DE1951861A1 - Verfahren und Anordnung zur automatischen UEberpruefung von Karten mit gedruckten Schaltungen - Google Patents

Description

Dr. rer. nat. Horst Schüler PATENTANWALT OFrankfurt/Main^den J 4, ORt, 1969

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1262-O4O/GEISI

GENERAL ELECTRIC INFORMATION SYSTEMS^S.ρ.A. CALUSO (Torino) / Italien

Verfahren und Anordnung zur automatischen überprüfung von Karten mit gedruckten Schaltungen

Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren und geeignetes mechanisches und elektronisches System zur automatischen Prüfung von elektronischen Schaltungsanordnungen und insbesondere mit integrierten Schaltkreisen bestückte Karten gerichtet, wie sie beispielsweise in datenverarbeitenden elektronischen Anlagen verwendet werden.

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Die modernen elektronischen Geräte und insbesondere die bei der elektronischen Datenverarbeitung verwendeten Geräte umfassen eine sehr große Zahl von gedruckten Schaltungen, auf denen einzelne, elektronische Bauteile oder integrierte Schaltkreise angeordnet sind. Diese Schaltkreise sind vom digitalen Typ, d.h. sie arbeiten mit Signalgrößen, die nur diskrete Vierte haben können, im allgemeinen haben sie nur einen von zwei möglichen Werten (Binärschaltungen). Solche Schaltkarten sind mit dem Gerät durch Vielfachstecker und Sockel verbunden, so daß sie leicht weggenommen und ersetzt werden können.

Im Falle einer fehlerhaften Arbeitsweise der elektronischen Anlage ist es im allgemeinen möglich durch Anwendung bekannter Diagnosemittel diejenige Schaltkarte oder die Gruppe von zwei oder drei Schaltkarten zu lokalisieren, welche den Fehler enthält. In älteren Anlagen trägt jede Schaltkarte eine Anzahl von diskreten Schaltkomponenten, wie Dioden, Transistoren usw., und daher ist es leicht nach der Entfernung und dem Austausch der fehlerhaften Schaltkarten sie zu überprüfen und den schadhaften Bauteil zu identifizieren.

Im Falle von gemäß den modernsten Techniken hergestellten Anlagen trägt jede Schaltkarte eine relativ große Zahl (10,20 oder mehr) von integrierten Schaltkreiseinheiten, voji denen jede ihrerseits eine beträchtliche Zahl elementarer Schaltungen in den verschiedensten Kombinationen umfaßt. In solchen Fällen ist die Aufgabe der Lokalisierung der defekten Schaltkreiseinheit sehr schwierig und die Suche nach dieser Einheit ist im allgemeinen sehr mühselig und zeitraubend, wenn sie mit bekannten Mitteln durchgeführt wird.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein mechanisches und elektronisches System zur automatischen Überprüfung der richtigen Arbeitsweise einer digitalen elektronischen Schaltung zu liefern und insbesondere der Überprüfung einer Schaltkarte, die mit integrierten elektrischen Schaltkreisen

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bestückt ist, und wenn einmal ein Defekt festgestellt ist, ein Mittel zur Identifizierung eines'schadhaften elektrischen Schaltkreises zu liefern.

Diese Aufgabe wird erreicht mit Hilfe eines mechanischen und · elektronischen Systems, das in der Lage ist, eine vorbestimmte Folge von Prüfsignalen an die Eingangsanschlüsse der zu überprüfenden Schaltung anzulegen und das sich ergebende Signalmuster, welches zu einem vorbestimmten Zeitpunkt an den Ausgangsanschlüssen vorhanden ist, mit einem entsprechenden vorgegebenen Signalmuster zu vergleichen, das im allgemeinen identisch ist mit dem Signalmuster, welches man im Falle.der richtigen Arbeitsweise der Schaltung erwarten würde. Die Folge der Prüfsignale und die Folge der vorgegebenen Signalmuster werden auf einem geeigneten Träger registriert, welcher bezüglich einer Lesevorrichtung aufeinander folgende Lagen einnehmen kann, in einer solchen Weise, daß bei der Auslesung jeder Lage das vorgegebene Signalmuster, das mit dem Muster der sich an den Ausgangsanschlüssen ergebenden Ausgangssignale verglichen werden soll, gleichzeitig gelesen wird.

In einTbevorzugten Ausführungsform ist der Träger eine metallische Programmkarte mit kleinen Erhebungen, welche die Umschaltung der Kontakte- eines längs einer horizontalen Linie angeordneten Kontaktsatzes steuern können. Die Programmkarte wird Stufe um Stufe in vertikaler Richtung durchgeschoben, so daß die vorgegebenen Erhebungen nacheinander die Kontakte steuern und so eine Folge von Signalmustern vorgeben.

Jeder Kontakt ist mit einem Anschlußpunkt der zu prüfenden Schaltung mit Hilfe einer elektronischen Schaltung verbunden, welche den an der Ausgangsklemme vorhandenen logischen Wert mit dem richtigen logischen Wert vergleicht. Wenn diese logischen Werte voneinander abweichen, dann leuchtet eine Lampe auf. Das Muster der aufleuchtenden Lampen während des Durchlaufs der ganzen Programmkarte macht es möglich, das schadhafte Element zu lokalisieren.

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Die Vorrichtung gestattet zusätzlich noch die Bestimmung bei jeder zu prüfenden Schaltung und insbesondere bei einer Schalt- karte mit integrierten Schaltkreisen, welche Anschlußpunkte, Eingangsanschlüsse sind und welche Anschlußpunkte Ausgangsanschlüsse sind und macht es daher möglich, die Anschlüsse am Gerät vorher entsprechend einzustellen. Letztlich xvird noch ein Mittel zur Überprüfung der richtigen Arbeitsweise des Gerätes geliefert.

Nach verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung können die _fc verschiedensten Formen von Programmkarten verwendet werden: beispielsweise metallische oder Kunststoffkarten, die mit Löchern versehen sind, welche mechanisch oder elektrisch oder durch andere Mittel, beispielsweise durch optische Mittel, abgetastet werden. Ebenso können Magnetkarten oder die verschiedensten Arten von Magnet informations trägem, beispielsweise Bänder und Scheiben, verwendet werden. Die Diskrepanz in den Werten kann durch Erzeugung von Fehlersignalen angezeigt werden, die auf Magnetträgern (beispielsweise Scheiben oder Band) zur weiteren Auswertung aufgezeichnet werden.

Diese und andere Vorteile und Gesichtspunkte der Erfindung ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform zusammen mit den Abbildungen.

Figur 1 ist ein vereinfachtes Schaltschema einer integrierten NAND-Schaltung.

Figur Ib und

Figur lc veranschaulichen die bei der Wiedergabe der Schaltung verwendeten Symbole im Falle von zwei bzw. einem einzigen Eingang.

Figur 2 ist die vereinfachte Schaltzeichnung einer integrierten Schaltung des Typs Und-Oder-Nicht (AND-OR-NOT).

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Γ '

Figur 2a und

Figur 2b veranschaulichen die bei der Darstellung dieser Schaltung im Falle von vier bzw. zwei Eingängen verwendeten Symbole.

Figur 3 ist ein Blockschaltbild des Systems.·

Figur H zeigt die logische Schaltung der Zeitgeberschaltung.

Figur 5 zeigt die Form der Signale an verschiedenen Punkten der Schaltung nach Figur 4.

Figur 6 ist die logische Schaltzeichnung der Vergleichs- und Auswerteschaltung in einer vereinfachten Ausführungsform.

Figur 7 ist die logische Schaltzeichnung dieser Schaltungen der Figur 6 in einer vollständigen Form.

Figur 8 ist eine vereinfachte perspektivische Darstellung der mechanischen Anlage zur Auslesung der Programmkarte.

Figur 9 ist eine ausführlichere Darstellung eines Teiles der Anlage nach Figur 8.

Figur 10 zeigt einen Teil der Programmkarte.

Figur 11 zeigt eine mögliche Anordnung der äußeren Bedienungsorgane des Systems.

In der bevorzugten Au3führungsform ist die elektronische Schaltung charakterisiert durch die Verwendung integrierter Schalteinheiten des Typs, der im allgemeinen als TTL (transistortransistor logic) (Transistor-Transistor Logik) bezeichnet wird.

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Diese integrierten Schaltkreiseinheiten erreichen diese Logik durch die Verwendung von sowohl normalen Transistoren als auch Transistoren mit mehreren Emittern.

Eine Beschreibung der TTL-Logik ist enthalten in dem Artikel "First Design Details: Transistor-transistor Logic Circuits" von H.W. Reugg, veröffentlicht in "Elektronics" am 22. März 1963. Die Verwendung von Transistoren mit Vielfachemitter in der gleichen Logik ist beschrieben in dem Artikel "P.M. Thompson, "Logic Principles for Multiemitter Transistor", veröffentlicht in der gleichen Zeitschrift am 13. September I963.

