DE1154962B - Magnetkern-Register - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

INTERNATIONALE KL.

G06f;Hö3k

J 18777 IXc/42m

ANMELDETAG: 28. SEPTEMBER 1960

BEKANNTMACHUN G DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 26. SEPTEMBER 1963

Magnetkern-Register

Die Erfindung betrifft ein Magnetkern-Register, das zwei Magnetkerne je Stufe aufweist und bei dem jede Stufe zwei stabile Gleichgewichtszustände annehmen kann, in denen beide Kerne entweder gleiche oder unterschiedliche Remanenzzustände aufweisen und bei dem weiter eine Rückkopplung vom Ausgang auf den Eingang jeder Stufe vorgesehen ist.

Es ist schon ein Magnetkern-Schieberegister vorgeschlagen worden, das aus solchen Stufen aufgebaut ist, die abwechselnd je einer von zwei Gruppen zugeordnet sind. Die Übertragung von Angaben von einer Stufe der einen Gruppe zur nächsten Stufe in der anderen Gruppe wird dabei durch abwechselndes Anlegen einer hochfrequenten Wechselspannung an alle Ausgangswicklungen der jeweils abgebenden Stufengruppe unter Steuerung von Fortschalt- bzw. Angabenimpulsen bewirkt.

Das Umschalten der Wechselspannung wird gemäß der Erfindung bei einem Magnetkern-Register zur Zählung, Speicherung, Übertragung, logischer Verknüpfung, Anzeige usw. mit zwei Magnetkernen je Stufe, die zwei stabile Gleichgewichtszustände annehmen kann, in denen beide Kerne entweder gleiche oder unterschiedliche Remanenzzustände aufweisen, mit Rückkopplung vom Ausgang auf den Eingang jeder Stufe dadurch vermieden, daß die Ausgangswicklungen beider Kerne sämtlicher Stufen parallel kontinuierlich mit Wechselspannung gespeist werden und das Umschalten einer Stufe durch eine an die gegensinnigen und durch eine Diode überbrückten Eingangswicklungen beider Kerne angelegte Gleichspannung geeigneter Polarität erfolgt.

Weitere Merkmale der Erfindung werden in der Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt eine bistabile Schaltung nach der Erfindung;

Fig. 2 zeigt ein Spannungsdiagramm, mit Hilfe dessen die Arbeitsweise der bistabilen Schaltung erläutert werden kann;

Fig. 3 und 4 stellen einen duodezimalen Zähler und einen Dezimalzähler dar, der aus bistabilen Schaltungen nach Fig. 1 zusammengesetzt ist;

Fig. 5 zeigt eine Anzeigevorrichtung für den Zähler.

Fig. 1 zeigt eine bistabile Schaltung, die mit verschiedenen Ausgängen und Eingängen ausgestattet ist. Die bistabile Schaltung ist aus zwei identischen Magnetkernen 10 und 11 hergestellt, die eine im wesentlichen rechteckige Hystereseschleife aufweisen. Jeder Kern 10, 11 hat eine Primär- oder Steuerwicklung 12, 13 und eine Sekundär- und Speisewicklung 14, 15. Diese Speisewicklungen 14, 15 sind

Anmelder:

International Business Machines

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

Vertreter: Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt, Böblingen (Württ.), Sindelfinger Str. 49

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 28. September 1959 (Nr. 806 178)

Claude Battarel, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

in Reihe geschaltet, ebenso die Steuerwicklungen 12, 13, aber sie sind gegensinnig gewickelt.

Die sinus- oder rechteckförmige Speisewechselspannung hat eine hohe Frequenz, die z. B. um 10 kHz liegt; sie wird durch den Anschluß 16 an die beiden in Serie geschalteten Speisewicklungen 14 und 15 angelegt. Eine Diode 17 liegt parallel zu den in Serie geschalteten beiden Steuerwicklungen 12 und 13, wobei der Verbindungspunkt von der Anode der Diode 17 und dem einen Ende der Wicklung 13 geerdet ist.

Die Belastung der bistabilen Schaltung ist zwischen den Klemmen 18 am Ende der Wicklung 15 und Erde angeschlossen. In Fig. 1 besteht sie aus drei Stromkreisen:

1. Aus einer in Serie mit einem Widerstand 20 geschalteten Lampe 19 eines beliebigen Typs, z. B. einer Glimmlampe, die den Zustand der Schaltung anzeigt.

2. Aus einer Parallelschaltung sines Widerstandes 21, einem Kondensator 22, die mit einer Diode 23 in Reihe liegt, deren Kathode mit der Klemme 18 verbunden ist.

3. Aus einer Parallelschaltung eines Kondensators 24 und den in Reihe geschalteten Widerständen 25 und 26, die mit einer Diode 27 in Reihe geschaltet ist, deren Anode mit der Klemme 18 verbunden ist.
Die bistabile Schaltung besitzt mehrere Ausgänge 28, 29, 30 und mehrere Eingänge 31, 32, 33 und 34. Die Steuerimpulse, z. B. die zu zählenden Eingangsimpulse, werden dem Eingang 31 zugeführt.

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Die Fortschalt- oder Zählvorrichtung ist aus solchen bistabilen Schaltungen zusammengesetzt. Die bistabile Schaltung kann zwei verschiedene stabile Zustände annehmen, die AUS- und EIN-Zustände genannt werden und dadurch gekennzeichnet sind, daß die remanenten Induktionen in beiden Kernen gleich oder entgegengesetzt sind.

