DE1153075B - Schaltungsanordnung zum Abfragen von digitalen Signalen - Google Patents

Description

Für die Eingabe von digitalen Signalen in ein datenverarbeitendes System werden Schaltungsanordnungen benötigt, die von den auf einer Reihe von Leitungen anliegenden digitalen Signalen auf einen Befehl hin ein oder mehrere Signale auswählen und dem Eingang des datenverarbeitenden Systems zuführen. Die Abfrage solcher Eingangssignale geschieht im allgemeinen mit Hilfe von Koinzidenzgattern, die bei einer größeren Zahl von Leitungen im Hinblick auf einen möglichst geringen Ansteuerauf wand zweckmäßigerweise in Form einer Matrix angeordnet sind. Solche Koinzidenzgatter können aus Widerständen und Richtleitern oder auch aus Magnetkernen mit rechteckiger Hystereseschleife aufgebaut werden.

Der Aufbau der Koinzidenzgatter aus Magnetkernen hat neben geringem Aufwand und großer Zuverlässigkeit den Vorteil, daß eine galvanische Trennung zwischen den Quellen der digitalen Signale und dem datenverarbeitenden System besteht. Außerdem kann durch Wahl der Windungszahl derjenigen Wicklungen, denen die Signale zugeführt werden, eine weitgehende Anpassung an den zur Verfügung stehenden Eingangsstrom erreicht werden. Jeder Magnetkern einer solchen Matrix besitzt eine Vormagnetisierungswicklung und kann nur dann ummagnetisiert werden, wenn Zeilen-, Spalten- und Eingangsstrom gleichzeitig auftreten. Die beim Ummagnetisieren eines Magnetkerns entstehende Induktionsänderung ergibt einen Spannungsstoß, der mit Hufe eines mit allen Magnetkernen verketteten zusätzlichen Lesedrahtes abgenommen werden kann.

Beim Abfragen eines Magnetkernes kann eine Störung der im Lesedraht induzierten Spannung auftreten, wenn während derjenigen Zeit, in der diese Spannung geprüft wird, ein beliebiger anderer Magnetkern der Matrixanordnung seine Eingangsfeldstärke ändert. Bei asynchronem Betrieb von äußeren Signalquellen und Abfrageschaltung ist dies jederzeit möglich. Da die Hystereseschleife auch für Feldstärken

IHI > Hc eine Steigung -p= =j=0 besitzt, haben die Magnetkerne selbst im stark vormagnetisierten Zustand eine Induktivität L > 0. Ändert sich die Eingangsfeldstärke eines Magnetkernes beispielsweise durch das Schließen eines Signalschalters, so wird der dabei auftretende Spannungsstoß im ersten Moment im Verhältnis der Windungszahlen auf den Lesedraht übertragen und klingt dann mit der durch den Vorwiderstand und besagte Induktivität bestimmten Zeitkonstante ab. Durch diesen Effekt, der in einer gebräuchlichen Speichermatrixanordnung nicht auftritt, kann beim Abfragen einer Informationseinheit Schaltungsanordnung
zum Abfragen von digitalen Signalen

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2

Dr.-Ing. Jens Piening und Dipl.-Ing. Horst Girke,

München,
sind als Erfinder genannt worden

»Eins« eine »Null« vorgetäuscht werden, und umgekehrt.

Um diese Störungen zu verringern, könnte man vor die Wicklung zur Erzeugung der Eingangsfeldstärke eine zusätzliche Induktivität schalten. Dadurch würde eine Teilung des Maximums der im Lesedraht auftretenden Störspannung erreicht. Die durch Einschalten des Eingangsstromes hervorgerufene Flußänderung des Magnetkernes und damit die gesamte Spannungs-Zeit-Fläche der Störspannung ändert sich jedoch nicht. Deshalb bietet diese Maßnahme keinen sicheren Schutz gegen mehrere innerhalb eines kurzen Zeitraumes auftretende Spannungsstöße, die sich aufsummieren. Denselben Nachteil hat eine Integration der am Lesedraht registrierten Spannung. Wegen der geringen Spannungs-Zeit-Fläche eines solchen störenden Spannungsstoßes im Vergleich zu der, die beim Abfragen einer Informationseinheit »Eins« entsteht, würde die Maßnahme unter Umständen eine Unterdrückung eines einzigen Störspannungsstoßes bewirken, jedoch bei Addition mehrerer Spannungsstöße nicht mehr wirksam sein.

