Circuit logique à circuits magnétiques on connaît déjà des circuits logiques à circuits magnétiques à caractéristique rectangulaire, compre nant au moins trois circuits magnétiques permettant d'effectuer au moins une addition binaire dans un rang d'unité, dans lequel chaque circuit magnétique comprend au moins un enroulement d'entrée, un enroulement d'effaçage et un enroulement de sortie.
La présente invention a pour objet un circuit logique de ce genre, dont la construction est très sim ple et très bon marché, et dont le fonctionnement est irréprochable grâce au fait que les enroulements d'entrée sont reliés respectivement à trois bornes des tinées à recevoir simultanément un signal d'entrée constitué par la présence ou l'absence d'une impulsion de courant, la liaison entre les bornes d'entrée et les circuits magnétiques étant réalisée de façon que l'application d'une, de deux, ou respectivement de trois impulsions simultanées provoque le basculement magnétique du premier, du premier et du deuxième, ou respectivement des trois circuits,
les enroulements de sortie étant reliés en série de façon à fournir une impulsion représentant le résultat de l'addition lors qu'une impulsion d'effaçage ramène tous les circuits magnétiques dans leur état magnétique initial, l'enrou lement de sortie du deuxième circuit magnétique étant branché en opposition avec ceux des deux autres circuits magnétiques, le deuxième circuit magnétique présentant un enroulement de sortie sup plémentaire destiné à fournir une impulsion indiquant une retenue.
Les fig. 1 et 2 du dessin annexé représentent, à titre d'exemple, respectivement deux formes d'exé cution du circuit objet de l'invention.
Au schéma selon la fig. 1, le circuit représenté comprend quatre noyaux magnétiques 1, 2, 3 et 4 disposés côte à côte et portant différents enroule ments. Ces enroulements comportent une seule spire, ce qui permet de les réaliser de façon très simple et sous un volume très réduit. Les noyaux magnétiques présentent une carac téristique rectangulaire et à forte rémanence. Pour cette raison, ils sont normalement aimantés dans un sens ou dans l'autre. Dès que le courant magnétisant appliqué à un noyau dépasse une certaine valeur, dite de saturation, ce noyau devient le siège d'un champ magnétique d'une valeur déterminée qui reste pratiquement constante, même si le courant de magnétisation augmente, et qui subsiste lorsque ce courant est coupé.
Pour faire changer l'état magné tique du noyau, il faut utiliser un courant magné tisant de sens inverse et de valeur au moins égale à la valeur de saturation. Le champ magnétique dans le noyau, qui est en forme de tore, s'inverse brusque ment et ne pourra reprendre sa valeur précédente qu'à condition d'inverser une nouvelle fois le courant magnétisant. Chaque tore magnétique constitue ainsi une sorte de bascule magnétique.
Un premier enroulement est constitué par le con ducteur A qui traverse successivement les quatre noyaux et qui correspond donc à quatre enroulements branchés en série et prévus respectivement sur cha cun des noyaux. Les conducteurs B et R traversent successivement les noyaux 2, 1 et 3.
Un conducteur P traverse dans le même sens les noyaux 4 et 1, et en sens inverse le noyau 3. Ce conducteur P passe à l'extérieur du noyau 2.
Le circuit comprend encore un conducteur E qui traverse les quatre noyaux et qui est destiné à les amener, grâce à une impulsion de courant envoyée dans ce conducteur, tous dans un même état magnétique.
Les conducteurs A, B, R, E et P sont représentés en traits épais, car ils sont destinés à provoquer les changements d'état magnétique des noyaux 1 à 4. Le circuit comprend encore trois enroulements Rs, Rd et S -qui sont représentés en traits minces, car ils sont destinés à recevoir des impulsions de sortie du circuit, chaque impulsion étant obtenue lorsque le champ magnétique s'inverse dans un noyau.
