, die eine Folge x., x. +d, ..., x. + (a.-l)d bilden.

Für jede Abtastfrequenz gibt es eine Kanalgruppe, der eine gegebene Folge aus Adreßwörtern zugeordnet ist. Die Adreßwörter-Folgen fangen mit willkürlich vorbestimmten Startadressen χ , χ , ..., χ an. Ihre nachfolgenden Ausdrücke oder Terme können durch aufeinanderfolgendes Addieren abgeleitet werden. Wenn eine Addition bezüglich des letzten Terms einer Folge durchgeführt ist, wird ein Haltwert oder Endwert erreicht, wobei diese Haltwerte berechenbar sind.

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Ein typischer Haltwert sei χ. + a.d = y.. Wenn irgendeine Frequenz nicht verwendet werden soll, wird die zugehörige Folge einfach durch einen Haltwert ersetzt.

In der einfachsten Ausführungsform der Anordnung kann ρ gleich r sein, der Anzahl der verschiedenen erforderlichen Abtastfrequenzen, und der Abtastspeicher SS liefert an das Gatter X,. die willkür-

liehen Startadressen χ , χ , ..., χ synchron mit der Zählung des

Zählers T.. Diese Signale werden jedoch über das Gatter X,. zum ι ο

Speicher WS nur dann übertragen, wenn dies durch das Ausgangssignal des Schieberegisters X bestimmt ist, das durch Impulse auf den Leitungen S bis S eingestellt wird. Mit r = 3 überträgt die Schaltung AWRC den Term χ viermal pro Rahmen zum Arbeitsspei-

eher WS, und zwar mit durch die Signale auf S bestimmten Zeit-

schlitz- Unterteilungen; ferner wird der Term χ zweimal pro Rahmen zum Speicher WS mit durch die Signale auf S bestimmten Zeitschlitz-Unterteilungen übertragen, während der Term χ einmal pro Rahmen zum Speicher übertragen wird, und zwar mit einer durch die Signale auf S bestimmten Zeitschlitz-Unterteilung.

Fig. 3 stellt die Signale in einem typischen Multiplexzyklus für den Fall dar, daß gilt: a = 2, a = 3, a = 2, η = 4, ρ = 4 = 3,

O dt 1

wobei die Signale über einer gemeinsamen Horizontal-Zeitachse aufgetragen sind. Zweckmäßigerweise sind die Zeitschlitze des Zyklus am oberen Rand der Figur beziffert. Die erste Zeile darunter stellt den Zählerstand im Zähler T in dezimaler Schreibweise dar. Die nächsten vier Zeilen zeigen die Impulse auf den Leitungen TS, S , S und S

O 2t χ

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Die sechste Zeile zeigt das Ausgangssignal an X₁ das Frequenzlösch-Leitungssignal (RRL) heißt. Die siebte Zeile zeigt das Ausgangssignal von X , das Abtastanforderungs-Zeichen (SR) heißt. Die achte, neunte und die zehnte Zeile geben die Inhalte des Arbeitsspeichers für ein Beispiel an, bei dem χ =30, d = +1, χ = 20, χ = 10 sind, woraus sich die Haltwerte y = 32, y = 23 und y = 12 berechnen. Diese drei Zeilen können auch allgemeiner interpretiert werden, wenn z.B. 32 als Kurzschreibweise für χ + 2d usw. nach der oben verwendeten Schreibweise verwendet

In diesem Teil der Zeichnung sind Symbole nur dbrt gezeigt, wo eine Änderung erfolgt, und Pfeillinien zeigen an, daß die durch das Symbol vor der Linie (am Pfeilende) dargestellte Adresse ohne Änderung umläuft, bis die durch die Pfeilspitze gekennzeichnete Zeit erreicht ist. Die elfte Zeile stellt die durch die Logik LC ausgewählten Adreßwörter dar. Zur Verdeutlichung dieses Sachverhalts zeigen die letzten drei Zeilen die ausgewählten Adreßwörter für den

