Einrichtung zum Auswählen eines Speicherkernes aus einer Vielfalt von Speicherkernen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Auswählen eines Speicherkernes aus einer Vielfalt von Speicherkernen.
Die Erfindung ist besonders, aber nicht ausschliess lich wertvoll für magnetische binäre Codierungsvor richtungen, welche für elektrische Impulscodemodula- tions-Nachrichtenanlagen verwendet werden. Codie rungsvorrichtungen dieser Art erzeugen gewöhnlich die entsprechenden Ziffernimpulse des entsprechenden Zil:ernimpuls des Codes gleichzeitig auf getrennten Leitern, und es ist oft nötig, Mittel vorzusehen, um diese Impulse in Serie oder hintereinander auf einem Einzelleiter zu erhalten, so dass sie auf einer Zeit- verteilbasis über einen Einzelkanal übertragen werden können.
Die Ziffernimpulse können in entsprechenden magnetischen Speichervorrichtungen gespeichert wer den, und um diese Impulse hintereinander zu erzeugen, ist es nötig, die Speichervorrichtungen auf irgendeine Art abzutasten, um die in diesen enthaltenen Impulse abzulesen. Dies ist bei Informationsspeicheranlagen selbstverständlich ein oft wiederkehrendes Problem, aber es hat sich gezeigt, dass die üblichen einfachen Ableseverfahren bei einer magnetischen Speicherung Schwierigkeiten bieten, und zwar wegen der Belastung der Ablesevorrichtung durch die Speichervorrichtung.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Wähleinrichtung, welche besonders zur Verwendung als magnetische Codierungsvorrich tung geeignet ist.
Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise unter Bezugnahme aufdieZeichnungnäherbeschrieben. Die Fig. 1 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines in der Beschreibung verwendeten Symbols, die Fig. 2 eine Schaltung einer Einrichtung für die Ablesung von Informationen aus einem Informations- speicher, welche im Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet ist, die Fig. 3 und 4 zeigen Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 2,
die Fig. 5 zeigt das vereinfachte Schaltungsschema eines Ausführungsbeispieles einer Wähleinrichtung gemäss der Erfindung, welche hier als magnetische Codierungsvorrichtung ausgebildet ist und eine Ablese- schaltung nach Fig. 2 verwendet, die Fig.6 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 5,
die Fig. 7 und 8 zeigen zusammen das Schaltungs schema der vollständigen magnetischen Codierungs vorrichtung der Fig. 5 und die Fig. 9 und 10 Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 7 und B.
Die Erfindung verwendet Kerne aus Ferrit oder einem anderen ferromagnetischen Material, welches eine praktisch rechteckige Hysteresiskurve aufweist. Diese Kerne können sich in zwei Zuständen befinden, bei denen in entgegengesetzten Richtungen praktisch eine Sättigung vorhanden ist, und sie können durch geeignete Ströme oder Impulse, die den auf den Kernen vorhandenen Windungen zugeführt werden, vom einen Zustand in den anderen übergeführt werden.
Um die in der Zeichnung dargestellten Schaltungen zeichnerisch zu vereinfachen, ist ein Magnetkern schematisch als eine dicke, gewöhnliche, horizontale gerade Linie dargestellt, und eine Wicklung auf dem Kern ist durch eine kurze geneigte Linie dargestellt, wobei die Richtung der Neigung dieser kurzen Linie den Richtungssinn der Wicklung anzeigt. In der Fig. 1 ist somit der Magnetkern 1 mit einer Wicklung 2 ver sehen, welche durch eine kurze nach rechts abfallende geneigte Linie dargestellt ist, und mit einer weiteren Wicklung 3 versehen, welche durch eine kurze nach rechts steigende geneigte Linie dargestellt ist. Die vertikalen Leiter 4 und 5, welche durch die Schnitt punkte der Wicklungen 2 und 3 mit dem Kern 1 führen, sind Leiter, mit denen die Wicklungen 2 und 3 je in Serie geschaltet sind.
Es wird angenommen, dass die Wicklung 2 gerade oder vorwärts gewickelt ist, und dass die Wicklung 3 im Gegensinn oder rückwärts gewickelt ist, und dass ein im Leiter 4 nach unten oder im Leiter 5 nach oben fliessender Strom im Kern 1 einen Fluss erzeugt, welcher von links nach rechts verläuft, wie dies durch den Pfeil 6 zum Ausdruck kommt. Somit erzeugt ein im Leiter 4 nach oben oder im Leiter 5 nach unten fliessender Strom einen Fluss in der Gegenrich tung.
Selbstverständlich weist der Kern vorzugsweise Ringform auf und besteht nicht aus einem geraden Stab, wie dies in der Fig. 1 zum Ausdruck kommt, und ausserdem kann jeder Kern irgendeine Anzahl getrenn ter Wicklungen aufweisen, von denen einige vorwärts und andere rückwärts gewickelt sein können und ausserdem verschiedene Windungszahlen aufweisen können.
Die in der Fig. 2 dargestellte Schaltung zur Ab lesung von gespeicherten Informationen weist drei Magnetkerne 6, 7 und 8 auf, welche in der Folge als Einstellkern, Ablesekern und Ausgangskern bezeichnet werden. Der Kern 6 hat eine Eingangswicklung 9 und eine Ausgangswicklung 10, welche beide vorwärts gewickelt sind. Der Kern 7 weist eine vorwärts ge wickelte Eingangswicklung 11 und eine rückwärts gewickelte Ausgangswicklung 12 auf. Der Kern 8 weis eine vorwärts gewickelte Eingangswicklung 13 und eine Vorspannwicklung 14 und eine Ausgangswicklung 15 auf, wobei die Wicklungen 14 und 15 rückwärts gewickelt sind.
Eine Einstellstromquelle 16 ist mit der Wicklung 9 und eine Ablesestromquelle 1.7 mit der Wicklung 11 verbunden. Diese Quellen sollten vor zugsweise hochohmig sein, und sie liefern die Ströme Is und IR, welche nach unten durch die Wicklungen 9 bzw. 11 fliessen, wenn sie positiv sind.
Wie später erläutert wird, sind die Ströme 1s und IR anfänglich negativ, so dass die beiden Kerne 6 und 7 mit einem Fluss vorgespannt oder vormagnetisiert sind, welcher von rechts nach links fliesst. Die Wicklungen 10, 12 und 13 liegen in einer Serie schleife, so dass ein in der Schleife im Uhrzeigersinn fliessender Strom durch die Wicklungen 12 und 10 aufwärts und durch die Wicklung 13 abwärts fliesst. Die Vorspannwicklung 14 ist mit der Wicklung 9 des Einstellkernes 6 über einen Gleichrichter 18 in Serie geschaltet, welcher so gepolt ist, dass ein Strom von oben nach unten durch die Wicklung 14 fliessen kann, und zwar nur dann, wenn 1s negativ ist.
Ein zweiter Gleichrichter 19 vervollständigt die Verbindung zwi.- sehen der Quelle 16 und der Wicklung 9, wenn Is positiv ist; dieser Gleichrichter ist so gepolt, dass er bei negativem Strom Is gesperrt ist. Wenn Is positiv ist, fliesst dieser Strom von der Quelle 16 durch die Wick lung 9 und den Gleichrichter 19. Wenn Is negativ ist, fliesst dieser Strom von der Quelle 16 durch die Wick lung 9, den Gleichrichter 18 und die Wicklung 14. Die Ausgangswicklung 15 ist über die Gleichrichter 22 mit dem Ausgangsklemmenpaar 20, 21 verbunden.
In der Fig. 3 hat der Einstellstrom 1s anfänglich einen Wert -h und der Ablesestrom IR anfänglich einen Wert -I.. Somit sind, wie bereits erwähnt, die beiden Kerne 6 und 7 negativ vorgespannt, und zwar auf einen Punkt 23 auf den unteren Zweig der in der Fig. 4 in idealisierter Form dargestellten Hysteresiskurve. Da in diesem Zustand der Gleichrichter 18 leitet, und der Gleichrichter 19 gesperrt ist, ist auch der Kern 8 auf einen ähnlichen oder gleichen Punkt vorgespannt.
Im Zeitpunkt t1 (Fig. 3) wird ein Informationsbit durch die Änderung des Einstellstromes Is vom Wert -Il auf den Wert +I1 angezeigt. Durch diese Strom änderung wird der Kern 6 auf einen Punkt 211 auf dem oberen Zweig der Hysteresiskurve (Fig. 4) umgeschal tet, und die plötzliche Flussänderung erzeugt in der Wicklung 10 eine E. M.
K., welche einen Stromimpuls il erzeugt, welcher in der Wicklung 13 von oben nach unten fliesst. Im Zeitpunkt t1 bewirkt ausserde_n die Umkehr des Stromes 1s die Entsperrung des Gleich richters 19 und die Sperrung des Gleichrichters 18, wodurch die Vorspannung vom Kern 8 entfernt wird, so dass dieser den Zustand annimmt, welcher ungefähr durch den Punkt 25 der Fig. 4 dargestellt ist, und somit wird dieser Kern durch den Stromimpuls il in den durch den Punkt 26 dargestellten Zustand versetzt.
Die so erzeugte Flussänderung induziert in der Aus gangswicklung 15 eine E. M. K., aber der Gleichrichter 22 ist so gepolt, dass er durch diese E. M. K. gesperrt wird, so dass kein Ausgangsstromimpuls austritt. Das Informationsbit ist nun im Ausgangskern 8 gespeichert.
Um dieses Informationsbit abzulesen, und zwar in irgendeinem Zeitpunkt t2,, welcher später auftritt als der Zeitpunkt tl, wird der Strom IR der Quelle 17 vom Wert -I. auf den Wert +I, gebracht. Da die Wicklung 12 rückwärts gewickelt ist, entsteht dadurch ein Impuls iz, welcher durch die Wicklung 13 von unten nach oben fliesst und den Zustand des Ausgangskernes 8 vom Punkt 26 auf den Punkt 25 (Fig. 4) zurückführt. In diesem Fall weist die E. M.
K. in der Wicklung 15 entgegengesetzte Wicklung auf, so dass der Gleich richter 22 entsperrt wird und ein Impuls an die Aus gangsklemmen 20 und 21 gelangen kann.
In einem auf den Zeitpunkt t, (Fig. 3) folgenden Zeitpunkt t;; kehrt der Einstellstrom IS auf den Wert -Il zurück. Dadurch wird im Schleifenstromkreis ein Stromimpuls -il erzeugt, dessen Richtung der darge stellten Richtung entgegengesetzt ist, und ausserdem wird der Ausgangskern 8 negativ vom Punkt 25 auf den Punkt 23 (Fig. 4) vorgespannt.
Der Stromimpuls -il hat somit keine Wirkung auf den Ausgangskern 8, und er hat ebenfalls keine Wirkung auf den A blesekern 7, da dieser auf den Punkt 24 (Fig. 4) vorgespannt ist. Schliesslich kehrt in irgendeinem auf den Zeitpunkt t, (Fig.3) folgenden Zeitpunkt t, der Strom IR der Ablesequelle 17 vom Wert +h auf der. Wert-1. zurück.
Dadurch entsteht ein Schleifenstromimpuls -i., und zwar entgegen der gezeigten Richtung, und dieser Stromimpuls hat keine Wirkung auf den Einstellkern 6, da dieser Kern auf den Punkt 23 (Fig. 4) vorgespannt ist.
Dieser Stromimpuls würde jedoch den Ausgangs kern 8 wieder umschalten, wenn nicht die Wirkung des Vorspannstromes vorhanden wäre, welcher vom Ein stellstrom Is abgeleitet ist, welcher durch die Vor spannwicklung 14 fliesst. Dieser Vorspannstrom ist hier vorgesehen, um die unerwünschte Umschaltung des Ausgangskernes 8 zu verhindern, wenn der Ablesekern 7 im Zeitpunkt t4 in seinen ursprünglichen Zustand zurückgeführt wird.
Man erkennt, dass im allgemeinen keine Forderung hinsichtlich des Abstandes der Zeiten t, bis t4 besteht, aber in gewissen Fällen kann es zweckmässig sein, diesen Zeitpunkten gleiche Abstände zu geben. Obwohl ange nommen wurde, dass die Einstell- und Ablese-Ströme 1s und IR die Form von rechteckigen Impulsen auf weisen, ist dies nicht wesentlich, da sie beispielsweise aus Teilen von Sinuswellen bestehen könnten, welche bezüglich ihrer Zeitlage so gewählt sind, dass die Zeiten t, bis t4 diejenigen Zeitpunkte sind, in welchen die Sinuswellen die Nullachse durchlaufen.
In einem solchen Falle sollten die Sinuswellen eine genügend grosse Amplitude aufweisen, damit in den genannten Zeitpunkten eine genügend rasche Umkehr der Polari tät des Stromes entsteht.
Wenn Sinuswellen verwendet werden, kann es zweckmässig sein, dass die Einstell- und Ablese-Wellen 1s und IR um 90 in der Phase verschoben sind, so dass die Zeitpunkte t, bis t4 unter sich gleiche Zeitabstände aufweisen.
In dem vorstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 3 beschriebenen Fall wird das Informationsbit im Zeit punkt t, aufgezeichnet, in welchem der Einstellstrom von -h auf +I, übergeht,- und- im Zeitpunkt t2 abge lesen, in welchem der Ablesestrom von -12 auf +I2 übergeht. Die Vorgänge in den Zeitpunkten t3 und t4 betreffen die Rückstellung der Schaltung in die Ruhe lage, so dass diese bereit ist, ein weiteres Informations bit aufzunehmen. In der Praxis ist es möglich, dass das Informationsbit nicht notwendigerweise in der genauen Form einer Stromumkehr auftritt.
Es ist eher wahr scheinlich, dass dieses die Form eines kurzen mono polaren Impulses aufweist. Es ist jedoch ersichtlich, dass Rechteckimpulse von der in der Fig. 3 gezeigten Art durch verschiedene übliche Mittel in Abhängigkeit von einem kurzen Impuls erzeugt werden können, welcher einem Informationsbit entspricht.
Es ist zu erwähnen, dass der Stromimpuls il als dem Informationsbit entsprechend betrachtet werden kann. Man erkennt, dass in der Anordnung der Fig. 2 der Ablesekern 7 auf einem Punkt 23 (Fig. 4) vorgespannt wird, wenn der Ausgangskern 8 durch den Einstellkern 6 umgeschaltet wird. Der Kern 7 befindet sich somit in einem Zustand, welcher keine beträchtliche Impedanz für den Einstellstromimpuls i, bildet. In gleicher Weise befindet sich der Einstellkern 6 in einem Zustand, welcher keine wesentliche Impedanz für den Ablese stromimpuls 1, bildet.
Man erkennt somit, dass der im betrachteten Zeitpunkt unwirksame Kern dieAusgangs- wicklung des Kernes nicht belastet, welche den Aus gangskern umschaltet.
Ein weiteres erwünschtes Merkmal der Anordnung nach Fig. 2 besteht in der besonderen Möglichkeit der Wahl der Windungszahl für die Wicklung 13. Die in der Wicklung 10 bei der Umschaltung des Kernes 6 er zeugte E. M.
K. ist e, <I>=</I> n, <I>-</I> d0,/dt, wobei n, die Windungszahl der Wicklung 10 und d0,_ <I>l</I> dt die Änderungsgeschwindigkeit des Flusses ist, welche von der Umschaltgeschwindigkeit abhängig ist.Da die totale Flussänderung auf irgendeinen Wert 0" begrenzt ist, kann dieser Wert von e, nur während einer gewissen Zeit T, andauern,worauf ein rascher Abfall auf denWert Null stattfindet.
