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Schaltungsanordnung zum Vergleich von aus einem oder mehrere-
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ren binären Signal elementen bestehenden Eingangssignalen mit einem
Bezugssignal.
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Vergleich von
aus einem oder mehreren binären Signalelementen bestehenden Eingangssignalen mit
einem Bezugssignal, die ein das Jeweilige Vergleichsergebnis ausdrückendes binäres
Signal abgibt.
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Schaltungsanordnungen, die zum Vergleich von Eingangsgrößen mit einer
Bezugsgröße benutzt werden und bei ZufUhren eines die Eingangsgröße repräsentierenden
Eingangssignals ein Ausgangssignal abgeben, das das Uberschreiten oder Unterschreiten
der Bezugsgröße durch die Eingangsgröße kennzeichnet, sind u.a. unter der Sammelbezeichnung
"Schwellwert-Glieder" bekannt.
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Solche Schaltungsanordnungen werden beispielsweise in Einrichtungen
zur statistischen Informationsverarbeitung, insbesondere zur Lösung von Erkennungsproblemen
verwendet, vergl.
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ELEKTRONIK 1976, Hefte 1 und 2 "Einführung in die Schwellwerts-und
Majoritätslogik" v. Dipl.-Ing. Erwin Langheld. Ein wichtiges Anwendungsgebiet ist
auch die Vermittlungstechnik, insbe-' sondere die Fernsprech-Vermittlungstechnik,
bei der neben Problemen der Verkehrsmessung auch solche für die Leitweglenkung
in
vermaschten Ortsnetzen und im Fernnetz zu lösen sind.
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Schwellwert-Glieder sind nach dem heutigen Stand der Technik in aller
Regel in Analog-Technik realisiert, d.h., daß beispielsweise elektrische Ströme
oder Spannungen, die zu bewertende Größen repräsentieren, durch Summation und anschlie-Senden
Vergleich mit einer Referenzspannung, die ihrerseits einen Schwellwert repräsentiert,
bewertet werden. Für Anwendungsfälle, in denen eine große Anzahl von Schwellwert-Gliedeingängen
benötigt wird und/oder eine hohe Genauigkeit verlangt wird, ist die Realisierung
in Analog-Technik ungeeignet.
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Die Vielzahl von jeweils toleranzbehafteten Parametern, die beim Aufbau
eines Schwellwert-Gliedes in Analog-Technik zu berücksichtigen ist, macht eine Anwendung
problematisch, vergl.
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auch ELEKTRONIK 1976, Heft 1, S. 49 n5.1 Analoge Schaltungsrealisierung".
Die Toleranzen der Parameter können zwar prinzipiell klein gehalten werden. Dies
erfordert jedoch einen nicht unerheblichen materiellen Aufwand.
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Die genannten Probleme lassen sich durch Realisierung von Schwellwert-Gliedern
mit Hilfe von digitalen Logikbausteinen, nämlich Verknüpfungsgliedern vermeiden,
vergl. ebenfalls ELEKTRONIK 1976, Heft 1, Seiten 46 ff. BEinführung in die Schwellwert-
und Majoritätsiogikfl, insbesondere Seite 50 oben.
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Es ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der sich die angegebenen
Probleme nicht stellen, vergl. ebenfalls Seite 50 oben der angegebenen Literaturstelle.
Diese bekannte in C-MOS-Technik aufgebaute Schaltungsanordnung hat fünf Signaleingänge
und einen Signalausgang und ist so organisiert, daß nur dann ein Ausgangssignal
geliefert wird, wenn die Anzahl der zu bewertenden Eingangssignale gleich oder größer
3 ist. In Weiterbildung dieser bekannten Schaltungsanordnung ist der Signal ausgang
mit einem ersten Eingang eines Äquivalenz-Gliedes verbunden, dessen zweiter Eingang
an einen besonderen Steuer-
eingang angeschlossen ist. Bei Verwendung
von zwei der fünf Signaleingänge der Schaltungsanordnung für Steuerzwecke ist zusammen
mit dem besonderen Steuereingang die Möglichkeit gegeben, insgesamt sechs verschiedene
Betriebsarten zu programmieren, vergl. Seiten 49 und 50 der angegebenen Literaturstelle.
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Der bekannten Schaltungsanordnung haftet der Nachteil an, daß nur
ein bestimmter, nicht änderbarer Schwellwert als Bewertungsmaßstab für die Anzahl
zu bewertender Eingangssignale gegeben ist. Außerdem ist die Anzahl der Signaleingänge
fUr bestimmte Anwendungsfälle, insbesondere solchen in der Fernsprechvermittlungstechnik
zu gering.
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Bei Anwendungen für die Verkehrsmessung bzw. die Leitweglenkung sind
Schwellwert-Glieder mit einer Vielzahl von Signaleingängen erforderlich. Der Schwellwert
muß auf einfache Weise wiederholt änderbar sein.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine als Schwellwert-Glied
verwendbare Schaltungsanordnung zu schaffen, der die angeführten Nachteile nicht
anhaften. Zu diesem Zweck soll ein digital arbeitendes erweiterungsfähiges Vergleichschaltungselement
geschaffen werden, das geeignet ist, an beliebiger Stelle einer aus mehreren solcher
Vergleichsschaltungselemente zusammengesetzten Vergleichsschaltung eingesetzt zu
sein. Dabei soll die Anzahl der für ein Vergleichsschaltungselement benötigten digitalen
Schaltkreise klein sein. Die Anzahl der Signaleingänge einer solchen zusammengesetzten
Vergleichsschaltung soll frei wählbar sein. Außerdem soll der Schwellwert der als
Schwellwert-Glied verwendbaren Vergleichsschaltung frei bestimmbar sein.
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Die vorliegende Erfindung geht von einer Schaltungsanordnung zum Vergleich
von aus einem oder mehreren binären Signalele-
menten bestehenden
Eingangssignalen mit einem Bezugssignal, die ein das Jeweilige Vergleichsergebnis
ausdrückendes binäres Signal abgibt, aus.
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Der Gegenstand der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein erweiterungsfähiges
Vergleichsschaltungselement mit einem Bezugssignaleingang, einem Nutzsignaleingang,
einem Ubertragseingang, einem Ausgang und einem Nebenausgang vorgesehen ist, daß
der Bezugssignaleingang über ein NICHT-Glied mit einem ersten Eingang eines UND-Gliedes
und einem ersten Eingang eines Exklusiv-ODER-Gliedes und der Nutzsignaleingang mit
einem zweiten Eingang des UND-Gliedes und einem zweiten Eingang des Exklusiv-ODER-Gliedes
verbunden ist, daß der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gliedes mit einem ersten Eingang
eines UND; Gliedes und dem Nebenausgang verbunden ist, daß der Ubertragseingang
mit einem zweiten Eingang des UND-Gliedes verbunden ist und daß die Ausgänge der
beiden UND-Glieder mit je einem Eingang eines ODER-Gliedes verbunden sind, dessen
Ausgang mit dem Ausgang des Vergleichsschaltungselements verbunden ist.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, daß ein digital arbeitendes erweiterungsfähiges
Vergleichsschaltungselement geschaffen wurde, das geeignet ist, an beliebiger Stelle
einer aus mehreren solcher Vergleichsschaltungselemente zusammengesetzten Vergleichsschaltung
eingesetzt zu sein. Die Anzahl der benötigten Verknüpfungsglieder ist klein, so
daß nur geringe Laufzeiten zwischen den Signal eingängen und den Ausgängen entstehen.
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Das erfindungsgemäße erweiterungsfähige Vergleichsschaltungselement
läßt sich vorteilhafterweise als Element umfangreicher, als Schwellwert-Glieder
verwendbarer Vergleichsschaltungen mit frei wählbaren Anzahlen von Signal eingängen
und frei bestimmbaren Schwellwerten einsetzen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß mehrere
untereinander gleiche Vergleichsschaltungselemente derart zu einer Vergleichsschaltung
zusammengeschal tet sind, daß Jeweils der Ausgang eines Vergleichsschaltungselements
mit dem Ubertragseingang des vorgeordneten Vergleichsschaltungselements verbunden
ist, daß der Ubertragseingang des allen weiteren Vergleichsschaltungselementen nachgeordneten
Vergleichsschaltungselements fest auf ein einen bestimmten Binärwert repräsentierendes
Potential gelegt ist, daß der Ausgang des allen weiteren Vergleichsschaltungselementen
vorgeordneten Vergleichsschaltungselements der das Überschreiten oder Unterschreiten
eines durch ein zugeführtes Bezugssignal vorbestimmten Schwellwerts durch den durch
ein Nutzsignal repräsentierten Wert kennzeichnende Ausgang ist und daß die Nebenausgänge
aller Vergleichsschaltungselemente an individuelle Eingänge eines gemeinsamen UND-Gliedes
angeschlossen sind, dessen Ausgang der die Gleichheit oder Ungleichheit des durch
das Nutzsignal repräsentierten Wertes mit dem Schwellwert kennzeichnende Ausgang
ist.
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Die Weiterbildung der Erfindung bietet den Vorteil, daß auf einfache
Art als Schwellwert-Glieder verwendbare Vergleichs-Schaltungen zu realisieren sind,
deren Nutzsignaleingängen Nutzsignale, die dual codierte Zahlen repräsentieren,
und deren Bezugssignaleingängen Bezugssignale, die dual codierte, Schwellwerte ausdrückende
Zahlen repräsentieren, zuzuführen sind.
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Eine andere Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß--aus mehreren untereinander gleichen Vergleichsschaltungselementen eine erweiterungsfähige
Vergleichsschaltung derart gebildet ist, daß der Ausgang des allen weiteren >
Vergleichsschaltungselementen vorgeordneten Vergleichschal tungselements mit dem
Eingang eines NICHT-Gliedes und dem ersten Eingang eines UND-Gliedes verbunden ist,
daß der Ausgang
des NICHT-Gliedes ein erster Ausgang und der Ausgang
des UND-Gliedes ein zweiter Ausgang ist, daß der zweite Eingang des UND-Gliedes
mit einem Nebeneingang verbunden ist und daß in die Zuleitung zum Ubertragseingang
des allen weiteren Vergleichsschaltungselementen nachgeordneten Vergleichsschaltungselements
ein NiCHT-Glied eingefügt ist.
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Diese Weiterbildung der Erfindung bietet den Vorteil, daß ein Baustein
zur Verfügung steht, mit dessen Hilfe auf einfache Art zahlreiche Signaleingänge
aufweisende Vergleichsschaltungen zusammengestellt werden können.
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Kennzeichnend für eine andere Weiterbildung der Erfindung ist, daß
bistabile Speichermittel für das Speichern der Signalelemente des Bezugssignals
vorgesehen sind und daß für das Zuführen der Signalelemente des Nutzsignals vorgesehene
Nutzsignaleingänge auch für das Zuführen von Signal elementen des Bezugssignals
dadurch ausnutzbar sind, daß die bistabilen Speichermittel über einen gemeinsamen
Takteingang nur für die Aufnahme der zu speichernden Signalelemente mit einem Taktsignal
aufnahmebereit zu schalten sind.
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Vorteilhaft an dieser Weiterbildung der Erfindung ist, daß die Anzahl
der erforderlichen Klemmen für einen eine Vergleichsschaltung umfassenden Baustein
klein gehalten werden kann, so daß der Einbau eines solchen Bausteins in ein standardisiertes
Gehäuse für integrierte Schaltungen ermöglicht ist.
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Die Erfindung ist außerdem in einer anderen Weiterbildung dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere erweiterungsfähige Vergleichsschaltungen'derart zu einem
Kombinationsbaustein zusammengeschaltet sind, daß jeweils der erste Ausgang einer
erweiterungsfähigen Vergleichsschaltung mit dem Ubertragseingang der vorgeordneten
erweiterungsfähigen Vergleichsschaltung verbunden ist, daß der Übertragseingang
der allen weiteren erweiterungsfähigen Vergleichsschaltungen nachgeordneten erweiterungsfähigen
Vergleichsschaltung fest auf ein einen bestimmten Binärwert repräsentierendes Potential
gelegt ist, daß der erste Ausgang der allen erweiterungsfähigen Vergleichsschal
tungen vorgeordneten erweiterungsfähigen Vergleichsschaltung einen ersten Ausgang
des Kombinationsbausteins bildet, daß der zweite
Ausgang dieser
erweiterungsfähigen Vergleichsschaltung einen zweiten Ausgang des Kombinationsbausteins
bildet, daß der Nebeneingang dieser erweiterungsfähigen Vergleichsschaltung einen
Nebeneingang des Kombinationsbausteins bildet und daß die Takteingänge aller in
dem Kombinationsbaustein zusammengefaßten erweiterungsfähigen Vergleichsschaltungen
gemeinsam mit einem Takteingang des Kombinationsbausteins verbunden sind.
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Durch diese Weiterbildung der Erfindung ist der Vorteil gegeben, daß
auf einfache Art zahlreiche Signaleingänge aufweisende gröbere Vergleichsschaltungen,
die ihrerseits wiederum erweiterungsfähige Elemente für noch größere Einheiten sein
können, gebildet werden.
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Mit einem Kombinationsbaustein der angegebenen Art lassen sich vorteilhaft
vielstellige dual codierte Zahlen mit vielstelligen dual codierten Bezugszahlen
vergleichen.
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Eine andere Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere untereinander gleiche Kombinationsbausteine zu einem Gruppenbildner
zusammengeschaltet sind, daß der jeweils erste Ausgang eines Kombinationsbausteins
mit dem Nebeneingang des vorgeord neten Kombinationsbausteins verbunden ist, daß
die jeweils zweiten Ausgänge der Kombinationsbausteine und der erste Ausgang des
allen weiteren Kombinationsbausteinen vorgeordneten Kombinationsbausteins insgesamt
m+1 Gruppenausgänge bilden, daß die Signaleingänge aller Kombinationsbausteine zu
gemeinsamen Signal eingängen des Gruppenbildners zusammengefaßt sind, über die auch
bei Bedarf die für die einzelnen Kombinationsbausteine bestimmten Bezugssignale
zu empfangen sind, daß ein Zähler vorgesehen ist, der über einen W0hltakteingang
beeinflußbar ist,und daß ein Decoder vorgesehen ist, der über einen Entriegelungs-Takteingang
jeweils nach einer Einstellung des Zählers entriegelbar ist, so daß der mit dem
jeweils aktivierten Ausgang des Decoders verbundene Kombinationsbaustein über den
Takteingang des Kombinationsbausteins für ein an die Nutzsignaleingänge zu legendes
Bezugssignal aufnahmebereit zu schalten ist.
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Kennzeichnend für eine andere Weiterbildung der Erfindung ist, daß
in den Kombinationsbausteinen des Gruppenbildners unterschiedliche Bezugssignale
speicherbar sind, wodurch bei Zuführen eines Nutzsignals über die Gruppenausgänge
die Gruppenzugehörigkeit des betref-
fenden Nutzsignals kennzeichnende
Ausgangssignale abgebbar sind.
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Durch die zuletzt genannten Weiterbildungen der Erfindung steht eine
vorteilhafte Schaltungsanordnung zur Verfügung, mit deren Hilfe auf einfache Art
vielstellige dual codierte Zahlen bestimmten Zahlengruppen zuzuordnen sind. Aufgabenstellungen
dieser Art ergeben sich beispielsweise in der Fernsprechvermittlungstechnik, wo
aus sogenannten Kennzahlen Kriterien für die Leitweglenkung abzuleiten sind.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
darstellender Figuren erläutert.
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Fig. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel eines erweiterungsfähigen Vergleichsschaltungselements
V mit einem Nutzsignaleingang E, einem Bezugssignaleingang S, einem Ubertragseingang
U, einem Ausgang A, einem Nebenausgang A' und mehreren Verknüpfungsgliedern G1...G5
sowie die zugehörige Funktionstabelle.
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Fig. 2 zeigt das Ausführungsbeispiel einer Vergleichsschaltung, bestehend
aus zwei erweiterungsfähigen Vergleichsschaltungselementen VO, V1 gemäß Fig. 1,
und einem gemeinsamen UND-Glied G6 sowie die zugehörige Funktionstabelle.
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Fig. 3 zeigt das Ausführungsbeispiel einer aus n Vergleichsschaltungselementen
VO, V1...Vn gebildeten Vergleichsschaltung gemäß Fig. 2.
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Fig. 4 zeigt das Ausführungsbeispiel einer erweiterungsfähigen Vergleichsschaltung
VE mit acht Nutzsignaleingängen EO...E7, einem Takteingang T, einem Ubertragseingang
U, einem ersten Ausgang A, einem zweiten Ausgang B und einem Nebeneingang C.
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Fig. 5 zeigt das Ausführungsbeispiel eines aus n erweiterungsfähigen
Vergleichsschaltungen VE1...VEn gebildeten Kombinationsbausteins KB mit individuellen
Gruppen von Nutzsignaleingängen 1EO...7, 2 E0..,7...nE0...7, einem Takteingang TKB
für den Kombinationsbaustein, dem ersten Ausgang AKB, dem zweiten Ausgang BKB und
dem Nebeneingang CKB.
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Fig. 6 zeigt das Ausführungsbeispiel eines Gruppenbildners GB,der
aus m Kombinationsbausteinen KB1, K32...KBm gemäß Fig. 5, einem Decoder DEC und
einem Zähler Z gebildet ist, mit Nutzsignaleingängen E..., einem Wähltakteingang
TW, einem Entriegelungs-Takteingang TE und m+1 Gruppenausgängen BO, B1, B2...Bm.
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Wie bereits erläutert, zeigt Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines
erweiterungsfähigen Vergleichsschaltungselements V mit einem Nutzsignaleingang E,
einem Bezugssignaleingang S, einem Übertrags eingang U, einem Ausgang A, einem Nebenausgang
A' und mehreren Verknüpfungsgliedern G1...G5 sowie die zugehörige Funktionstabelle.
Der Bezugssignaleingang S ist über ein NICHT-Glied G1 mit einem ersten Eingang eines
UND-Gliedes GZ und einem ersten Eingang eines Exklusiv-ODER-Gliedes G5 verbunden.
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Der Nutzsignaleingang E ist mit einem zweiten Eingang des UND-Gliedes
G2 und einem zweiten Eingang des Exklusiv-ODER-Gliedes G5 verbunden. Der Ausgang
des Exklusiv-ODER-Gliedes ist mit einem ersten Eingang eines weiteren UND-Gliedes
G3 und dem Nebenausgang A' verbunden. Der zweite Eingang des weiteren UND-Gliedes
G3 ist mit dem Ubertragseingang U verbunden. Die Ausgänge der beiden UND-Glieder
G2, G3 sind mit Je einem Eingang eines ODER-Gliedes G4 verbunden, dessen Ausgang
mit dem Ausgang A des Vergleichsschaltungselements verbunden ist.
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In der zugehörigen Fnnktionstabellle sind im linken Teil in die Spalten
E, S, U alle mit den Nummern 0...7 gekennzeichneten Eingangssituationen, die auftreten
können, mit den betreffenden Binärwerten H bzw. L eingetragen. Im rechten Teil der
Funktionstabelle sind in die Spalten G1, G2, G3, G4/A, G5/A'1die sich bei den verschiedenen
Eingangssituationen an den Ausgängen der Verknüpfungsglieder einstellenden Binärwerte
eingetragen. Der Funktionstabelle ist zu entnehmen, daß über den Ausgang A grundsätzlich
ein Signal mit dem Binärwert L abgegeben wird, wenn das über den Nutzsignaleingang
E gelieferte Nutzsignal kleiner als das über den Bezugssignaleingang S gelieferte
Bezugssignal ist (L#H) oder beide Signale
den gleichen Wert aufweisen
und das über den Übertragseingang U gelieferte Signal den Binärwert L hat. Demgegenüber
gibt der Ausgang A ein Signal mit dem Binärwert H in den Fällen ab, wo das Nutzsignal
größer als das Bezugssignal ist (H>L) oder das Nutzsignal und das Bezugssignal
gleich sind und das Übertragssignal den Binärwert H hat. Der Nebenausgang A' liefert
unabhängig vom Übertragssignal grundsätzlich ein Signal mit dem Binärwert H, wenn
Nutzsignal und Bezugssignal gleich sind. Bei Ungleichheit der beiden Signale liefert
der Nebenausgang A' Jeweils ein Signal mit dem Binärwert L.
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Der Ausgang A liefert demnach Signale, die das Überschreiten eines
durch das Bezugssignal gegebenen Schwellwerts ausdrücken.
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Der Nebenausgang A' liefert Ausgangssignale, die die Gleichheit des
Nutzsignals mit dem durch das Bezugssignal gegebenen Schwellwert ausdrücken.
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Die verschiedenen durch die Schaltsymbole angegebenen Verknüpfungsfunktionen
der Verknüpfungs-Glieder G1...G5 sind in bekannter Weise durch Verknüpfungs-Glieder
beliebiger Art zu ersetzen.
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Figur 2 zeigt, wie bereits erläutert, ein Ausführungsbeispiel für
eine Vergleichsschaltung, die aus zwei erweiterungsfähigen Vergleichsschaltungselementen
VO, V1 gemäß Figur 1 und einem gemeinsamen UND-Glied G6 besteht.
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Die beiden Nutzsignaleingänge E sowie die beiden Bezugssignaleingänge
S sind jeweils zu einer Signaleingangsgruppe EO, EI bzw. SO, S1 zusammengefaßt,
über die einerseits Nutzsignale e und andererseits Bezugssignale s zuführbar sind.
Der Ausgang A des erweiterungsfähigen Vergleichsschaltungselements V1 ist mit dem
Übertrags eingang U des Vergleichsschaltungselements VO verbunden. Der Übertragseingang
U des Vergleichsschaltungselements V1 ist fest auf ein den Binärwert L repräsentieren-
des
Potential gelegt. Der Ausgang A des Vergleichsschaltungselements VO bildet den Ausgang
der Vergleichssschaltung, über den das Überschreiten des durch das Bezugssignal
s gegebenen Schwellwertes der Vergleichsschaltung durch das Eingangssignal signalisiert
wird. Die Nebenausgänge A' der beiden Vergleichsschaltungselemente VO, V1 sind über
das zusätzliche UNI#Glied G6 zusammengefaßt, dessen Ausgang die Gleichheit oder
Ungleichheit der Werte der beiden Signale signalisiert.
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Die zugehörige Funktionstabelle zeigt die mit den Nummern 0...15 gekennzeichneten
Eingangssituationen, die auftreten können. Im rechten Teil der Funktionstabelle
sind in die Spalten mit den Symbolen#bzw. = die sich bei den verschiednen Eingangssituationen
einstellenden Binärwerte an den Ausgängen e>s bzw. e = s eingetragen. Der Funktionstabelle
ist zu entnehmen, daß die Binärwertkombinationen für Nutzsignale e einerseits und
Bezugssignale s andererseits Dualzahlen repräsentieren können, die mit der angegebenen
Schaltungsanordnung zu vergleichen sind. Dabei entsteht an dem Ausgang e> 5 ein
Signal mit dem Binärwert L, wenn das an die Nutzsignaleingänge geführte Signal einen
gleichen oder kleineren Wert als das an die Bezugssignaleingänge gelegte Signal
hat. Hat das Nutzsignal einen größeren Wert als das Bezugssignal, so erscheint am
Ausgang e, s ein Signal mit dem Binärwert H. Der Ausgang e = s liefert in allen
Fällen, in denen das Nutzsignal den gleichen Wert wie das Bezugssignal hat, ein
Ausgangssignal mit dem Binärwert H. In allen anderen Fällen wird ein Ausgangssignal
mit dem Binärwert L geliefert.
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Figur 3 zeigt, wie bereits erläutert, das Ausführungsbeispiel einer
aus n Vergleichsschaltungselementen VO, V1...Vn gebildeten Vergleichsschaltung gemäß
Figur 2.
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Die Wirkungsweise dieser auf n Nutzsignaleingänge bzw. Bezugssignaleingänge
erweiterten Vergleichsschaltung entspricht der in Figur 2 gezeigten Vergleichsschaltung.
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Figur 4 zeigt, wie bereits erläutert, das Ausftilirungsbeispiel einer
erweiterungsfähigen Vergleichsschaltung VE mit acht Nutzsignaleingängen EO...E7,
einem Takteingang T, einem Übertragseingang U, einem ersten Ausgang A, einem zweiten
Ausgang B und einem Nebeneingang C.
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Die Vergleichsschaltungselemente, die dieser erweiterungsfähigen Vergleichsschaltung
VE zugrundeliegen, sind prinzipiell gemäß Figur 3 zusammengeschaltet. Im Unterschied
zu den Vergleichsschaltungselementen, die in den Figuren 1, 2, 3 gezeigt sind, haben
die in der erweiterungsfähigen Vergleichsschaltung VE verwendeten Vergleichsschaltungselemente
keinen Nebenausgang A'. Außerdem sind sie dahingehend weitergebildet, daß das NICHT-Glied
G1, das jeweils dem ersten Eingang des UND-Gliedes G2 und dem ersten Eingang des
Exklusiv-ODER-Gliedes G5 vorgeordnet ist, durch ein Flipflop ersetzt ist. Die Flipflops
haben die Aufgabe, die einzelnen zugeführten Bezugssignal elemente zu speichern.
Vorteilhafterweise ist die erweiterungsfähige Vergleichsschaltung so angelegt, daß
die Bezugssignalelemente zum Programmieren der Schaltung über die Nutzsignaleingänge
EO...E6, E7 zuführbar sind. Über den Takteingang T, der mit den Takteingängen aller
Flipflops gemeinsam verbunden ist, sind diese mit Hilfe eines Taktimpulses kurzzeitig
aufnahmebereit für zu speichernde Bezugssignalelemente zu schalten. Bei einem späteren
Zuführen von Nutzsignalelementen über die betreffenden Nutzsignaleingänge sind die
Flipflops nicht mehr beeinflußbar.
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Der Ubertragseingang U des allen anderen Vergleichsschaltungselementen
nachgeordneten Vergleichsschaltungselements und der Ausgang A des allen anderen
Vergleichsschaltungselementen vorgeordneten Vergleichsschaltungselements sind jeweils
über NICHT-Glieder geführt. Diese NICHT-Glieder haben die Aufgabe, die erweiterungsfähigen
Vergleichsschaltungen zu kompatiblen Bausteinen zu machen. Die Bedeutung des zusätzlichen
UND-Gliedes,
das mit einem seiner Eingänge an den Ausgang des ODER-Gliedes
des allen anderen Vergleichsschaltungselementen vorgeordneten Vergleichsschaltungselements
und mit einem weiteren Eingang an einen Nebeneingang C angeschlossen ist, sowie
die Bedeutung des zweiten Ausganges B und des erwähnten Nebeneinganges C wird später
erläutert.
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Figur 5 zeigt das Ausführungsbeispiel eines aus n erweiterungsfähigen
Vergleichsschaltungen .... .VEn gebildeten Kombinationsbausteins KB mit individuellen
Gruppen von Nutzsignaleingängen 1EO...7, 2E0...7...nE0...7, einem Takteingang TKB
für den Kombinationsbaustein, einem ersten Ausgang AKB, einem zweiten Ausgang BKB
und einem Nebeneingang CKB.
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Dieser Kombinationsbaustein KB bietet die Möglichkeit, zahlreiche
Signaleingänge aufweisende größere Vergleichsschaltungen, die ihrerseits wiederum
erweiterungsfähige Elemente für noch größere Einheiten sein können, zu bilden. Mit
einem Kombinationsbaustein gemäß Figur 5 können vielstellige dual codierte Zahlen
mit vielstelligen dual codierten Bezugszahlen verglichen werden. Bei Verwendung
des BCD-Codes können Dezimalzahlen mit 2n Stellen mit Hilfe des Kombinationsbausteins
KB verarbeitet werden. Über die n Signaleingangsgruppen, nämlich 1E0...7, 2E0...7
bis nE0...7 sind wiederum zum Programmieren des Kombinationsbausteins Bezugssignalemente
zuzuführen.
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Der gemeinsame Takteingang TKB ist innerhalb des Kombinationsbausteins
KB gemeinsam mit den Takteingängen T aller erweiterungsfähigen Vergleichsschaltungen
VE1, VE2...VEn verbunden.
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Uber diesen gemeinsamen Takteingang TKB können demgemäß, wie bereits
beschrieben, die Flipflops zum Speichern der zugeführte ten Bezugssignalelemente
kurzzeitig mit Hilfe eines Taktimpulses aufnahmebereit geschaltet werden.
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Wegen des vor den Übertragseingang U des allen Verleichsschaltungselementen
nachgeordneten Vergleichsschaltungselements eingefügten NICHT-Gliedes ist statt
des ständig an diesen Übertragseingang zu legenden, den Binärwert L repräsentierenden
Potentials,
vergl. Figur 3, an entsprechender Stelle im Kombinationsbaustein ein den Binärwert
H repräsentierendes Potential zu legen.
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Die Ausgänge A, B und der Nebeneingang C der allen weiteren erweiterungsfähigen
Vergleichsschaltungen vorgeordneten erweiterungsfähigen VergleichsschaltungvEi sind
als erster Ausgang AKB, zweiter Ausgang BKB und Nebeneingang CKB des Kombinationsbausteins
K3 herausgeführt. Ihre Bedeutung wird im Zusammenhang mit den Erläuterungen zu Figur
6 erklärt.
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Figur 6 zeigt das Ausführungsbeispiel eines Gruppenbildners GB, der
aus m Kombinationsbausteinen KB1, K32...KBm gemäß Figur 5, einem Decoder DEC und
einem Zähler Z gebildet ist, mit Nutzsignaleingängen E..., einem Wähltakteingang
TW, einem Entriegelungs-Takteingang TE und m+1 Gruppenausgängen BO, B1, B2...Bm.
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Die m Kombinationsbausteine KB1, KB2...KBm sind derart zusammengeschaltet,
daß jeweils der erste Ausgang AKB eines Kombinationsbausteins mit dem Nebeneingang
CKB des diesem vorgeordneten Kombinationsbausteins verbunden ist.Die gleichnamigen
Nutzsignaleingänge, z.B. 1EO aller Kombinationsbausteine sind miteinander verbunden
und gemeinsam aus dem Gruppenbildner GB herausgeführt. Die Takteingänge l» der Kombinationsbausteine
sind einzeln an die Ausgänge eines Decoders DEC geführt. Über dei Wähltakteingang
TW ist der Zähler Z mit Hilfe von Wähltaktimpulsen fortschaltbar.
