DE2715430A1

DE2715430A1 - Datensequenz-wiedergabesystem und zeitkompressions-system fuer dasselbe

Info

Publication number: DE2715430A1
Application number: DE19772715430
Authority: DE
Inventors: Robert Lee Cannon; Christopher Cameron Day
Original assignee: American Optical Corp
Current assignee: Warner Lambert Co LLC
Priority date: 1976-04-26
Filing date: 1977-04-04
Publication date: 1977-11-03
Also published as: FR2349920B1; US4109243A; JPS52130531A; SE7704462L; CA1087738A; GB1582152A; FR2349920A1; NL7704493A

Description

2715A30

PATENTANWALT D-1 BERLIN 33 1.4-1977

MANFRED MIEHE

Telefon (OW] a J119 50

Diplom-Chemiker Telegram™_: ΙΝΓΛ/SPROP BERLIN

Telex: 0185443

^T US/02/2325

ΛΟ-2736

AMERICAN OPTICAL CORPORATION Southbridge, Mass. O155O, USA

Datensequenz-Wiedergabesystem und Zeitkompressions-System für

dasselbe

Die Erfindung betrifft Datenverarbeitungssysteme und insbesondere Signalwellenform-Wiedergabesysteme. Spezieller betrifft die Erfindung Signalwellenform-Zeitkompressionssysteme.

Wenn auch der ERfidungsgegenstand allgemein bezug auf Datenverarbeitungssystem hat, ist derselbe insbesondere anwendbar auf die Wiedergabe physiologischer Wellenformdaten von Patienten, wie bei der Elektrokardiographie und dgl. In typischer Weise sind solche Wellenformen vermittels Kurvenblatt-Rekordern aufgezeichnet worden, wobei man eine Aufzeichnung mit hervorragender Qualität erhält, jedoch große Papiermengen beschrieben werden, die sich schlecht in den Akten des Patienten ablegen lassen.

Ein Aufzeichnungsblatt in Form einer flachen Seite oder eines breiten Streifens, wobei die Wellenform in einem Rasterformat aufgezeichnet wird, dürfte bezüglich der Ablage und des Wellenformvergleiches zweckmäßiger sein. Es sind Rekorder bekannt, die in der Lage sind bleibend die Wellenform in einem Rasterformat aufzuzeichnen, so wie es bei Kathodenstrahlröhren angewandt wird. Bei Anwenden derartiger Wiedergabemedien mit Rasterformat ist die wiederzugebende Information oder Wellenform normalerweise kontinuierlich und besitzt einen kontinuierlichen Eigang zu dem Rekorder. Die dem Eingang der Wiedergabevorrichtung während der "Hinlauf"-Phase jeder Hinlauf-Rücklaufperiode des Rasterformates zugeführte Information wird aufgeschrieben oder aufgezeichnet, jedoch wird die an dem Eingang während der Rücklauf-Phase der Wiedergabeperiode auftreten-

7098U/0710 - 2 -

271FÜ30

den Information "ausgeb-lendet" oder nicht geschrieben und wird somit normalerweise verloren.

Selbst bei bestimmten Wiedergabesystemen, bei denen kein Hinlauf-Rücklauf-Raster angewandt wird, wie z.B. dem Wendelabtastrekorder gemäß der US-PS 3 893 453 mit der Bezeichnung koronrimiertes Datenwiedergabeeystem kann es sich als zweckmäßig erweisen, periodisch die der Wiedergabevorrichtung zugeführten Wellenformsignale zu unterbrechen, um so eine Ausblendzone oder Rand für die Einführung oder Wiedergabe anderer Daten zu schaffen. Der hier angewandte Ausdruck "Rücklauf" soll sich in gleicher Weise auf die "Ausblend"-Phase oder den Intervall in der Ausrüstung beziehen, wie oben beschrieben.

Wenn auch in einigen Fällen der während des Rücklaufes oder der Signalausblendperiode auftretende Informationsverlust geduldet werden kann, ist dies !normalerweise nicht der Fall bai Wiedergabesystemen für Wellenformen, die eine physiologische Information eines Patienten enthalten. Bei diesen letzteren Wiedergabesystemen sowie weiteren ist es zweckmäßig, die gesamte von der Datenquelle erhaltene Information aufrechtzuerhalten und wiederzugeben . Der Rücklaufteil eines Wiedergaberasters kann bis zu 10% oder mehr jeder Hinlauf-Rücklauf Periode enthalten, und somit kann der Betrag an Information, der während des Rücklaufes verlorengehen kann, recht erheblich sein.

Wenn ein Wiedergabesystem unter Anwenden eines Hinlauf-Rücklauf- oder Hinlauf-Ausblendformates angewandt werden soll und die gesamte Menge der kontinuierlich zur Verfügung stehenden Wellenformdaten wiedergegeben werden soll, muß das die Wellenform verarbeitende System in der Lage sein, Daten während der Rücklauf- oder Ausblendphase jeder Wiedergabeperiode zu speichern. Wenn das System mit Ehctzeit arbeitet und die Daten während jeder Rücklaufperiode für ein sich d^ran anschließendes Herausschreiben während einer Hinlaufperiode gespeichert werden, verbleibt das Problem, daß die neuen Daten ebenfalls während der Hinlaufperiode herausgeschrieben werden müssen. Wenn die neuen Daten als solche gespeichert werden bis die zuvor gespeicherten Daten routinemäßia herausgelesen werden, ergibt es sich, daß eine zunehmende und schließlich übermäßige

7098U/0710 - 3 -

2715A3G

Datennenge für die Speicherung in aufeinanderfolaenclen Perioden vorliegt. Selbst wenn das System nicht mit Echtzeit arbeitet, ist eine kontinuierliche Zuführung zu dem die Wellenform verarbeitenden System zweckmäßig, bedingt durch die Komnlexitäten eines ansonsten erforderlichen Anhaltens und V'iederingangsetzens eines Landes oder ähnlicher Speichervorrichtunq für das Rücklaufteil jeder Wiedergabeperiode.

Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, ein neuartiges und verbessertes Datensequenz-Verarbeitungssystem zu schaffen. Insbesondere ist es eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein neuartiges und verbessertes Sianalwellenform-Verarbeitungssystem der Art zu schaffen, bei der mit lünlauf-Rücklauf oder ähnlichen mehrphasigen Arbeitsgängen gearbeitet wird, wodurch praktisch der Gesamtbetrag einer praktisch kontinuierlichen zugef'ihrten Wellenform lediglich während der Hinlaufnhase (oder einem ähnlichen Teil) des Arbeitsvorganges wiedergegeben wird.

Eine weitere der Erfindung zqgrundeliagende Aufgabe besteht darin, ein neuartiges und verbessertes Signalwellenform-Verarbeitungssystem der beschriebenen Art zu schaffen, das relativ einfach, preiswert und/oder wirksam im Aufbau ist.

Erfindungsgemäß wird ein System für die Zeitkompression einer kontinuierlichen Datensequenz, wie ausgehend eon einer Wellenform geschaffen, das kontinuierlich die Welienformdaten während der Hinlauf-und Rücklaufphasen (Phasen B und A) eines Verarbeitungs- oder Wiedergabevorgangeds oder Phase empfängt und zeitweilia speichert und sodann praktisch die Gesamtmenge der qesneicherten Daten in einer zeitkomprimierten Form während der Finlaufnhase (Phase B) der Periode herausliest. Die durchschnittliche Geschwindigkeit, mit der die Daten aus dem Speicher herausgelesen werden, ist schneller als die durchschnittliche Geschwindigkeit, mit der die Daten in den Speicher eingeführt werden. Das Verhältnis der durchschnittlichen Herausleseqeschwindiqkeit zu der durchschnittlichen Eintrittsgeschwindigkeit ist das Kompressionsverhältnis des Systems und entspricht dem Verhältnis einer vollen Wiederaabe-Ablenkphase

709844/071 0

zu dem Hinlaufteil dieser Phase. Die sich ergebenden Daten, die aus dem Zeitkompressionssystem herausgelesen werden, können auf den Eingang einer Wiedergabeanordnung beaufschlagt werden und weisen die ursprüngliche Signalwellenform nunmehr in einer zeitkomprimierten Form dergestalt auf,daß die ursprüngliche Wellenform in ihrer Gesamtheit wiedergeben wird.

Die Wellenformdaten werden z.B. durch Umwandlung von einer analogen Form in eine digitale Form abgetastet und die abgetasteten Daten werden mit einer vorherbestimmten Geschwindigkeit in einen Speicher eingegeben. Die Speicherfähigkeit des Speichers und die Eintrittsgeschwindigkeit der Daten in den Speicher werden dergestalt vorgewählt, daß der Speicher während der Rücklaufphase jeder Wiedergabephase gefüllt wird. Nach Abschluß der Rücklaufphase und während der Hinlaufphase der Wiedergabephase und während neue Daten in den Speicher eingegeben werden, werden die zuvor in dem Speicher vorliegenden Daten mit einer Geshwindigkeit oder Geschwindigkeiten dergestalt herausgelesen, daß die aesamte Speicherverzögerung des Speichers von einem Maximum auf ein Minimum über die Hinlaufphase der (lesamtphase verkürzt wird, wodurch in einem zeitkomprimierten Format alle Daten oder wenigstens ein kennzeichnender Anteil derselben, wie sie bei einer Gesamtphase auftreten, wiedergegeben werden.