309 668/159

Gegenüber diesen Möglichkeiten zur Störspannungsbeseitigung geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß zwischen den Störimpulsen und den Informationsimpulsen ein wesentlicher Unterschied im zeitlichen Verlauf der Spannungen besteht. Die in dem Lesedraht einer Magnetkernmatrixanordnung induzierte ungestörte Spannung hat im Prinzip einen zeitlichen Verlauf, wie er in Fig. 1 dargestellt ist. Die obere Kurve der Fig. 1 zeigt den Spannungsverlauf des Lesesignals, wenn in dem Magnetkern eine Eingangsfeldstärke herrscht, während die untere Kurve den Spannungsverlauf ohne Eingangsfeldstärke wiedergibt. In bekannter Weise wird zwischen der Zeit il und der Zeit ti geprüft, ob in dem abgefragten Magnetkern eine Eingangsfeldstärke vorhanden war oder nicht. Beide Kurven haben in diesem Zeitintervall il bis ti im ungestörten Zustand eine bestimmte Steigung. Wenn aber während der Zeit, da ein Magnetkern der Matrixanordnung abgefragt wird, die Eingangsfeldstärke eines anderen Magnetkernes geändert wird, dann treten Störimpulse auf, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind. Diese Störimpulse überlagern sich den Informationsimpulsen, und der resultierende Kurvenverlauf der auf dem Lesedraht auftretenden Spannung bekommt im Abtastintervall il bis ti eine von dem Kurvenverlauf des ungestörten Signals abweichende Steigung. Die Erfindung nutzt diese Tatsache aus, indem mit der Lesewicklung der Matrixanordnung eine Differenzierschaltung verbunden ist, die eine nachgeschaltete bistabile Kippschaltung immer dann ansteuert, wenn der Absolutwert der Steigung des Kurvenverlaufs des Lesesignals einen bestimmten Wert überschreitet.

Bei Anwendung der Erfindung wird die bei der Abfrage eines Manetkernes in dem Lesedraht induzierte Spannung auf zwei Eigenschaften hin geprüft. Einmal wird festgestellt, ob diese Spannung von einer Informationseinheit »Eins« oder einer Informationseinheit »Null« herrührt. Außerdem wird die Spannung noch auf eventuell vorhandene Störimpulsanteile untersucht. Wenn das Vorhandensein eines Störimpulses festgestellt wird, wird die Weitergabe der festgestellten Informationseinheit »Eins« bzw. »Null« verhindert und eine erneute Abfrage veranlaßt.

In Fig. 3 werden weitere Einzelheiten der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung erläutert.

Die dargestellte Anordnung besteht im wesentlichen aus einem mit seinem einen Eingang mit dem Lesedraht L in Verbindung stehenden »Und«-Schaltkreis Gl, an dessen Ausgang eine Kippstufe Kl angeschlossen ist. Dem zweiten Eingang des Gatters Gl wird in dem Zeitintervall il bis ti eine Spannung zugeführt, die den »Und«-Schaltkreis für das zu bewertende Signal durchlässig steuert. Schaltungsanordnungen, die aus diesen beiden Elementen, d. h. »Und«- Schaltkreis und Kippstufe, bestehen, finden bei Magnetkernspeichem vielfache Anwendung. Bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist zusätzlich noch eine mit dem Lesedraht L verbundene, aus dem Kondensator C und dem Widerstand R bestehende Differenzierschaltung vorgesehen. Diese Differenzierschaltung bewirkt, daß die nachgeschaltete Kippstufe Kl immer dann angesteuert wird, wenn der Absolutwert der Steigung des Kurvenverlaufes des Lesesignals im Zeitintervall ti -AtI bis ti +AtI einen bestimmten Wert überschreitet. Am Ausgang ^6$ A1 der dargestellten Schaltungsanordnung kann ein Signal abgenommen werden, das eine Aussage darüber macht, ob die gelesene Informationseinheit eine »Eins« oder eine »Null« war. Am Ausgang .4 2 der Schaltungsanordnung kann zusätzlich ein Signal abgenommen werden, wenn die in dem Lesedraht L induzierte Spannung gestört war. Dieses Signal am Ausgang A1 kann z. B. die Wiederholung der Abfrage des gleichen Magnetkernes veranlassen.

