DE2215459A1

DE2215459A1 - Signalerkennungssystem

Info

Publication number: DE2215459A1
Application number: DE19722215459
Authority: DE
Inventors: Raymond Martin Florent Borgerhout Terryn (Belgien)
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1971-04-08
Filing date: 1972-03-29
Publication date: 1972-10-12
Also published as: CH555623A; US3811034A; GB1337898A; NL7104722A

Description

Patentanwalt

Dipl. Phys. Leo THUL

Stuttgart · ■ 2215459

R.M.F.Terryn-3

INTERNATIONAL STANDAR'D ELECTRIC. CORPORATION, New York

Signalerkennungssystem

Die Erfindung betrifft ein Signalerkennungssystem zum Erkennen der Anwesenheit von mindestens zwei aufeinanderfolgenden EingangsSignalen, die nominell durch ein erstes Zeitintervall Tl getrennt sind, das einen Generator, der mindestens eine Serie von Taktimpulsen erzeugt, die durch ein zweites Zeitintervall T2 getrennt sind und das kleiner als das erste Zeitintervall ist, und Erkennungsmittel enthält, die mindestens einen ersten und einen zweiten Ein- , gang aufweisen, wobei die Eingangssignale und die Taktimpulse an den ersten beziehungsweise zweiten Eingang gelegt sind. - . · .

Ein derartiges System ist aus dem belgischen Patent 666 bekannt. Das Ziel des bekannten Systems ist es, m aus η Codes.

zu erkennen, die durch die An- oder Abwesenheit von Eingangssignalen verwirklicht werden. Die Eingangssignale entstehen beim Lesen von Balken,_ die einen Code bilden und in m von η möglichen Positionen auf einem in dem Erkennungssystem

vorrückendem Dokument gedruckt sind, wobei dem Code ein Startsignal vorausgeht. Das Start- und die Eingangssignale werden in ein Schieberegister gegeben und in diesem durch Schiebeimpulse weitergeschaltet, wobei die Schiebeimpulse aus einer Taktimpulsreihe abgeleitet sind. Im Falle, daß der-Code korrekt in das Schieberegister eingesehrieben wird, liegen die Schiebeimpulse' fast in der Mitte des Zeitelementes, bestimmt durch jede von zwei aufeinander folgenden Positio-

24.März 1972 ./.

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nen der η möglichen. Dies macht eine Synchronisation zwischen der Abtastrate der Balken und der Frequenz der Taktimpulsreihe notwendig. Die Synchronisationsmittel bestehen aus einer mit dem Vorschub der Dokumente gekoppelten rotierenden Scheibe und einer Photozelleneinrichtung, die die Taktimpulse bildet.

Jedoch ist es bei manchen Anwendungen wünschenswert, nur die Anwesenheit einer minimalen Anzahl von aufeinanderfolgenden Eingangssignalen zu erkennen, die durch ein Zeitintervall Tl voneinander getrennt sind, das in erlaubten Grenzen liegt, ohne das es notwendig ist besondere Codekombinationen zu erkennen. Dann ist es nicht mehr nötig einen Schiebeimpuls zu haben, der sehr genau zwischen Grenzen in der Mitte jedes Zeitelementes liegt.·

Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Erkennungssystem .der obigen Art anzugeben, bei dem keine Synchronisationsmittel benötigt werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Erkennungsmittel Vergleichsmittel sind, die so hergerichtet sind, daß sie das erste und zweite Zeitintervall vergleichen und an ihrem Ausgang ein drittes Signal übergeben, das die Erkennung der Anwesenheit der Eingangssignale anzeigt, wenn N1T2^T1 < N2T.2 ist, worin Nl und N2 als positive ganze Zahlen mit N2 >-Nl >1 determiniert sind.

In einer bevorzugten Ausführung ist das zu erkennende Eingangssignal mit einer nominellen Periode Tl an den 1-Eingang der ersten Stufe eines Schieberegisters mit N2 + 1 Stufen geführt und wird mit einem Takt mit der Periode T2 weitergeschoben. Gatterschaltungen sind vom Eingang zur ersten Stufe und von allen Ausgängen aller Stufen geführt und sie geben ein Richtig-Signal ab, das angibt, daß der

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Betrag der Periode Tl zwischen zwei aufeinander folgenden Eingangssignalen zwischen den Werten N1T2 und N2T2 (N2;> Nl> 1) liegt, wenn das Schieberegister für die erste Stufe eine 0 verzeichnet und die Kombination 1,0 zumindest für die N2-1, N2 Stufen oder für die N2, N2 + 1 Stufen verzeichnet, während gleichzeitig diese Kombination nicht in einem jeden Paar nachfolgender Stufen_a die mit dem zweiten Paar ~ starten und mit den Paaren der Stufen N2-2 oder N2-1 enden, vorhanden ist.

Dieser Vorgang wird durch die nachstehende Erklärung besser verständlich: . .

Das Ziel ist, ein Riehtig-Signal am Ausgang der Gatterschaltungen zu haben, wenn das Zeitintervall Tl zwischen zwei aufeinanderfolgenden EingangsSignalen zwischen zwei hintereinander liegenden Zahlen Nl und N2 gleich Nl" > .1 von Taktimpulsperioden ist, zum Beispiel während einem Zeitintervall (N2-N1) T2 = T2. -

Es ist natürlich wesentlich, daß die Anwesenheit eines Eingangssignales normalerweise zumindest, gleich der Periode T2 ist, um zu sichern, daß mindestens eine Schieberegisterstufe in den 1-Zustand gebracht wird. Aber, abhängig von der Länge des Eingangssignales, können zwei aufeinander-, folgende oder mehrere (wenn diese' Länge mindestens gleich 2T2 ist) Stufen in den 1-Zustand gebracht werden.

