DE1058285B - Arrangement for moving information or groups of information in a chain step by step - Google Patents
Arrangement for moving information or groups of information in a chain step by stepInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
In der Technik stellt sich häufig die Aufgabe, Ja-Nein-Informationen in einer kettenförmigen Anordnung zu verschieben. Hierzu sind Bauelemente oder Baugruppen erforderlich, die eine Anzahl unterscheidbarer Zustände aufweisen können. Es ist insbesondere erwünscht, die möglichen Zustände der Bauelemente oder Baugruppen, welche in einem bestimmten Zeitpunkt in einer definierten Reihenfolge vorhanden sind, unter Beibehaltung dieser Reihenfolge innerhalb der Kette zu beliebigen Zeiten schrittweise verschieben zu können.In technology, the task often arises of providing yes-no information in a chain-like arrangement to move. For this, components or assemblies are required that have a number of distinguishable Can have states. It is particularly desirable to check the possible states of the components or assemblies, which are available at a certain point in time in a defined order, Gradually move to any times while maintaining this order within the chain can.
Derartige Ketten anordnungen sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. So wurden Kettenschaltungen aus Multivibratoren mit Heißkathodenröhren vorgeschlagen. Diesen sind unter bestimmten Gesichtspunkten Ketten aus Kaltkathodenröhren vorzuziehen. Auch sind an Stelle solcher Röhrenschaltungen bereits entsprechende Transistorschaltungen vorgeschlagen worden. In allen vorgenannten Anordnungen dienen zur Ja-Nein-Aussage einer Stufe die Zustände »Stromziehend« und »Gesperrt«. Röhren- und Transistorketten sind insofern nachteilig, als sie einen hohen Aufwand bedingen, infolge Alterung unzuverlässig sind und einen erheblichen Dauerstromverbrauch aufweisen.Such chain arrangements are known in various embodiments. So were Suggested chain circuits from multivibrators with hot cathode tubes. These are under certain Chains made from cold cathode tubes are preferable. There are also in place of such Tube circuits, corresponding transistor circuits have already been proposed. In all of the foregoing Arrangements are used to make a yes-no statement for a stage in the "current drawing" and "blocked" states. Tube and transistor chains are disadvantageous insofar as they require a lot of effort, are unreliable due to aging and have a significant continuous power consumption.
Um den Ruhestromverbrauch zu vermeiden, ist auch schon vorgeschlagen worden, zum Aufbau der Ketten ferromagnetische Kerne mit Rechteckhystereseschleife in Form von Transformatoren mit Primär-, Sekundär- und Vorschub- oder Abfragewicklungen zu verwenden. Hierbei ist jedoch der Wicklungsaufwand beachtlich hoch, da jede Stufe ein oder mehrere solcher Kerne mit mindestens je drei Wicklungen ziemlich hoher Windungszahl aufweisen muß. Dazu treten noch Wicklungsschwierigkeiten, da aus Energiegründen kkinstmögliche Ringkerne verwendet werden, deren Wickelraum sehr begrenzt ist.In order to avoid the quiescent current consumption, it has also been proposed to build the Chains of ferromagnetic cores with rectangular hysteresis loops in the form of transformers with primary, Use secondary and advance or interrogation windings. However, this is the winding effort considerably high, since each step has one or more such cores with at least three windings each must have a fairly high number of turns. In addition, there are winding difficulties, because of energy reasons As far as possible toroidal cores are used, the winding space of which is very limited.
Die Erfindung zielt darauf ab, den Aufwand solcher Ketten erheblich herabzusetzen, und zwar in der Weise, daß für die Verschiebeanordnung in jeder Stufe der Ketten ausschließlich Zweipole verwendet und so die Wicklungsschwierigkeiten von Kerntransformatoren vermieden werden.The invention aims to significantly reduce the cost of such chains, namely in the Way that only two-pole devices are used for the shifting arrangement in each stage of the chains and so avoid the winding difficulties of core transformers.
