DE1055592B - Synchronisiereinrichtung fuer umlaufende Speicher - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Synchronisierung der Zusammenarbeit eines umlaufenden Speichers, insbesondere einer Magnettrommel, mit einem System zur automatischen. Gebührenerfassung, einer Rechenanlage, einem automatischen Registriersystem od. dgl.

Für das Aufsuchen einer beliebig wählbaren Trommeladresse wurde vorgeschlagen, auf der Taktspur einen Trommelanfang zu markieren und die folgenden Taktimpulse, denen jeweils eine Zelle in den Informationsspuren entspricht, zu zählen. Jeder Adresse entspricht dann eine bestimmte Taktimpulszahl.

In vielen bekannten Informations- bzw. Impulsspeichersystemen, die mit Rechenanlagen od. dgl. zusammenarbeiten, werden zur Auslösung von Programmen und Unterprogrammen Synchronisierungsimpulse benötigt, um den Ablauf dieser Programme mit dem Speicherumlauf in Übereinstimmung zu bringen oder zu halten, vor allem in solchen Anlagen, die während eines Speicherumlaufs ständig dasselbe Programm mit denselben Unterprogrammen abwickeln. Die bekannten Anordnungen sehen für die Synchronisierungsimpulse eine oder mehrere eigene Synchronspuren auf dem Speicher vor. Diese erfor- »5 dem jedoch teure Speicherkapazität und zusätzliche Leseköpfe mit entsprechenden Auswerteschaltungen.

Diese Nachteile sollen gemäß der Erfindung vermieden werden, indem der Speicher nur eine einzige Taktspur mit einer Serie von ersten Signalen einer Art, welche den Zeitablauf während eines Arbeitszyklus bestimmen, und mindestens einem zweiten Signal anderer Art, welches die Zeitdauer eines Arbeitszyklus festlegt, besitzt. Ferner sind gemäß der Erfindung Impulsgeneratoren zur Erzeugung von Synchronisiersignalen, die verschiedenen vorher bestimmten Vielfachen des Zeittaktes entsprechen, sowie Schaltmittel vorgesehen, um von.den Abtastsignalen erster Art abgeleitete Steuerimpulse für jeden Zeittakt eines Arbeitszyklus zur Steuerung der Impulsgeneratoren und einem von den Abtastsignalen zweiter Art abgeleiteten Impuls zur Steuerung des genauen Anlaufens und Anhaltens der Impulsgeneratoren in jedem Arbeitszyklus zu erzeugen.

Zur Erzeugung der Steuerimpulse kann ein frei schwingender Multivibrator dienen, dessen Kippzeit etwas größer ist als der zeitliche Abstand der Abtastsignale erster Art und der von diesen Signalen synchronisiert wird. Seine Ausgangsimpulse steuern die ' Impulsgeneratoren. Demgegenüber läßt sich der einzelne Impuls sehr einfach durch eine Torschaltung erzeugen, deren einem Eingang die Abtastsignale und deren anderem Eingang die Ausgangsinipulse des Multivibrators zugeführt, werden, so daß nur im Zeit- ' Synchronisiereinrichtungfür umlaufende Speicher

Anmelder:
' International

Standard Electric Corporation,
New York, N;.. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. Juli 1956

Raymond C. P. Hinton, Teaneck, N. J.,

Boris Dzula, Clifton, N. J. (V. St. Α.),

und Alfred L. M. Fettweis, Eupen (Belgien),

sind als Erfinder genannt worden

punkt des Abtastsignals zweiter Art ein Ausgangssignal entsteht.

Als Impulsgeneratoren können Zählschaltungen verwendet werden, die aus zwei oder mehr miteinander gekoppelten Zählern bestehen, je nach den-erforderlichen Vielfachen der Zeittakte. Der einzelne Impuls dient dann dazu, die Zähler nach einem Arbeitszyklus, d. h. nach einem Speicherumlauf, zwangläufig in die Ausgangslage zu bringen und neu zu starten. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß ein außer Tritt geratener Zähler mindestens in jedem Arbeitszyklus wieder in Synchronisation mit dem Speicherumlauf und damit dem Verarbeitungsablauf gebracht wird. " ;.. ··

Der Multivibrator erzeugt auch normalerweise zum Zeitpunkt des Ahtastsigiials zweiter Art ein Aüsgangssignal. Es ist jedoch manchmal erwünscht, den Steuerimpuls zu diesem Zeitpunkt, d. h. während des Rückstellungsimpulses, zu unterdrücken. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, daß die Ausgangsimpulse des Multivibrators mit den invertierten Lesesignalen. in einer geeigneten Koinzidenzschaltung- gemischt werden. . - - - ".

