DE1142454B - Magnetverstaerker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Magnetverstärker und insbesondere solche Verstärkerstromkreise, die als Schalter zur Steuerung des Stromflusses oder zur Verhinderung eines Stromflusses über einen Laststromkreis verwendet werden. Insbesondere betrifft die Erfindung Steuerstromkreise für Koinzidenzstromspeicher, wie sie in Verbindung mit Recheneinrichtungen verwendet werden, in denen magnetische Verstärker benutzt werden, um wahlweise den Stromfluß durch die Speicherleitungen zu steuern.

Die Steuerung eines Stromflusses über einen Belastungsstromkreis wird in vielen Anwendungsfällen gefordert. Zur Verwirklichung einer solchen Steuerung ist es bekannt, ein Vorspannungsnetzwerk zu verwenden. Jedoch ist es unter der Anwendung eines Vorspannungsnetzwerkes schwierig, wenn nicht gar unmöglich, Stromwerte genau einzustellen; die genaue Einstellung von Stromwerten ist aber von erheblicher Bedeutung bei Speichereinrichtungen, die mit koinzidenten Strömen arbeiten.

Eine solche Koinzidenzstromspeichereinrichtung kann aus einer zweidimensionalen Anordnung von magnetisierbaren Kernen mit im wesentlichen rechteckiger Hysteresisschleife bestehen, die an dem Schnittpunkt einer Anzahl von horizontalen und vertikalen Drähten, den A'-Steuerleitungen und den Y-Steuerleitungen, angeordnet sind. Die physikalische Anordnung der Kerne ist üblicherweise so getroffen, daß ein Bereich festgelegt wird, der mehrere Reihen und Spalten umfaßt. Jede Reihe durchläuft ein besonderer Draht, und jede Kernspalte überläuft ein besonderer Draht. Die die Reihen durchlaufenden Drähte werden als Z-Steuerdrähte bezeichnet oder die X-Speicherleitungen, während die die Spalten durchlaufenden Drähte als die Y-Steuerdrähte oder Y-Speicherleitungen bezeichnet werden. Ein dritter Draht, der Lesedraht oder der Abfühldraht, kann alle Kerne des Bereiches durchlaufen. Im praktischen Einsatz erfolgt die Auswahl eines bestimmten Kernes in dem Bereich, z. B. für die Einbringung einer Information, dadurch, daß gleichzeitig Ströme gleicher Stärke durch die X- und die Y-Speicherleitungen geschickt werden, welche denselben Kern beeinflussen. Die Stärke der Ströme in den X- oder Y-Speicherleitungen ist so groß, daß jeder Strom allein geringer ist als I_1n., nämlich dem der Koerzitivkraft des Speicherkernes entsprechende Strom, aber wenigstens gleich ¹It I_hc ist. Auf diese Weise erhält nur der Kern, der an dem Schnittpunkt der gleichzeitig beschickten X- und Y-Speicherleitungen angeordnet ist, eine Magnetomotorische Kraft, die in ihrer Amplitude ausreicht, um den Magnetisierungs-Magnetverstärker

Anmelder:

Sperry Rand Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

ίο Vertreter: Dipl.-Ing. E. Weintraud, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Mainzer Landstr. 134-146

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 12. September 1960 (Nr. 55 429)

Joseph Douglas Lawrence jun., Oreland, Pa.

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

zustand des Kernes umzuwerfen. Die anderen Kerne, die von den ausgewählten X- und Y-Speicherleitungen beeinflußt werden, werden jedoch nur unzureichend magnetisiert.