Der Strom il hat jedoch das Bestreben, zuzunehmen, bis der Kern 8 eben umgeschaltet wird und eine gegen E. M. K. e2 erzeugt wird, welche der E. M. K. e1 entgegenwirkt und den Strom il begrenzt. Dann ist e2 <I>= n2 -</I> d0,/dt, wobei n2 die Windungszahl der Wicklung 13 und d02/dt die Geschwindigkeit der Flussänderung ist.
Die totale Flussänderung ist wieder um auf irgendeinen Wert Ob begrenzt, und e2 kann nur während einer Zeit T2 andauern. Falls T2 kleiner als T,_ ist, kann il über den Wert ansteigen, welcher zur Um schaltung des Kernes 8 benötigt wird, und dies mag unerwünscht und unwirtschaftlich erscheinen. In ähn licher Weise besteht die Gefahr, dass der Kern 8 nicht vollständig umgeschaltet wird, falls T2 grösser als T, ist.
Die beste und wirksamste Anordnung liegt dann vor, wenn T, = T2 ist, was sich dadurch erzielen lässt, dass man nlOa = n20b macht. Wenn die Kerne 6 und 8 aus dem gleichen magnetischen Material bestehen, dann ist 011 = Ob, so dass die vorerwähnte Bedingung sich auf die Bedingung n, = n2 vereinfacht. Dieser Zustand hat zur Folge, dass die gesamte durch die Umschaltung des Kernes 6 erzeugte Energie für die Umschaltung des Kernes 8 verbraucht wird.
Es folgt daraus, dass die Wicklung 12 des Ablesekerns 7 vorzugsweise die gleiche Windungszahl aufweisen sollte wie die Wicklungen 10 und 13, und zwar unter der Voraussetzung, dass alle Kerne aus dem gleichen magnetischen Material be stehen. Die Wichtigkeit oder Bedeutung dieser Wahl, deren Vorhandensein stets gelten soll, wird ersichtlich in der Anwendung der Anordnung nach Fig. 2 auf eine magnetische Codierungsvorrichtung, von welcher ein Beispiel in der Fig. 5 dargestellt ist, bei welcher eine auf einanderfolgende Ablesung der Ziffernimpulse statt findet.
Die hier betrachtete Codierungsvorrichtung ist von der gleichen Art, wie sie im Schweizer Patent Nr. 364809 beschrieben ist. Diese Art von Codierungsvorrichtung weist für jeden durch den Code darstellbaren Signal wellenabtastwert einen magnetischen Kern auf und gibt die Ziffernimpulse jeder Codekombination praktisch gleichzeitig an verschiedene Leiter ab. In der Fig. 5 ist die Schaltung vereinfacht, damit ihre Wirkungsweise besser verständlich wird.
Diese Schaltung weist einen Einstell- oder Abtastkern 6, einen Ablesekern 7 und einen Ausgangskern 8, wie in Fig. 2, auf, aber der die Wicklungen 10, 12 und 13 enthaltende Stromkreis ist tatsächlich in zwei Schleifen aufgeteilt, die durch die Codierungskerne der Codierungsvorrichtung gekoppelt sind. Von diesen Kernen sind nur die beiden Kerne 27 und 28 gezeigt.
Die Codierungsvorrichtung wird durch eine vor zugsweise hochohmige Abtastquelle 29 gesteuert, welche den beiden Quellen 16 und 17 der Fig. 2 ent spricht. Diese Quelle liefert einen ersten sinusförmigen Strom IS an einen Leiter 30 und einen zweiten Sinus strom IR, an einen Leiter 31. Die beiden Sinusströme 1s und Ir sind in der Phase um 90 gegeneinander ver schoben, ihre Frequenz ist gleich der Frequenz, mit welcher die Signalwelle abgetastet werden soll.
Die negativen Halbwellen des Sinusstromes IS fliessen durch die Wicklung 9, den Gleichrichter 18 und die Wicklung 14, wie in der Fig. 2, aber die positiven Halbwellen fliessen durch die Wicklung 9 und den Gleichrichter 19 und nicht auch durch die Wicklung 14. Die Sinuswelle IR fliesst durch die Wicklung 11 des Ablesekernes 7, wie in Fig. 2.
Die Codierungskerne 27 und 28, welche, allgemein betrachtet, als Speicherkene wirken, sind mit vorwärts gewickelten Abtastwicklungen 32, 33 und Vorspann wicklungen 34 und 35 und mit rückwärts gewickelten Signalwicklungen 36, 37 versehen. Jeder Kern weist ausserdem eine oder mehrere Ziffernwicklungen auf, die für einen Code von n Ziffern mit<I>n</I> Ziffernleitern in Reihe geschaltet sind. Die Verteilung der Ziffern wicklungen auf den Kern ist bestimmt durch die ge wählte Form des binären Codes. Eine dieser Ziffern wicklungen ist- auf dem Kern 27 mit 38 bezeichnet (vor wärts gewickelt) und mit einem der Ziffernleiter 39 in Reihe geschaltet. Es wird angenommen, dass der Kern 28 keine Ziffernwicklung in Reihe mit dem Ziffern leiter 39 aufweist.
Beide Kerne können andere (nicht gezeigte) Ziffernwicklungen in Reihe mit anderen (ebenfalls nicht gezeigten) Ziffernleitern aufweisen. Mit dem Ziffernleiter 39 sind auch gewisse andere (nicht gezeigte) Ziffernwicklungen auf gewissen anderen (nicht gezeigten) Codierungskernen in Reihe geschaltet.
Die Abtastwicklungen 32, 33 sind in Reihe mit der Ausgangswicklung 10 des Einstellkernes 6 geschaltet. Der Ziffernleiter 39 ist mit den Wicklungen 12 und 13 der Ablese- und Ausgangskerne 7 und 14 in Reihe geschaltet. Die Vorspannwicklungen 34 und 35 der Kerne 27 und 28 sind mit der Vorspannquelle 40 in Reihe geschaltet, von welcher angenommen wird, dass sie an diese Wicklungen einen konstanten positiven Vorspannungsstrom abgibt, welcher nach oben fliesst. Die Signalwicklungen 36 und 37 sind in Reihe mit einer Quelle 41 geschaltet, welche eine zu codierende Signal welle abgibt, und es wird angenommen,
dass die Quelle 41 einen durch diese Wicklungen nach oben fliessenden variablen positiven Signalstrom fliessen lässt. Die Wick lungen 32 und 36 weisen die gleichen Windungszahlen auf wie die Wicklungen 33 bzw. 37, wogegen die Vor spannwicklungen 34 und 35 verschiedene Windungs- zahlen aufweisen. Man erkennt, dass der Signalstrom und der Vorspannstrom in den Codierungskernen ent gegengesetzte Flüsse erzeugen.
Es ist vorteilhaft, aber nicht unbedingt nötig, dass der Gesamtwiderstand des die Wicklungen 10, 32 und 33 enthaltenden Stromkreises auf den in der Praxis kleinstmöglichen Wert herabgesetzt wird, und dass der Gesamtwiderstand des die Wicklungen 38, 12 und 13 enthaltenden Stromkreises einen beträchtlichen, aber nicht grossen Wert aufweist. Dieser Forderung kann dadurch entsprochen werden, dass man für die Wick lungen 10, 32 und 33 den grössten geeigneten Kupfer querschnitt wählt und für die Wicklungen 38, 12 und 13 einen kleineren Kupferquerschnitt verwendet.
Weiter ist es zweckmässig, wenn auch nicht nötig, dass die Codierungskerne 27 und 28 und die anderen (nicht gezeigten) Kerne aus verhältnismässig grossen Ringen (von beispielsweise 6-7 mm Durchmesser) bestehen, und dass die Kerne 6, 7 und 8 aus verhältnis mässig kleinen Ringen (mit einem Durchmesser von ungefähr 2 mm) bestehen.
