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Anordnung zur selektiven Auswertung von Eingangsimpulsen in Abhängigkeit
von ihrer Amplitude Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur selektiven Auswertung
von Eingangsimpulsen in Abhängigkeit davon, zu welchen von n Abschnitten ihre Amplitude
gehört, in die das Intervall unterteilt worden ist, in dem die Impulsamplitude schwanken
kann, mit n Schwellwertwählanordnungen, die parallel zueinander an einen Haupteingang
angeschlossen sind, dem die Impulse zugeführt werden.
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Es sei angenommen, daß die Eingangsimpulse eine Amplitude U haben,
die in einem bestimmten Intervall, beispielsweise zwischen O und A schwanken kann,
und daß die Impulse jeweils eine von n Abnahmevorrichtungen zum Ansprechen bringen
sollen, je nachdem in welchem von n gleichen oder ungleichen Abschnitten 0-a, a-b
... k-A, in welche das Intervall 0-A unterteilt worden ist, die Impulsamplitude
liegt.
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Es würde naheliegen, hierzu ein Verfahren anzuwenden, das mit n Wählanordnungen
mit jeweils zwei Schwellwerten arbeitet, wobei jede dieser Wählanordnungen einen
der n Abschnitte überdeckt.
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Eine derartige Anordnung wäre aber kompliziert, da eine genaue Einjustierung
der n Wählanordnungen auf ihre doppelten Schwellwerte schwierig wäre.
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Die nach der Erfindung ausgeführte Anordnung kennzeichnet sich dadurch,
daß die Wählanordnungen nur einen unteren Schwellwert aufweisen, wobei der Schwellwert
der i-ten Wählanordnung der unteren Grenze des i-ten Abschnittes entspricht, daß
auf jede Wählanordnung eine Abnahmevorrichtung folgt, die aus einem Kern aus magnetischem
Material besteht, der eine Eingangswicklung trägt, die mit dem Ausgang der entsprechenden
Wählanordnung verbunden ist, und daß jeder Kern mit Ausnahme des letzten Kerns eine
Sperrwicklung trägt, die in Serie mit der Eingangswicklung des folgenden Kerns liegt,
so daß bei gleichzeitiger Zuführung der von den p ersten Wählanordnungen kommenden
Impulse zu den Eingangswicklungen der p ersten Ringkerne eine Flußänderung nur in
dem p-ten Kern hervorgerufen wird.
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Vorzugsweise sind die Magnetkerne Ringkerne aus magnetischem Material
mit rechteckiger Hysteresisschleife.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Darin zeigt Fig. 1 eine selektiv arbeitende Einschreibeanordnung nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Speicheranordnung, bei der die relativ arbeitende Einschreibeanordnung
von Fig.1 angewendet wird, Fig. 3 eine abgeänderte Ausfühningsform der Anordnung
von Fig. 2 und Fig. 4 eine Weichenschaltung nach der Erfindung. Bei der Anordnung
von Fig. 1 stellt die Klemme 2 den Eingang der selektiv arbeitenden Einschreibeanordnung
dar. An diese Klemme 2 sind parallel zueinander die n Wählanordnungen S1, S2
... S,L mit unterem Schwellwert angeschlossen; die Schwellwerte dieser Anordnungen
sind jeweils auf die Werte 0 < a < ... < k (< A)
einjustiert. Diese Wählanordnungen können in irgendeiner bekannten Weise aufgebaut
sein. Beispielsweise kann jede Wählanordnung aus einer Diode bestehen, die durch
eine entsprechend bemessene Spannung vorgespannt ist.
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Der Ausgang jeder der Wählanordnungen Si (i = 1,2. .. x-1, x .
. . n) ist mit der Eingangsklemme der Eingangswicklung Ei eines Ringkerns Ti
mit rechteckiger Hysteresisschleife über eine Anordnung Ci verbunden, die bei Zuführung
einer Eingangsspannung von bestimmter Polarität einen konstanten Ausgangsstrom liefert.
Derartige Anordnungen sind bekannt. Jede Anordnung Ci kann beispielsweise aus einem
Schalttransistor bestehen, der mit einem großen Widerstand belastet ist und beim
Anlegen einer Eingangsspannung von gegebener Polarität aus dem gesperrten Zustand
in den gesättigten Zustand übergeht.
Zur Vereinfachung der Beschreibung
wird für alle Kerne die gleiche positive Magnetisierungsrichtung gewählt, die in
der Zeichnung durch den Pfeil 3 angegeben ist, und es wird gesagt, daß sich ein
Ringkern im Zustand 1 bzw. im Zustand 0 befindet, je nachdem, ob er in der positiven
oder in der negativen Richtung magnetisiert ist.