L'enroulement Rs passe dans le noyau 2, tandis que l'enroulement Rd passe dans les noyaux 3 et 1 dans un sens, évite le noyau 2 et passe dans le noyau 4 en sens inverse. De même, l'enroulement S traverse les noyaux 3 et 1 dans un sens, et le noyau 2 en sens inverse tout en évitant le noyau 4.
Dans le circuit représenté, le circuit de polarisa tion P est parcouru par un courant dont l'intensité est légèrement supérieure à la moitié du courant de saturation. Les enroulements A, B et R peuvent éga lement être parcourus par des impulsions de courant de valeur quelque peu supérieure à la moitié de ce courant de saturation.
Ce circuit permet d'effectuer des additions et des soustractions dans un rang d'unité binaire, les con ducteurs A et B correspondant chacun à l'introduc tion d'un membre de l'addition ou de la soustraction, ce membre étant défini par la présence ou l'absence d'une impulsion de courant. Le conducteur R est des tiné à introduire dans l'addition ou la soustraction le report éventuel du résultat partiel effectué dans le rang d'unité précédent.
Si l'on considère les trois premiers noyaux 1, 2, 3, on constate que le noyau 1 est soumis à une pola risation positive sensiblement égale au demi-courant de saturation, le noyau 2 n'étant pas polarisé, tandis que le noyau 3 est polarisé négativement à une valeur voisine de la moitié du courant de saturation. Ainsi, si les trois noyaux ont été amenés dans leur état magnétique de repos par une impulsion de courant de densité suffisante dans le conducteur E, on cons tate qu'ils resteront dans cet état magnétique sans modification en cas d'absence d'impulsion de cou rant dans les trois conducteurs A, B et R.
Si l'un de ces trois conducteurs reçoit une impulsion de cou rant, l'action de cette impulsion s'ajoute à celle du courant de polarisation pour le noyau 1 et fait bas culer celui-ci dans son deuxième état magnétique. Si duex des trois conducteurs reçoivent une impulsion en même temps que passe l'impulsion de polarisation, les courants additionnés de ces deux impulsions sont suffisants pour faire basculer le noyau 2, mais insuf fisants pour faire basculer le noyau 3 qui est soumis à une polarité négative. Ainsi, dans le cas de deux impulsions simultanées dans deux des trois conduc teurs A, B et R, on constate le basculement des noyaux 1 et 2. Si trois impulsions simultanées sont appliquées aux conducteurs A, B, R, on obtient le basculement simultané des noyaux 1, 2 et 3.
Ainsi, 1e résultat de l'addition des impulsions simultanées reçues dans les conducteurs A, B, R est défini par l'absence de basculement dans les trois noyaux si ce résultat est zéro, et par le basculement d'un, de deux ou des trois noyaux dans le cas où ce résultat est respectivement égal à un, deux, ou trois, ceci bien entendu dans le cas où l'on a choisi le code dans lequel la présence d'une impulsion dans l'un des trois conducteurs définit le chiffre un binaire, et l'absence de courant le chiffre zéro binaire.
Après le passage de ces impulsions, on envoie une impulsion dans le conducteur E pour ramener les noyaux qui ont basculé dans leur état magnéti que initial. Lors du passage de cette impulsion d'effaçage, une tension est donc induite dans les enroulements associés aux noyaux dont l'état magné tique est modifié pour retourner à l'état initial. Ainsi, dans le cas où le résultat de l'addition binaire dans un rang d'unité est égal à zéro, on ne constate aucune modification de l'état magnétique des noyaux, et on ne reçoit par conséquent aucune impulsion sur l'enroulement S au moment de l'effaçage par une impulsion dans le conducteur E.
Si le résultat de l'addition est égal à un, seul le noyau 1 doit changer d'état magnétique, et on obtient une impulsion dans l'enroulement de sortie S. Si le résultat de l'addition est égal à deux, il doit être transcrit, en code binaire, comme zéro plus une retenue.
