DE2840658A1

DE2840658A1 - Auswahlsystem

Info

Publication number: DE2840658A1
Application number: DE19782840658
Authority: DE
Inventors: Stanley Eugene Moore
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1977-09-22
Filing date: 1978-09-19
Publication date: 1979-04-05
Also published as: SE438382B; SE7806394L; JPS5459599A; IT7827892A0; ES471710A1; US4205304A; IT1098877B

Description

Auswahlsystem

Es gibt viele Anwendungen für Positions- oder Koordinaten-Auswahlsysteme, wie in Dateneingabe- sowie -ausgabesystemen und in verschiedenen Steuerungssystemen.

Ein bemerkenswertes Beispiel für ein Positionsauswahlsystem ist das Steuerstangen-Auswahlsystem eines nuklearen Reaktors. Solche Steuerstangen (control rods) enthalten ein Neutronen absorbierendes Material und sind selektiv in sowie aus dem nuklearen Brennstoffkern bewegbar, um die Neutronenbesetzung (neutron population) und somit den Leistungspegel des Kerns zu steuern. Auch kann durch Verändern der Einführungstiefe der verschiedenen Steuerstangen die Form der Neutronenflußkurve gesteuert werden. Ein Beispiel eines Steuerstangensystems ist in dem US-Patent 3 020 887 dargestellt. Ein typischer nuklearer Leistungsreaktorkern kann 200 oder mehr solcher Steuerstangen enthalten.

In einem solchen SteuerStangensystem sind Mittel zum Erfassen und Anzeigen der axialen Position oder Einführungstiefe einer jeden Steuerstange in dem Kern erforderlich. Ein solches Erfassungs- und Anzeigesystem ist beispielsweise in dem US-Patent 3 217 307 dargestellt.

In dem Steuerungsraum der nuklearen Anlage sind auch eine Anzeige oder Karte (beispielsweise eine Plandarstellung) der radialen Positionen der Steuerstangen und Auswahl-, Anzeige- sowie Steuerungsmittel erforderlich, durch die eine Bedienungsperson eine bestimmte Steuerstange auswählen und diese dazu veranlassen kann, daß sie sich in der erwünschten Weise in den oder aus dem Kern bewegt.

In einem typischen System sind die Auswahlpositionen der Steuerstangen-Karte mit den X-Y Koordinaten der Steuerstangen markiert oder beschriftet, und die Beschriftungen sind in Spalten sowie Reihen entsprechend den Planansicht-Positionen der Steuerstangen in dem Kern angeordnet.

In einem bekannten System ist an jede Auswahlposition angrenzend ein manuell betätigbarer Schalter oder Druckknopf ange-

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ordnet, und eine bestimmte Steuerstange wird durch Niederdrücken des zugeordneten Druckknopfes ausgewählt, der mechanisch einen elektrischen Schalter schließt. Ein solches Auswählen einer Steuerstange führt zum Erregen bzw. Ansteuern einer die Einführungsposition der Steuerstange darstellenden Anzeige und zum Freigeben passender Steuerungen, mittels derer die Bedienungsperson wahlweise ein Bewegen der Steuerstange begründen kann.

Während derartige bekannte Auswahlsysteme ihre Zwecke gut erfüllt haben, sind in verschiedenerlei Hinsicht Verbesserungen erwünscht, beispielsweise aus folgenden Gründen: Da es erwünscht ist, daß viele wesentliche Anzeigen und Steuerungen an einer einzelnen Bedienungsposition einer Steuerungsraumkonsole zur Verfügung stehen, ist der Raum bzw. Platz an den Tafeln einer solchen Konsole sehr wesentlich. Ein Eliminieren des Feldes der Auswahldruckknopfschalter ist erwünscht, da diese an der Auswahlkarte einen.beträchtlichen Platz einnehmen, der sonst dazu benutzt werden könnte, um die Größe der Karte zu reduzieren und/oder Anzeigeraum vorzusehen. Ein Eliminieren der manuell betätigbaren Druckknöpfe und der diesen zugeordneten elektrischen Kontakte ist auch aus Zuverlässigkeitsgründen erwünscht.

Wegen der Wichtigkeit der Steuerstangen-Steuerung bezüglich der Reaktorsicherheit ist es erwünscht, separate und redundante Auswahl- sowie Steuerungssysteme vorzusehen. Während ein Verdoppeln der elektrischen und elektronischen Komponenten mit einer minimalen Beeinflussung bezüglich des Steuertafelplatzes vorgesehen werden kann, würde ein Verdoppeln der Steuerstangenkarte sowie des Druckknopffeldes tatsächlich nicht zugelassen werden können. In der Vergangenheit wurde somit ein gewisser Redundanzgrad durch Vorsehen eines zusätzlichen Satzes von Kontakten an den Druckknöpfen erreicht. Eine vollständigere Trennung der zwei Systeme ist wünschenswert.

