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Schaltungsanordnung zum Abfragen von statisch angelieferten digitalen Signalen
Für die Eingabe von digitalen Signalen in ein datenverarbeitendes System werden Schaltungen benötigt, die von den auf einer Reihe von Eingangsleitungen anliegenden digitalen Eingangssignalen auf einen Befehl hin eine oder mehrere Signale auswählen und dem Eingang des datenverarbeitenden Systems zuführen. Die Abfrage solcher Eingangssignale geschieht im allgemeinen mit Hilfe von Koinzidenzgattern, die bei einer grösseren Zahl von Eingangsleitungen, im Hinblick auf einen möglichst geringen Aufwand für die Abfrage. zweckmässigerweise in Form einer Matrix angeordnet sind. Solche Koinzidenzgatter können aus Widerständen und Richtleitern oder auch aus Magnetkernen mit rechteckiger Hystereseschleife aufgebaut werden.
Der Aufbau der Koinzidenzgatter aus Magnetkernen hat neben geringem Aufwand und grosser Zuverlässigkeit den Vorteil, dass eine galvanische Trennung zwischen den Quellen der digitalen Eingangssignale und dem datenverarbeitenden System besteht.
Ausserdem kann durch die Wahl der Windungszahl derjenigen Wicklungen, denen die Eingangssignale zugeführt werden, eine weitgehende Anpassung an den zur Verfügung stehenden Eingangsstrom erreicht werden. Jeder Magnetkern einer solchen Matrix besitzt eine Vormagnetisierungswicklung und kann nur dann ummagnetisiert werden, wenn Zeilen-, Spalten- und Eingangsstrom gleichzeitig auftreten. Die beim Ummagnetisieren eines Magnetkernes entstehende Induktionsänderung ergibt einen Spannungsstoss, der mit Hilfe eines mit allen Magnetkernen verketteten zusätzlichen Lesedrahtes abgenommen werden kann.
Damit ein abgefragter Magnetkern nach dem Ummagnetisieren und der Abschaltung des Zeilen- und Spaltenstromes wieder in seine Ausgangslage zurückkehren kann, muss die Vormagnetisierungsfeldstärke entsprechend gross gegenüber der Eingangsfeldstärke sein. Die untere Grenze für die Eingangsfeldstärke wird wesentlich durch die Koerzitivkraft des verwendeten ferromagnetischen Materials und durch die gewünschte Schaltzeit bestimmt.
Bei den bekannten Matrixanordnungen aus Magnetkernen mit rechteckiger Hystereseschleife werden die Zeilen- und Spaltenströme zur Auswahl eines bestimmten Magnetkernes völlig unabhängig von dem zur Erzeugung der Vormagnetisierung nötigen Strom gesteuert. Da die beim Abfragen eines Magnetkernes entstehende Spannung in intern zeitlichen Verlauf und in ihrem Maximalwert sehr stark von der zur Ummagnetisierüng zur Verfügung stehenden Feldstärke H = HV + Hsp + HZ + HE
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stärke H überhaupt nicht mehr ein.
Im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen, bei denen durch die völlig unabhängige Steuerung des
Vormagnetisierungsstromes bzw. der Zeilen- und Spaltenströme diese Bedingung nur sehr schwer zu erfüllen ist, löst die Erfindung dieses Problem dadurch, dass die einen Enden aller Zeilen- und Spaltenwicklungen miteinander verbunden und so an die Vormagnetisierungswicklung angeschlossen sind, dass jeweils bei Ansteuerung eines Magnetkernes die ausgewählten Zeilen- und Spaltenwicklungen parallel und mit der Vormagnetisierungswicklung in Reihe geschaltet. sind.
Durch diese Schaltungsmassnahmen ergibt sich bei gleichen Windungszahlen für die Vormagnetisierungswicklung bzw. die Zeilen- und Spaltenwicklung, dass die Summe der in der Zeilen- und in der Spaltssnwicklung fliessenden Ströme gleich dem in der Vormagnetisierungswicklung fliessenden Strom und auch die Summe der von den Zeilen- und Spaltenströmen hervorgerufenen Feldstärken gleich der Vormagnetisierungsfeldstärke ist.
An Hand der Fig. 1 und 2 werden ein Ausführungsbeispiel sowie die Wirkungsweise der Schaltunganordnung gemäss der Erfindung näher erläutert.
Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung gemäss der Erfindung besteht im wesentlichen aus den Magnetkernen Kl-K16, die über die Schalter S2 - S9 angesteuert werden können. Diese Magnetkerne sind ausser mit den Zeilenwicklungen Z1 - Z4 und den Spaltenwicklungen Spl-Sp4 noch mit einer allen Magnetkernen gemeinsamen Vormagnetisierungswicklung V verkettet.