On constate alors que lors du basculement simultané des noyaux 1 et 2 au cours de l'effaçage, les tensions induites dans l'enroulement S sont en opposition et s'annulent, tandis qu'une impulsion est obtenue dans l'enroule ment Rs. Si le résultat de l'addition est trois, les trois noyaux basculent et l'on obtient dans l'enroulement S de nouveau une impulsion due au basculement du noyau 3, puisque les effets des basculements des noyaux 1 et 2 s'annulent, et l'enroulement Rs fournit encore une impulsion indiquant la retenue dans le rang d'unité suivant.
Dans le cas où le circuit doit fonctionner pour effectuer des soustractions, le fonctionnement du dis positif est semblable, sauf en ce qui concerne la rete nue qui est caractérisée par une impulsion fournie par l'enroulement Rd. En code binaire, le résultat d'une addition ou d'une soustraction dans un même rang d'unité est semblable, la seule différence se fai sant remarquer pour les retenues. En effet, le résultat de un plus un donne zéro plus une rete nue, tandis que un moins un donne zéro sans retenue.
Dans le cas d'une soustraction, le conducteur A est utilisé pour introduire le premier membre, tandis que les conducteurs B et R sont utilisés respective ment pour l'introduction du second membre et du report éventuel. Les résultats possibles d'une sous traction dans un rang d'unité binaire sont plus un, zéro, moins un, moins deux. Le résultat plus un ne peut être obtenu que par impulsion sur A et l'absence d'impulsions sur B et R. Ce résultat est donc défini par le basculement du noyau 1.
Le résultat zéro peut être obtenu soit par l'absence d'impulsion dans les trois conducteurs, ce qui correspond à l'opération zéro moins zéro, soit par la présence d'une impulsion dans l'un des conducteurs B et R et d'une impulsion dans le conducteur A, ce qui correspond à l'opéra tion un moins un égal zéro.
Dans ces deux cas, la tension de sortie de l'enrou lement S est nulle, ainsi que la tension de sortie de l'enroulement Rd signalant les retenues. Dans le pre mier cas, tous les noyaux restant dans le même état magnétique, il est clair qu'il ne peut pas y avoir de tension de sortie. Dans le second cas, les noyaux 1, 2 et 4 ont basculé et les tensions induites par les noyaux 1 et 2 sont en opposition pour la sortie S, tandis que les tensions induites par les noyaux 1 et 4 sont en opposition pour la sortie Rd.
Le résultat moins un peut être obtenu soit par l'absence d'impulsion sur A et la présence d'une impulsion sur B ou R, soit par la présence d'une impulsion sur A accompagnée d'impulsions simulta nées sur B et R. Dans le premier cas, seul le noyau 1 bascule, tandis que dans le second cas, les noyaux 1, 2, 3 et 4 basculent. Lors de l'effaçage, on obtient donc une impulsion sur la sortie S et une impulsion sur la sortie Rd.
Le résultat moins deux est obtenu uniquement lorsque deux impulsions simultanées sont appliquées sur les conducteurs B et R et qu'aucune impulsion ne parvient sur A. Dans ce cas, seuls les noyaux 1 et 2 basculent, et à l'effaçage, l'absence de signal sur S indique zéro pour le résultat dans le même rang d'unité, tandis qu'une impulsion sur la sortie Rd indique un report dans le rang d'unité voisin.
La fig. 2 représente une variante du circuit, dans laquelle on retrouve les noyaux 1, 2, 3 et 4 et les mêmes enroulements de sortie S, Rd et Rs. Les résul tats sont donc définis par les mêmes états magnéti ques desdits noyaux qui permettent d'induire des tensions dans ces trois enroulements de sortie au moment de l'effaçage obtenu par l'envoi d'une impul sion dans le conducteur E. Par contre, chaque noyau ne présente qu'un enroulement d'entrée, ces enrou lements étant reliés aux bornes d'entrée A, B et R par l'intermédiaire de circuits ET et OU.