Es sei angenommen, daß die Schaltung sich im AUS-Zustand befinde. Keine positive Steuerspannung ist an einen der Eingänge angelegt. Unter der ^ Wirkung der Speisewechselspannung, die an Klemme 16 für beide Kerne 10 und 11 angelegt ist, ändert sich die Induktion derart, daß die Hystereseschleife vollständig durchlaufen wird. Beide Kerne wirken als Transformatoren, deren Speisewicklungen 14, 15 und Steuerwicklung 12, 13 in Serie geschaltet sind, wobei die letzteren jedoch gegensinnig gewickelt sind. Deshalb fließt durch die Wicklungen 12 und 13 kein Strom. Der auf die Sekundärseite übersetzte Widerstand ist unendlich, daß die gesamte Speisewechselspannung an den Wicklungen 14, 15 abfällt. Am Punkt 18 erscheint keine Spannung. Die Belastung wird nicht gespeist.

Die bistabile Schaltung wird EIN-geschaltet, wenn eine positive Steuerspannung angelegt wird, z. B. an Klemmen 31, wenn sie an die Parallelschaltung von Diode 17 und den Wicklungen 12, 13 angelegt wird. Für diese positive Spannung stellt Diode 17 entsprechend ihrer Polung eine hohe Impedanz dar, verglichen mit den Wicklungen 12,13. Die Steuerspannung treibt einen Strom durch die Wicklungen 12, 13, deren Wicklungssinn derart ist, daß der Kern 10 positiv gesättigt wird, während Kern 11 in die negative Sättigung gelangt. Die beiden Kerne haben entgegengesetzte Remanenzinduktionen, die bistabile Schaltung ist EIN-geschaltet. Die Speisewechselspannung wird an Klemme 16 angelegt. Die erste positive Halbwelle erzeugt in jedem der beiden Kerne einen Magnetfluß, der in Kern 10 phasengleich ist mit dem durch das Steuersignal 4" erzeugten, während er im Kern 11 entgegengesetzt ist. Deshalb bleibt Kern 10 während der ganzen positiven Halbwelle der ersten Schwingung gesättigt, während im Kern 11 eine Flußänderung auftritt; er beginnt mit dem Durchlaufen der Hystereseschleife und wirkt als ein Transformator, dessen Primärwicklung über die jetzt leitende Diode 17 geschlossen ist, d. h., daß der auf die Sekundärseite übersetzte Widerstand der Diode 17 niedrig ist im Verhältnis zu der Belastung der bistabilen Schaltung. Deshalb wird die Belastung der bistabilen Schaltung während der gesamten ersten positiven Halbwelle^ gespeist. Nahezu die gesamte Speisespannung fällt daher an der zwischen der Klemme 18 und Masse liegenden Belastung der bistabilen Schaltung ab. Während der negativen Halbwelle der ersten Schwingung ist der erzeugte Magnetfluß phasengleich mit dem von Kern 11 und entgegengesetzt zu dem in Kern 10. Zunächst wird Kern 11 in die negative Sättigung zurückgeschaltet, und während dieser Zeit ii durchlaufen beide Kerne 10 und 11 ihre Hystereseschleife und arbeiten als Transformator mit gegensinnigen Steuerwicklungen, wobei kein Strom durch die Speisewicklungen fließt, der auf die Sekundärseite übertragene Widerstand ist unendlich; es erscheint kein Ausgangssignal an Klemme 18. Jedoch von der Zeit ti an, zu der der Kern 11 die negative Sättigung erreicht, bis zum Ende der negativen Halbwelle, d. h. während einer Zeit

(T \

4— h\ wirkt nur der Kern 10 als Transformator,

dessen Primärwicklung 12 über die leitende Diode 17 geschlossen ist. Der auf die Sekundärseite übersetzte Widerstand der Diode 17 ist im Verhältnis zu der Belastung der bistabilen Schaltung niedrig, die während eines Teiles der negativen Halbwelle ge-

speist wird während der Zeit j-^—tu. Während dieser Zeit fällt die Speisespannung an der Belastung der bistabilen Schaltung ab. Während der positiven Halbwelle der folgenden Schwingung wiederholt sich das Phänomen, aber die Funktion der Kerne 10 und 11 wird erneut vertauscht. Es erscheint während einer Zeit fe kein Signal an Klemme 18, bis der Kern 10 wieder positiv gesättigt ist. Dann während des restlichen Teils der Halbwelle, d. h.

(τ \
während der Zeitig;—h\, erscheint ein Signal an Punkt 18. So geht es weiter. Es erscheint ein Signal . 18 während der Zeiten, die sich schrittweise verringern: 4r,[4j—h), Ii--tz) l-y ~fe) · · ·' ^worjei T die Periode der Hochfrequenzschwingungen darstellt und die sich schrittweise erhöhenden Zeiten ti, h, te ... die Zeiten darstellen, die die Kerne 10 und 11 benötigen, um die Sättigung zu erreichen (s. Fig. 2).

