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"Schaltungsanordnung für einen Röntgengenerator"
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für einen
in mehrere Baugruppen enthaltenden Röntgengenerator mit Verbindungsleitungen zum
Informationsaustausch zwischen den Baugruppen. Röntgengeneratoren bestehen aus verschiedenen
Baugruppen, wie Hochspannungsstellglied, Heizkreis, Zeitschalter, Anlaufgerät für
Drehanodenröhren, Belichtungsautomat usw. Zwischen diesen Baugruppen muß eine Vielzahl
von Informationen ausgetauscht werden, z.B. muß der Zeitschalter oder der Belichtungsautomat
eine Meldung vom Anlaufgerät für die Drehanodenröntgenröhren erhalten, daß die Nenndrehzahl
erreicht ist; da für jede derartige Information eine Signalleitung erforderlich
ist, die die eine Baugruppe mit der anderen Baugruppe verbindet, ergibt sich hieraus
eine Vielzahl von Leitungen zwischen den einzelnen Baugruppen.
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Diese Vielzahl von Verbindungsleitungen, ergibt eine relativ unübersichtliche
Anordnung und ruft große Anpassungsprobleme hervor, wenn eine Baugruppe allein geändert
werden soll, da sich in den meisten Fällen Rückwirkungen guf andere Baugruppen ergeben.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung für einen Röntgengenerator
zu schaffen, die es gestattet, den Informationsfluß zu den einzelnen Baugruppen
mit einer geringeren Anzahl von Leitungen durchzuführen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß a) die Baugruppen
an wenigstens eine gemeinsame Adreßleitung und wenigstens eine gemeinsame Informationsleitung
angeschlossen sind, b) die Baugruppen 3e einen Adressenvergleicher sowie zwei vom
Adressenvergleicher gesteuerte Tore für die Informationsaufnahme bzw. die Informationsabgabe
enthalten, c) eine Zentraleinheit vorgesehen ist, die nach einem Programm in zeitlicher
Reihenfolge Adressen erzeugt, die von den Baugruppen abgegebenen Informatlonen in
einem Register zwischenspeichert und gegebenenfalls weiterverarbeitet, die Adressen
der zum Empfang dieser Informationen vorgesehenen Baugruppen bildet und die Information
an diese übermittelt.
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Bei einer derartigen Schaltungsanordnung können beispielsweise
mit
sieben Informationsleitungen 27 = 128 Informationen übertragen werden, wozu bei
den bekannten Röntgengeneratoren 128 Signalleitungen erforderlich wären.
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Welche Baugruppe die auf der bzw. den Informationsleitungen vorhandenen
Informationen übernimmt, hängt von der Adresse ab, die von der Zentraleinheit vorgegeben
wird. Diese Adresse wird in allen Baugruppen mittels des Adressenvergleichers mit
einer der Baugruppe zugeordneten Adresse verglichen, wobei der Adressenvergleicher
im Falle der Ubereinstimmung der Adresse der Baugruppe und der auf der Adreßleitung
anliegenden Adresse das Tor für die Informationsaufnahme öffnet, so daß nur diese
Baugruppe, die auf der bzw. den Informationsleitungen anliegende Information übernehmen
kann. Entsprechend wird bei der Informationsabgabe (von den Baugruppen an die Zentraleinheit)immer
nur das für die Inforinationsabgabe vorgesehene Tor derjenigen Baugruppe geöffnet,
deren Adresse jeweils auf der Adreßleitung anliegt.
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Die Betriebszustände WInformationsaufnahmew und wInformationsabgabe"
können den Baugruppen über eine gemeinsame von der Zentraleinheit gesteuerte Leitung
signalisiert werden. Dann benötigt jede Baugruppe nur eine Adresse und die Vergleichseinrichtung
muß nur einen Adressenvergleicher enthalten. Die mähnte Leitung kann aber entfallen,
wenn jeder Baugruppe zwei Adressen zugeordnet sind, von denen die eine bei ZInformationsauftahme"
und die andere bei wInformationsabgabe gesteuert wird. Denn muß die Adressenvergleichsenrichtung
einer
jeden Baugruppe zwei Adressenvergleicher enthalten, von denen der eine das Tor für
die Informationsaufnahme und der andere das Tor für die Informationsabgabe steuert.