Wie ersichtlich, ist es wesentlich, daß der Strom, der in den ausgewählten Speicherleitungen fließt, genau eingestellt ist und daß kein Strom über eine nicht ausgewählte Speicherleitung fließt, da solche Ströme, obwohl sie für sich allein einen Speicherkern nicht umzuschalten vermögen, doch das Verhältnis zwischen der Erregung des ausgewählten Kernes und der Erregung eines nicht ausgewählten Kernes verändern, wobei die Fähigkeit des Systems, zwischen ausgewählten und nicht ausgewählten Kernen zu unterscheiden, verschlechtert wird. Da ferner die Lesewicklung alle Kerne durchläuft, würde ein ungewollt beeinflußter, nicht ausgewählter Kern eine Fehler- oder Geräuschspannung in dem Lesekreis erzeugen.

Obwohl die X- und die Y-Speicherleitungen unter Parallelschaltung mit einer gemeinsamen regulierten Stromquelle verbunden sein können, macht das Auftreten geringer Fehlerströme in den nicht ausgewählten Leitungen die Bemessung des Stromregulators schwieriger und die Arbeitsweise weniger zuverlässig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen magnetischen Verstärker für die Steuerung von Speicherleitungen zu schaffen, welcher diese Schwierigkeiten vermeidet.

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Dies erreicht die Erfindung dadurch, daß ein über eine gleichstromdurchflossene Wicklung auf den Sättigungspunkt einer Polarität vorgespannter magnetisierbarer Kern neben einer in Reihe mit der zu steuernden Speicherleitung und einer Diode an einer Impulsquelle liegenden Ausgangswicklung eine weitere über eine Diode an die gleiche Impulsquelle angeschlossene Hilfswicklung trägt, welche unter dem Einfluß eines Impulses den Kern so magnetisiert, daß in der

negative Spannungsquelle — V1 und eine Diode 14 enthält.

Es sei zunächst angenommen, daß ein Stromfluß von dem Belastungskreis 9 ferngehalten werden soll. Bei der Anwendung der Erfindung auf eine Koinzidenzstromspeicherschaltung und unter Annahme, daß der Belastungsstromkreis 9 eine nicht ausgewählte Speicherleitung darstellt, ist davon auszugehen, daß infolge der Richtung der Gleichstromvormagneti-

Ausgangswicklung eine die ihr vorgeschaltete Diode 10 sierung über eine Vormagnetisierungswicklung 3 der sperrende Spannung erzeugt wird, so daß kein Strom Kern 1 so magnetisiert ist, daß die Magnetisierung auf die Speicherleitung gelangt. Die Erfindung
schafft somit eine Sperreinrichtung, welche jeglichen

Stromfluß über den magnetischen Verstärker und den

auf dem negativen Sättigungspunkt (Fig. 1) liegt. Sobald die positive Halbwelle einer Steuerwechselspannung durch die Impulsquelle 6 geleitet wird, neigen

g pq g g

mit ihm verbundenen Belastungsstromkreis unterbin- i₅ die Dioden 10 und 7 zur Stromleitung, und Strom d i lh Sflß ih üh i

det, wenn ein solcher Stromfluß nicht gewünscht ist. Damit erhöht die Erfindung die Zuverlässigkeit von magnetischen Verstärkern, die zum Steuern von Koinzidenzstromspeichereinrichtungen eingesetzt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen idealisierten Verlauf der Hysteresiskurve eines magnetisierbaren Kernes,

ist bestrebt, durch die Wicklungen 2 und 4 zu fließen. Der Strombegrenzungskreis. der die Diode 12 und den Widerstand 13 umfaßt, gestattet es, daß genügend Strom durch die Wicklung 4 fließt, so daß die Wicklung 4 für sich die Magnetisierung des Kernes von dem Vorspannungspunkt bis zu dem Knie 15 der Hysteresisschleife verschiebt. In dem Gebiet oberhalb des Punktes 15 tritt eine starke Flußänderung ein, und die Impulswicklung 2 hat eine hohe Impedanz,

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung für einen magne- 25 so daß der positive Steuerimpuls seinen Weg zu der tischen Verstärker unter Anwendung eines magne- Speicherleitung 9 gesperrt findet. Ein kleiner Stromtisierbaren Kernes mit der Hysteresiskurve nach
Fig. 1.