Die vorliegende Erfindung beinhaltet ein Auswahlsystem, das eine Karte aus einer Vielzahl von Auswahlpositionen aufweist, die in Spalten sowie Reihen angeordnet sind, wobei ein normalerweise nicht erregter bzw. angesteuerter Lichtstrahler und ein entsprechender, normalerweise nicht freigegebener Lichtdetektor an entgegengesetzten Enden einer jeden der Spalten und Reihen angeordnet sind. Eine Abtastschaltung erzeugt eine Folge von Abtasten-Im-

pulsen für ein Erregen der Lichtstrahler und Freigeben der entsprechenden Lichtdetektoren der Spalten sowie Reihen in einer aufeinanderfolgenden und zyklischen Weise, wobei das Freigeben der Reihen für jeden Betriebszyklus des Abtastens der Spalten um eine Reihe vorgerückt wird.

Das Auswählen einer bestimmten Auswahlposition erfolgt dadurch, daß ein Lichthindernis, wie ein Finger, jedoch vorzugsweise ein nicht reflektierender Stift, an dem Schnittpunkt der jeweiligen Spalte sowie der jeweiligen Reihe angeordnet wird, wobei dieser Schnittpunkt die ausgewählte Auswahlposition darstellt. Wenn die Spalten und Reihen abgetastet werden, unterbricht der Stift das Licht von den Lichtstrahlern der jeweiligen Spalte und jeweiligen Reihe zu den entsprechenden Lichtdetektoren. Dieses Fehlen von Licht an den Lichtdetektoren der jeweiligen Spalte und jeweiligen Reihe wird durch eine Logikschaltung erfaßt, und es wird eine Anzeige der Auswahlposition gespeichert, um für einen Darstellungsvorgang, ein Freigeben von Steuerschaltungen und dergleichen zur Verfügung zu stehen.

Da die Lichtdetektoren synchron mit dem Erregen der Lichtstrahler abgetastet oder aufeinanderfolgend freigegeben werden, hat Licht, das von dem Lichtstrahler einer jeweiligen Spalte oder Reihe auf die nicht freigegebenen Lichtdetektoren angrenzender Spalten oder Reihen fällt, keinen Einfluß. Somit sind der Aufwand und der Raum für das Licht von den Lichtstrahlern kollimierende Mittel nicht erforderlich.

Ein anderes Merkmal der Erfindung ist das Vorsehen von zwei separaten Auswahlkanälen, die derselben Auswahlsystem-Karte zugeordnet sind. Die Lichtstrahler und Lichtdetektoren des zweiten Kanals sind in der Z-Richtung (das heißt in einer Richtung rechtwinklig zur Ebene der Karte) von denjenigen des ersten Kanals versetzt angeordnet. Ferner sind die Positionen der Lichtstrahler und Lichtdetektoren des zweiten Kanals in bezug auf diejenigen des ersten Kanals umgekehrt, so daß eine Licht'störung zwischen den beiden Kanälen vermieden wird.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 - in einer teilweise abgeschnittenen perspektivischen An-

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Sicht einen Kartenaufbau des Auswahlsystems,

Figur 2A - in einer schematischen Ansicht ein Auswahlsystem nach

der vorliegenden Erfindung, ; ·

Figur 2B - die Schaltungsbetriebssignale,

Figur 3 - in einer schematischen Ansicht eine Ausführungsform eines Signalgenerators,

Figur 4 - in einer schematischen Ansicht eine Ausführungsform einer Lichtquellen-Treiberschaltung und

Figur 5 - in einer schematischen Darstellung eine Ausführungsform einer Lichtimpuls-Erfassungsschaltung.

Figur 1 zeigt einen Kartenaufbau eines beispielhaften - zweikanaligen Auswahlsystems nach der vorliegenden Erfindung. Die * Karte 20 befindet sich auf einem Grundglied 21, und es sind Aus- > Wahlpositionen 22 in irgendeiner passenden, optisch unterscheid- ι baren Weise und Form, wie durch Aufdrucken, Eingravieren oder dergleichen, ausgebildet. In Figur 1 sind die Auswahlpositionen 22 als örtliche quadratische Bereiche dargestellt, die in Spalten und Reihen, das heißt in einem X-Y Koordinatensystem, angeordnet sind. Jede der Auswahlpositionen 22 ist passend mit einer Identifizierungsbezeichnung markiert, beispielsweise mit der X-Y Koordinatenpositionszahl einer Steuerstange (control rod) eines nuklea- ·' ren Reaktors. ·

Jede Auswahlposition 22 kann auch ein Positionsauswahl-Anzeigeglied, wie eine Lampe 23, enthalten, welche erregt werden kann, um anzuzeigen, daß die jeweilige Position gewählt worden ist.

Das Grundglied 21 ist von einem Rahmen 24 umgeben, der eine Mehrzahl von Lichtstrahlern 26 sowie Lichtdetektoren 27 eines ersten Kanals und eine Mehrzahl von Strahlern 26' sowie Detektoren 27' eines zweiten oder redundanten Kanals abstützt, wobei die Glieder des zweiten Kanals von denjenigen des ersten Kanals in einer Richtung rechtwinklig zu der Ebene der Karte 20 verlagert sind. Diese Strahler 26, 26' und Detektoren 27, 27* sind so angeordnet, daß sich ein Lichtstrahler an einem Ende und ein Lichtdetektor an dem anderen Ende einer jeden Spalte und einer jeden Reihe von Auswahlpositionen 22 in jedem Kanal befinden.

Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die Positionen der Lichtstrahler 26' und der Lichtdetektoren 27" des

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zweiten Kanals an den Enden der Reihen und Spalten in bezug auf diejenigen des ersten Kanals umgekehrt sind. Gemäß der Darstellung in Figur 1 sendet beispielsweise ein Lichtstrahler 26 des ersten Kanals einen Lichtstrahl 28 in einer Richtung über die Karte 20, während ein Lichtstrahler 26' des zweiten Kanals einen Lichtstrahl 28' in der entgegengesetzten Richtung über die Karte sendet. Auf diese Weise fallen die Lichtstrahlen eines Kanals nicht auf die Lichtdetektoren des anderen Kanals, und somit wird eine Lichtstörung bzw. -interferenz zwischen den zwei Kanälen vermieden.

Es ist festzustellen, daß die Lichtstrahlen 28 und 28' nicht kollimiert, sondern stattdessen gespreizt sind und auf die Lichtdetektoren von angrenzenden Spalten (oder Reihen) fallen. Die nachfolgend beschriebene erregende und abtastende Schaltungsanordnung überwindet diesen Effekt, wodurch teure und sperrige KoI-limationsmittel nicht erforderlich sind.

Um eine bestimmte Auswahlposition 22 zu wählen, wird ein lichtunterbrechendes Objekt geeigneter Form, wie ein Stift (stylus) 29, an der jeweiligen Auswahlposition angeordnet, um die Lichtübertragung zwischen den Lichtstrahlern und Lichtdetektoren der sich an dieser Auswahlposition schneidenden Spalte und Reihe zu unterbrechen. Das Fehlen von Licht an den Detektoren wird erfaßt, um eine Anzeige bzw. Angabe der ausgewählten Auswahlposition durch die nachfolgend beschriebene Schaltungsanordnung zu identifizieren und zu speichern.

In Figur 1 befinden sich die Lichtstrahler 26 sowie Lichtdetektoren 27 des ersten Kanals in dem unteren Niveau, während die Strahler 26' sowie Detektoren 27' des zweiten Kanals das obere Niveau einnehmen. Für gewisse Anwendungen kann es zweckmäßig sein, die Lichtstrahler beider Kanäle auf einem Niveau und die Lichtdetektoren beider Kanäle auf dem anderen Niveau anzuordnen. Ein solcher Aufbau kann zu Vorteilen bezüglich der mechanischen Anordnung und der elektrischen Verdrahtung führen. Während die Lichtdetektoren dann vertikal von den entsprechenden Lichtstrahlern verlagert sind, ist das Spreizen bzw. Divergieren des Lichtstrahls gewöhnlich zum Aufnehmen dieser Verlagerung ausreichend, oder es können die Lichtstrahler und Detektoren unter einem Winkel gegenüber dem Grundglied 21 aufeinander zuweisend angebracht werden.

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Während für Darstellungszwecke in Figur 1 acht Spalten und acht Reihen aufgezeigt sind, kann die Größe des Systems bis zu irgendeinem vernünftigen Ausmaß erweitert werden.

Die Schaltungsanordnung des Auswahlsystems ist in Figur 2A in Blockdiagrammform dargestellt, während die Betriebssignale und ihre zeitliche Beziehung in Figur 2B dargestellt sind.

Die Schaltungsanordnung des Auswahlsystems enthält einen Signalgenerator oder Oszillator 31, eine Impulserzeugungsoder Takt-Schaltung 32, einen X- oder Spalten-Zähler 33, einen Y- oder Reihen-Zähler 34, eine X-Selektor Schaltung 36, eine Y-Selektor Schaltung 37, eine X-Dekoder Schaltung 38, eine Y-Dekoder Schaltung 39, ein Antikoinzidenz NOR-Tor 41, ein Lade UND-Tor 42, ein X-Register 43 und ein Y-Register 44.

Die X- und Y-Lichtstrahler 26 sind längs angrenzender Seiten der Karte 20 von Auswahlpositionen 22 angeordnet. In ähnlicher Weise sind die Lichtdetektoren 27 längs gegenüberliegender angrenzender Seiten der Karte 20 angeordnet, wie es zuvor in Verbindung mit Figur 1 beschrieben wurde. Die Lichtstrahler 26 sind über entsprechende Treiberschaltungen 46 mit dem Dekoder 38 oder 39 verbunden. Die Lichtdetektoren 27 sind über geeignete Verstärker 47 mit der Selektor-Sche.ltung 36 oder 37 verbunden.

Beispielhafte Ausführungsformen des Oszillators 31, des Takt-Gliedes 32, der Treiber 46 und der Lichtimpuls-Detektoren 47 werden nachfolgend beschrieben. Die anderen Schaltungen aus Figur 2A können bekannte integrierte Schaltungen der angegebenen Art oder äquivalente Schaltungen sein. Die Lichtstrahler 26 können bekannte lichtemittierende Dioden sein, vorzugsweise Infrarotstrahler, während die Lichtdetektoren 27 bekannte Fototransistoren sein können, die für Infrarotlicht empfindlich sind. Ein Betrieb mit Infrarotlicht reduziert die Möglichkeit einer Störung durch Umgebungslicht und sorgt für eine bessere Anpassung an die Spitzenempfindlichkeit von Silizium-Fototransistoren.

Der Oszillator 31 erzeugt ein Standard- oder Zeitbasissignal für das Takt-Glied 32, welches in der in Figur 2B dargestellten Zeitfolge Betriebssignale oder -impulse ADV (Vorsetzen bzw. Vorrücken), STR (Auswerten) und LOD (Laden) erzeugt.

Jeder Impuls ADV wird über eine Leitung 48 zum Aufwärtszählen des X-Zählers 33 benutzt. Wenn dieser seinen vollen Zählwert erreicht, wird er durch den nächsten ADV Impuls auf Null zurückgesetzt, und es wird ein sekundärer Vorrücken-Impuls an einer Leitung 49 erzeugt, um den Y-Zähler 34 zum Aufwärtszählen zu veranlassen. Das heißt/ daß bei jedem Betriebszyklus des X-Zählers der Y-Zähler um einen Zählwert aufwärts gezählt wird.

Signalpegel, die die Zustände der Stufen des X-Zählers anzeigen, werden durch ein Kabel 51 zu den Eingängen entsprechender Stufen des X-Registers 43, des X-Selektors 36 und des X-Dekoders 38 geleitet (die Eingänge zu dem X-Register sind intern gesteuert) . Die Ausgänge der Stufen des Y-Zählers 34 sind in ähnlicher Weise durch ein Kabel 52 mit dem Y-Register 44, dem Y-Selektor 37 und dem Y-Dekoder 39 verbunden.

Der X-Dekoder 38 wandelt das binäre Muster der Ausgangssignale des X-Zählers in ein 1 aus C Muster um (wobei C der Anzahl von Ausgängen des Dekoders und somit der Anzahl von Spalten der Karte 20 entspricht), wodurch der Dekoderausgang zu dem entsprechenden Lichtstrahler-Treiber 46 freigegeben wird. Der X-Selektor 36 dekodiert in ähnlicher Weise das Muster des X-Zählers, um den Lichtdetektor 27 der Spalte freizugeben, die dem freigegebenen Lichtstrahler-Treiber 46 entspricht (alle anderen Lichtdetektoren der Spalten verbleiben in ihrem nicht angesteuerten bzw. gesperrten Zustand).

In einer ähnlichen Weise wandeln der Y-Dekoder 39 und der Y-Selektor 37 das Signalmuster von dem Y-Zähler 34 um, wobei der Lichtstrahler-Treiber 46 und der Lichtdetektor 27 einer dem Zählzustand des Y-Zählers entsprechenden Reihe freigegeben wesxten.

Beim Auftreten des Auswerteimpulses STR an einer zu den Eingängen der Dekoder 38 und 39 führenden Leitung erregen die freigegebenen Lichtstrahler-Treiber 46 ihre entsprechenden Lichtstrahler 26, um beispielsweise einen Lichtstrahl 28C längs einer Spalte und einen Lichtstrahl 28R längs einer Reihe zu erzeugen. Wenn kein Hindernis bezüglich beider Lichtstrahlen 28C und 28R vorliegt, erzeugen die entsprechenden Lichtdetektoren 27 zumindest ein Signal, das durch die X-Selektor und Y-Selektor Schaltungen einem Eingang des Antikoinzidenz NOR-Tors 41 zugeführt wird. In

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Abhängigkeit von diesem Signal erzeugt das Tor 41 einen negativen oder sperrenden Antikoinzidenz-Impuls ANT an einer Leitung 54, die su einem Eingang des Laden ÜND-Tors 42 führt (der Impuls ist beispielsweise in Figur 2B bei 56 dargestellt). In diesem Fall wird beim Auftreten des Ladeimpulses LOD an einer zu dem anderen Eingang des Tors 42 führenden Leitung 57 von diesem Tor kein Ausgangssignal erzeugt.

Wenn andererseits beide Lichtstrahlen 28C und 28R unterbrochen sind/ beispielsweise durch Anordnen eines geeigneten Stifts an ihrem Schnittpunkt an der Auswahlposition 22, erfolgt keine Zustandsänderung des NOR-Tors 41, und es verbleibt ein Freigabepegel des Signals ANT (in Figur 2B beispielsweise bei 58 dargestellt) an dem Eingang des ÜND-Tors 42. In diesem Fall spricht das UND-Tor 42 bei dem Auftreten des Signals LOD an, um ein Überführungssignal zu dem X-Register 43 und zu dem Y-Register 44 zu leiten. Hierdurch werden die Stufen des X-Registers und des Y-Registers dazu veranlaßt, die Zustände ihrer Gegenstücke in dem X-Zähler und dem Y-Zähler anzunehmen, wodurch Darstellungen der X-Y (Spalten und Reihen) Koordinaten der gewählten Auswahlposition 22 gespeichert werden. Die Register 43 und 44 bilden Auswahl-Ausgangssignale, die dekodiert oder in anderer Weise verarbeitet und für irgendeinen gewählten Auswahl- oder Steuerungszweck benutzt werden können, wie zum Freigeben bzw. Ansteuern des Steuerungsmechanismus einer ausgewählten Steuerstange (control rod) eines nuklearen Reaktorkerns.

Die Auswahl-Darstellungen verbleiben in dem X-Register und dem Y-Register bis zum Durchführen eines anderen Auswahlvorgangs durch Unterbrechen der Lichtstrahlen an einer anderen Ausx-/ah Ipo s i t ion.

Es ist davon auszugehen, daß weitere X- und Y-Register zusammen mit einer geeigneten Logikschaltung vorgesehen werden können, um mehr als eine gewählte Auswahlposition zu speichern, x-renn dieses erwünscht ist.

Wenn der X-Zähler und der Y-Zähler von dem Vorrücken-Impuls ADV durch aufeinanderfolgende Zyklen bzw. Betriebszustände getrieben wsstHsm, werden die Lichtstrahler und die entsprechenden Lichtdetektoren nacheinander und wiederholt oder zyklisch angesteuert oder abgetastet, und zwar Spalte für Spalte und Reihe für

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Reihe. Da die Lichtdetektoren zusammen mit den entsprechenden Lichtstrahlern angesteuert werden/ sind keine lichtkollimierenden Mittel erforderlich.

Wenn ein redundanter Kanal vorzusehen ist/ wird die Schaltungsanordnung aus Figur 2A für den zweiten Kanal dupliziert. Beim Benutzen von redundanten Kanälen hat der für den Auswahlvorgang benutzte lichtunterbrechende Stift 29 (Figur 1) eine Oberflächenbehandlung, die ein Minimum an Licht reflektiert (wie eine mattschwarze Oberflächenbehandlung). Wenn ein reflektierendes Hindernis/ wie ein Finger, benutzt wird/ kann von einem erregten bzw. angesteuerten Lichtstrahler eines Kanals ausgehendes Licht zu einem vertikal angrenzenden freigegebenen Lichtdetektor des anderen Kanals reflektiert werden (insbesondere für Positionsauswahlvorgänge nahe der Peripherie der Karte 20). Wenn es erwünscht ist, ein reflektierendes Hindernis zu benutzen, kann das damit zusammenhängende mögliche Problem dadurch überwunden werden, daß die Betriebssignal-Generatoren der beiden Kanäle in geeigneter Weise synchronisiert werden, damit sie außerphasig auftreten.

Beispielhafte Ausführuijgsformen des Oszillators 31 und der Taktschaltung 32 sind in Figur 3 dargestellt. Der Oszillator 31 weist eine herkömmliche Oszillatorschaltung auf, und typische Komponentenwerte sowie Typennummern sind angegeben. Die Oszillationsfrequenz wird durch einen Kristall 59 gesteuert. Bei der beispielhaften Ausführungsform beträgt die Betriebsfrequenz 5 MHz, und diese Frequenz kann innerhalb der Betriebsfähigkeit der Takt- und Auswahlschaltungen in der erwünschten Weise größer oder kleiner sein.

Die Taktschaltung 32 wird von einem JK Flipflop 61, einem Impulszähler 62, einem Dekoder 63, einem Setzen-Rücksetzen-Flipflop 64 und Inverterverstärkern 65 sowie 66 gebildet. Die Schaltungen 61, 62, 6 3 und 64 können bekannte integrierte Schaltungen sein, und es sind typische Typennummern und Stift- bzw. Anschlußverbindungen dargestellt.

Das JK Flipflop 62 empfängt das Signal von dem Oszillator 31, um es durch 2 zu teilen und eine Folge von Rechteckwellenimpulsen zum Zähler 62 zu leiten.

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Der Zähler 62 ist als ein dreistufiger Rückführungsbzw. Umlaufzähler angeschlossen, der somit kontinuierlich in Abhängigkeit von den Impulsen vom Flipflop 61 die Betriebszyklen durch seine acht binären Stufen zählt.

Die Ausgangssignale von den Stufen des Zählers 62 werden den Dekoder-Stiften bzw. -Anschlüssen 13, 14 und 15 zugeleitet. Der Dekoder 63 wandelt das Muster der binären Eingangssignale in ein 1 aus 8 Ausgangssignalmuster um, wobei der Dekoder somit zusammen mit dem Zähler 62 in Umlauf gebracht wird. Das während eines jeden Betriebszyklus nacheinander an seinen Stiften 1, 3, 5 und 9 erscheinende Dekoder-Ausgangssignal wird zum Bilden der ADV, STR und LOD Betriebssignale gemäß der Darstellung in Figur 2B wie folgt benutzt: In seinem Nullzustand erzeugt der Dekoder 63 am Stift 1 ein Ausgangssignal, welches über den invertierenden Verstärker 65 das Signal ADV bildet. Der Stift 3 ist mit dem Setzen-Eingang des Flipflops 64 verbunden, welches das Signal STR erzeugt, wenn das Dekoder-Ausgangssignal sukzessive an den Stiften 3-7 erscheint. Das Flipflop 64 wird durch das Dekoder-Ausgangssignal am Stift 9 zurückgesetzt. Das Signal LOD wird über einen invertierenden Verstärker 66 vom Stift 5 abgenommen.

Eine geeignete Au.'jführungsform einer Treiberschaltung 46 für Lichtstrahler 26 ist in Figur 4 dargestellt, wobei der Lichtstrahler 26 als eine unter der Typennummer SSL-55C von der General Electric Company erhältliche Infrarot-Lichtemissionsdiode (LED) aufgezeigt ist. Es sind typische Komponentenwerte und Transistortypennummern angegeben, wobei die Widerstandswerte in Ohm und die Kapazitätswerte in Mikrofarad angegeben sind.

Wenn die Schaltung den negativen Abtastimpuls (durch die Dekoder 38 und 39) empfängt, wird ein Treibertransistor 71 in die Sättigung getrieben. Hierdurch wird ein Stromfluß durch einen Widerstand 73 und somit durch die Lichtemissionsdiode LED und einen Widerstand 72 begründet. Der Wert des Widerstandes 73 ist so gewählt, daß der erwünschte LED-Betriebsstrom gebildet wird, während der Wert des Widerstandes 72 entsprechend gewählt ist, um den induktiven Einschwingvorgang (inductive transient) während des Abschaltens zu begrenzen.

Eine geeignete Ausführungsform einer Lichtimpuls-Detektorschaltung 47 ist in Figur 5 dargestellt/ wobei der Lichtdetektor 27 ein Fototransistor ist, dessen Ausgangssignal von einem Transistor 75 verstärkt wird. Widerstände 77 sowie 78 und Kondensatoren 79 sowie 81 bilden ein Bandpaß-Netzwerk zum Unterdrücken eines elektrischen Rauschens und von Signalen infolge langsamer Änderungen des Umgebungslichts. Der Ausgang dieses Netzwerks ist mit einem Eingangsanschluß 82 eines Spannungskomparators 83 verbunden. Referenzspannungen an Anschlüssen 84 und 86 bilden den Vorspannungspunkt und den Impulshöhenschwellwert für den Spannungskomparator 83. Dieser erzeugt immer dann am Ausgangsanschluß 87 ein logisch niedriges Ausgangssignal, wenn die Signalspannung am Eingangsanschluß 82 positiver als die Referenzspannung am Anschluß 86 ist.

Bei der beschriebenen Schaltungsanordnung handelt es sich somit um ein lichtstrahlbetriebenes, nicht mechanisches Auswahlsystem mit Mitteln für einen redundanten Kanal, wobei eine relativ große Dichte von Auswahlpositionen ohne die Notwendigkeit von teuren, sperrigen, kollimierten Lichtquellen aufgenommen werden kann.

Claims

Patentansprüche

1.^Auswahlsystem mit einer zweidimensionalen Karte einer Mehrzahl von in Spalten und Reihen angeordneten Auswahlpositionen, gekennzeichnet durch einen wahlweise erregbaren Lichtstrahler

(26) an einem Ende einer jeden der Spalten (X) zum Abstrahlen von Licht in der Richtung der Spalten (X), durch einen normalerweise nicht freigegebenen Lichtdetektor (27) an dem anderen Ende einer jeden der Spalten (X) zum Empfangen von Licht von den Lichtstrahlern (26) der Spalten (X) und zum Erzeugen eines Ausgangssignals in Abhängigkeit hiervon, durch Mittel (38) zum aufeinanderfolgenden Erregen der Lichtstrahler (26) der Spalten (X), durch Mittel (36) zum aufeinanderfolgenden Freigeben der Lichtdetektoren (27) der Spalten (X) in Synchronismus mit dem Erregungsvorgang der Lichtstrahler (26) und durch Spalten-Erfassungsmittel zum Anzeigen des Fehlens eines Ausgangssignals von einem freigegebenen Lichtdetektor (27) der Spalten (X).

2. Auswahisystem nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch ein separates redundantes System der hier angegebenen Elemente, wobei die Strahler (26') und Detektoren (27') des redundanten Systems von den Strahlern (26) sowie Detektoren (27) des ersten Systems in einer zu der Karte (20) rechtwinkligen Richtung verlagert sind und wobei ein Lichtdetektor (27') des redundanten

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ORIGINAL INSPECTED

Systems an dem einen Ende einer jeden der Spalten (X) sowie ein Lichtstrahler (26') des redundanten Systems an dem anderen Ende einer jeden der Spalten (X) angeordnet sind, wodurch eine Interferenz, bzw. Störung zwischen den zwei Systemen vermieden wird. . . '

3. Auswahlsystem nach Anspruch 1 oder 2, ferner gekennzeichnet durch einen wahlweise erregbaren bzw. ansteuerbaren Lichtstrahler (26/ 26") an einem Ende einer jeden der Reihen (Y) zum Abstrahlen von Licht in der Richtung der Reihen (Y), durch einen normalerweise nicht freigegebenen Lichtdetektor (27, 27') an dem anderen Ende einer jeden der Reihen (Y) zum Empfangen von Licht von den Lichtstrahlern (26, 26') der Reihen (Y) für ein in Abhängigkeit hiervon erfolgendes Erzeugen eines Ausgangssignals, durch Mittel (39) zum aufeinanderfolgenden Erregen bzw. Ansteuern der Lichtstrahler (26, 26') der Reihen (Y), durch Mittel (37) zum aufeinanderfolgenden Freigeben der Lichtdetektoren (27, 27") der Reihen (Y) in Synchronismus mit dem Erregungsvorgang der Lichtstrahler (26, 26') und durch Reihen-Erfassungsmittel zum Anzeigen des Fehlens eines Ausgangssignals von einem freigegebenen Lichtdetektor (27/ 27') der Reihen (Y).

4. Auswahlsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (38) zum aufeinanderfolgenden Erregen der Lichtstrahler (26, 26¹) der Spalten (X) Mittel (46) zum Erregen der Lichtstrahler (26, 26') der Spalten (X) durch aufeinanderfolgende Erregungs- bzw. Ansteuerungsbetriebszyklen enthalten und daß die Mittel (46) zum aufeinanderfolgenden Erregen bzw. Ansteuern der Lichtstrahler (26, 26') der Reihen (Y) den aufeinanderfolgenden Erregungsvorgang der Lichtstrahler (26, 26') der Reihen (Y) vorrücken, und zwar um eine Reihe für jeden Erregungsbetriebszyklus der Lichtstrahler (26, 26■) der Spalten (X).

5. Auswahlsystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Positionsanzeigemittel (23), die auf Anzeigen von den Spalten- und Reihen-Erfassungsmitteln ansprechen, um den Schnittpunkt einer Spalte (X) und einer Reihe (Y) anzuzeigen, wobei das Fehlen von Ausgangssignalen von den Lichtdetektoren (27, 27') derselben angezeigt wird.

6. Auswahlsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsanzeigemittel (23) jeweils eine an dem Schnittpunkt der Karte (20) angeordnete Lichtquelle enthalten.

7. Verfahren zum Erfassen einer Lichtunterbrechung an einer von Auswahlpositionen an der Schnittstelle von jeweils einer Spalte und einer Reihe in einem Auswahlsystem, das eine Karte mit einer Vielzahl von in Spalten und Reihen angeordneten Auswahlpositionen enthält, wobei ein normalerweise nicht erregter bzw. angesteuerter Lichtstrahler und ein entsprechender, normalerweise nicht freigegebener Lichtdetektor an entgegengesetzten Enden einer jeden der Spalten und Reihen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in den Spalten in aufeinanderfolgender und zyklischer Weise die Lichtstrahler erregt bzw. angesteuert und die entsprechenden Lichtdetektoren freigegeben werden, daß in den Reihen in aufeinanderfolgender Weise die Lichtstrahler erregt bzw. angesteuert und die entsprechenden Lichtdetektoren freigegeben werden, wobei jeweils für jeden Betriebszyklus der Lichtstrahler und Detektoren der Spalten ein Vorrücken um eine Reihe durchgeführt wird, und daß die Koinzidenz des Fehlens von Licht an freigegebenen Lichtdetektoren an einer der Spalten und einer der Reihen während eines Betriebszyklus der Lichtstrahler,und Detektoren der Reihen erfaßt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, ferner dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Anzeigen einer identifizierenden Darstellung der Auswahlposition vorgesehen werden, welche der einen der Spalten und der einen der Reihen entspricht.

9. Auswahlsystem mit einer zweidimensionalen Karte einer Vielzahl von Auswahlpositionen, die in X-Koordinaten Spalten und Y-Koordinaten Reihen angeordnet sind, gekennzeichnet durch einen Lichtstrahler (26, 26') an einem Ende einer jeden der Spalten

(X) und einer jeden der Reihen (Y) für ein im erregten bzw. angesteuerten Zustand erfolgendes Abstrahlen von Licht in der Richtung der Spalten (X) und der Reihen (Y), durch einen Lichtdetektor (27, 27') an dem anderen Ende einer jeden der Reihen

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und Spalten für ein im freigegebenen Zustand erfolgendes Erzeugen eines Ausgangssignals in Abhängigkeit von Licht von den Lichtstrahlern (26, 26'), durch einen Taktimpulsgenerator (31, 32), der eine Folge von Vorrücken-Impulsen (ADV) sowie von zusammenfallenden Abtasten- sowie Laden-Impulsen (STR, LOD) zwischen den Vorrücken-Impulsen (ADV) erzeugt, durch einen umlaufenden X-Zähler (33) , der eine der Anzahl der Spalten (X) entsprechende Anzahl von verschiedenen Zuständen bzw. Stufen hat, durch Mittel (48) zum Anlegen der Vorrücken-Impulse (ADV) an den X-Zähler (33), der in Abhängigkeit von jedem Vorrücken-Impuls (ADV) zu einem Unterschiedlichen seiner Zustände vorgerückt wird, durch einen X-Dekoder (38), der eine Anzahl von Ausgängen hat, die der Anzahl der Spalten (X) entspricht, welche mit entsprechenden Lichtstrahlern (26, 26') der Spalten

