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Schaltungsanordnung mit einem oder mehreren ohne Informationsverlust
abfragbaren magnetischen Zählelementen für Impulse Die Erfindung bezieht sich auf
eine Schaltungsanordnung mit einem oder mehreren ohne Informationsverlust abfragbaren
magnetischen Zählelementen für Impulse, wobei als Zählelemente nach dem Transfluxorprinzip
aufgebaute Körper aus einem Material mit nahezu rechteckförmiger Hysteresisschleife
angeordnet sind, die außer mit einem Loch für eine oder mehrere Rückstellwicklungen
zum Einstellen des der Zahl Null zugeordneten Sättigungszustandes durch einen Rückstellimpuls
sowie für eine oder mehrere Eingabewicklungen zum Einstellen von Zwischenwerten
teilweiser oder vollkommener Ummagnetisierung durch die zu zählenden Impulse noch
mit zusätzlichen Löchern für Treiber- und Ausgangswicklungen versehen sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, nach dem Transfluxorprinzip
arbeitende Zählelemente zu schaffen, die bei der Durchführung von Rechenoperationen
als Ersatz für bekannte Zählketten mit Relais, Röhren oder Transistoren benutzt
werden können und auch die Anzeige und den Vergleich von Zwischenwerten zulassen.
Bei bekannten Transfluxorkernen für Abfrage ohne Informationsverlust sind mehrere
Löcher für Eingabe- und/oder Rückstellwicklungen und jeweils nur ein Loch mit einer
Treiber-und einer Ausgangswicklung vorgesehen. Bei diesen magnetischen Speicherelementen
ist die Anzeige und Auswertung von Zwischenwerten der Ummagnetisierung nicht oder
nur in einem engen Bereich möglich, z. B. durch Messen der unterschiedlichen Spannungen
an der Ausgangswicklung. Entsprechendes gilt für andere aus einer französischen
Patentschrift bekannte Kerne mit Abfrage ohne Informationsverlust, bei denen die
Eingabewicklung und die Ausgangswicklung durch dasselbe Loch geführt sind und für
die Treiberwicklung mindestens ein Loch vorgesehen ist, das in einer durch die Eingabewicklung
einstellbaren Flußzone liegt. Bei einem anderen bekannten ferromagnetischen Speicher
für mehrere magnetische, statische Kippschaltelemente sind zwar in einem ringförmigen
Körper mehrere nebeneinander angeordnete Nuten mit je einer Ausgangs- bzw. Ablesewicklung
vorgesehen; diese Nuten liegen aber in gleichen Zonen des vom Strom in einem gemeinsamen
Leiter abhängigen Einstellflusses. Dieser Speicher kann nicht von einer Ausgangswicklung
zu einer anderen weiterschalten. Er ist daher nicht als Zählelement für Rechenoperationen
geeignet, bei denen eine Anzeige und/oder ein Vergleich von gespeicherten Zwischenwerten
ohne Informationsverlust erforderlich ist.
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Eine Schaltungsanordnung, die diese Anforderungen erfüllt, weist erfindungsgemäß
folgende Merkmale auf: Die Anzahl der zusätzlichen Löcher ist gleich der Anzahl
der durch definierte Impulszahlen einstellbaren Zwischenwerte; jedem dieser Zwischenwerte
ist ein Loch dadurch zugeordnet, daß die beiden zwischen dem Loch und den benachbarten
Löchern liegenden Schenkel aus magnetisierbarem Material bei der entsprechenden
Impulszahl durch den Einstellfluß entgegengesetzt magnetisiert sind; die Ausgangswicklung
jedes zusätzlichen Loches speist unabhängig von den anderen Ausgangswicklungen einen
Auswertekreis und/oder ein Anzeigemittel für den Zwischenwert.
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Schaltungsanordnungen nach der Erfindung können außer für die Addition
und Subtraktion von Impulsen auch als Impulsverteiler, insbesondere als Meßwertverteiler,
verwendet werden. Es lassen sich auch bestimmte Vorgänge miteinander durch Anwendung
der neuen Schaltungen vergleichen. Eine solche Vergleichszählung wird beispielsweise
im Eisenbahnsicherungswesen für die Gleisfreimeldung durchgeführt, indem die in
einen Gleisabschnitt einlaufenden und die aus diesem Gleisabschnitt auslaufenden
Zugachsen gezählt werden, wobei die Zählergebnisse laufend oder zeitlich nacheinander
miteinander verglichen werden.
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Die erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen sind auch als Mehrfachimpulsgeneratoren
verwendbar. Außerdem können die Schaltungen als Wähler
betrieben
werden. In Lochstreifenvermittlersystemen sind die neuen Schaltungen als Speicherfüllungszähler
zu verwenden.
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Die Erfindung und nähere Einzelheiten seien an Hand der Figuren näher
erläutert, und zwar zeigt Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit einem
Zählelement, das ein Zählvolumen für die Ziffern von 1 bis 9 und 0 hat; Fig. 2a
bis 2f dienen zur Erläuterung der in Fig. 1 gezeigten Schaltung beim Zählen bzw.
