DE1160499B

DE1160499B - Magnetic core coincidence gate

Info

Publication number: DE1160499B
Application number: DES74742A
Authority: DE
Inventors: Hans Rudolph
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1961-07-07
Filing date: 1961-07-07
Publication date: 1964-01-02
Also published as: BE619933A; NL280586A; CH390994A

Description

Magnetkem-Koinzidenzgatter In der elektronischen Technik können viele Schaltaufgaben mit Hilfe von sogenannten Koinzidenzgattern gelöst werden. Solche Gatter haben zwei oder mehr Eingänge, aber nur einen Ausgang. Nur wenn an allen Eingängen einer solchen Anordnung gleichzeitig ein Eingangssignal anliegt :oder artgelegt worden ist, soll ein Ausgangssignal abgegeben werden. Koinzidenzgatter werden deshalb häufig auch als »Und«-Gatter bezeichnet. Meist werden Koinzidenzgatter mit Hilfe von Halbleiterdioden oder Transistoren aufgebaut. In Einrichtungen jedoch, die als Informationsspeicher und für sonstige Zwecke Magnetkerne aus magnetischem Material mit annähernd rechteckiger Hystereseschleife verwenden, ist @es oft zweckmäßig und vorteilhaft, auch die Gahterschaltungen mit Magnetkernen aus Material mit annähernd rechteckiger Hysterereschleife zu realisieren.Magnetic core coincidence gate In electronic technology, many can Switching tasks can be solved with the help of so-called coincidence gates. Such Gates have two or more inputs, but only one output. Only if at all An input signal is present at the same time to the inputs of such an arrangement: or an output signal is to be emitted. Coincidence gate are therefore often referred to as "and" gates. Usually coincidence gates are used constructed with the help of semiconductor diodes or transistors. In institutions, however, as information storage and for other purposes magnetic cores made of magnetic Using material with an approximately rectangular hysteresis loop is often advisable and advantageous, the gate circuits with magnetic cores made of material with approximately to realize a rectangular hysteresis loop.

Es sind bereits Gatterschaltungen bekannt, die aus Magnetkernen mit rechteckiger Hystereseschleife aufgebaut sind. Bei diesen bekannten Gatterschaltungen wird aber die sogenannte I/2-Koinzidenz oder I/3-Koinzidenz usw. angewandt, d. h. jede Eingangsleitung führt bei einer Gatterschaltung mit n Eingängen den n-ten Teil des zur Ummagnetisierung eines Magnetkernes notwendigen Stromes. Solche Koinzidenzgatterschaltungen haben aber den großen Nachteil, daß die Dimensionierung der Teilströme mit wachsender Anzahl der Eingänge der Gatterschaltung sehr schwierig wird. Da sich die Hystereseeigenschaften des magnetischen Materials mit der Temperatur ändern, sind solche Anordnungen außerdem nur in einem engen Temperaturbereich anwendbar.There are already known gate circuits that consist of magnetic cores with rectangular hysteresis loop. In these known gate circuits but if the so-called I / 2 coincidence or I / 3 coincidence etc. is used, i. H. in the case of a gate circuit with n inputs, each input line carries the nth part the current necessary to remagnetize a magnetic core. Such coincidence gate circuits but have the major disadvantage that the dimensioning of the partial flows with increasing Number of inputs of the gate circuit becomes very difficult. Since the hysteresis properties of the magnetic material change with temperature, such arrangements are also can only be used in a narrow temperature range.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gattersehaltung unter Verwendung von magnetischem Material mit rechteckiger Hysterereschleife zu schaffen, die die oben aufgezeigten Nachteile der bekannten Gatterschaltungen ,nicht aufweist. Dies wird dadurch .erreicht, daß eine der Anzahl der Eingänge entsprechende Anzahl von Magnetkernen vorgesehen ist, die außer mit einer Rückstell- und einer Ausgangswicklung mit einer allen Kernen gemeinsamen Eingangswicklung und mit Ausnahme eines Magnetkernes mit je einer weiteren Eingangswicklung versehen sind, deren Wicklungssinn zum Wicklungssinn der allen Magnetkernen gemeinsamen Eingangswicklungen entgegengesetzt ist, und daß die Ausgangswicklungen der eine zweite Eingangswicklung tragenden Magnetkerne gleichsinnig parallel und mit der Ausgangswicklung des keine zweite Eingangswicklung tragenden Magnetkernes gegensinnig in Reihe geschaltet sowie. mit einem Element mit einseitiger Durchlaßcharakteristik verbunden sind. Gegenüber den bekannten Magnetkernkoinzidenzgabtern können den Eingängen der Gatterschaltumg gemäß der Erfindung, d. h. den Eingangswicklungen der Magnetkerne, Ströme beliebiger Größe zugeführt werden. Die Ströme haben nur die Bedingung zu erfüllen, daß sie genügend groß sind, um einen Magnetkern umzumagnetisieren und daß mindestens der Strom, der der allen Kernen gemeinsamen Eingangswicklung zugeführt wird, zu dem Zeitpunkt abgeklungen ist, zu dem der eventuelle Ausgangsimpuls mittels eines Rückstell- (Takt-) Pulses erzeugt wird. Somit entfallen alle kritischen Dimensionierungsbedingungen bezüglich der Stromstärken in den Eingangswicklungen, wie sie bei den bekannten Schaltungsanordnungen unvermeidbar sind.The invention is based on the object of a gate maintenance Using magnetic material with a rectangular hysteresis loop, which does not have the disadvantages of the known gate circuits indicated above. This is achieved by having a number corresponding to the number of inputs of magnetic cores is provided, which except with a reset and an output winding with an input winding common to all cores and with the exception of a magnetic core are each provided with a further input winding, the winding direction of which corresponds to the winding direction the input windings common to all magnetic cores is opposite, and that the output windings of the magnetic cores carrying a second input winding are in the same direction parallel and with the output winding of the one that does not have a second input winding Magnetic core connected in series in opposite directions as well. with an element with unilateral Passage characteristic are connected. Compared to the well-known magnetic core coincidences can the inputs of the gate switch according to the invention, d. H. the input windings the magnetic cores, currents of any size can be supplied. The streams only have to meet the condition that they are large enough to re-magnetize a magnetic core and that at least the current of the input winding common to all cores is fed, has decayed at the point in time at which the possible output pulse is generated by means of a reset (clock) pulse. Thus all critical ones are omitted Dimensioning conditions with regard to the currents in the input windings, as they are unavoidable in the known circuit arrangements.