Die Erfindung wird an Hand der Fig. 1 bis 5 beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer Anordnung für die Erzeugung des ersten Teiles der Takte,

90 9 507/393

Fig. 2 schematiscli ein Schaltbild des ersten und zweiten Stufenzählers,

Fig. 3 schematisch ein Schaltbild des dritten und vierten Stufenzählers,

Fig. 4 die Art der Zusammenschaltung der Anordnungen der Fig. 1, 2 und 3,

Fig. 5 eine graphische Darstellung von Kurvenzügen zur Erläuterung der Erfindung.

Die in der Technik bekannten Schaltteile sind als Blockbilder dargestellt, um die Zeichnung und die Beschreibung zu vereinfachen. Sie enthalten Kathodenverstärker, Umkehrer, Ringzähler, Multivibratoren und Torschaltungen.

Die Kathodenverstärker sind mit CF mit einem zusätzlichen Buchstaben zur Kennzeichnung der speziellen Art bezeichnet. CFA besitzt Gleichstromeingänge, während CFB und CFC Wechselstromeingänge besitzen, die mit Erde bzw. der Batterie verbunden sind.

Die beiden Arten der Umkehrer sind mit / und IA bezeichnet. Der Inverter I kann aus einer Triode bestehen, die normalerweise so vorgespannt ist, daß sie gesperrt ist und den Eingang über einen Kondensator aufweist. Der Umkehrer IA kann eine Pentode mit Gleichstromeingang sein.

Es sind astabile, MVA und monostabile Multivibratoren MVM vorgesehen. Die Eingänge sind an den Seiten und die Ausgänge am Kopfende eingezeichnet. Der Monovibrator besteht aus einer Doppeltriode, bei der ein Impuls die leitende Röhre sperrt und die normalerweise nichtleitende Röhre für eine der Zeitkonstanten entsprechende Zeit leitend macht, wonach der Monovibrator von selbst in seine normale Stellung zurückkehrt.

Der astabile oder frei schwingende Multivibrator besteht aus einer Doppelpentode, bei der in den Anodenleitungen Dioden vorgesehen sind, die ein Verringern der Relaxationszeit bewirken.

Diese Multivibratoren erzeugen eine kontinuierliche Folge von Impulsen entsprechend den Schaltelementen des Multivibrators. Die Kippzeit ist etwas größer als die Folgezeit der Synchronisierimpulse.

Die Ringzähler bestehen aus zwei Typen: Die erste umfaßt eine Anzahl einzelner bistabiler Stufen, die z. B. aus Kaltkathoden-Gasröhren bestehen können. Die einzelnen Stufen sind als Rechtecke mit einem Ein- und Ausgang dargestellt. Mit den Kathoden sind Integrierglieder verbunden, um die Zündzeit, aber nicht die Löschzeit zu vergrößern.

Die zweite Art enthält eine zehnstufige Gasröhre, die als Rechteck mit nebeneinanderliegenden Quadraten gezeichnet ist und einen Eingang und je Stufe einen Ausgang hat. Die Zähler zählen bis zur letzten Stufe und kehren dann in die Ausgangsstellung zurück. Bei Eintreffen eines Fortschalteimpulses geht der jeweilige Zähler von dem einen in den anderen stabilen Zustand in Richtung des Pfeiles über.

Die Torschaltungen enthalten »Und« und »Oder«- Tore, die in bekannter Weise mit Dioden gebildet sind.

In Fig. 1 ist eine Magnettrommel 51 mit einer Taktspur 50 und mehreren Informationsspuren dargestellt. Die Trommel und die Zähler sind nur beispielsweise gewählt und stellen den Speicher und die Synchronisieranordnung für ein System zur automatischen Gesprächserfassung dar.

Die Signale der Taktspur werden von dem Magnetkopf 52 abgetastet und über den Transformator 53 zu dem Verstärker 54 geleitet. Das verstärkte Taktsignal 55 passiert den Kathodenverstärker 56 und gelangt über die Differenzierglieder 60 und 70 zu den Multivibratoren 57, 58 und 59, deren Ausgänge zu den Kathodenverstärkern 66., 67, 74, 75 und 76 führen, von wo die Signale an die entsprechenden Stellen des Systems gelangen. Das verstärkte Taktsignal und das Ausgangssignal 78 des Multivibrators 59 gelangen zu dem Tor 80 und erzeugen ein Rückstellsignal zu einem weiter unten erläuterten Zweck.