Unter der Annahme, daß man einen sogennannten "hosepipe" Speicher mit festgelegter Dateneinführung und Ausführungs "Stellen" zur Verfügung hat und es möglich wäre, periodisch die Verzögerungszeitlänge des Speichers dadurch zu verkürzen, daß aus dem mittleren Teil des Speichers Verzögerungsinkremente "physikalisch" entfernt würden, könnte man die angestrebte Zeitkompression realisieren. Aufgrund der Unpraktischkeit oder Unmöglichkeit einen Sraeicher mit derartiger physikalischer Konfiguration tatsächlich zu bauen, wird jedoch die erforderliche Zeitkompression mit einem Speicher festgelegter physikalischer Größe über einen scheinbaren Fortfall von Verzögerungsinkrementen mit entsprechender zeitlicher Abstimmung der eingeführten und der herausgelesenen Daten ausgebildet.

Bei einer speziellen erfindungsqemäßen Ausführungsform arbeitet der Speicher mit festgelegtem Zugang unter Datenrückführung und¹ mit vorherbestimmter zeitgecuantelten Länge und die Daten werden in den Speicher mit einer derartigen Geschwindigkeit eingeführt, daß die

709844/0710 _ ₅ _

Daten in deir Speicher relativ zu jeder aufeinanderfolgenden Datenüberführung zu demselben zu nräzessieren scheinen. :)or Sneicher wird wiederholt abgefragt und die Daten Mit zwei unterschiedlichen Intervallen herausgelesen. Ein Intervall entsnricht den' Intervall zv.'ischsn aufeinanderfolgenden Fin führen von Datenwörtern in den Speicher und das andere Intervall istv.'esentlich kleiner dergestalt, daß die gesamte Anzahl der Datenvörter, die aus dem Soeicher während der Hinlaufphase der Wiederaabephase herausgelesen v/erden gleich oder nraktisch gleich der Anzahl der Datenwörter, die während der Hinlauf-und Rücklaufphasen der Gesamtphase auftreten und in den Speicher eintreten. Die zwei verschiedenen Intervalle, mit denen der Speicher abgefragt wird, stehen miteinander dergestalt in Wechselwirkung, daß sich ein synkopathierter Rhytftnus der aus dem Soeicher herausgelesenen Daten ergibt.

Die aus dem Speicher kommenden digitalen Daten werden sodann mit einer praktisch konstanten Geschwindigkeit vorbereitend für die erneute Umwandlung in die analoge Form zeitlich zurückaestellt, damit die im Anschluß wiedergegebene Wellenform als eine nicht verzerrte, zeitkomprimierte Wiedergabe der ursprünglichen Signalwellenform, wie sie dem Zeitkomnressionssystem angeboten wird, erscheint.

Die Wechselwirkung der verschiedenen Intervalle, bei denen der Speicher abgefragt wird, weist bei einer beisDielsweisen Ausführungsforiv ein aufeinanderfolgendes Abfragen des Speichers η mal zu dem gleichen Intervall wie für dei Dateneinführung in den Soeicher auf, woran sich ein kürzeres Intervall mit einer einzigen Befragung ansdiießt. Die Menge η ist eine Zahl, die kennzeichnend für das Verhältnis der Länge des Hinlaufteils einer Wiedergabeablenkphaee zu der Länge des Rücklaufteils derselben ist und stellt bei der hier gezeigten Ausführungsformeinen ganzzahligen Wert dar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein funktionelles Blockdiagramm eines Wellenform-Wiedergabesystems mit dem erfindungsgemäßen Zeitkompressions-System;

Fig. 2 verschiedene Wellenformen, die der Erläuterung des Zeitkompressions-Systems dienen;

709844/0710 ⁶

2715A30

Fig. 3 ein ins einzelne gehendes Blockdaigramm des Wiedergabesystems nach der Figur 1 und zeigt im Einzelnen das erfindungsgemäße Zeitkoir.pressionssystem;

Fig. 4 eine allgemeine schematische Darstellung des Zeitsteuerungsgenerators des Zeitkompressionssystems;

Fig. 5 verschiedene Wellenformen des Zeitsteuerungsgenerators nach Figur 4 und dient dem Verständnis der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 6 in vergrößerter und funktionalisierter Form den Rückführungsspeicher des hier nach der Figur 2 wiedergegebenen Zeitkompressions-Systems.

Das System nach der Figur 1 weist eine oeriodisch arbeitende Wiedergabevorrichtung, wie einen Kurvenblattrekorder 10 auf, der die Signalwellenform 11, 11' in der zeitkomprimierten Form von dem neuartigen Zeitkompressions-System 12 empfängt und wiedergibt, wobei das letztere System von einer Datensignalquelle 14 eine Signalwellenform 13 auf der Grundlage der Echtzeit empfängt. Die Signalwellenform 13 auf der Grundlage der Echtzeit stellt bei derhier wiedergegebenen Ausführungsform eine kontinuierliche analoge EKG-Wellenforra dar und somit kann die Signalquelle 14 ein EKG-Wandler, ein Wiedergaberekorder oder dgl. sein. Wahlweise kann die Wellenform 13 auch eine andere Wellenform darstellen, und zwar entweder physiologisch oder nicht physiologisch, die bezüglich ihres vollen Informationsgehaltes wiedergegeben werden soll.

Der in seinen Einzelheiten in der Figur 3 wiedergegebene Wiedergaberekorder 10 ist dergestalt aufgebaut, daß ein Schreibstift 15 bleibend eine Eingangsinformation auf dem. Kurvenblatt aufzeichnet, das sich in Inkrementen relativ zu dem Rekorder 10 und den Schreibstift 15 in der durch den Pfeil 18 angegebenen Richtung bewegt. Die Steuereinheit 17 des Schreibstiftes arbeitet in bekannter Weise unter periodischer Bewegung des Schreibstiftes 15 querseitig, bei den Figuren 1 bis 3 waagerecht, bezüglich der Bewegungsrichtung des Kurvenblfcttes 16, so daß sich waagerechte Hinlauf- und Rücklaufphasen einer herkömmlichen Wiedergabeperiode mit Rasterformat ergeben .

7098U/0710

Die waagerechte Bewegung des Schreibstiftes 15 wird durch die waagerechte Zeitablenkschaltung 19 gesteuert, die ihrerseits durch dasx Rücklauf-Steuersignal ausgehend von dem Zeitkompressionssystem 12 gesteuert wird. Das Rücklauf-Steuersignal erscheint als die oberste Wellenform in der Figur 2 und synchronisiert die Arbeitsweise der Zeitablenkschaltung 19. Die waagerechte Zeitablenkschaltung 19 beaufschlaat ein Steuersignal wie die Säoezahn-Wellenform nch der Figur 2 auf die Steuereinheit 17 des Schreibstiftes, wobei die Richtung und die Neigung dieses Steuersignals einen Hinweis auf die Richtung und Geschwindigkeit ergibt, mit der die Steuereinheit 17 den Schreibstift 15 über das Kurvenblatt 16 bewegt. Diese Sägezahnwellenform und deren Funktion sind die gleichen wie bei der waagerechten Zeitablenkschaltung mit einer Kathodenstrahlröhrenwiedergabe. Man sieht, daß das von der Zeitablenkschaltung 19 kommende Steuersignal eine unterschiedliche Form, wie diejenige des Rücklaufsignals, dann annehmen kann, wenn die Steuereinheit 17 für den Schreibstift einen Zweigeschwindigkeits-Birichtungsmotor für die waagerechte Bewegung des Schreibstiftes aufweist. Weiterhin kann die Zeitablenkung für den Rekorder 10 unabhängig von dem Zeitkompressionssysteir 12 erzeugt werden, wie etwa mit einem Synchronmotor für den Wendelabtastrekorder nach der angegebenenUS-PS 2893 453, wobei in diesem Falle ein in dem Rekorder erzeugtes Synchronsignal auf das Zeitkompressions-System übertragen werden kann unter Synchronisieren desselben mit dem Rekorder ©bezüglich jeder Zeitablenkperiode.

Im Anschluß an jeden Hinlauf des Schreibstiftes und während der Rücklauf phase wird das Kurvenblatt 1f> durch den Bewegungsmechanismus 20 fortgeschaltet, der durch jeden positiven Übergang des Rücklauf-Steuersignals betätigt wird. Man sieht jedoch, daß wahlweise auch ein Bewegungsmechanismus für das Kurvenblatt vorgesehen werden kann, der zu einer kontinuierlichen Fortbewegung des Kurvenblattes 16 führt und in diesem Falle weist die aufgezeichnete zeitkomprimierte Wellenform 11', die auf dem Kurvenblatt 16 auftritt, eine geringfügige nach unten und rechts gerichtete neigung auf.