Das an Punkt 18 erscheinende Signal wird an die Belastung der bistabilen Schaltung angelegt, die im Beispiel der Fig. 1 aus drei parallelen Ausgangskreisen besteht. In dem Kreis, der aus der Diode 27, dem Kondensator 24 und den Widerständen 25 und 26 besteht, ist die Diode so gepolt, daß sie während der positiven Halbwellen des an Punkt 18 erscheinenden Signals leitet. An den Klemmen 29 und 30 erscheinen positive Ausgangssignale, die nach Wunsch benutzt werden können. Die Klemme 30 ist mit der Eingangsklemme 34 verbunden, die an das Ende des Widerstandes 38 führt, dessen anderes Ende an den Verbindungspunkt der Anode der Diode 17 mit der Wicklung 12 des Kernes 10 verbunden ist. Diese Verbindung ermöglicht es, an die Steuerwicklungen der Stufe ein positives Ausgangssignal anzulegen. Dieses Rückkopplungssignal verhindert es, daß die Remanenzpunkte der beiden Magnetkerne 10 und 11 sich nach und nach einander nähern, und erhält dadurch die Stufe im EIN-Zustand. Bei einer EIN-geschalteten Stufe erscheint nämlich unter der Wirkung der anliegenden Wechselspannung an der Klemme 18 ein'Signal, und zwar zu Zeiten, die sich schrittweise verringern,

T Iτ \ I τ \

4-, I4-—ίιΙ,ί 4—i2l ... Die Rückkopplung verz \ 2 1 \ 2, 1

hindert, daß diese Zeiten sich bis auf Null verringern, was bedeuten würde, daß beide Kerne im gleichen Remanenzzustand sich befinden und die Stufe AUS-geschaltet wird. Bej der η-ten Halbwelle der Wechselspannung (Fig. 2) erscheint das Signal

(T \
-^—in)· Von dieser

η-ten Halbwelle ab erscheint das Signal auf Grund der Rückkopplung an Klemme 18 während der festen Zeit f-y— in), welche nun für alle folgenden Halbwellen gleichbleibt.

Wenn die Stufe EIN-geschaltet ist, wird das Signal, das ständig an Punkt 18 erscheint, an den Widerstand 20 und an Lampe 19 angelegt, wobei letztere leuchtet und somit eine Anzeige des Ergebnisses gestattet. Es ist offensichtlich, daß, wenn die Stufe AUS-geschaltet ist, an Punkt 18 kein Signal erscheint und die Lampe 19 dunkel bleibt.

Die Dioden 27 und 23 gestatten eine Unterscheidung der positiven und negativen Halbwellen des Signals an Klemme 18, und durch Gleichrichten m der beiden Halbwellen einer EIN-geschalteten Stufe steht an Klemme 29 ständig eine positive und an Klemme 28 eine negative Spannung zur Verfügung.

Die beschriebene bistabile Schaltung weist drei Eingänge 31, 32 und 33 auf, an welche Impulse angelegt werden können, die den EIN- oder AUS-Zustand der Schaltung steuern. Über die drei Widerstände 35, 36 und 37 sind diese drei Eingänge mit Punkt 39 verbunden. Wenn z. B. ein positiver Impuls an einen der Eingänge einer AUS-Schaltung angelegt wird, so wird diese EIN-geschaltet. Umgekehrt bewirkt ein negativer Impuls, der an einen Eingang einer EIN-Schaltung angelegt wird, daß diese AUS-geschaltet wird, weil im Punkt 39 die negative Steuerspannung die positive Rückkopp- ²S lungsspannung aufhebt, durch die die Stufe im EIN-Zustand gehalten wurde. Gleicherweise wird, wenn eine Schaltung AUS-geschaltet ist, eine an einen ihrer Eingänge angelegte negative Steuerspannung das EIN-Schalten verhindern, selbst wenn zu einem späteren Zeitpunkt ein positives Steuersignal auf einen anderen Eingang gegeben wird. In ähnlicher Weise kann das Anlegen einer positiven Steuerspannung, die allein nicht hoch genug ist, das EIN-Schalten zu bewirken, dieses AUS-Schalten vorbereiten, so daß die Stufe dann EIN-geschaltet wird, wenn ein zweiter positiver Impuls angelegt wird.

Dank dieser verschiedenen Eigenschaften kann die bistabile Schaltung dazu verwendet werden, logische Verknüpfungen auszuführen.

So bildet z. B. eine bistabile Schaltung mit drei Eingängen 31, 32, 33, an die drei positive Impulse x, y und ζ angelegt werden können oder nicht, eine ODER-Schaltung, die die logische Funktion (x+y+z) realisier, d. h., sie beginnt zu arbeiten, wenn entweder nur einer oder zwei oder drei der Eingänge erregt sind. Im vorliegenden Text soll das Symbol »·« eine logische UND-Funktion, das Symbol »+« oder ODER-Funktion anzeigen, während eine Überlinie die Inversion kennzeichnet. 5u

Für den Fall, daß die Signale χ und y, die an zwei Eingängen angelegt werden (z. B. 31 und 32) positiv sind, während das Signal z, das an den dritten Anschluß 33 angelegt wird, negativ ist, so wird die Schaltung EIN-geschaltet, wenn die Abwesenheit des Signals ζ mit der Anwesenheit der Signale χ und/oder y zusammenfällt. Man erhält dann die Funktion (x+y) ■ r, da die Anwesenheit der negativen Steuerspannung genügt, um das EIN-Schalten der Stufe zu verhindern. S₁

Falls das an einen Eingang angelegte Signal χ positiv ist, während die Signale y und z, die an die anderen beiden Eingänge angelegt werden, negativ sind, wird die Schaltung EIN-geschaltet, wenn die Anwesenheit des Signals χ mit der gleichzeitigen Abwesenheit der Signale^ und ζ zusammenfällt. Die damit realisierte logische Funktion ist dann: χ ■ (y^-z), da jetzt die Anwesenheit einer der nega

30

35

4°

45 tiven Spannungen y oder ζ genügt, das EIN-Schalten der Stufe zu verhindern.

Es ist ganz offensichtlich, daß die Anzahl der Eingänge der logischen Schaltung willkürlich auf drei festgelegt wurde und leicht abgeändert werden kann.

In den gezeigten Zählern, die im folgenden beschrieben werden, wird nur die Funktion χ ■ (y+z) verwendet (oder die Funktion λ: · y, wenn nur zwei Eingänge verwendet werden); es ist jedoch offensichtlich, daß auch andere logische Funktionen leicht realisiert werden können.