™ Es folgt eine kurze Beschreibung der integrierten Schaltkreiselemente, welche die elektronische Schaltung des erfindungsgemäßen Systems bilden.

Figur 1 stellt das Schaltbild einer Schaltung dar, die einen normalen Transistor und einen Transistor mit mehreren Emittern umfaßt und zur Ausführung der logischen Funktion NAND dient. Die Eingänge A, B und C sind die Emitter des Vielfachemittertransistors 1, dessen Basis über dem Widerstand 2 mit der positiven Spannung + V versorgt wird.

Der Kollektor des Transistors 1 ist mit der Basis des normalen ) Transistors 3 verbunden, dessen Kollektor über den Widerstand mit Spannung versorgt wird und dessen Emitter geerdet ist.

Der Ausgang U ist mit dem Kollektor des Transistors 3 ver- · bunden. Der logische Wert Null wird durch die Spannung an Masse (0 V) dargestellt und der logische Wert Eins wird dargestellt durch eine positive Spannung, beispielsweise 3 V.

Wenn mindestens ein Emitter des Transistors 1 mit mehreren Emittern mit Masse verbunden wird, dann fließt der Strom aus der Spannungsquelle über den Widerstand 2 durch diesen Emitter. In diesem Zustand fließt kein Strom durch den Kollektor, der Transistor 3 ist gesperrt und der Ausgang U ist positiv, d.h. auf dem Wert Eins. ₀₀₉₈₃2/1257

Wenn alle Emitter des Transistors 1 sich auf einer positiven Spannung befinden oder im Leerlauf arbeiten, dann fließt der Strom durch den Kollektor des Transistors 1 und die Basis des Transistors 3, der Transistor 3 führt Strom und der Ausgang U ist auf dem Wert Null, d.h. auf Erdpotential.

Wenn die logischen Werte an den Eingängen A,B,C durch die binären Variablen a, b, £ und weiterhin der logische Wert am Ausgang U mit VL bezeichnet werden, dann ergibt sich aus der Boole'sehen Algebra

u = a · Ϊ) ·£
dies ist gleich der logischen Punktion NAND.

Es ist zu beachten, daß der Zustand für den Wert Eins an einem oder mehreren der Eingänge A,B,C einfach dadurch erreicht werden kann, daß die mit dem betreffenden Eingang verbundene Schaltung unterbrochen wird.

Das in Figur la gezeigte Symbol wird im weiteren verwendet um ein NAND-Element mit zwei Eingängen anzudeuten. Wenn nur ein Eingang vorhanden ist, dann ist das Schaltelement eine einfache Umkehrschaltung, welche die Nicht-Punktion (NOT-function) ausführt. Ihr Symbol ist dargestellt durch Figur Ib.

Eine zweite Schaltung, welche in komplizierteren Schaltkreiselementen verwendet wird, um die Funktion Und-Oder-Nicht (And-Or-Not) auszuführen ist in Figur 2 angedeutet.

Die beiden Vielfachemittertransistoren 5 und 6 werden durch die positive Spannung + V über die Widerstände 7 bzw. 8 versorgt. Der Kollektor des Transistors 5 ist mit der Basis des normalen Transistors 9 und der Kollektor des Transistors 6 ist mit der Basis des normalen Transistors 10 verbunden. Die Emitter der Transistoren 9 und 10 sind geerdet und ihre Kollektoren werden über den gemeinsamen Widerstand 12 mit positiver Spannung versorgt. Der Ausgang U ist mit dem Verbindungspunkt der Kollektoren beider Transistoren 9 und 10 verbunden. Es ist leicht ersichtlich, daß die logischen Werte χ (bzw. y_) an der Basis des Transistors 9 (bzw. 10) das Ergebnis der Ünd-Funktion (And-function) für die logischen Werte a und b (bzw. £ und d) ist, die den

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Eingängen A und B (bzw. C und D) zugeführt werden, da er dann und nur dann Null ist, wenn mindestens einer von diesen Werten Null ist:

χ = a*b_ y = £»d

Der logische Wert u, der am Ausgang U vorhanden ist, ist das Ergebnis der Punktion NOR (nicht-oder) für die Eingänge χ und y_ In der Tat ist er Eins dann und nur dann wenn χ und y beide Null sind

u = χ + y_ = a-b_ + <3-d

Figur 2a zeigt die für ein solches Schaltkreiselement verwendeten Symbole.

In dem Falle, in dem die Eingänge der beiden Vielfach-Emittertransistoren 5 und 6 miteinander verbunden sind und dadurch ein einziger Eingang für jeden Transistor gebildet wird, vollzieht das sich dadurch ergebende Schaltkreiselement die logische Funktion NOR der Eingänge.
Figur 2b ist das in diesem Fall verwendete Symbol.

Die verschiedenen in dem System verwendeten Schaltungen werden durch Kombinationen dieser Schaltkreiselemente gebildet.

Die Schaltzeichnungen der Figuren 1 und 2 deuten im wesentlichen an, wie diese integrierten Schaltkreiselemente arbeiten: die tatsächlichen Schaltungen, die ein solches Element bilden, können komplizierter sein, um eine größere Signalverstärkung, eine größere Empfindlichkeit, Schnelligkeit und Betriebs zuverlässigkeit zu erreichen; diese Verfeinerungen ändern -jedoch im wesentlichen nicht die Arbeitsweise der Schaltung.

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Figur 3 zeigt das Blockschaltbild der elektronischen Schaltung des erfindungsgemäßen Systems und deutet schematisch die Vorrichtungen zum Schalten, zur Herstellung der Verbindungen und für Signalgabe an.

Es umfaßt:

- eine Steckverbindung CS mit einer Vielzahl von Kontaktstiften, welche eine geeignete Anzahl von Stiften, beispielsweise 30 aufweist, und in die der Vielfachstecker CP der zu prüfenden Karten eingestetekt wird.

In der Abbildung sind nur die- äußersten Steckerstifte S. und S₅₀ gezeigt. Jedem Stift ist ein Handschalter

CM₁ ^CM30 ^zuseordnet. Ein solcher Schalter kann

zwei Stellungen einnehmen, die mit I (Eingang) und U (Ausgang) bezeichnet sind. Diese Schalter werden in eine ihrer Stellungen gegeben, je nach dem, ob in der zu prüfenden Karte der zugehörige Steckerstift ein Eingangs- oder Ausgangsstift ist.

- eine Anzahl von logischen Vergleichsvorrichtungen

DC^ ^DC30 ^we*^cne gleich der Anzahl der Steckerstifte ist.

- eine gleiche Anzahl von logischen Auswertevorrichtungen

DV₁ ^D^30* ^{von denen} J^{ede das} Aufleuchten einer

Signallampe LS₁ LS₅₀Steuert.

- eine dektromechanische Auslesevorrichtung DL zur Auslesung der metallischen Programmkarte, welche in weiteren Einzelheiten nachstehend beschrieben wird.

Die Programmkarte ist eine starre rechteckige Platte aus Aluminium, welche schrittweise vertikal bewegt werden kann und dabei eine Anzahl von definierten Lagen einnimmt. Auf der Platte können ein Satz von Reihen und ein Satz von Spalten identifiziert werden und an vorgegebenen Kreuzungspunkten von Reihen und Spalten können Erhebungen S vorhanden sein. Die Vorrichtung enthält noch zusätzlich eine

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Anzahl von Auslesekontakten CE₁ ^CE30*

gleich der Zahl der Stifte ist und in einer Reihe parallel zu den Reihen der Programmkarte angeordnet sind. In jeder stabilen Lage der Programmkarte befindet sich eine Reihe von Erhebungen in einer solchen Lage, daß sie die Kontakte betätigen können. Jeder Kontakt kann durch jede in einer Spalte vorhandene Erhebung betätigt werden.

Wenn die Programmkarte sich in einer Auslesestellung befindet, dann ist jeder Kontakt entweder geöffnet oder geschlossen, je nach dem ob eine Erhebung auf der entsprechenden Säule vorhanden ist. Während die Karte durch alle stabilen Lagen durchgeführt wird, wird eine Aufeinanderfolge von Mustern geschlossener und offener Kontakte erzeugt. Ohne Programmkarte sind alle Kontakte geschlossen.

- eine durch eine von Hand betätigte Prüftaste. ST betätigte Zeitgebervorrichtung DT

- und zusätzlich vorzugsweise eine Vorrichtung DP zur Einstellung der von Hand betätigten Schalter CM, welche mit einem Handschalter CP versehen ist, der eine der beiden Stellungen 0 und S einnehmen kann.

Die Arbeitsweise des Systems ist wie folgt:

Für jede zu prüfende Karte sind einige der Steckerstifte SP Eingangsstifte und andere sind Ausgangsstifte. Demgemäß werden, wie untenstehend weiter erklärt, die Handschalter CM, die zu diesen Stiften gehören, entweder in die Stellung I oder in die Stellung U gegeben. Der offene Zustand der Kontakte CE entspricht dem logischen Wert Eins und der geschlossene dem logischen Wert Null. Jede Stellung der Programmkarte bestimmt ein eigentümliches Muster von Prüfsignalen, das von der Stellung der mit den Eingangsstiften zusammengehörigen Kontakte CE abhängig ist.