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Die Ausgänge des Zählers Z sind an ihnen entsprechende Eingänge des
Decoders DEC angeschlossen. Zum Programmieren des Gruppenbildners GB ist der Zähler
Z über den Wähltakteingang TW zunächst so einzustellen, daß nach dem über einen
Entriegelungs-Takteingang TE zugeführten Entriegelungssignal der Decoder DEC an
seinem ersten Ausgang ein Signal abgibt. Damit werden sämtliche Flipflops des ersten
Kombinationsbausteins K31 für über die Nutzsignaleingänge zugeführte Bezugssignalelemente
aufnahmebereit
geschaltet. Die Flipflops der weiteren Kombinationsbausteine werden in entsprechender
Weise mit Hilfe des Zählers Z und des Decoders DEC aufnahmebereit geschaltet.
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Die jeweils zweiten Ausgänge BB der einzelnen Kombinationsbausteine
bilden Gruppenausgänge, nämlich der zweite Ausgang BKB des ersten Kombinationsbausteins
KB1 den Gruppenausgang B1, der zweite Ausgang BKB des zweiten Kombinationsbausteins
K32 den Gruppenausgang B2 usw.. Zusätzlich bildet der erste Ausgang AKB des ersten
Kombinationsbausteins KBi einen Gruppenausgang BO. Es stehen also insgesamt m+1
Gruppenausgänge zur Verfügung. Nachdem die einzelnen Kombinationsbausteine getrennt
mit Hilfe des Zählers Z und des Decoders DEC für den Programmierungsvorgang aufnahmebereit
zu schalten sind, besteht die Möglichkeit, den einzelnen Kombinationsbausteinen
unterschiedliche Bezugssignale zuzuführen und diese jeweils zu speichern.
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Nach dem vollständigen Programmiervorgang über die Nutzsignaleingänge
zugeführte Nutzsignale können beispielsweise 2n-stellige BCD-codierte Dezimalzahlen
repräsentieren. Sie werden gleichzeitig den Nutzsignaleingängen 1...nE... aller
m Kombinationsbausteine KB1, KB2...KBm zugeführt. Da für die Kombinationsbausteine
unterschiedliche, durch die zugeführten und gespeicherten Bezugssignale repräsentierte
Schwellwerte bestimmt sind, wird ein Nutzsignal in jedem der Kombinationsbausteine
mit einem eigenen Schwellwert verglichen.
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Durch die angegebene Zusammenschaltung der Kombinationsbausteine und
dadurch, daß der Nebeneingang CKB des allen weiteren Kombinationsbausteinen nachgeordneten
Kombinationsbausteins KBm fest auf ein den Binärwert H repräsentierendes Potential
gelegt ist, ist eine vorteilhafte Schaltungsanordnung gegeben, die die Gruppenzugehörigkeit
von in Form von Nutzsignalen zugeführten mehrstelligen Zahlen bestimmt. Dazu sind
in
den Kombinationsbausteinen gemäß ihren Ordnungsindizes die verschiedenen
erforderlichen Gruppengrenzwerte als Schwellwerte in der Weise zu speichern, daß
dem Kombinationsbaustein KB1 der niedrigste, dem Kombinationsbaustein KB2 der zweitniedrigste,
dem Kombinationsbaustein KBm der höchste Gruppengrenzwert zugewiesen wird.
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Der Jeweils in den erweiterungsfähigen Vergleichsschaltungen VE, vergl.
Fig. 4,die Elemente der Kombinationsbausteine KB, vergl. Fig. 5, und damit Unterelemente
des Gruppenbildners GB sind, vorgesehene Nebeneingang C hat im Zusammenhang mit
dem UND-Glied, an dessen einen Eingang der Nebeneingang C angeschlossen ist, die
Aufgabe, ein Sperrsignal von der jeweils nachgeordneten Einheit, bei der der Schwellwert
Uberschritten wird, aufzunehmen. Diese Anordnung erlaubt, daß jeweils nur ein einziges,
nämlich die Gruppenzugehörigkeit der zu bewertenden Zahl kennzeichnedes Ausgangssignal
abgegeben wird.
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Mit diesen Angaben und den vorangegangenen Erläuterungen zu den Wirkungsweisen
der verschiedenen Elemente des Gruppenbildners GB ist auch dessen Wirkungsweise
hinreichend erklärt.
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Vorteilhafterweise ist die erweiterungsfähige Vergleichsschal tung
VE, der Kombinationsbaustein KB oder der Gruppenbildner GB jeweils als eine einzige
integrierte Schaltung auszuführen.
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8 Patentansprüche 6 Figuren