Ein wichtiger Vorteil der logischen Schaltungen, die aus diesen bistabilen Schaltungen hergestellt sind, ist der, daß, wenn sie einmal im EIN-Zustand sind, sie auch bei Unterbrechung der Eingangssignale in diesem Zustand bleiben. Deshalb können sie das Ergebnis der durchgeführten logischen Operation speichern und ständig verschiedene Ausgangssignale liefern, die das besagte Ergebnis anzeigen.

Die Anwesenheit der verschiedenen Ausgangsspannungen, wenn eine solche bistabile Schaltung EIN-geschaltet ist, ihre Abwesenheit, wenn die Schaltung AUS-geschaltet ist, sowie die Möglichkeit, eine Stufe durch Impulse beliebigen Vorzeichens, die an mehrere verschiedene Eingänge angelegt werden, zu schalten, gestatten verschiedene Kombinationen einer Anzahl von bistabilen Schaltungen. So kann die am Ausgang einer Stufe erscheinende negative Spannung an den Eingang einer oder mehrerer Stufen angelegt werden, die EIN-geschaltet waren, und dazu verwendet werden, diese AUS-zuschalten. Die negative Spannung einer Stufe kann dem Eingang einer oder mehrerer anderer AUS-geschalteten Stufen zugeführt werden und dazu dienen, sie zu sperren, d. h. zu verhindern, daß sie EIN-geschaltet werden, falls zufällig eine positive Spannung an einen anderen Eingang gelangt. Auf ähnliche Weise kann die positive Spannung einer Stufe dazu verwendet werden, entweder das EIN-Schalten einer anderen Stufe zu begünstigen oder dieselbe EIN-zuschalten. Eine Kaskadenschaltung mehrerer bistabiler Schaltungen kann dazu verwendet werden, einen Impulszähler oder ein Schieberegister herzustellen; die Steuerimpulse oder die zu zählenden Impulse werden gleichzeitig auf einen Eingang jeder Stufe gegeben, wobei die anderen Eingänge und die Ausgänge der verschiedenen Stufen derart verbunden sind, daß in jedem Augenblick nur eine einzelne Stufe EIN-geschaltet ist und alle anderen AUS-geschaltet sind und daß, wenn ein Steuerimpuls angelegt wird, die EIN-geschaltete Stufe AUS-geschaltet wird und die folgende Stufe EIN-geschaltet, so daß der Zähler bei jedem Impuls um einen Schritt fortschreitet und somit die Zahl der angelegten Impulse anzeigt. Nacheinander werden alle Stufen EIN-geschaltet bis zur letzten, die den Zählerausgangsimpuls liefert, der als Übertragssignal verwendet werden kann, um den Zähler der nächsthöheren Stelle um einen Schritt fortzuschalten.

Ein anderes Ausführungsbeispiel dieser bistabilen Schaltung kann dadurch verwirklicht werden, daß man die Diode 17 in entgegengesetzter Richtung anschließt, d. h., die Kathode wird mit Masse und die Anode im Punkt 39 mit dem einen Ende der Steuerwicklung 12 verbunden. Die Steuerimpulse, die die bistabile Schaltung EIN-schalten, müssen

dann negativ sein. Bei einem positiven Impuls verhindert die Diode, die einen Kurzschluß nach Masse bildet, die Erregung der Steuerwicklungen 12, 13, und die remanente Induktion der beiden Kerne 10, 11 wird nicht verändert. Entsprechend diesem Ausführungsbeispiel ist zur Aufrechterhaltung des EIN-Zustandes der Schaltung eine negative Rückkopplungsspannung erforderlich. Diese Spannung wird deshalb dem Stromkreis entnommen, der mit der Diode 23 in Serie geschaltet ist. In diesem Fall muß die Spannung, die das EIN-Schalten der Stufe verhindert, sowie die Spannung zur Rückstellung der Stufe positiv sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Spannung zum Verhindern des Einschaltens der Stufe am Ausgang 29 verfügbar. Durch einfache Analogie können alle Eigenschaften und Kennzeichen dieser Schaltung und ihrer Kombinationen aus der Schaltung abgeleitet werden, in der die Anode der Diode 17 mit Masser verbunden ist.

Fig. 3 stellt einen Zähler dar, der aus zwei Ketten von kaskadengeschalteten bistabilen Schaltungen besteht, deren Kombination es erlaubt, einen duodezimalen Zähler herzustellen. Beide Ketten bestehen aus Stufen, die der bistabilen Schaltung nach Fig. 1 entsprechen.