Addieren; Fig. 3 a bis 3 f dienen zur Erläuterung der Funktion der Schaltungsanordnung
gemäß Fig. 1 beim Subtrahieren; Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
mit zwei Zählelementen, die zur Zählung von Einer- und Zehnerstellen geeignet ist;
Fig. 5 dient zur Erläuterung der Speisung von Treiberwicklungen einer bestimmten
Gruppe von Zählelementen durch die Ausgangswicklungen einer anderen Gruppe von Zählelementen
zum Zwecke des Vergleichs von Zählergebnissen; Fig. 6 zeigt eine Weiterbildung der
erfindungsgemäßen Schaltungen für Vergleichszählungen unter Anwendung der an Hand
von Fig: 5 beschriebenen Speisung von Treiberwicklungen.
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In Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, in der als Zählelement
ZE ein Transfluxor vorgesehen ist. Das Zählelement ist eine Scheibe aus einem Material
mit rechteckiger Hysteresisschleife, z. B. aus Ferrit. Es kann auch ein Bandringkern
sein, der aus hochpermeablem Eisen besteht. In diesem Ausführungsbeispiel besitzt
das Zählelement ein Zählvolumen für die Ziffern von 1 bis 9 und 0. Die Erfindung
ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Es sind für verschiedene Verwendungszwecke
auch Zählelemente mit größerem oder kleinerem Zählvolumen möglich. Auch eine quantisierte
Ummagnetisierung der Stege zwischen den Löchern ist möglich, wobei erst dann die
höchste Ausgangsspannung auftritt, wenn ein Steg vollständig ummagnetisiert worden
ist.
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Das Zählelement ZE besitzt zur Aufnahme einer Eingabewicklung
EWA sowie zur Aufnahme einer Rückstellwicklung R W ein Loch L 0. Für die
Aufnahme der Treiberwicklungen TW 1 bis TW 9 und die Ausgangswicklungen
AW 1 bis A W 9 sind weitere Löcher L1 bis L9 vorgesehen. Zwischen den Außenkanten
des Zählelementes ZE und zwischen den einzelnen Löchern sind Schenkel S 0 und
S I bis S10
vorhanden. Gegebenenfalls ist zur Subtraktion eine
weitere Eingabewicklung EWS vorgesehen. Diese Wicklung wird gegensinnig zur Wicklung
EWA gepolt oder erregt.
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Die Eingabe der zu zählenden Impulse erfolgt hier über einen Impulskontakt
1K, der an die Primärwicklung PW eines Ringmagnetkernes RM angeschlossen ist. Jedesmal,
wenn der Impulskontakt IK z. B. durch eine Achse betätigt wird und an die positive
Klemme PK gelangt, dann wird der Ringmagnetkern RM über seine Primärwicklung PW
vollständig ummagnetisiert, und es gelangt von der Sekundärwicklung SW des Ringkernes
über den Richtleiter RL I ein Impuls konstanter Spannungsimpulsfläche (('
u dt) auf die Eingabewicklung EWA. Der Ringmagnetkern dient also zur
Quantisierung der zu zählenden Impulse. Beim Zurücklegen des Impulskontaktes 1K
an die negative Klemme NK wird der Ringmagnetkern RM wieder vollständig ummagnetisiert,
wobei der Richtleiter RL 1 in Sperrichtung beansprucht wird und die Eingabewicklung
EWA unbeeinflußt bleibt.
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Die Treiberwicklungen TW 1 bis TW 9 sind hier in Reihe
geschaltet. An diese Reihenschaltung ist über einen Widerstand W ein Treibergenerator
TG angeschlossen, der die Treiberwicklungen mit einem bestimmten Treiberstrom
versorgt. Die Ausgangswicklungen AW 1 bis A W 9 sind einerseits geerdert
und führen andererseits an Anzeigeglieder A 1 bis A9,
hier an Glühlampen.
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Zur Anlage der Null-Lage der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
ist ein weiteres Anzeigeelement A 0 vorgesehen. Dieses Anzeigeelement
A 0 wird über ein Mischgatter MG und einen Inverter IV gespeist.
Am Ausgang des Inverters IV tritt nur dann eine Spannung zur Steuerung des
Anzeigeelementes A 0 auf, wenn vom Ausgang des Mischgatters MG keine Spannung an
den Eingang des Inverters IV angelegt wird. Das ist immer dann der Fall,
wenn an keinen der Eingänge des Mischgatters eine Spannung von den Klemmen der Ausgangswicklungen
AW 1 bis A W 9 geliefert wird. Alle Ausgangswicklungen AW
1
bis AW 9 geben nur in der magnetischen Null-Lage des Zählelementes
ZE keine Spannung ab.
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An die Ausgangswicklung AW 9 ist außer dem Anzeigeelement A
9 der eine Eingang eines Koinzidenzgatters KG angeschaltet. Der andere Eingang dieses
Koinzidenzgatters ist über den Richtleiter RL 1 mit der Sekundärwicklung SW des
Ringmagnetkernes RM verbunden. Wenn nun beim neunten Impuls an der Ausgangswicklung
AW 9 eine Spannung anliegt und über den Impulskontakt 1K der nächste folgende
zu zählende Impuls eingezählt wird, dann erscheint am Ausgang des Koinzidenzgatters
KG eine Spannung. Diese Spannung wird zur Rückstellung der erfindungsgemäßen Zählschaltung
in ihre Null-Lage ausgenutzt.