Fall, daß x=0 und d = 1 sind, und der Halt wert jeder Folge ist ο *

gleich dem ersten Term der nächsten Folge, so daß die Kanäle 0 und 1 viermal pro Rahmen abgetastet werden, die Kanäle 2, 3 und 4 zweimal pro Rahmen und die Kanäle 5 und 6 einmal pro Rahmen. Die ausgewählten Wörter sind auf drei Zeilen entsprechend ihren Abtastfrequenzen dargestellt, um die beschriebene Prozedur zu verdeutlichen.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, beginnt der Zyklus, wenn die Lei-

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tungen TS, S , S und S alle gleichzeitig betrieben werden. Da-3 «i . 1

durch wird eine binäre Zahl 111 im Schieberegister X eingestellt, wodurch das RRL-Signal über den gesamten ersten Zeitschlitz hinweg auf dem 1-Pegel bleibt. Während der ersten Zeitschlitz-Unterteilung, wenn der Zählerstand in T gleich 00 ist, wird das Adreßwort χ = 30 aus dem Abtastspeicher SS über das Gatter X_A zum Arbeitsspeicher WS übertragen. Danach durchläuft es das Gatter X

und wird in der AWDD-Schaltung untersucht. Die AWDD-Schaltung muß bestimmen, ob es ein für die Auswahl in Frage kommendes Adreßwort oder einen Haltwert aufnimmt; dies kann auf verschiedene Weise geschehen, wie nächstehend beschrieben wird. Da das Adreßwort x„ = 30 kein Haltwert ist, wird es ausgewählt, worauf die AWDD-Schaltung ein Signal an seinem Steuerausgang abgibt, das bewirkt, daß das Adreßwort-Signal χ = 30 im Arbeitsspeicher WS

auf x_o + d = 31 geändert und das Abtastanforderungs-Zeichen SR durch ο

Löschen der bistabilen Schaltung X gelöscht wird.

Während der zweiten Unterteilung des ersten Zeitschlitzes, wenn der Zählerstand in T = 01 ist, wird das Adreßwort χ = 20 aus dem Abtastspeicher SS über das Gatter X zum Arbeitsspeicher WS übertragen; da jedoch das Abtastanforderungs-Zeichen SR gelöscht wurde, kann das Adreßwort nicht das Gatter X passieren. Während der drit-

ten Unterteilung des ersten Zeitschlitzes wird in ähnlicher Weise das Adreßwort χ = 10 aus dem Abtastspeicher SS zum Arbeitsspeicher WS übertragen; es kann jedoch auch nicht das Gatter X passieren.

Im zweiten Zeitschlitz enthält das Schieberegister X . lauter Nullen

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und das Signal RRL bleibt auf dem Pegel O, so daß das Gatter X, ge-

sperrt, das Gatter X geöffnet ist und die Signale im Arbeitsspeicher umlaufen. Während der ersten Unterteilung wird das Abtastanforderungs-Zeichen durch das TS-Leitungssignal erneut gesetzt, und das Adreßwort

x_ + d = 31 gelangt über das Gatter X zur AWDD-Schaltung. Es wird ό ο

ausgewählt, und das Steuer-Ausgangssignal der AWDD-Schaltung bewirkt wie zuvor, daß das Wort χ + d = 31 im Arbeitsspeicher auf x, + 2 d = 32 geändert und das Abtastanforderungs- Zeichen gelöscht wird. Da dadurch das Gatter X_ gesperrt wird, laufen die Signale

x_ * 20 und χ β 10 ohne weitere Aktion einfach um.

Im dritten Zeitschlitz bleibt das RRL-Signal auf dem Pegel 0, während das Abtastanforderungs-Zeichen wiederum wie zuvor gesetzt wird. Dieses Mal wird es jedoch als Halt wert erkannt, das für eine Auswahl nicht in Frage kommt, wenn das Adreßwort χ + 2 d = 32 über X_ an

J O

die AWDD-Schaltung angelegt wird. Das Abtastanforderungs-Zeichen bleibt deshalb bis zur zweiten Zeitschlitz-Unterteilung gesetzt, wenn der Umlauf der Adreßwörter im Arbeitsspeicher das Adreßwort χ = 20

dt

über das Gatter X in die AWDD-Schaltung einspeist. Dieses wird als

ein in Frage kommendes Adreßwort erkannt und ausgewählt. Das Steuer-Ausgangssignal der AWDD-Schaltung ändert dann das Wort χ = 20 im Arbeitsspeicher auf χ +d = 21 und löscht das SR-Signal.

In ähnlicher Weise wird im vierten Zeitschlitz χ + 2d = 32 als

ein Haltwert erkannt, aber x_o + 2 d = 21 wird ausgewählt und im Ar-

d»

beitsspeicher auf χ + 2 d = 22 geändert. Im fünften Zeitschlitz jedoch

dt

speist die Leitung S ein 1-Signal in die erste Stufe des Schieberegisters

X ein, so daß der Haltwert χ + 2 d = 32 auf den Anfangswert χ = 30 4 ö 3

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zurückgesetzt werden kann. Die Aktionen im fünften und im sechsten Zeitschlitz entsprechen deshalb den Aktionen im ersten und im zweiten Zeitschlitz, mit der Ausnahme, daß das RRL-Signal nach der ersten Unterteilung des fünften Zeitschlitzes auf den Pegel 0 abfällt, so daß die Adreßwörter χ + 2d = 22 und χ = 10 ohne weitere Aktion um-

<2 J.

laufen.

Im siebten Zeitschlitz wird der Haltwert χ + 2d = 32 erkannt, das Adreßwort χ + 2d = 22 ausgewählt und im Arbeitsspeicher zu x + 3d S= 23 geändert. Im achten Zeitschlitz wird dieses Adreßwort χ +3d = 23 ebenfalls als Haltwert erkannt, so daß das SR-Signal bis zur dritten Zeitschlitz-Unterteilung auf dem Pegel 1 bleiben kann. Danach wird das Adreßwort X₁ = 10 ausgewählt und auf χ + d = 11 im Arbeitsspeicher geändert.

Im neunten Zeitschlitz werden beide Leitungen S und S betrieben, so daß das RRL-Signal für zwei Unterteilungen auf dem Pegel 1 bleibt und beide Haltwerte χ + 2 d = 32 und χ + 3 d = 23 durch die entsprechenden Anfangswerte χ = 30 und χ = 20 ersetzt werden. Daraus folgt, daß die Auswahlvorgänge in den Zeitschlitzen neun bis fünfzehn die entsprechenden Aktionen in den Zeitschlitzen eins bis sieben wiederholen, während das Adreßwort χ + d = 11 ohne Änderung einfach umläuft. Im sechzehnten Zeitschlitz werden beide Haltwerte χ + 2d = 32 und χ + 3d = 23 erkannt und das Adreßwort χ + d = ausgewählt. Somit ist ein Zyklus beendet, der sich unendlich oft wiederholt.

Die Wahl der Adreßwörter kann innerhalb bestimmter Grenzen

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willkürlich sein und wird durch die Inhalte des Abtastspeichers SS bestimmt. Der gesamte Zyklus und seine Parameter können durch Ändern der im Abtastspeicher gespeicherten Wörter oder durch Verwendung eines anderen Teils des Abtastspeichers, der davon verschiedene Wörter enthält, grundlegend geändert werden. Die Anordnung stellt somit eine sehr vielseitige Anordnung zum Steuern, Abtasten und Multiplexen von Folgen dar. Es ist ersichtlich, daß diese Anordnung jeden Kanal wie gefordert in regelmäßigen Abständen abtastet. Wie bereits erwähnt, wird dieser Sachverhalt näher durch die letzten drei Zeilen der Fig. 3 erläutert, die die für einen ähnlichen Fall durchgeführten Auswahl vorgänge mit einer anderen Wahl von Adreßwörtern zeigen.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der AWDD-Schaltung, die in den zuvor beschriebenen Beispielen einsetzbar ist. Sie enthält einen Vergleicher oder Adreß-Detektor AD, der getrennte Worteingänge zum Aufnehmen von Mehrziffern-Signalen aus dem Abtast speicher SS

bzw. dem Gatter X enthält, ferner ein Gatter X₁₁. Der Vergleich 11

eher AD besitzt einen Steuerausgang, der immer dann ein Signal abgibt, wenn seine Worteingänge nicht identische Signalkombinationen aufnehmen. Die Worteingangs-Verbindungen stellen sicher, daß immer dann, wenn der Vergleicher ein Adreßwort-Signal aus dem Gatter X aufnimmt, er auch den entsprechenden Haltwert aus dem Ab-

tastspeicher SS aufnimmt. In jedem Zeitschlitz bewirkt das erste in Frage kommende, aufzunehmende Adreßwort, daß der Steuerausgang des Vergleichers ein Signal abgibt. Dadurch wird das Gatter X geöffnet und die Übertragung des ausgewählten Wortes zum Adreß-Umsetzer AT ermöglicht.

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Die Adreßwörter können jedoch auch so gewählt werden, daß die Verwendung eines anderen Ausführungsbeispiels für die AWDD-Schaltung möglich ist. Zum Beispiel können sie derart gewählt werden, daß alle Haltwerte einer gegebenen Zahl entsprechen, die aus lauter Nullen bestehen kann. Daher können die Anfangswerte x. zweckmäßigerweise gleich a. für alle Werte von i und d sein, das gleich -1 ist. In diesem Fall muß jedes Wort, das aus lauter Nullen besteht, ein Haltwert sein, während jedes Wort mit wenigstens einer Ziffer ungleich Null als ein in Frage kommendes Adreßwort betrachtet werden muß. Die Adreßwörter sind in diesem Fall nicht eindeutig, doch können sie zum Ableiten eindeutiger Adressen verwendet werden, indem abhängig von den zugehörigen Abtastfrequenzen Zahlen addiert werden, die durch die Zeitschlitz-Unterteilung gegeben sind, während der sie ausgewählt werden. Wenn somit ein Adreßwort c während der ersten Zeitschlitz-Unterteilung ausgewählt wird, was bedeutet, daß es sich auf die c-te Kanalgruppe bezieht, die mit der höchsten Abtastfrequenz abgetastet wird, muß eine Zahl Z_r hinzugefügt werden. Wenn ein Adreßwort c während der letzten Unterteilung ausgewählt wird, was bedeutet, daß es sich auf die c-te Kanalgruppe bezieht, die einmal pro Rahmen abgetastet werden muß, muß eine Zahl Z hinzugefügt werden. Die Zahlen Z bis Z können willkürlich gewählt werden, so daß diese Additionen eindeutige Adressen bilden; diese können im Abtastspeicher SS gespeichert werden.

Fig. 5 zeigt ein abgeändertes Ausführungsbeispiel einer für diese Anordnung geeignete AWDD-Schaltung ♦ In diesem Fall kann der Vergleicher AD aus einem einfachen ODER-Gatter bestehen, an dessen Steuer-

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ausgang immer dann ein Signal erzeugt wird, wenn sein Worteingang ein Digitalsignal ungleich Null aufnimmt. Dazu ist natürlich keinerlei Verbindung zum Abtastspeicher erforderlich. Das Ausgangssignal des Gatters X wird jetzt jedoch in einen digitalen Addierer X eingespeist, der die Zahlen Z bis Z aus dem Abtastspeicher SS aufnimmt und die Ergebnisse seiner Addition in den Adreß-Umsetzer AT überträgt.

Natürlich gibt es zahlreiche Realisierungsmöglichkeiten für weitere geeignete Ausführungsbeispiele der AWDD-Schaltung. Zum Beispiel könnten die Adreßwörter so gewählt werden, daß die Haltwerte gleich Vielfachen des Zählerstandes im Zähler T gemacht werden. Andererseits könnten die Haltwerte durch Zählen der Anzahl der für jede Abtastfrequenz durchgeführten Auswahlvorgänge gekennzeichnet werden, während weitere Auswahlvorgänge für diese Abtastfrequenz gesperrt werden, wenn die vorbestimmte Anzahl a. von A us wahl vorgängen durchgeführt wurde, und wobei der Zählerstand bei der geforderten Abtastfrequenz zurückgesetzt wird.

