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Mit VerknUpfungsgliedern aufgebauter statischer Binärcodierer
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mit mehreren SlgnaleinEänSen und mehreren Signalausgängen Die Erfindung
betrifft einen mit Verknüpfungsgliedern aufgebauten statischen Binärcodierer mit
mehreren Signaleingängen und mehreren Signalausgängen#, der für die Anzahl von an
seine Signaleingänge gelieferten binären Eingangssignalen gleichen Binärwerts binäre
Ausgangssignale liefert, die jeweils die Ziffern einer dieser Anzahl entsprechenden
Dualzahl repräsentieren, und der mindestens ein Kombinations-Glied mit zwei gleichwertigen
Eingängen enthält, bei dem ein Koinzidenz-Ausgang, der ein Ausgangssignal mit bestimmtem
Binärwert liefert, wenn beide Eingänge mit Eingangssignalen eines vorgegebenen Binärwerts
beliefert sind, und ein Exkluaiv-ODER-Ausgang, der ein Ausgangssignal mit dem selben
bestimmten Binhrwert liefert, wenn nur ein beliebiger der beiden Eingänge mit einem
Eingangssignal des vorgegebenen Binärwerts beliefert ist, vorgeschen sind.
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Solche Binärcodierer finden beispielsweise in der Fernsprech-oder
Fernschreib-Vermittlungstechnik dort Verwendung, wo Verkehrsmessungen an Wähleinrichtungen
oder Leitungen vorzunehmen sind oder eine an die Verkehrslast optimal angepaßte
Leitweglenkung über Orts- oder Fernverbindungsleitungen mit Hilfe von rechnenden
Einric#tungen durchgeführt werden soll.
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Aus der deutschen Offenlegungsschriit 2 304 l23##t'#i'n## Zählschaltung
bekannt, die an ihren Ausgängen die Belegung ihrer Eingänge zahlenmäßig anzeigt.
Für diese ZähLschaLtung, deren Eingänge einzeln mit binären Signalen belegt sind,
ist kennzeichnend, daß ein Teil der zugehörigen Verknfipfungsglieder zu Verknüpfungsnetzwerken
zusammengefaßt ist, die die Eingänge aufweisen, daß ein Verknüpfungsnetzwerk jeweils
genausoviele Ausgänge wie Eingänge hat, von denen einer als Anzeigeausgang durch
ein binäres Signal anzeigt, ob ein vorgegebener Signalwert der eingangsseitigen
Signale in ungerader oder in gerader Anzahl auftritt, während an den übrigen dieser
vorgegebene Signalwert in halber Anzahl als bei den Eingängen auftritt, wobei die
letztere Anzahl nach unten abgerundet ist, daß an die erwähnten übrigen Ausgänge
mindestens eines Verknüpfungsnetzwerkes die Eingänge eines weiteren Verknüpfungsnetzwerkes
angeschlossen sind, bei dem der dabei freibleibende Eingang mit dem komplementären
Signalwert des vorgegebenen Signalwerts ständig belegt ist, daß die Signalausgänge
die Ausgänge der Zählschaltung sind und gegebenenfalls durch einen weiteren Ausgang
ergänzt sind, der über ein Verkntipfungsglied an die Ausgänge oder Eingänge mindestens
eines der Verknüpfungsnetzwerke angeschlossen ist.
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Diese bekannte 7ählsckaltur.g benötigt für eine Ausführung mit beispielsweise
acht Signaleingängen insgesamt drei sogenannte Verknüpfungsnetzwerke mit je 14 Verknüpfungselementen
und ein zusätzliches gemeinsames ODER-Glied. Hinzu kommt ein Aufwand an externer
Verdrahtung für das Zusammenschalten dieser drei Verknüpfungsnetzwerke, vergl. Fig.