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Des weiteren soll eine Wicklung in der positiven Richtung gewickelt
sein, wenn sie ein Feld in der positiven Richtung erzeugt, wenn sie von einem positiven
Strom durchflossen wird, der an der mit einem Punkt bezeichneten Eingangsklemme
in die Wicklung eintritt.
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Sämtliche Eingangswicklungen sind in der gleichen Richtung gewickelt,
die im vorliegenden Beispiel die positive Richtung ist.
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Ferner trägt jeder Ringkern T, mit Ausnahme des letzten Kernes T"
eine Sperrwicklung Bi, welche die gleiche Windungszahl wie die Eingangswicklung
Ei hat, aber in entgegengesetztem Sinn gewickelt ist, hier also im negativen Sinn.
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Die Ausgangsklemme der Eingangswicklung El des ersten Ringkerns T1
liegt an Masse. Die Ausgangsklemme der Eingangswicklung Ei jedes der übrigen Ringkerne
ist mit der Eingangsklemme der Sperrwicklung Bi-, des vorhergehenden Ringkerns T;_1
verbunden. Die Ausgangsklemmen der Sperrwicklungen Bi liegen an Masse.
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Diese Anordnung arbeitet in folgender Weise: Es sei angenommen, daß
der dem Eingang 2 zugeführte Impuls stets die gleiche Polarität hat, beispielsweise
positiv gerichtet ist.
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Dieser Fall läßt sich stets dadurch herbeiführen, daß der Impuls zuvor
durch eine Anordnung geschickt wird, welche die Polarität der entgegengesetzt gerichteten
Impulse umkehrt.
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Wenn nun angenommen wird, daß alle Ringkerne im Zustand 0 sind und
die Amplitude des dem Eingang 2 zugeführten Eingangsimpulses in den Abschnitt mit
der Ordnungszahl p fällt, so löst dieser Impuls nur die Wählanordnungen S1, S2
... S, aus. Daher fließt ein Strom nur durch die Eingangswicklungen El, E2
... E" und die Sperrwicklungen Bi, B2 . . . Bp_1. Auf die Ringkerne
Tp- l bis T" wirkt kein Magnetfeld ein, so daß diese im Zustand 0 bleiben. Der Ringkern
Tp ist nur dem positiv gerichteten Fluß ausgesetzt, der durch die Eingangswicklung
Ep erzeugt wird, und er geht in den Zustand 1 über. Jeder der Ringkerne T1 bis
T p _ 1 steht unter der Wirkung von entgegengesetzt gerichteten Flüssen,
die durch seine Eingangswicklung und durch seine Sperrwicklung erzeugt werden und
bleibt daher im Zustand 0.
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Man hat somit die selektive Einschreibung des Eingangsimpulses in
den Ringkern Tp erreicht, der seiner Amplitudenstufe entspricht.
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Der Betrieb der beschriebenen Anordnung wird durch die Verwendung
der Anordnungen Ci vereinfacht, die entweder einen konstanten Ausgangsstrom oder
keinen Ausgangsstrom abgeben.
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Diese Anordnungen Ci sind jedoch nicht zwingend notwendig. Der Betrieb
der selektiv arbeitenden Einschreibanordnung setzt lediglich voraus, daß die für
jeden Ringkern Ti durch die EingangswicklungEi und durch die Sperrwicklung Bi erzeugten
Aniperewindungen gleich sind. Wenn die Eingangsströme der Eingangswicklungen Ei
nicht für alle Ringkerne auf den gleichen Wert gebracht werden, genügt es, die Windungszahlen
der Sperrwicklungen Bi, die jeweils durch die Wählanordnung Si, l gespeist werden,
in Abhängigkeit von der Windungszahl der von der Wählanordnung Si gespeisten Eingangswicklung
El so zu berechnen, daß die Gleichheit der Amperewindungen wiederhergestellt wird,
die von diesen beiden Wicklungen beim Anlegen eines Impulses an den Eingang 2 erzeugt
werden.
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Die nach der Erfindung ausgeführte selektiv arbeitende Einschreibanordnung
kann in verschiedenen Schaltungen verwendet werden.
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Als Beispiel sei die in Fig. 2 dargestellte Speicheranordnung beschrieben.
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Man findet hier wieder den Eingang 2, die n Wählanordnungen Si, die
n Anordnungen Ci und die n Ringkerne TL mit ihren Eingangswicklungen
Ei und Sperrwicklungen Bi, die wie zuvor gewickelt sind.
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Jeder Kern Ti ist außerdem mit einer Löschwicklung F= versehen. Alle
Löschwicklungen sind in der gleichen Richtung gewickelt, welche der negativen Richtung
im vorliegenden Beispiel entspricht, und sie sind in Serie zueinander geschaltet,
wobei die Eingangsklemme der Wicklung F1 an den Eingang 4 der Löschanordnung angeschlossen
ist, während die Ausgangsklemme der Wicklung F" an Masse liegt.