Für den Fachmann ist selbstverständlich, daß einige Vorkehrungen getroffen werden müssen, um sicherzustellen, daß die beschriebenen Aktionen in der richtigen Reihenfolge durchführbar sind, z.B. können zusätzlich einige kleinere Verzögerungen oder elektrische Verbindungen in den verschiedenen Signalwegen erforderlich sein. Zum Beispiel kann es vorteilhaft sein, die beschriebenen Adreß-Löschoperationen der AWRC-Schaltung durch einen Teil eines Zeitschlitzes, bezogen auf die Auswahl- und Inkrementierungsoperationen der Logik LC,

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voranzutreiben; dies läßt sich leichter durchführen, wenn ρ etwas größer als r gemacht wird, so daß eine oder zwei weitere Unterteilungen in jedem Zeitschlitz vorhanden sind. Andernfalls kann der Teiler T der Fig. 2 so abgeändert werden, daß verschiedene Ausgangsimpulszüge mit jeweils derselben Frequenz, jedoch mit verschiedenen gegenseitigen Phasenverschiebungen erzeugt werden, um verschiedene Teile in geeigneter Weise nacheinander zu betätigen.

Die Anordnung wird noch vielseitiger, wenn der Impulsteiler T nicht auf ein eingestelltes Teilungsverhältnis beschränkt ist, weshalb auch die in Fig. 6 gezeigte Abänderung verwendet werden kann. In diesem Fall stellt der Teiler T einen Rückwärtszähler dar, der durch

dt

Signale auf jede Zahl η zurückgesetzt werden kann, die über ein Gatter T aus einem Register T einspeisbar sind. Impulse aus der

dt X - dt dt

Leitung TS werden in einen Rückwärtszähl-Eingang derart eingespeist, daß der Zählerstand des Zählers T durch jeden Impuls aus dem Zäh-

dt

ler T um 1 zurückgesetzt wird. Immer dann, wenn der Zählerstand Null erreicht wird, erzeugt der Zähler T ein Ausgangssignal, das

dt

auf die Leitung S gelangt und außerdem das Gatter T derart steu-

O dt χ

ert, daß der Zähler T nach jedem η-ten Zählvorgang auf η zurück-

-- dt

gesetzt wird. Das Register T kann über den Abtastspeicher SS ge-

ctc\

laden werden. In diesem Fall kann ρ etwas größer als r gemacht werden, so daß der Abtastspeicher SS für ein erneutes Auffüllen des Registers T in einer weiteren Unterteilung jedes Zeitschlitzes ver-

CtCt

wendet werden kann; die erforderlichen Signale können über einen Zusatzbereich des Arbeitsspeichers WS übertragen werden. Die Einrichtung zum Einstellen von η aus dem Abtastspeicher SS kann zum Ändern

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der Rahmenlänge verwendet werden, wenn der Abtastspeicher zum Erzeugen eines unterschiedlichen Multiplexzyklus geändert wird. Mit ρ = r + 2 kann ein weiterer Platz im Abtastspeicher zum Speichern eines Wortes für das Steuern der Bandgeschwindigkeit eines (nicht gezeigten) Aufzeichnungsgerätes zum Aufzeichnen der Multiplexsignale verwendet werden, ferner zum Steuern des Impulsgenerators PG, um diesen mit einer ausgewählten Impulswiederholungsfrequenz zu betreiben. Diese Einrichtung kann zum Sicherstellen einer konstanten Packungsdichte oder Dichte der Datensignale beim Aufzeichnen der Multiplexsignale dienen. Andererseits kann das Zusatzwort zum Bestimmen einer gewünschten Packungsdichte verwendet werden und zum Steuern entweder der Bandgeschwindigkeit oder der Impulswiederholungsfrequenz, um die gewünschte Packungsdichte zu erreichen. Die Impulswiederholungsfrequenz bestimmt die absoluten, zur Verfügung stehenden Abtastfrequenzen.