Es wird angenommen^ daß die Periode Tl gleich dem unteren Grenzwert N1T2 ist. In diesem Fall, wenn das zweite Eingangssignal den Eingang der ersten.=Stufe des Schieberegisters

erreicht, wird das letztere eine 0 lesen, wenn ein ausreichendes minimales Intervall zwischen dem ersten und dem zweiten Eingangssignal war. In diesem Moment ist die Niste Stufe im 1-Zustand und die (Nl + l)ste und (Nl + 2)te im 0-Zustand.

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Abhängig von der Länge des ersten Eingangssignales und seiner relativen Lage zum Taktimpuls, ist die (Nl-l)ste Stufe weder in dem 1-noch im O-Zustand. Unabhängig hiervon wird ein Richtig-Signal von den Gatterschaltungen erzeugt, wie es leicht nachgeprüft werden kann.

Nun wird angenommen, daß die Periode Tl gleich dem oberen Grenzwert (Nl + 1) T2 ist. Es ist dabei klar, daß die obenstehende Aussage korrekt ist, da die Niste Stufe die (Nl + l)ste Stufe wird und die Gatterschaltungen wieder das Richtig-Signal erzeugen.

Andererseits, wenn die Periode Tl kleiner als N1T2 oder größer als N2T2 ist, oder wenn die Periode Tl gleich (Ni-I)T2

oder (N2 + 1) T2 ist, dann wird die (Nl-I)ste bzw.. die (N2 + l)ste Stufe im !-Zustand sein, wenn ein zweites Eingangssignal die erste Stufe des Schieberegisters erreicht. Ist dieses der Fall, dann wird kein Richtig-Signal erzeugt.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles und den Zeichnungen beschreiben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführung des Signalerkennungssysterne;

Fig. 2 ein Impulsdiagramm der Eingangssignale und der einzelnen Stufen des Schieberegisters; eine wahrscheinliche Feststellungskurve; den Zustand der verschiedenen Stufen eines Schieberegisters bei verschiedenen Eingangsimpulsen mit unterschiedlichen Perioden; einen Teil einer geänderten Ausführung gemäß Fig.l; eine zweite Ausführung eines Signalerkennungssysfcems

und

ein Zustandsdiagramm der Stufen eines Schieberegisters und eines Zählers in der Ausführung gemäß Fig. 6 und der Eingangssignale.

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In Pig. 1 ist eine erste Ausführung eines Signalerkennungssystemes dargestellt, das ein Schieberegister- mit N2+1 bistabilen Stufen FPl₁ FF2..., FF(N2+1) enthält. Jeder 1- und O- Ausgang jeder, bistabilen Stufe PPI bis FFN2 ist mit den 1- bzw. O-Eingang der unmittelbar nachfolgenden Stufen PP2 bis FF(N2+1) verbunden. Der gemeinsame Eingang .aller bistabilen Stufen FPl bis FF(N2+1 ist an die Ausgangsklemme CP eines nicht gezeigten Taktgenerators angeschlos-'sen, der Taktimpulse mit der Periode T2 kleiner als die Periode Ti erzeugt. Der 1-Eingang der ersten bistabilen Stufe PPI ist einmal an die Ausgangsklemme SISl eines nicht gezeigten Eingangssignalgenerators und zum anderen an den einen der zwei Eingänge eines UND-Gliedes A2 angeschlossen, während der O-Eingang dieser bistabilen Stufe PPI an die Ausgangsklemme SISl über einen Inverter Il angeschlossen ist. Der andere Eingang des UND-Gliedes A2 ist mit dem O-Ausgang der ersten bistabilen Stufe FFl verbunden.

Die 1-Ausgänge der bistabilen Stufen PF2 bis FFN2'sind j eweils mit dem einen der zwei Eingänge der UND-Glieder A3 bis A(N2+1) verbunden. Die anderen Eingänge dieser UND-Glieder sind jeweils an die O-Ausgänge der bistabilen Stufen PF3 bis FF(N2+1) angeschlossen. Die Ausgänge der UND-Glieder A3 bis ANl sind mit den Eingängen eines ODER-Gliedes ORl verbunden, dessen Ausgang über '.eiaen Inverter .1.2 an einen der drei Eingänge eines UND-Gliedes A angeschlossen ist.

Die Ausgänge der UND-Glieder AN2 und A(N2+1) sind an die Eingänge eines ODER-Gliedes 0R2 angeschlossen, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang des UND-Gliedes A verbunden ist. Der dritte Eingang dieses UND-Gliedes A ist an den Ausgang des UND-Gliedes A2 angeschlossen. Der Ausgang des UND-Gliedes A ist mit dem Eingang eines Zählers Cl verbunden, an dessen Ausgang ein Register R angeschlossen ist.

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Es sei angemerkt, daß die bistabilen Stufen FPl bis PP (N2+1) des Schieberegisters normalerweise in ihrem 0-Zustand sind, wobei ihre- 0- bzw. 1-Ausgänge aktiviert sind. Die bistabilen Stufen bestehen aus im englischen Sprachbereich mit Master-Slave bezeichneten Typen, die in der Technik bekannt sind. Jede die-ser Stufen kann ihren Zustand nur wechseln, wenn ein Taktimpuls am gemeinsamen Anschluß anliegt, wobei der Wechsel während der Dauer der hinteren Planke des Taktimpulses geschieht. Es sei beispielsweise die bistabile Stufe FPl in ihrem 0-Zustand, sie kann nur in den 1-Zustand gebracht werden, wenn gleichzeitig der 1-Eingang aktiviert ist und am gemeinsamen Anschluß ein Taktimpuls anliegt.

Anhand der Fig. 2 und 3 wird nun die Funktion des Systems gemäß Fig. 1 erläutert·. .

In Fig. 2 stellt SISl eine Serie von Eingangssignale FFOl,-FF02 mit der Periode Tl dar, während CPl, CP3 und CP2, CP4 Taktimpulse darstellen, die in Phase (ausgezogene Linien) sind bzw. mit einer Phasenverzogerung um den Wert k(unterbrochene Linien) in Bezug auf das Eingangssignal verzögert Bind. Die Periode Tl der Eingangssignale FFOl, PP02 ist gleich einer ganzen Zahl von Taktimpulsperioden der Taktimpulse CPl oder CP2, während die Periode Tl zwischen.zwei aufeinanderfolgenden Zahlen der Perioden der Taktimpulse CP3 und CP4 liegt.