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Jeder Ringkern T= trägt schließlich eine Ausgangswicklung 0i, deren
Eingangsklemme an Masse liegt, und deren Ausgangsklemme mit einem Ausgang si der
Anordnung über eine Gleichrichteranordnung Ri verbunden ist, die beispielsweise
aus einem Trockengleichrichter bestehen kann, auf den gegebenenfalls ein in der
Zeichnung nicht dargestellter Verstärker folgt.
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Die Funktionen der Gleichrichtung und der Verstärkung können auch
auf jede andere gewünschte Weise durchgeführt werden; sie können insbesondere dadurch
kombiniert werden, daß an jeder Ausgangswicklung eine an sich bekannte Transistorschaltung
angeschlossen wird, deren Transistor bei einer Eingangsspannung von bestimmter Polarität
aus dem gesperrten Zustand in den gesättigten Zustand übergeht.
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Diese Anordnung arbeitet in folgender Weise: Die selektive Einschreibung
erfolgt zunächst in der zuvor angegebenen Weise, wobei das Einschreiben auf den
Kern T, von keinem Signal am Ausgangs, begleitet ist, weil die Gleichrichteranordnung
Rp den negativ gerichteten Impuls sperrt, der in der Ausgangswicklung 0p induziert
wird, wenn der Ringkern Tp vom Zustand 0 in den Zustand 1 übergeht; der Impuls ist
auf diese Weise gespeichert worden.
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Wenn dieser gespeicherte Impuls zur weiteren Verwertung am Ausgangs"
abgegeben werden soll, wird ein starker Impuls dem Eingang der Löschanordnung zugeführt.
Dieser Impuls muß hier positiv gerichtet sein, weil die Löschwicklungen Fi im negativen
Sinn gewickelt sind; er erzeugt einen negativen Fluß. Dieser Fluß ist ohne Einfluß
auf die Ringkerne, die sich im Zustand 0 befinden, aber er bringt den Ringkern Tp
aus dem Zustand 1 in den Zustand 0 zurück. Bei diesem Löschvorgang wird ein positiv
gerichteter Impuls in der Ausgangswicklung 0, induziert. Infolge seiner Polarität
kann dieser Impuls durch die Gleichrichteranordnung R, hindurchgehen, und er wird
am Ausgang sp abgenommen.
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Es ist offensichtlich, daß man den Ausgangsimpuls auch unmittelbar
am Ausgang s" hätte abnehmen können, wenn die Gleichrichteranordnungen R so gepolt
wären,
daß die Durchlaßrichtung umgekehrt wäre; dieser Betrieb der Anordnung ist jedoch
weniger günstig, weil sich der Ringkern im Augenblick des Einschreibens in einem
Übergangszustand befindet. Jedoch wäre auch in diesem Fall die Information auf dem
Ringkern T" gespeichert, bis ein Löschimpuls zugeführt wird.
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Es ist zu bemerken, daß es mit der beschriebenen Anordnung ohne Zwischenlöschungen
möglich ist, mehrere Impulse in verschiedene Abschnitte einzuschreiben. Es sei beispielsweise
ein Impuls bereits auf dem Ringkern T" gespeichert. Ein neuer Impuls, dessen Amplitude
in dem Abschnitt q/p liegt, wird durch das beschriebene Verfahren auf den Ringkern
T" eingeschrieben, ohne daß dadurch der Zustand des Ringkerns Tp geändert wird,
weil dieser entweder überhaupt keinem Fluß ausgesetzt ist (wenn q<p), oder zwei
entgegengesetzt gerichteten Flüssen ausgesetzt ist (wenn q>p).
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Ein Löschimpuls ermöglicht es dann, alle eingeschriebenen Impulse
gleichzeitig an den entsprechenden Ausgängen abzunehmen.
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Dagegen wird durch einen zweiten Impuls, der in einem bestimmten Abschnitt
p liegt, der Zustand des betreffenden Kernes nicht verändert.
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In bestimmten Fällen, beispielsweise dann, wenn jeder Ausgang si einen
Impulszähler steuert und die Eingangsimpulse entsprechend ihrer Amplitude gezählt
werden sollen, ist es daher vorteilhaft, eine Anordnung zur automatischen Löschung
nach jeder Einschreibung vorzusehen.
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Hierzu kann die in Fig. 3 gezeigte Hilfsschaltung angewendet werden.
Man findet in dieser Abbildung wieder den Haupteingang 2 und den Löscheingang 4;
der Rest der Schaltung von Fig.2 ist durch den Block 6 dargestellt.