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Damit das Koinzidenzgatter KG unabhängig von der Frequenz bzw. Phase
des Treiberstromes vorbereitet werden kann, ist es zweckmäßig, ein Integrierglied
IG über einen Richtleiter RL vor den Eingang des Koinzidenzgatters KG zu
schalten, der von der Ausgangswicklung AW 9 gespeist wird.
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Um das Zählelement in die magnetische Null-Lage zurückstellen zu können,
ist der Ausgang des Koinzidenzgatters KG über einen Verstärker V und einen Richtleiter
RL 2 mit der Rückstellwicklung R W verbunden. Die am Ausgang des Koinzidenzgatters
KG erscheinende Spannung kann auch noch zur Speisung eines folgenden Zählelementes
dienen. Eine solche Schaltungsanordnung wird weiter unten an Hand von Fig. 4 beschrieben
werden.
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Außer der Rückstellung des Zählelementes ZE in die magnetische Null-Lage
vom Ausgang des Koinzidenzgatters KG her kann eine Rückstellung auch noch über eine
Rückstelltaste RT erfolgen. Die Rückstelltaste RT ist über einen Richtleiter RL3
ebenfalls mit der Rückstellwicklung R W verbunden. Die Richtleiter RL 2 und RL 3
sind so gepolt, daß weder eine Rückwirkung von der gemeinsamen Rückstelleitung L
auf den Verstärker V noch eine Rückwirkung des Verstärkerausganges auf die Rückstelleitung
L möglich ist.
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Die als Zählelemente ZE verwendeten Körper sind Scheiben mit Löchern,
die zur Aufnahme der genannten Treiber- und Ausgangswicklungen dienen. Bei gleicher
Anzahl von Zählschritten von Loch zu Loch ist ein konstantes Volumen ummagnetisierbaren
Materials
zwischen den Löchern L 0, L 1 ... erforderlich. Infolgedessen entspricht
die Scheibendicke bei konstantem Lochabstand einer Hyperbelfunktion. Soll die Scheibendicke
aber konstant sein, so sind die Lochabstände verschieden groß zu wählen.
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An Hand der Fig. 2 a bis 2 f wird im folgenden die Wirkungsweise eines
erfindungsgemäßen Zählelementes ZE beim Einzählen (Addieren) näher erläutert.
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Die Fig. 2 a bis 2 f sowie 3 a bis 3 f zeigen einen Ausschnitt aus
dem Zählelement ZE der Fig. 1. Dieser Ausschnitt ist in der Fig. 1 gestrichelt angedeutet.
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Die Treiberwicklungen TW 1 bis TW 9 und die entsprechenden
Ausgangswicklungen AW 1 bis AW 9
sind in den Fig. 2 und 3 der Einfachhheit
halber fortgelassen.
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Fig. 2 a stellt den Magnetisierungszustand des Zählelementes ZE dar,
der nach einem ausreichend starken Impuls auf die Rückstellwicklung R W besteht.
Alle Schenkel SO , S 1 usw. sind im Uhrzeigersinn bis zur Sättigung
magnetisiert. Dies wird durch die Pfeile P angedeutet. In diesem Zustand (Null-Zustand)
ist keine Übertragung von irgendeiner Treiberwicklung TW 1 ... auf
eine Ausgangswicklung AW 1 ... möglich.
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Fig.2b zeigt das magnetische Feldbild, welches nach einem entsprechend
bemessenen Impuls auf die Eingabewicklung EWA herrscht. Damit wird der Schenkel
S 1 zwischen den Löchern L 0 und L 1 in
entgegengesetzter Richtung
magnetisiert, was auch die entsprechenden Pfeile in Fig. 2b zeigen. Da der Schenkel
S 1 in entgegengesetzter Richtung magnetisiert ist wie der Schenkel S2, ist es möglich,
einen für die Übertragung ausnutzbaren magnetischen Fluß um das Loch L 1 herum zu
erzeugen.
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Es sei angenommen, daß durch alle Treiberwicklungen AW 1 bis
AW 9 entweder immer oder nur beim Abfragen Wechselströme fließen, deren maximale
Amplituden so groß sind, daß die Ummagnetisierungsfeldstärke jeweils nur bis zur
halben Breite der Schenkel S 1... erreicht wird. Damit ist es möglich, daß
die einzelnen Zählergebnisse eindeutig sind und sich gegenseitig nicht stören.
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In Fig. 2 c ist das magnetische Feldbild um das Loch L1 herum gezeigt,
das nach dem Treiben und Übertragen entsteht. Um das Loch L 1 herum hat sich
ein magnetischer Fluß ausgebildet, der eine Übertragung von der Treiberwicklung
TW 1 zur Ausgangswicklung A W 1 gestattet. In diesem Fall gibt also nur die
Ausgangswicklung AW 1 eine Ausgangsspannung ab.