PF'l bis FF¹ (Nl+1) stellen die entsprechenden Zustände der bistabilen Stufen des Schieberegisters dar. Hierbei gehören die die ausgezogenen Linien zu den Taktimpulsen CPl und CP3 und die unterbrochenen Linien zu den Taktimpulsen CP2 und CP4.

Zur Vereinfachung sei angenommen, daß Nl gleich N2-1 ist,

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wobei Nl jede ganze Zahl zwischen 1 und N2-1 ist. Es sei angemerkt, daß Nl und N2 die Bedingung NYS2JLTl^N2T2 erfüllen. Um das Verständnis der nachstehenden Beschreibung zu fördern sind die folgenden Fälle festgelegt:.

1. N1T2 = Tl ' '. '

Aus dem oberen Teil der Fig. 2 folgt, daß nach der Periode T1=N1T2 (Nl=6 hierbei) verstrichen ist und ein zweites Eingangssignal am Eingang SISl mit den folgenden Bedingungen erscheint;

PF¹I = 0, FF'Nl = I₉ FF'tNl+l) = 0,

für jeden Wert der Phasenverschiebung k zwischen 0 und T2, Dieses bedeutet eindeutig, daß die Impulslänge des Eingangssignales größer als die Periode T2 ist. Der Zustand der.Anwesenheit eines Eingangssignales wird durch FFO=I gekennzeichnet. Die Zustände FFO=I und FF¹I=O sind auch vorherrschend für k=0, weil FFl in seinen 1-Zustand durch die hintere Flanke des Taktimpulses gebracht worden ist*

2. ·Ν1Τ2>Τ1>(Ν1-1)Τ2

Aus dem unteren Teil der Fig. 2 kann abgeleitet werden, daß, wenn Tl zwischen den angegebenen Grenzen (Nl=5) liegt_a die obigen Bedingungen

FFO = 1, FF¹ = 0, FF¹Nl = 1, FF'CNl+l) = 0, für alle Werte von k zwischen 0 und T2-a erhalten bleiben.

Die Wahrscheinlichkeit, daß die Phasenverschiebung k der Eingangssignale mit der Periode Tl die obigen Relationen

T2—a erhält, liegt zwischen 0 und T2-a und ist gleich ₃ ebenso wie die Wahrscheinlichkeit für die Erhaltung der obigen Zustände bei , liegt.'; Mr Eingangs signale mit der Periode Tl, für die die Phasenverschiebung k zwischen T2-a und T2 liegt, bleiben

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die obigen Zustände nicht erhalten. Für diese Eingangssignale ist PF¹I = 1, wie es auch durch die unterbrochenen Li nien im unteren Teil der Fig. 2 dargestellt ist.

3. N1T2^T1^(N1+1) T2

Dieser Fall korrespondiert mit dem vorangegangenen, bei dem Nl-I und Nl durch Nl und Nl+1 ersetzt sind. Vom unteren Teil der Fig. 2, in dem FF'4 als FP¹Nl und FF'Nl als solches gekennzeichnet ist, hat zu gelten wie FF(Nl+l)abgeleitet wird, daß die Bedingungen FFO = I₃ FP¹I = O₃ FF'Nl = I₃ PP¹(Nl+1)=0

für alle Werte der Phasenverschiebung k zwischen T2-a und T2 erhalten bleiben. Für Eingangssignale mit der Periode Tl₃ für die die Phasenverschiebung k zwischen 0 und T2-a liegt, ist FFl = O₃ FF'Nl = 1 und FF'(Nl+1) = O₃ aber FFO = 0. Gleich wie im Fall unter 2.₃ ist die Wahrscheinlichkeit, daß die obigen Bedingungen erhalten bleiben gleich T2-(T2-aj = a
T2 T2 '

4. Tl > (Nl + 1) und TK(Nl-I) T2

Aus dem obigen folgt₃ daß für Eingangssignale der Periode •TI mit passender Phasenverschiebung k und zwischen den Grenzen (Nl+1) T2 und (Nl-I) T2₃ die Bedingungen FFO = I₃ PF¹I = O₃ FF'Nl = 1 und FF'(Nl+1) = 0 gleichfalls erhalten bleiben.

Diese Bedingungen obwohl nötig, sind nicht ausreichend. In der Tat₃ die obigen Relationen N1T2-1T1 -< (Nl+1) T2 und N1T2>T1>(Nl-I) T2 können auch so geschrieben werden:

NlT2<CdT'K (Nl+1) T2 und

NlT2>dT'l>(Nl-l)T2 , wobei dT'l = Tl ist. Es mag d dabei derart gewählt werden, daß T'l außerhalb der Grenzen (N1+1)T2 oder (Nl-I) T2 liegt.

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jedoch bei Eingangssignalen, bei denen T'l'größer als (Nl+1) T2 ist, gelten nicht, weil der Zustand FPO ="■· 1 für diese Eingangssignale nicht erhalten bleibt, Wenn gleichzeitig PP¹I = 1, FF'.Nl = 1, FP'(Nl+1) = 0 ist, so daß nur Eingangssignale mit einer Periode T'l kleiner als (Nl-I) T2 und solche bei denen ein ganzzahliges Vielfaches von T'l gleich Tl ist, sich den obigen nötigen Zuständen gewachsen zeigen. .