Bei der Schaltung der Fig. 5 ist dafür zu sorgen, dass der Unterschied zwischen zwei benachbarten Signal abtastwerten einem Magnetfeld Hq entspricht, welches kleiner als 2He ist, wo H, die Koerzitivkraft des magnetischen Materials (Fig. 4) ist. Es soll nun ange nommen werden, dass der Kern 27 dem Signalabtast- wert in und der Kern 28 dem Abtastwert m-1 ent spricht.
Die Wicklung 34 weist dann m-Windungen (oder ein Vielfaches davon) und die Wicklung 35 total m-1-Windungen (oder das gleiche Vielfache davon) auf. Weiter soll angenommen werden, dass der Momentan wert der Signalwelle im Zeitpunkt der Abtastung so ist, dass der Kern 27 durch die Kombination des Signal stromes und des Vorspannstromes auf einen Punkt 42 auf den unteren Zweig der Hysteresiskurve (Fig. 4) vorgespannt ist, wobei dieser Punkt 42 einen Abszissen wert aufweist, welcher zwischen He und He-Hq liegt.
Dann wird der Kern 28 auf einen Punkt 43 auf dem unteren Zweig vorgespannt, dessen Abszissenwert zwischen He-H,1 und H,-2Hq liegt.
Die Fig. 6 zeigt die Abtaststromwelle Is, die durch die Quelle 29 (Fig. 5) an den Leiter 30 und die Ablese stromwelle IR, welche an den Leiter 31 abgegeben wird. Wie bereits erwähnt, weisen die beiden Wellen eine Phasenverschiebung von 90 auf. Die Abtastung be ginnt praktisch im Zeitpunkt t1, in welchem die Welle 1s von einem negativen auf einen positiven Wert über geht.
In diesem Zeitpunkt wird der Einstellkern 6 (Fig. 5) umgeschaltet und ein Stromimpuls i3 von der Wicklung 10 an die beiden Wicklungen 32 und 33 in Serie abgegeben. Dieser Stromimpuls verschiebt tat sächlich die Punkte 42 und 43 (Fig. 4) nach rechts, und wie bereits erwähnt, nimmt der Strom 13 zu, bis der Kern 27 umgeschaltet wird, in welchem Zeitpunkt der Punkt 42 die untere rechte Ecke der Hysteresisschleife erreicht hat.
Die Wicklungen 10 und 32 haben die gleiche Windungszahl, es wird dann praktisch die gesamte Energie des Impulses für die Umschaltung des Kernes 27 verbraucht, wie dies bereits dargelegt wurde, und der Kern 28 wird daher nicht umgeschaltet, da keine Energie verfügbar ist, um den Punkt 43 über die Stelle hinaus zu verschieben, die er bei der Umschaltung des Kernes 27 erreicht hat. Beim Verschwinden des Stromimpulses<B>1,</B> wird der Kern 27 in dem Zustand belassen, welcher dem Punkt 44 auf dem oberen Zweig der Kurve (Fig. 4) entspricht. Im Kern 27 ist nun das dem Abtastwert m entsprechende Signal gespeichert.
Es ist hervorzuheben, dass bei allen anderen (nicht gezeigten) Codierungskernen der Codierungsvorrich tung die Abtastwicklungen in Reihe mit den Wick lungen 32 und 33 liegen, und dass keiner dieser Kerne durch den Stromimpuls i3 umgeschaltet werden kann, da die Kerne, welche Abtastwerten entsprechen, die kleiner als in-<I>1</I> sind, in einen Zustand vorgespannt sind, welcher einem Punkt auf dem oberen Zweig der Kurve der Fig.4 entspricht und diejenigen Kerne, welche Abtastwerten entsprechen, welche grösser als m sind, in einen Zustand vorgespannt sind, welcher einemPunkt auf dem unteren Zweig links des Punktes 43 entspricht.
Die Umschaltung des Kernes 27 bewirkt, dass die Zifferwicklung 38 einen Stromimpuls il an den Leiter 39 abgibt, welcher Impuls den Ausgangskern 8 in der unter Bezugnahme auf die Fig. 2 beschriebenen Weise umschaltet und einstellt. Wie aus der Fig. 6 hervorgeht, ist im Zeitpunkt t1 der Ablesekern 7 durch einen negativen Teil der Welle IR vorgespannt, so dass er nicht umgeschaltet werden kann, und ausserdem bildet er für den Impuls il praktisch keine Impedanz.
Im Zeitpunkt t2 durchläuft die Welle IR den Wert Null und erzeugt im Kern 7 den Ableseimpuls i2, welcher den Zustand des Ausgangskernes 8 umkehrt, und dadurch wird ein Ausgangsziffernimpuls an die Klemmen 20 und 21 abgegeben, wie dies in Verbindung mit der Fig. 2 beschrieben worden ist. Der Impuls<B>1,</B> durchläuft auch die Ziffernwicklung 38 des Codierungs kernes 27, wodurch ein Stromimpuls<B>1,</B> in der die Wicklungen 10, 32 und 33 enthaltenden Schleife erzeugt wird, und zwar durch die Transformatorwirkung zwischen den Wicklungen 38 und 32 auf dem Kern 27.
Im Zeitpunkt t2 ist jedoch der Kern 6 durch den positi ven Teil der Welle 1s (Fig. 6) vorgespannt, so dass die Wicklung 10 für die Schleife praktisch keine Impedanz bildet. Da die Schleife auch einen vernachlässigbaren Widerstand aufweist, ist die Impedanz der Wicklung 38 für den Stromimpuls i2 ebenfalls vernachlässigbar, so dass die Umschaltung des Ausgangskernes 8 durch diesen Impuls nicht verhindert wird.
Da die Wicklung 32 durch die Schleife praktisch kurzgeschlossen wird, ist auch zu erwähnen, dass der Fluss im Kern 27 nicht imstande ist, während der Periode des Stromimpulses<B>1,</B> wesentlich zu ändern, und ebensowenig kann während dieser Periode der Strom 14 auf einen beträchtlichen Wert zunehmen. Daraus folgt, dass keine Gefahr besteht, dass der Zustand irgend eines der Codierungskerne durch die Betätigung des Kernes 7 im Zeitpunkt t2 ändert. Man erkennt, dass die Wirkung der die Wicklungen 10, 32 und 33 enthalten den Schleife ähnlich ist derjenigen einer Verzögerungs wicklung eines Relais zur Verhinderung einer raschen Änderung des Flusses im Relaiskern.
Im Zeitpunkt t3 (Fig. 6) ändert die Welle 1s ihr Vorzeichen, und es wird ein Stromimpuls -i3 an die Wicklung 32 des Kernes 27 abgegeben, welcher den Zustand dieses Kernes vom Punkt 44 auf den Punkt 42 (Fig. 4) zurückbringt. Die die Wicklungen 38, 12 und 13 enthaltende Schleife hat offensichtlich eine Verzö gerungswirkung, da die Wicklungen 12 und 13 in diesem Zeitpunkt eine vernachlässigbare Impedanz aufweisen.
Wie oben erwähnt, ist es jedoch vorteilhaft, dass diese Schleife nicht einen vernachlässigbaren Widerstand aufweist, so dass die Verzögerungswirkung tatsächlich bedeutend kleiner ist als für die andere Schleife. Die Wirkung besteht darin, die Rückstellung des Kernes 27 zu verzögern (oder mit anderen Wor ten, die Dauer des Stromimpulses i3 zu vergrössern), aber der Strom -i3 nimmt immer genügend zu, uni den Kern 27 umzuschalten.