Die Impulse auf den Leitungen TS, S , S und S müssen nicht die Dauer oder Impulsform wie in Fig. 3 aufweisen. Die Inkrementierungs-Anordnung im Arbeitsspeicher WS, die durch das Steuerausgangssignal der AWDD-Schaltung gesteuert wird, kann wie beschrieben ein einfacher digitaler Addierer zum Addieren vorgegebener Inkremente sein. Während die beschriebene Anordnung die Darstellung der Kanäle im Arbeitsspeicher durch Adreßwörter erfordert, die eine leicht erzeugbare Folge bilden, können diese Adreßwörter mit dem Adreß-Umsetzer durch eine 1 : 1-Abbildung in jede gewünschte Kanaladresse umgesetzt werden, so daß jeder ausgewählte Kanal auf jedes ausgewählte Adreßwort bezogen werden kann. Der Adreß-Umsetzer AT ist ein üb-

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licher Speicher mit einer Speicherzelle für jedes Adreßwort, das am Ausgang der AWDD-Schaltüng erzeugbar ist, und in der die Adresse des entsprechenden Dateneingabekanals (oder die Adresse des Datenkanal-Gatters, das diesen steuert) gespeichert ist. Wenn z. B., wie zuvor beschrieben, Adreßwörter 30, 31 usw. verwendet werden und die viermal pro Rahmen abzutastenden Kanäle die Kanäle 18 und 42 sind, werden die Adressen 18 und 42 in den Speicherzellen 30 und 31 des Adreß-Umsetzers AT gespeichert. Zusätzlich zu diesen Adressen können die Speicherzellen im Adreß-Umsetzer auch Signale speichern, die Parameter des betrachteten Kanals darstellen; Beispiele dafür sind die Signalart auf dem Kanal (unipolar, bipolar, mehrstufig oder analog), der Signalpegel oder die voraussichtlich benötigte Verstärkung, die Signalbandbreite oder die Wahl des Filters, über das die Signale übertragen werden sollen. Wenn irgendein ausgewähltes Adreßwort in den Adreß-Umsetzer AT eingespeist wird, überträgt es die Inhalte einer entsprechenden Speicherzelle an die Ausgänge des Adreß-Umsetzers. Der Adreß-Umsetzer wird derart geladen, daß durch diese Aktion die zugehörige gespeicherte Kanaladresse in einen Decoder im Feld der Datenkanal-Gatter DCG geschickt wird, worauf das zügehörige Datenkanal-Gatter geöffnet wird; ferner legt der Adreß-Umsetzer AT die entsprechenden Parameter signale an die Leitungen M, G, B und S an. Diese Signale können zum Steuern einer weiteren (nicht gezeigten) Anordnung verwendet werden, die eine Verarbeitung und/oder Aufzeichnung der Datenkanalsignale vornimmt. Die Wahl der abzutastenden Kanäle kann natürlich durch Abänderung des Umsetzers geändert werden. Der Umsetzer kann ferner so ausgelegt sein, daß er ein Ausgangssignal zum Steuern der Genauigkeit

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abgibt, mit der jedes Datensignal digitalisiert oder mit Hilfe eines entsprechenden Gerätes übertragen wird.

Aus Gründen der Einfachheit wurden in den hier beschriebenen Beispielen nur wenige Abtastwerte und wenige Abtastfrequenzen verwendet, jedoch kann die Anordnung natürlich auf jede gewünschte Anzahl von Abtastfrequenzen erweitert werden; dazu sind lediglich größere Speicher und eine Erweiterung der Teilerkette und der UND-Gatter (T , T , T und X , X , X) sowie zusätzliche Stufen des Registers X erforderlich.

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Claims

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Patentansprüche

(ly Datenvermittlungsanordnung zum Steuern der Vermittlung bzw. Verarbeitung und der Zeitmultiplexbildung von Signalen auf mehreren Dateneingabekanälen derart, daß die Signale auf verschiedenen Dateneingabekanälen mit verschiedenen ausgewählten Abtastfrequenzen abgetastet und in einem Zeitmultiplexzyklus mit einer vorbestimmten Zeitschlitzfrequenz übertragen werden; mit

einem Impulsgenerator zum Erzeugen von Impulsen mit der p-fachen Zeitschlitzfrequenz, wobei p.eine positive ganze Zahl ist,

einem Zeitmultiplexer aus mehreren, getrennt an verschiedene Dateneingabekanäle angeschlossenen Gattern,