Dieses kann aus der Fig. 4 abgeleitet werden. In dieser stellen:

SISl, SIS1/2, CPl, CP2, PP¹I bis PP'6, PP21, PF26 eine Serie von zwei Eingangssignalen in Abhängigkeit von der Zeit und mit der Periode Tl, eine Serie von vier Eingangssigria-

Tl '

Ie mit der Periode T'l = —ρ , Taktimpulse in Phase mit dem Eingangssignal und mit einer Phasenverschiebung k, die Zustände der bistabilen Stufen FPl bis FFö in Relation zu dem Eingangssignal· mit der Periode Tl und in Relation zu dem Eingangssignal mit der Periode T'l dar. Die vollen Linien gehören zu den Zuständen PP21 bis FF.26 in Bezug auf den Taktimpuls CPl und die unterbrochenen Linien beinhalten diese Zustände in Bezug auf den Taktimpuls CP2. In diesem speziellen Beispiel ist T ¹1<^3T2 und fällt deshalb aus den Grenzen (Nl-I T2 = 4T2 und (Nl+1) T2 = 6T2 heraus.

In diesem Fall jedoch ist der übergang von /Null nach Eins mehr als einmal präsentiert in den Stufen" 1 bis Nl des . Schieberegisters. Daraus kann geschlossen werden, daß die nötigen und ausreichenden Bedingungen^ in denen Eingangssignale mit der Periode Tl innerhalb der Grenzen (Nl-I) T2 und (Nl+1) T2 mit der oben angegebenen Phasenverschiebung liegen, -lauten4

- FPO = 1, PP'l = -0» FP¹Nl = 1, F#'(N1+1) - 0 (4l) kein übergang vom 1- in den O-Zustand in den Stufen 1 bis Nl-I des Schieberegisters. (42)

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Aus der Fig. 1 folgt, daß die Ausgänge des UND-Gliedes A2 und der ODER-Glieder ORl und 0R2 aktiviert werden, so daß ein Ausgangssignal am Ausgang des UND-Gliedes A entsteht, wenn die oben angegebenen nötigen und ausreichenden Bedingungen erhalten bleiben. Aus dem obigen folgt, daß die Wahrscheinlichkeit für die Erhaltung der Bedingungen (4) gleich —mp— oder -ψτ- bei Eingangssignalen mit der Periode Tl zwischen den Werten (Nl-I) T2 und N1T2 oder N1T2 und (Nl+1) T2 sind. Diese Wahrscheinlichkeit wird nicht durch die neue Bedingung 42 geändert, die unabhängig von der Phasenverschiebung k ist. Dieses meint, daß die Wahrschein-

T2—a lichkeit, ein Ausgangssignal zu erhalten, ebenfalls —mp~ oder -ψτ- ist. Diese Wahrscheinlichkeit wird Peststellungswahrscheinlichkeit ρ genannt und ist in Fig. 3 in ausgezogenen Linien dargestellt.·

Die Beweisführung in den verschiedenen Fällen 1, 2, 3, und 4 ist eindeutig gültig, wenn Nl durch N2 substituiert wird und aus der Fig. 1 kann gefolgert werden, daß ein Ausgangssignal am Ausgang des UND-Gliedes A erscheint, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt werden: - PPO = 1, PP'l = 0, FP'N2 = 1, FF'(N2+1) = 0 (51) kein Übergang vom 1- in den O-Zustand in den Stufen 1 bis N2-1 des Schieberegisters.

Aus der Fig. 1 folgt, daß die Ausgänge des UND-Gliedes A und der ODER-Glieder ORl und 0R2 aktiviert werden, so daß ein Ausgangssignal am Ausgang des UND-Gliedes A entsteht, wenn die obigen Bedingungen (5) erfüllt werden. Gleich wie im Fall mit Nl, ist die Wahrscheinlichkeit, ein Ausgangssignal zu erhalten, gleich oder ^ , wenn die Periode Tl der Eingangssignale zwischen (N2-1) T2 und N2T2 oder N2T2 und (Nl+1) T2 liegt. Diese PestStellungswahrscheinlichkeit ρ ist in der Fig. 3 durch die unterbrochenen Linien dargestellt.

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Gemäß der vorstehenden Übernahme mit N2-N1 .= I₅ produzieren zwei hintereinanderfolgende Eingangssignale mit der Periode Tl, die zwischen N1T2 und N2T2 liegt, ein Ausgangssignal für jeden Wert der Phasenverschiebung k, der zwischen O₃ T2-a und T2-a, T2_sd.h. zwischen 0 und T2, liegt, weil Tl zur gleichen Zeit zwischen N1T2 und (Nl+i) T2 und (N2-i) T2 und N2T2 sich bewegen kann. Die Feststellungswahscheinlichkeit ρ wird dann zn I₃ in den Grenzen N1T2 und N2T2. Außerhalb dieser Grenzen nimmt die Peststellungswahrscheinlichkeit linear von 1 bis zu 0 in den Regionen N1T2 bis (Nl-I) T2 und N2T2 bis (N2+1) T2 ab. Diese Feststellungswahrscheinlichkeit ρ ist in der Fig. 3 durch strichpunktierte Linien dargestellt.

Es sei angemerkt, daß das System derart konstruiert ist, ■ daß die Wahrscheinlichkeit p¹ der übertragung von Eingangssignalen mit nomineller Periode Tl, die außerhalb der Grenzen N1T2 und N2T2 liegen, sehr klein ist, so daß, wenn dieses passiert, die totale Entdeckungswahrscheinlichkeit pp¹ äußerst klein* ist.

Wie oben beschrieben,, wird zu jeder Zeit, wenn zwei hintereinanderfolgende Eingangssignale einer Serie von Eingangssignalen mit der Periode Tl, die zwischen N1T2 und N2T2 liegt festgestellt werden,ein Ausgangs- oder Richtig-Signal am Ausgang des UND-Gliedes A erzeugt. Dieses Richtig-Signal stellt den Zähler Cl, der bis vier zählen kann, weiter. Immer wenn der Zählerstand vier erreicht, ist, wird ein Erkennungssignal im .Register R gespeichert. In diesem Fall bedeutet dieses Erkennungssignal, daß fünf aufeinanderfolgende Eingangssignale-erkannt worden sind,.