Dabei sind die einen Enden aller Zeilen-und Spaltenwicklungen miteinander verbunden und so an die Vormagnetisierungswicklung V angeschlossen, dass jeweils bei Ansteuerung eines Magnetkernes die ausgewählten Zeilen- und Spaltenwicklungen parallel und mit der Vormagnetisierungswicklung in Reihe geschaltet sind. Solange keiner der Schalter S2 - S9 geschlossen ist, fliesst ein Strom von der Spannungsqeulle U über die Vormagnetisierungswicklung V aller Magnetkerne und den Schalter S1, der in diesem Zustand geschlossen ist. Wie aus Fig. 2, einer Hystereseschleife des verwendeten Magnetkernmaterials, zu erkennen ist, befinden sich die Magnetkerne in diesem Schaltzustand im Punkt 4 oder 3 der Hystereseschleife, je nachdem, ob in den einzelnen Kernen eine Eingangsfeldstärke vorhanden ist oder nicht.
Soll z. B. der Magnetkern K4, d. h. das an seiner Eingangswicklung E anliegende Signal abgefragt werden, dann werden die Schalter S5 und S6 geschlossen und gleichzeitig der Schalter S1 geöffnet. In diesem Schaltzustand fliesst ein Strom von der Stromquelle U über die gemeinsame Vormagnetisierungswicklung V und von dort je zur Hälfte über die Zeilenleitung Z1 und die Spaltenleitung Sp4. Die Summe der in der Zeilenleitung Z1 und der Spaltenleitung Sp4 fliessenden Ströme ist damit gleich dem Strom, der in der Vormagnetisierungswicklung V fliesst. Geht man von der Voraussetzung aus, dass die
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Teilströmen hervorgerufenen Erregungen entgegengesetzt gleich der Erregung, die der in der Vormagnetisierungswicklung V fliessende Strom im Magnetkern K4 hervorruft.
In diesem Schaltzustand befindet sich der Magnetkern K4 genau im Punkt 0 der Hystereseschleife, wenn kein Eingangssignal an der Wicklung E des Kernes K4 anliegt. Ein an der Wicklung E anliegendes Signal erregt dagegen den Magnetkern K4 so, dass er sich im Punkt 2 der Hystereseschleife befindet. Nach Öffnen der beiden Schalter S5 und S6 sowie Schliessen des Schalters S1 kehrt der Magnetkern K4 über den Punkt 1 hinweg zum Punkt 3 oder 4 der Hystereseschleife zurück. Die bei der Ummagnetisierung des Magnetkernes vom Punkt 0 zum Punkt 2 entstehende Spannung kann mit Hilfe der allen Magnetkernen der Anordnung gemeinsamen Lesewicklung L abgenommen werden.
Zum Zwecke der besseren Übersicht wurde das Vorhandensein einer Eingangswicklung E nur beim Magnetkern K4 dargestellt. Selbstverständlich tragen alle andern Magnetkerne der Anordnung ebenfalls eine solche Eingangswicklung E.
Soll bei der Ansteuerung einer bestimmten Adresse nicht nur ein einzelner Magnetkern, sondern eine Reihe von Magnetkernen parallel, d. h. gleichzeitig abgefragt werden, so ist eine entsprechende
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Anzahl von Magnetkernmatrizen so anzuordnen, dass alle zugehörigen Zeilen- bzw. Spaltenwicklungen hintereinandergeschaltet sind und dadurch zum gleichen Zeitpunkt von ein und demselben Strom zur Erzeugung der Zeilen-bzw. Spaltenfeldstärke durchflossen werden. Jede Matrix besitzt dabei aber eine eigene Lesewicklung. Die Wicklung zur Erzeugung der Vormagnetisierung führt dagegen durch sämtliche Magnetkerne aller Matrizen. Auf diese Weise wird erreicht, dass zur Stromversorgung aller Matrixanordnungen nur eine einzige Stromquelle vorzusehen ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zum Abfragen von statisch angelieferten digitalen Signalen unter Verwendung von nach Art einer Matrix angeordneten Koinzidenzgattern aus mit Hilfe einer stromdurchflossenen Wicklung vormagnetisiertenMagnetkernen, bei der zur Ansteuerung eines bestimmten Magnetkernes (Koinzidenzgatters) die zugeordnete Zeilen- und Spaltenwicklung der Matrix durch Betätigen der mit den Wicklungen in Reihe liegenden Schaltern so erregt wird, dass die Summe der durch diese Wicklungen in dem angesteuerten Magnetkern hervorgerufenen Erregungen so gross, aber entgegengesetzt gerichtet ist, wie die durch die Vormagnetisierungswicklung hervorgerufene Erregung, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Enden aller Zeilen- (Zl - Z4) und Spaltenwicklungen (Spl-Sp4)
miteinander verbunden und so an die Vormagnetisierungswicklung (V) angeschlossen sind, dass jeweils bei Ansteuerung eines Magnetkernes (Kl-K16) die ausgewählten Zeilen- (ZI-Z4) und Spaltenwicklungen (Spl-Sp4) parallel und mit der Vormagnetisierungswicklung (V) in Reihe geschaltet sind.