Die Betriebsart "Informationsaufnahme", bei der wenigstens eine der Baugruppen eine
Information aus der Zentraleinheit übernimmt, ist nur dann erforderlich, wenn in
der Zentraleinheit eine Information für eine Baugruppe vorliegt. In diesem Fall
kann die betreffende Baugruppe gezielt angesteuert werden, indem in der Zentraleinheit
ihre Adresse gebildet wird. Bei der Betriebsart "Informationsabgabe" hingegen ist
von vornherein nicht bekannt, ob eine Baugruppe eine Information abzugeben hat und
insbesondere nicht deren Adresse. Infolgedessen ist eine gezielte Abfrage nicht
ohne weiteres möglich. Die Abfrage kann daher grundsätzlich zyklisch erfolgen und
periodisch wiederholt werden. Dabei ergibt sich der Nachteil, daß in vielen Fällen
der Abfragezyklus vergeblich durchlaufen wird, so daß die Zentraleinheit - in der
Regel ein Rechner - nicht voll ausgenutzt wird, da sie in der Zeit,die für einen
vergeblichen Abfragezyklus benötigt wird, andere Funktionen oder Berechnungen hätte
ausfahren können.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht daher vor, daß 3ede Baugruppe
ein Meldeglied enthält, das das Vorliegen einer Information signalisiert, und daß
alle Meldeglieder an eine gemeinsame Meldeleitung angeschlossen sind, die mit einem
Meldengsdetektor verbunden ist, der einen Abfragezyklus der Zentraleinheit auslöst.
Bei dieser Weiterbildung
wird ein Abfragezyklus also immer nur dann
ausgelöst, wenn tatsächlich eine Information vorliegt. Darüber hinaus ist gegebenenfalls
eine gezielte Abfrage möglich, wenn die Meldeglieder ein Signal erzeugen, das nicht
nur das Vorliegen einer Information kennzeichnet, sondern auch die Baugruppe, der
das Meldeglied zugeordnet ist.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Schaltungsanordnung
nach der Erfindung, Fig. 2 ein Blockschaltbild der Zentraleinheit und einer Baugruppe,
Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Erfindung und Fig. 4 den zeitlichen Verlauf
der Signale bei der Anordnung nach Fig. 3 auf den einzelnen Leitungen.
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In Fig. 1 sind mit 1 bis 4 verschiedene Baugruppen bezeichnet, mit
5 ist die Zentraleinheit bezeichnet. Die Adreßeingänge der vier Baugruppen sind
miteinander über Adreßleitungen A verbunden; in der Zeichnung ist vereinfachend
nur eine einzige Adreßleitung dargestellt. Diese Leitungen sind an den Adressenausgang
der Zentraleinheit 5 angeschlossen, die Adressen erzeugt, die einer der Baugruppen
zugeordnet ist. Mit zwei Leitungen können maximal vier Adressen parallel ausgegeben
werden, mit drei Leitungen acht Adressen usw.
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Die Informationsein- und -ausgänge der Baugruppen und der Zentraleinheit
sind über gemeinsame Informationsleitungen I miteinander verbunden. Obwohl auch
hier nur wieder eine Leitung dargestellt ist, müssen zur parallelen Informationsein-
oder -ausgabe mehrere Leitungen vorhanden sein; mit sieben Leitungen beispielsweise
können bis zu 128 verschiedene Informationen übermittelt werden.
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Schließlich sind die vier Baugruppen 1...4 noch über eine gemeinsame
Meldeleitung M mit der Zentraleinheit 5 verbunden.
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In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der Zentraleinheit 5 und des die
Informationsein- und -ausgabe betreffenden Teils einer Baugruppe 1 dargestellt.
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Die Zentraleinheit enthält ein Register 50 zur Speicherung der von
den Baugruppen 1...4 erhaltenen Informationen bzw.
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zur Speicherung der an die Baugruppen weiterzugebenden Informationen.
Wie durch einen Umschalter 51 symbolisch angedeutet, wird - gesteuert von einem
Steuerwerk 52 - wahlweise der Eingang oder der Ausgang des Speichers 50 mit den
Informationsleitungen I verbunden. Das Steuerwerk 52 steuert die Adreßeingänge des
Speichers 50, den Schrib-Lese-Eingang, übernimmt gegebenenfalls Informationen aus
dem Speicher, verarbeitet diese weiter, schreibt die weiterverarbeiteten Informationen
wieder
in den Speicher 1 und erzeugt auf den Adressenleitungen die Adressen für die verschiedenen
Baugruppen - alles nach einem vorgegebenen Programm. Eine derartige Zentraleinheit
kann mittels eines geeignet programmierten Kleinrechners realisiert werden.