Es sei ebenso angemerkt, daß, wenn die Wahrscheinlichkeit pp^! sehr klein ist, die Wahrscheinlichkeit zur Feststellung von zwei EingangsSignalen mit der nominellen Periode Tl

außerhalb der oben angegebenen Grenzen gleich (pp¹) ist,

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so daßj wenn der Zähler Cl mindestens bis zwei gezählt hat, bevor ein Erkennungssignal im Register R gespeichert wird, die Wahrscheinlichkeit für die Speicherung eines irrtümlichen Signales praktisch vernachlässigt werden kann.

Es sei weiterhin angemerkt, daß, wenn der Zähler Cl bis vier gezählt hat, die Taktimpulse CP am Einwirken auf das Schieberegister verhindert werden. Wenn eine zweite Serie von Eingangssignalen an das Signalerkennungs.system gelangt wird der Zähler Cl zurückgesetzt und die Takt.impulse können wieder wirksam werde.n.

Die Schaltung gemäß Fig. 1 kann dahin geändert werden, daß ein Ausgangssignal vorhanden ist, wenn N2-N1>1 ist. Der Fall N2-N1 = 2 ist in der Fig. 5 gezeigt, in der nur die Unterschiede zur Fig. 1 dargestellt sind. In diesem Fall weist das Schieberegister eine weitere Stufe (Nl+1) auf. Die 1-Ausgänge der Stufen Nl, Nl+1 und N2 sind je an einen der Eingänge der UND-Glieder A(N1+1) bzw. AN2 bzw. A(N2+1) angeschlossen. Die anderen Eingänge dieser UND-Glieder sind mit den O-Ausgängen der Stufen Nl+1 bzw. N2 bzw. N2+1 verbunden. Der Ausgang des UND-Gliedes A(N1+1) ist einmal mit dem einen Eingang eines ODER-Gliedes 3 und zum anderen mit dem Eingang eines Inverters IN verbunden. Der zweite Eingang des ODER-Gliedes ist an den. Aisgang des UND-Gliedes AN2 angeschlossen, während der dritte Eingang mit dem Ausgang des UND-Gliedes A in Verbindung steht. Ein Eingang des UND-Gliedes A ist an den Ausgang des UND-Gliedes A(N2+1) und der andere an den Ausgang des Inverters IN angeschlossen. Der Ausgang des ODER-Gliedes 0R3 ist mit einem der Eingänge des UND-Gliedes A verbunden.

Es kann leicht nachgeprüft werden, daß die nachstehenden Bedingungen für Eingangssignale mit einer Periode Tl zwischen (Nl-I) T2 und (N2+1) T2 mit einer angemessenen Phasenverschiebung k erfüllt sind:

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PPO=I, PP¹I=O₅ PP¹Nl=I, FF'(N1+1)=O, \(6)

- ' kein übergang vom 1- in den O-Zustand in den Stufen j

1 bis Nl-I, " ^J '

PPO=I, FP¹I=O, ΡΡ'(Ν1+1)=1, FF'N2=0; Λ

kein Übergang vom 1- in den O-Zustand in den Stufen >(7)

1 bis Nl, . J

PPO=I, PP¹I=O, PP'N2=1, PP^!(N2+1)=O; . Ί

kein übergang vom 1- in den O-Zustand in den Stufen W8)

1 bis Nl+1. )

Die Peststellungswahrscheinlichkeit für eine Serie von Eingangssignalen mit der Periode Tl zwischen N1T2 und N2T2 ist 1 und ρ verläuft von 1 nach O in den Regionen N1T2 bis (Nl-I) T2 und N2T2 bis (N2+1) T2. :

Man erhält eine Kurve der Peststellungswahrscheinlichkeit ■ wie die in Fig. 3 gezeigte, mit der Ausnahme, daß die Zone mit p=l vom N1T2 bis N2T2 mit N2-Nl=2 reicht. Es ist klar, daß dieser Fall auf N2-Nl=n, η>2, erweitert werden kann. Es sei angemerkt, daß wenn Nl und N2 zwei ganze Zahlen sind und Nl größer als 1 ist, η jede ganze Zahl der Reihe 1, 2,..., N2-2 annehmen kann, wobei n=l der unterste Wert für η ist.

In Fig. 6 ist eine zweite Ausführung dargestellt,'in der mit FFl, FP2, FP3 bistabile Stufen eines Schieberegisters bezeichnet sind. Die 1- und O-Ausgänge der Stufen PPI und PF2 sind mit den entsprechenden 1- und O-Eingängen der unmittelbar nachfolgenden Stufen FF2 und FF3 verbunden. Der gemeinsame Eingang aller bistabilen Stufen ist an die Ausgangsklemme CP? eines Taktimpulsgenerators, der Taktimpulse mit der Periode T¹2 abgibt, angeschlossen. Der 1-Eingang der ersten Stufe FPl ist mit der Ausgangsklemme SISl eines nicht gezeigten Generators für die Eingangssignale verbunden, während der O-Eingang über einen Inverter Il an die gleiche Klemme angeschlossen ist.

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Der !-Ausgang der ersten Stufe und der O-Ausgang der zweiten Stufe des Schieberegisters sind mit dem ersten bzw. zweiten Eingang eines UND-Gliedes A verbunden, während der dritte und vierte Eingang dieses UND-Gliedes mit der Ausgangsklemme CP^f bzw. mit dem Ausgang des ODER-Gliedes OR verbunden sind. Der Ausgang des UND-Gliedes A ist mit einem Zähler Cl verbunden, dem ein Register R nachgeschaltet ist.

Die Eingänge des ODER-Gliedes OR sind an die Stufen Nl und N2 eines Zählers C2 angeschlossen, der bis N2+1 zählen kann. Die Stufen-des Zählers C2 von 1 bis N2+1 repräsentieren Ausgänge, die aktiviert werden, wenn der Zähler C2 entsprechend 1 bis N2+1 gezählt hat. -Der Ausgang der letzten Stufe N2+1 ist über einen Inverter 12 mit einem Eingang eines UND-Gliedes A2 verbunden, dessen anderer Eingang an die Ausgangsklemme CP eines Taktimpulsgenerators, der Takte mit der Periode T2, wobei T2 sehr viel größer als T^f2 ist, liefert, angeschlossen ist.