Zur Vereinfachung der Schaltung wird die bistabile Schaltung durch ein Quadrat dargestellt, mit dem gemäß dem gestrichelten Quadrat von Fig. 1 die sechs Eingänge oder Ausgänge 16, 28, 29, 31, 32 und 33 verbunden sind, die denen von Fig. 1 entsprechen. Die Speisewechselspannung wird an Klemme 16 zugeführt, die Steuerimpulse oder die Zählimpulse an Klemme 31, die Sperrimpulse an die Klemmen 32 oder 33, die positive oder negative Ausgangsspannung erscheint an Klemme 29 oder 28. Die Speisewechselspannung wird dauernd an die Anschlüsse 16 aller Stufen der beiden Ketten angelegt (um die Zeichnung nicht zu komplizieren, wurde diese Verbindung nicht dargestellt). Die erste Kette besteht aus drei Stufen, die mit 0, 1 und 2 bezeichnet sind, die zweite aus vier Stufen, die mit 0, 3, 6 und 9 bezeichnet sind. Die Steuerimpulse werden gleichzeitig allen Klemmen 31 der ersten Kette zugeführt. Der Ausgang 28 jeder Stufe einer Kette ist mit einem Eingang aller anderen Stufen der Kette verbunden, ausgenommen mit dem Eingang der folgenden Stufe, d. h., bei der Kette aus den Stufen 0, 1, und 2 ist der Ausgang 28 jeweils mit dem Eingang 33 der vorhergehenden Stufen verbunden. Der Ausgang der Stufe 0 ist mit dem Eingang der Stufe 2, der Ausgang der Stufe 1 mit dem Eingang der Stufe 0, der Ausgang der Stufe 2 mit dem Eingang der Stufe 1 verbunden. Dagegen ist in der Kette 0, 3, 6, 9 die Ausgangsklemme 28 einer Stufe mit dem Eingang 32 oder 33 der beiden vorhergehenden Stufen verbunden. Somit ist der Ausgang 28 der Stufe 0 mit den Eingängen der Stufen 6 und 9, der Ausgang der Stufe 9 mit den Eingängen der Stufen 3 und 6 verbunden. Diese Verbindungen werden dazu verwendet, die vorhergehende Stufe(n) derart zu sperren, daß, wenn ein Impuls an die parallel geschalteten Anschlüsse 31 einer Kette angelegt wird, er nur die Stufe einschalten kann, die der EIN-geschaltet gewesenen folgt, der einzigen Stufe nämlich, die nicht gesperrt war. Sobald jedoch die Stufe EIN-geschaltet ist, erzeugt sie eine negative Ausgangsspannung, die, wenn sie an die vorhergehende Stufe, die EIN-geschaltet war, angelegt wird, diese zurückstellt, nachdem der Steuerimpuls endete.

Der duodezimale Zähler besteht weiterhin aus zwei logischen UND-Schaltungen 40 und 41, von denen jede zwei Eingänge aufweist. Dem Eingang der Schaltung 40 werden die Steuerimpulse, die zu zählen sind, zugeführt. Der andere Eingang ist mit dem positiven Ausgang 29 der Stufe 2 verbunden. Der Ausgang der UND-Schaltung 40 ist mit einem

ίο Eingang der Schaltung 41 verbunden, deren anderer Eingang ist mit dem Ausgang 29 der Stufe 9 verbunden.

Zu Anfang werden die beiden Ketten eingestellt, d. h., ein positives Signal wird nur an die Eingänge der Stufen 0 beider Ketten angelegt. Diese beiden Stufen werden EIN, die anderen AUS-geschaltet. Der Zähler ist arbeitsbereit. Der erste Steuerimpuls wird dazu verwendet, die einzige nicht gesperrte Stufe EIN-zuschalten, d. h. Stufe 1. Dieselbe stellt durch ihr Ausgangssignal an Klemme 28 Stufe 0 zurück. Der zweite Impuls erregt Stufe 2, die Stufe 1 zurückstellt. In der dreistufigen Kette schaltet der dritte Impuls die Stufe 0 EIN, welche die Stufe 2 zurückstellt. Ehe sie jedoch rückgestellt wird, bereitet die Stufe 2 durch ihren positiven Ausgang 29 einen der Eingänge der logischen UND-Schaltung 40 vor, während dem zweiten Eingang Steuerimpulse oder zu zählende Impulse zugeführt werden. Somit geht der dritte Impuls durch diese logische UND-Schaltung 40 und gestattet das Anlegen jedes dritten Impulses an die vierstufige Kettenschaltung. Gleichzeitig mit dem EIN-Schalten der Stufe 0 der ersten Kette veranlaßt der dritte Impuls das Fortschalten des zweiten Ringes von Stufe 0 nach Stufe 3. Tatsächlich blockierte, wenn die Stufe 0 des zweiten Ringes EIN-geschaltet war, die Klemme 28 die Stufen 6 und 9, und nur die Stufe 3 war nicht blockiert. Wenn die Stufe 3 des zweiten Ringes EIN-geschaltet wird, stellt sie die Stufe 0 zurück. Somit schaltet unter

4<> der Einwirkung einer Gruppe von drei Impulsen nur der zweite Ring um einen Schritt weiter, während der erste Ring in seinen Anfangszustand zurückkehrt.

Das Arbeiten beider Ketten geht wie folgt vor sich:

Jeder Impuls veranlaßt das Fortschalten der ersten Kette um einen Schritt, jeder dritte Impuls stellt die erste Kette zurück und veranlaßt, die zweite Kette um eine Stufe weiterzuschalten. In jeder Kette ist nur eine Stufe EIN-geschaltet, und die Anzahl der angelegten Impulse entspricht der Summe der Stellen, die die beiden EIN-geschalteten Stufen anzeigen. Somit sind, z. B. wenn fünf Impulse angelegt werden, die Stufe 2 der ersten und die Stufe 3 der zweiten Kette EIN-geschaltet: 5 = 2+3.