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Der Eingang 2 ist bei 7 mit dem Eingang 4 über eine Verzögerungsanordnung
5, beispielsweise eine Verzögerungsleitung verbunden, auf die gegebenenfalls ein
Verstärker folgt; diese Verzögerungsanordnung erteilt den am Eingang 2 zugeführten
Impulsen eine ausreichende Verzögerung, daß der von den Impulsen in den Ringkernen
ausgelöste übergangszustand beendet ist. Dann folgt auf jede Einschreibung eine
automatische Löschung und das Erscheinen des zuvor auf einem Ringkern Ti gespeicherten
Impulses an dem entsprechenden Ausgang si.
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Es kann schließlich vorteilhaft sein, einen zusätzlichen Ausgang s
vorzusehen, der von dem Haupteingang ohne Einfügung einer Wählanordnung gespeist
wird. Dies wäre beispielsweise dann günstig, wenn man direkt mittels eines Zählers
die Gesamtzahl der dem Eingang 2 zugeführten Impulse aufzeichnen will.
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Bei der Anordnung von Fig. 3 liegt dieser Ausgangs in Serie mit der
Verzögerungsleitung 5 und dem Verbindungspunkt 7 zwischen der Verzögerungsleitung
und dem Eingang 4, doch ist diese Anordnung nicht zwingend. Der Ausgangs könnte
auch parallel zu der automatischen Löschanordnung liegen.
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Es ist offensichtlich, daß die Anordnung von Fig.2 nur ein Beispiel
für zahlreiche Speicheranordnungen ist, die nach der Erfindung gebildet werden können.
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Beispielsweise könnte jeder Ringkern mit einer eigenen Löschwicklung
versehen sein, deren eine Klemme an einen besonderen Löscheingang angeschlossen
ist, wähend die andere Klemme an Masse liegt. Diese Anordnung ermöglicht die Untersuchung
des Inhalts jedes Ringkerns ohne Beeinflussung des Zustands der übrigen Kerne.
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Die Speicheranordnung kann mit getrennten Ausgangswicklungen versehen
sein, wie es in Fig. 2 der Fall ist, oder auch mit Ausgangswicklungen, die in Serie
zueinander zwischen Masse und einem einzigen Ausgang liegen.
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Fig.4 zeigt das Schaltbild einer Impulsweichenschaltung.
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Man findet hier wieder den Eingang 2, dien Wählanordnungen Si mit
unterem Schwellwert, die Anordnungen Ci und die n Ringkerne Ti mit ihren
Eingangswicklungen Ei, ihrer. Sperrwicklungen Bi und ihren Ausgangswicklungen
01. In diesem Fall bestehen aber die Ringkerne Ti aus einem magnetisch weichen
Material (beispielsweise Transformatorstahl). Sie werden daher nicht mehr als bistabile
Anordnungen mit zwei Zuständen Q und 1 verwendet, sondern ihre Magnetisierung ist
eine kontinuierliche Funktion des durch ihre Wicklungen erzeugten Magnetfelds. Wenn
in den Wicklungen kein Strom fließt, kehren sie in einen neutralen Zustand zurück.
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Dagegen fehlen nun die Löschwicklungen Fi und die Gleichrichter Ri.
Schließlich ist angenommen, daß die Eingangswicklungen Ei in der gleichen Richtung
wie im Fall von Fig. 2 gewickelt sind, also in positiver Richtung, während die Ausgangswicklungen
0i, die im Fall von Fig. 2 in der positiven Richtung gewickelt waren, in diesem
Fall in der negativen Richtung gewickelt sind. Diese zuletzt genannte Änderung ist
allerdings nicht unbedingt erforderlich.
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Diese Anordnung arbeitet wie folgt: Bei Zuführung eines Impulses zu
dem Eingang der Anordnung läuft alles wie zuvor ab, bis zu dem Augenblick, in dem
ein Strom in den Eingangswicklungen Ei, E, ... Ep und in den Sperrwicklungen
B" B2 ... Bp-1 fließt. In diesem Augenblick verhalten sich die Ringkerne wie Transformatoren,
und ein induzierter Impuls erscheint in einer einzigen Ausgangswicklung, nämlich
in der Wicklung 0p, und wird am Ausgangs, abgenommen. Da die Wicklung 0p in der
negativen Richtung gewickelt ist, wird die Polarität des Ausgangsimpulses in bezug
auf diejenige des der Eingangswicklung zugeführten Impulses nicht verändert.
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Es würde eine Polaritätsumkehr eintreten, wenn die Wicklungen 0p in
der positiven Richtung gewickelt wären.
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Da die Ringkerne aus einem magnetisch weichen Material bestehen, kehren
sie augenblicklich in der, neutralen Zustand zurück, und sie sind dann sofort für
die Verteilung eines neuen Impulses verfügbar.