Der Ausgang des UND-Gliedes A2 ist mit dem Eingang des Zählers C2 verbunden, dessen Rückstelleingang an den Ausgang des UND-Gliedes Al angeschlossen ist. Die Eingänge des UND-Gliedes Al sind mit dem 1-Ausgang der Stufe FP2 bzw. dem 0-Ausgang der Stufe PF3 bzw. mit der Ausgangsklemme CP^T verbunden. Die bistabilen Stufen des Schieberegisters sind von der gleichen Art wie die des Schieberegisters gemäß Fig. 1. Es wird angenommen,daß das Schieberegister keine Information

enthält und der Zähler C2 sich in seiner Nullstellung befindet.

Anhand der Fig. 3 und 6 bis 8 wird nun die Funktion des obigen Signalerkennungssystem beschrieben.

In Fig. 7 und 8 steht CP' und CP für die Taktimpulse mit der Periode T'2 bzw. T2.

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R.M.F.Terryn-3 - *§ - " ^:

Die Periode T2 ist der Größe nach hundertmal die Periode T-' 2. Ill und 112 stellen eine Serie von-Eingangs Signalen PFOl, FF02, usw., mit der Periode Tl dar, wobei die' Periode Tl gleich bzw. verschieden von der Periode T2 der Taktimpulse ist. PF¹I₃ FF'2 und FF'3 stellen den Zustand der ersten bzw. zweiten bzw. dritten Stufe des Schieberei gisters dar. Die erste Stufe FFl und die folgenden Stufen FF2 und FF3 verbleiben solange im 1-Zustand, wie ein Eingangssignal ansteht und die vorhergehende Stufe im 1-Zustand ist. Wenn ein Eingangssignal an der Eingangsklemme SISl anliegt, werden die bistabilen Stufen FFl, FF2 und FF3 nacheinander durch aufeinander folgende Taktimpulse CP', die auf den gemeinsamen Anschluß gegeben werden, gesetzt. Das Umschalten geschieht, wie bei der schon beschriebenen ersten Ausführung, während der hinteren Flanken der Takti.apulse CP'. Die bistabilen Stufen FFl, FF2 und FF3 werden also durch die hintere Flanke des zweiten, dritten bzw. vierten Taktimpuls CP-¹ gesetzt. Seit FP2 in den 1-Zustand durch die hintere Flanke eines Taktimpulses CP' gebracht ist (der dritte Taktimpuls für ein erstes Eingangssignal), - repräsentieren BPl genauso wie BP2 das Zeitintervall des !-Ausganges der bistabilen Stufe FFl, sind der 0-Ausgang der bistabilen Stufe FF2 und die Ausgangsklemme CP' gleichzeitig aktiviert, d.h. es ist das Zeitintervall in dem die Eingänge 1,2 und 3 des UND-Gliedes A gleichzeitig aktiviert sind.

Ebenso geschieht es, seit FF3 in seinen 1-Zustand durch die hintere Flanke eines Taktimpulses gebracht ist (der vierte Taktimpuls für ein erstes Eingangssignal), repräsentieren RPl genauso wie RP2 das Zeitintervall des !-Ausganges der bistabilen Stufe FF2, sind der !-Ausgang der Stufe FF2, der O-Ausgang der Stufe FF3 und die Ausgangsklemme CP' gleichzeitig aktiviert., d.h.. es ist das Zeitintervall in dem der Rücksetzeingang des Zählers: C2 aktiviert ist. Die Zeitintervalle BPl, BP2 und RPl _y RP2 werden Feststellungsimpuls des Eingangs signale s bzw', Rücksetzimpuls genannt

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Wie schon gesagt, beträgt die Periode T'2 des Taktimpulses ein Hundertstel der Periode T2, die wiederum kleiner als Tl ist, wobei Tl tausendmal die Periode T^!2 ist. Die Feststellungsimpulse BPl (oder BP2) werden praktisch durch eine Periode Tl des Eingangssignales getrennt. Die Rücksetzimpulse RPl (oder RP2) folgen den BP-Impulsen und werden praktisch am Anfang und am Ende der Periode Tl von zwei aufeinanderfolgenden Eingangssignalen erzeugt, maximal aber nach 3T'2 nach dem Beginn und Ende der Periode Tl. Nach/dem ein Rücksetzimpuls am Rücksetzeingang des Zählers C2 angelegt wurde, beginnt er mit dem Zählen der nächsten folgenden Taktimpulse CP, die eine Phasenverschiebung k in Bezug auf den unmittelbar folgenden Rücksetzimpuls haben, und wird das Zeitintervall zwischen dem Start eines Eingangssignales und dem Rücksetzimpuls (Maximum 3T'2) vernachlässigt, dann ist k auch die Phasenverschiebung des Starts des Zählers C2 in Bezug auf das Eingangssignal.

C31, C33, C35 und C32, C34, C36 geben schematisch den Zustand der Ausgänge an, nachfolgend Stufen des Zählers C2 genannt, wo die Taktimpulse CP den Zähler in Phase bzw. verzögert um das Zeitintervall T2 in Bezug auf das erste Eingangssignal weiterschalten.

Wie schon vorher wird angenommen, daß N2-Nl=l ist und daraus folgen die verschiedenen Fälle: 1. N1T2 = Tl

Zur Vereinfachung der Beschreibung wird für diesen und die nachfolgenden Fälle angenommen, daß der Ausgang, der Stufe Nl direkt mit dem vierten Eingang des UND-Gliedes A verbunden ist. C31 stellt den Zustand der verschiedenen Stufen 1,2..., Nl des Zählers C2 dar. Der Taktimpuls CP startet den Zähler C2, wobei der Impuls maximal 3T'2 verzögert sein kann, was vernachlässigt wird. C32 stellt den Zustand der gleichen Stufen des Zählers C2 dar, aber hier ist der Taktimpuls um das Zeitintervall T2 gegenüber dem Eingangssignal

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verschoben. Aus der Pig. 7 kann ersehen werden, daß zwischen BPl und dem 1-Zustand der Nisten Stufe des Zählers C2 für jeden Wert der Phasenverschiebung, k Koinzidenz herrscht, so daß dann ein Ausgangsimpuls am Ausgang des Gatters A erscheint.

2. N1T2-CTK (Nl-H) T2

In der Fig. 8 stellt 112 die Eingangssignale ('volle Linien) und C33 und C34 die Zustände der Stufen des Zählers C2 dar, und diese in Abhängigkeit von der Zeit der Taktimpulse OP, die in Phase (bei Vernachlässigung des Wertes 3T'2) bzw. um den Betrag T2 verzögert sind.

Aus der Fig. 8 kann entnommen werden, daß ein Ausgangssignal am Ausgang des UND-Gliedes A erscheint, wobei die Stufe Nl nur für die Werte der Phasenverschiebung k zwischen a und T2 mit a=Tl-NlT2 aktiviert ist. Im beschriebenen Fall ist Nl=7.

Da ja ein Ausgangssignal für alle zwei aufeinanderfolgende Eingangssignale erzeugt wird, die ein Zeitintervall Tl zwischen N1T2 und (Nl+1) T2 haben und für die die Phasenverschiebung k der Taktimpulse CP in Bezug auf diese Eingangssignale zwischen a und T2 liegt, ist die Wahrscheinlichkeit

T2—a für den Erhalt eines Ausgangssignales daher .

3. N1T2.>T1 >(N1-1) T2

In Fig. 8 stellt 112 die Eingangssignale (unterbrochene Linien) und C35 und C36 die Zustände der Stufen des Zählers C2 dar, wobei die Takt impulse in Phase bzw. um den Wert T2 verzögert sein können. Aus der Fig. 8 kann entnommen werden, daß ein Ausgangssignal am Ausgang des UND-Gliedes A entsteht, wobei die Stufe Nl nur.für die Werte der Phasen verschiebung k zwischen 0 und T2-a^T mit a¹=Ν1Τ2-ΤΓ aktiviert ist. Im beschriebenen Fall ist Nl=7«

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Gleich wie im vorstehendem Fall (2) ist die Wahrscheinlichkeit ρ für den Erhalt eines Ausgangssignales für zwei aufeinanderfolgende Eingangssignale mit einem Zeitintervall Tl zwischen (Nl-I) T2 und N1T2 gleich .

Man erhält eine Wahrscheinlichkeitskurve wie sie in der Fig. 3 (volle Linien) für Werte von Tl zwischen (Nl-I) T2 und (Nl+1) T2 dargestellt ist.

k. TlXNl+1) T2, TlXNl-I) T2

Im ersten Fall hat der Zähler C2 bis Nl+1 während des Zeitintervalles Tl zwischen zwei hintereinanderfolgenden Eingangssignalen gezählt, während im zweiten Fall der Zähler noch nicht im gleichen Zeitintervall bis Nl gezählt hat. In beiden Fällen ist der Ausgang der Stufe Nl deshalb in der nichtaktivierten Stellung, im gleichen Moment sind die Eingänge I₃ 2 und 3 des UND-Gliedes A aktiviert, so daß kein Ausgangssignal an den Zähler Cl gelangt.

Die gleiche Beweisführung erhält man, wenn Nl durch N2 substituiert wird. Die Wahrscheinlichkeitskurve (unterbrochene Linien) in Fig. 3 erhält man, wenn der Ausgang der Stufe N2 des Zählers C2 direkt an den vierten Eingang des UND-Gliedes Α, ohne über das ODER-Glied OR zugehen, anschließt. Werden die Ausgänge der Stufen Nl und H2(H2-M1=1) an die Eingänge des ODER-Gliedes OR angeschlossen und der Ausgang dieses ODER-Gliedes OR mit dem vierten Eingang des UND-Gliedes A verbunden, dann erscheint ein Ausgangssignal für Eingangssignale mit der Periode Tl zwischen N1T2 und II2T2, und. für Werte der Phasenverschiebung k zwischen 0 und T2-a^T und zwischen a und T2. Wenn a+a'=T2 ist, wird ein Ausgangssignal für alle Werte von k zwischen 0 und T2 erzeugt.

Wie in der vorhergehenden Ausführung repräsentieren die strichpunktierten Linien die Summe der zwei Wahrscheinlichkeit skurven (für Nl und 112) .

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Die Schaltung gemäß Pig. 6 kann erweitert werden (nicht dargestellt), um ein Ausgangssignal zu erhalten, wenn N2-N1>1 ist. Es ist ausreichend, die Ausgänge einer Anzahl von angrenzenden Stufen Nl₃ Nl+1, . .., N2-1, N2 des Zählers C2 an die Eingänge eines N2-N1+1 Eingangs-ODER-Gliedes, dessen Ausgang mit dem Eingang 4 des-UND-Gliedes A verbunden ist, anzuschließen.

Die Werte Nl, Nl+1, ..., N2 sind determiniert durch die Bedingungen ■ .

NlT2-<Ti<'N2T2 und

N2-Nl=n

Wie in der ersten Ausführung, wird zu jeder Zeit, wenn zwei hintereinanderfolgende Eingangssignale einer Serie von EingangsSignalen mit der Periode Tl, die zwischen N1T2 und N2T2 liegt, festgestellt werden, ein Richtig-Signal am Ausgang des UND-Gliedes A erzeugt. Dieses Richtig-Signal stellt den Zähler Cl, der beispielsweise bis vier zählen kann, weiter. Immer wenn der Zähler diese Zahl erreicht hat, wird ein Erkennungssignal im Register R gespeichert. In diesem Falle bedeutet dieses Erkennungssignal, daß fünf aufeinanderfolgende Eingangssignale erkannt worden sind.