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Fig. 2 d zeigt den Magnetisierungszustand nach dem Eintreffen eines
zweiten zu zählenden Impulses. Wenn auf die Eingabewicklung EWA ein Impuls
eintrifft, dann wird jetzt der Schenkel S2 entgegen dem Uhrzeigersinn magnetisiert.
Die das LochL1 umschließenden SchenkelS1, S2 sind nun in gleicher Richtung magnetisiert,
so daß sich um das Loch L 1 jetzt kein übertragbarer Fluß ausbilden kann. Dagegen
ist eine Übertragungsbedingung für das Loch L 2 gegeben.
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Fig. 2 e zeigt das magnetische Feldbild, das beim Treiben und Übertragen
entsteht. Nur die Ausgangswicklung AW 2 gibt in diesem Fall eine Ausgangsspannung
ab.
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Fig. 2f zeigt das magnetische Feldbild nach dem Eintreffen eines weiteren
zu zählenden Impulses auf der Eingabewicklung EWA.
Die Fig. 2 a bis 2 f zeigen,
daß jeder eintreffende zu zählende Impuls die Ausgangsspannung von einer Ausgangswicklung
AW zur nächsten Ausgangswicklung weiterschaltet, wobei zwischen den Zählimpulsen
das Zählergebnis ständig abgegeben werden kann. Es ist auch möglich, das Zählergebnis
erst nach Eintreffen des letzten zu zählenden Impulses abzufragen, indem die Treiberstromquelle
erst eingeschaltet wird, wenn der letzte Impuls eingetroffen ist. Man kann also
die Einspeicherung (Zählung) seitlich von der Abfrage des Zählergebnisses trennen,
und das Zählergebnis selbst wird durch die Abfrage nicht gestört. Auch Additionen
von zwei oder mehreren Größen unabhängig voneinander sind möglich, wenn man z. B.
mehrere getrennte Eingabekreise IK, RM, EWA
vorsieht. Es ist ferner möglich,
die Ummagnetisierung je Schenkel in mehreren Schritten vorzunehmen, z. B. so, daß
erst drei Impulse einen Schenkel vollständig ummagnetisieren.
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An Hand der Fig. 3 a bis 3 f sei eine Subtraktion beschrieben. Es
wird angenommen, daß drei Impulse eingespeichert worden sind und also beim Treiben
und Übertragen am Ausgang der Wicklung AW 3
eine Spannung abgegeben wird.
Das zugehörige magnetische Feldbild ist in Fig. 3 a dargestellt. Demgemäß würde
beispielsweise in Fig. 1 das Anzeigeelement A 3, welches hier eine Lampe ist, aufleuchten.
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Von der eingespeicherten Ziffer 3 soll nun beispielsweise die Ziffer
2 subtrahiert werden. Zu diesem Zweck werden die abzuziehenden Impulse an die Wicklung
EWS des Zählelementes ZE in Fig. 1 angelegt. Damit entsteht bei Eingabe des
ersten abzuziehenden Impulses das in Fig. 3 b gezeigte magnetische Feldbild.
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Beim Treiben entsteht das Feldbild, wie es Fig. 3 c zeigt. Gemäß diesem
Feldbild der Fig. 3 c geben die Ausgangswicklungen AW 1 und AW
3 eine Ausgangsspannung ab. Beim zweiten abzuziehenden Impuls entsteht das
Feldbild, wie es Fig. 3 d zeigt. Beim Treiben und Übertragen nach Einspeicherung
des zweiten abzuziehenden Impulses ergibt sich ein Feldbild, wie es in Fig. 3 e
gezeigt wird. In diesem Fall geben die Ausgangswicklungen AW 3 und AW
2 eine Spannung ab; entsprechend leuchten auch die Anzeigeelemente
A 2 und A 3.
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Damit ist die Subtraktion des Subtrahenden 2 vom Minuenden 3 abgeschlossen.
Für die einzelnen Zustände an den Ausgängen der Wicklungen AW 1 bis A W 9
bei der Durchführung der Subtraktionen läßt sich eine entsprechende Tabelle aufstellen.
Aus dieser Tabelle geht beispielsweise hervor, welche Anzeigeelemente A 1 bis A
9 bei bestimmten Subtraktionen leuchten.
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Gelangt z. B. ein dritter abzuziehender Impuls auf die Eingabewicklung
EWS, so ergibt sich die Differenz Null, da - wie Fig. 3 a zeigt - drei Impulse
eingespeichert worden sind. Bei Einspeicherung des dritten abzuziehenden Impulses
werden alle Schenkel wieder im gleichen Sinne magnetisiert, und es entsteht das
Feldbild, wie es Fig. 3 f zeigt. Dieses Feldbild ist identisch mit dem in Fig. 2
a dargestellten wieder im Uhrzeigersinn, und an keiner Ausgangswicklung AW
1 bis AW 9 tritt eine Spannung auf (Null-Zustand).
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In Fig. 4 ist eine vorteilhafte Weiterbildung einer erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung dargestellt. Es werden zwei Zählelemente ZE 1 und ZE 2 derart
miteinander kombiniert, daß nach Einspeicherung
einer dem Zählvolumen
des Zählelementes ZE 1 entsprechenden Anzahl von Impulsen der auf diese Anzahl folgende
Impuls vom Zählelement ZE 2 aufgenommen wird. Es ist möglich, jedes der beiden Zählelemente
so auszubilden, daß es ein dekadisches Zählvolumen besitzt. In diesem Fall ist das
Zählelement ZE 1 zur Aufnahme aller Impulse von 1 bis 9 und 0 geeignet. Das Zählelement
ZE 1 zählt also die Einerstellen. Da das Zählelement ZE2 ebenfalls ein dekadisches
Zählvolumen besitzt, kann es zur Zählung der Zehnerstellen verwendet werden. Die
in Fig. 4 gezeigte Schaltung besitzt also ein Zählvolumen für 99 Impulse. Es ist
aber ohne weiteres möglich, die Schaltung mit Hilfe weiterer Zählelemente beliebig
zu erweitern. Ein drittes Zählelement würde also ein Zählvolumen ergeben, das die
Zählung von 999 Impulsen gestattet, usw.
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Der Aufbau der in Fig. 4 gezeigten Schaltung entspricht für die einzelnen
Zählelemente ZE1, ZE2 grundsätzlich der Schaltungsanordnung, wie sie an Hand der
Fig. 1 beschrieben worden ist. Die Einspeicherung der Impulse erfolgt mit Hilfe
eines Impulskontaktes IK, der die Primärwicklung P W 1 des Ringmagnetkernes RM1
speist. Die Sekundärwicklung SW 1 dieses Ringmagnetkernes ist über den Richtleiter
RL 10 mit der Eingabewicklung EWA 1 des Zählelementes ZE 1 verbunden. Die
Treiberwicklungen T1 des ersten Zählelementes ZE1 sind sowohl miteinander als auch
mit den Treiberwicklungen T 2 des zweiten Zählelementes ZE2 in Reihe geschaltet,
und alle Treiberwicklungen werden über einen Widerstand W von einem Treibergenerator
TG gespeist. Die Ausgangswicklungen AW 10 und AW 20 arbeiten grundsätzlich
so, wie es an Hand von Fig. 1 beschrieben worden ist. Damit die Ausgangswicklungen
AW 10 und AW 20 die maximale Leistung abgeben, werden hierbei die Treiberwicklungen
zweckmäßig mit einer solchen Stromstärke versorgt, daß jeweils in den gesamten Schenkeln
bis zum benachbarten Loch die Ummagnetisierungsfeldstärke erreicht wird. Die letzte
Ausgangswicklung des Zählelementes ZE1 speist den einen Eingang eines Koinzidenzgatters
KG 1, an dessen Ausgang immer dann eine Spannung erscheint, wenn gleichzeitig an
seinem zweiten Eingang der nächste zu zählende Impuls liegt, der auf diejenige Zahl
folgt, die dem Zählvolumen des Zählelementes ZE 1 entspricht. Damit wird ein Verstärker
V 1 ausgesteuert. Dieser Verstärker V 1 speist über den Richtleiter LR 11 die Rückstellwicklung
R W 1 des zugehörigen Zählelementes ZE 1. Außerdem ist der Verstärker V 1 zur Übertragung
des Impulses, welcher auf die dem Zählvolumen des Zählelementes ZE 1 entsprechende
Anzahl folgt, mit der Primärwicklung PW 2 eines zweiten Ringmagnetkernes
RM 2 verbunden.
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Über die Sekundärwicklung SW 2 dieses Ringmagnetkernes RM2 und über
einen Richtleiter RL20 wird die Eingabewicklung EWA 2 des zweiten Zählelementes
ZE 2 gespeist. Auch an die letzte Ausgangswicklung des Zählelementes ZE2 ist wieder
ein Koinzidenzgatter KG 2 angeschlossen, das bei Übertragung des hundertsten Impulses
an seinem Ausgang eine Spannung abgibt, die zur Aussteuerung des Verstärkers V 2
ausreicht. Dieser Verstärker stellt über den Richtleiter RL 21 eine Spannung zur
Rückstellung des zugehörigen Zählelementes ZE2 zur Verfügung. Gleichzeitig könnte
vom Ausgang des Verstärkers V 2 ein weiteres Zählelement gespeist werden. An die
Ausgangswicklungen der beiden Zählelemente ZE 1, ZE 2 sind Anzeigemittel
AM angeschaltet, wie es auch Fig. 1 zeigt. Ferner ist für alle Zählelemente
eine gemeinsame Rückstellungsleitung L vorgesehen, die mit Hilfe der Rückstelltaste
RT an ein entsprechendes Rückstellpotential angelegt wird. Diese Rückstellungsleitung
L ist über Richtleiter RL 12 und RL 22 mit den Rückstellwicklungen R W 1 bzw. R
W 2 verbunden. Diese Richtleiter RL 12 und RL22 sind so gepolt, daß eine Beeinflussung
der Rückstellungsleitung L von den Ausgängen der Verstärker V 1 bzw. V 2 ausgeschlossen
ist. Gleichzeitig sind die Richtleiter RL 11 bzw. RL 21 so gepolt, daß eine Beeinflussung
der Verstärker V 1 bzw. V 2 von der Rückstellungsleitung her verhindert wird.