Wenn der elfte Impuls angelegt wird, sind die Stufen 2 und 9 EIN-geschaltet. Der zwölfte Impuls erzeugt ein Signal am Ausgang der logischen UND-Schaltung

40, deren zweiter Eingang durch die Stufe 2 vorbereitet wird; er stellt die erste Kette zurück, schaltet die Stufe 0 EIN, die wiederum Stufe 2 zurückstellt. Das Signal am Ausgang der logischen UND-Schaltung geht durch die logische UND-Schaltung

41, deren anderer Eingang durch die positive Ausgangsspannung auf Grund des EIN-Zustandes der Stufe 9 vorbereitet wird. Außerdem stellt das Ausgangssignal der Schaltung 40 die zweite Kette zurück, d. h., es schaltet die Stufe 0 EIN, die wiederum die Stufe 9 zurückstellt. Der zwölfte Impuls hat

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somit den Duodezimalzähler auf seine Ausgangs- impulses ein Ausgangssignal erzeugt und den Zähler stellung zurückgebracht; deshalb sind die beiden auf den Ausgangspunkt zurückbringt.
Stufen 0 der beiden Ringe EIN, alle anderen sind Wie beim Duodezimalzähler müssen, ehe das zurückgestellt, und dies veranlaßt, am Ausgang der Zählen beginnt, d. h. ehe der Steuerimpuls angelegt logischen UND-Schaltung 41 ein Ausgangssignal 5 wird, die beiden Ketten rückgestellt werden; aus zu erscheinen, das als Ubertragssignal dazu ver- diesem Grunde werden auf Grund eines an einen wendet werden kann, einen Zähler für eine höhere Eingang der Stufen 0 einer jeden Kette angelegten Stelle zu erregen. Impulses diese beiden Stufen EIN-geschaltet und Bei der Verwirklichung des Duodezimalzählers alle anderen rückgestellt. Jeder Steuerimpuls schaltet von Fig. 3 wird das Fortschalten der Vierstufen- i° die erste Kette um eine Stufe fort,
kette gesteuert durch das Ausgangssignal der Drei- Jeder dritte Impuls schaltet die erste Kette auf stufenkette, aber es ist offensichtlich, daß die logische Null zurück und erzeugt ein Signal am Ausgang Schaltung 40, die die Verbindung zwischen den der logischen UND-Schaltung 40, welches, wenn beiden Ketten darstellt, verschieden mit der ersten es an die Eingänge 31 der Stufen 3, 6 und 9 angelegt Kette verbunden werden kann, um ein Ausgangs- 15 wird, die zweite Kette um eine Stufe weiterschaltet, signal immer dann zu erzeugen, wenn drei Impulse Bis zum achten Steuerimpuls, für den die Stufen 2 an die Kette angelegt worden sind. und 6 EIN-geschaltet sind, ist die Fortschaltung Tatsächlich hat, sobald ein Steuerimpuls angelegt des Dezimalzählers gleich der des Duodezimalwurde, die EIN-geschaltete Stufe alle Stufen außer Zählers. Wie oben, schaltet der neunte Impuls die einer blockiert und die letztere EIN-geschaltet, aber ^2u Stufe 0 der ersten Kette EIN, läßt ein Signal am die negative Spannung, die sie erzeugt, schaltet die Ausgang der logischen UND-Schaltung 40 erscheinen Stufe, die EIN war, erst nach dem Abklingen des und stellt die Stufe 2 der ersten Kette zurück. Das Impulses AUS. Erst am Ende des Steuerimpulses Signal am Ausgang der Schaltung 40 läßt die zweite wird die Stufe, die EIN-geschaltet war, rückgestellt, Kette von .Stufe 6 auf Stufe 9 fortschalten. Der und die Kette schreitet um einen Impuls fort. Somit 25 zehnte Steuerimpuls wird dazu verwendet, beide sind während der ganzen Dauer eines Steuerimpulses Ketten auf Null zurückzustellen. Aus diesem Grunde, zwei Stufen gleichzeitig EIN-geschaltet, und diese da die erste Kette auf Null rückgestellt wurde, Eigenschaft kann dazu verwendet werden, zu be- verbleibt sie so, während die zweite Kette aus stimmen, daß eine gegebene Anzahl von Impulsen Stufe 9 in Stufe 0 fortschaltet. Die negative Ausgangsangelegt wurde. So kann man z. B. in der ersten 30 spannung an Punkt 28 der Stufe 9 blockiert den Dreistufenkette einen Ausgangsimpuls bei jedem Eingang 32 der Stufe 1. Der zehnte Steuerimpuls dritten angelegten Impuls erzeugen durch Ver- wird gleichzeitig an die drei Stufen der ersten Kette Wendung einer logischen UND-Schaltung; jedoch angelegt, aber der Eingang 32 der Stufe 1 und der ist in Fig. 3 einer der beiden Eingänge mit dem Punkt 33 der Stufe 2 werden blockiert von der Ausgang 29 der Stufe 2 verbunden, und der zweite 35 negativen Spannung, die jeweils aus der Stufe 9 der Eingang erhält Steuerimpulse, wogegen gemäß dem zweiten Kette und aus der Stufe 0 der ersten Kette in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel die beiden abgeleitet wird. Somit kann der zehnte Steuerimpuls Eingänge der logischen UND-Schaltung 40 mit den weder Stufe 1 noch Stufe 2 der ersten Kette EIN-beiden Ausgängen 29 der Stufen 0 und 2 verbunden schalten. Es wird keine negative Spannung erzeugt, sind. Gemäß diesem Vorgang kann man z. B. im 40 um die Stufe Q zurückzustellen, und deshalb bleibt Duodezimalzähler ein Ausgangssignal erzeugen, wenn letztere EIN-geschaltet. Die positive Spannung, die immer irgendeine Anzahl von Steuerimpulsen an- am Anschluß 29 der Stufe 9 erscheint, wird dazu gelegt wurde. So erscheint z. B. durch Verbindung verwendet, einen Eingang jeder der beiden logischen der Ausgänge 29 und Stufen 1 und 6 mit den beiden UND-Kreise 42 und 41 vorzubereiten. Der zehnte Eingängen einer logischen UND-Schaltung (nicht 45 Impuls, der an den anderen Eingang der logischen gezeigt) ein Signal am Ausgang während des siebten UND-Schaltung 42 angelegt wird, läuft durch sie Steuerimpulses. hindurch und schaltet die Stufe 0 der zweiten Kette Fig. 4 zeigt einen Dezimalzähler, der, wie der Duo- EIN. Die positive Spannung, die am Ausgang 29 dezimalzähler der Fig. 3 durch Kombination zweier dieser Stufe erscheint, wird an den zweiten Eingang Ketten, einer Dreistufenkette 0, 1 und 2 und einer 50 der UND-Schaltung 41 angelegt und erzeugt am Vierstufenkette 0, 3, 6 und 9 hergestellt ist. Beide Ausgang der Schaltung ein Signal, das anzeigt, daß Ketten sind den vorher beschriebenen ähnlich. Die zehn Impulse an den Zähler angelegt wurden. Das Ausgangssignale der Ketten werden jedoch von den Signal kann schließlich dazu verwendet werden, logischen UND-Schaltungen 40 und 41 abgeleitet einen anderen Zähler höherer Ordnung zu erregen, entsprechend dem oben beschriebenen anderen Aus- 55 Die negative Spannung, die am Ausgang 28 der führungsbeispiel. Wie im vorher beschriebenen Stufe 0 erscheint, der mit dem Eingang 32 der Stufe 9 Zähler wird die negative Spannung, die am Ausgang verbunden ist, wird dazu verwendet, sie zurückzu-28 einer Stufe erscheint, an die Eingänge der anderen stellen.