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Die zu den Ausgangsstiften gehörigen Kontakte bestimmen ein Muster logischer Werte, welches demjenigen entspricht, das an den Ausgangsstiften im Falle einer richtigen Arbeitsweise der Schaltung der zu prüfenden Karte vorhanden ist.

Die Prüftaste ST veranlaßt bei ihrer Betätigung die Zeitgebervorrichtung dazu den Eingangsstiften das durch die Stellung der Kontakte, die zu den Eingangsstiften gehören, bestimmte Prüfsignalmuster zuzusenden.

Der an jedem Ausgangsstift erscheinende logische Wert wird dann durch die Vergleichsvorrichtung DC mit dem richtigen logischen Wert verglichen, welcher durch die Position des zu dem Stift gehörigen Kontaktes dargestellt wird.

Die Vergleichsvorrichtung gibt als Ausgangssignal einen logischen Wert Null oder Eins,je nach dem ob der Wert an dem Ausgangsstift richtig ist oder nicht.

Dieser logische Wert wird jedoch erst nach einem festen Zeitintervall bewertet, welches durch die Zeitgebervorrichtung DT eingestellt wird. Die bewerteten Werte werden durch das Aufleuchten von diesen Ausgangsstiften zugeordneten Lampen signalisiert, wenn der- logische Wert von dem richtigen Wert abweicht.

Mit dem Durchführen der Programmkarte durch alle Auslesestellungen wird an die Eingangsstifte eine Reihe von Prüfsignalmustern gegeben, die in der Lage sind, alle möglichen Defekte festzustellen.

Wenn die Karte durch alle ihre stabilen Lagen durchgeführt wird und keine Lampe aufleuchtet, bedeutet das, daß die geprüfte Schaltkarte keine feststellbaren Defekte aufweist.

Im gegenteiligen Falle geben die Muster der aufleuchtenden Lampen bezogen auf vorgegebene Stellungen der Programmkarte genügend Information für das Bedienungspersonal, um die schadhafte

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Schaltkreiseinheit zu lokalisieren.

Die Untersuchung der schadhaften Karte wird erleichtert durch Verwendung einer Vergleichsliste, durch die jeder mögliche Fehler in Beziehung mit einem gegebenen Muster erleuchteter Lampen gebracht wird.

Zeitgebervorrichtung

Die Zeitgebervorrichtung DT hat die Aufgabe bei gedrückter Taste ST ein Signal des Wertes Eins von festgelegter Dauer, beispielsweise 200 nano-Sekunden, zu erzeugen. Dieses Signal wird allen logischen Vergleichsvorrichtungen DC zugeführt. Gleichzeitig wird ein Signal des Wertes Null von längerer Dauer, beispielsweise 600 nano-Sekunden, erzeugt. Dieses Signal wird allen Bewertungsvorrichtungen DV zugeführt. Das 200 nano-Sekunden lange Eins-Signal beschränkt das Zeitintervall, währenddessen die Position der Kontakte CE ausgelesen wird: das Ende des 600 nano-Sekunden-Signals bestimmt den Zeitpunkt, an dem das durch jede Vergleichsvorrichtung DC gelieferte Signal durch die zugeordnete Bewertungsvorrichtung DV ausgewertet wird. Figur 4 ist das logische Schaltbild der Vorrichtung. Sie wird gesteuert durch die Betätigung der Taste ST, welche drei Kontakte hat: der mittlere bewegliche Kontakt ist geerdet und der im Ruhezustand geschlossene Kontakt R und der bei Betätigung der Taste geschlossene Kontakt L werden Über die Widerstände und 22 mit einer Spannung + V versorgt.

Die Vorrichtung umfaßt zusätzlich noch die folgenden Teile:

- einen bistabilen Multivibrator (flip-flop), der sich aus den jeweils zwei Eingänge aufweisenden NAND-Schaltungen und 27 ergibt, bei denen der Ausgang jeder Schaltung mit einem der Eingänge der anderen Schaltung verbunden ist. Die verbleibenden Eingänge a für die Schaltung 26 und b_ für die Schaltung 27 sind mit den Kontakten R bzw. L der Taste ST verbunden.

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- eine Inverterschaltung 28 im Ausgang des Flip-Flops

- zwei mono-stabile Multivibratoren (Univibrators), von denen jeder eine NORr-Schaltung 30 (bzw. 3D und einen Transistor 32 (bzw. 33) enthält, die mit dem NOR-Ausgang über eine Verzögerungsschaltung verbunden sind, welche die Widerstände 3*1,35 und 36 (bzw. 37,38 und 39) und den Kondensator 40 (bzw. 41) enthält

- einen Inverter 42 am Ausgang des Transistors 32

- zwei Sätze 43 und 44 von Invertersehaltungen, von denen jeder Satz eine geeignete Anzahl von parallel untereinander verbundenen Inverterschaltungen, die als Signalverstärker verwendet werden, umfaßt und die es ermöglichen,

den Zeitgebereingang der Vergleichsvorrichtung DC₁ ^DC3o

bzw. die Zeitgebereingänge der Bewertungsvorrichtung

0 ^{der p}^S^ur 5 zuzuführen.

Der Betrieb der Zeitgeberschaltung ist^wie folgt:

Im Ruhezustand verbindet der Mittelkontakt der Taste ST den Ausgang des Widerstandes 21 mit Erde und legt dadurch einen logischen Wert Null an den Eingang a der NAND-Schaltung 26. Gleichzeitig wird denjEingang b der NAND-Schaltung 27 ein logischer Wert Eins zugeführt. Der Ausgang der NAND-Schaltung ist Eins und wird dem Eingang a der NAND-Schaltung 27 zugeführt: daher ist der Ausgang der Schaltung 27 Null und wird dem Eingang b_ der NAND-Schaltung 26 zugeführt. Die Stellung des Flip-Flop ist stabil und sein Ausgang Eins. Der Inverter 28 ändert diesen Wert auf Null und dieser geänderte Wert wird den Eingängen a der NOR-Schaltungen 30 und 5I zugeführt.

Die Eingänge b dieser NOR-Schaltungen 30,31 sind ebenfalls Null, wie untenstehend gezeigt, und daher ist der Ausgang Eins, d.h. eine Spannung von etwa + 3 V. Der Transistor 32 wird durch den über den Widerstand 35 durch seine Basis fließenden Strom leitend gehalten. Sein Ausgang ist Null, d.h. 0 V. Dieser

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Wert wird, wie ausgeführt, dem Eingang b der NOR-Schaltung 30 zugeführt. Der Kondensator 40 wird daher zwischen der Spannung + 3 V des Ausganges der NOR-Schaltung 30 und der Spannung der Basis des Transistors 32, praktisch gleich 0 V, aufgeladen. Die gleichen Überlegungen gelten für die NOR-Schaltung 31 und den Transistor 33.

Der auf dem Wert Null liegende Ausgang des Transistors 32 wird durch die Inverterschaltung 42 umgekehrt und den Eingängen aller Inverter der Gruppe 43 zugeführt.

Die Ausgänge 45 dieser Gruppe sind auf dem Wert Null. Im Gegensatz dazu wird der Ausgang des Transistors 33 unmittelbar den Eingängen der Inverter der Gruppe 44 zugeführt, deren Ausgänge 46 daher im Ruhezustand auf dem Wert Eins sind.

Wenn die Taste ST gedrückt wird, verläßt der bewegliche den festen Kontakt und dem Eingang a der NAND-Schaltung 36 wird ein Wert Eins eingegeben. Dies hat jedoch keine Auswirkung, da der Eingang b_ stets auf dem Wert Νμΐΐ ist. Wenn der bewegliche Kontakt der Taste ST den festen Kontakt L erreicht, wird an den Eingang b der NAND-Schaltung 27 ein Wert Null gegeben, der Ausgang wird Eins und dieser Wert wird dem Eingang b der NAND-Schaltung 26 eingegeben und verursacht, daß der Ausgang auf den Wert Null geht. Durch die Inverterschaltung 28 wird daher dem Eingang a der NOR-Schaltung 30 ein Wert Eins zugeführt und deren Ausgang geht auf den Wert Null, d.h. OV. Diese Spannungsänderung wird durch den Kondensator 40 auf die Basis des Tran- . sistors 32 gegeben, welche negativ wird. Der Transistor 32 wird gesperrt und sein Ausgang geht auf den Wert Eins. Dieser Wert wird dem Eingang b der NOR-Schaltung 30 zugeführt und hält ihren Ausgang auf Null, unabhängig von dem Wert am Eingang a. Der Kondensator 40 entlädt sich durch den Widerstand 35 und die Basisspannung erhöht sich expontentiell bis auf den vorgegebenen Spannungswert, wobei die Zeitkonstante von dem Wert des Widerstandes 35 und der Kapazität des Kondensators 40 abhängt. Nach einem vorbestimmten Zeitintervall erreicht die Basisspannung

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einen Wert, welcher bewirkt, daß der Transistor 32 stromführend wird und sein Ausgang auf Null zurückkehrt,

Die Kurve a der Figur 3 zeigt die Form dieses Impulses am Ausgang des Transistors 32, Der Impuls wird auf den Eingang der Inverterschaltung 42· gegeben und am Ausgang ergibt sich daher der umgekehrte Impuls, wie durch die Kurve b der Figur

dargestellt.
t

Dieser Impuls wird auf alle Eingänge der Gruppe 43 von Inverters ehalt ungen gegeben. Der Impuls an jedem Ausgang 45 dieser Inverter wird durch die Kurve c der Figur 5 dargestellt, die zeigt, daß er ein Signal vom Wert Eins bildet, dessen Zeitdauer durch die Zeitpunkte t_Q und t₁ umfaßt wird, d.h. beispielsweise etwa 200 nano-Sekunden.