Die relative zeitliche Abstimmung der Hinlauf- und Riicklaufohasen der waagerechten Ablenkung des Schreibstiftes 15 wird durch das Rückkauf-Steuersignal ausgehend von dem Zeitkompressionssystem 12

709844/071 0

- * Ak

gesteuert, wobei die Hinlauf jahase "n" mal langer als die Rücklaufphase ist; sowie "n" einen ganzzahligen '7ert darstellt. Bei der hier wiedergegebenen Ausführungsform wird das Verhältnis der Kinlaufzu der Rücklaufphase jeder waagerechten Ablenkphase (d.h. n) als ein Zahlenwert auf Binärgrundlage ausgewählt, um so das Erzeugen der verschiedenen Zeitgeber- bzw. Taktsignale, wie weiter unten erläutert, zu erleichtern. Somit läßt sich die Länge der gesamten Phase als η + 1 wiedergeben, wobei η die Länge der Hinlauf phase ist. Das Zeitkomnressionsverhältnis, wie weiter unten erläutert,

stellt sich als dar, wobei n+1 die Länge der gesamten Phase ist

und η die Länge der Hinlaufphase darstellt. Bei einem typischen System kann sich die Rücklaufphase der Ablenkphase auf 1/8 oder 1/10 der Länge der Hinlaufphase belaufen. Die Rücklaufphase wird jedoch bei der hier Gezeigten Ausführungsform so ausgewählt, daß sich dieselbe auf 1/4 der Länge der Hinlaufphase beläuft, und dies dient einer erleichterten Darstellung des Erfindungsgegenstandes. Gemäß der Figur 2 und in der gesamten hier vorliegenden Erläuterung nimmt somit der Ausdruck η einen viert von 4 an und das sogenannte Korapressionsverhältnis beläuft sich auf 5/4. Es wird davon ausgegangen, daß das Kurvenblatt 16 rolativ breit und die Geschwindigkeit des waagerechten Hinlaufes relativ gering ist; die Hinlaufphase der waagerechten Ablenkphase kann sich auf 40 Sekunden und die Rücklaufphase auf 10 Sekunden belaufen.

Während der Rücklaufphase jeder waagerechten Ablenkung wird ein durch das Rücklauf-Steuersignal ausgehend von dem Zeitkompressionssystem 12 kommendes Ausblendsignal auf den Schreibstift 15 über die STeuereinheit 12 beaufschlagt. /Jährend des Ausblendenden waagerechten Rücklaufes des Schreibstiftes 15, durch die gestrichelten Linien auf dem Kurvenblatt 16 wiedergegbeben, ist das Zeitkompressionssystem 12 funktionsfähig dahingehend, daß die von der Quelle 14 kommenden Daten gespeichert werden, sowie die gespeicherten Daten und die während der sich anschließenden Hiknlaufphase der waagerechten Ablenkung auftretenden Daten als eine Zeit-komprimierte Wellenform 11 (11' auf dem Kurvenblatt 16) wiedergebeben werden. Man sieht, daß der Rekorder 10 wahlweise in Form eines Wendelabtastrekorders nach der angegebenen US-PS 3 89 3 453 ausge-

7098U/0710

- y-

AS

führt sein kann, bei dem die "Rücklauf-Phase einer Wiedergabeperiode dufch die Phase ersetzt werden kann, die entweder die Wiedergabe ausblendet oder dem senkrechten Ablenkungseingang der Steuereinheit 17 Oten von einer anderen Quelle als dem Zeitkompres:3ionssystem und der Quelle 14 zuführt.

Unter Bezugnahme auf das gedehnte Teil 13a der Wellenform 13 und das gedehnte Teil 11a der VIellenform 11 nach den Figuren 1 und 2, wobei beide Teile identische Länge und Echtzeit aufweisen, ergibt sich, daß der charakteristische PORST-Komplex eines Herzschlages viermal in dem Teil 13a auftritt, während fünf derartige Komplexe in dein Teil 11a auftreten. Das 5:4 Zeitkomoressionsverhältnis der Wellenform 13 bedingt durch das Zeitkompressionssystem 12 ermöglicht es, daß alle in einem 50 Sekundenintervall auftretenden Daten komprimiert und dem Rekorder 10 als ein senkrechtes Ablenksignal während der 40 Sekunden angeboten werden, die für die Hinlaufohase der waagerechten Ablenkung erforderlich sind. In ähnlicher Weise entsprechen die verbleibenden 10 Sekunden jedes tatsächlichen 50 Sekunden Ausgangssignals ausgehend von dem Komoressionsystem 12 der Rücklaufphase der waagerechten Wiedergabeablenkung und enthalten keine Daten. In dieser Weise werden alle Daten in V7ellenform in einer zeitkomprimierten Form auf dem Rekorder 12 wiedergegeben und/oder aufgezeichnet, wobei keinerlei Datenverlust während der Rücklaufphase jeder waagerechten Ablenkung eintritt. Nachfolgend wird eine Beschreibung des erfindungsgemäßen Zeitkompressionssystems 12 gegeben.

Unter allgemeiner Bezugnahme auf das Zeitkompressionssystem 12 nach der Figur 3 werden von der Signalquelle 14 ausgehende analoge Daten periodisch in ein digitales Multibitsignal durch einen Analog-Digitalkonverter 22 umgewandelt, und der sich ergebende digitale Datenstrom wird selektiv in den Rückführungsspeicher 23 über den Multiplexer 24 selektiv eingeführt und vorübergehend gespeichert. Die Digitaldaten werden aus dem Speicher 23 durch einen ersten Datensperrkontakt 25 selektiv herausgelesen und durch einen zweiten DatensperrkontÄkt 26 zeitlich zurückgestellt, und erneut in die analoge Form durch den Digital-Analogkonverter 27 umgewandelt, um so die senkrechte Ablenkung des Rekorderschreibstiftes 15 zu steuern. Die zeitliche Abstimmung der verschiedenen Datenverarbeitungsvorgänge in dem Zeitkompressionssystem 12 wird durch den Steuertaktgenerator

709844/0710 - 10 -

28 gesteuert. Das 5:4 Kompressionsverhältnis der Daten wird dadurch erzielt, daß in den Speicher 23 kontinuierlich Datenwörter während der gesamten waagerechten Ablenkphase eingeführt werden (10 Sekunden Rücklauf, 40 Sekunden Hinlauf) und die Daten aus dem Speicher während der Hinlaufphase der Wiedergabephase mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit herausgelesen werden, die sich auf das 5/4 der Geschwindigkeit beläuft, mit der die Daten in den Speicher eingeführt werden.

Der A/D Konverter 22 wandelt die von der Signalquelle 14 kommende Wellenform in ein digitales Multibitsignal oder Wort um, das parallel an sechs Ausgangsleitungen auftritt, und zwar ein 6-Bitdigital kodiertes Signal, wobei eine binäre Code zweckmäßig ist. Die Umwandlung der analogen Wellenform in das Digital-kodierte Signal wird zeitlich durch ein Umwandlungs-(CONV) Signal abgestimmt, das durch den Steuertaktgenerator 28 geliefert wird. Es wird auf die Figuren 4 und 5 Bezug genommen bezüglich eines Verständnisses der Erzeugung der relativen zeitlichen Abstimmung der verschiedenen Zeitgeber- bzw. Takt- und Steuersignale. Die Viiederholungsgeschwindigkeit der CONV-Signale ist wesentlich größer als die Wiederholungsgeschwindigkeit des EKG-Signals, und ist z.B. 100 χ größer. So weisen die in der Echtzeit auftretenden EKG-Signale eine Wiederholungsgeschwindikeit von etwa 1 Signal pro Sekunde auf, und das KONV-Signal kann zweckmäßigerweise eine Niederholungsgeschwindigkeit von 100 Signalen pro Sekunde aufweisen. Die Abtastgeschwindigkeit ermöglicht eine ausreichende Anzahl an digitalen Abtastungen der Wellenform für die dioitale Verarbeitung und anschläessende erneute Umwandlung in eine analoge Form, die praktisch die Gesamtmenge der ursprünglichen Information enthält. Man sieht, daß zwar der A/D Konverter 22 Digitalsignale auf den sechs Ausgangsleitungen ausbildet, hier jedoch in der Figur 3 lediglich eine dieser Leitungen gezeigt ist. Die verbleibenden fünf Verarbeitungskanäle für die digitalen Daten zwischen dem A/D Konverter 22 und dem D/A Konverter 2 7 sind identisch zu den in der Figur 3 wiedergegebenen Kanal. Insbesondere weisen der Multiplexer, der Speicher 2 3 und die Sperrkontakte 25 und 26 jeweils die Fähigkeit auf sechs-bit parallele natenwörter zu verarbeiten, wenn dies auch hier nicht speziell dargestellt ist.

- 11 -

709844/0710

- ν -j?

Derhier wiedergegebene Rückführungsspeicher 23 ist eine ^ype , die einen begrenzten Zugriff besitzt und kann ein dynamisches Schieberegister ir.it einer Serienlänge von M Wörtern aufweisen, obei M das Produkt der Anzahl der digitalen Abtastungen der analogen Uellenform durch den A/D Konverter 22 ist, die während einer Sekunde auftreten, sowie die zeitgequantelte Länge der Rücklaufnhase der waagerechten Abtastung. Die zeitgequantelte Länge des Speichers 2 3 ist das Produkt aus der Anzahl der Schieberegister (M) und der Periode des negister-

T
schiebetaktgebers "C. BEi dar hier gezeigten Ausführungsform wird die Wellenform 13 in die digitalen Datenabtastungen von etwa 100 pro Sekunde umgewandelt, und die Rücklaufperiode belauft sich auf etv/a 10 Sekunden, so daß der Speicher23 eine Speicherkapazität von 1000 6-bit parallelen digitalen Datenwärtern besitzt. Man sieht, daß der M-Wort-Rückführungsspeicher als ein Schieberegister wiedergegeben werden kann, das M 6-bit parallele Sneicherstufen aufweist, wie in der Figur 6 gezeigt. Durch Anwenden eines Speichers mit Serienzugang und Synchrontaktverschiebung läßt sich ein relativ preiswerter, standardisierter integrierter Schaltkreis heranziehen.