Stufe (Stufen) derselben Kette angelegt mit Aus- Somit wird der zehnte an den Zähler angelegte

nähme der folgenden Stufe. Diese Stufe ist deshalb 60 Impuls dazu verwendet, ein Ausgangssignal zu

die einzige, deren Start nicht blockiert ist und die erzeugen und die beiden Ketten des Zählers in ihre

zu laufen beginnt, sobald ein Steuerimpuls an sie Ausgangsstellung zurückzubringen, von wo sie

angelegt wird. erneut bis zehn zu zählen beginnen können.

Die Wirkungsweise dieses Zählers ist ähnlich der Ein anderes Ausführungsbeispiel des Dezimal-

des Duodezimalzählers; die Verbindungen, durch 65 Zählers, der aus dem Duodezimalzähler verwirklicht

die sie sich unterscheiden, sind diejenigen, die ver- wurde, gestattet es, die Verwendung der logischen

anlassen, daß, wenn die zwei Ketten neun Impulse UND-Schaltung 42 zu vermeiden. Dabei genügt es

gezä lit haben, das Anlegen des zehnten Steuer- dann, die Steuerimpulse direkt an den Eingang 31

der Stufe O der zweiten Kette anzulegen. Diese Stufe kann nicht gestartet werden, wenn die Stufen 3 oder 6 EIN-geschaltet sind, da diese Stufen die Eingänge 32 und 33 der Stufe 0 blockierten. Wie vorher schon gesagt, stellt der neunte Impuls die zweite Kette auf Null zurück. Die erste Kette (deshalb Dezimalzähler) wird auf Null rückgestellt gemäß dem anderen vorhergehenden Ausführungsbeispiel, da die Stufe 9 das Fortschalten der Dreistufenkette blockiert.

Dieselbe Kombination von sieben bistabilen Schaltungen in zwei Ketten, einer Kette mit drei Stufen 0, 1 und 2 und der anderen mit vier Stufen 0, 3, 6 und 9, gestattet das Zählen nach zwei Zählgrundlagen 12 oder 10. Zur Umschaltung vom Duodezimalzähler auf den Dezimalzähler genügen zwei Schalter, die von Hand oder automatisch gesteuert werden können, z. B. durch Relaiskontakte; der erste Schalter gestattet es, die Verbindung zwischen dem Eingang 32 der Stufe 1 zum negativen Ausgang der Stufe 9 herzustellen oder zu unterbrechen, während der zweite Schalter es erlaubt, den Eingang 31 der Stufe 0 der zweiten Kette entweder mit dem Ausgang der logischen UND-Schaltung 40 oder dem Ausgang der logischen UND-Schaltung 42 zu verbinden. Somit kann derselbe Zähler nach zwei Zählsystemen arbeiten.

In manchen Fällen kann es erwünscht sein, die Kette mit den drei Stufen 0, 1 und 2 so abzuändern, daß ein Binärzähler, geschaffen wird. Um dies zu erreichen, genügt es, den positiven Ausgang der Stufe2 mit dem Eingang 32 der Stufe 0 der ersten Kette zu verbinden; die einzigen Stufen, die EIN-geschaltet werden können, sind die Stufen 0 oder 1. Tatsächlich startet, wenn die Stufe 1 EIN-geschaltet ist, ein Steuerimpuls die Stufe 2, die wiederum die Stufe 0 startet, und diese stellt die Stufe 2 zurück.