Adreßeingangs-Verbindungen, und

einem Decoder zum Steuern der Gatter derart, daß er beim Anlegen eines Adreßwortes an die Adreßeingangs-Verbindungen anspricht und ein entsprechendes Gatter durchschaltet, damit dieses Signale aus dem angeschlossenen Dateneingabekanal übertragen kann,

gekennzeichnet durch

einen durch den Impulsgenerator (PG) gesteuerten Taktgenerator (TC) zum Erzeugen einer Impulsfolge mit der Zeitschlitzfrequenz und wei-

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terer Impulsfolgen, die jeweils mit der erforderlichen Abtastfrequenz wiederkehren,

einen Arbeitsspeicher (WS) zum Speichern eines Adreßwortes für jede erforderliche Abtastfreqüenz,

eine durch den Taktgenerator (TC) steuerbare Adreß-Löscheinrichtung (AWRC) zum Speichern einer Gruppe aus Start-Adreßwörtern, die ein Start-Adreßwort für jede Abtastfrequenz enthalten, und zum Ansprechen auf jeden Impuls in jeder Folge, indem eines der Adreßwörter im Arbeitsspeicher (WS) durch ein Start-Adreßwort ersetzbar ist, und zwar entsprechend der Abtastfrequenz der Folge, zu der der Impuls gehört, und

eine durch den Taktgenerator (TC) steuerbare Logik (LC) zum Auswählen eines der im Arbeitsspeicher (WS) in jedem Zeitschlitz gespeicherten Adreßwörter, zum Reproduzieren des ausgewählten Wortes auf den Adreßeingangs-Verbindungen des Zeitmultiplexers (TDM), und zum Addieren eines vorbestimmten Inkrements zum ausgewählten Wort im Arbeitsspeicher (WS).
2. Datenvermittlungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (PG) Schiebeimpulse mit der p-fachen Zeitschlitzfrequenz erzeugt, wobei ρ eine ganze Zahl größer oder gleich der Anzahl der verschiedenen erforderlichen Abtastfrequenzen ist, und wobei jeder Zeitschlitz in ρ Unterteilungen unterteilt ist und jede Abtastfrequenz zu je einer der gegebenen Zeit-

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schlitz-Unterteilungen gehört; und daß der Arbeitsspeicher (WS) ein Umlaufspeicher mit ρ Stufen und einem Schiebeeingang ist, der zum Aufnehmen der Schiebeimpulse aus dem Impulsgenerator (PG) dient.
3. Datenvermittlungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Taktgenerator (TC) einen zum Zählen der Schiebeimpulse dienenden Zähler (T ) enthält; daß die Adreß-Löscheinrichtung (AWRC) einen Abtastspeicher (SS) zum Speichern wenigstens einer Gruppe von Start-Adreßwörtern enthält, die je ein Start-Adreßwort für jede gewünschte Abtastfrequenz beinhaltet, wobei A dreßeingänge an den Zähler (T ) angeschlossen sind; und daß durch die Abtastfrequenzimpulse aus dem Taktgenerator (TC) gesteuerte Gatter (X., X,) zum Steuern des Auslesens der Start-

4 ο

Adreßwörter aus dem Abtastspeicher (SS) in den Arbeitsspeicher (WS) dienen.
4. Datenvermittlungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Logik (LC, Fig. 4) einen Vergleicher (AD) zum Vergleichen von Signalen aus dem Abtastspeicher (SS) und dem Arbeitsspeicher (WS) enthält, und daß der Vergleicher (AD) ein Gatter (X₁₁) ansteuert.
5. Datenvermittlungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Logik (LC, Fig. 5) einen Vergleicher und ein

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Gatter (AD, X₁₁, Fig. 5) enthält, dessen Eingang an den Arbeitsspeicher (WS) angeschlossen ist, und daß ein durch das Gatter (X ) gesteuerter Addierer Signale aus dem Abtastspeicher (SS) und dem Arbeitsspeicher (WS) addiert.

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