Die gleichen Überlegungen gelten für die Schaltung, die den NOR-Schaltkreis 31 und den Transistor 33 umfaßt. Für diese Schaltung ist jedoch die durch die Kapazität des Kondensators 41 und den Widerstandswert des Widerstandes 38 bestimmte Zeitkonstante beträchtlich größer. Daher dauert der Impuls mit dem Wert Eins am Ausgang des Transistors 33 von dem Zeitpunkt t_Q bis zum Zeitpunkt t₂ an, wie durch die Kurve d der Figur 5 angedeutet, d.h. etwa 600 nano-Sekunden. Dieser Impuls wird unmittelbar auf die Eingänge der Gruppe 44 von Inverterschaltungen gegeben und daher ist während etwa 600 nano-Sekunden, beginnend mit dem Zeitpunkt t und endend mit dem Zeitpunkt tp, an allen Ausgängen 46 ein Impuls vom Wert Null vorhanden.

Vergleichs- und Auswertevorrichtungen

Die Figur 6 zeigt das logische Schaltbild einer Vergleichsvorrichtung DC und der zugehörigen Auswertevorrichtung DV, die beide mit einem Au&esekontakt CE und dem zugehörigen Steckerstift S in Verbindung stehen.

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-16-Die Vergleichsvorrichtung DC umfaßt:

- eine Gedächtnisschaltung bestehend aus vier NAND-Schaltungen 51»52,53 und 5^ mit zwei Eingängen und einem Inverter 55

- eine Vergleichsschaltung, die ein UND-ODER-NICHT Element (AND-OR-NOT) und einen Inverter 57 umfaßt

- eine Impulsumkehrverstärkerstufe, die als Ganzes durch die Bezugsziffer 58 bezeichnet und vorzugsweise aus einzelnen Elementen aufgebaut ist, welche den Transistor 59 und die Widerstände 61,62,63 und 6k umfassen, die wie dargestellt miteinander verbunden sind.

Diese Schaltung sendet auf den Stift S, wenn dieser ein Eingangsstift ist, die Prüfimpulse, daher ist es bequem, daß sie¹ in der Lage ist, Impulse mit größerer Amplitude und Leistung zu liefern wie diejenigen Impulse, die man aus einer integrierten Inverterschaltung erhalten kann.

- ein Handschalter CM der entweder in die Stellung I (Eingang) oder in die Stellung U (Ausgang) gegeben werden kann, je nach dem ob der Stift S ein Eingangs- oder Ausgangsstift ist. In der Stellung I wird der Kontakt 75 geschlossen und in der Stellung U ist er offen.

Eine Feder des Auslesekontaktes CE ist geerdet und die andere wird über den Widerstand 50 mit einer Spannung + V versorgt. Wenn CE geschlossen ist, dann ist der Punkt P auf dem Wert Null und wenn er geöffnet ist, ist der Punkt auf dem Wert Eins. Der Punkt P ist mit dem Eingang a der NAND-Schaltung 51 und mit dem Eingang der Inverterschaltung 55 verbunden, deren Ausgang mit dem Eingang a der NAND-Schaltung 52 verbunden ist. Beide Eingänge b der NAND-Schaltungen 51 und 52 sind mit einem der Ausgänge 45 der Gruppe ¹J 3 von Inverters ehaltungen in der Zeitgebervorrichtung (Figur 4) verbunden. Den Eingängen a der NAND-Schaltungen 51 und 52 werden entgegengesetzte logische

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Werte zugeführt. So bekommt die NAND-Schaltung 51 den Wert Eins und die NAND-Schaltung 52 den Wert Null, wenn der Kontakt CE offen ist. Wenn der Kontakt CE geschlossen ist, bekommt die NAND-Schaltung 51 den Wert Null und die NAND-Schaltung 52 den Wert Eins. In diesen Schaltzuständen sind beide Ausgänge der NAND-Schaltungen 51 und 52 auf dem Wert Null.

Diese Ausgänge werden auf die Eingänge a. der NAND-Schaltungen 53 bzw. 54 gegeben, welche zur Bildung eines Flip-Flops untereinander verbunden sind, d.h. der Ausgang jeder Schaltung ist mit dem Eingang bjder anderen Schaltung verbunden. Im Ruhezustand werden bei den Eingängen a der NAND-Schaltungen 53 und 54 die Werte Eins zugeführt und die Flip-Flop-Schaltung ist in jeder der beiden möglichen Stellungen stabil, d.h. entweder in der Stellung, in der der Ausgang U von NAND 53 Eins ist und der Ausgang U¹ von NAND 5²J Null ist oder in der entgegengesetzten Stellung.

Der Flip-Flop ist daher in der Lage, einen vorgegebenen logischen Wert über ein unbegrenztes Zeitintervall zu speichern.

Wenn die Zeitgebervorrichtung durch den Ausgang 45 einen Impuls mit dem Wert Eins schickt wenn der Kontakt CE offen ist,befinden sich jetzt beide Eingänge der NAND-Schaltung 51 auf dem Wert Eins und daher wird der Ausgang Null, während der Ausgang der NAND-Schaltung 52 Eins bleibt. Diese Werte versetzen die Flip-Flop-Schaltung 55»54 in einen stabilen Zustand mit einem Wert Eins am Ausgang U und dem Wert Null am Ausgang U¹. Dieser Zustand wird auch dann beibehalten, wenn nach etwa 200 nano-Sekunden der Zeitgeberimpuls endet und beide Eingänge der NAND-Schaltungen 52 und 51 Eins werden.

Im entgegengesetzten Falle bleibt bei geschlossenem Kontakt CE mit dem Beginn des Zeitimpulses der Ausgang von NAND 51 auf Eins und der Ausgang von NAND 52 wird Null. Die Flip-Flop-.Schaltung geht in den entgegengesetzten Zustand bei dem der Ausgang U Null ist und der Ausgang U' Eins ist.

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Am Ende des 200 nano-Sekunden langen Impulses hat die Flip-Flop-Schaltung den logischen Wert der Stellung des Kontaktes CE gespeichert und gibt an ihrem Ausgang den am Punkt P existierenden logischen Wert und am Ausgang U¹ den umgekehrten Wert wieder.

Die Ausgänge U und U¹ sind an die Eingänge a und c der Vergleichsvorrichtung 56 angeschlossen, welche ein Schaltelement des Typs AND-OR-NOT (UND-GDER NICHT) umfaßt. Der Stift S ist über den Widerstand 65 mit dem Eingang b_ der Vergleichsvorrichtung 56 ,und durch den Inverter 57 mit dem Eingang d der gleichen Vorrichtung verbunden.

Wenn der Stift S ein Ausgangsstift ist, dann ist der Kontakt 75 des Handschalters CM offen und am Stift S und auch am Eingang b_ der Vergleichsvorrichtung 56 ist ein logischer Wert vorhanden, der von dem Muster der in die zu prüfende Karte geschickten Impulse und von der richtigen oder falschen Arbeitsweise der Karte abhängig ist.

Der umgekehrte Wert ist am Eingang d vorhanden. Der Ausgangswert Komparators 56 wird durch seine logische Gleichung bestimmt:

u = a«b + c «d c= ä und d = F

u = a«b + a»b_

Es ist leicht ersichtlich, daß der Ausgangswert Null ist, wenn a = b, und Eins ist, wenn a = b_. Der Komparator 56 vergleicht daher die bei ü vorhandenen Werte, welche gleich sind, wie der Wert in P und welche beide durch die Stellung des Kontaktes CE bestimmt werden, mit dem am Ausgangsstift S vorhandenen Wert.

