DE2531987B2 - Elektronischer chronograph - Google Patents

Description

14 und 15 sind mit dem Ausgang C₁- der Sübtraktionsschältung 4 verbunden, während der Eingang B,-der Subtraktionsschaltung 16 sowie der Eingang C_1-1 der Subtraktionsschaltung 14 mit dem Potential »0« verbunden sind. Die gleiche Schaltungsanordnung kommt zur Anwendung in bezug auf drei Subtraktionsschaltungen 19 bis 21, die unterhalb der Gruppe von Subtraktionsschaltungen 8 bis 11 dargestellt sind, welche die Differenz zwischen den Einem der Stunden U_k der Zeitangaben A und B bilden. Unterhalb der Gruppe von Subtraktionsschaltungen 5 bis 7, welche die Differenz der Zehner der Minuten D_m der Zeitangaben A und B bilden, sind zwei Subtraktionsschaltungen 17 und 18 dargestellt. Der Eingang Cj_-1 der Subtraktionsschaltung 17 und der Eingang B₁ der Subtraktionsschaltung 18 sind mit dem Potential »0« verbunden. Der Eingang B_t der Subtraktionsschaltung 17 ist mit dem Ausgang C₁ der Subtraktionsschaltung 7 verbunden.

Ist die Zeitangabe A absolut genommen größer als die Zeitangabe B, so kann die Differenz A₁ für die Einer der Minuten U_m an den Ausgängen X) der Subtraktionsschaltungen 1, 14, 15 und 16, für die Zehner der Minuten D_m an den Ausgängen X₁ der Differenzschaltungen 5, 17 und 18, für die Einheiten der Stunden V_h an den Ausgängen X₁ der Differenzschaltungen 8, 19, 20 und 21 und für die Zehner der Stunden D₁, an den entsprechenden Ausgängen der Differenzschaltungen 12 und 13 entnommen werden. Es ist nun allerdings zu bedenken, daß beispielsweise die die Einer U_m der Minuten anzeigende Ziffer der zu subtrahierenden Zeitanzeige B größer sein kann, als die die Einheiten der Minuten U_m der Zeitanzeige A anzeigende Ziffer. In einer konventionellen Rechenoperation im dezimalen System erfolgt die Berechnung der Differenz der Einer gemäß folgender Operation:

2-4-»-12-4 = 8.

Man fügt also der Zahl von Einem 10 Einheiten zu, was darauf hinauskommt, eine »1« vor die die Einer anzeigende Zahl zu setzen. Wenn man in gleicher Weise vorgeht und beim obenerwähnten Beispiel vor die die Einer der Minuten anzeigende Ziffer eine »1« setzt, so ergibt dies in einer binären Schaltung:

0010 (=2)-> 10010 (=18).

Man fügt also nicht 10 sondern 16 (= 10000) Einheiten zu. Zur Korrektur genügt es dann, systematisch den Wert »6« zu subtrahieren, wenn die Einer der Minuten U_m von B größer sind als die Einer der Minuten U_m von A. Diese Operation wird mit Hilfe der Subträktionsschaltungen 14, 15 und 16 durchgeführt, was im Falle des oben angenommenen Beispiels folgendes ergibt:

0010 (= 2)
-0100 (= 4)

1110 (= 14)
-0110 (= 6)

1000 (=8)

Man kann die binär ausgedrückte Ziffer »6« mit Hilfe des Übertrags C₁- der Subtraktionsschaltung 4 bilden.

In entsprechender Weise wird für die Einer der Stundenanzeige U_h vorgegangen, wo die binäre Zahl »6« mit Hilfe des Übertrags C₁- der Subtraktionsschaltung 11 gebildet wird.