7 der angegebenen Drucksc½irift . Außerdeni ist die Laufzeit von Signalen, die an
die Eingangsldemmen geführt sind, durch die Hintereinander-
schaltung
vieler Verknüpfungsglieder relativ groß.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den materiellen
und räumlichen Aufwand des erfindungsgemäßen Binärcodierers gegenüber dem der bekannten
Zählschaltung zu vermindern. Die Anzahl der benötigten Klemmen für Signalen gänge
und Signalausgänge soll auf das theoretisch mögliche Mindestmaß herabgesetzt und
die Laufzeit von Signalen durch den Binärcodierer verringert sein. Im übrigen soll~der
erfindungsgemäße Binärcodierer eine einfache und damit übersichtliche Schaltungsstruktur
haben, die es erlaubt, Binärcodierer für beliebige Anzahlen von Signaleingängen
zu entwerfen.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird von einem mit Verkntipfungsgliedern
aufgebauten statischen Binäreodierer mit mehreren Signaleingängen und mehreren Signalausgängen
ausgegangen, der für die Anzahl von an seine Signaleingänge gelieferten binären
Eingangssignalen gleichen Binärwerts binäre Ausgangssignale liefert, die jeweils
die Ziffern einer dieser Anzahl entsprechenden Dualzahl repräsentieren, und der
mindestens ein Kombinatior#-Glied mit zwei gleichwertigen Eingängen enthält, bei
den ein Koinzidenz-Ausgang, der ein Ausgangssignal mit bestimmtem Binärwert liefert,
wenn beide Eingänge mit Eingangssignalen eines vorgegebenen Binärwerts beliefert
sind, und ein J'xklusiv-ODER-Ausgang, der ein Ausgangssignal mit demselben bestimmten
Binärwert liefert, wenn nur ein beliebiger der beiden Eingänge mit einem Eingangssignal
des voi'gegebeii#n Dinü#rw#i#ts beliefert ist, vorgesehen sind.
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Dieser Binärcodierer ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl n
der Signalausgänge den für das Darstellen aller in Betracht kommenden Dualzahlen
erforderlichen Ziffernstellen entspricht, daß die Kombinations-Glieder in n - 1
Codierstufen angeordnet sind, daß die Koinzidenz-Ausgänge von jeweils zwei Kombinations-Gliedern
einer Codierstufe, bei denen ein Eingang
des einen mit dem Exklusiv-ODER-Ausgang
des anderen Kombinations Gliedes verbunden ist, an die Eingänge eines Misch-Gliedes
angeschlossen sind, daß der Ausgang eines derartigen Misch-Gliedes und der Koinzidenz-Ausgang
eines weiteren Kombinations-Gliedes oder der Ausgang eines weiteren Misch-Gliedes
der selben Codierstufe mit je einem Eingang eines in einer höheren Codierstufe angeordneten
Kombinations-Gliedes verbunden sind, daß der Exklusiv-ODER-Ausgang jeweils eines
Kombinations-Gliedes in jeder Codierstufe ein Signalausgang des Binärcodierers ist
und daß der Koinzidenz-Ausgang eines in der höchsten Codierstufe angeordneten Kombinations-Gliedes
oder der Ausgang eines in der höchsten Codierstufe angeordneten Misch-Gliedes ein
Signalausgang des Binärcodierers ist.
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Das Vorteilhafte der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß
der k#wand an Schaltungselementen gegenüber dem beim Stande der Technik erheblich
verringert ist. Dadurch ergibt sich außer einer höheren Wirtschaftlichkeit ein kleinerer
Raum- und Energiebedarf. Im übrigen erlaubt die kleine Anzahl von benötigten Klemmen
für Signaleingänge und -ausgänge einen monolithischen Aufbau des erfindungsgemäßen
Binärcodierers.
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Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß soviele
Ausgänge von Nisch-Gliedern und/oder Koinzidenz-Ausgänge von Kombinations-Gliedern
einer Codierstufe über Verbindungadern an die Eingänge der Kombinations-Glieder
der Jeweils nächsthöheren Codierstufe angeschlossen sind, wie es der Jeweiligen
halben Anzahl der an die zuerst genannte Codierstufe angeschlossenen Signaleingänge
entspricht, wobei bei ungerader Anzahl der Signaleingänge die Anzahl der Verbindungsadern
auf eine ganze Zahl abgerundet ist.
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Eine andere Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils alle Verbindungsadern zwischen zwei Codierstufen an Eingänge der Kombinations-Glieder
in der Jeweils höheren Codierstufe angeschlossen sind.
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Kennzeichnend für eine andere Weiterbildung der Erfindung ist, daß
in jeder Codierstufe jeweils ein Kombinations-Glied weniger als Verbindungsadern
zur jeweils niedrigeren Codierstofe vorhanden sind.
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Durch die vorstehend genannten Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich vorteilhafte Schaltungsstrukturen, die sich durch Einfach1#eit und Übrsichtlicheit
auszeichnen. Solche Schaltungsstrdçturen erleichtern dem Fachmann den Entwurf weiterer
Binärcodierer mit beliebigen Anzahlen von Signaleingängen.
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Die Weiterbildungen der Erfindung bieten außerdem den Vorteil, daß
Binärcodierer mit verschiedenen Anzahlen von Signaleingängen Jeweils mit der kleinsten
theoretisch möglichen Anzahl von Verknüpfungs-Gliedern realisierbar sind. Eine kleine
Anzahl von Verknüpfungs-Gliedern ergibt darüber hinaus kleine Signallaufzeiten.