Wenn beide Werte übereinstimmen, ist der Ausgang Null. Wenn sie sich unterscheiden ist der Ausgang Eins. Wenn der Stift S ein Eingangsstift ist, dann ist der Kontakt 75 des Handschalters CM geschlossen. Der an U vorhandene logische Wert, welcher den

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umgekehrten Wert an P darstellt, wird auf den Eingang der Inverter-Verstärkerschaltung 58 gegeben, die den Transistor und die Widerstände 61,62,63 und 64 enthält. Die Widerstände relativ zur Charakteristik des Transistors 59 sind so gewählt, daß der Transistor gesperrt ist, wenn die am Eingang angelegte Spannung 0 V ist, d.h. bei dem Wert Null, und Strom führt, wenn die angelegte Spannung etwa 3 V beträgt, d.h. auf dem Wert Eins is^t. Am Ausgang des Inverter'-Verstärkers 58 erscheint der umgekehrte logische Wert des am Eingang angelegten Wertes und daher wird an den Stift S ein logischer Wert, der mit dem Wert am Punkt P übereinstimmt, gegeben.

Der gleiche logische Wert wird ebenfalls unmittelbar an den Eingang b des Komparators 56 gegeben und der umgekehrte Wert wird über den Inverter 57 auf den Eingang d des Komparators gegeben. Daher ist der auf den Eingang a gegebene logische Wert stets übereinstimmend mit dem auf den Eingang d gegebenen Wert. Wenn daher der Stift S ein Eingangsstift ist, dann ist der Ausgang des Komparators 56 stets Null.

Auswertevorrichtung

Wie bereits gesagt-, kann die zu prüfende Karte Sequenzschaltungen oder allgemein gesprochen Schaltungen enthalten, die eine merkliche Verzögerung in das Ansprechen der Schaltung einführen. Um dieses zu berücksichtigen, wird die Auswertung der Ergebnisse des Vergleiches nicht sofort durchgeführt, sondern erst nach einem gewissen Zeitintervall nach der Einspeisung der Prüfirapulse. Dadurch wird den Schaltungen genügend Zeit gegeben, um den Endzustand einzunehmen. Die Auswertung wird am Ende des von der Zeitgebervorrichtung ausgesandten Impulses mit dem Wert Null durchgeführt.

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Die Auswertevorrichtung umfaßt:

- ein Schaltkreiselement 60 des Typs UND-ODER-NICHT (AND-OR-NOT)

- zwei Inverter 77 und 78

- einen Steuerverstärker für die Signallampe LS, welcher als ganzes durch die Bezugsziffer 66 bezeichnet ist, und den Transistor 70 sowie die Widerstände 67,68 und 69 umfaßt.

Die Lampe LS, die durch eine positive Spannung mit einem geeigneten Wert + V¹ versorgt wird, leuchtet auf, wenn der Transistör 70 Strom führt. Die Widerstandswerte werden relativ zur Charakteristik des Transistors 70 so gewählt, daß der Transistor 70 Strom führt und die Lampe aufleuchtet, wenn eine Spannung von etwa' 3 V, d.h. ein Wert Eins, an den Eingang des Verstärkers 66 gegeben wird. Wenn andererseits der Eingang auf dem Nullwert ist, d.h. bei 0 V, dann ist der Transistor 70 gesperrt. Der von dem Ausgang ¹Jo eines Inverters der Gruppe 44 ankommende Impuls der Zeitgeberschaltung nach Figur 4 wird direkt auf den Eingang b_ des Schaltkreiselementes 60 gegeben und nach Umkehr durch den Inverter 47 auf den Eingang d des gleichen Schaltkreises gegeben. Der Ausgang des !Comparators 56 wird auf den Eingang a des Schaltkreiselementes 60 gegeben, dessen Ausgang u dem Eingang des Inverters 78 zugeführt wird. Der Ausgang des Inverters steuert den Lampenverstärker 76 und ist weiterhin verbunden mit dem Eingang £ des Schaltkreiselementes

Da der Wert des Einganges d der umgekehrte Wert des Einganges b_ und da der Wert des Einganges £ zwangsweise der umgekehrte Wert des Ausganges u ist, lautet die logische Gleichung des Schaltkreiselementes 60:

u = ab+cd und ergibt die folgende Tabelle:

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1. 2. 3. 4. (

a	b	C	d	U
O	O	O	1	1
O	O	1	1	O
O	1	O	O	1
O	1	1	O	1

a	b	C	d	U
1	O	O	1	1
1	O	1	1	O
1	1	O	O	O
1	1	1	O	O

Die Reihen 4 und 7, welche nicht die Bedingung £ = u verifizieren dürfen nicht berücksichtigt werden, da sie nicht stabilen Zuständen entsprechen.

Da der auf den Eingang des Verstärkers 66 gegebene logische Wert die Umkehrung von u ist, ist er gleich dem Wert £. Für £ = 1 leuchtet daher die Lampe auf und für £ = 0 wird die Lampe gelöscht.

Durch Betrachtung der Tabelle ist ersichtlich, daß für b_ = 0 (Reihen 1,2,5,6) d.h. während des 600 nano-Sekunden dauernden Nullimpulses, der durch die Zeitgebervorrichtung eingegeben wird, der Wert £ unabhängig von a ist und entweder Eins oder Null sowohl für a = 1 als auch a = 0 ist. Das bedeutet, daß während dieses Impulses die Tatsache, ob die Lampe leuchtet oder nicht leuchtet, irrelevant ist bezüglich der Übereinstimmung und der Michtübereinstimmung der an die Eingänge der Vergleichsschaltung gegebenen Werte.

Andererseits zeigen, wenn etwa 600 nano-Sekunden nach der Aussendung des Prüfmuster b_ Eins wird, die Reihen 3 und 8, daß der Wert von £ der gleiche ist wie der Wert von a. Daher wird die Lampe eingeschaltet, wenn der Ausgang der Vergleichsvorrichtung Eins ist, d.h. wenn die Werte von a und b_ verschieden sind und wird gelöscht, wenn der Ausgang der Komparatorvorrichtung Null ist, d.h. wenn die Werte a und b gleich sind.

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Daher zeigt das Aufleuchten von mindestens einer Lampe, daß die an den Ausgangsstiften, welche den beleuchteten Lampen zugeordnet sind, vorhandenen logischen Werte nicht in richtiger Weise von dem den Eingangsstiften zugeführten Impuismustern abhängen und daher signalisiert dies das Vorhandensein von mindestens einem Fehler in der zu prüfenden Schaltung.

Arbeitsweise des Systems und Einstellung der Handschalter Das System ist in der Lage, seine eigene richtige Arbeitsweise Jk zu überprüfen und die Position der Handschalter für jeden überprüften Kartentyp mit Hilfe einer besonderen Reihe der Programmkarte zu ermitteln.

Ohne Programmkarte sind alle Kontakte CE geschlossen und daher liegt auf dem Punkt P aller Vergleichsschaltungen ein Wert Null. Wenn keine zu prüfende Karte in den Sockel ÖS eingesteckt ist, dann sind alle Stifte S isoliert, d.h. mit anderen Worten auf allen Stiften ist der Wert Mull. Unter diesen Bedingungen (fehlende Programmkarte und keine- zu prüfende Karte) sind alle Handschalter CM in die Position ^Ausgang" zu geben. Daher werden alle Werte Null an den Punkten P gegen die an den Stiften existierenden Werte Eins verglichen. Da eine Diskrepanz in den ' Werten vorhanden ist, müssen nach dem Drücken des Taste ST alle Lampen aufleuchten.

Diese Betriebsweise ergibt die folgenden Überprüfungen: daß alle Kontakte TE, wenn sie geschlossen sind, einen guten elektrischen Kontakt haben. Daß alle Lampen betriebsbereit sind und die logische Schaltung bei Vorhandensein einer Diskrepanz der Eingangswerte richtig arbeitet.

Danach müssen alle Handachalter CM in die Stellung "Eingang" gegeben werden. Auf diese Weise wird die Übereinstimmung der Werte in allen Vergleiühsschaltungen erreicht« Durch Drücken der Taste ST müssen alle Lampen verlöschen. Daher ^rird die richtige Arbeitsweise der Kontakte der Handschalter CM und

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die richtige Arbeitsweise der logischen Vorrichtung im Falle der Übereinstimmung der Werte überprüft.

Um die Stellung der einzelnen Handschalter CM zu ermitteln, wird die der zu prüfenden Karte entsprechende Programmkarte in den Spalt eingeführt und solange eingedrückt, bis die erste Reihe, welche die nullte Reihe genannt wird, sich in der richtigen Stellung zur Steuerung der Kontakte CE befindet. Die Reihe Null trägt die Information darüber, welche Stifte der zu prüfenden Karte Eingangsstifte sind und welche Ausgangsstifte sind, da in dieser Reihe die Erhebungen in Übereinstimmung mit den zu Ausgangsstiften gehörigen Kontakten angeordnet,sind.

Wenn die Programmkarte sich in ihrer Stellung auf der Reihe Null befindet, dann sind die Kontakte CE, welche zu Ausgängsstiften gehören, offen und die zu Eingangsstiften gehörigen Kontakte sind geschlossen. Bei Fehlen einer zu prüfenden Karte werden alle Handschalter CM in die Stellung Ausgang gegeben. Daher werden die an den Punkten P vorhandenen logischen Werte (Null für Eingangsstifte und Eins für Ausgangsstifte) mit den logischen Werten Eins verglichen, die auf allen Stiften vorhanden sind.

Die zugehörigen Lampen für die Schaltungen, wo eine Diskrepanz besteht, d.h. die zu den Eingangsstiften gehörigen Lampen leuchten auf. Wenn jetzt die Handschalter CM, welche den erleuchteten Lampen entsprechen in die Stellung "Eingang" gegeben werden und dann die Taste ST gedrückt wird, müssen alle brennenden Lampen erljJsehen.

Diese Betriebsweise hat den Nachteil, daß kein Fehler angezeigt wird, wenn ein mit einem Ausgangsstift verbundener Handschalter aus Versehen in die Stellung "Eingang" gebracht wird, da bei einem Handschalter in der Stellung "Eingang" die Lampe niemals aufleuchtet. Um diese Umbequemlichkeit auszuschalten, sollte die kompliziertere aber zuverlässigere Schaltung der Figur 7 gewählt werden.

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Sie ist die gleiche wie die Schaltung in der Figur 6 mit einer zusätzlichen Schaltung DP für die Einstellung der Handschalter. Sie umfaßt:

- einen zweiten Kontakt 76 an jedem Handschalter CM, der so angeordnet ist, daß er in der Schaltstellung "Ausgang" geschlossen ist und in der Schaltstellung "Eingang" geöffnet ist.

- ein Handschalter CP, der einen in der Stellung 0 geöffneten und in der Stellung S geschlossenen Kontakt 73 betätigt. Während des normalen Betriebes des Systems muß der Schalter CP in der Stellung S sein. Während der Einstellung der Handschalter CM muß er in der Stellung 0 sein.

- eine Anzahl von NAND-Schaltungen 71 mit jeweils drei Eingängen, die jede einem Stift S und einem Kontakt CE zugeordnet sind.

Weiterhin wird der Inverter 78 jeder Auswertevorrichtung DV durch eine NAND-Schaltung 79 mit zwei Eingängen ersetzt, deren Eingang a mit dem Ausgang des Schaltkreiselementes 60 und deren Eingang b mit dem Ausgang der NAND-Schaltung 71 mit drei Eingängen verbunden ist.

Es ist offensichtlich, daß, wenn der Ausgang des NAND 71 Eins ist, der NAND 79 als Inverter für die an seinen Eingang b gelegten logischen Werte arbeitet, d.h. in der gleichen Weise wie der Inverter 78 der Figur 6 und daher arbeitet die Auswertevorrichtung DV wie zuvor beschrieben. Wenn der Ausgang des NAND 71 Null ist, dann ist der Ausgang des NAND 75 Eins, unabhängig von den am Eingang a anliegenden Werten und daher wird die Lampe LS aufleuchten.

Einer der Anschlußpunkte des Kontaktes 72 ist mit dem Eingang a des NAND 71 verbunden und der andere ist geerdet.

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Der erste Anschlußpunkt wird über einen Widerstand 7¹* durch eine Spannungsquelle + V versorgt. Daher ist während des normalen Betriebes, wobei der Kontakt 72 geschlossen ist, ein Wert Null an den Eingang £ angelegt.

Infolgedessen ist der Ausgang des NAND 71 Eins und die Arbeitsweise der Auswertevorrichtung DV ist wie zuvor beschrieben.

Wenn der Schalter CP sich in der Stellung Null befindet, ist der Kontakt 72 geöffnet und es wird an den Eingang c_ des NAND ein Wert Eins gegeben. Sein Ausgang ist daher abhängig von dem logischen Produkt der übrigen Eingänge a und b. Der Eingang b_ ist unmittelbar mit dem Punkt P verbunden, d.h. an diesen Eingang wird der logische Wert Eins oder Null in Abhängigkeit davon gegeben, ob der Kontakt CE offen oder geschlossen ist. Der Eingang a ist mit einem Anschlußpunkt 76 des Handschalters CM verbunden, dessen anderer Anschlußpunkt geerdet ist. Der erste Anschlußpunkt wird über einen Widerstand 73 mit einer Spannung + V versorgt, so daß, wenn der Kontakt 76 geschlossen (der Handschalter CM ist in der Position U) sich a auf dem Wert Null befindet. In der Position I befindet sich a umgekehrt auf dem Wert Eins.

Um ohne Anwesenheit einer zu prüfenden Karte die Handschalter CM einzustellen, werden alle Schalter CM in die Stellung "Eingang" gegeben und die Programmkarte wird auf die Reihe Null gesetzt.

In diesem Zustand befindet sich der einem Eingangsstift zugehörige Punkt P auf dem Wert Null und der gleiche Wert wird auf den Eingang b des NAND 71 gegeben. Sein AusganifSaher Eins und die Auswertevorrichtung kann arbeiten. Der Kontakt 76 wird geschlossen und wie zuvor beschrieben, wird beim Drücken der Taste ST die Lampe nicht aufleuchten. Andererseits befindet sich der zu einem Ausgangsstift gehörige Punkt P auf dem Wert Eins: daher sind alle drei Eingänge des NAND 71 Eins, sein Ausgang ist Null und die Lampe leuchtet auf. In dem alle zu aufleuchtenden Lampen gehörigen Schalter in die Stellung "Ausgang"

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gegeben werden und die Taste ST gedrückt wird, werden die an die Punkte P gegebenen logischen Werte Eins mit den an den Punkten S vorhandenen Werten Eins verglichen, da diese letzteren Stifte isoliert sind. Daher werden die Lampen verlöschen.

Wenn ein Handschalter, der zu einem Eingangsstift gehört, fehlerhafterweise in die Stellung Ausgang gegeben wird, ergibt sich eine Diskrepanz zwischen dem Wert Null an P und dem Wert Eins an S und die Lampe leuchtet auf.

Programmkartenlesevorrichtung

Die mechanische Vorrichtung zur Auslesung der Programmkarte ist in Figur 8 in vereinfachter Weise dargestellt. Sie umfaßt eine Tragplatte 81 mit zwei seitlichen Rippen 82 und 83, welche zwei Lager, wie das bei 84 angedeutete Lager, tragen, die ihrerseits die Welle 86 drehbar lagern. Ein Stiftrad 87, das vorzugsweise aus Kunststoffmaterial, wie Nylon o.a. besteht, und mit am Umfang angeordneten Stiften 85 versehen ist_g ist auf der Welle 86 in einer relativ zur Platte 8l im weserifclichen zentralen Lage befestigt. Ein Schaltrad 88, das so viele Zähne hat wie das Stiftrad 87 Stifte hat_;, ist außerhalb der Rippe 83 an der Welle 86 befestigt. Die Zähne des Schaltrades 88 arbeiten mit dem Klinkenhebel 90 zusaamien, der Zähne 89 und 91 aufweist und unter der Wirkung der Feder 93 frei um einen an der äußeren Oberfläche der Rippe 83 befestigten Zapfen schwingen kann. Der horizontale Arm des Klinkenhebels 90 unterliegt der Einwirkung des unteren Endes eines Zylinderstabes 9ft» welcher frei in der U-förmigen Führung 95 gleiten kann, die an der äußeren Fläche der Rippe 83 befestigt ist. Der Stab 94 wird durch die Wirkung der Druckfeder 96» wie gezeigt, in seiner oberen Lage gehalten.

Das obere Ende des Stabes 94 ist über die obere Grenze der Platte 8l hinaus verlängert und mit Plastikmaterial verdeckt und bildet dadurch einen Druckknopf PM, der von Hand bedient werden kann, um die stufenweise Durchführung der Programmkarte auszulösen. In der Figur 8 wird weiterhin eine Deckplatte 133 gezeigt und der Druckknopf PM ist durch eine Bohrung 134 in dieser Deckplatte

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geführt. Die Deckplatte kann vorzugsweise die obere Abdeckung des ganzen System bilden.

In der Nähe der Mittellinie der Platte 81 unter dem Stiftrad ist ein Kolben 97 ao angeordnet, daß er in zwei Pührungslagern 98 und 99 gleiten kann, die durch den Doppelwinkel 100 getragen werden, welcher an der Platte 8l befestigt ist. Das obere Ende des Kolbens 87 trägt einen T-förmigen Ansatz 101 mit einer oberen ebenen Fläche, auf der die untere Kante der Programmkarte aufliegen kann. Am unteren Ende des Kolbens 97 ist eine Querstange 102 befestigt·und zwei Federn 103 und 104 sind an den beiden seitlichen Enden dieser Querstange eingehakt. Jede Feder 103 bzw. 10¹I ist um eine erste Rolle 105 bzw. IO6 und eine zweite Rolle 107 bzw. 108 geführt. Die Federn sind an zwei an der Platte 81 befestigten Haifeebolzen 109 und 110 eingehakt. Die Rollen 105, IO6, 107 und IO8 können sich jeweils frei um ihre an der Platte 8l befestigten Zapfen drehen. Die Wirkung dieser Feder ist darauf gerichtet, den Kolben 97, wie in der Zeichnung angedeutet, in seiner äußersten obersten Stellung zu halten. Da die Federlänge bezogen auf die Länge der Verschiebung des Kolbens 97 sehr groß ist, ist die von den Federn auf den Kolben ausgeübte Kraft auf allen Punkten des Kolbenweges im wesentlichen gleich groß.