Bei der Darstellung einer Hysteresisschleife in

die magnetische Induktion in dem Kerne eingetragen ist. Der Punkt P kennzeichnet den positiven stabilen Zustand remanenter Magnetisierung, während der

betrag würde über die Impulswicklung 2 und von dort in die Speicherleitung 9 fließen, wenn der sperrende Einfluß der Sperrwicklung 4 nicht bestehen

Fig. 1 sind längs der Abszisse die Amperewindungen 30 würde. Gemäß der Erfindung induziert jedoch der des Kernes eingetragen, während längs der Ordinate positive Impuls, der die Sperrwicklung 4 durchfließt,

eine Spannung an der Impulswicklung 2, welche größer ist als die Impulsspannung. da die Zahl der Wicklungen der Impulswindung 2 größer ist als die Punkt N den negativen stabilen Zustand remanenter 35 der Sperrwicklung 4. Da diese induzierte Spannung Magnetisierung wiedergibt. Bei der nachstehenden der Impulsspannung entgegengerichtet und größer Erläuterung der in Fig. 2 dargestellten Schaltungs- als diese ist. wird die Diode 7 in der Sperrichtung anordnung wird auf die Anordnung der Fig. 1 noch vorgespannt und verhindert hierdurch jeglichen Bezug genommen werden. Stromfluß durch die Impulswicklung 2 und die an sie

Der Kern 1 der üblicherweise ringförmig ausge- 40 angeschlossene Speicherleitung 9. bildet ist und eine praktisch rechteckige Hysteresis- Sobald der Steuerwechselstrom seine Polarität

charakteristik besitzt, trägt die Wicklungen 2, 3, 4 ändert, beginnt der magnetische Verstärker unter und 5, die auf den Kern 1 so aufgewickelt sind, daß dem Einfluß der Gleichstromvormagnetisierung über sich die durch Punkte gekennzeichneten Polaritäten die Vorspannungswicklung 3, seinen ursprünglichen ergeben. Das eine Ende der Wicklung 2, die als Im- 45 Zustand wiederherzustellen. Hierdurch wird der pulswicklung bezeichnet werden kann, ist mit einer Kern wieder auf den Anfangszustand im negativen Impulsquelle 6 über eine Diode 7 und einen magne- Sättigungsgebiet vorgespannt. Während der Rückstelltischen Stromregulator 8 verbunden. Das andere periode wird eine Spannung in den Wicklungen 2 Ende der Impulswicklung 2 ist mit einem Belastungs- und 4 induziert, welche bestrebt ist. die Dioden 7 und Stromkreis 9 verbunden, der eine der zu steuernden 50 10 leitend zu halten. Um dies unmöglich zu machen, Speicherleitungen sein kann. begrenzen die Ableitdiode 14 und die Ableitspan-

Ein Ende der Wicklung 4, die als Sperrwicklung nungsquelle -Fl die in den Wicklungen 2 und 4 bezeichnet werden kann, ist mit der Impulsquelle 6 induzierten Spannungen auf einen Wert unter der über eine Diode 10 verbunden. Das andere Ende der Impulsspannung, so daß die Dioden 7 und 10 durch Sperrwicklung 4 ist mit einem Punkt 11 eines Strom- 55 die Impulsspannung in Sperrichtung vorgespannt begrenzungskreises verbunden, welcher die Diode 12 werden und ein weiterer Stromfluß in den Wicklungen

und einen Widerstand 13 umfaßt und zwischen Erde und einer negativen Spannungsquelle —V2 verläuft. Im Ruhezustand verursacht die Spannungsquelle — V 2, daß die Diode 12 leitend ist und dadurch den Punkt 11 praktisch auf Erdpotential hält. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Windungszahl der Impulswicklung 2 größer als die Windungszahl der Sperrwicklung 4, so daß die

gesperrt ist.