Da das Intervall zwischen der Zeit il und der Zeit ti im Vergleich zu dem mittleren Abstand der Änderungen der Eingangsfeldstärke im allgemeinen klein ist, wird eine Wiederholung der Abfrage selten auftreten und außerdem mit großer Wahrscheinlichkeit dann ein endgültiges Ergebnis liefern. Aus diesem Grunde ist. es auch möglich, für eine Reihe von Matrixanordnungen eine gemeinsame Schaltungsanordnung zur Erkennung der Störimpulse zu verwenden.

Normalerweise wird die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung auf die verhältnismäßig steilen Anstiegsflanken eventuell vorhandener Störimpulse ansprechen. Es kann jedoch auch vorkommen, daß die Betätigung eines oder mehrerer Schalter zur Veränderung der Eingangsströme kurz vor dem Zeitpunkt il erfolgt und nur noch ein Teil des Abfalles des Störimpulses während der Zeiti>il auftritt. Um auch solche Störimpulse erkennen zu können, muß man das Differenzierglied so dimensionieren, daß einmal eine sichere Unterscheidung zwischen der zeitlichen Änderung der ungestörten Spannung und der zeitlichen Änderung der Störspannung möglich ist und daß zum anderen zwischen dem Zeitpunkt il und dem Zeitpunkt i 2 für die Auswertung zwischen der Amplitude einer »Eins«-Spannung und der Amplitude einer »Nulk-Spannung noch ein hinreichender Abstand vorhanden ist, auch wenn diese Spannungen durch solche Störimpulse verfälscht werden, die gerade noch keine Wiederholung der Abfrage bewirken. Dieser Abstand kann dadurch erhöht werden, daß man mit der Untersuchung der im Lesedraht induzierten Spannung auf Störimpulse nicht erst zur Zeit il, sondern schon zur Zeit il — AtI beginnt. Ebenfalls ist es zweckmäßig, die Untersuchung auf Störspannungen bis zu einem Zeitpunkt ti + AtI auszudehnen. Zu diesem Zweck ist in der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 zwischen dem aus dem Kondensator C und dem Widerstand R betreffenden Differenzierglied und der Kippschaltung K1 ein »Und«- Schaltkreis Gl vorgesehen, dessen einer Eingang mit dem Differenzierglied verbunden ist und dessen anderem Eingang in dem Zeitintervall von ti — AtI bis ti + AtI eine Steuerspannung zugeführt wird.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltungsanordnung zur Erkennnung von Störungen im Lesesignal von Magnetkernmatrizen, die zur Abfrage von zu beliebigen Zeiten statisch angelieferten digitalen Signalen verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Lesewicklung der Matrix eine Differenzierschaltung so verbunden ist, daß eine nachgeschaltete bistabile Kippschaltung immer dann angesteuert wird, wenn der Absolutwert der Steigung des Kurvenverlaufs des Lesesignals einen bestimmten Wert überschreitet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abhängig von der Stel-

lung der bistabilen Kippstufe eine Wiederholung der Abfrage ausgelöst wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in bekannter Weise nur während einer bestimmten Zeitdauer abgetastete Lesesignal auch noch eine bestimmte Zeit vor und nach dieser Zeitdauer auf Störungen untersucht wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für mehrere Magnetkernmatrizen eine gemeinsame Anordnung zur Störerkennung vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen