DE1108488B - Anordnung zur kettenweisen UEbertragung von binaeren Informationen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur kettenweisen Übertragung von binären Informationen mittels Stufen von sättigbaren Magnetkernen mit rechteckiger Hysteresisschleife, bei welcher jede Stufe zwei Kerne enthält und für jede zu übertragende Binärziffer drei Stufen vorgesehen sind, jeder Kern jeder Stufe eine Einstellwicklung, eine Abnahmewicklung und eine Steuerwicklung für die Fortschaltung der Information von einer Stufe zur nächsten trägt und die in Serie geschalteten Abnahmewicklungen der Kerne einer Stufe mit den in Serie geschalteten Einstellwicklungen der Kerne der folgenden Stufe verbunden sind.

Bekannte Anordnungen dieser Art beruhen auf den Magnetkern-Verschiebeketten, bei denen die Verschiebung der auf den Kernen in Form von verschiedenartigen Magnetisierungszuständen gespeicherten Informationen dadurch erfolgt, daß abwechselnd an die geradzahligen und dann an die ungeradzahligen Kerne Steuerimpulse gelegt werden. Durch die Verwendung von zwei Magnetkernen in jeder Stufe, die so parallelgeschaltet sind, daß sich die Nutzimpulse addieren, während die Störimpulse sich gegenseitig aufheben, soll erreicht werden, daß Magnetkerne aus einem Material mit weniger rechteckiger Hysteresisschleife verwendet werden können. Für die Fortpflanzung der Information wirken aber im übrigen die beiden Kerne jeder Stufe wie ein einziger Kern. Daher sind auch ihre Steuerwicklungen in Serie geschaltet.

Bei diesen Verschiebeketten besteht das Problem, daß Magnetkerne im Gegensatz zu Elektronenröhren und ähnlichen Vorrichtungen bilaterale Elemente sind, d. h., daß Vorgänge an der Ausgangsseite des Kerns auf die Eingangsseite zurückwirken. Es müssen daher bei der Zusammenschaltung der Magnetkernstufen besondere Vorkehrungen getroffen werden, um zu verhindern, daß sich die Energie in der falschen Richtung ausbreitet. Ebenso muß verhindert werden, daß bei der Einstellung eines Kerns auf Grund der Ummagnetisierung des vorhergehenden Kerns diese Wirkung über den einzustellenden Kern hinaus auf die folgende Stufe übergreift. Bei allen bekannten Magnetkern-Verschieberegistern werden zu diesem Zweck in den Verbindungsschleifen zwischen den Kernen Gleichrichter angebracht, welche die unerwünschte Ausbreitung der Informationen verhindern.

Die Verbindung von Magnetkernen mit rechteckiger Hysteresisschleife und Gleichrichtern, meistens Kristalldioden, ist jedoch in mehrfacher Hinsicht nachteilig. Die kleinen Ferritringkerne, die gewöhnlich verwendet werden, sind billige Elemente, deren Anordnung zur kettenweisen Übertragung
von binären Informationen

Anmelder:

S. E. A. Societe d'Electronique

et d'Automatisme,
Courbevoie, Seine (Frankreich)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz

und Dr. rer. nat. G. Hauser, Patentanwälte,

München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 21. Februar 1957

Preis im Verhältnis zu dem der Kristalldioden gering ist. Wenn nun jedem Magnetkern eine Kristalldiode zugeordnet werden muß, wird bereits dadurch der Vorteil der Billigkeit der Magnetkerne weitgehend aufgehoben. Ferner erfreuen sich die Magnetkerne vor allem deswegen großer Beliebtheit, weil sie sehr robuste und unempfindliche Elemente sind, die eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer haben. Im Gegensatz dazu handelt es sich bei den Kristalldioden um temperatur- und stoßempfindliche Elemente, die einer schnellen Alterung unterworfen sind und eine kurze Lebensdauer besitzen. Da die Güte einer Kette aber bekanntlich stets durch das schwächste Glied bestimmt wird, können bei den bekannten Magnetkern-Verschieberegistern die Vorteile der Magnetkerne praktisch nicht ausgenutzt werden.

Ein weiterer Nachteil der Verbindung von Magnetkernen mit Gleichrichtern beruht auf den unterschiedlichen Innenwiderständen der beiden Elemente. Ein rationeller, einfacher und billiger Aufbau von Schaltungen aus den üblicherweise sehr kleinen Ferritringkernen läßt sich nur dann erzielen, wenn die Zahl der auf jedem Kern anzubringenden Windungen möglichst gering ist. Am vorteilhaftesten ist die Verwendung einer einzigen Windung für jede Wicklung, d. h., daß lediglich ein Draht durch den Kern hindurchgesteckt wird. In diesem Fall sind natürlich die in den Wicklungen induzierten Spannungen sehr klein, während beträchtliche Ströme fließen können. Kristalldioden sind dagegen verhältnismäßig hoch-

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ohmige Elemente, die zwar eine beträchtliche Spannung ertragen, aber nur einen begrenzten Strom führen können. Um nun die Kristalldioden und die Magnetkerne einigermaßen aneinander anzupassen, muß eine beträchtliche Anzahl von Windungen auf jedem der kleinen Ringkerne angebracht werden, damit die induzierten Ströme in den erlaubten Grenzen bleiben. Das Bewickeln der kleinen Kerne ist aber eine sehr mühselige Arbeit, die einen erheblichen Zeitaufwand erfordert und dadurch den Preis des fertigbewickelten Kerns auf ein Vielfaches des Preises des leeren Kerns hinaufsetzt.

Ziel der Erfindung ist daher eine Anordnung zur kettenweisen Übertragung von binären Informationen, bei der keine Gleichrichterelemente benötigt werden.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß in jeder Stufe die Einstellwicklungen gleichsinnig und die Abnahmewicklungen gegensinnig in Serie geschaltet sind, daß die Abnahmewicklungen jeder Stufe ohne Einfügung weiterer Schaltungselemente in Serie mit den Einstellwicklungen der folgenden Stufe geschaltet sind, daß die Steuerwicklungen der beiden Kerne einer Stufe getrennt sind und getrennte Steuerströme empfangen, die gegenseitig phasenverschoben sind und sich zeitlich überlappen, und daß der erste Steuerstrom einer Stufe während der Zeit, in der er allein vorhanden ist, eine Intensität besitzt, die nicht ausreicht, um in dem Verbindungskreis zur nächsten Stufe einen Strom zu induzieren, der die Einstellung der folgenden Stufe bewirken kann.

Die erfindungsgemäße Anordnung enthält nur die Magnetkerne mit ihren Wicklungen. Da keine Gleichrichter vorhanden sind, kann die Windungszahl der Wicklungen klein gehalten werden. Die Herstellung der Anordnung wird dadurch vereinfacht und verbilligt. Ferner können sehr kleine Kerne Verwendung finden, die zum Schalten nur wenig Energie benötigen. Wegen des Fehlens der empfindlichen Dioden ist die Betriebssicherheit groß, und die Lebensdauer der Anordnung ist praktisch unbegrenzt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt

Fig. 1 das Schaltbild eines Abschnitts der Übertragungskette und

Fig. 2 eine Anzahl von Diagrammen, welche den zeitlichen Verlauf der in der Schaltung von Fig. 1 verwendeten Fortschalteströme zeigen.

Der in Fig. 1 gezeigte Abschnitt der Übertragungskette enthält grundsätzlich die drei Kernpaare A1-B1, A2-B2 und A3-B3, welche für die Verarbeitung einer Binärziffer erforderlich sind. In der Zeichnung sind ferner die beiden in der Kette folgenden nächsten Kernpaare A'l-B'l und A'2-B'2 dargestellt, welche die vorhergehende Binärziffer der Information verarbeiten, um die Verbindungen der Steuerwicklungen bei dem betrachteten Beispiel besser zu erkennen.