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Kennzeichnend für eine andere Weiterbildung der Erfindung ist, daß
die Kombinations-Glieder der betreffenden Codierstufe in Form einer Kaskade zusammengeschaltet
sind.
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Diese Weiterbildwlg bietet den Vorteil, daß ein besonders einfacher
Aufbau (layout) von Binärcodierern ermöglicht ist und unter bestimmten Umständen,
nämlich je nach Realisierung der UND- bzw. Ex1#usiv-0DER-Funktion der Kombinations-Glieder
inte grierte Schaltkreise eingespart werden können.
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Die Erfindung ist ~ußerdC:r# insofern wsitergebildet, als die Ecrbinations-Glieder
der betreffenden Codierstufe in Form von zwei oder mehr Kaskaden zusammengeschaltet
sind, wobei jeweils die Endpunkte von zwei Kaskaden an die Eingänge eines weiteren
außerhalb dieser Kaskaden, jedoch In der selben Codierstufe angeordneten Kombinations-Gliedes
angeschlossen sind und der Exklusiv-ODER-Ausgang dieses Kombinations-Gliedes ein
Signalausgang des Binärcodierers ist.
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Diese Weiterbildung ist insofern vorteilhaft, als die Anzahl der jeweils
in Reihe geschalteten Kombinations-Glieder gegenüber denen in einer einzigen Kaskade
angeordneten verringert ist, wodurch sich kleinere Signallaufzeiten ergeben oder
Ausführungen von Binärcodierern mit großen Anzahlen von Signaleingängen und tragbaren
Laufzeiten ermöglicht sind.
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Im folgenden werden mehrere Ausi#hrungsbeispiele für die Erfindung
ailand mehrerer Figuren erläutert.
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Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Kombinations-Glied und
die zugehörige Funktionstabelle, Fig. 2 zeigt die einfachste Form eines Binärcodierers
mit zwei Signaleingängen El, E2 und die zugehörige Funktionstabelle, Fig. 3 zeigt
ein Ausführungsbeispiel mit drei Signaleingängen EI, E2, E3, Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel
mit vier Signaleingängen EI, E2.. .E4, Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit
filnf Signaleingängen El, E2...E5, Fig. 6 zeigt ein Ausfüh#'ungsbeispiel mit sechs
Signalelngängen El, E2. . .E6, Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit sieben Signaleingängen
E1s E2...E7, Fig. 8 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel mit acht Signaleingängen
B2...28, Fig. 9 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel mit acht Signaleingängen EI,
E2...E8, Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit zehn Signaleingängen E1,.E2...
E10, Fig.11 zeigt die Funktionstabelle zu dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel,
Fig. 12 zeigt die Funktionstabelle zu dem in Fag 4 gezeigten Ausführungsbeispiel,
Fig.13 zeigt die Funktionstabelle zu dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel,
Fig.14 zeigt eine vereinfachte Funktionstabelle zu dem in Fig.6 gezeigten Ausführungsbeispiel.
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Wie bereits angegeben, zeigt Trig ein Pusfijhru#g"st#is'p##l für ein
Kombinations-Glied und. die zugehörige Funlitionstabelle.
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Dieses Kombinations-Glied hat zwei gleichwertige Eingänge p, q, einen
Koinzidenz-Ausgang g und einen Exklusiv-ODER-Ausgang u. Der Koinzidenz-Ausgang g
ist mit einem Punkt gekennzeichnet. In den folgenden Figuren9 nämlich Fig. 2 bis
Fig. 10 sind die dort gezeigten Kombinations-Glieder lediglich durch ein einfaches
Symbol mit vier Anschlüssen dargestellt, wobei der jeweils mit einem Punkt gekennzeichnete
Anschluß den Koinzidenz-Ausgang des betreffenden Kombinations-Gliedes angibt. Die
sich an den Längsseiten des Symbols gegenüber liegenden Anschlüsse geben gemäß der
Darstellung in Fig. 1 die beiden gleichwertigen Eingänge p, q und der verbleibende,
dem Koinzidenz-Ausgang gegenüberliegende Anschluß den Exklusiv-ODER-Ausgang u an.
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Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel für ein Kombinations-Glied
ist mit je einem UND-Glied und einem Exklusiv-ODER-Glied aufgebaut, deren Eingänge
in der gezeigten Form mit den beiden Eingängen p und q zusammengeschaltet sind.
Bei Realisierung eines solchen Kombinations-Gliedes mit marktüblichen integrierten
Schaltkreisen ist sowohl das UND-Glied als auch das Exklusiv--ODER-Glied durch geeignete,
aus der Literatur bekannte Brsatzschalturgen zu realisiereng siehe z,B. Reiß/Liedl/Spichall
- Integrierte Digitalbausteine, Kleines Praktikum, 1970 by Siemens AG, Berlin-Nu#nchen,
Seiten 38 ff.: "Ersetzbarkeit von Verknüpfungsgliedern durch andere Verknüpfungsglieder",
insbesondere Tabellen 2.4 und 2.5.
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Aus dieser Literaturstelle geht hervor, daß das in Fig. 1 gezeigte
Kombinations-Glied entweder nur mit NAND-Gliedern, NOR-Gliedern oder in gemischter
Weise aufgebaut sein kann0 Aus der bereits erwähnten Funktionstabelle in Fig. 1
ist das logische Verhalten des Kombinations-Gliedes zu entnehmen. Die vier verschiedenen
Eingangssituationen bei den beiden untereinander gleichwertigen Eingängen p, q ergeben
drei verschie-
dene Ausgangs situationen bei den beiden Ausgängen
g und u.
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Die Buchstaben L und H bezeichnen hierbei in üblicher Weise den einen
oder den anderen Binärwert.
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Das logische Verhalten eines W@-Gliedes und das eines Exklusiv-ODER-Gliedes
ist an sich bekannt, siehe ebenfalls Reiß/Lied/Spichall - Integrierte Digitalbausteine,
Seite 37, Tabelle 2.3: t'Ubers.cht über die 16 möglichen Verknüpfungen zweier Eingangsvariabler
El und E2".
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Fig. 2 zeigt, wie bereits angegeben, die einfachste Form eines Binärcodierers
B2 mit zwei Signaleingängen Ei, E2 und zwei Signalausgängen AO, Al sowie die zugehörige
Funktionstabelle.
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Ein solcher Binärcodierer besteht ausschließlich aus einem einzigen
Kombinations-Glied, wie es beispielsweise in Fig.1 gezeigt ist. Die beiden Eingänge
p, q dieses Kombinations-Gliedes sind mit den Signaleingängen El bzw. E2 verbunden.
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Der Exklusiv-ODER-Ausgang u ist mit dem Signalausgang AO und der Koinzidenz-Ausgang
g mit dem Signalausgang Al verbunden.
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Die Klemmenbezeichnungen für diese Signaleingänge und -ausgänge sind
in die vier Spalten der nebenstehenden Funktionstabelle eingetragen. Die Eingangs-
und Ausgaflgssituationen, die in dieser Funktionstabelle angegeben sind, sind mit
den entsprechenden Situationen, die in Fig. 1 gezeigt sind, identisch. Die Ziffer
O beim Signalausgang AO repräsentiert den Exponenten der ersten Stelle einer Dualzahl.
Das Entsprechende gilt für die Ziffer 1 beim Signalausgang Al. Sie repräsentiert
den Exponenten der zweiten Stelle einer Dualzahl. Somit stellen die unter AO und
Al in die Funktionstabelle eingetragenen Binärwerte I, H die Jeweiligen Stellenwerte
von zweistelligen Dualzahlen dar, die sich Jeweils aus den vorgegebenen Eingangs
situationen, nämlich den Kombinationen von Binärwerten bei den Signaleingängen El
und E2 ergeben.
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In der ersten Zeile der Funktionstabelle ist sowohl für den
Signaleingang
El als auch für den Signaleingang E2 der Binärwert L angegeben. Dies soll bedeuten,
daß an k e i n e m der beiden Signaleingänge ein zu zählendes Eingangssignal (mit
dem Binärwert H) anliegt. Die bei dieser Eingangssituation über die Signalausgänge
AO und Al abzugebenden Signale sind so beschaffen, daß sich die Dualzahl LL ergibt:
LL 0 0.21+0.20 = 0 £Eingangssignale mit Binärwert Hv In der zweiten und dritten
Zeile ist jeweils nur e i n e r der beiden Signaleingänge mit einem Eingangssignal
des Binärwerts H beliefert. Daraus ergibt sich jeweils die Dualzahl LH: LH # 0.21+
1~20ingangssignale mit Binärwert HJ In der vierten Zeile der Funktionstabelle ist
schließlich angegeben, daß b e i d e Signaleingänge mit Eingangssignalen des Binärwerts
H beliefert sind. Daraus ergibt sich die Dualzahl HL: HL 1 1#21+ 0.20 = 2 Eingangssignale
mit Binärwert Nach dem oben Ansgeführten ist es also möglich, mit Hilfe eines Kombinations-Gliedes
der angegebenen Art einen Binärcodierer B2 mit zwei Signaleingängen zu realisieren,
der die Anzahl der gelieferten Eingangssignale eines bestimmten Binärwerts mit Hilfe
von über seine Signalausgänge abtastbaren Binärsignalen, die insgesamt jeweils eine
Dualzahl repräsentieren, signalisiert.