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Der Ringmagnetkern RM2 besitzt noch eine weitere Wicklung LW 2. Diese
Wicklung liegt beispielsweise an einem negativen Potential und dient dazu, den Ringmagnetkern
RM2 nach Beendigung eines übertragenen Impulses wieder in seine Ruhelage zurückzumagnetisieren.
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Die Abfrage der Zählstellung der Zählelemente kann auch mit Impulsen
veränderlicher Polarität oder mit Rechteckspannungen vorgenommen werden. Als Anzeigeorgan
läßt sich z. B. auch ein Zungenfrequenzmesser benutzen, wenn man die einzelnen Treiberwicklungen
mit verschiedenen Frequenzen speist und die entsprechenden Ausgangswicklungen über
Entkoppelrichtleiter od. dgl. und erforderlichenfalls über einen Ausgangsverstärker
auf die Wicklung des Zungenfrequenzmessers arbeiten läßt.
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An Hand der schematischen Darstellung der Fig. 5 wird die Speisung
von sekundären Treiberwicklungen ST 1, ST 2 einer Gruppe von
Zählelementen durch die Ausgangswicklungen A G 1, A G 2 einer anderen Gruppe von
Zählelementen erläutert.
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Ein Generator G speist über zwei Widerstände W 1, W 2 zwei
primäre Treiberwicklungen PT 1 und PT 2
mit konstantem Strom. Die magnetisierbaren
Bereiche B l, B 2 um die Löcher LR 1, LR 2 herum stellen übertragene Flußzonen
eines einzelnen oder getrennter Zählelemente dar. Die Kraftlinien der entsprechenden
magnetischen Felder sind durch Pfeile PF 1 und PF2 angedeutet. Die beiden Ausgangswicklungen
AG1 und AG2 liefern Ausgangsspannungen, da sie in Bereichen umpolbarer Flüsse liegen.
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Gemäß der Erfindung speisen nun die Ausgangswicklungen AG 1
und AG2 über Widerstände W 11 und W12 sekundäre Treiberwicklungen
ST 1 und ST 2. Das der sekundären Treiberwicklung ST 1 zugeordnete
Loch SL 1 liegt im Bereich B 11 einer übertragbaren Flußzone PF11.
Infolgedessen ist der induktive Eingangsscheinwiderstand der Wicklung
ST 1
hoch, und an den Klemmen dieser Wicklung fällt eine Spannung ab. Liegt
dagegen eine sekundäre Treiberwicklung in einem Loch SL 2 in einem Bereich B 12,
der nicht umrnagnetisierbar ist, wie es durch die Pfeile PF12 angedeutet
wird, so ist der Eingangsscheinwiderstand der zugehörigen sekundären Treiberwicklung
ST2 klein, und an den Klemmen dieser Wicklung fällt keine Spannung ab. Gegebenenfalls
können die Widerstände W 11 und W 12 wegfallen, wenn entsprechende
Innenwiderstände bei den primären Treiberwicklungen PT 1 und PT
2 vorgesehen sind.
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Das Auftreten der Spannungen an den sekundären Treiberwicklungen ST
1 bzw. ST 2 gibt in einfacher Weise im Zusammenwirken mit den bereits beschriebenen
Zählelementen
die Möglichkeit, Zählergebnisse miteinander zu vergleichen oder andere Auswertungen
und Steuerungen, die von Zählungen abhängig sind, vornehmen zu können. Unter Umständen
ist es zweckmäßig, die Zuleitungen zu den sekundären Treiberwicklungen ST 1 bzw.
ST 2 miteinander zu verdrillen. Damit werden diese Zuleitungen induktivitätsarm
gemacht, wodurch eine möglichst große Differenz der Eingangsscheinwiderstände der
sekundären Treiberwicklungen ST 1 und ST 2 erzielt wird.
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Fig.6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,
die für Vergleichszählungen geeignet ist. Diese Schaltungsanordnung läßt sich unter
anderem als Speicherfüllungszähler bei Lochstreifenvermittlungssystemen oder als
Achszähler für die Gleisfreimeldung im Eisenbahnsicherungswesen verwenden. In der
Schaltungsanordnung gemäß Fig. 6 sind zwei Gruppen I und II von j e zwei Zählelementen
ZE 11 und ZE 12 bzw. ZE 21 und ZE 22 vorgesehen. Die Erfindung ist jedoch nicht
hierauf beschränkt, es lassen sich auch Gruppen mit einer beliebigen Anzahl von
Zählelementen verwenden. Die einzelnen Zählelemente arbeiten grundsätzlich in der
Weise, wie es im bisherigen Text beschrieben worden ist.
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Die beiden Zählelemente ZE 11 und ZE 12 gehören zur Gruppe I und dienen
zur Einzählung beispielsweise -der in einen Gleisabschnitt einlaufenden Achsen.
Die Gruppe 1I enthält die Zählelemente ZE21 und ZE22 und wird zur Auszählung beispielsweise
der aus dem Gleisabschnitt auslaufenden Achsen benutzt. Die Einzählung erfolgt mit
Hilfe eines Kontaktes EK, während für die Auszählung der Kontakt AK vorgesehen ist.