Auf einer oberhalb der Welle 86 liegenden Ebene sind die Gruppen von Kontaktfedern 117, welche die Kontakte CE der Figur 3 darstellen, befestigt und zwar auf einem Isolationsstreifen 113, der an der Platte 81 befestigt ist und sich über die ganze Breite der Platte erstreckt. Jede Federgruppe ist mit einem kleinen Laufrad 115 ausgestattet, das durch iine elastische Blattfeder II6 getragen wird und aus seiner Ruhestellung verschoben werden kann, wenn die Laufrolle in Berührung mit einer Erhebung auf der Programmkarte kommt. Die Verschiebung bewirkt, daß sich der darunter liegende elektrische Kontakt öffnet, wie nachstehend im einzelnen erklärt. Alle Laufrollen 115 sind längs einer horizontalen Reihe angeordnet. Am inneren Teil der Rippe 82 sind zwei rechteckige Blöcke 119 und 120 aus einem geeigneten Kunststoffmateriäl, WieiNylon, so befestigt, daß sie

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einen schmalen Spalt dazwischen frei lassen. Der Spalt hat eine Breite, die geringfügig größer ist als die Dicke der Programm-Jcarte und bildet dadurch eine Führung für die durch den Spalt F eingeführte Karte. In einer niedrigeren Lage in geeigneter
Entfernung wird diese Führungsvorrichtung vervollständigt durch zwei Paare von Laufrollen 121,122,123312¹I, die um eine an die
Dicke der Metallkarte angepaßte Entfernung voneinander angeordnet sind. Die gleiche Führungsvorrichtung wird durch ein Paar von Blöcken und zwei Paar Walzen an der Innenseite der Rippe 83 gebildet, welche in der Zeichnung nicht erscheint.

Die Figur 9 zeigt mit weiteren Einzelheiten die Auslesevorrichtung und die Figur 10 zeigt einen Teil der Programmkarte. Diese Karte wird aus einer Metallplatte gebildet, die im wesentlichen rechteckige Formen aufweist, vorzugsweise aus Aluminium besteht und eine Dicke von beispielsweise 1,5 mm besitzt. Auf ihrer
Oberfläche können zueinander rechtwinklige Richtungen vorhanden sein, d.h. ein Satz vertikaler Richtungen (Spalten) und ein
Satz horizontaler Richtungen (Reihen). Die Kreuzungspunkte dieser Richtungen sind die Stellen, an denen die Erhebungen zur
Steuerung der Kontakte angebracht sein können. Die Erhebungen
werden durch Kaltverformung der Aluminiumplatte erzielt und
erheben sich aus der Oberfläche heraus, die der Federgruppe 114 gegenüber liegt. Sie sind etwa halbkugelförmig und haben eine
Höhe von etwa 1,7 mm.

Längs der Mittellinie der Platte zwischen zwei benachbarten
Spalten und in einer solchen Lage, daß sie die Erhebungen nicht beeinträchtigen, sind eine Anzahl von gleichen und von in
gleichem Abstand angebrachten rechtwinkligen öffnungen 126
vorgesehen und haben einen Abstand, welcher der Entfernung zwischen den einzelnen Reihen entspricht. Die Stifte 85 des Stiftrades 87, die fest mit der Welle 86 und dem Klinkenrad 88 verbunden sind, greifen in diese öffnungen 126 ein. In dem unteren Teil der Programmkarte folgt auf die Spalte der öffnungen 126
ein Längsschlitz 127, der sich bis zur unteren Kante der Karte
erstreckt.

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Dieser Schlitz 127 ermöglicht es, daß die Karte auf dem T-förmigen Ansatz 101 des Kolbens 97 ruhen kann ohne daß die Stifte 85 des Stiftrades 87 mit ihr in Eingriff kommen.

Weiterhin trägt die Programmkarte eine Unterteilung 128, die durch in gleichem Abstand angeordnet und von oben nach unten nummerierte Linien gebildet wird und es dem Bedienenden ermöglichen, bei jeder Lage der Karte zu wissen, welche Reihe sich gerade in Leseposition befindet.

Die Programmkarte wird in den Spalt P zwischen den Führungsblöcken 119 und 120 eingeführt und solange fallen lassen, bis ihre untere Kante auf dem Ansatz 101 des Kolbens 97 ruht. Wenn sie weiter nach unten gegen die Wirkung der Federn 103 und 104 gedrückt wird, dann kommen die Öffnungen 126 mit den Stiften 85 des Stiftrades 87 in Eingriff und erzwingen eine Drehung dieses Rades im Gegenuhrzeigersinne, wie in Figur 9 gezeigt. Dies verursacht, daß das Klinkenrad 88 sich dreht und seine Drehung wird zugelassen durch die richtige Abschrägung der Seiten der Zähne des Klinkenhebels 90, welcher um seinen Zapfen schwingt.

Am Ende des Verschiebungsweges des Kolbens 97 ist die Karte in einer solchen Lage, daß die obere Reihe von Erhebungen die Federgruppen 114 über die Laufrollen 115 steuern kann. Jede Laufrolle entspricht einer Spalte von Erhebungen 125. Wenn eine Laufrolle 115 mit einer Erhebung 125 in Eingriff kommt, dann wird die von der elastischen Blattfeder 116 getragene Laufrolle nach links verschoben, und wirkt mit Hilfe des Isolationsblockes 130 auf die Kontaktfeder 131. Sie verschiebt diese von der zugehörigen Feder 132 weg und unterbricht dadurch den Kontakt zwischen diesen Federn. Wenn keine Erhebung vorhanden ist, bleibt der Kontakt geschlossen.

In dieser Position ist die obere horizontale Linie der graduierten Skala 128, welche mit der Ziffer 0 versehen, auf gleicher Höhe mit der Deckplatte 133.

Die Einstellung der Handschalter in die Stellungen "Eingang"

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, -30-

oder "Ausgang" wird mit der Karte in dieser "^''-Position durchgeführt. Danach wird das obere Ende des Stabes 9¹* gedrückt und dann losgelassen. Sein unteres Ende wirkt daher auf den horizontalen Arm des Klinkenhebels 90, so daß der Zahn 89 den mit ihm in Eingriff stehenden Zahn des Klinkenrades freigibt. Unter der Wirkung der auf die Karte und über sie auf das an der Welle 86 befestigte Stiftrad einwirkenden Federn 102 und 103 dreht sich das Rad 88 um eine halbe Steigung im Uhrzeigersinne. Wenn der Stab 9¹* freigegeben wird₉ dann dreht sich das Klinkenrad 88 um die nächstfolgende halbe Steigung und kehrt wieder in die Ruhestellung zurück, wodurch der Zahn 89 des Klinkenhebels 90 in '. fc Kontakt mit der vertikalen Planke des folgenden Zahns des Klinkenrades kommt. Auf diese Weise wird der Karte vertikal um ein Steigungsmaß nach unten verschoben und die nächstfolgende Reihe ist in Auslesestellung.

Beim Wiederholen des Vorganges wird die Karte um ein weiteres Steigungsmaß vorgeschoben. Dadurch kann durch abwechselndes D&üeken des Vorschiebknopfes 84 und der Taste ST die komplette Prüfung der zu untersuchenden Karte in der bareits angedeuteten Weise durchgeführt werden.

Schlußbemerkung

Figur 11 zeigt in schematischer perspektivischer Darstellung * eine mögliche Anordnung der verschiedenen Anzeige- und Bedienungsorgane auf der obererjDeakplatte der beschriebenen Vorrichtung. Die Programmkarte wird in den Spalt F links eingeführt und ganz nach unten geschoben: in diesem Zustand befindet sie sioh in der "O"-Stellung.

Der Handschalter CP wird in die O-Stellung gegeben und die Handschalter CM werden dann wie zuvor beschrieben eingestellt. Danach wird die zu prüfende Karte in den Vielfachstecker CS eingesteckt, der Schalter CP wird in die Stellung S gegeben und der Druckknopf PM und die Taste ST werden abwechselnd gedrückt. Der Druckknopf PM läßt die Programmkarte von einer Auslesestellung zur nächsten weitergehen und die Taste ST betätigt die Prüfung.

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Der Bedienende muß festhalten, welche Lampen in welchen Stellungen der Programmkarte gegebenenfalls aufleuchten. Am Ende dieses Vorganges ist es möglich, aus dem Muster der in gegebenen Stellungen der Programmkarte aufleuchtenden Lampen herauszufinden, welcher integrierte Schaltkreis schadhaft ist, in dem man eine Liste von Entsprechungen zwischen den Mustern der aufleuchtenden Lampen und möglichen Fehlern zu Rate zieht.