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Die Baugruppe 1 enthält eine Adressenvergleichseinrichtung 10, die
zwei Adressenvergleicher enthalten kann, von denen der eine die auf den Adreßleitungen
anliegende Adresse mit einer der Baugruppe fest zugeordneten ersten Adresse A1 vergleicht
und der zweite die anliegende Adresse mit einer der Baugruppe ebenfalls fest zugeordneten
Adresse A2 vergleicht. FUr den Fall, daß die anliegende Adresse mit einer der Adressen
A1 oder A2 übereinstimmt, wird über eine Ausgangsleitung 11 bzw. 12 ein Tor 13 bzw.
14 geöffnet.
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Diese Adressenvergleicher können durch 3e ein Und-Gatter mit einer
der Anzahl von Adreßleitungen entsprechenden Anzahl von Eingängen gebildet werden,
wobei die Adreßleitungen, auf denen bei Vorliegen der jeweiligen Adresse (A1 bzw.
A2) der Logikpegel H" anliegt, direkt mit dem entsprechenden Eingang des Und-Catters
verbunden sind, während die anderen Leitungen über ein Negationsglied mit den entsprechenden
Eingängen verbunden sind. Dabei ergibt sich am Ausgang des Und-Gatters nur dann
der Logikpegel *H", wenn auf den Adreßleitungen die dem Adressenvergleicher zugeordnete
Adresse A1 bzw. A2 erscheint und nur dann werden die Tore 13
bzw.
14 geöffnet. - Es können aber auch Adressenvergleicher verwendet werden, die die
auf den Adressenleitungen anliegende Adresse und die gespeicherte Adresse (A1 bzw.
A2) Binärstelle für Binärstelle vergleichen und ein Steuersignal erzeugen, wenn
alle Binärstellen übereinstimmen.
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Die Informationsleitungen I sind mit den Eingängen bzw.
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den Ausgängen der Torschaltungen 13 bzw. 14 verbunden, die über die
Leitungen 11 und 12 der Adressenvergleichseinrichtung geöffnet werden können. Das
Tor 13 dient also der Informationsübernahme vom Speicher 50 zur Baugruppe und das
Tor 14 dient zur Informationsabgabe von der Baugruppe an den Speicher 50.
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Den Toren 13 bzw. 14 können Zwischenspeicher und/oder Digital-Aniag-
bzw. Analog-Digital-Wandler nach- bzw. vorgeschaltet sein, falls in der Baugruppe
die Signale in analoger Form vorliegen und benötigt werden und falls sie zwischengespeichert
werden müssen. Die Tore 13 bzw. 14 können durch eine der Anzahl der Informationsleitungen
I entspredende Anzahl von Und-Gattern mit Je zwei Eingängen gebildet werden, von
denen der eine Eingang jeweils mit einer der Informationsleitungen I bzw. (beim
Tor 14) mit einer der Informationsleitungen innerhalb der Baugruppe verbunden ist,
während die anderen Eingänge der das Tor bildenden Und-Gatter gemeinsam mit der
Steuerleitung 11 bzw. 12 der Adressenvergleichseinrichtung verbunden sind.
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Die Baugruppen, die insoweit identisch sind, enthalten darüber
hinaus
je ein Meldeglied 15 , das das Vorliegen einer Information in der Baugruppe über
die gemeinsame Meldeleitung M an die Zentraleinrichtung 5 weitermeldet. Ein solches
Meldeglied kann beispielsweise durch einen Transistor 16 gebildet werden, dessen
Emitter an Masse liegt, dessen Kollektor über einen gestrichelt dargestellten Widerstand
mit der Speisespannung verbunden ist und dessen Basis-Emitter-Strecke in Abhängigkeit
vom Vorliegen einer Information an den Eingängen des der Informationsabgabe dienenden
Tores 14 durchgeschaltet bzw. gesperrt wird. Da auch hier die Information über mehrere
Leitungen übermittelt wird, kann gegebenenfalls der Eingang des Transistors über
ein Oder-Glied gesteuert werden, dessen Eingänge mit den Leitungen verbunden sind,
oder es kann für jede Leitung je ein Transistor 16 vorhanden sein.