Fig. 5 zeigt ein Anzeigesystem, das besonders einfach ist und sich besonders gut an die Kombination der beiden Ketten anpaßt. Dieses System besteht aus einer Tafel, auf der die Stellen 0 bis 11 in drei Spalten von je vier Stellen angeordnet sind. Jeder Spalte und jeder Zeile ist eine Lampe 19 zugeordnet, die (s. Fig. 1) im Belastungskreis einer bistabilen Schaltung angeordnet ist. In Fig. 5 zeigt der Bezugsindex die Stufe an, der die Lampe entspricht. Somit entspricht die Lampe 19i der Stufe 1 der ersten Kette, die Lampen 19o, 19i, 192 entsprechen der ersten Kette, die Lampen 19₀, 19₃, 19₆, 19g der zweiten Kette. Ist eine Stufe AUS-geschaltet, ist die entsprechende Lampe ebenfalls AUS; wenn die Stufe EIN-geschaltet ist, leuchtet die Lampe. Jede der Lampen sendet einen Lichtstrahl aus, der durch einen Lichtkanal die in der entsprechenden Spalte oder Zeile liegenden Stellen erleuchtet. Jede der Lampen 19o, 19i und 19a, die der ersten Kette entsprechen, beleuchten eine Spalte, während die Lampen 19o, 193, 19e und 19g der zweiten Kette die Zeilen beleuchten. Nur die Stelle, die am Schnittpunkt der beleuchteten Zeile liegt, d. h. diejenige, die den EIN-geschalteten Stufen in beiden Ketten entspricht, ist erleuchtet und zeigt das Ergebnis im Zähler an. Alle anderen Stellen bleiben teilweise oder ganz im Schatten. In Fig. 3 ist die angezeigte Stelle 4 entsprechend dem Aufleuchten der Lampen 19i der Stufe 1 der ersten Kette und 193 der Stufe 3 der zweiten Kette.

Ein anderes Ausführungsbeispiel dieses Anzeigesystems läßt sich verwirklichen, indem man die Lichtkanäle durch einen geradlinigen Heizfaden ersetzt, der eine Spalte oder eine Zeile beleuchtet.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Magnetkernregister zur Zählung, Speicherung, Übertragung, logischer Verknüpfung, Anzeige usw. mit zwei Magnetkernen je Stufe, die zwei stabile Gleichgewichtszustände annehmen können, in denen beide Kerne entweder gleiche oder unterschiedliche Remanenzzustände aufweisen, mit Rückkopplung vom Ausgang auf den Eingang jeder Stufe, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswicklungen (14, 15) beider Kerne sämtlicher Stufen parallel kontinuierlich mit Wechselspannung gespeist werden und das Umschalten einer Stufe durch eine an die gegensinnigen und durch eine Diode (17) überbrückten Eingangswicklungen (12, 13) beider Kerne angelegte Gleichspannung geeigneter Polarität erfolgt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufrechterhalten des EIN-Zustandes jeder Stufe und damit der von ihr gelieferten Ausgangsspannung durch galvanische Rückkopplung eines Teiles der mittels Diode (27) an einem Spannungsteiler (25, 26) mit Parallelkondensator (24) erzeugten Ausgangsgleichspannung über einen Entkopplungswiderstand (38) an den Stufeneingang (Punkt 39) bewirkt wird.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer weiteren Steuer-, insbesondere Sperrspannung für andere, z. B. Zählerstufen, ein paralleler Serien-Ausgangszweig aus einer entgegengesetzt zur ersten Diode (27) gepolten weiteren Diode (23) und einem Widerstand (21) mit Parallelkondensator (22) sowie zur optischen Anzeige ein Lampenkreis (19, 20) als weiterer Ausgangs-Parallelzweig vorgesehen sind.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stufe zwecks Mehrfachsteuerung durch mehrere gleichzeitige Eingangssignale, z. B. bei Verwendung als logische Schaltung, Zähler usw., mehrere durch Widerstände (35, 36, 37) entkoppelte Eingänge (31, 32, 33) besitzt.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen von je drei bzw. vier Stufen (0,1, 2 bzw. 0, 3, 6, 9) derart zu einem Duodezimalzähler vereinigt sind, daß alle Stufen (0, 1, 2) der ersten Gruppe gemeinsam (Eingänge 31) und alle Stufen (0, 3, 6, 9) der zweiten Gruppe ebenfalls parallel (Eingänge 31) durch die Zählimpulse, jedoch in zusätzlicher Abhängigkeit von der Ausgangsgleichspannung der letzten Stufe (2) der ersten Gruppe über eine logische Schaltung (40) gesteuert werden, und daß der Zähler einen Übertrag in Form eines Zählimpulses liefert, der durch eine weitere logische Schaltung (41) vom Ausgang (29) der Stufe (9) abhängig ist.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen von je drei bzw. vier Stufen (0,1, 2 bzw. 0, 3, 6, 9) derart zu einem Dezimalzähler vereinigt sind, daß alle Stufen (0, 1, 2) der ersten Gruppe ge-

meinsam (Eingänge 31) durch die Zählimpulse und die Stufen (3, 6, 9) der zweiten Gruppe ebenfalls parallel (31). jedoch in Abhängigkeit von den positiven Ausgangsspannungen (29) der Stufen (0 und 2) der ersten Gruppe, z. B. über eine logische Schaltung (40), gesteuert werden, während die Stufe (0) der zweiten Gruppe durch Zählimpulse, jedoch in zusätzlicher Abhängigkeit von der Ausgangsspannung der Stufe (9) über eine weitere logische Schaltung (42) ge- ίο steuert wird, und daß der Zähler einen Übertrag in Abhängigkeit von den Ausgangsspannungen (29) der Stufen (0 und 9) der zweiten Gruppe mittels der logischen Schaltung (41) liefert.

7. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stufengruppe (0, 1, 2 bzw. 0, 3, 6, 9) als Zählring aufgefaßt wird, in dem jede eingeschaltete Stufe durch ein Ausgangssignal alle anderen Stufen derselben Gruppe außer der nächstfolgenden an ihrem Eingang sperrt und daß beim Dezimalzähler eine zusätzliche Sperrung der Stufe (1) der ersten Gruppe an einen weiteren Eingang durch das Ausgangssignal der Stufe (9) der zweiten Gruppe erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 930 242.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

309 689/229 9.