L'enroule ment d'entrée 5 du noyau 1 est relié aux bornes A, B et R par un circuit OU 6 présentant trois bornes d'entrée ; de même, l'enroulement d'entrée 7 du noyau 2 est alimenté par un circuit OU 8 à trois entrées, ces trois entrées étant reliées chacune à un circuit ET9, ET 10, ET 11,à deux entrées chacun, reliées respectivement aux bornes A et B, A et R, B et R. Le noyau 3 présente un enroulement 12 alimenté par un circuit ET 13 dont les trois entrées sont reliées aux bornes A, B et R. Le noyau 4 pré sente un enroulement d'entrée 14 connecté directe ment à la borne A.
Il est facile de constater que l'absence ou l'appa rition simultanée d'impulsions sur les bornes A, B, R dans les mêmes cas que ceux qui ont été indiqués en détail en référence à la fig. 1 provoque le bascu- lement des mêmes noyaux magnétiques aux fig. 1 et 2.
Comme les enroulements de sortie sont les mêmes que dans le cas de la fig. 1, la lecture du résultat de l'addition ou de la soustraction se fait comme dans la première forme d'exécution.
Suivant une variante simplifiée, le circuit pourrait ne comprendre que les noyaux 1, 2 et 3, le noyau 4 et les enroulements qu'il porte étant supprimés. Une telle variante peut être intéressante lorsque le circuit est uniquement destiné à effectuer les additions, ou encore lorsqu'il est utilisé en combinaison avec des circuits équipés pour effectuer la transformation d'un nombre binaire en son nombre complémentaire. On sait, en effet, qu'il est très facile de remplacer une soustraction par une addition. Il suffit de transformer le membre négatif de la soustraction en son nombre complémentaire et d'y ajouter le membre positif pour obtenir directement (résultat positif) ou indirectement (résultat négatif) le résultat de la soustraction.
Dans l'exemple décrit, le circuit comprenait qua tre noyaux magnétiques, mais il est évident que les conditions de fonctionnement seraient inchangées si on les remplaçait par un ou plusieurs noyaux com plexes présentant chacun plusieurs circuits magné tiques.
Logic circuit with magnetic circuits Logic circuits with magnetic circuits with a rectangular characteristic are already known, comprising at least three magnetic circuits making it possible to perform at least one binary addition in a row of units, in which each magnetic circuit comprises at least one input winding, an erasing winding and an output winding.
The object of the present invention is a logic circuit of this type, the construction of which is very simple and very inexpensive, and whose operation is faultless thanks to the fact that the input windings are connected respectively to three terminals of the tines to be received. simultaneously an input signal constituted by the presence or absence of a current pulse, the connection between the input terminals and the magnetic circuits being carried out so that the application of one, two, or respectively of three simultaneous pulses causes the magnetic tilting of the first, the first and the second, or respectively of the three circuits,
the output windings being connected in series so as to provide a pulse representing the result of the addition when an erase pulse returns all the magnetic circuits to their initial magnetic state, the output winding of the second magnetic circuit being connected in opposition to those of the other two magnetic circuits, the second magnetic circuit having an additional output winding intended to provide a pulse indicating a carry-over.
Figs. 1 and 2 of the appended drawing represent, by way of example, respectively two embodiments of the circuit which is the subject of the invention.
In the diagram according to fig. 1, the circuit shown comprises four magnetic cores 1, 2, 3 and 4 arranged side by side and carrying different windings. These windings have a single turn, which allows them to be produced very simply and in a very small volume. Magnetic cores have a rectangular characteristic with high remanence. For this reason, they are normally magnetized one way or the other. As soon as the magnetizing current applied to a core exceeds a certain value, called saturation, this core becomes the seat of a magnetic field of a determined value which remains practically constant, even if the magnetization current increases, and which remains when this current is cut off.
To change the magnetic state of the nucleus, it is necessary to use a magnetic current in the opposite direction and of value at least equal to the saturation value. The magnetic field in the core, which is in the form of a torus, is suddenly reversed and can only return to its previous value if the magnetizing current is reversed once again. Each magnetic torus thus constitutes a kind of magnetic rocker.