Für die Zehner der Minuten D_m stellt sich das Problem analog. Wenn jedoch die Ziffer der Zehner der Minuten der Zeitangabe B größer ist als die Ziffer der Zehner der Minuten der Zeitanzeige A, würde man dann bei normaler Berechnung im Dezimalsystem nicht eine Zahl 10 sondern nur die Zahl 6 zur Ziffer addieren, von welcher zu subtrahieren ist. Wenn man nämlich von den Einem der Stunden eine Einheit überträgt, so sind dies sechs Zehner der Minuten, die zur Ziffer addiert werden können, von welcher zu subtrahieren ist.

Setzt man nun den Wert »1« der binären Darstellung der Ziffer für die Zehner der Minuten voran, so findet nicht eine Erhöhung um sechs sondern um acht (= 1000) statt. Wenn sich folglich an der Subtraktionsschaltung 7 ein Übertrag C,- = »1« ergibt, so muß an den Ausgängen X₁ der Subtraktionsschaltungen 5, 6 und 7 der Betrag »2« subtrahiert werden. Diese Operation findet in den Subtraktionsschaltungen 17 und 18 statt. Ein einfaches Beispiel soll diese Operation erläutern:

1 h 20 min — 40 min = 60 min + 20 min — 40 min = 80 min — 40 min = 40 min. Berücksichtigt man nur die Zehner, so ergibt sich:

010 (= 2 Zehner der Minuten)

— 100 (=4 Zehner der Minuten)

ΊΪΟ (=6)
-010 (= 2)
100 (= 4 Zehner der Minuten)

Das Entlehnen einer Stunde bei den Einern der Stunden U_h erfolgt ebenfalls durch Übertrag C₁ am

♦o Ausgang der Subtraktionsschaltung 7.

Ist die Ziffer der Zehner der Stunden D_h der Zeitangabe B größer als die entsprechende Ziffer der Zeitangabe A, selbst wenn man einen eventuellen Übertrag C,- von der Subtraktionsschaltung 11" her mitberücksichtigt, so bedeutet dies, daß die Zeitangabe B absolut genommen größer ist als die Zeitangabe A, und in diesem Falle ist es erforderlich, das Komplement A₂ des Ergebnisses A₁ zu ermitteln. Das erfolgt mit Hilfe der Subtraktionsschaltungen 22 und 24 und mit Hilfe eines Übertrags C₁ am Ausgang Y der Subtraktionsschaltung 13. Subtrahiert man im Dezimalsystem eine größere Zahl von einer kleineren, so wird oft das negative Ergebnis in Form eines sogenannten Komplements zu 10 wie folgt dargestellt:

232

-564

....999668

Zur Ermittlung des Absolutwertes der Differenz genügt es, für die Einer das Komplement zu 10 und für die restlichen Ziffern das Komplement zu 9 zu bilden. Beim AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig. 2 wird man die die Einer der Minuten U_m angebende Ziffer auf 10 ergänzen (in binärer Darstellung 1010), die die Zehner der Minuten D_m anzeigende Ziffer wird man auf 5 ergänzen (in binärer Darstellung 101,

weil die die Zehner der Minuten anzeigende Ziffer höchstens 6 betragen kann), die die Einer der Stunden U_h anzeigende Ziffer wird man auf 9 ergänzen (binär dargestellt 1001) und die die Zehner der Stunden D_h anzeigende Ziffer wird man auf 3 ergänzen (in binärer Darstellung 11). Im letztgenannten Falle läßt sich diese Komplementärität dadurch erklären, daß nur zwei Stellen zur Verfugung stehen um die Zehner der Stunden D_h auszudrücken. Die nächsthöhere Ziffer wäre 4, binär als 100 ausgedrückt. Das Signal am Ausgang Y kann für die Entscheidung benutzt werden, ob das Resultat R₁ oder das komplementäre Resultat A₂ gebildet und angezeigt werden soll. Wenn nämlich