Die Erfindung besteht darin, daß alle Kettenglieder je zwei parallele Stromkreise besitzen, von denen der eine aus der einzigen Wicklung eines Magnetkernes mit Rechteckhystereseschleife besteht, deren Impedanz gegenüber impulsförmigen Strömen vom Magnetisierungszustand des zugehörigen Kernes abhängt, während der zweite, parallel zur Wicklung liegende Stromkreis in Hintereinanderschaltung einen Gleichrichter und einen Ladekondensator mit Entladewiderstand aufweist, und daß die Entladewiderstände derart geschaltet sind, daß sie den aus dem zugehörigen Lade-Anordnung zum schrittweisen VerschiebenThe invention consists in that all chain links each have two parallel circuits, of which the one consists of the single winding of a magnetic core with a square hysteresis loop, the impedance of which with respect to pulsed currents depends on the magnetization state of the associated core, while the second circuit, which is parallel to the winding, is connected in series with a rectifier and a charging capacitor with a discharge resistor, and that the discharge resistors such are connected that they can move from the associated loading arrangement for incremental shifting
von Informationen oder Informationsgruppen in einer Ketteof information or groups of information in a chain
Anmelder:Applicant:
Kienzle Apparate G.m.b.H., Villingen (Schwarzw.)Kienzle Apparate G.m.b.H., Villingen (Schwarzw.)
Gerhard Wolf, München-Pasing, ist als Erfinder genannt wordenGerhard Wolf, Munich-Pasing, has been named as the inventor
kondensator abfließenden Strom der Wicklung des nächstfolgenden Magnetkernes in einer der Richtung des Verschiebeimpulses entgegengesetzten Richtung zuleiten.capacitor current flowing through the winding of the next following magnetic core in one of the directions of the displacement pulse in the opposite direction.
Die erfindungsgemäße Schaltung der Kettenglieder ermöglicht die Verwendung von mit nur je einer Wicklung versehenen Magnetkernen mit Reehteekhystereseschleife. Solche Magnetkerne mit Rechteckhystereseschleife haben gegenüber den üblichen »weichen« Magnetkernen besondere Eigenschaften. Als Folge einer annähernd als konstant zu betrachtenden Koerzitivkraft ist für eine Magnetisierung eine Mindestamperewindungszahl notwendig, oberhalb welcher eine plötzliche Ummagnetisierung einsetzt. Bei genügender Konstanz der Koerzitivkraft setzt sich diese Ummagnetisierung so lange fort, bis ein definierter Sättigungszustand erreicht ist. Infolge der Rechteckigkeit der Hystereseschleife bringt dann selbst eine erhebliche Steigerung der erregenden Amperewindungen keinen weiteren Zuwachs an magnetischem Fluß. Ein solcher Magnetkern mit Rechteckhysterese hat daher die Tendenz, zwischen zwei Grenzwerten der Magnetisierung hin- und herzuklappen, je nachdem, in welcher Richtung die erregenden Amperewindungen wirken. Der bewickelte Magnetkern mit Rechteckhysterese verhält sich daher nicht wie eine reina Induktivität. Zwar werden beim Ummagnetisieren ebenfalls Spannungen an den Wicklungen erzeugt, jedoch entstehen bei Stromunterbrechung keine Abschaltspannungen wie bei Induktivitäten mit »weichen« Magnetkernen, weil der einmal erzeugte Flußzustand bestehenbleibt.The inventive circuit of the chain links allows the use of only one Winding provided magnetic cores with Reehteek hysteresis loop. Such magnetic cores with a rectangular hysteresis loop have special properties compared to the usual "soft" magnetic cores. As a result of one that can be regarded as approximately constant Coercive force, a minimum number of ampere turns is necessary for magnetization, above which starts a sudden magnetic reversal. If the coercive force is sufficiently constant This reversal of magnetization continues until a defined saturation state is reached. As a result of The squareness of the hysteresis loop itself then brings about a considerable increase in the exciting ampere-turns no further increase in magnetic flux. Such a magnetic core with square hysteresis therefore has a tendency to flip back and forth between two limits of magnetization, ever depending on the direction in which the exciting ampere-turns act. The wound magnetic core with Square hysteresis therefore does not behave like a pure inductance. It is true that when reversing magnetization voltages are also generated on the windings, but there are none in the event of a power interruption Cut-off voltages as with inductivities with »soft« magnetic cores, because it was generated once State of flow persists.