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Wenn in den Baugruppen keine Meldung vorliegt, befindet sich die Leitung
M auf Speisespannungspotential. Liegt aber auch nur in einer der Baugruppen 1...4
eine Information an, dann führt diese Leitung Massepotential, weil dann die Kollektor-Emitter-Strecke
eines der mit dieser Leitung verbundenen Transistoren durchgeschaltet ist. In diesem
Fall wird ein Meldungsdetektor 53 in der Zentraleinheit aktiviert, der ein Ausgangssignal
an das Steuerwerk abgibt und dieses dadurch zu einem Abfragezyklus veranlaßt, bei
demde einzelnen Baugruppen nacheinander abgefragt werden . - Die anderen Baugruppen
sind
insoweit identisch aufgebaut. Allerdings benötigen der Transistor 16 und die diesem
Transistor in den anderen Baugruppen entsprechenden Transistoren nur einen gemeinsamen
Kollektor-Widerstand.
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Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Es sei angenommen, daß die
Baugruppe 1, die beispielsweise das Anlaufgerät für die Drehanodenröntgenröhre sein
kann, zu einem bestimmten Zeitpunkt eine Meldung vorliegen habe. Dies kann z.B.
die Meldung sein, daß die Nenndrehzahl erreicht ist. Es wird dann der Transistor
16 des Meldegliedes 15 durchgeschaltet, wodurch das Potential auf der Meldeleitung
M, das bis dahin positiv war, auf Masse herabgezogen wird. Diese Potentialänderung
wird in der Zentraleinheit 5 durch den Meldedetektor 53 erkannt (wenn als Zentraleinheit
ein Kleinrechner verwendet wird und die Potentiale auf der Meldeleitung M vor und
nach dem Eintreffen einer Meldung die dafür vorgesehenen Werte haben, ist ein gesonderter
Meldedetektor überflüssig). Bei dem daraufhin einsetzenden Abfragezyklus wird zunächst
die Adresse A2 erzeugt, dann die entsprechenden Adressen für die anderen Baugruppen.
Die Adresse A2 löst in der Adressenvergleichseinrichtung 10 auf der Leitung 12 ein
Signal aus, das das Tor 14 öffnet, wodurch die Information von der Baugruppe 1 auf
die gemeinsame Informationsleitung I und dann in den Speicher 50 gelangt, wo sie
unter einer der Baugruppe-1 zugeordneten Adresse (gegebenenfalls aber auch unter
einer Adresse, die der Baugruppe zugeordnet ist, fUr
für die diese
Information bestimmt ist) gespeichert wird.
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Anschließend werden die entsprechenden Adressen der übrigen Baugruppen
aufgerufen. Nach dem Ende dieses Abfragezyklus wird die in den Speicher 50 übernommene
Information gegebenenfalls im Steuerwerk 52 weiterverarbeitet, gegebenenfalls umgespeichert
(auf eine Adresse, die der Baugruppe zugeordnet ist, für die die Information bestimmt
ist), es wird über den symbolisch angedeuteten Umschalter 51 die Informationsleitung
auf den Speicherausgang umgeschaltet und es wird auf der Adreßleitung A die Adresse
der Baugruppe erzeugt, für die die Information auf der Informationsleitung I bestimmt
ist.
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Dadurch wird das der Informationsaufnahme dienende Tor in dieser Baugruppe,
das in seiner Funktion dem Tor 13 in der Baugruppe 1 entspricht, geöffnet, wodurch
die Information von der Informationsleitung in die Baugruppe übernommen wird.
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In Fig. 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, die - obwohl nur die
zum Verständnis erforderlichen Bausteine dargestellt sind - dieselben Bausteine
enthalten kann, wie die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 und die zusätzliche Bauelemente
und Leitungen enthält. Dabei ist die Zentraleinheit über eine zusätzliche Leitung
V mit dem Tor 13 für die Informationsübernahme von der Zentraleinheit in die Baugruppe
verbunden Über diese Leitung wird ein Signal an den Eingang des Tores 13 angelegt,
das gegenüber den Signalen auf den Adreß- bzw. den Informationsleitungen eine bestimmte
zeitliche Verzögerung
aufweist. Dadurch wird verhindert, daß das
Tor 13 geöffnet wird, bevor die Einschwingvorgänge auf diesen Leitungen beendet
sind. Dem Tor 13 ist ein Verzögerungsglied 18 nachgeschaltet, das mit einer zeitlichen
Verzögerung über die Leitung P meldet, daß die Informationen eingegangen und gelesen
wurden. Danach wird zunächst das Signal auf der Verzögerungsleitung und später die
Informationen und die Adresse gelöscht. Erst wenn das Signal auf der Leitung P verschwunden
ist, ist eine weitere Informationsübermittlung oder -aufnahme möglich. Beginn und
Ende der Signale auf den Leitungen A, V, I und P sind aus Fig. 4 ersichtlich.
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L e e r s e i t e