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Fig. 3 zeigt als Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung
einen Binärcodierer B3, der drei Signaleingänge, nämlich El, E2, E3 hat. In diesem
Binärcodierer sind zwei Kombinations-Glieder, nämlich 3/1 und 3/2 derart zusammengeschaltetn,
daß der Exklusiv-ODER-Ausgang u des Kombinations-Gliedes 3/1 mit einem der beiden
Eingänge, nämlich p des zweiten Kombinations-Gliedes 3/2 verbunden ist, daß die
Koinzidenz-Ausgänge beider Kombinations-Glieder über ein Misch-Glied 3/3,
das
hier als ODER- Glied ausgeführt ist, zusammengeführt sind und daß die Signaleingänge
El und E2 an die Eingänge p und q des ersten Kombinations-Gliedes 3/1 und der Signaleingang
E3 an den Eingang q des zweiten Kombinations-Gliedes 3/2 angeschlossen sind. Der
Exklusiv-ODER-Ausgang u des zweiten Kombinations-Gliedes 3/2 ist der Signalausgang
AO. Der Ausgang des Misch-Gliedes 3/3 ist der Signalausgang Al.
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Die Wirkungsweise dieses Binärcodierers B3 ist der in Fig. 11 gezeigten
Funktionstabelle zu entnehmen. Die linke Spalte dieser Funktlonstabelle kennzeichnet
mit den Nummern 1 bis 8 die acht möglichen Eingangssituationen bei den Signaleingängen
El, E2 und ED. Die Spalte e der Funktionstabelle gibt die Anzahl der an -die Signaleingänge
gelieferten Eingangssignale mit dem Binärwert H an. Die Spalten 3/1 und 3/2 geben
die sich jeweils an den Koinzidenz-Ausgängen g und den Exklus#v-ODER-Ausgängen u
der betreffenden Kombinations-Glieder einstellenden Binärwerte an. In der Spalte
3/3 werden die sich Jeweils einstellenden Binärwerte am Ausgang des betreffenden
Misch-Gliedes angegeben. In die beiden letzten Sp#alten der Funktionstabelle, nämlich
Al und AO sind die sich Jeweils ergebenden Binärwerte als Stellenwerte der zu signalisierenden
Dualzahlen eingetragen.
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Für e=O ergibt sich die Dualzahl LL, für e-1 ergibt sich die Dualzahl
LH, für e=2 ergibt sich die Dualzahl HL, für e=3 ergibt sich die Dualzahl HH.
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Das Ausführungsbeispiel für den zuletzt behandelten Binärcodierer
B3 zeigt, daß die benötigten Kombinations-Glieder in einer einzigen Codierstufe
angeordnet sind, d.h. daß die Koinzidenz-Ausgänge g dieser Kombinations-Glieder
nicht mit den Eingängen p, q weiterer Kombinations-Glieder verbunden sind, sondern
vielmehr über das gezeigte Misch-Glied an einen der beiden Signalausgänge angeschlossen
sind. Der Grund dafür ist, daß die maximal auftretende Anzahl von Eingangssignalen
über nur zwei Signalausgänge in Form einer Dualzahl signalisierbar ist.
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Bei Binärcodierern mit mehr als drei, nämlich vieP bis siegen Signaleingängen,
vergl. Fig. 4 bis 7, sind die benötigten Kombinations-Glieder in zwei Codierstufen
S1, S2 angeordnet.
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Binärcodierer mit acht bis fünfzehn Signaleingängen benötigen drei
Codierstufen, nämlich S1, S2 und S3, vergl. Fig. 8 bis 10.
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Die Anzahl der benötigten Codierstufen ist jeweils um 1 kleiner als
die Anzahl der Signalausgänge Dies ergibt sich aus'der Eigenart dualcodierter Zah'.en.