Die Entsprechungsliste kann auf bekannte Weise erhalten werden, indem man beispielsweise tatsächlich vorbestimmte mögliche Fehler einführt und experimentell das Prüfungsmuster ermittelt, welches sie feststellen kann und die dabei zwischen den richtigen Signalen und den AusgangsSignalen entstehenden Diskrepanzen aufzeichnet. Eine andere Möglichkeit, die Korrespondenzliste zu erhalten, besteht darin, einen elektronischen Rechner zu verwenden, der so programmiert ist, daß er die Schaltung jeder Karte nachahmt. Außerdem simmuliert man durch ein Programm alle möglichen Fehler, um eine Liste der Diskrepanzen zwischen den möglichen Ausgangssignalmustern und den richtigen Ausgangssignalmustern zu erhalten.

Dies erfordert ein Diagnoseprogramm, das in der Lage ist, die möglichen Fehler zu ermitteln.

Die Lage der Erhebungen auf der Programmkarte wird leicht bestimmt, wenn die Folge von Eingangsmustern für ein Diagnoseprogramm für eine vorgegebene Schaltkarte bekannt ist und ebenfalls die richtigen Signalmuster für die Ausgangssignale bekannt sind.

Die Liste der Diskrepanzen zwischen dem richtigen Ausgangssignalmuster und den möglichen Ausgangssignalmustern für jedes Eingangsprüfmuster und die Liste deifFehlerquellen, welche solche Diskrepanzen verursachen, werden auf wolche Weise in einer Tabelle zusammengefaßt, daß man eine Korrespondenzliste erhält, die der Bedienende zu Rate ziehen kann.

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Selbstverständlich bezieht sich die vorgehende Beschreibung nur auf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung und die Ansprüche sollen alle Veränderungen und Modifikationen des hier für die Erfindung gewählten Beispiels umfassen, welche nicht eine wesentliche Abweichung von dem Inhalt und der technischen Lehre der Erfindung beinhalten.

So können beispielsweise die Auslesekontakte durch Vertiefungen oder Löcher in den Karten anstatt durch Erhebungen betätigt werden. Die Kontakte selbst können einfache Metallfedern sein, die so angeordnet sind, daß sie elektrische Verbindungen mit der leitenden Oberfläche der Karte herstellen, wobei diese Verbindungen selektiv in ausgewählten Bereichen durch Bedeckung der Karte mit einer Isolationsschicht unterbrochen werden.

Weiterhin kann die Auslösung der Karte durch photo-elektrische Mittel erzielt werden. Beispielsweise kann man eine geeignete Lichtquelle an einer Seite der Karte vorsehen und eine Vielzahl von photo-empfindlichen Elementen, beispielsweise Photodioden, Photowiderstände usw., auf der entgegengesetzten Seite und die Karte mit öffnungen in ausgewählten Stellungen versehen, so daß bei jeder Auslesestellung nur die photo-empfindlichen Elemente, welche mit den öffnungen in Übereinstimmung sind, dem Licht ausgesetzt werden.

In dieser Form kann die Programmkarte durch eine photographische Platte ersetzt werden, auf der ein geeignetes Muster von transparenten und undurchlässigen Bereichen mit Hilfe geeigneter photographischer Mittel ausgebildet worden sind.

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Claims (9)

1. !951861

   Ansprüche

   Verfahren zum Betrieb eines Systems zur Prüfung digitaler elektrischer Schaltungen mit Eingangs- und Ausgangsanschlussen, bei dem eine vorgegebene Folge von Testsignalmustern an die Eingangsanschlüsse einer zu prüfenden Schaltung gegeben wird und jedes der zu einem vorbestimmten Zeitpunkt an den Ausgangsanschlüssen der Schaltung auftretenden Ausgangssignalmuster mit einem zugehörigen vorgegebenen Signalmuster verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge von Prüfsignalmustern und von zugehörigen vorgegebenen Signalmustern mit Hilfe von lokalen Änderungen eines einzigen Trägerteils (I²IO) registriert werden, der verschoben werden kann, um aufeinander folgende Auslesestellungen bezüglich einer Auslesevorrichtung (DL) einzunehmen, welche eine Vielzahl von Schaltelementen (H¹I) aufweist, die durch diese Lokalmodifikationen gesteuert werden und wobei in jeder Ausleseposition ein Prüfsignalmuster und das vorbestimmte zugehörige Signalmuster gleichzeitig durch die Auslesevorrichtung (DL) ausgelesen werden.
2. 2. Ein System zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil eine im wesentlichen starre Programmkarte (I¹IO) ist, die mit lokalen Modifikationen (125) versehen ist, welche in einem Matrixmuster angeordnet sind und jede Spalte der Matrix einem Schaltelement (114) der Auslesevorrichtung zugeordnet ist.
3. 3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schaltelement (114) der Auslesevorrichtung einem einzigen Anschlußpunkt der zu prüfenden Schaltung zugeordnet ist, mit Hilfe einer einzigen Prüfschaltung, welche eine Vergleichsschaltung (DC) zum Vergleich jedes Ausgangssignals mit einem zugehörigen vorgegebenen Signal und eine Auswerteschaltung (DV) zur Bewertung des Ergebnisses dieses Vergleichs am Ende eines vorgegebenen Zeitintervalls nach der Zuführung des Prüfsignals an den Eingangsanschluß besitzt.

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   J₃₄- 1951*61
4. 4. System nach Anspruch 3_S dadurch gekennzeichnet, daß es eine Zeitgeberschaltung zur Erzeugung eines ersten und zweiten Zeitgebersignals aufweist, welche durch ein geeignetes Zeitintervall voneinander getrennt sind, wobei das erste Zeitsignal die Zuführung eines Prüfsignalmusters an die Eingangsklemmen der zu prüfenden Schaltung und das zweite Zeitsignal die Auswertung der Ergebnisse des Vergleichs des Ausgangssignalmusters mit dem zugehörigen vorgegebenen Signalmuster steuert.
5. 5. System nach Anspruch 3_S dadurch gekennzeichnet, daß es eine Einstellvorrichtung (CM) für die Prüfschaltung, ein Mittel zur Aktivierung der Einstellvorrichtung entsprechend einer vorgegebenen Auslesestellung der Programmkarte (l40) enthält, wodurch die mit einer Eingangsklemme der zu prüfenden Schaltung verbundenen Schalterelemente(CM) einen ersten Zustand einnehmen und die mit einer Ausgangsklemme verbundenen Schalterelemente (CM) einen zweiten Zustand einnehmen, wobei diese Einstellungsvorrichtung eine Vielzahl von Einstellschaltern (CM) umfaßt, die jeweils einer einzigen Prüfschaltung zugeordnet sind und dadurch gestatten, daß die.zu Ausgangsklemmen gehörigen Prüfschaltungen die Ausgangssignale mit den zugehörigen vorgegebenen Signalen vergleichen.
6. 6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung eine Vergleichsvorrichtung zum Vergleich der Stellung jedes Einstellschalters mit der Stellung jedes zugehörigen Schalterelementes der Auslösevorrichtung in der vorgegebenen Auslesestellung der Programmkarte (I¹IO) und eine Vorrichtung zur Anzeige des Ergebnisses dieses Vergleiches besitzt.
7. 7. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es eine mechanische Vorrichtung zur schrittweisen Weiterführung der Programmkarte (I¹K)) aus einer Anfangslage in eine Endlage besitzt, die mindestens eine Vorschubfeder (103,10¹I), ein Teil zum Schieben der Karte enthält, welches der Wirkung der Vorschubfeder zur Bewegung eier Prograram-

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   karte (l40) in die Endstellung unterliegt, sowie ein starr mit einem Klinkenrad (88) verbundenes Stiftrad (87), einem mit dem Klinkenrad (88) zusammenwirkenden Klinkenhebel (90), einen auf den Klinkenhebel einwirkenden Steuerstab (94) und Mittel (119,120,121,122) (127) zur Einführung der Programmkarte (140) in die mechanische Vorrichtung in die Ausgangsstellung besitzt, wobei die Programmkarte mit einem Satz von öffnungen (126) versehen ist, welche mit den Stiften (85) des Stiftrades (87) in'Eingriff kommen können und die stufenweise Vorschubbewegung der Programmkarte aus der Anfangsstellung in die Endstellung durch eine Handbetätigung des Steuerstabes (94) und eine Schwenkwirkung auf den Klinkenhebel (90) möglich ist, so daß das Klinkenrad (88) sich stufenweise unter Wirkung der auf die Programmkarte wirkenden Vorschubfeder (103,104) und des Schiebeteils drehen kann.
8. 8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmkarte eine im wesentlichen rechteckförmige Metallplatte ist.
9. 9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die lokalen Modifikationen durch einen Ziehvorgang an der Metallplatte hergestellte Erhebungen (125) sind und daß die Schaltelemente von den Erhebungen betätigte Pederkontakte (114) sind.

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   Leers ei te