Jeder Kern besitzt eine Einstellwicklung 1 und eine Abnahmewicklung 2. Jeder der Kerne A ist mit einer Steuerwicklung 3 versehen, während jeder der Kerne B eine Steuerwicklung 4 trägt. Die den verschiedenen Wicklungen zugeordneten Punkte stellen symbolisch in an sich bekannter Weise den Wirkungssinn der Wicklungen in bezug auf die sie tragenden Kerne dar. Wie erwähnt wurde, sind die Wicklungen 1 in jeder Stufe so in Serie geschaltet, daß sich ihre Wirkungen addieren, d. h. daß sie den gleichen Wirkungssinn in bezug auf die Kerne haben, während die Wicklungen 2 so in Serie geschaltet sind, daß sich ihre Wirkungen subtrahieren, d. L, daß ihre Wirkungssinne in bezug auf die zugehörigen Kerne entgegengesetzt sind, oder umgekehrt, je nachdem, ob die Wirkungen der Flußänderungen in den Kernen die gleichen oder entgegengesetzte Richtungen besitzen.

Die Wicklungen 3 empfangen eine dreiphasige Gruppe von Fortschalteströmen il, il, /3. Die Wicklungen 4 empfangen eine dreiphasige Gruppe von Fortschalteströmen II, 12, 13. Die Ströme können beispielsweise die in Fig. 2 gezeigten zeitlichen Verläufe haben. Jede Übertragung geschieht in zwei Zeitabschnitten, die in den Diagrammen mit α bzw. b bezeichnet sind. Es sei angenommen, daß in der allgemeinen Ruhestellung alle Kerne den gleichen Magnetisierungszustand G besitzen. Sie tragen dann die Binärziffer 0. Dagegen geschieht die Darstellung der Binärziffer in einer Stufe durch den entgegengesetzten Magnetisierungszustand D der Kerne dieser Stufe. Wenn beispielsweise die Ziffer 1 in der Stufe A 2-B 2 vorhanden ist, erhält man:

	(D	(2)	(3)	(10 -	(20
A	G	D	G	G	G
B	G	D	G	G	G

Die vorhergehende Binärziffer, die dann von dem Kernpaar A'2-B' 2 getragen wird, ist also 0.

In diesem Fall wird durch den Übergang des Kerns B 2 vom Zustand D in den Zustand G der Übergang der Kerne A 3 und B 3 von G nach D hervorgerufen, um die Fortbewegung der Binärziffer 1 zu bewirken. Die algebraische Summe der Flußänderungen der beiden Abnahmewicklungen ist für diese Zustandsänderung Null. Damit eine Übertragung möglich ist, genügt es, daß das Windungszahlverhältnis der Wicklungen 2 und der Wicklungen 1 größer als zwei ist. Die Übertragung der die Ziffer 1 darstellenden Information vom Kernpaar A 2-B 2 zum Kernpaar A 3-B 3 vollzieht sich in zwei Zeitabschnitten.

Im ersten Zeitabschnitt hat der Strom ζ 2 den Verlauf, der in der Periode a des entsprechenden Diagramms von Fig. 2 gezeigt ist. Der Kern A 2 klappt von D nach G um, jedoch ist die Amplitude des Stroms ζ 2 nicht ausreichend, um bei diesem Umklappen in der Abnahmewicklung dieses Kerns oder genauer in der Schleife, welche über die in Serie geschalteten Wicklungen die zweite und die dritte Stufe verbindet, einen Strom zu erzeugen, der so groß ist, daß die Koerzitivfeidstärke auf dem Kern B 2 oder auf den Kernen A 3 und B 3 erreicht wird. Während der Wirkung des Stroms /2 in dieser Periode α wird der Kern B1 der vorhergehenden Stufe im Zustand G gehalten, da er zu diesem Zweck den Fortschaltestrom/l (Fig. 2) erhält. Am Ende der Periode α ist dementsprechend der folgende Zustand erreicht:

	(D	(2)	(3)	(10	(20
A	G	G	G	G	G
B	G	D	G	G	G

Im zweiten Zeitabschnitt b wird der Fortschaltewicklung des Kerns B 2 ein starker Strom /2 zugeführt, welcher das Umklappen dieses Kerns von D

nach G bewirkt. Der Kern B1 wird durch den Strom 71 immer noch im Zustand G gehalten, und der Kern A 2 wird aus Sicherheitsgründen durch den Strom ζ 2, welcher in diesem Zeitabschnitt eine größere Amplitude besitzt ebenfalls im Zustand G gehalten. Der in der Wicklung 2 des Kerns B 2 während der Zeit b induzierte Strom ist ausreichend, um die Kerne A 3 und B 3 der folgenden Stufe in den Zustand D umklappen zu lassen. Am Ende der Periode b hat man also folgenden Zustand:

IO

	(D	(2)	(3)	(10	(2')
A	G	G	D	G	G
B	G	G	D	G	G

Damit ist die Übertragung der Information von der zweiten auf die dritte Stufe der Kette durchgeführt worden. Der Vorgang beginnt von neuem für die Übertragung von der dritten auf die vierte Stufe, wie aus den Diagrammen der Steuerströme von Fig. 2 zu erkennen ist.

Die Steuerströme können auch anders verlaufen. Beispielsweise können, wie in gestrichelten Linien in Fig. 2 dargestellt ist, die Ströme II, 12,13 nach einer Periode b, in welcher sie eine hohe Amplitude hatten, um die Übertragung zu gewährleisten, in der darauf folgenden Periode α und b eine geringere Amplitude besitzen, da sie dann nur dazu dienen, die entsprechenden Kerne in einem bestimmten Zustand zu halten. Die verschiedenen Amplituden der Steuerströme können ferner dadurch erreicht werden, daß getrennte Ströme zeitlich überlagert und getrennten Wicklungen der Kerne zugeführt werden.

Claims (5)

35 PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung zur kettenweisen Übertragung von binären Informationen mittels Stufen von sättigbaren Magnetkernen mit rechteckiger Hysteresisschleife, bei welcher jede Stufe zwei Kerne enthält und für jede zu übertragende Binärziffer drei Stufen vorgesehen sind, jeder Kern jeder Stufe eine Einstellwicklung, eine Abnahmewicklung und eine Steuerwicklung für die Fortschaltung der Information von einer Stufe zur nächsten trägt und die in Serie geschalteten Abnahmewicklungen der Kerne einer Stufe mit den in Serie geschalteten Einstellwicklungen der Kerne der folgenden Stufe verbunden sind, dadurch gekenn zeichnet, daß in jeder Stufe die Einstellwicklungen (1) gleichsinnig und die Abnahmewicklungen (2) gegensinnig in Serie geschaltet sind, daß die Abnahmewicklungen (2) jeder Stufe ohne Einfügung weiterer Schaltungselemente in Serie mit den Einstellwicklungen (1) der folgenden Stufe geschaltet sind, daß die Steuerwicklungen (3, 4) der beiden Kerne (A, B) einer Stufe getrennt sind und getrennte Steuerströme (i bzw. I) empfangen, die gegenseitig phasenverschoben sind und sich zeitlich überlappen, und daß der erste Steuerstrom (H) einer Stufe (A 1, B1) während der Zeit (a), in der er allein vorhanden ist, eine Intensität besitzt, die nicht ausreicht, um in dem Verbindungskreis zur nächsten Stufe einen Strom zu induzieren, der die Einstellung der folgenden Stufe bewirken kann.

2. Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Steuerstrom (/1) einer Stufe (Al, Bl) während der Dauer des ersten Steuerstromes (z2) der folgenden Stufe (A 2, B 2) besteht.

3. Anordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der beiden Steuerströme (zl, H) einer Stufe während der Zeit (b), in der sie gleichzeitig vorhanden sind, gegenüber der übrigen Zeit erhöht ist.

4. Anordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Steuerströme einer Stufe eine Intensität besitzen, die nicht ausreicht, um in dem Verbindungskreis zur folgenden Stufe einen für die Einstellung ausreichenden Strom zu induzieren, und daß jeder der Kerne eine weitere Steuerwicklung trägt, der ein zur Erreichung dieses Wertes ausreichender zusätzlicher Steuerstrom in der Zeit zugeführt wird, in der die beiden ersten Steuerströme gleichzeitig vorhanden sind.

5. Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungszahl der Abnahmewicklungen (2) mindestens doppelt so groß wie die Windungszahl der Einstellwicklungen (1) ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 930 242.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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