Es sei angemerkt, wie auch schon in der ersten Ausführung erklärt, daß der Zähler Cl zumindest erst bis 2 gezählt haben muß, bevor ein Erkennungssignal im Register gespeichert wird. ■

7 Patentansprüche
7 Bl. Zeichnungen

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Claims

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,Patentansprüche

Signalerkennungssystera zum Erkennen der Anwesenheit von mindestens zwei aufeinanderfolgenden Eingangssignaren, die nominell durch ein erstes Zeitintervall Tl getrennt sind, das einen Generator, der mindestens eine Serie von Taktimpulsen erzeugt, die durch ein zweites Zeitintervall T2 getrennt sind und das kleiner als das erste Zeitintervall ist,· und Erkennungsmittel enthält, die mindestens einen ersten und einen zweiten Eingang aufweisen, wobei die Eingangssignale und die Taktimpulse an den ersten bzw. zweiten Eingang gelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungsmittel Vergleichsmittel sind, die so hergerichtet sind, daß sie das erste und zweite Zeitintervall vergleichen und an ihrem Ausgang ein drittes Signal übergeben, das die Erkennung der Anwesenheit der Eingangssignale anzeigt, wenn N1T.2<T1«<^:N2T2 ist, worin Nl und N2 als positive ganze Zahlen mit N2>-N1>1 determiniert sind.
2. Signalerkennungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jedes dritte Signal an einen Zähler geführt ist, der mindestens bis zwei zählen kann und der ein Erkennungssignal abgibt, wenn er mindestens bis zwei gezählt hat.
3· Signalerkennungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsmittel folgendes enthalten: ein Schieberegister mit N2+1 Stufen PPI, PP2, ..., FPNl, ...PP(N2+1) und mit einem ersten (SISl) und einem zweiten (CP) Eingang, wobei die Eingangssignale (PFOl, FP02, ...) an das Schieberegister gelangen und

24.März 1972 ./.

Wr/Wh "

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in diesem durch die Taktimpulse (CP) weitergeschaltet werden; Gatterschaltungen, deren Ausgang der Ausgang ' der Vergleichsmittel ist und die an die Stufen des Schieberegisters ,angeschaltet und so hergerichtet sind,' daß sie eine Vielzahl von erlaubten Mustern im Schiebe- . register anzeigen;, und ein· dr-itt-e.s Signal am .Ausgang er-'zeugen, wenn mindestens ein Muster der' erlaubten festgestellt wurde, wobei die erlaubten Muster durch das Anlegen vpn^mindestens zwei aufeinanderfolgende Eingangs signale am Schieberegister.erzeugt werden, entsprechend dazu sind die Stufen PFl, FFx und FF(x+l.) in ihrem 0-, 1- und O-.Zustand, bzw. für einen entsprechenden Wert von χ (X=Nl.".... N2) und bei jeweils zwei hintereinanderliegendenStufen FF2. bis FF(x-l) sind diese nicht in ihrem 1- und 0-Zustand, "' ■
4. Signalerkennungssystem nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Gatterschaltungen derart an das Schieberegister angeschaltet sind, daß ein drittes Signal bei der Feststellung von jedem von zwei Konfigurationen, determiniert durch zwei aufeinanderfolgende Werte von x, erzeugt wird. ■
5. . Signalerkennung.ssys^feiir'nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß der Generator eine erste (CP¹) und. eine zweite (CP) Serie von Taktimpulsen erzeugt, wobei die Frequenz-der ersten Serie ein Vielfaches der Frequenz der zweiten Serie ist, und daß die Vergleichsmittel einen ersten Einzeleingang (SISl) und ein Paar.zweite Eingänge (CPV-CP) aufweisen und folgendes enthalten:

- Speichermittel·(FFl, FF2, FF3) mit dem Einzeleingang (SISl) und einem der zweiten Eingänge (CP^f)_s an den die erste Serie der Taktimpulse angelegt ist;

- einen Zähler (C2), der bis N2+1 Impulse zählen kann und dem anderen der zweiten Eingänge (CP) aufweist,

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an den die zweite Serie der Taktimpulse angelegt ist;

Gatterschaltungen, deren Ausgang der Ausgang der Vergleichmittel ist, wobei die Gatterschaltungen an die Speichermittel und an Ausgänge des Zählers angeschaltet sind, und. so eingerichtet sind, daß sie die Speicherung eines Eingangssignales in den Speichermitteln feststellen, den Zähler (C2) zurücksetzen und eine neue Zählung starten können, und an ihrem Ausgang das dritte Signal erzeugen, wenn gleichzeitig das Eingangssignal im Speicher " festgestellt, wird und der Zähler bis zu einer der Zahlen Nl . . .N2 gezählt hat.
6. Signalerkennungssystem nach Anspruch 5₃ dadurch gekennzeichnet , daß die Gatterschaltungen mindestens an zwei aufeinanderfolgende Ausgänge des Zählers (C2) anger schlossen sind.
7. Signalerkennungssystem nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Speichermittel aus einem Schieberegister mit mindestens drei Stufen gebildet sind, wobei die 1- und O-Ausgänge der ersten und zweiten Stufe und der erste der zwei zweiten Eingänge an die drei Eingänge eines ersten UND-Gliedes (A) angeschlossen sind, dessen vierter Eingang mit dem Ausgang eines ODER-Gliedes (OR) verbunden ist, dessen Eingänge mit den auf den N2-N1+1 Ausgang nachfolgenden Ausgängen Nl, ...N2 des Zählers verbunden sind, daß der Rücksetzeingang des Zählers mit dem Ausgang eines zweiten UND-Gliedes (Al) verbunden ist, dessen Eingänge an den 1- und 0-Ausgang der zweiten und dritten Stufe des Schieberegisters jeweils und an den ersten der zweiten Eingänge angeschlossen sind, und daß der zweite Eingang der zweiten Eingänge (CP) mit dem Eingang des Zählers über

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ein drittes UND-Glied (A2) verbunden ist, das durch den invertierten (N2+l)sten Ausgang des Zählers gesteuert wird.

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in

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