ίο In Fig. 2 sind zwei Stufenringzähler 101 und 102 dargestellt. Der erste Stufenzähler enthält die vier Zählstufen B1... B 4. Jede Kathode ist mit der folgenden Stufe über die Verstärker CFAl... CFA4. und die Tore 5 ... 8 verbunden. Triggerimpulse gelangen von dem Tor 85 über den Multivibrator 86 und den Kathodenverstärker 68 zu den Toren 5 ... 8. Ein Impuls gelangt also durch ein Tor in Abhängigkeit von der vorhergehenden Stufe und schaltet den Zähler einen Schritt weiter.

ao In dieser Weise zählt der Zähler von Stufe zu Stufe, wobei jede Stufe einen Impuls erzeugt, der über die Leitungen 11... 14 zu den angeschlossenen Schaltungen (nicht dargestellt) gelangt. Bei jedem Trommelumlauf gelangt ein Rückstellimpuls 10 zu der Stufe El über den Multivibrator 82 und den Kathodenverstärker 84, um so den Zähler in die Ausgangsstellung zurückzubringen.

Der zweite Stufenzähler 102 besteht aus einer Mehrstufen-Kaltkathodengasröhre. Die Zählimpulse werden über das Tor 15 und den Inverter 18 zugeführt. Dieser Zähler wird ebenfalls durch den Rückstellimpuls 10 über die erste Stufe in die Ausgangsstellung zurückgebracht. Die Ausgänge 21... 25 sind mit den entsprechenden Schaltungsteilen (nicht dargestellt) verbunden.

Fig. 3 zeigt die beiden Stufenzähler 103 und 104, die mit Toren 16 bzw. 17 und Invertern 19 bzw. 20 verbunden sind, über welche die Zählimpulse zugeführt werden. Der Zähler 104 wird ferner durch die Tore 26 α und 26 & und den Inverter 20 gesteuert. Die. Koinzidenztore 26 α sind zwischen die Kathoden der Zähler 103 und 104 geschaltet, während die Ausgänge der Zähler über das Tor 26 b mit dem Inverter 20 verbunden sind. Auf diese Weise zählt der Zähler 104 nur dann, wenn Koinzidenz an den Ausgängen der beiden' Zähler 103 und 104 besteht. Bei jedem Trommelumlauf gelangt ein Rückstellimpuls zu den beiden Zählern. Die Ausgänge der Zähler sind über die Leitungen 30... 49 mit den entsprechenden Schaltelementen (nicht gezeigt) verbunden.

Die Zeitskala ist durch die 600 Stellungen der vier Stufenzähler bestimmt, die durch phasenmodulierte, in der Taktspur 50 der Magnettrommel 51 eingeschriebene Impulse gesteuert werden. Diese Impulse enthalten 599 negative und einen einzigen positiven Impuls, der die Ausgangsstellung der Trommel markiert und zur Synchronisation der Taktimpulse mit der Trommelposition dient.

Die eingeschriebenen Signale werden durch den Lesekopf 52 abgelesen, verstärkt und zu den Impulsen 55 (Fig. 5) geformt, wobei die 599 negativen Impulse als 55a und der einzige positive Impuls als 55b erscheinen. Diese Impulse gelangen zu den Multivibratoren 57 ... 59 und den Zählern 101. .. 104. Das verstärkte Taktsignal 55 gelangt über das Differenzierglied 60 zu dem Multivibrator 57, der nur auf die negativen Impulsspitzen 61 anspricht. Hierdurch wird die Möglichkeit von Störimpulsen verringert. Der Ausgang ist über das Differenzierglied 62 mit dem Multivibrator 58 verbunden, der auf die nega-

tivert Impulsspitzen 63; die um eine halbe Periode gegenüber den Impulsen 61 verschoben sind, anspricht. Die beiden Teile des Multivibrators 58 haben verschiedene Zeitkonstanten, so daß die Impulse 64 und 65 entstehen, die für Steuerzwecke in nicht dargestellten Anordnungen verwendet werden.