Wie in der Figur 4 gezeigt, erzeugt der dort gezeigte Taktgeber zwei quadratische VIellenfornien MC und MC , die zueinander invers sind. Die Taktquadratwelle (oder Impulse) MC treten zweckmäßigerweise mit einer Geschwindigkeit von 100 kHz auf und die Periode zwischen aufeinander-

T
folgenden MC Impulsen beläuft sich auf MC. Aufgrund der Länge des Schieberegisters des Speichers 23 (1000 Speicherstufen) wird die synchrone Verschiebung der Daten von einer Stufe zur nächsten Stufe dadurch bewerkstelligt, daß MC Schiebeimpulse auf jede Stufe des Schiebecegisters beaufschlagt werden, siehe die Figur 6. Die in dem Zeitkompressionssystem 12 angewandten logischen und Speicherinkrenente sollen zum Zwecke der Erläuterung kantenausgelöster Vorrichtungen, und zwar vermittels der nach null oder negativ gehenden Kante eines entsprechenden darauf beaufschlagten Zeitimpulses dienen.

Die in dem Speicher 23 vorliegenden Datenwörter werden von links nach rechts durch die MC Impulse verschoeben, wie in der Figur 3 gezeigt (in Uhrzeigerrichtung wie in der Figur 6 gezeigt)· Während der Zurückführung wird jedes an der Endstufe M des Speichers 23 auftretende Wort

- 12 -

709844/0710

der ersten Stufe "1" über einen Schalter oder Multiplexer 24 zurückgeführt. Wahlweise wird ein neues Wort von dem A/D Konverter 22 in die Stufe "1" des Speichers 23 über den Multiplexer 24 eingeführt, wenn auf den Multiplexer ein Eingeberimpuls L beaufschlagt wird. Wie weiter oben angegeben, weist der digitale Mulitplexer 24 zwei Gruppen von sechs Eingängen auf, und zwar eine sechs-Eingangsgruppe für die sechs Ausgngsleitungen des A/D Konverters 22 und die andere sechs-Eingangsgruppe für die erneute Einführung von Daten für die erneute Zurückführung von den sechs Ausgängen der Endstufe des Speicherschieberegisfeers.

Die Datenzurückführung in dem Speicher 2 3 scheint bei jedem aufeinanderfolgenden Eintritt eines neuten Datenwortes in den Speicher zu präzessieren. Diese Präzession wird bei der gezeigten Ausführungsform dadurch erreicht, daß ein Abtasten des Multiplexers mit einem Eingeberimpuls L erfolgt, wodurch ein neues Datenwort in den Speicher jeweils dann eingegeben wird, wenn M + 1 Verschiebungen von Daten in dem Speicher 23 eingetreten sind und ermöglicht es, daß ein neues Wort an die Stelle des in den Speicher gespeicherten ältesten Wortes tritt. In dieser Weise werden laufend Daten in den Speicher 23 eingeführt und ersetzen die ältesten Daten. Diese Arbeitsweise für das kontinuierliche Einführen neuer Dten in einen Speicher mit periodischen Intervallen ist ähnlich derjenigen wie sie in der US-PS 3 768 093 beschrieben ist, die ein digitales CRT-System für die Wiedergabe einer Präzessions-Wellenform und daraus abgeleiteter Funktionen betrifft. Man seith jedoch, daß die scheinbare Präzession der Daten im Speicher relativ zu der Abtastung der in den Speicher eintretenden Daten nach dieser Patentschrift in einer Richtung erfolgt, die entgegengesetzt zu der normalen Datenverschiebungsrichtung ist, ..ährend bei der vorliegenden erfindungsgemäßen Ausführungsformen die scheinbare Präzession der Daten in der gleichen Richtung wie die Seriendaten erfolgt. Die Unterschiedlichkeit ergibt sich dadurch, daß das Abtastungsintervall etwas kleiner als die zeitgequantelte Länge des Speichers in dem Fall der angegebenen Patentschrift ist, und das Abtastintervall etwas größer als die zeitgequantelte Länge des Speichers 23 bei der vorliegenden Erfindung ist. Bei der wiedergegebenen Ausführungsform ist es erforderlich, daß die Präzession der Daten in dem

70984A /0710

Speicher 23 in Richtung nach vorne erfolgt, so daß die Speicherungsverzögerungslänge des Speichers in der weiter unten erläuterten Weise verkleinert werden kann. Man sieht, daß die A/D Umwancllungssignale CONV und die Dateneintrittsabtastungen L mit denselben Geschwindigkeiten wieder auftreten (etwa 100 χ pro Sekunde) jedoch in einem zeitlich verschobenen Verhältnis zueinander, so daß die Entwicklung der Digitalabtastung vor dem Eintritt in den Speicher 23 möglich wird, wie sich anhand der Beschreibung des Zeitdiaararans nach Figur 5 weiter unten zeigt.

Unter der Annahme, daß der Speicher 23 zu Beginn der Rücklaufphase einer Ablenkphase "leer" ist, führen 1000 aufeinanderfolgende Dateneintrittsimpulse L zu dem Einführen von 1000 aufeinanderfolgenden digitalen Datenwörtern in den Speicher, wodurch der Soeicher "gefüllt" wird. Der Speicherfüllvorgang ist zeitlich so abgestimmt, daß derselbe mit der Länge der Rücklaufphase der Ablenkphase zusammenfällt, und im Anschluß hieran wird der Speicher 23 selektiv abgefragt unter Herauslesen der gespeicherten Daten.

Das zeitweilig in der "letzten" oder "Mten" dOOOsten) Stufe des Speicherregisters 23 gespeicherte Datenwort wird nicht nur zu einem Eingang des Multiplexers 24 vermittels des Leiters 30 zugeführt, sondern ebenfalls dem Eingang des 6-Bit-Sperrkontaktes 25. Der Sperrkontakt 25 wird durch eine Reihe Leseimnulse R abgetastet, die mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit auftreten, die sich auf 5/4 der Geschwindigkeit der eintretenden Datenimpulse L beläuft. Dieses Verhältnis der Geschwindigkeit der Leseimpulse R zu derjenigen der Eintrittsimpulse L stellt das Kompressionsverhältnis n+1/n dar. Insbesondere treten bei der wiedergegebenen Ausführungsform die Leseimpulse R mit zwei unterschiedlichen Intervallen erneut auf, wobei vier (d.h. n) aufeinanderfolgende R Impulse mit dem aleichen Zeitintervall (/M + 1_/ mal T) wie die eintretenden Datenimpulse L auf, und ein fünfter (d.h. n+1ten) R Impuls folgt dem vierten Impuls um die Periode der nachfolgenden Taktimpulse T_Mr. Bei dieser rekursiven Sequenz werden vier Datenwörter aus dem Speicher 23 mit der gleichen Geschwindigkeit herausgelesen, mit der dieselben eintreten und weiterhin fortfahren einzutreten und das Herauslesen des fünften Wortesx bei der nächst nachfolgenden Taktphase führt dazu,

- 14 -

709 8 A A /0710

daß die nächste ähnliche und fünf Worte umfassende Sequenz resynchronisiert wird auf den Ausgangspunkt, der sich durch das fünfte Wort der vorangehenden Sequenz ergibt dergestalt, daß jede aufeinanderfolgende Sequenz zeitlich um eine Periode des Taktgebers T verschoben wird.

Anders ausgedrückt, durch Anwenden des zusätzlichen R Impulses, der an dem kurzen Intervall auftritt im Anschluß an jede vier bei dem längeren Intervall erneut auftretenden ImDulse, wird die gesamte

T Speicherungsverzogerung des Speichers 23 um das Produkt aus ( MC) und

(M) verkürzt, und dies stellt die zeitqequantelte Länge des Speichers für einen Hindurchtritt durch denseben dar. Da weiterhin die Daten in den Speicher 2 3 dergestalt eingeführt worden sind, daß sich eine scheinbare Vorwärtsnr'izession der Daten relativ zu dem L Impulsen ergibt, sind die Daten richtig für diese Sequenz der R Impulse geordnet. Jede aufeinanderfolgende Sequenz von 5 R Impulsen arbeitet dergestalt, daß die gesamte Spoicherungsverzögerung um die Zeitgequantelte Länge des Speichers verringert wird. Die Wiederholung dieser fünf R Impulssequenz M-1 mal (d.h. 999 nal) arbeitet dergestalt, daß die gesamte Speicherungsverzögerung eines in den Speicher 23 umlaufenden VJortes von einem Maximum (1O00 mal die zeitgequantelte Länge des Speichers) auf ein Minimum (die einzelne zeitgeguantelte Länge des Speichers) verringert wird. Wie angegeben, bezieht sich die zeitgequantelte Menge des Speichers 23 auf das Produkt aus der Taktgeberperiode T und der Anzahl der Schiebereqisterstufen bei einem einzigen Durchtritt der Daten durch den Soeicher 23, und die gesamte Speicherungserzögerung, die ein tiort in dem Speicher 2J erfährt, wird durch das Produkt aus der zeitgequantelten Kongo des Speichers 2 3 und der Anzahl der Durchtritte durch denseblen bestimmt.