Solche Magnetkerne haben daher die Eigenschaft, je nach ihrer Vorgeschichte bzw. ihrem Magnetisie-Such magnetic cores therefore have the property, depending on their history or their magnetization
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rungszustand einem die Wicklung durchfließenden Stromstoß gegebener Polarität eine Gegenspannung entgegenzusetzen oder nicht.state of a current surge flowing through the winding of a given polarity a counter voltage to oppose or not.
Das Auftreten einer Gegenspannung ist von einer Flußänderung innerhalb des Magnetkernes abhängig. Eine nennenswerte Flußänderung kann jedoch bei einem Magnetkern mit annähernd rechteckförmiger Hystereseschleife nur dann zustande kommen, wenn sich der Magnetkern, bezogen auf die Richtung der äußeren Erregung, nicht bereits in einem gesättigten Zustand befindet.The occurrence of a counter voltage depends on a change in flux within the magnetic core. However, a noticeable change in flux can occur in the case of a magnetic core with an approximately rectangular Hysteresis loop only come about when the magnetic core, based on the direction of the external excitement, not already in a saturated state.
Diese Gegenspannung erzeugt in der Wicklung des Magnetkernes einen Spannungsabfall, .für den ein äquivalenter Widerstand definiert werden kann, der nachstehend als TJmmagnetisierungswiderstand bezeichnet werden soll.This counter voltage generates a voltage drop in the winding of the magnetic core, for the one equivalent resistance can be defined, hereinafter referred to as TJmmagnetization resistance shall be.
Der Magnetkern mit annähernd rechteckförmiger Hysteresekurve stellt daher mit seiner Wicklung einen Zweipol dar, der gegenüber einem ihm zugefübrten Stromstoß zwei mögliche Widerstandsverhalten aufweisen kann.The magnetic core with an approximately rectangular hysteresis curve therefore represents one with its winding Two-pole, which have two possible resistance behaviors in relation to a current impulse that is inflicted on it can.
Diesen beiden Zuständen, die von der Vorgeschichte des Magnetkernes abhängen, kann ein dualer Informationsinhalt Ja oder Nein, »Eins« oder »Null« bzw. »1« oder »0« zugeordnet werden.These two states, which depend on the history of the magnetic core, can have a dual information content Yes or no, "one" or "zero" or "1" or "0" can be assigned.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird durch den Ummagnetisierungswiderstand die Stromverteilung zwischen der Wicklung des Magnetkernes und dem dazu parallelen Ladestromkreis eines Kondensators so gesteuert, daß das Auftreten einer Kondensatoraufladung vom Informationsinhalt des zugehörigen Kernes abhängig ist.In the arrangement according to the invention, the current distribution is caused by the magnetic reversal between the winding of the magnetic core and the parallel charging circuit of a capacitor controlled so that the occurrence of a capacitor charge from the information content of the associated Kernes is dependent.
Durch eine Entladung des Kondensators über die Wicklung eines nachgeschalteten gleichartigen Magnetkernes kann die Information auf diesen übertragen werden. Hierbei ist die Schaltung so getroffen, daß der durch die Entladung des Kondensators über den Entladestromkreis abfließenden Strom die Wicklung des nächstfolgenden Magnetkernes in entgegengesetzter Richtung wie der Schrittimpuls durchfließt.By discharging the capacitor through the winding of a downstream magnetic core of the same type the information can be transferred to this. The circuit is made in such a way that that the current flowing through the discharge circuit due to the discharge of the capacitor causes the winding of the next following magnetic core in the opposite direction as the step pulse flows through.
Wird eine Anzahl solcher gleichartiger Glieder hintereinandergeschaltet, so gelangt man zu einer Kette, in welcher Ja-Nein-Informationen durch Stromstöße die Fortschalte- oder Schiebeimpulse schrittweise, verschoben werden können. Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben.If a number of such elements of the same type are connected in series, one arrives at one Chain, in which yes-no information by power surges the incremental or shifting impulses step by step, can be moved. An embodiment of the invention with reference to the Drawing described.