A first winding is formed by the conductor A which successively passes through the four cores and which therefore corresponds to four windings connected in series and provided respectively on each of the cores. The conductors B and R successively pass through the cores 2, 1 and 3.
A conductor P passes through the cores 4 and 1 in the same direction, and in the reverse direction the core 3. This conductor P passes outside the core 2.
The circuit also comprises a conductor E which passes through the four cores and which is intended to bring them, thanks to a current pulse sent into this conductor, all in the same magnetic state.
The conductors A, B, R, E and P are shown in thick lines, because they are intended to cause the changes of magnetic state of cores 1 to 4. The circuit still includes three windings Rs, Rd and S - which are shown in thin lines, because they are intended to receive output pulses from the circuit, each pulse being obtained when the magnetic field is reversed in a core.
The winding Rs passes through the core 2, while the winding Rd passes through the cores 3 and 1 in one direction, avoids the core 2 and passes through the core 4 in the opposite direction. Likewise, the winding S passes through the cores 3 and 1 in one direction, and the core 2 in the opposite direction while avoiding the core 4.
In the circuit shown, the polarization circuit P is traversed by a current the intensity of which is slightly greater than half of the saturation current. The windings A, B and R can also be traversed by current pulses of value somewhat greater than half of this saturation current.
This circuit makes it possible to perform additions and subtractions in a row of binary unit, the conductors A and B each corresponding to the introduction of a member of the addition or of the subtraction, this member being defined by the presence or absence of a current pulse. The conductor R is tined to introduce in the addition or the subtraction the possible carryover of the partial result carried out in the preceding row of unit.
If we consider the first three nuclei 1, 2, 3, we see that the nucleus 1 is subjected to a positive polarization substantially equal to the half-saturation current, the nucleus 2 not being polarized, while the nucleus 3 is negatively biased at a value close to half of the saturation current. Thus, if the three cores have been brought to their magnetic state of rest by a current pulse of sufficient density in the conductor E, it is noted that they will remain in this magnetic state without modification in the event of the absence of a pulse. current in the three conductors A, B and R.
If one of these three conductors receives a current impulse, the action of this impulse is added to that of the bias current for core 1 and causes the latter to reverse into its second magnetic state. If two of the three conductors receive a pulse at the same time as the bias pulse passes, the currents added to these two pulses are sufficient to switch core 2, but insufficient to switch core 3 which is subject to polarity. negative. Thus, in the case of two simultaneous pulses in two of the three conductors A, B and R, the tilting of nuclei 1 and 2 is observed. If three simultaneous pulses are applied to the conductors A, B, R, the simultaneous tilting is obtained. of nuclei 1, 2 and 3.
Thus, the result of the addition of the simultaneous pulses received in the conductors A, B, R is defined by the absence of tilting in the three cores if this result is zero, and by the tilting of one, two or more. three cores in the case where this result is respectively equal to one, two, or three, this of course in the case where we have chosen the code in which the presence of a pulse in one of the three conductors defines the digit a binary, and the absence of current the binary zero digit.
After the passage of these pulses, a pulse is sent through the conductor E to bring the nuclei which have tilted back to their initial magnetic state. During the passage of this erasing pulse, a voltage is therefore induced in the windings associated with the cores whose magnetic state is modified to return to the initial state. Thus, in the case where the result of the binary addition in a rank of unit is equal to zero, no modification of the magnetic state of the cores is observed, and consequently no pulse is received on the winding S when erasing by an impulse in conductor E.
If the result of the addition is equal to one, only core 1 must change magnetic state, and a pulse is obtained in the output winding S. If the result of the addition is equal to two, it must be transcribed, in binary code, as zero plus one carry.
It is then observed that during the simultaneous tilting of the cores 1 and 2 during erasing, the voltages induced in the winding S are in opposition and cancel each other out, while a pulse is obtained in the winding Rs. If the result of the addition is three, the three cores switch over and we obtain in the winding S again an impulse due to the tilting of the core 3, since the effects of the tilting of the cores 1 and 2 cancel each other out, and the winding Rs again supplies a pulse indicating the carry-over in the next row of units.
In the case where the circuit must operate to perform subtractions, the operation of the positive device is similar, except for the rete bare which is characterized by a pulse supplied by the winding Rd. In binary code, the result of an addition or a subtraction in the same row of unit is similar, the only difference being noticed for the deductions. Indeed, the result of one plus one gives zero plus a bare rete, while one minus one gives zero without restraint.
In the case of a subtraction, the conductor A is used to introduce the first member, while the conductors B and R are used respectively for the introduction of the second member and the possible carry over. The possible results of an under tension in a row of binary unit are plus one, zero, negative one, negative two. The result plus one can only be obtained by pulse on A and the absence of pulses on B and R. This result is therefore defined by the tilting of core 1.
The zero result can be obtained either by the absence of a pulse in all three conductors, which corresponds to the operation zero minus zero, or by the presence of a pulse in one of the conductors B and R and a pulse in conductor A, which corresponds to the operation one minus one equals zero.
In these two cases, the output voltage of the winding S is zero, as well as the output voltage of the winding Rd indicating the restraints. In the first case, all the cores remaining in the same magnetic state, it is clear that there can be no output voltage. In the second case, cores 1, 2 and 4 have switched and the voltages induced by cores 1 and 2 are in opposition for the output S, while the voltages induced by cores 1 and 4 are in opposition for the output Rd .
The result minus one can be obtained either by the absence of a pulse on A and the presence of a pulse on B or R, or by the presence of a pulse on A accompanied by simultaneous pulses on B and R. In the first case, only the core 1 switches, while in the second case, the cores 1, 2, 3 and 4 switch. When erasing, we therefore obtain a pulse on the output S and a pulse on the output Rd.
The result minus two is obtained only when two simultaneous pulses are applied to the conductors B and R and no pulse reaches A. In this case, only the cores 1 and 2 switch, and on erasing, the absence signal on S indicates zero for the result in the same rank of unit, while a pulse on the output Rd indicates a carryover in the neighboring rank of unit.
Fig. 2 represents a variant of the circuit, in which we find the cores 1, 2, 3 and 4 and the same output windings S, Rd and Rs. The results are therefore defined by the same magnetic states of said cores which make it possible to induce voltages in these three output windings at the time of erasure obtained by sending a pulse in the conductor E. On the other hand, each core has only one input winding, these windings being connected to input terminals A, B and R via AND and OR circuits.
The input winding 5 of the core 1 is connected to the terminals A, B and R by an OR circuit 6 having three input terminals; similarly, the input winding 7 of core 2 is supplied by an OR 8 circuit with three inputs, these three inputs each being connected to a circuit ET9, AND 10, AND 11, with two inputs each, respectively connected to the terminals A and B, A and R, B and R. Core 3 has a winding 12 supplied by an AND circuit 13 whose three inputs are connected to terminals A, B and R. Core 4 has an input winding 14 connected directly to terminal A.
It is easy to see that the absence or the simultaneous appearance of pulses on terminals A, B, R in the same cases as those which have been indicated in detail with reference to FIG. 1 causes the switching of the same magnetic cores in FIGS. 1 and 2.
As the output windings are the same as in the case of fig. 1, the result of the addition or the subtraction is read as in the first embodiment.
According to a simplified variant, the circuit could include only the cores 1, 2 and 3, the core 4 and the windings which it carries being omitted. Such a variant may be of interest when the circuit is intended solely for performing the additions, or even when it is used in combination with circuits equipped to perform the transformation of a binary number into its complementary number. We know, in fact, that it is very easy to replace a subtraction by an addition. It suffices to transform the negative member of the subtraction into its complementary number and to add the positive member to it to obtain directly (positive result) or indirectly (negative result) the result of the subtraction.
In the example described, the circuit included four magnetic cores, but it is obvious that the operating conditions would be unchanged if they were replaced by one or more complex cores each having several magnetic circuits.