Alle Eingabewicklungen E 11, E 12 bzw. E 21, E 22 werden über Ringmagnetkerne RM11,
RM12; RM21, RM22, die zur Quantisierung der einzuzählenden Impulse dienen, gespeist.
Ferner besitzt jedes Zählelement eine eigene Rückstellwicklung R W 11, R W 12, R
W 21, R W 22, die sowohl über eine gemeinsame Rückstellungsleitung L als auch vom
letzten Ausgang des zugehörigen Zählelementes mit einer Rückstellspannung gespeist
werden kann. Die Treiberwicklungen T 11, T12 der Zählelemente der Gruppe
I sind hier miteinander in Reihe geschaltet und werden von einem Generator
TG gespeist. Außerdem sind mit den genannten Treiberwicklungen
T 11, T 12 der Gruppe I noch zwei weitere Treiberwicklungen ZT
21 und ZT 22 in Reihe geschaltet. Die Treiberwicklungen ZT
21 und ZT 22
sind den beiden Zählelementen der Gruppe II zugeordnet.
Ihre Funktion wird weiter unten noch beschrieben.
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Um eine Vergleichszählung durchführen zu können, sind erfindungsgemäß
die Ausgangswicklungen AW 11 bzw. AW 12 der zur Gruppe I gehörigen Zählelemente
an die Treiberwicklungen T21 bzw. T22 der zur Gruppe II gehörigen Zählelemente angeschlossen.
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Es ist nun darauf zu achten, daß die einzelnen Zählstellungen des
Ein- und Auszählers unabhängig voneinander sind, d. h., es ist dafür zu sorgen,
daß weder die Rückstellung des Auszählers von der Stellung des Einzählers abhängig
ist, noch die Rückstellung des Einzählers von der Zählstellung des Auszählers abhängig
wird. Damit die Rückstellung des Einzählers unabhängig von der Zählstellung des
Auszählers wird, ist zwischen der letzten Ausgangswicklung des Zählelementes ZE
11 und der letzten Treiberwicklung des Zählelementes ZE21 ein Widerstand W21 und
entsprechend -ein Widerstand W22 zwischen die letzte Ausgangswicklung des Zählelementes
ZE 12 und die letzte Treiberwicklung des Zählelementes ZE22 eingeschaltet. Diese
beiden Widerstände W21 und W22 verhindern, daß bei kleinen Eingangsscheinwiderständen
der genannten letzten Treiberwicklungen der Zählelemente ZE21 und ZE22 die Ausgangsspannungen
der zugehörigen letzten Ausgangswicklungen der Zählelemente ZE 11 und ZE 12 zusammenbrechen.
Damit ist sichergestellt, daß die Koinzidenzgatter KG 11 und KG 12 für die
Einleitung der Rückstellung des jeweils zugehörigen Zählelementes in jedem Fall
vorbereitet werden.
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Für die dekadenweise Rückstellung der zur Gruppe II gehörigen Zählelemente
ZE 21 und ZE 22 unabhängig von der Zählstellung der Zählelemente der Gruppe I wird
nun von der Möglichkeit beim Transfluxorprinzip Gebrauch gemacht, voneinander unabhängige
und rückwirkungsfreie Ausgangskreise bilden zu können. Zu diesem Zweck sind die
bereits erwähnten weiteren Treiberwicklungen ZT21 und ZT22 vorgesehen. Diese Treiberwicklungen
wirken auf Flußzonen ein, die sich um die Löcher L 21, L 22 nur dann ausbilden können,
wenn auch um die Löcher der Treiberwicklungen herum, die auf dem gleichen Radius
liegen (gestrichelt angedeutet), übertragbare Flußzonen vorhanden sind. Diese Flußzonen
können jedoch nur dann zustande kommen, wenn die den letzten Treiberwicklungen der
Zählelemente ZE 21 und ZE 22 zugeordneten Ausgangswicklungen der Zählelemente ZE
11 bzw. ZE 12 Ausgangsspannungen liefern. Die Ausgangswicklungen A W 21 und
AW 22
liefern dann die unabhängigen Kriterien für die dekadenweise Rückstellung
der Zählelemente ZE 21 und ZE22 über die Koinzidenzgatter KG21 und
KG 22. Die Verstärker V 11, V12, V21 und V22 wirken in gleicher Weise, wie
es an Hand von Fig. 1 und 4 beschrieben wurde. Das gleiche gilt für die Richtleiter
RL31 bis RL38, welche die genannten Verstärker bzw. die Rückstellungsleiter L mit
den jeweils zugehörigen Rückstellwicklungen RW11, R W 12 bzw. R W 21, R W 22 verbinden.
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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gemäß Fig. 6 arbeitet nun
folgendermaßen: Es sei angenommen, daß die beiden Zählelemente ZE 11 und ZE 12 der
Gruppe I insgesamt 29 Impulse aufgenommen haben. In diesem Fall liefern die entsprechenden
Ausgangswicklungen der Zählelemente ZE 11 und ZE 12 Ausgangsspannungen. Werden nun
auch 29 Impulse von den Zählelementen ZE 21 und ZE 22 der Gruppe II aufgenommen,
so können die entsprechenden Treiberwicklungen ebenfalls Flußzonen magnetisieren.