Jedes Einzelglied der dargestellten Kette umfaßt einen AIagnetkeirn 11, 12... 15 mit Rechteckhystereseschleife mit der dazugehörigen Wicklung 21,22... 25, einen Ladekondensator 31, 32 ... 35 mit einem Ladegleichrichter 41, 42 ... 45 und einem Entladewiderstand 51, 52 ... 54 zum nächstfolgenden Kettenglied.Each individual link of the chain shown comprises an AIagnetkeirn 11, 12 ... 15 with a rectangular hysteresis loop with the associated winding 21, 22 ... 25, a charging capacitor 31, 32 ... 35 with a charging rectifier 41, 42 ... 45 and a Discharge resistance 51, 52 ... 54 to the next chain link.
An der Klemme 60 werden negative Schrittimpulse 61 (Stromimpulse) eingespeist, welche die schrittweise Bewegung eingegebener Informationen bewirken sollen.Negative step pulses 61 (current pulses) are fed in at terminal 60 , which are intended to effect the step-by-step movement of the information entered.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei angenommen, der Magnetkern 11 enthalte die Information »1«, während sich die übrigen Magnetkerne 12 bis 15 in der Ruhelage »0« befinden.To explain the mode of operation, it is assumed that the magnetic core 11 contains the information “1”, while the remaining magnetic cores 12 to 15 are in the rest position “0” .
Kerne mit den Informationsinhalten »0« und »1« unterscheiden sich hierbei durch ihre Reaktion auf die Schrittimpulse. Während Kerne in Ruhelage auf die Schrittimpulse keine Reaktion ergeben, reagieren die Kerne mit einem Informationsinhalt mit einer Flußänderung bzw. mit Ausbildung eines LTmmagnetisierungswiderstandes. Cores with the information content "0" and "1" differ in their reaction to the step impulses. While cores result in the rest position of the step pulses is no reaction, the nuclei respond with an information content with a flux change or with formation of a L T mmagnetisierungswiderstandes.
In der angenommenen Konstellation mit einer Information »1« im Kern 11 heißt das aber, daß beiIn the assumed constellation with information "1" in the core 11 , this means that at
Eingabe eines Schirittimpulses lediglich in der Wicklung 21 des Kernes 11 ein Spannungsabfall entsteht, während an den Wicklungen der übrigen Kerne keine derartigen Spannungsabfälle auftreten. Durch den Spannungsabfall an der Wicklung 21 entsteht zwangläufig eine Aufladung des Kondensators 31 über den Gleichrichter 41. Input of a shielding pulse results in a voltage drop only in the winding 21 of the core 11 , while no such voltage drops occur on the windings of the other cores. The voltage drop across the winding 21 inevitably results in the capacitor 31 being charged via the rectifier 41.
Hierbei findet eine entsprechende Stromverzweigung zwischen der Wicklung 21 und dem Stromkreis des Ladekondlensators 31 statt, wobei der durch die Wicklung 21 fließende Stromanteil den Kern 11 in die magnetische Ruhelage zurückholt, die der Information »0« entspricht.A corresponding current branching takes place between the winding 21 and the circuit of the charging capacitor 31 , the current component flowing through the winding 21 bringing the core 11 back into the magnetic rest position, which corresponds to the information "0".
Durch die gleichzeitig einsetzende Entladung des Kondensators 31 über den Widerstand 51 fließt über die Wicklung 22 des Magnetkernes 12 ein Übertragungsstrom, welcher die Wicklung 22 in einer Richtung durchfließt, welche derjenigen des vorhergegangenen Schrittimpulses entgegengesetzt ist. Dieser Strom bewirkt eine Ummagnetisierung des Kernes 12, was einer Übertragung der Information »1« von Kern 11 auf Kern 12 gleichkommt. Kern 12 wird also vom Infoirmationszustand »0« zum Zustand »1« ummagnetisiert. As a result of the simultaneous discharge of the capacitor 31 through the resistor 51 , a transmission current flows through the winding 22 of the magnetic core 12 and flows through the winding 22 in a direction opposite to that of the previous step pulse. This current causes core 12 to reverse its magnetism, which is equivalent to transferring information "1" from core 11 to core 12 . Core 12 is therefore remagnetized from the information status "0" to the status "1".