A>B, SOiStF = O,

und es ist das Resultat R₁ zu bilden und anzuzeigen, wenn dagegen

A < B, dann ist Y = 1,

und es ist das Ergebnis R₂ zu bilden und anzuzeigen. Die Wahl kann mittels einer durch das Signal Y gesteuerten Multiplex-Schaltung erfolgen. Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer solchen Multiplex-Schaltung, wobei nicht alle Stellen der die Ergebnisse R₁ und R₂ darstellenden binären Ziffern dargestellt sind. Es ist jedoch aus der Darstellung gemäß Fig. 3 ohne weiteres ersichtlich, wie die Schaltung im übrigen gestaltet sein müßte. Je zwei gleichbedeutende Stellen bzw. Ausgänge der Ergebnisse R₁ und R₂ bzw. deren Speicher sind mit zwei verschiedenen UND-Toren verbunden, von welchen das eine außerdem direkt vom Signal Y und das andere vom komplementären Signal Y angesteuert wird. Die Ausgänge je zweier zusammengehörender Tore sind mit den Eingängen je eines ODER-Tores verbunden, an dessen Ausgang das anzuzeigende Resultat R erscheint. Während beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 nur die Minuten und Stunden berücksichtigt sind, können natürlich entsprechende Schaltungen für die Einer und Zehner der Sekunden, für Zehntelsekunden usw. vorgesehen sein, in welchem Falle entsprechende weitere Subtraktionsschaltungen der in F i g. 2 dargestellten Art angeschlossen werden, wobei natürlich entsprechend berücksichtigt werden muß, daß die Minute 60 Sekunden aufweist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. ^Ai ^ßi P ^xi ^c> O O 1 O O O O P 1 1 O 1 1 1 1 O 1 P O 1 1 O 1 1 O 1 P O O O 1 1 1 O P 1 1 1 1

   Fig. IA und IB Schaltungen an sich bekannter Patentanspruch: elektronischer/Subtraktionskreise zeigen;

   F i g. 2 zeigt eine vollständige Subtraktiqnssehal-

   Elektronischer Chronograph mit einer Einrich- tung gemäß der Erfindung und

   turig zum Speichern mindestens zweier Zeitanga- 5 Fig. 3 zeigt einen Unterscheidungsstromkreis bzw. ben, gekennzeichnet durch eine Sub- Diskriminator der erfindungsgemäßen Schaltung,
   traktionseinrichtung mit Unter einer vollständigen Subtraktionsschaltung

   versteht man eine solche, welche die Differenz zwi-

   a) einem ersten Satz von vollständigen Subtrak- sehen zwei Digitalwerten A₁ und B₁- der Ordnung i tiönsschaltungen (1 bis 21) zur Bildung einer io bilden kann, unter Berücksichtigung eines eventuelersten Differenz (K₁) zwischen den in binäre len Übertrags C^₁ der benachbarten unteren Stelle Zahlen umgewandelten Dezimalen (U_m,D„,, i—1. ;

   O_n, D_h), die zwei bestimmte, gespeicherte Der unten stehenden Wahrheitstafel können das

   Zeitangaben (A und B) beinhalten, wobei Ergebnis X₁ und der Übertrag C₁-, die eine vollstäneventuelle Überträge berücksichtigt werden, 15 dige Subträktionsschaltung liefert, entnommen werurid den.

   b) einem zweiten Satz von vollständigen Subtraktionsschältungeh (22 bis 34) zur Bildung des Komplements (R₀) der erwähnten ersten Differenz (R₁) für den Fall, daß die zu sub- 20 tränierende Zeitangabe (B) größer ist als die Zeitangabe (A), von welcher sie subtrahiert wird, wobei der letzte Übertrag aus der Differenz zwischen den D^ezi^malen größeren Gewichts (D_n) zur Bildung des Komplements 25 dient und wobei dieser letzte Übertrag als Uiiterscheidungselemeht zwischen der ersten Differenz (R₁) Und dem Komplement (A₂) dient.

   30

   Die vollständige Subtraktionsschaltung kann auf

   zwei Arten ausgeführt sein, nämlich gemäß F i g. 1A mittels einer gewissen Anzahl von NAND-Toren

   Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektro- oder gemäß Fig. IB mittels zweier NOR-Exklusiv-

   nischen Chronograph mit einer Einrichtung zum 35 Tore, zweier Inverter und dreier UND-Tore aufge-Speichern mindestens zweier Zeitangaben. baut werden.

   Es kann sich beispielsweise bei sportlichen Wett- Die erfindungsgemäße Subtraktionsschaltung ist in

   kämpfen als nützlich erweisen, mit einem Chrono- ihrer Gesamtheit in F i g. 2 dargestellt. Alle die mit graphen der obenerwähnten Art die Differenz zwi- 1 bis 34 bezeichneten Blöcke stellen je eine voll-

   schen zwei beliebigen gespeicherten und angezeigten 40 ständige Subtraktionsschaltung gemäß F i g. 1A oder Zeiten, beispielsweise durch einfachen Druck auf 1B dar. Nur in der Subtraktionsschaltung 1 sind die einen Druckknopf zu bilden, ohne hierbei selbst Eingänge A₁, B₁- und Q_-1 und die Ausgänge AT₁- und irgend etwas ausrechnen zu müssen und dabei leicht C₁ angegeben, wobei jeweils B₁- von A₁ subtrahiert Fehler zu begehen. wird. Die beiden Zeitangaben A und B sind in

   Der erfindungsgemäße elektronische Chronograph 45 binärer Form im Chronographen gespeichert. Man ist gekennzeichnet durch eine Subtraktionseinrichtung benötigt vier Bits für die Einer der Minuten U_m mit und für die Einer der Stunden U_h, da vier Bits er

   forderlich und hinreichend sind zur Darstellung der

   a) einem ersten Satz von vollständigen Subtrak- Ziffern 1 bis 10 im Dezimalsystem. Zur Darstellung tiönsschaltungen zur Bildung einer ersten Diffe- 5° der Zehner der Minuten genügen drei Bits, da ledigrenz zwischen den in binäre Zahlen umgewän- lieh die Ziffern 1 bis 6 im Dezimalsystem zu berückdelteii Dezimalen, die zwei bestimmte, gespei- sichtigen sind. Zur Darstellung der Zehner der Stuncherte Zeitangaben beinhalten, wobei eventuelle den werden im allgemeinen zwei Bits genügen, indem Überträge berücksichtigt werden, und angenommen wird, daß nicht mit Zeiten von über

   b) einem zweiten Satz von vollständigen Subtrak- 55 24 Stunden gerechnet werden muß.
   tiönsschaltungen zur Bildung des Komplements Die Subtraktionsschaltung des Chronographen der erwähnten ersten Differenz für den Fall, daß weist einen ersten Satz vollständiger Subtraktionsdie zu subtrahierende Zeitangabe größer ist als schaltungen 1 bis 13 auf, die für jede einzelne Stelle die Zeitangäbe, von welcher sie subtrahiert die Differenz zwischen den gespeicherten Zeiten A wird, wobei der letzte Übertrag aus der Diffe- 6° und B bildet. Der Ausgang C_i_₁ jeder vollständigen renz zwischen den Dezimalen größeren Ge- Subträktionsschaltung ist mit dem Eingang C₁- der wichts zur Bildung des Komplements dient und Subtraktionsschaltung der nächsthöheren Stelle verwobei dieser letzte Übertrag als Unterschei- bunden. Der Eingang C_1-1 der Subträktionsschaldungsselement zwischen der ersten Differenz und tung 1 ist mit einem Potential »0« verbunden. Unter dem Komplement dient. ⁶5 den Subtraktionsschaliungen 1 bis 4, welche die Differenz der Einer der Minuten U_m bilden, sind drei

   Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeich- weitere Subtraktionsschaltungen 14 bis 16 dargenung näher erläutert, in welcher stellt. Die Eingänge B₁ der Subtraktionsschaltungen