Magnetische Frequenzteilerschaltung Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Frequenzteilerschaltung.
Solche Vorrichtungen können beispielsweise bei binären oder dezimalen Zählschaltungen in elektro nischen Rechenmaschinen oder bei automatischen Signalsystemen Anwendung finden.
Es ist bereits eine magnetische Frequenzteiler- schaltung bekannt mit einem ersten und einem zwei ten Kern aus magnetischem Material mit rechtecki ger Hysteresisschleife, welche Kerne mit zwei in Reihe geschalteten ersten Wicklungen und zwei ge gensinnig in Reihe geschalteten zweiten Wicklungen versehen sind, wobei der erste Kern mit einer drit ten Wicklung versehen ist und Impulse bestimmter Polarität den in Reihe geschalteten Wicklungen und Impulse entgegengesetzter Polarität der erwähnten dritten Wicklung zugeführt werden, welche letzteren Impulse magnetisch im entgegengesetzten Sinne wie die ersteren Impulse auf den ersten Kein einwirken.
Die Erfindung hat eine Vereinfachung einer sol chen Schaltung zum Gegenstand, durch die ein Gleichrichter eingespart werden kann. Bei der ma gnetischen Frequenzteilerschaltung gemäss der Erfin dung weist die erste Wicklung auf dem ersten Kern mehr Windungen als die erste Wicklung auf dem zweiten Kern und die zweite Wicklung auf dem er sten Kern weniger Windungen als die zweite Wick lung auf dem zweiten Kern auf und werden die Im pulse entgegengesetzter Polarität auch den gegen sinnig in Reihe geschalteten zweiten Wicklungen zu geführt. Dabei wirken diese Impulse magnetisch in entgegengesetztem Sinne als über die dritte Wicklung auf den ersten Kern ein.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand zweier in den Fig. <B>1</B> und 4 dargestellten Ausführungsbei spiele näher erläutert. Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer Magnetisierungs- kurve, während die Fig. <B>3</B> und<B>5</B> sich auf Tabellen beziehen, welche die Wirkungsweise der Vorrichtungen nach den Fig. <B>1</B> und 4 erläutern.
Der binäre Frequenzteiler nach Fig. <B>1</B> enthält zwei Kerne<B>A</B> und B aus magnetischem Material mit einer rechteckigen Hysteresisschleife, wie sie ideali siert in Fig. 2 dargestellt ist.
Die Wicklungen WA1 <I>und</I> WB1 sind miteinan der in Reihe geschaltet und an eine Quelle<B><I>NG</I></B> nega tiver Impulse n angeschlossen. Die Wicklungen WA2 und WB2 sind gegensinnig in Reihe geschaltet und mit der Quelle<B>PG</B> positiver Impulse<B>p</B> verbunden, die auch über den Widerstand Rl der Wicklung WA3 auf dem Kein <B>A</B> Impulse zuführt. Diese Im pulse fallen zeitlich zwischen die negativen Impulse n. Die Impulse n können gegebenenfalls mittels eines Verzögerungsnetzwerkes von den Impulsen der Quelle PG'abgeleitet werden oder umgekehrt.
Die Wicklungen WAl <I>und</I> WB2 weisen mehr Windungen, auf als die Wicklungen WB1 und WA2. Die Kerne <B>A</B> und B können sich beide in zwei verschiedenen remanenten Zuständen<B>1</B> und<B>0</B> befinden, wie dies in Fig. 2 angegeben ist.
Die bei den Wicklungen ge zeichneten Punkte geben auf bekannte Weise die Enden der Wicklungen an, denen der positive Strom zugeführt werden muss, um die Kerne in den Zu stand<B>1</B> zuversetzen. Die Wirkungsweise dieser Schal tungsanordnung ist weiter folgende: Es wird angenommen, dass die Kerne in einem bestimmten Augenblick sich beide im Zustand<B>0</B> befinden. Durch den nächsten positiven Impuls<B>p</B> geht der Kein B infolge des die Wicklungen WB2 und WA2 durchfliessenden Stromes in den Zustand<B>1</B> über.
Weil sich hierbei die magnetische Induktion im Kein B verhältnismässig stark ändert, weist die Wicklung WB2 eine verhältnismässig hohe Selbst induktion auf, wodurch der Strom in diesem Kreis auf einen niedrigen Wert begrenzt wird. Dabei geht der Kern<B>A</B> auch in den Zustand<B>1</B> über, weil der Strom durch die Wicklung WA2 dem den Widerstand Rl und die Wicklung WA3 durchfliessenden Strom nur in geringem Masse entgegenwirkt. Der nächste negative Impuls n bringt den Kein <B>A</B> durch den die Wicklungen WA1 <I>und</I> WB1 durchfliessenden Strom in den Zustand<B>0</B> zurück.
Hierbei ergibt sich eine verhältnismässig starke Änderung der magnetischen Induktion im Kern<B>A,</B> so dass die Wicklung WA<B><I>1</I></B> eine hohe Selbstinduktion aufweist und der die Wicklung WB1 durchfliessende Strom auf einen der art niedrigen Wert beschränkt wird, dass die Feld stärke H im Kein B unterhalb des kritischen Wertes Hc bleibt.
Beim nächstfolgenden positiven Impuls<B>p</B> verbleiben die Kerne<B>A</B> und B im Zustand<B>0</B> bzw. <B>1,</B> denn der Impuls<B>p</B> ist derart gerichtet, dass der Kern B weiter in den Sättigungszustand<B>1</B> getrieben wird, so dass die Wicklung WB2 eine niedrige Selbstinduk tion aufweist und der die Wicklung WA2 durchflie ssende Strom dem Impuls in der Wicklung WA<B><I>1</I></B> derart entgegenwirkt, dass dieser den Zustand des Kernes<B>A</B> nicht ändern kann. Der nächste, negative Impuls n versetzt den Kein B in den Zustand<B>0</B> zu rück.
Durch diesen Impuls wird der Kern<B>A</B> weiter in den Sättigungszustand<B>0</B> ausgesteuert, so dass die Wicklung WA1 eine niedrige Impedanz aufweist und der die Wicklung IVB1 durchfliessende Strom einen derartigen Wert annimmt, dass der kritische Wert Hc der Feldstärke H im Kein B überschritten wird. Hier durch ist der Anfangszustand wiederum erreicht und wiederholt sich der Zyklus. Hierbei können Aus gangsimpulse nichtdargestellten Hilfswicklungen auf den Kernen<B>A</B> oder B oder einem mit den Wicklun gen WA1 <I>oder</I> WA2 in Reihe geschalteten Wider stand, z.
B. dem Widerstand R2, oder der Klemme UA oder<B>UB</B> entnommen werden.
Der Frequenztefler nach Fig. 4 enthält drei Kerne <B><I>A,</I></B><I> B</I> und<B>C,</B> wobei die Kerne<B>A</B> und B mit ihren Wicklungen ähnlich wie bei der Schaltungsanordnung nach Fig. <B>1</B> ausgebildet sind. In Reihe mit den Wick lungen WB1 und WB2 sind jetzt jedoch die weite ren Wicklungen WC1 und WC2 des Kernes<B>C</B> geschal tet, wobei die Windungszahl dieser Wicklungen gleich derjenigen der Wicklungen WB1 bzw. WB2 ist.
Wicklungen etwaiger weiterer Kerne können auf ähn liche Weise in Reihe geschaltet werden.
Die positiven und negativen Impulse werden in diesem Falle über die Gleichrichter Gl und<B>G2</B> vom Wechselspannungsgenerator GR geliefert. Der Ver bindungspunkt der Wicklungen WC2 und WB2 ist über einen Widerstand R3 mit einer Klemme des Generators GR verbunden.
Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung ist folgende: Wenn die Kerne<B><I>A,</I></B><I> B</I> und<B>C</B> sich in einem be stimmten Augenblick im Zustand<B>0</B> befinden, gehen die Kerne<B>A</B> und<B>C</B> unter der Einwirkung des nächst- folgenden positiven Impulses, der über den Glewh- richter <B>G2</B> der Reihenschaltung der Wicklungen WC2, WB2 und WA2 und auch über den Widerstand RI der Wicklung WA3 zugeführt wird, in den Zu stand<B>1</B> über. Der Kern<B>C</B> wechselt seinen Zustand infolge des die Wicklung WC2 durchfliessenden Stro mes.
Hierbei hat die Wicklung WC2 eine hohe Impe danz, die den Strom begrenzt, so dass infolge der zwischen der Wicklung WC2 und dem Widerstand R3 auftretenden Spannungsteilung sich über dem Widerstand R3 nur eine verhältnismässig niedrige Spannung ergibt, so dass der die Wicklung WB2 durchfliessende Strom zu gering ist, um den Zustand des Kernes B wechseln zu können. Der Kern<B>A</B> geht infolge des Impulses in der Wicklung WA3 in den Zustand<B>1</B> über. Beim folgenden negativen Impuls über den Gleichrichter Gl kehrt der Kern<B><I>A</I></B> in den Zustand<B>0</B> zurück.
Der Kern<B>C</B> verbleibt im Zustand <B>1,</B> weil die verhältnismässig hohe Impedanz der Wick lung WA1 den die Wicklung WC1 durchfliessenden Strom auf einen niedrigen Wert begrenzt. Der nächste positive Impuls versetzt die Kerne<B>A</B> und B in den Zustand<B>1,</B> und zwar den Kern<B>A</B> wiederum über die Wicklung WA3. Weil der Kern<B>C</B> sich bereits im Zustand<B>1</B> befindet, wird dieser Kern vom positiven Impuls weiter in Sättigung getrieben, so dass die Wicklung WC2 eine niedrige Impedanz hat.
Infolge dessen ergibt sich über dem Widerstand R3 eine hohe Spannung und der Strom durch die Wicklung WB2 nimmt derart zu, dass die Feldstärke Hc im Kern B überschritten wird. Da beim Zustandswechsel des Kernes B die Wicklung WB2 wiederum eine hohe Selbstinduktion aufweist, wird der die Wicklung WA2 durchfliessende Strom begrenzt, so dass dieser Strom dem die Wicklung WA3 durchfliessenden Strom nur in geringem Masse entgegenwirkt.
Infolge des näch sten negativen Impulses kehrt der Kern<B>A</B> erneut in den Zustand<B>0</B> zurück, wobei die hohe Impedanz der Wicklung WA<B><I>1</I></B> den Strom durch die Wicklun gen WB1 <I>und</I> WC1 derart begrenzt, dass die Keine B und<B>C</B> im Zustand<B>1</B> verbleiben. Bei dem jetzt er folgenden positiven Impuls bleiben die Keine im bestehenden Zustand.
Die Kerne B und<B>C</B> werden von diesem Impuls weiter in die Sättigung getrieben, so dass die Wicklungen WC2 und WB2 eine niedrige Impedanz aufweisen und der die Wicklung WA2 durchfliessende Strom dem die Wicklung WA3 durch fliessenden Strom effektiv entgegenwirkt.
Vom fol genden negativen Impuls wird der Kern<B>A</B> weiter in den Sättigungszustand<B>0</B> getrieben, wobei die Wicklung WA1 eine niedrige Impedanz aufweist und der die Wicklungen WC1 <I>und</I> WB1 durchfliessende Strom auf einen derartigen Wert zunimmt, dass die Keine B und<B>C</B> in den Zustand<B>0</B> zurückkehren. Hiermit ist der Anfangszustand wieder erreicht und der Zyklus wiederholt sich. Anfangsimpulse können gegebenenfalls nicht dargestellten Hilfswicklungen auf den Kernen B und<B>C</B> oder in Reihe mit den Wick lungen WA1 <I>oder</I> WA2 geschalteten Widerständen entnommen werden.
Die Ausgangshnpulse können einer folgenden Frequenzteilerstufe zugeführt wer den. Die Anzahl der Kerne kann nach Bedarf erwei tert werden, wobei im allgemeinen mit n Kernen ein Teilverhältnis gleich n erhalten wird.
Magnetic Frequency Divider Circuit The invention relates to a magnetic frequency divider circuit.
Such devices can be used, for example, in binary or decimal counting circuits in electronic calculating machines or in automatic signal systems.
A magnetic frequency divider circuit is already known with a first and a second core made of magnetic material with a rectangular hysteresis loop, which cores are provided with two first windings connected in series and two second windings connected in series, the first core is provided with a third winding and pulses of a certain polarity are supplied to the series-connected windings and pulses of opposite polarity to the third winding mentioned, which latter pulses act magnetically in the opposite sense as the former pulses on the first none.
The invention has a simplification of such a circuit for the subject, by which a rectifier can be saved. In the magnetic frequency divider circuit according to the invention, the first winding on the first core has more turns than the first winding on the second core and the second winding on the first core has fewer turns than the second winding on the second core and are the pulses of opposite polarity also lead to the second windings connected in series against sensible. These impulses act magnetically in the opposite sense than via the third winding on the first core.
The invention is explained in more detail below using two exemplary embodiments shown in FIGS. 1 and 4. FIG. 2 shows an example of a magnetization curve, while FIGS. 3 and 5 relate to tables which show the mode of operation of the devices according to FIGS </B> and 4 explain.
The binary frequency divider according to FIG. 1 contains two cores A and B made of magnetic material with a rectangular hysteresis loop, as is ideally shown in FIG.
The windings WA1 <I> and </I> WB1 are connected in series with one another and connected to a source of negative pulses n. The windings WA2 and WB2 are connected in series in opposite directions and connected to the source <B> PG </B> of positive pulses <B> p </B>, which are also connected to the No <B> A via the resistor R1 of the winding WA3 </B> supplies impulses. These pulses fall temporally between the negative pulses n. The pulses n can optionally be derived from the pulses of the source PG ′ by means of a delay network, or vice versa.
The windings WAl <I> and </I> WB2 have more turns than the windings WB1 and WA2. The cores <B> A </B> and B can both be in two different remanent states <B> 1 </B> and <B> 0 </B>, as is indicated in FIG. 2.
The points drawn for the windings indicate, in a known manner, the ends of the windings to which the positive current must be fed in order to put the cores into <B> 1 </B>. The mode of operation of this circuit arrangement is further as follows: It is assumed that the cores are both in the state <B> 0 </B> at a certain moment. With the next positive pulse <B> p </B>, No B changes to state <B> 1 </B> as a result of the current flowing through windings WB2 and WA2.
Because here the magnetic induction changes relatively strongly in No B, the winding WB2 has a relatively high self-induction, whereby the current in this circuit is limited to a low value. The core <B> A </B> also changes to state <B> 1 </B> because the current through the winding WA2 counteracts the current flowing through the resistor R1 and the winding WA3 only to a small extent. The next negative pulse n brings the no <B> A </B> back to the <B> 0 </B> state due to the current flowing through the windings WA1 <I> and </I> WB1.
This results in a relatively strong change in the magnetic induction in the core <B> A, </B> so that the winding WA <B> <I> 1 </I> </B> has a high level of self-induction and that of the winding WB1 The current flowing through is limited to such a low value that the field strength H in No B remains below the critical value Hc.
With the next positive impulse <B> p </B> the cores <B> A </B> and B remain in the state <B> 0 </B> or <B> 1, </B> because the impulse < B> p </B> is directed such that the core B is driven further into the saturation state <B> 1 </B>, so that the winding WB2 has a low self-induction and the current flowing through the winding WA2 corresponds to the pulse in the winding WA <B> <I> 1 </I> </B> in such a way that it cannot change the state of the core <B> A </B>. The next, negative pulse n puts the No B back into the state <B> 0 </B>.
With this pulse, the core <B> A </B> is driven further into the saturation state <B> 0 </B>, so that the winding WA1 has a low impedance and the current flowing through the winding IVB1 assumes a value such that the critical value Hc of the field strength H in No B is exceeded. Through this the initial state is reached again and the cycle repeats itself. Here, from output pulses not shown auxiliary windings on the cores <B> A </B> or B or a with the windings WA1 <I> or </I> WA2 in series resistance stood, z.
B. the resistor R2, or the terminal UA or <B> UB </B>.
The frequency counter according to FIG. 4 contains three cores <B><I>A, </I></B> <I> B </I> and <B> C, </B> where the cores <B> A </B> and B are designed with their windings similar to the circuit arrangement according to FIG. 1. In series with the windings WB1 and WB2, however, the further windings WC1 and WC2 of the core <B> C </B> are connected, the number of turns of these windings being the same as that of the windings WB1 or WB2.
Windings of any other cores can be connected in series in a similar way.
In this case, the positive and negative pulses are supplied by the AC voltage generator GR via the rectifiers Gl and G2. The connection point of the windings WC2 and WB2 is connected to one terminal of the generator GR via a resistor R3.
The mode of operation of this circuit arrangement is as follows: If the cores <B> <I> A, </I> </B> <I> B </I> and <B> C </B> are in a certain moment at State <B> 0 </B>, the cores <B> A </B> and <B> C </B> go under the influence of the next positive impulse, which is transmitted via the Glewrichter <B> G2 is supplied to the series connection of the windings WC2, WB2 and WA2 and also to the winding WA3 via the resistor RI, into the state <B> 1 </B>. The core <B> C </B> changes its state as a result of the current flowing through the winding WC2.
The winding WC2 has a high impedance, which limits the current, so that as a result of the voltage division occurring between the winding WC2 and the resistor R3, there is only a relatively low voltage across the resistor R3, so that the current flowing through the winding WB2 increases is small in order to change the state of the core B. The core <B> A </B> changes to state <B> 1 </B> as a result of the pulse in winding WA3. With the following negative pulse via the rectifier Gl, the core <B> <I> A </I> </B> returns to the state <B> 0 </B>.
The core <B> C </B> remains in state <B> 1 </B> because the relatively high impedance of the winding WA1 limits the current flowing through the winding WC1 to a low value. The next positive impulse puts the cores <B> A </B> and B into the state <B> 1 </B>, namely the core <B> A </B> again via the winding WA3. Because the core <B> C </B> is already in the state <B> 1 </B>, this core is driven further into saturation by the positive pulse, so that the winding WC2 has a low impedance.
As a result, there is a high voltage across the resistor R3 and the current through the winding WB2 increases in such a way that the field strength Hc in the core B is exceeded. Since the winding WB2 again has a high self-induction when the state of the core B changes, the current flowing through the winding WA2 is limited, so that this current only counteracts the current flowing through the winding WA3 to a small extent.
As a result of the next negative pulse, the core <B> A </B> again returns to the state <B> 0 </B>, whereby the high impedance of the winding WA <B> <I> 1 </I> < / B> limits the current through the windings WB1 <I> and </I> WC1 in such a way that none B and <B> C </B> remain in state <B> 1 </B>. With the positive impulse that now follows, the none remain in the existing state.
The cores B and C are driven further into saturation by this pulse, so that the windings WC2 and WB2 have a low impedance and the current flowing through the winding WA2 effectively counteracts the current flowing through the winding WA3.
The core <B> A </B> is driven further into the saturation state <B> 0 </B> by the following negative pulse, the winding WA1 having a low impedance and the winding WC1 <I> and </ I The current flowing through WB1 increases to such a value that none B and <B> C </B> return to the state <B> 0 </B>. With this the initial state is reached again and the cycle repeats itself. Initial pulses can optionally be taken from auxiliary windings (not shown) on cores B and C or resistors connected in series with windings WA1 or WA2.
The output pulses can be fed to a following frequency divider stage. The number of cores can be widened as required, with n cores generally giving a dividing ratio equal to n.