Jedes aufeinanderfolgende Datenwort wird in den Speicher 2 3 bei den Intervall der entsprechenden Fintrittssteuersimpulse L (d.h. (M + 1) ( ^C)) eingeführt und die ersten vier R Impulse in der Hinlaufphase treten mit dem gleichen Intervall (wie L) dergestalt erneut auf, daß die gesamte Speicherungsverzöcrerungslänge des Speichers von der Stufe 1 zu der Stufe M angewandt wird, bevor jedes der entsprechenden vier Datenwärter zu dem Sperrkontakt 25 herausgelesen v/ird; jedoch erzeugt der schnell folgende fünfte R Impuls den Anschein, daß die M-1te Stufe des Schieberegisters heausgelesen

709844/ 07 10

- ι j -

- 18T. -

und zwar obgleich dies bei der Mten Stufe eintritt und hat die iJirkunq, daß das Herauslesen dieses zugeordneten Datenwortes um die zeitgequantelte Länge des Speichers 23 vorgeschoben wird und der Bezugspunkt verschoben v/ird, von den aus die nächsten vier Datenbits von der Mten Stufe zu der M-1 ten Stufe zu erscheinen scheinen.

Die nächsten vier R Impulse ίImpulse 6-9), die bei längeren Intervallen erneut auftreten, werden nun zu dem fünften Impuls dergestalt in bezug gesetzt, daß es den Anschein hat, daß die Stufe 1-1 herausglesen wird. Wie erinnerlich, fahrt der "normale" oder längere Intervall zwischen den Impulsen (d.h. (!1+1) ( MC)) bei einer Stufe der Präzession des Datenwortes bei jeden aufeinanderfolgenden Kreis durch den Speicher 23. Der zehnte ^Kp Impuls folgt dem neunten Impuls

T
um den gleichen kurzen Intervall ( MC) wie der fünfte Impuls mit dem ähnlichen Ergebnis, daß es sodann den Anschein hat, daß die Stufe !•1-2 herausgelesen wird, und die gesamte Speicherungsverzögerung, die das entsprechende Datenwort erfahren hat, hat wiederum um die zeitgequantelte Länge des Speichers 23abgenommen. Das Herauslesen von n+1 Wörtern für jedes η Wort, das während dar Hinlaufphase der Ablenkphase durch die Phasen-artige Verringerung der gesamten Speicherungsverzögerung des Speichers gespeichert worden ist, fährt dazu, daß alle in den Speicher 23 während der gesamten waagerechten Ablenkphase eingeführten Daten in der Hinlaufohase derselben herausgelesen werden.

Das Ausgangssignal des 6-Bit-Datensperrkontaktes 25 wird auf dan Eingang des 6-Bit-Datensperrkontaktes 26 gegeben. Der Sperrkontakt 26 wird durch eine Reihe ausgleichender Taktimpulse 'p abgetastet, wodurch die an dem Eingang desselben auftretenden entsprechenden Daten eingegeben werden. Die ρ Impulse treten während der Hinlaufphase jeder Ablenkphase mit einer konstanten Wiederholungsgeschwindigkeit auf, und dies dient dazu, das Herauslesen der Daten aus dem Speicher 23 durch die ^lp Impulse wieder zeitlich zurückzustellen. Diese zeitliche Zurückstellung der von den Speicher 23 und dem Sperrkontakt 25 abgegebenen Datensignale ist zweckmäßig, um eine Verzerrung zu vermeiden, die ansonsten in der zeitkomprimierten Wellenform auftreten würde, die im Anschluß an die Umwandlung des digitlen Datenstroms in das analoge Signal 11 durch den D/A Konverter 27 wiedergegeben wird.

7098U/071Q - ¹⁶ -

V -15

Οίο. ^Jo Impulse ν;€?1ε.·?η ei no r.e

auf, daß jedes dor aim .lern Roeichor 23 durch :Hp "r> Trirsul3o während des ninlauf teils der "Menknhase heraascriesener Datenw^rter durch einen entsorecherden ρ Tmt>uls zeitlich zurückgestellt wird. Anders ausgedrückt, für (n+1) iral (:i) Wörter (5 χ 10OO = 5000) , die wahrend einer vollständigen Ablenkphase oespeichert werden, werden (n +1) r.al (M) (d.h. 5OOO) "p Imr>u]se während der Hinlaufphase der Ablenknhase geliefert. Die ρ Impulse treten erneut mit einem Intervall auf, der im wesentlichen gleich ist (¹MC) (M+1) (n/n+1). Vie anhand der Erläuterung dos Struerzeitkreines nach der Fiaur 4 ersichtlich, muß sorgfältig c.'ahinctel.end einarbeitet verdnn, da^p. ein ρ Inpuls in nn.~ eiqnetrweise in dem kurzen Intervall zwischen den nten und n+1ten

ρ Irmulsen jeder rekursivcn Sequenz von n+1 Impulsen in der P Irnpulsreihe auftritt, wodurch sichergestellt wird, laß jedes in df»n Sperrkontakt eingeführte Patenwort anschließend in den Hnerrkontakt 26 einnoffihrt ./ir(: und zn der unan formten ana Ionen forn 11 beitrat.

Dar. von Ίι?π ^ po r rl; or ta? t. 26 'rcrnrncle r.irrral '-'ird 6-^it π/τ- "onvtirters 27 zurn^'lhrt, '¹^r <1ην ^irritalon ^atcriStroT' in den eloVtri sehen, sritVoi "r.ir-'irrtim an.iloaon ^!'ert 11 unwandr It, i>r als vJell^nForm 11' <\η^ψ dem "?ol:ordnr 1O aufrr^zrichn^t '-/ird. n.iq ojektrl^^he sralcp ^τ·^:ο11οη*οττ>3ΐΓΓη"Ί 11 '.'irr¹ pin^m rinrrann· niimr ^treuereinheit f^flr den rchrei ^v;rti ^rl· ^uftofJhrt, wodurch die senkrechte Ahlenkuna des <5chrf»ib3tiftes 15 wahrend der waaaerechten Ablenknhase qestouert wire'.

Unter r.ezugnahiό auf die ^iguron Λ und 5 wird rlor Schaltkreis des Steuortaktgenerators 20 und die. relative zeitliche Abstinrunr: .1fr

TO B

Signale erläutert. Die C0?"/,'^Jp, ^ und ρ und '?'icklaufzeitimpulse oder Steuersignal·'; ',;-■?rden durch verschiedeno Z-MhIer und zugeordneten Schaltkreis ausgebildet, und es kann sich hierbei um Schaltkreise handeln, die zu dem Typ TTL, C.'Tor, KCL logisch und/oder dgl. gehören. Es versteht sich jedoch, daß die allgemeine Vrfindunrr auch unter Anwenden entsnrechender analoaer Schaltkreise und Sneicher ausgeführt werden kann. V'enn auch das Ausgangssignal jede3 Konverters in einfcher Weipo als ein Iinnuls dargestellt werden kann, zeirrt die Figur 4 beispielsweise monostabil« Multivibratoren für das Erzeugen

709844/0710

BAD ORIGINAL

der verschiedenen Impulse. Es sei bezug genommen auf das Zeitdiagamm nach der Figur 5 bezüglich der relativen (und tatsächlichen) zeitlichen Abstimmung der verschiedenen Steuersignale. Aufgrund der Schwierigkeit einer Wiedergabe aller Vorgänge von Bedeutung während der Ablenkphase auf einer konstanten oder sogar logarithmischen Zeitskala sind in den Zeitskalen nach der Figur 5 gewisse Veränderungen vorgenommen worden. Es wird bezug genommen auf die dort wiedergegebenen Zahlen, die ein Verstreichen der angegebenen Anzahl an Taktgeberphasen wiedergeben.

Die von dem Taktgeber 29 kommende MC Ouadratwelle wird dem Eingang des Zählers 32 zugeführt, der zu einem ins Negative führenden Übergang an dem Ausgang des Zählers 3 2 im Anschluß an M (1OOO) aufeinanderfolgende Phasen (negative übergänge) von MC führt. Das Ausgangssignal von (M) des Zählers 32 wird auf einen monostabilen Multivibra-

T
tor 34 überführt, der eine MC entsprechende Periode aufweist. Die zeitliche Abstimmung des mnostabilen Multivibrators 34 sowie weiterer monostabiler Multivibaatoren, wie weiter unten erläutert, kann durch einen Taktgeber gesteuert werden, der synchron zu dem Hauottaktgeber läuft oder durch R-C Zeitkonstanten. Der eintretende Datenimpuls r> tritt an dem Ausqang des monostabilen Multivibrators 34 auf und wird dem aultiplexer 24 und weiterhin dem Eingang des monostabilen Multivibrators 36 zugeführt. Der monostgabile Multivibrator 36 weist eine Periode aufweist, die 1/2 MC entspricht und derselbe gibt zu Ende des ρ Impulses umgewandelte Impulse CONV ab. Der erste CONV Impuls tritt nach dem ersten ρ Impuls auf unc! somit können gegebenenfalls Daten nicht von der A/D Form aus für die Einführung in den Speicher durch den ersten ρ Impuls umgewandelt werden. Die sich durch den ersten CONV Impuls ergebende digitale Abtastung steht jedoch für die Einführung in den Speicher zur Verfugung, wobei der nächste ρ Impuls praktisch eine volle Phase später eintritt. Der Verlust der ersten digitalen Abtastung ist praktisch ohne Konseouenzen.

Es ist zu beachten, daß der (M) Zähler 32 und der Multivibrator 34 zusammen ein Intervall von M +1 Taktiirpulsen zwischen aufeinanderfolgenden ρ Impulsen (und ebenfalls CONV Impulsen) ergeben, odurch der präzessive Eintritt von Daten in den Sneicher 2 3 ermöglicht wird. Das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 34 wird auf den Rückstelleingang des Zählers 32 durch das OR Tor 42 rückgekoppelt

70984 4/0710 -18-

χ.

um so den Zähler während des 'ρ Impulses zurückzustellen. Das Ausgangssignal des monostabilen !Multivibrators 34 wird ebenfalls auf den Eingang eines (M) Zählers 38 gegeben, der im wesentlichen die Zahl der in den Speicher 23 eingetretenen Digitalabtastungen zählt. Jedesmal, wenn M Datenwörter eintreten, erfährt der Zähler 38 einen 1 zu 0 Übergang an seinem Ausgang, und der Ausgangsübergang wird auf den Eingang des (n +1) Zählers 40 überführt zwecks Steuern des Zählvorganges in demselben. Das invertierte Ausgangssignal des (M) Zählers 38 wird dem Rückstelleingang des Zählers 38 über das OR-Tor 44 zurückgeführt, wodurch sich ein kurzer Impuls Ref, ergibt, der hier lediglich gezeigt ist zwecks Erläutern des von dem Zähler 38 kommenden Ausgangssignals.

Die Stufen des (n + 1) Zählers 40 verbleiben in einem "vollständigen null" Zustand bis zum Auftreten des ersten von dem Zähler 38 kommenden Ausgangssignals, und zu diesem Zeitpujnkt wird wenigstens eine Stufe des Zählers 40 in den "eins" Zustand überführt. Da das erste von dem Zähler 38 kommende Ausgangssignal gleichzeitig mit dem Mten ClOOOstel) ρ Impuls auftritt und ein "Füllen" des Speichers 23 mit den M-Datenbits anzeigt, signalisiert dieser Vorgang den übergang von der Rücklaufphase zu der Hinlaufphase der Ablenkphase. Ein "vollständig null" Dekoder 46 empfängt die Ausgangssignale von den verschiedenen Stufen des (n + 1) Zählers 40 und ergibt ein Rücklaufsignal (logisch "1" Zustand) an seinem Ausgang, während alle Stufen des Zählers 40 sich in dem Nullzustand befinden. In ähnlicher Weise wird ein Rücklaufsignal ausgebildet, das in dem "logischen "1; Zustand vorliegt, sobald sich das Rücklaufsignal in dem "logischen Nullzustand" befindet. Ein nach Negativ gehender übergang erscheint an dem Ausgang des Zählers 40 an dem η + 1ten (5ten) Ausgang des Zählers 38 und wirBt über einen monostabilen Multivibrator 48 mit einer Periode von 1/2 MC und dem OR Tor 50 unter Ausbilden eines Startimpulses

p. Wahlweise kann ein manuell erzeugter Startimpuls auf den Eingang

ST des OR-Tors 50 gegeben werden unter Ausbilden des ρ Impulses durch

ST
dasselbe. Der ρ Impuls wird auf die Rückstelleingänge der Zähler 32 und 38 durch die OR Tore 42 und 44 gegeben und wird direkt auf den Räckstelleingang des Zählers 40 überführt zwecks Ingangsetzen der Zähler zu Beginn jeder Rücklauf/Hinlauf-Ablenkphase.

7098U/0710

- 19 -

2715A30

Unter Bezugnahme auf die Erzeugung des ρ Impulses wird die invertierte Phase des Taktgebers MC auf den Eingang des ( A + 1) Zählers 52 beaufschlagt unter Ausbilden eines in das Negative gehenden Übergangs an dem Ausgang desselben bei jedem Zählvorgang der (M + 1) Taktimpulse MC . Das von dem Zähler 52 kommende Ausgangssignal wird dem Eingang eines monoshabilen Multivibrators 54 zugeführt, der eine

Periode von 1/2 MC aufweist und zwar unter Ausbilden des ρ Impulses, der einem Eingang des OR Tors 56 zugeführt wird. Das von dem Zähler 52 kommende Ausgangssignal wird ebenfalls dem Eingang des (n) Zählers 58 zugeführt unter Ausbilden eines Übergangs in das Negative an dem Ausgang des Zählers 58, wenn nach dem Zurückstellen jeder nte ρ Impuls eintritt.

Der Zähler 58 und drei monestabile Multivibratoren 60, 6 2 und 64, de in Serie bezüglich des Ausgangs des Zählers geschaltet sind, dienen

dazu einen n+1ten ρ Impuls nach jedem Rückstellvorgang auszubilden,

R R

ur.d der n+1te ρ Impuls folgt dem nten ρ Impuls um einen Intervall

T
von MC. Jeder monostabile Multivibrator 60, 62 und 64 weist eine Periode von 1/2 MC auf, und der ρ Impuls besitzt somit ebenfalls eine Dauer von 1/2 MC. Das von dem monostabilen Multivibrator 64 kommende Signal wird einem weiteren Eingang des OR-Tors 56 zugeführt,

das an seinem Ausgang den ρ Impuls ausbildet.

Die 'p Impulse werden durch die OR-Tore 66 und 68 den Rückstelleingängen der Zähler 52 bzw. 5 8 für das Zurückstellen der Zähler bei

jedem Auftreten des *p Impulses zugeführt. Die durch den η + 1 ten ρ Impuls inganggesetzte Rückstellung führt zu einer wirksamen

erneuten Synchronisation der nächsten Sequenz der η + 1 ρ Impulse

T
auf einen neuen Startpunkt, der um MC gegenüber der vorangehenden Sequenz verschoben ist. Beide Zähler 52 und 58 werden daran gehindert zu zählen und ergeben während der Rücklaufphase der Ablenkpha-

se ρ Impulse dadurch, daß das Rücklaufsignal auf deren entsprechende Rückstelleingänge durch die OR-Tore 66 und 68 beaufschlagt wird.

P^

Die zeitliche Darstellung der ρ Impulse nach der Figur 5 erläutert das Zeitverhältnis der aus dem Speicher 23 herausgelesenen Daten relativ zu der Dateneinführung, wie sie durch die ^Impulse wiedergegeben wird. Tatsächlich dient jeder ρ Impuls als ein Tor oder Schaltsteuersignal für den Multiplexer 234 und an dem A/D Konverter

- 20 -

709844/0710

22 während eines ρ Impulses auftretenden Digitaldaten werden in die erste Stufe des Speichers 23 bei dem negativen Obergang von MC eingeführt, das nahe dem Ende des ρ Signals auftritt (Wenn die zeitliche Überlappung des Taktüberganges des ρ Impulses nicht ausreichend ist um einen Eintritt der Daten zu ermöglichen, kann es sich als erforderlich erweisen, die relative Zeitgebung einzustellen, z.B. durch Verschieben oder geringfügige Verlängerung der Periode des monostabilen Vibrators 34.) Die ersten vier ^Rp Impulse sind zeitlich so abgestimmt, daß in den Sperrkontakt 25 das Wort eingeführt wird, das in der Mten Stufe des Schieberegisters unmittelbar vor den Taktphasen 1.002.001; 1 003 002; 1 004 003 und 1 005 004 auftritt. In ähnlicher Weise ist der fünfte ^Rp Impuls zeitlich so abgestimmt, daß in den Sperrkontakt 25 das Wort eingeführt wird, das in der Mten Stufe unmittelbar zu der nächsten oder 1.005 005ten Taktphase auftritt, wodurch die Speicherungsverzögerungszeit dieses Wortes um 10OO Taktphasen verringert wird.

Der Zeitimpuls ρ wird dadurch erzeugt, daß der Taktgeber MC auf den Eingang des (M+1) (n) Zählers 70beaufschlagt wird und das Ausgangssignal des Zählers durch das OR-Tor 72 auf den Eingang des monostabilen Multivibrators 74 beaufschlagt wird. Der monostabile Multivibrator 74 weist eine Periode von 1/2 MC auf und erzeugt einen

ρ Impuls mit dieser Dauer, wenn das Ausgangssignal des Zählers 70 einen negativen übergang ausführt. In ähnlicher Weise wird das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 60 durch das OR-Tor 72 auf den Eingang des monostabilen Multivibrators 74 überführt unter Erzeugen eines ρ Impulses, sobald der monostabile Multivibrator 60 seinen negativen Übergang ausführt. Der ρ Impuls wird dem Eingang des AND Tors 76 zugeführt und durch dasselbe zu dem Ausgang desselben geführt, wenn das auf den anderen Eingang des AND Tors 76 beaufschlagte Rücklaufsignal sich in dem logischen "1" Zustand befindet.

Der Zähler 70 führt zu einem Übergang des Ausgangssignals und smoit einem ρ Impuls im Anschluß an jede Zählung der (M+1) (n/n+1) Taktimpulse MC. Wenn das Produkt aus (M+1) und (n/n+1) ein nicht ganzer Zahlenwert ist, wird die nächsthöhere Zahl gewählt, um die ERzeugung von Impulsen mit Standardzählkreisen zu erleichtern und sicherzustellen, daß der ρ Inipuls für die zeitliche Rückführung des dem nten Rp Impuls zugeordneten Datenwertes nicht dem Datenbit vorläuft.

7098U/0710

ei der hier wiederuegebenen Ausf iihrungsform führt der Zähler 70 zu einem Ausgangssignalübergang mit Intervallen von 801 Taktimpulsen MC. Um sicherzustellen, daß der ρ Impuls nach den nten

π rn

p Impuls auftritt jedoch vor dem um MC später auftretenden n+1ten ρ Impuls, wird das Ausgangssignal des (n) Zählers 58, das durch den monostabilen Multivibrator 60 um 1/2 MC verzögert ist, auf den monostabilen Multivibrator 74 durch das OR-Tor 72, wie v;eiter oben angegeben, beaufschlagt.

Die P !Impulse werden durch ein OR-Tor 78 auf den Rückstelleingang des Zählers 70 beauf s-'-"lagt und unter Zurückstellen des Zählers während jedes ρ Impulses. Das Rücklaufsignal wird auf einen weiteren Eingang des OR-Tors 78 beaufschlagt unter Verhindern eines Arbeitens des Zählers 70 während der Rücklaufphase jeder Ablenkohase.

Unter Bezugnahme auf die Figur 5 sieht man, daß jeder ρ Impuls zwischen einem benachbarten Paar von ρ Impulsen auftritt zwecks Rückstellen des dem früheren der zwei ρ Impulse in dem Paar zugeordneten Datenwortes. Es tritt kein ρ Impuls ein für die zeitliche Rückstellung unter Herauslesen des in dem Sperrkontakt 25 durch den "letzten" ρ Impuls in der Hinlaufphase der Ablenkphase gespeicherten Wortes, jedoch ist ein Verlust dieses Wortes ohne Konsequenz, da praktisch alle der vorherigen Daten zurückgehalten worden sind.

Wenn ein gewisses Maß an Verzerrung in der sich ergebenden analogen Wellenform 11 annehmbar ist, würde es möglich sein, jeden n+1ten

ρ Impuls in Fortfall kommen zu lassen ( und in ähnlicher Weise

E R

den entsprechenden ρ Impuls ) in der rekursiven Sequenz der ^A ρ Impulse. Vielmehr würde jede rekursive Sequenz von 'p Impulsen aus η Impulsen ( 4 anstelle von 5) bestehen, wobei das Intervall zwischen n-1 aufeinanderfolgender Impulse demjenigen des "längeren" Intervalls zwischen η der früher beschriebenen ρ Impulse entsprechen würde und das Intervall zwischen den n-1ten und nten Im-

pulsen ist um MC langer als das sogenannte "längere" Intervall. Diese Sequenz von ρ Impulsen wird die erforderliche Verkürzung der gesamten Speicherungsmenge des Speichers 23 in praktisch der gleichen Weise bewirken wie weiter oben eräutert, jedoch wird nun-

- 22 -

7098U/07 1 0

■"■a

mehr jedes η + 1te Wort verlorengehen. Ein Beispiel hierfür ist in der ρ Impulsreihe nach Figur 5 gezeigt, bei der der Impuls normalerweise mit einer Taktphase von 5.000.995 auftretend gestrichelt wiedergegeben ist, um so die Möglichkeit dieses Weglassens zu zeigen. Unter der Annahme jedoch, daß 80 bis 100 Abtastungen vorgenommen werden, um jeden PQRST Komplex einer EKG-Wellenform wiederzugeben, sollte ein Verlust der n+1ten Abtastung (wobei sich η auf 5-10 belaufen kann) nicht ernsthaft die komprimierte analoge Wellenform 11 verzerren, und zwar insbesondere im Hinblick auf die Filterwirkung des D/A Konverters 27.

Der Erfindungsgegenstand kann ebenfalls so Verwendung bei denjenigen Datenverarbeitungssystemen finden, bei denen kontinuierlich zur Verfugung stehende zugeführte Daten in ihrer Gesamtheit auf einen Kanal abgegeben werden sollen, während einer ersten Phase oder Teils jeder Arbeitsphase, sowie weitere zusätzliche Daten (möglicherweise abgeleitet von den Daten in der esten Phase des Arbeitsvorganges) auf den gleichen Kanal während einer zweiten Phase des Arbeitsvorganges abgegeben werden sollen.

709844/071 0

Le vtt·

i te

Claims

Patentansprüche

1J System für die periodische Zeitkompression einer Signalwellenform, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) einen Rückführungsspeicher mit einer vorherbestimmten, zeitgequantelten Länge, wobei der Speicher eine Speicherungsverzögerung ergibt, die dem Produkt der vorherbestimmten zeitgequantelten Länge und der Anzahl der Durchläufe durch den Speicher entspricht,

b) eine Anordnung, der aufeinanderfolgende Abtastungen der Signalwellenform zugeführt werden und auf erste Zeitgebersignale für das Einführen der entsprechenden Abtastungen der Signalwellenform in dem Speicher anspricht,

c) eine Anordnung für das Erzeugen und Beaufschlagen der ersten Zeitgebersignale auf die Steueranordnung für die Dateneinführung über eine Zeitkompressionsphase, wobei die ersten Zeitgebersignale mit einem Intervall wieder auftreten, das dem Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen der Signalwellenform entspricht, die ersten Zeitgebersignale einen Intervall dergestalt aufweisen, daß eine Präzession der Abtastungen in dem Speicher erfolgt, und eine vorherbestimmte Anzahl der Abtastungen in den Speicher während eines ersten Bruchteils der Zeitkompressionsphase eingeführt wird,

d) eine Anordnung, die auf zweite Zeitgebersignale anspricht für ein selektives Abfragen des Speichers und ein Herauslesen der entsprechenden abgefragten Abtastungen ergibt,

e) eine Anordnung für das ERzeugen und Beaufschlagen der zweiten Zeitgebersignale auf die Abfrageanordnung des Speichers im Anschluß an eine Zeitverzögerung bestehend aus dem ersten Bruchteil jeder Zeitkompressionsphase, wobei der verbleibende Bruchteil der Zeitkompressionsphase eine komprimierte Zeitphase ist, bei der die Zeitgebung der zweiten Zeitgebungssignale dergestalt ist, daß die Speicherungsverzögerung des Rückführungsspeichers von einem Maximum auf ein Minimum über die komprimierte Zeitphase verringert wird, wodurch die abgefragten Abtastungen kumulativ im wesentlichen die Signalewellenform im zeitkomprimierten Zustand wiedergeben.

System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Steueranordnung für die Dateneinführung und die Abfrageanordnung für den Speicher einen festgelegten Zugang zu dem Rückführungs-

709844/0710

ORIGINAL INSPECTED

27 1 ΒΛ3Π

Speicher besitzen, die zweiten Zeitgebersignale aufeinanderfolgend in der komprimierten Zeitphase auftreten folgend ersten und zweiten Intervallen mit unterschiedlicher Länge, wodurch die Verringerung der scheinbaren zeitgequantelten Länge des Rückführungsspeichers bewirkt wird.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zeitgequantelte Länge des Rückführungsspeichers eine vorherbestimmte Anzahl von in Serie geschalteten Stufen des Speichers aufweist, der mit einer vorherbestimmten Schiebegeschwindigkeit getakt ist, das erste Intervall zwischen den aufeinanderfolgenden zweiten Schaltgebersignalen denjenigen der ersten Zeitgebersignale entspricht, wodurhh eine spezielle, scheinbare, zeitgequantelte Länge des Rückführungsspeichers aufrechterhalten wird, die zweiten Zeitgebersignale bei diesem zweiten Intervall auftreten und um eine Stufe der Speicherspeicherung regressiert sind relativ zu dem entsprechenden, unmittelbar vorangehenden, zweiten Zeitgebersignal, wodurch die scheinbare zeitgequantelte Länge des Speichers verkleinert wird.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der zweiten Zeitgebersignale, die innerhalb der komprimierten Zeitphase auftritt, praktisch gleich der Anzahl der ersten Zeitgebersignale ist, die innerhalb der zeitkomprimierten Phase auftritt, wodurch sich ein Herauslesen praktisch aller der Abtastungen ergibt, die in den Speicher während der geitkompressionsphase eingeführt worden ist.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Zahl der zweiten Zeitgebersignale, die während des zweiten Intervalls relativ zu demjenigen auftritt, die bei dem ersten Intervall innerhalb der Zeitkompressionsphase auftreten, dem Verhältnis des ersten Bruchteils zu dem verbleibenden Brachteil der Zeitkompressionsphase entspricht.

6. System nach Anspruch 4, dadurch gekennze ichnet, daß die ersten und zweiten Intervalle bei denen die Zeitgebersignale auftreten, sich wechselseitig überschneiden, wodurch sich ein rhythmisches Muster der zweiten Zeitgebersignale ergibt.