Die Signale 55 gelangen ferner zu dem Netzwerk 70, das die negativen Impulsspitzen 71 zur Synchronisierung des frei schwingenden Multivibrators 59 überträgt. Die Ausgangsimpulse 72 und 73 entstehen bei jedem Takt der Spur 50 und werden zu den Kathodenverstärkern 74... 76 geleitet, aus denen sie als Haupttaktimpulse 77 ... 79 hervorgehen. Die Taktimpulse 78 gelangen ferner zu dem Tor 80 zusammen mit den Signalen 55, wo der Impuls 81 entsteht. Dieser einzelne Impuls je Trommelumlauf entspricht der Ausgangsstellung und dient der Rückstellung der Zähler. Der Impuls gelangt zu dem monostabilen Multivibrator 82., der den negativen Impuls 83, der allen ersten Stufen der Zähler zugeleitet wird, erzeugt.

Die Impulszüge 78 und- 90 (die umgekehrten Impulse 55) gelangen zu den Koinzidenztoren 15 ... 17 und 85. An jedem dieser Tora entstehen bei jeder Koinzidenz Impulse 91, die allen Trommelpositionen. " ;■ außer der Ausgangsstellung entsprechen. Diese Torschaltungen dienen zur Unterdrückung des Zählimpulses während des Rückstellimpulses 81, so daß eine Überschneidung der Funktion der Zähl- und Rückstellimpulse vermieden wird.

Die Impulszüge 78 und 90 werden über die Leitungen 94 und 95 zu dem Tor 85 geleitet. Dessen Koinzidenzausgang ist mit dem astabilen Multivibrator 86, der eine etwas größere Kippzeit hat, als den ankommenden Impulsen entspricht, verbunden. Der Ausgang- des Multivibrators ist mit den Toren 5 ... 8 gekoppelt, so daß der Zähler 101 schrittweise weitergeschaltet wird und die Ausgangsimpulse 11... 14 (Fig. 5) entstehen.

Der Zähler 102 zählt bei jedem Zyklus des Zählers

101. Die Zählimpulse kommen von dem Element Ei zu dem Tor 15 über die Leitung 89, die mit den über die Leitungen 94 und 95 kommenden Zählimpulsen des ersten Zählers koinzidieren. Der Ausgang des Tores 15 ist über den Inverter 18 mit dem Zähler verbunden, der die Ausgangsimpulse 21 ... 25 (Fig. 5) erzeugt.

Der dritte Zähler 103 zählt jeden Zyklus des Zählers

102. Die Zählimpulse kommen von der Stufe S5 des Zählers 102 über die Leitung 87, und koinzidieren mit den Impulsen, die über die Leitungen 94, 89 und 95 dem Tor 16 zugeleitet werden.

Der Zähler 104 zählt unter Steuerung des gemeinsamen Ausganges der Zahler 103 und 104 auf folgende Weise: Jede Stufe des vierten Zählers ist mit einem »Und«-Tor 26a verbunden, das seinerseits mit einer Kathode des Zählers 103 gekoppelt ist. Die Ausgänge dieser Tore führen über das »Oder«-Tor 26 b zu dem Bremsgitter des Inverters 20. Die Zählimpulse des dritten Zählers gelangen auch zu dem vierten Zähler, und zwar über die Leitungen 87, 89, 94 und 95 und das Tor 17. Der Zähler 104 wird von der Stufe -Fl aus folgendermaßen weitergeschaltet: Der Ausgang der ersten Elemente Tl und Fi der Zähler 103 und 104 ist über die Tore 26a und 26 & mit dem Inverter 20 verbunden. Nach 20 Impulsen von der Trommel hat der Zähler 101 fünf Zyklen vollendet und damit der Zähler 102 fünf Schritte gemacht. Von den Elementen B 4 und S 5 gelangen nun Impulse über die Leitungen 89 und 87 zu den Toren 16 und 17, an denen gleichzeitig Impulse über die Leitungen 94 und- 95 .eintreffen.. Die Ausgangssignale der Tore 16 und 17 schalten die Zähler 103 und 104 in die zweite-Stellung. Auf diese Weise werden die beiden Zähler bei den Taktimpulsen 40, 100, 200, 300, 320, 340, 420 und 500 schrittweise weitergeschaltet.

Wenn es wünschenswert ist, können auch die Zähl- und Rückstellimpulse gleichzeitig vorgesehen werden, indem die Taste 92 bedient wird, wodurch die umgekehrten Taktimpulse 90 von den Toren 15, 16, 17 und ferngehalten werden. Der Impulszug 78 führt nun in allen Tfommelstellungen zu den Zählern. Sonst läuft das beschriebene Arbeitsspiel ab, abgesehen davon, daß ein Zählimpuls gleichzeitig mit dem Rückstellimpulszu den Zählern gesendet wird. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Zähler ■—· unter der Voraussetzung, daß sie sich in einer exakten Stellung befinden — zurückgestellt werden, selbst wenn der Rückstellimpuls fehlt.

Die Aufgabe des Rückstellimpulses besteht natürlich darin, die Zähler zwangläufig zurückzustellen und wieder einzuschalten, falls sie außer Takt mit der Trommel geraten sind.

Die von - den Zählern erzeugten Impulse, die verschiedenen 'Vielfachen der Zeittakte entsprechen, werden zu verschiedenen Steuerzwecken in der betreffenden Verarbeitungsanlage, z. B. einem automatischen Gebührenerfassungssystem, benötigt.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Synchronisierung der Zusammenarbeit eines umlaufenden Speichers, insbesondere einer Magnettrommel, der in einem System zur automatischen Gebührenerfassung, in einer Rechenanlage, in einem automatischen Registriersystem od. dgl. zu verarbeitende Informationen enthält, mit diesem System oder dieser Anlage, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher eine einzige Taktspur mit einer Serie von ersten Signalen (55 a) einer Art, welche den Zeitablauf in einem Arbeitszyklus bestimmen, und mindestens einem Signal (55 V) anderer Art, welches die Zeitdauer eines Arbeitszyklus festlegt, besitzt und daß Impulsgeneratoren zur Erzeugung von Synchronisierimpulsen, die verschiedenen vorherbestimmten Vielfachen des Zeittaktes entsprechen, sowie Schaltmittel vorgesehen sind, um entsprechend den ersten Signalen (55») Steuerimpulse (78) für jeden Zeittakt eines Arbeitszyklus zur Steuerung der Impulsgeneratoren und um entsprechend dem zweiten Signal (55 V) einen Impuls (81) zur Steuerung des genauen Anlaufens und Anhaltens der Impulsgeneratoren in jedem Arbeitszyklus zu erzeugen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Taktimpulse (78) ein frei schwingender Multivibrator (59) vorgesehen ist, dessen Kippzieit etwas größer ist, als dem Abstand der ersten Signale (55 a) entspricht, und der von den Abtastsignalen (55) synchronisiert wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Impulses (81) eine Torschaltung (80) vorgesehen ist, deren einem Eingang die Lesesignale (55) und deren anderem Eingang die Taktimpulse (78) zugeführt werden.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Impulsgeneratoren Zählschaltungen dienen, die von den Taktimpulsen (78) so gesteuert werden, daß sie Ausgangs-

impulse entsprechend verschiedenen vorherbestimmten Vielfachen der Lesesignale (55 a) liefern,, und die infolge des entsprechend dem Lesesignal (5Sb) erzeugten Impulses (81) in jedem Arbeitszyklus zwangläufig von ihrer Ausgangssstellung aus gesteuert werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählanordnungen aus · mehreren Zählern (101... 104) bestehen, die entsprechend dem zweiten Abtastsignal (55 b) am Ende jedes Arbeitszyklus in die Ausgangsstellung zurückgestellt werden.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zähler eine elektronische Eingangstorschaltung (15 ... 17^ 85) besitzt, welcher die invertierten Lesesignale (90) und die Steuerimpulse (78) des Multivibrators (59) zur schrittweisen Weiterschaltung der Zähler zugeführt werden,

7. Einrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel (92) vorgesehen

sind, um den Zählern auch im Zeitpunkt des Rückstellimpulses einen Zählimpuls zuzuführen.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Torschaltungen (15... 17, 85), denen die invertierten Lesesignale (90) sowie die Steuerimpulse (78) zugeführt werden und deren Ausgangssignale die Zähler weiterschalten, und die elektronische Torschaltung (80), der die Lesesignale (55) und die Steuerimpulse (78) zugeführt werden und die nur in Koinzidenz mit dem Signal (55 b) einen Rückstellimpuls (81) für die Zähler (101.. . 104) am Ende jedes Arbeitszyklus liefert, derart vorgesehen sind, daß normalerweise eine Überschreitung der Funktion der Zähl- und Rückstellimpulse vermieden wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 900 026;
USA.-Patentschrift Nr. 2 540 654.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 909 507/390 4.59