Während der Zeitspanne, in der ein Stromiluß von allen nicht ausgewählten Speicherleitungen ferngehalten wird, muß die ausgewählte Speicherleitung den vollen, genau bemessenen Steuerstrom führen.
Dies wird eingeleitet durch einen Auswahlimpuls, welcher der Einstellwicklung 5 des betreffenden Verstärkers unmittelbar vor dem Auftreten des positiven

gleiche magnetische Induktion eine höhere Spannung 65 Impulses der Impulsquelle 6 zugeführt wird. DerAusan der Impulswicklung 2 als an der Sperrwicklung 4 wählimpuls überwindet die Vorspannung der Vorerzeugt. Das eine Ende der Sperrwicklung 4 ist ferner magnetisierungswicklung 3 und steuert den magnemit einem Spannungsableitkreis verbunden, der eine tischen Verstärker dieser Speicherleitung von seinem

Vorspannungszustand im Gebiet der negativen Sättigung auf den Zustand der positiven Sättigung P um. Infolgedessen findet der nachfolgende positive Impuls der Impulsquelle 6 die Impuls wicklung 2 in einem Zustand geringer Impedanz, so daß der Impuls zu der Speicherleitung 9 fließen kann.

Der Strom in der Impulswicklung wird begrenzt durch den Stromregulator 8. Der Teil des Steuerimpulses, der durch die Sperrwicklung 4 wie vorher fließt, ist begrenzt durch die Strombegrenzungsanordnung der Diode 12 und des Widerstandes 13.

Sobald die Steuerspannung ihre Polarität ändert, beginnt der magnetische Verstärker die Rückstellung in den Ausgangszustand. Die Rückstellzeit wird in der gleichen Weise, wie dies schon für den Fall der nicht ausgewählten Speicherleitungen erläutert worden ist, durch die Größe der negativen Spannungsquelle Vl bestimmt.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Magnetischer Verstärker zur Steuerung von Koinzidenzspeichern, dadurch gekennzeichnet, daß der über eine gleichstromdurchflossene Wicklung (3) auf den Sättigungspunkt einer Polarität vorgespannte magnetisierbare Kern (1) neben einer in Reihe mit der zu steuernden Speicherleitung (9) und einer Diode (7) an einer Impulsquelle (6) liegenden Ausgangswicklung (2) eine weitere über eine Diode (10) an die gleiche Impulsquelle (6) angeschlossene Hilfswicklung (4) trägt, welche unter dem Einfluß eines Impulses den Kern so magnetisiert, daß in der Ausgangswicklung (2) eine die ihr vorgeschaltete Diode (7) sperrende Spannung erzeugt wird, so daß kein Strom auf die Speicherleitung gelangt.

2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Hilfswicklung (4) über eine Diode (14) an eine entgegen deren Durchlaßrichtung gepolte Spannungsquelle — V1 angeschlossen ist zur Begrenzung der in der Hilfswicklung (4) bei einer Ummagnetisierung des Kernes unter dem Einfluß der Vormagnetisierung (3) induzierten Spannung.

3. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern über eine weitere Wicklung (5) kurz vor dem Auftreten eines Impulses der Impulsquelle (6) auf den Remanenzpunkt der der Vormagnetisierung entgegengesetzten Polarität ummagnetisiert werden kann, so daß der anschließende Impuls über die Hilfswicklung (4) keine Sperrspannung in der Ausgangswicklung induzieren kann, dieser Impuls vielmehr über die Ausgangswicklung (2) auf die Speicherleitung (9) gelangt.

4. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswicklung (2) mehr Windungen aufweist als die Hilfswicklung (4).

5. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis der Ausgangswicklung (2) Einrichtungen (8) zur Einstellung der Stromstärke liegen.

6. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Impuls der Impulsquelle (6) bestrebt ist, den Kern entgegen der Vorspannung zu magnetisieren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

209 758/195 1.63