(X) verbunden sind, durch Mittel (51) zum Anlegen der den Zustand des X-Zählers (33) anzeigenden Ausgangssignale desselben an den X-Dekoder (38) , durch Mittel (53) zum Anlegen des Abtasten-Impulses (STR) an den X-Dekoder (38) , welcher auf die Signale von dem X-Zähler (33) und .von dem Abtasten-Impuls anspricht, um den einen der Lichtstrahler (26, 26') der Spalte zu erregen bzw. anzusteuern, die dem Zustand des X-Zählers (33) entspricht, durch einen X-Selektor (36) mit einer Anzahl von normalerweise nicht freigegebenen Eingängen, wobei diese Anzahl der Anzahl der Spalten (X) entspricht, die mit entsprechenden Lichtdetektoren (27, 27') der Spalten (X) verbunden sind, und durch Mittel (51) zum Anlegen der den Zustand des X-Zählers

(33) anzeigenden Ausgangssignale desselben an den X-Selektor (36), welcher hierauf anspricht, um den einen Eingang hiervon freizugeben, welcher mit dem Lichtdetektor (27, 27') der Spalte

(X) verbunden ist, welche dem Zustand des X-Zählers (33) entspricht, wobei der X-Selektor (36) ein Lichtabwesenheitssignal erzeugt, das den Fall eines Fehlens eines Signals von dem Lichtdetektor (27, 27') der den Zustand des X-Zählers (33) entsprechenden Spalte (X) anzeigt, wenn der eine der Lichtstrahler (26, 26') der dem Zustand des X-Zählers (33) entsprechenden Spalte

(X) erregt bzw. angesteuert ist.

10. System nach Anspruch 9, ferner gekennzeichnet durch Mittel zum Erzeugen eines sekundären Vorrücken-Impulses (ADV) bei jedem Betriebszyklus des X-Zählers (33), durch einen umlaufenden Y-Zähler (34) mit einer Anzahl der Reihen (Y) entsprechenden Anzahl von verschiedenen Zuständen bzw. Stufen, durch Mittel (49) zum Anlegen des sekundären Vorrücken-Impulses (ADV) an den Y-Zähler (34), der in Abhängigkeit hiervon zu einem Unterschiedlichen seiner Zustände vorrückt, durch einen Y-Dekoder

(39) mit einer Anzahl von Ausgängen, die der Anzahl der Reihen

(Y) entspricht, welche mit entsprechenden Lichtstrahlern (26, 26') der Reihen (Y) verbunden sind, durch Mittel (52) zum Anlegen der den Zustand des Y-Zählers (34) anzeigenden Ausgangssignale desselben an den Y-Dekoder (39), durch Mittel (53) zum Anlegen des Abtasten-Impulses (STR) an den Y-Dekoder (39), der auf die Signale von dem Y-Zähler (34) und einen Abtasten-Impuls (STR) anspricht, um den einen der Lichtstrahler (26, 26') der Reihe (Y) zu erregen bzw. anzusteuern, welche dem Zustand des Y-Zählers (34) entspricht, durch einen Y-Selektor (37) mit einer Anzahl von normalerweise nicht freigegebenen Eingängen, wobei diese Anzahl gleich der Anzahl der Reihen (Y) ist, welche mit entsprechenden Lichtdetektoren (27, 27') der Reihen

(Y) verbunden sind, und durch Mittel (52) zum Anlegen der den Zustand des Y—Zählers (34) anzeigenden Ausgangssignale desselben an den Y-Selektor (37), der hierauf anspricht, um den einen Eingang hiervon freizugeben, der mit dem Lichtdetektor (27, 27') der Reihe verbunden ist, welche dem Zustand des Y-Zählers (34) entspricht, wobei der Y-Selektor (37) ein Lichtabwesenheitssignal erzeugt, das den Fall des Fehlens eines Signals von dem Lichtdetektor (27, 27') der Reihe (Y) anzeigt, die dem Zustand des Y-Zählers (34) entspricht, wenn der eine der Lichtstrahler (26, 26') der Reihe (Y), die dem Zustand des Y-Zählers (34) entspricht, erregt bzw. angesteuert isst.

11. System nach Anspruch 10, ferner gekennzeichnet durch ein erstes Tor (41) mit Eingängen, die zum Empfangen von Lichtabwesenheitssignalen von dem X-Selektor (36) sowie dem Y-Selektor (37) angeschlossen sind und auf zusammenfallende Lichtabwesen-

heitssignale hiervon ansprechen, um ein Freigabeausgangssignal (ANT) zu erzeugen, durch ein X-Register (43) mit Verbindungen bzw. Anschlüssen zum Erfassen des Zustandes des X-Zählers (33), durch ein Y-Register (44) mit Verbindungen bzw. Anschlüssen zum Erfassen des Zustandes des Y-Zählers (34), durch ein zweites Tor (42) mit Eingängen, die zum Empfangen des Freigabesignals (ANT) sowie des Laden-Impulses (LOD) angeschlossen sind, wobei das zweite Tor (42) bei einem zusammenfallenden Auftreten dieser Signale anspricht, um ein Überführungssignal zu dem X-Register (43) sowie dem Y-Register (44) zu leiten und hierdurch diese Register dazu zu veranlassen, dem X-Zähler (33) und dem Y-Zähler (34) entsprechende Zustände anzunehmen.