Es ist jedoch hervorzuheben, dass, wenn der Kern 27 anfänglich im Zeitpunkt t1 durch den Stromimpuls i3 urigeschaltet wird, diese Umschaltung rasch erfolgt, da in diesem Zeitpunkt auch der Ausgangskern 8 für die Umschaltung fällig ist und die der Wicklung 38 dargebotene Impedanz relativ hoch ist, so dass die Verzögerungswirkung vernachlässigbar ist. Der Ab taststromimpuls<B>1,</B> ist somit bedeutend kürzer als der Rückstellstromimpuls -i3.
Im Zeitpunkt t4 durchläuft die Welle IR wiederum den Wert Null und stellt den Ablesekern 7 zurück, ohne den Ausgangskern 8 umzuschalten, wie dies in Ver bindung mit Fig. 2 beschrieben wurde, und zwar wegen der Vorspannung, welche der Wicklung 14 durch den negativen Teil der Welle IS im Zeitpunkt t4 zugeführt wird.
Im Zeitpunkt t5 durchläuft die Welle Is wiederum den Wert Null und leitet den nächsten Abtastvorgang ein, welcher sich in der bereits beschriebenen Weise abwickelt mit der Ausnahme, dass bei gegebenenfalls eingetretener Änderung des Momentanwertes der Signalwelle ein vom Kern 27 verschiedener Codierungs kern umgeschaltet wird.
Man erkennt, dass in der vollständigen Codierungs vorrichtung ein Einstell- oder Abtastkern 6 vorhanden ist, dessen Wicklung 10 mit den Abtastwicklungen, wie z. B. 32, aller Codierungskerne in Reihe geschaltet ist. Es sind jedoch n-getrennte Zifferleiter von der Art des Leiters 39 vorhanden, und jeder dieser Leiter ist mit einem Ablesekern 7 und einem Ausgangskern 8 ver sehen. Die Ausgangswicklungen 15 der n-Ausgangs- kerne 8 sind in Reihe geschaltet.
Es ist auch nötig, dafür zu sorgen, dass die n-Ablesekerne von der Art des Kernes 7 durch die Welle IR der Reihe nach umge schaltet werden, und dies kann dadurch geschehen, dass man (in der Fig. 5 nicht gezeigte) Mittel vorsieht, um jeden Kern verschieden vorzuspannen. Diese Einzel heiten sind in den in den Fig. 7 und 8 dargestellten Beispielen einer vollständigen Codierungsvorrichtung gezeigt.
Es ist zu erwähnen, dass bei der im vorgenannten Patent beschriebenen Codierungsvorrichtung die Ab tastung durch einen Stromimpuls vorgeschriebener Amplitude bestimmt ist. Dies führt zur Schwierigkeiten bei der Bestimmung des Abtaststromes, und ausserdem ist es schwierig, dafür zu sorgen, dass bei jeder Ab tastung nur ein Codierungskern umgeschaltet wird. Es hat sich auch gezeigt, dass bei dieser Anordnung der Abstand zwischen benachbarten Abtastwerten das Bestreben hat, um Beträge verschoben zu werden, die von der Anzahl der Ziffernimpulse abhängig sind, die in den diesen Abtastwerten entsprechenden Code kombinationen vorhanden sind.
Bei der Anordnung nach Fig. 5 wird die Abtastung tatsächlich bestimmt durch einen Impuls von gegebener Energie, und diese Anordnung ist in dem Sinne selbst einstellend, dass die Umschaltung eines Codierungs kernes die Möglichkeit ausschliesst, dass irgendein anderer Kern auch umgeschaltet wird. Diese Anord nung weist also die vorerwähnten Nachteile nicht auf.
Ein Beispiel einer magnetischen Codierungsvor richtung mit den Merkmalen der Anordnung nach Fig. 5 ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Dabei ist die Fig.8 unterhalb der Fig.7 anzuordnen, wobei die entsprechend bezeichneten Leiter als miteinander ver bunden zu betrachten sind. Die Codierungsvorrichtung ist bestimmt und ausgebildet, um einen siebenziffrigen zyklischen Permutationscode zu erzeugen, bei welchem Codekombinationen zur Verwendung gelangen, bei denen die Anzahl der belegten Elementlagen sich nur um eins unterscheidet, und wie er im Schweizer Patent Nr. 374 719 beschrieben ist.
Die Codierungsvorrich tung könnte jedoch so ausgebildet sein, dass sie ohne wesentliche Änderung irdgendeine Art von binärem Code erzeugen könnte. Der oben erwähnte Code liefert total 70 verschiedene Codekombinationen, und dem gemäss sind 70 Codierungskerne vorhanden, von denen jeder einem anderen Signalabtastwert entspricht. Um die Zeichnung nicht zu überladen, sind verschiedene der genannten 70 Codierungskerne weggelassen worden, und man erkennt, dass die weggelassenen Kerne zwi schen den beiden in den Fig.7 und 8 dargestellten Kerngruppen anzuordnen und in der gleichen Weise anzuschalten sind wie die gezeigten Kerne.
Die Codierungsvorrichtung ist so ausgebildet, dass sie sowohl positiven als auch negativen Signal werten Rechnung tragen kann. Daher sind die Kerne auf der rechten Seite der Fig. 7 und 8 vorgesehen, um den Abtastwert Null und 33 positiven Abtastwerten Rechnung zu tragen, während die anderen Kerne für 34 negative Abtastwerte vorgesehen sind. Es sind auch zwei spezielle Kerne vorhanden, welche hier als Spitzenbegrenzungskerne bezeichnet sind, und zwei entsprechende Codekombinationen liefern, wenn der Signalwert den maximalen positiven oder negativen Abtastwert, für welche die Codierungsvorrichtung aus gelegt ist, erreicht oder überschreitet.
Wenn somit diese beiden Grenzkombinationen empfangsseitig decodiert werden, sind die entsprechenden wiedergewonnenen Signalwerte gleich dem Maximalwert, und zwar unbe kümmert um den Betrag, um welchen der Maximalwert sendeseitig überschritten worden ist.
In den Fig. 7 und 8 sind die Codierungskerne be zeichnet durch die Abtastwertenummern, denen sie entsprechen, und zwar mit der Beigabe des Buchstabens <I>A</I> für positive Abtastwerte und des Buchstabens<I>B</I> für negative Pegel. Die beiden Begrenzungskerne sind mit 35A und 35B bezeichnet.
Jeder Codierungskern hat eine Abtastwicklung 32 und eine Signalwicklung 36 und auch eine Haupt vorspannwicklung 34, mit Ausnahme des Kernes 0A, welche dem Abtastwert Null entspricht. Diese Wick lungen sind auf den Kernen 33A und 34B bezeichnet und entsprechen den Wicklungen mit den gleichen Bezeichnungen in der Fig. 5. Jeder Codierungskern, einschliesslich des Kernes 0A, ist auch mit einer Hilfs- vorspannwicklung 45 aus einem später zu erläuternden Grund versehen. Jeder Kern hat ausserdem 3 oder 4 Ziffernwicklungen 38, von denen eine auf jeden der Kerne 33A und 34B bezeichnet ist.
Die Ziffernwick lungen der Codierungskerne sind in Reihe in sieben Ziffernschleifenstromkreise angeordnet, deren vertikale Leiter durch die römischen Ziffern IA bis VIIA für die rechte Seite und IB bis VIIB auf der linken Seite be zeichnet sind. Ein Kern ist dann mit einer Ziffern wicklung versehen, welche in Reihe mit der entspre chenden Schleife geschaltet ist, falls die Codekombina tion für den durch diesen Kern dargestellten Abtastwert einen Ziffernimpuls in der entsprechenden Lage auf weist.
So wird beispielsweise die Codekombination für den positiven Abtastwert 30 dargestellt durch 1100010 (wo die 1 ein Ziffernimpuls und die 0 das Fehlen eines Ziffernimpulses anzeigt). Somit hat also der Kern 30A (Fig. 7) drei Ziffernwicklungen, die in Reihe mit den Leitern IA, IIA bzw. VIA geschaltet sind.