In diesem Fall hat also die letzte Treiberwicklung des Zählelementes ZE 21 und die
zweite Treiberwicklung des Zählelementes ZE22 einen hohen Eingangswiderstand. Dieser
Zählzustand entspricht der Einzählung von- 29 Impulsen. Infolge des hohen Eingangswiderstandes
der genannten Treiberwicklungen entsteht an diesen Wicklungen eine Spannung, die
für den Zählvergleich ausgenutzt wird. Zu diesem Zweck sind an die Treiberwicklungen
T 21 und T 22 die Eingänge zweier Mischgatter MG 21
und MG22
angeschlossen. Die Ausgänge dieser Mischgatter speisen Eingänge eines Koinzidenzgatters
KGV. Dieses Koinzidenzgatter KGV wird nur dann geöffnet, wenn beide MischgatterMG21
und MG22 gleichzeitig eine Spannung liefern.
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Der von dem Koinzidenzgatter KGV gelieferte
Impuls
wird im Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 6 über einen Verstärker
VR der gemeinsamen Rückstellungsleitung L zugeführt, so daß durch diesen Impuls
alle Zählelemente in ihre magnetische Null-Lage zurückgeführt werden. Solange die
beiden Zählergebnisse in den Zählelementen der Gruppen I und II nicht übereinstimmen,
kommt am Ausgang des Koinzidenzgatters KGV kein Impuls zustande. Bei Ergebnisgleichheit
können auch andere Steuervorgänge vom Ausgang des Koinzidenzgatters KGV
bzw. vom Ausgang des Verstärkers VR ausgelöst werden.
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Für alle Rückstellvorgänge, bei denen eine Blockierung, d. h. eine
vollständige Ummagnetisierung, vorgenommen wird, ist es bei den erfindungsgemäßen
Zählelementen auch möglich, eine an sich bekannte Rückkopplung für die Verstärker
V l, V2 bzw. V 11, V 12, V 21, V 22 vorzusehen. Diese
Rückkopplung läßt sich mit Hilfe einer Rückkopplungswicklung durchführen, die parallel
zur betreffenden Rückstellwicklung R W liegt und einerseits geerdet sowie andererseits
zwischen einem Koinzidenzgatter KG und dem Eingang des zugehörigen Verstärkers angeschlossen
ist. Wenn z. B. der Verstärker V 11 in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 6 über
den Richtleiter RL 31 einen Impuls an die Rückstellwicklung R W 11 liefert, so liegt
während des gesamten Rückstellvorganges (im steilen Ast der Hysteresisschleife)
eine Spannung an der genannten Rückkopplungswicklung. Erst wenn der Kern des Zählelementes
gesättigt ist, verschwindet diese Rückkopplungsspannung, und die Rückstellung ist
sicher beendet. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß kleine Steuerarbeiten erforderlich
sind. Unter Umständen sind solche Rückkopplungswicklungen auch bei den quantisierenden
Ringmagnetkernen anwendbar.
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Die Richtleiter RL 11 und RL 21 in der Schaltungsanordnung gemäß Fig.
4 bzw. die Richtleiter RL 31, RL 33, RL 35 und RL 37 gemäß Fig. 6, die zur
gegenseitigen Entkopplung der einzelnen Rückstellkreise dienen, können entfallen,
wenn man getrennte Rückstellwicklungen mit entsprechenden Vorwiderständen für die
dekadenweise Rückstellung und für die gesamte Rückstellung vorsieht. In diesem Fall
werden die Rückstellwicklungen, die der gesamten Rückstellung dienen, zweckmäßigerweise
miteinander in Reihe geschaltet. Die Anwendung getrennter Rückstellwicklungen hat
den Vorteil, daß eine freizügige Anpassung an die einzelnen Rückstellverstärker
V1, V 2, V 11, V 12, V 21, V 22 möglich ist. Diese Rückstellverstärker
sind beispielsweise einstufige Transistorverstärker in Emitterschaltung.
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Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann
auch darin bestehen, daß an Stelle der Koinzidenzgatter KG, welche die dekadenweise
Rückstellung einleiten, sogenannte Ringkerngatter vorgesehen sind. Die Anwendung
solcher Ringkerngatter ist insbesondere auch deshalb möglich, weil die letzten Ausgangswicklungen
der Zählelemente und die Sekundärwicklungen der quantisierenden Ringmagnetkerne
definiert begrenzte Magnetflüsse zur Verfügung stellen.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt. Es ist beispielsweise für Meß-, Vergleichs- und Anzeigezwecke auch möglich,
die Löcher in den einzelnen Zählelementen, welche zur Aufnahme der Treiber-und Ausgangswicklungen
dienen, auf Radien anzuordnen, die beispielsweise quadratischen, logarithmischen,
exponentiellen oder anderen Funktionen bei quantisierter Eingabe der zu zählenden
Impulse entsprechen.