Die Stromrichtungen in der Magnetkette müssen nicht unbedingt mit der Verschieberichtung übereinstimmen, weil durch Umpolen der Dioden die gesamte Kette statt mit negativen Impulsen auch mit positiven Schrittimpulsen (mit gleicher Wirkung) betrieben werden kann. Eine Relation zwischen Schrittimpulsrichtung und Informationsübertragung ist daher nicht gegeben.The current directions in the magnetic chain do not necessarily have to match the direction of displacement, because by reversing the polarity of the diodes, the entire chain also uses instead of negative pulses positive step pulses (with the same effect) can be operated. A relation between step pulse direction and information transmission is therefore not given.
Die beabsichtigte Wirkung der Informationsübertragung kann allerdings erst nach Beendigung des Schrittimpulses zustande kommen, weil während der Dauer dieses Impulses alle Magnetkerne für die Informationsübertragung blockiert sind. Die Entladung des Kondensators 31 wird daher so langdauernd, bemessen, daß die nach Beendigung des Schrittimpulses noch vorhandene Ladung für den Ummagnetisierungsvorgang im nächsten Kern ausreicht.The intended effect of the information transmission can, however, only come about after the end of the step pulse, because all magnetic cores for the information transmission are blocked for the duration of this pulse. The discharge of the capacitor 31 is therefore calculated to be so long that the charge still present after the end of the step pulse is sufficient for the magnetization reversal process in the next core.
Da, wie erwähnt, während der Schrittimpulse sämtliche Magnetkerne blockiert sind, ist es zweckmäßig, die Dauer der Schrittimpulse selbst so kurz wie möglich zu wählen. Die Mindestimpulszeit ist hierbei durch die Zeitdauer der Ummagnetisierung des Magnetkernes bis zur Sättigungsruhelage gegeben.Since, as mentioned, all magnetic cores are blocked during the step pulses, it is advisable to to choose the duration of the step impulses as short as possible. The minimum pulse time is here given by the time it takes for the magnet core to reverse magnetize until it is saturation calm.
Eine weitere Übertragung der Information von Magnetkern 12 auf 13 usw. erfolgt in analoger Weise. Mit je einem Schrittimpuls wird eine in einem der Kerne eingespeicherte Information »1« um ein Kettenglied weitertranspartiert, daher durch η Schrittimpulse um η Glieder.A further transmission of the information from magnetic core 12 to 13 etc. takes place in an analogous manner. With each step pulse, information "1" stored in one of the cores is transferred by one chain link, hence by η by η links through η step pulses.
Dabei können auch gleichzeitig mehrere aufeinanderfolgende Einzelinformationen in Form einer Gruppe transportiert werden, wobei die bestehende Ordnung der einzelnen Informationen gegeneinander bestehenbleibt. Für den Fortschaltmechanismus der Kette wird nur eine einzige Wicklung pro Kern benötigt. At the same time, several successive pieces of information can be sent in the form of a Group are transported, whereby the existing order of the individual information against each other persists. Only one winding per core is required for the chain switching mechanism.
Selbstverständlich können für besondere Zwecke, wie z. B. Einkopplung und Auskopplung in die bzw. aus der Kette noch zusätzliche Wicklungen angebracht werden, die aber mit dem eigentlichen Fortschaltmechanismus nichts zu tun haben.Of course, for special purposes, such as. B. Coupling and decoupling into or Additional windings can be attached from the chain, but with the actual indexing mechanism have nothing to do.
In der Magnetkette können mit solchen zusätzlichen Wicklungen wahlweise in Serie über die Wicklung eines Magnetkernes oder gleichzeitig parallel über mehrere Wicklungen auf mehreren Magnetkernen Signale in die Kette eingespeichert werden. Der Zeit-In the magnetic chain, additional windings of this kind can optionally be used in series over the winding one magnetic core or simultaneously in parallel over several windings on several magnetic cores Signals can be stored in the chain. Currently-
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