708844/0710

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselwirkung in Torn eines Uberlappens der ersten und zweiten Intervalle zwischen aufeinanderfolgenden zweiten Zeitgebersignalen jeweils "n" aufeinanderfolgende zweite Zeitgebersignale aufweist, die bei den ersten Intervall auftreten und hieran sich unmittelbar ein einzelnes zweites Zeitgebersignal anschließt, das bei deir zweiten Intervall auftritt, wobei "n" das Verhältnis der Länge des verbleibenden Bruchteils zu dem ersten Bruchteil der Zeitkompressionsphase darstellt.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gek ennzeichnet, daß "n" ein ganzzahliger V7ert ist.

9. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitgequantelte Länge des Rückführungsspeichers das Produkt aus einer vorherbestimmten Anzahl an Stufen des Speichers aufweist, und die Periode des auf die Speicherstufen beaufschlagten Taktsignals für die Serien-mäßige Verschiebung der darin gespeicherten Abtastungen und das Intervall, bei dem die ersten Zeitgebersignale erneut auftreten, größer als die Zeit-gequantelte Länge des Speichers um das Intervall ist, das mit einer einzigen Wiederholung des Speicherschiebe-Taktsignals kommensorat ist, wodurch die Abtastungen in dem Speicher eine Speicherungsstufe präzessieren pro jedes der aufeinanderfolgenden ersten Zeitgebersignale.

10. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitgequantelte Länge des Speichers und das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden ersten Zeitgebersignalen dergestalt augewählt werden, daß der Speicher praktisch genau mit aufeinanderfolgenden Abtastungen der Signalwellenform während des ersten Bruchteils der Zeitkompressionsphase gefüllt wird.

11. System nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet, daß eine Anordnung vorliegt für das Umwandeln der Größe der Signalwellenform in eine digitale Abtastung, sowie eine Anordnung für das periodische Betätigen der ersten Umwandlungsanordnung mit einer Wiederholungsgeschwindigkeit der ersten Zeitgebersignale, wodurch die Wellenformabtastungen digitale Abtastungen sind, und eine zweite Anordnung für das Umwandeln der digitalen Abtastungen iir Zeitkompressionsverhältnis von der Abfrageanordnung für den Speicher in eine entsprechende, zeitkomprimierte, analoge Signalwellenform vorliegen. 709844/0710 _₄_

2715 A 30

12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichn et , daß die Abfrageanordnung für den Speicher eine erste Speicheranordnung aufweist, die auf die zweiten Zeitgebersignale für ein selektives Abfragen des Speichers und vorübergehende Speicherung der entsprechenden, abgefragten, digitalen Abtastung anspricht, auf die zweite Speicheranordnung das Ausgangssianal der ersten Speicheranordnung beaufschlagt wird und auf die dritten Zeitgebersignale für ein vorübergehendes Speichern der entsprechenden, diaitalen 7\btastung anspricht, die an dem ersten Sperrkontakt auftritt und eine Anrodnung vorliegt für das Erzeugen und Beaufschlagen der dritten Zeitgebersignale auf die zweite Speicheranordnung während der komprimierten Zeitphase, die dritten Zeitgebersignale mit praktisch konstanten Intervallen erneut auftreten und in praktisch der gleichen Anzahl wie die zweiten Zeitgebersignale während der konnrimierten Zeitphase, wodurch Zeit gleichgemacht wird, mit der die abgefragten digitalen Abtastungen herausgelesen werden.

13. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalwellenform wiedergegeben wird durch eine Anordnuna, die eine Mehrzahl Zweiphasenwiedergabe-Phasen aufweist, der erste Bruchteil der Zeitkoripressionsphase einer Phase jeder der Wiedergabephasen entspricht und jede zeitkomprimierte Phase der anderen Phase jeder Wiedergabephase entspricht, wodurch die Signalwellenform praktisch in ihrer Gesamtheit zeitkomprimiert während der anderen Phasen der entsprechenden Wiedergabephasen vorliegt.

14. System für die periodische Zeitkompression einer Signalwellenform gekennzeichnet durch die Kombination dr folgenden Merkmale:

a) eine Anordnung für das periodische Abtasten der Signalwellenform unter Ausbilden aufeinanderfolgender Abtastungen der Wellenformdaten;

b) eine Speicheranordnung für das Speichern der Datenabtastungen über unterschiedliche Zeitspannen;

c) eine Anordnung für das Einführen der Datenabtastungen nacheinander in den Speicher mit einer ersten durchschnittlichen Geschwindigkeit über eine Zeitkompressionsphase und

709844/0710

d)eine Anordnung für das Abfragen des Speichrs v;ährend lediglich des letzteren Teils jeder Zeitkompressionsphase mit einer zweiten durchschnittlichen Geschwindigkeit, die das gleiche Verhältnis gegenüber der ersten durchschnittlichen Geschwindigkeit aufweist wie die Dauer der Seitkompressionsphase gegenüber der Dauer des ltzteren Teils derselben unter Herauslesen entsprechender Datenabtastungen aus dem Speicher in der gleichen Sequenz wie dieselben eingeführt worden sind, wodurch die Datenabtastungen aus dem Soeicher mit einer durchschnittlichen Geschwindiakeit herausgelesen werden, die größer als die Eintrittsgeschwindigkeit ist, wodurch die Wellenform im wesentlichen im zeitkomprimierten Zustand wiedergegeben wird.

15. System für die oeriodische Zeitkompression einer kontinuierlichen Sequenz von Datenworten, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) eine Speicheranordnung für das Speichern der Datenwörter aber unterschiedliche Zeitspannen;

b) eine Anodnung für das Einführen der Datenwörter nacheinander in den Speicher mit einer ersten durchschnittlichen Geschwindigkeit über eine zeitkomprimierte Phase und

c) eine Anordnung für das Abfragen des Speichers über lediglich den letzteren Teil jeder zeitkomorimierten Phase mit einer zweiten durchschnittlichen Geschwindigkeit, die das gleiche Verhältnis gegenüber der ersten durchsch-nttlichen Geschwindigkeit aufweist wie die Dauer der zeitkomprimierten Phase gegenüber der Dauer des letzteren Teils derselben unter Herauslesen entsprechender Datenwörter aus dem Speicher in der gleichen Sequenz wie dieselben eingeführt worden sind, wodurch die Datenwörter aus dem Speicher mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit herausgelesen werden, die schneller als die Eintrittsgeschwindigkeit ist, wodurch die Datenfolge praktisch in einem zeitkomprimierten Zustand wiedergegeben wird,

16. Signalwellenform-Verarbeitsungs- und Wiedergabesystert, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmaie a) eine Wiedergabeanordnung, die auf ein Steuersignal für die abwechselnde Wiedergabe und Unterbrechung der Wiedergabe eines speziellen zugefihrten Datensignals anspricht;

709844/071 D

2 71 S U 3 η

b) eine Anordnung für das Frzeugen des Wiedergabesteuersignals,

c) eine Anordnung, die ein kontinuierliches Quellendatenwellenformsignal für die V.'iedergabe durch die V7iedergabeanordnung ausbildet und

d) eine Anordnung, die auf das Quellendaten-VJellenformsignal und das V/iedergabesteuersignal anspricht für die Zeitkompression des Kellenformsignals, so daß die Wellenform irr zeitkomprimierten Verhältnis lediglihh während der Wiedergabenhase des Wiedergabe-STeuersignals als dieses spezielle zugeführte Datensignal der Wiedergabeanordnung daraeboten wird, sowie die Zeitkompression drgestalt ist, daß die Quellendaten-WeIlenform praktisch in ihrer Gesamtheit auf der Wiedergabeanordnung wiedergegeben wird.

17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal phasenmäßig ist und die Zeitkompressionsanordnung dergestalt arbeitet, daß phasenmäßig das Wellenformsignal zeitkomprimiert wird, wodurch die Wellenform in Intervallen wiedergegeben wird, die dem phasenmäßig Arbeiten entsprechen.

13. Verfahren zur Verarbeitung eines kontinuierlichen Quellendaten-Wellenformsignals für die Wiedergabe auf einer Wiedergabeanordnung, gekennzeichnet durch die folgenden Arbeitsschritte:

a) elektrische Zeitkornpression des Quellendaten-Wellensignals, wodurch Wiedergabeeingangssignala ausgebildet werden, die ein erstes ausgetastetes Intervall und ein zweites Intervall aufweisen, das im zeitkonprimierten Zustand das Ouellendaten-Wellensignal enthält, das während der ersten und zweiten Intervalle auftritt;

b) sodann das eingeführte Wiedergabesignal auf die Wiedergabeanordnung gegebanwird;

c) sodann ein Signal für das Steuern der Wiedergabe und Unterbrechen derselben eines eingeführten Wiedergabesignals zu der Wiedergabeanordnung erzeugt wird, die Periode der Wiedergabe dem zweiten Intervall des eingeführten Wiedergabesignals entspricht und die Periode der Wiedergabeunterbrechung dem ersten Intervall des eingeführten Wiedergabesignals entspricht und sodann

d) das Wiedergabe-Steuersignal auf die Wiederanordnung synchronisiert mit dem eingeführten Wiedergabesignal beaufschlagt wird, wodurch das Quellendaten- ellensignal praktisch in seiner Gesamtheit wiedergegeben wird.