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Fig. 4 zeigt einen Binärcodierer B4, der vier Signaleingänge El, E2,
ED, E4 hat. Wie ausgeführt, sind bei der Anzahl der benötigten Signalausgänge AO,
Al, A2 3 - 1 = 2 Codierstufen, nämlich S1, S2 erforderlich. In der Codierstufe S1
sind drei Kombinations-Glieder 4/1, 4/2, 4/3 in der gleichen Art zusammengeschaltet,
wie es bereits im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert wurde. Die kaskadenförmige Anordnung
der Kombinations-Glieder ist hier gegenüber der in Fig. 3 gezeigten lediglich um
1 Kombinationsglied erweitert.
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Die Kombinations-Glieder 4/1 und 4/2 sind in der gleichen Art mit
den Signaleingängen El, E2, E3 und den Eingängen eines Misch-Gliedes 4/4 verbunden,
wie es für die Kombinations-Glieder 3/1 und 3/2 sowie das Misch-Glicd 3/2 gezeigt
ist. Lediglich der Exklusiv-ODER-Ausgang u des Kombinations-Gliedes 4/2 ist nicht
direkt auf einen Signalausgang, sondern an einen der Eingänge, nämlich p des nächsten
Kombinationsgliedes 4/3 in der Codierstufe S1 geführt.
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Der Ausgang des Misch-Gliedes 4/4 ist ebenfalls nicht direkt an einen
Signalausgang, wie in Fig. 3 gezeigt, angeschlossen, sondern wie der Koinzidenz-Ausgang
g des Kombinations-Gliedes 4/3 über eine Verbindungsader mit einem Eingang eines
weiteren Kombinations-Gliedes 4/5 in der höheren Codierstufe S2 verbunden. Der Koinzidenz-Ausgang
g dieses Kombinations-Gliedes 4/5 ist der Signalausgang A2 und der Exklusiv-ODER-Ausgang
u der Signalausgang Al.
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Die Anordnung des Kombinations-Gliedes 4/5 in der Codierstufe S2 gleicht
der Anordnung, die in Fig. 2 gezeigt ist, nämlich der eines Binärcodierers für zwei
Signaleingänge.
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In Fig. 12 ist eine Funktionstabelle gezeigt,die das Schaltverhalten
des in Fig. 4 gezeigten Binärcodierers B4 angibt.
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In der linker Spalte dieser Funktionstabelle sind die Nummern 1 bis
16 der sechzehn verschiedenen Eingangssituationen bei den vier Signaleingängen El
- E4 angegeben. Die Spalte e gibt die Anzahl der gelieferten Signale mit dem Binärwert
H an.
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Die Spalten 4/1, 4/2, 4/3, 4/4 und 4/5 sind in der gleichen Weise
zu interpretieren, die bereits für die Funktionstabelle in Fig. 11 erläutert wurde.
In die letzten drei Spalten, nämlich AS, A1 und AO sind die sich aufgrund der verschiedenen
Eingangs situationen einstellenden Binärwerte als Stellenwerte von dreistelligen
Dualzahlen eingetragen.
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In Fig. 5 ist ein Binärcodierer B5 gezeigt, der fünf Signaleingänge
El, E2.....L5 hat. Die erforderlichen Kombinations-Glieder sind hier ebenfalls in
zwei Codierstufen S1, S2 angeordnet, nämlich 5/1, 5/2, 5/3, 5/4 in Codierstufe S1
und 5/7 in Codierstufe S2.
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Die Kombinations-Glieder 5/1, 5/2, 5/3, 5/4 sind wiederum in der gleichen
Art zusammengeschaltet, wie es bereits aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht. Im Gegensatz
zu Fig. 4, wo der Koinzidenz-Ausgang g des Kombinations-Gliedes 4/3 direkt mit einem
Eingang des Kombinations-Gliedes 4/5 in der höheren Codierstufe S2 verbunden ist,
werden bei dem Binärcodierer B5 gemäß Fig. 5 die Koinzidenz-Ausgänge g der Kombinations-Glieder
5/3 und 5/4 über ein weiteres Misch-Glied 5/6 zusammengefaßt. Die Ausgänge der Misch-Glieder
5/5 und 5/6 sind über zwei Verbindungsadern mit den Eingängen p, q des Kombinations-Gliedes
5/7 in der höheren Codierstufe S2 verbunden.
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Die Anordnung dieser Codierstufe S2 gleicht ebenfalls der Anordnung,
die bereits in Fig. 2 als Binärcodierer B2 mit zwei Signaleing~angen gezeigt ist.
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Fig. 13 ist eine Funktionstabelle für den in Fig, 5 gezeigten Binärcodierer
B5, die nach den gleichen Gesichtspunkten wie die in Fig. 11 und Fig. 12 gezeigten
Funktionstabellen organisiert ist. Die linke Spalte zeigt die Nummern der 32 verschiedenen
Eingangssituationen bei 5 Signaleingängen.
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Die Spalte e gibt die Anzahl der gelieferten Eingangssignale mit-
Binärwert H an. Die drei letzten Spalten dieser Funktionstabelle, nämlich A2, Al
und AO zeigen die Stellenwerte der sich ergebenden Dualzahlen.
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In Fig. 6 ist ein Binärcodierer B6 gezeigt, der sechs Signaleingänge
El, E2...E6 hat. Die erforderlichen Kombinations-Glieder sind hier ebenfalls in
zwei Codierstufen S1, S2 angeordnet.
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Die Anordnung in der Codierstufe S1 ist nach dem gleichen Schema aufgebaut,
das bereits für die vorhergehenden Binärcodierer B3, B4 und B5 angegeben wurde.
Die Codierstufe S2 ist.
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Jedoch im Gegensatz zu denen der Binärcodierer B4 und B5 mit drei
Verbindungsadern an die Codierstufe S1 angeschlossen. Die Anordnung der beiden Kombinations-Glieder
6/8, 6/9 und des Misch-Gliedes 6/10 in der Codierstufe S2 gleicht der Anordnung
des in Fig. 3 gezeigten Binärcodierers B3 der drei Signaleingänge hat.
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Fig. 14 zeigt eine vereinfachte Funktionstabelle zu dem in Fig. 6
gezeigten Ausführungsbeispiel eines Binärcodierers B6 mit sechs Signaleingängen.
In diese Funktionstabelle sind außer den Nummern der 64 verschiedenen Eingangssituationen
bei den sechs Signaleingängen nur noch die Anzahlen e der Eingangssignale mit dem
Binärwert H und die Stellenwerte der sich ergebenden Dualzahlen eingetragen.
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Die Regeln, nach denen sich an den Koinzidenz-Ausgängen g, den Exklusiv-ODER-Ausgängen
u der Kombinations-Glieder und an den Ausgängen der Misch-Glieder Signalwerte des
einen oder des anderen Binärwerts einstellen, sind durch die Erläuterungen
zu
den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bekannt.
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Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, nämlich
einen Binärcodierer B7 mit sieben Signaleingängen El, E2..,.E7.
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Die Schaltungsstruktur dieses Binärcodierers gleicht der der bereits
beschriebenen Ausführungsbeispiele. Die Codierstufe S2 gleicht dem in Fig. 3 gezeigten
Binärcodierer B3 mit drei Signaleingängen.
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Fig. 8 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Binärcodierers B8a
mit acht Signaleingängen El, E2....ES.
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Das Signalisieren von Dualzahlen, die die hierbei auftretende Anzahl
von gelieferten Eingangssignalen angeben müssen, verlangt bei diesem Binärcodierer
bereits drei Codierstufen S1, S2, S3, Die Kombinations-Glieder 8a/1, 8a/2, 8a/3,
8a/4, 8a/5, 8a/6, 8a/7 der Codierstufe S1 sind nach dem selben Schema angeordnet,
das in den vorhergehenden Fig. 3 bis 7 angegeben ist. Die Anordnung der Kombinations-Glieder
8a/11, 8a/12, 8a/13 und des Misch-Gliedes 8a/14 der Codierstufe S2 sowie die Anordnung
des Kombinations-Gliedes 8a/15 der Codierstufe S3 und die Zusammenschaltung dieser
beiden Codierstufen gleichen der Anordnung des in Fig. 4 gezeigten Binärcodierers
B4 mit 4 Signale#nga#ngen.
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Fig. 9 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Binärcodierers
B8b mit acht SignaleinJangen El, E2...E8, bei dem ein zweites Schema für die Anordnung
der Kombinations-Glieder in den Codierstufen S1 und S2 gewählt ist.
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In den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen für Binärcodierer
sind die Kombinations-Glieder Jeweils einer Codierstufe kaskadenartig zusammengeschaltet.
Bei dem in Fig. 9 gezeigten Binärcodierer sind die Kaskaden gefaltet, so daß beispielsweise
in der Codierstufe 51 eine erste Teilkaskade mit den Kombinations-Gliedern 8b/1,
8b/2, 8b/3, 8b/4 und eine
zweite Teilkaskade mit den Kombinations-Gliedern
8b/7, 8b/6, 8b/5, 8b/4 gegeben ist.
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Dadurch ist zu erreichen, daß die Signallaufzeiten besonders klein
zu halten sind. Im übrigen basiert die Wirkungsweise eines dermaßen angeordneten
Binarcodierers auf den selben Grundprinzipien wie die Wirkungsweisen der vorhergehend
beschriebenen Binärcodierer.
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Fig. 10 zeigt schließlich einen Binärcodierer B10 mit zehn Signaleingängen
El, E2...E10. Bei diesem Binärcodierer sind die Kombinations-Glieder der Codierstufen
S1 und S2 nach einem dritten Schema angeordnet.
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Diese Anordnung sieht vor, daß die Signaleingänge jeweils paarweise
an die Eingänge p, q der Kombinations-Glieder einer Codierstufe angeschlossen sind.
So sind z.B. die Signaleirigänge El und E2 auf die Eingänge p, q des Ifombinations-Gliedes
10/1, die Signaleinänge E3, E4 auf die Eingänge p, q des Kombinations-Gliedes 10/3
geführt usw.. Die Koinzidenz Ausgänge g zweier in dieser Anordnung benachbarter
Kombinations-Glieder, nämlich beispielsweise 10/1 und 10/2 sind wie bisher auf Eingänge
eines Misch-Gliedes 10/10 geführt. Die Exklusiv-0DEfl-Ausgänge u der Kombinations-Glieder
sind dagegen paarweise auf Eingänge p, q benachbarter Kombinations-Glieder geführt,
wie z.B. der Ausgang ußdes Kombinations-Gliedes 10/1 und der Ausgang u des Kombinatibns-Gliedes
10/3 auf die Eingänge p, q des Kombinations-Gliedes 10/2 usw..
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Eine solche Anordnung ist besonders in solchen Fällen vorteilhaft,
in denen die Anzahl der benötigten Kombinations-Glieder in einer Codierstufe relativ
groß ist. Die Signale durchlaufen nur wenige Glieder, so daß die Signallaufzeiten
klein zu halten sind.
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Ein Binärcodierer gemäß Fig. 10 bietet darüber hinaus den ganz besonderen
Vorteil, daß er nur 14 Anschlußpunkte für Signaleingänge und -ausgänge, nämlich
Ei bis E10 und AO bis A3 benötigt.
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Bei Anschluß der benötigten Betriebsspannungsquelle über zwei
weitere
Anschlußpunkte ergibt sich gerade die Anzahl 16.
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Marktübliche IC-Bausteine haben ebenfalls 16 Anschlußpunkte, so daß
sich unter Voraussetzung einer bestimmten Mindert nachfrage eine Vollintegration
aller benötigten Kombinations-und Misch-Glieder in einen einzigen IC-Baustein anbietet.
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Im übrigen können sämtliche Kombinations- und Misch-Glieder auch mit
dislcreien Sflhaltungselementen oder in integrierter Schaltkreistechnik realisiert
sein, wobei im letzten Fall einzelne integrierte Schaltkreise vorzusehen sind.
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Die Mi.sch-Glieder können unabhängig von der Art des Aufbaus eines
Binärcodierers entweder als Exklusiv-ODER-Glieder oder als ODER-Glieder ausgeführt
sein.
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In Anwendungsfällen für Binärcodierer der vorherbeschriebenen Art,
bei denen nicht alle Siglaleingänge mit einer Eingangssignalquelle, die entweder
den Binärwert L oder den Binärwert H liefert, verbunden sind, können die betreffenden
Signaleingänge entweder ständig auf ein den Binärwert L oder den Binärwert H repräsentierendes
Potential gelegt sein. Aus bestimmten Gründen kann es auch notwendig sein, daß ein
Teil der Signaleingänge, die nicht ständig mit einer Signalquelle verbunden sind,
auf ein den Binärwert L repräsentierendes Potential yid ein anderer Teil solcher
Signaleingänge auf ein den Binärffert H repräsentierendes Potential gelegt sind.
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Die gezeigten Funktionstabellen lassen erkennen, daß die Eingangssignalquellen
beliebig auf die Signaleingänge verteilt sein können.
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Aus den gezeigten Ausführungsbeispielen geht hervor, daß sich Binärcodierer
mit zwei oder mehr Codierstufen jeweils aus Anordnungen zusammenfügen lassen, die
für Binarcodierer mit Jeweils kleinerer Anzahl von Signaleingängen vorgesehen sind.
Dadurch
ergibt sich der Vorteil einer einfachen und damit übersichtlichen Schaltungsstruktur,
die es dem Fachmann erlaubt, Binärcodierer für beliebige Anzahlen von Signaleingängen
zu entwerfen.
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15 Patentansprüche 14 Figuren
L e e r s e i t e