Die Abtastwicklungen 32 der Kerne sind mit einer Abtastschleife in Reihe geschaltet, welche dieAusgangs- wicklung 10 des Einstellkerns 6 (Fig. 8) enthält. Die vertikalen Leiter dieser Schleife sind auf der rechten Seite mit 46A und auf der linken Seite mit 46B bezeich net. Die Hauptvorspannwicklungen 34 sind mit einer Hauptvorspannschleife in Reihe geschaltet, welche die Vorspannquelle 40 enthält, die mit einem variablen Widerstand 47 (Fig. 7) in Reihe geschaltet ist, durch welche der Vorspannstrom eingestellt werden kann.
Die vertikalen Leiter der Vorspannschleife sind mit 48A auf der rechten Seite und mit 48B auf der linken Seite bezeichnet. Die Hilfsvorspannwicklungen 45 sind mit einer Hilfsvorspannschleife in Reihe geschaltet, welche die Vorspannquelle 40 und einen zweiten variab len Widerstand 49 enthält, durch welchen der Hilfs- vorspannstrom eingestellt werden kann. Die vertikalen Leiter der Hilfsvorspannschleife sind mit 50A und 50B bezeichnet.
Die Signalwicklungen 36 sind in Reihe mit einer Signalschleife geschaltet, welche aus der Sigpal- quelle 41 (Fig. 7) gespeist wird. Die vertikalen Leiter dieser Schleife sind mit 51A und 51B bezeichnet.
Die Spitzenbegrenzungskerne 35A und 35B weisen Abtastwicklungen 32 und Vorspannwicklungen 34 auf, welche in Reihe mit der Abtastschleife bzw. Vorspann schleife liegen, aber diese Kerne weisen keine Hilfs- spannungswicklungen auf. Diese weisen hingegen auch Signalwicklungen 36 auf, welche aber nicht mit der Signalschleife in Reihe geschaltet sind, sondern aus der Quelle 41 getrennt über einen Transformator 52 ge- speist werden.
Die Signalwelle wird den Signalwick- lungen34aufdenbeidenSpitzenbegrenzungskernen 35A und 35B über entsprechende entgegengesetzt gerichtete Gleichrichter 53A und 53B zugeführt, deren Zweck später erläutert wird. Die Signalquelle 41 sollte für die Signalschleife vorzugsweise eine niedere Impedanz bilden, aber die Impedanz sollte durch den Trans formator 52 auf einen verhältnismässig hohen Wert auftransformiert werden, zwecks Verbindung mit dem Stromkreis der Gleichrichter 53A und 53B. Die Spitzen begrenzungskerne weisen Ziffernwicklungen 38 auf, welche mit der Ziffernschleife in Serie geschaltet sind und die Codekombination 1110000 für die positive Grenze und 1110100 für die negative Grenze liefern.
Während nur ein Einstell- oder Abtastkern 6 (Fig.8) für die Codierungsvorrichtung nötig ist, müssen sieben Ablesekerne 71-77 und sieben Aus gangskerne 81-87 vorhanden sein, und zwar je einer für jede Ziffer in jedem dieser Fälle. Die Ausgangs wicklungen 11 der Ablesekerne 71-77 sind mit dem Ausgangsleiter von der Abtastquelle 29 in Serie ge schaltet, nachdem der Ablesestrom IR wie in Fig. 5 zugeführt wird.
Die Ausgangswicklungen 12 dieser Kerne sind mit den Ziffernschleifenleitern IB bis VIIB in Reihe geschaltet. Die Ablesekerne unterscheiden sich jedoch vom Ablesekern 7 der Fig. 5 dadurch, dass die entsprechende Vorspannwicklungen 54 aufweisen, die mit dem Vorspannleiter 46B in Reihe geschaltet sind.
Jede dieser Vorspannwicklungen hat jedoch eine andere Windungszahl, welche so gewählt ist, dass die Ablesekerne 71-77 der Reihe nach umgeschaltet wer den, wie dies später noch näher erläutert wird.
Die Ausgangskerne 81-87 weisen Ausgangswick lungen 15 auf, die alle in Reihe mit den Ausgangs klemmen 20 und 21 geschaltet sind. Es ist nur ein einzelner Gleichrichter 22 nötig, um die unerwünschten Ausgangsimpulse zu sperren, die durch die Einstellung der Ausgangskerne erzeugt werden. Die Eingangs wicklungen 13 dieser Kerne sind mit den Ziffern leitern IA bis VIIA in Reihe geschaltet, und die Vor spannwicklungen 14 sind mit dem Ausgangsleiter 30 der Abtastquelle 29 über die Eingangswicklung 9 des Einstell- oder Abtast-Kernes 6 verbunden. Der Gleich richter 18 ist mit dem Rückleiter der Wicklungen 14 zur Quelle 29 in Serie geschaltet.
Somit ist jeder der Ausgangskerne 81-87 in der gleichen Weise angeordnet wie der Ausgangskern 8 der Fig. 5.
Alle Abtastwicklungen 32 der Codierungskerne OA-33A und 1B-34B weisen die gleichen Windungs- zahl auf, und in gleicher Weise haben alle Signal wicklungen 36 unter sich die gleichen Windungs- zahlen, aber die Abtast-, Signal und Ziffern-Wick- lungen brauchen nicht notwendigerweise die gleiche Windungszahl aufzuweisen.
Die Hauptvorspannwick- lung 34 des Codierungskernes mA und mB hat jedoch <I>m</I> Windungen (oder ein ganzzahliges Vielfaches von<I>m</I> Windungen). Der Vorspannstrom der Quelle 40 (Fig. 7) ist so eingestellt, dass das erzeugte Vorspannmagnetfeld im Kern mA oder mB gleich<I>m</I> - Hq ist.
Die Hilfsvorspannwicklungen 45 haben die gleiche Windungszahl auf allen Codierungskernen, und der Widerstand 49 (Fig. 7) wird so eingestellt, dass ein Vor spannstrom entsteht, welcher alle Kerne um den gleichen Betrag und in der gleichen Richtung vor spannt, wie dies später erläutert wird.
In den Fig. 7 und 8 wird das unter Bezugnahme auf die Fig. 1 erläuterte Symbol für alle Kerne mit Aus nahme des Kernes 6 verwendet, gemäss welchem ein durch Vorwärtswicklung nach unten fliessender Strom einen Fluss im Kern von links nach rechts erzeugt. Für den Kern 6, welcher aus Zweckmässigkeitsgründen vertikal gezeichnet ist, wird angenommen, dass die Wicklungen 9 und 10 vorwärts gewickelt sind, und dass ein von links nach rechts im Leiter 30 fliessender Strom im Kern ein nach oben gerichteter Fluss erzeugt.
Im Falle der Kerne auf der rechten Seite der Fig. 7 und 8 sind alle Wicklungen vorwärts gewickelt, mit Ausnahme der Hauptvorspannwicklungen 34, welche rückwärts gewickelt sind. Bei den Kernen auf der linken Seite sind alle Wicklungen rückwärts gewickelt mit Ausnahme: a) der Vorspannwicklung 45 auf dem Spitzen begrenzungskern 35B und b) der Vorspannwicklungen 54 auf den Ablese kernen 71-77.
Alle diese letztgenannten Wicklungen sind vorwärts gewickelt.
Die Fig. 9 zeigt eine Hysteresiskurve ähnlich der jenigen der Fig. 4, welche jedoch so abgeändert ist, um die Wirkung der Hilfsvorspannwicklungen 45 zu zeigen. Damit die in den Fig. 7 und 8 gezeigten Co dierungskerne in richtiger Weise den entsprechenden Abtastwerten entsprechen, ist es nötig, die Wirkung der Koerzitivkraft H, zu unterdrücken.
Es ist auch er wünscht, dass beispielsweise die Grenzen des Abtast- wertes <I>m</I> den Feldwerten<I>(m</I> <I>1/2)</I> Hq entsprechen. Da die Hauptvorspannwicklungen 34, wenn sie allein wirken, die Kerne bezüglich des Magnetfeldes vom Wert Null vorspannen, während die Umschaltung bei einer Feldstärke H,1 erfolgt, ist es nötig, Hq von der Vorspannung jedes Kernes in Abzug zu bringen.
Wenn ausserdem die Grenzen gemäss der obigen Definition festgelegt sind, dann ist es nötig, ausserdem zur Vorspan- nung jedes Kernes den Wert 1/2Hq zu addieren. Somit sollte jede Vorspannwicklung ein Hilfsvorspannfeld vom Wert H@ <I>-</I> %2Hq liefern, und zwar entgegen dem Hauptvorspannfeld. Die Hilfsvorspannwicklungen 45 haben somit auf jedem Codierungskern die 'gleiche Windungszahl (beispielsweise eine Windung), und der Hilfsvorspannstrom ist so eingestellt,
dass das erzeugte Vorspannfeld in jedem Kern gleich He <I>-</I> %2Hq ist. Somit ist die totale Vorspannung für den Kern mA gleich Ho <I>- (m</I> -j- 1/2) Hq und die totale Vorspannung für den Kern mB gleich He, -i- <I>(m -1 /2)</I> Hq. Die totalen Vorspannfelder für die Kerne 0A,
1A und 1B sind in der Fig. 9 durch die Punkte 55, 56 bzw. 57 auf der H-Achse dargestellt, während die totale Vorspannung der anderen Kerne A durch entsprechende (nicht gezeigte) Punkte dargestellt sind, welche sich in Ab- ständen von der Grösse Hq auf der linken Seite des Punktes 56 folgen, und die totale Vorspannung der anderen Kerne B wird dargestellt durch entsprechende (nicht gezeigte) Punkte, die sich in Abständen vom Wert Hq auf der rechten Seite des Punktes 57 folgen.
Aus den obigen Darlegungen geht hervor, dass,wenn der Signalpegel einem Magnetfeld zwischen -f- %Hq und -%2Hq entspricht, der Zustand der Kernes 0A durch einen Punkt 42 dargestellt wird, welcher zwischen Ho und He <I>-</I> Hq liegt, und der Kern 0A ist derjenige, welcher im Zeitpunkt t, (Fig. 6) durch die Abtastwelle Is umgeschaltet wird.
Aus der Fig. 9 ist leicht ersicht lich, dass, wenn der Signalpegel einem Magnetfeld innerhalb der Grenzen (m :E %2) Hq entspricht, der Kern mA oder mB im Zeitpunkt t1 umgeschaltet wird, und zwar je nachdem, ob in positiv oder negativ ist.
Die Umschaltung eines Kernes mA oder mB be wirkt, dass Ziffernimpulse an diejenigen Ziffernleiter abgegeben werden, welche der zugeordneten Code kombination entsprechen. Die Ziffernimpulse stellen dann die entsprechenden Kerne der Ausgangskern gruppe 81-87 (Fig.8) ein, welche dann durch die Ablesekerne 71-77 der Reihe nach abgetastet werden und die Ziffernimpulse nacheinander an die Klemmen 20 und 21 abgeben.
So gibt beispielsweise für einen positiven Signal pegel 8 der Kern 8A (Fig. 8) Ziffernimpulse an die Leiter IIA, IIIA und VIA ab, so dass die Ausgangskerne 82, 83 und 86 eingestellt werden und die Ziffernkombi nationen 0110010 mit aufeinanderfolgenden Ziffern an die Ausgangsklemmen 20 und 21 abgegeben wird.
Wie anhand der Fig.5 beschrieben, werden die Ausgangskerne 8l-87 im Zeitpunkt t4 (Fig.6) alle durch den Strom vorgespannt, welcher den Vor spannwicklungen 14 über den Gleichrichter 18 zuge führt wird, wenn IS negativ ist, so dass diese Kerne durch die Rückstellung der Ablesekerne 71-77 nicht beeinflusst werden.
Nachstehend wird nun die Wirkungsweise und das Arbeiten der Spitzenbegrenzungskerne 35A und 35B (Fig. 7) erläutert. Wenn angenommen wird, dass die Vorspannwicklung 34 des Codierungskernes mA oder mB eine Anzahl<I>m</I> Windungen aufweist, dann gibt man der Vorspannwicklung 34 des Kernes 35A beispiels weise zwei Windungen, und der Vorspannstrom erzeugt dann einen gesamten Vorspannfluss vom Wert 2Hq, welcher dem Punkt 58 in der Fig. 9 entspricht.
Wenn man den Strom durch die Signalwicklung 36 des Kerns 35A ausser Acht lässt, erkennt man, dass, wenn die Signalamplitude positiv und grösser als die dem Abtast- wert 33 entsprechende Amplitude ist, keiner der Kerne <I>OA-33A</I> oder 1B-34B durch den Abtastimpuls umge schaltet werden kann, welcher durch die Wicklung 10 des Abtastkernes 6 erzeugt wird. Die Energie dieser Impulse wird daher nicht verbraucht, und der Strom in der Abtastschleife steigt daher an, bis der Kern 35A umgeschaltet wird. Der Kern 35B ist auch mit einer Vorspannwicklung 34 mit zwei Windungen versehen.
Diese Wicklung ist rückwärts gewickelt, während die jenige des Kernes 35A vorwärts gewickelt ist. Da der Vorspannstrom durch diese beiden Wicklungen. in ent gegengesetzten Richtungen fliesst, werden beide Kerne nach links vorgespannt und verhalten sich gleich. Wenn somit die Signalamplitude die maximale positive Grenze überschreitet, würden beide Spitzenbegren- zungskerne das Bestreben haben, umgeschaltet zu werden.
Es ist auch einzusehen, dass, wenn die Signal amplitude negativ ist und die maximale negative Grenze überschreitet, keiner der Codierungskerne umgeschaltet werden kann und somit beide Spitzen begrenzungskerne 35A und 35B das Bestreben haben, umgeschaltet zu werden. Daher wird die Signalwelle den Signalwicklungen 36 der Spitzenbegrenzungkerne vom Transformator 52 über die Gleichrichter 53A und <I>53B</I> zugeführt, welche so gepolt sind, dass, wenn die Signalamplitude positiv ist, der Signalstrom durch den Gleichrichter 53B fliesst und den negativen Spitzen begrenzungskern 35B vorspannt, so dass dieser nicht umgeschaltet werden kann, und wenn die Signal amplitude negativ ist, der Signalstrom durch den Gleichrichter 53A fliesst,
so dassderSpitzenbegrenzungs- kern 35A nicht umgeschaltet werden kann.
Die beiden Spitzenbegrenzungskerne entsprechen zwei zusätzlichen Abtastwerten +34 und -35, und sie werden umgeschaltet, wenn die Signalamplitude ausserhalb der durch die Abtastwerte +33 und -34 bestimmten Grenzen liegt. Die Kerne 35A und 35B sind mit Ziffernwicklungen versehen, welche so ange ordnet sind, dass die Codekombinationen 1110000 und 1110100 entstehen, und die entsprechende dieser beiden Kombinationen wird dauernd so lange erzeugt, als die Signalamplitude ausserhalb der genannten Grenzen bleibt.
Es ist zu erwähnen, dass es nötig ist, dass der Wert von He für die Kerne 35A und 35B den Wert 2Hq überschreitet, damit der Kern nach der Umschaltung nicht unmittelbar zurückgestellt wird. Somit kann es von Vorteil sein, für die Kerne 35A und 35B ein anderes Magnetmaterial zu verwenden, dessen Koerzitivkraft beispielsweise drei oder vier Oersted beträgt, wenn angenommen wird, dass die Koerzitivkraft der anderen Kerne ungefähr ein Oersted beträgt.
Unter Bezugnahme auf die Fig.10 soll nun beschrie ben werden, wie die Ablesekerne 71-77 (Fig. 8) der Reihe nach umgeschaltet werden, um eine aufeinan derfolgende Ablesung der Ziffernimpulse zu ergeben. Es wird beispielsweise angenommen, dass die in den Fig. 7 und 8 dargestellte Codierungsvorrichtung einem der Kanäle einer 24-Kanalimpulscod-Modulationsan- lage entspricht, in welcher für jeden Kanal eine getrennte Codierungsvorrichtung vorgesehen ist.
Wenn angenommen wird, dass die Abtastfrequenz 10 000 Hz beträgt, ist für eine Kanalperiode eine Zeit von unge fähr 4 ,us vorhanden, während welcher die 7 Ziffern impulse jedes Kanals übertragen werden müssen. Es ist von Vorteil, die 24 Kanäle in sechs Gruppen zu je vier Kanälen zu unterteilen, und dafür zu sorgen, dass die Quelle 29 (Fig. 8) sechs Abtastwellen IS und sechs entsprechende Ablesewellen In, liefert, die unter sich je um 60 in der Phase verschoben sind. Damit wird ein Paar von Wellen Is und IR jeder Gruppe von vier Codierungsvorrichtungen zugeordnet.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Erzeugung von sechs Paaren von Wellen ist beispielsweise im Schweizer Patent Nr. 384 697 beschrieben, obwohl irgendein zweckmässiges bekanntes Verfahren zur Anwendung gelangen kann.
Es wird daher angenommen, dass die in den Fig. 7 und 8 dargestellte Codierungsvorrichtung eine Vor richtung einer Gruppe von vier solchen Vorrichtungen ist, die alle durch die Wellen Is und IR (Fig. 6) gesteuert werden, welche Wellen durch die Quelle 29 geliefert werden.
Die Fig. 10 zeigt in einem vergrösserten Massstab den Teil der Ablesewelle IR (Fig. 6) in der Nähe des Zeitpunktes t2. Dieser Teil der Welle verläuft praktisch geradlinig. Es wird angenommen, dass die Windungs- zahl der Vorspannwicklungen 54 der Kerne 71-77 (Fig. 8) je um eine Windung zunimmt, ausgehend von zwei Windungen auf dem Kern 71 bis zu 8 Windungen auf dem Kern 77.
Die Wicklungen 54 sind vorwärts gewickelt, und der Vorspannstrom fliesst durch diese Wicklungen nach oben, so dass die Kerne durch einen Fluss vorgespannt werden, der von rechts nach links fliesst. Dadurch wird die Zeitachse um zunehmende Beträge für jeden Kern nach oben verschoben, so dass die Umschaltzeit der Kerne progressiv verzögert ist. In der Fig. 10 ist OTdie ursprüngliche Zeitachse, welche die Welle IR im Zeitpunkt t2 schneidet, wie dies für die Fig. 6 gilt.
Die tatsächlichen Zeitachsen für die Kerne 71-77 sind in der Fig. 10 ebenfalls mit 71-77 bezeichnet, und man erkennt, dass der Kern 71 kurz nach dem Zeitpunkt t2 im Zeitpunkt t6 und der Kern 77 im Zeit punkt t7 umgeschaltet wird, während die anderen Kerne in Zwischenzeitpunkten umgeschaltet werden, welche zwischen den Zeitpunkten t6 und t7 regelmässig ver teilt sind. Es ist somit klar, dass die Ziffernimpulse nacheinander in gleichen Zeitabständen von t6 bis t7 an die Klemmen 20 und 21 abgegeben werden.
Es ist nötig, dafür zu sorgen, dass in einer Anlage mit 24 Kanälen die sich von t, bis t7 erstreckende Zeit nicht grösser als 4,us ist. Dies lässt sich durch eine ge eignete Wahl der Amplitude der Ablesewelle IR und der Windungszahl der Wicklungen 11 auf den Kernen 71-77 erreichen, welche selbstverständlich in jedem Fall die gleiche ist.
Für die drei übrigen Codierungsvorrichtungen der betrachteten Gruppe ist es lediglich nötig, den Vor spannwicklungen 54 die geeignete Richtung und Windungszahl zu geben. So könnten beispielsweise für die dem unmittelbar nachfolgenden Kanal entspre chende Codierungsvorrichtung, die Wicklungen 54 10-16 Windungen für die Kerne 71-77 aufweisen. Für die den beiden vorangehenden Kanälen der Vierer- Gruppe entsprechenden Codierungsvorrichtungen wä ren die Wicklungen 54 rückwärts gewickelt und hätten 2-8 Windungen für die eine Vorrichtung und 10-16 Windungen für die andere Vorrichtung.
In diesem Falle würde die Zeitachse der Fig. 10 selbstverständ lich nach unten verschoben, so dass für die beiden letzt genannten Codierungsvorrichtungen die Ziffernimpulse nicht nach, sondern vor dem Zeitpunkt t2 abgegeben würden.
Mit den oben angenommenen Werten werden die vier Codierungsvorrichtungen über einen Phasen bereich der Welle IR von ungefähr 30 auf beiden Seiten der Zeitachse 0T betrieben, und in diesem Bereich bewirkt die Abweichung des Sinuswellen- abschnittes von einer Geraden Fehler von höchstens 5 /.
0 Es ist zu erwähnen, dass die gleichen Wellen 1s und IR für alle vier Codierungsvorrichtungen der Gruppe verwendet werden, und dass die Gleichrichter 18 und 19 nur einmal vorgesehen werden müssen. Der Grund hie für liegt in dem Umstand, dass die Abtastung in allen Codierungsvorrichtungen gleichzeitig stattfindet, wäh rend die Ablesung der Ziffernimpulse in verschiedenen Zeitpunkten erfolgt, und zwar bestimmt durch die Vorspannwicklungen 54 auf den Ablesekernen.
Man erkennt, dass die Abtast- und Ablesewellen Is und IR nicht Sinuswellen zu sein brauchen und auch andere Formen nehmen könnten, und zwar beispiels weise die Form von Sägezahnwellen.
Die in den Fig. 7 und 8 dargestellte Codierungs vorrichtung kann ohne wesentliche Änderungen für die Erzeugung irgendeiner Form des binären Codes ange passt werden. So ist es für einen Code mit n Ziffern für N verschiedene Signalabtastwerte nötig, N2-Codie- rungskerne, zwei Spitzenbegrenzungskerne, n Ablese kerne, n Ausgangskerne und einen Abtastkern vorzu sehen.
In diesem Falle sind selbstverständlich n Ziffern schleifenkreise mit Ziffernwicklungen auf den Kernen vorhanden, welche in den Ziffernschleifenstromkreisen gemäss dem Aufbau des Codes angeordnet sind.
Es ist zu erwähnen, dass die Codierungsvorrichtung auch abgeändert werden könnte, um eine Amplituden pressung zu liefern, wie dies im Schweizer Patent Nr. 379 570 beschrieben ist.
Der Gleichrichter 22 in der Fig. 8 stellt irgendein geeignetes Mittel zur Unterdrückung der unerwünsch ten Impulse dar, die durch die anfängliche Einstellung der Ausgangskerne 81-87 erzeugt werden. In der Praxis sind die Klemmen 20 und 21 gewöhnlich mit einem (nicht gezeigten) Verstärker verbunden, welcher beispielsweise ein Transistorverstärker sein kann. Es ist dann leicht, dafür zu sorgen, dass der Transistor in der ersten Stufe als Begrenzer an Stelle des Gleich richters 22 wirkt, um die unerwünschten Impulse zu unterdrücken.