An Hand der F i g. 1 bis 3 werden der Aufbau sowie die Wirkungsweise von zwei Schaltungsanordnungen gemäß der Erfindung näher erläutert.On the basis of FIG. 1 to 3 describe the structure and the mode of operation of two circuit arrangements according to the invention explained in more detail.

In F i g. 1 ist ein sogenanntes Zweifach-Koinzidenzgatter dargestellt. Es besteht aus den beiden Magnetkernen K 1 und K 2. Der Magnetkern K 1 besitzt die vier Wicklungen W l, W2, W 3 und W4, während der Magnetkern K2 nur drei Wicklungen, und zwar die Wicklungen W2, W 3 und W 4 trägt. Diese Wicklungen sind mit den entsprechenden Wicklungen des Magnetkernes K 1 hintereinander geschaltet. Der Wicklungssinn der Wicklungen W 2 und W 3 ist dabei auf beiden Kernen jeweils gleich, während der Wicklungssinn der Wicklung W 4 des Magnetkernes K 1 entgegengesetzt ist zum Wicklungssinn der entsprechenden Wicklung des Kernes K2.In Fig. 1 shows a so-called double coincidence gate. It consists of the two magnetic cores K 1 and K 2. The magnetic core K 1 has four windings W 1, W2, W 3 and W4, while the magnetic core K2 has only three windings, namely the windings W2, W 3 and W 4 . These windings are connected in series with the corresponding windings of the magnetic core K 1. The direction of winding of the windings W 2 and W 3 is the same on both cores, while the direction of winding of the winding W 4 of the magnetic core K 1 is opposite to the direction of winding of the corresponding winding of the core K2.

Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist in F i g. 2 eine Hystereseschleife des für die Magnetkerne verwendeten Materials dargestellt worden.For a better understanding of the mode of operation of the circuit arrangement according to the invention in FIG. 2 a hysteresis loop for the magnetic cores material used has been shown.

Insgesamt können vier Betriebsfälle der Anordnung unterschieden werden: 1. Die Wicklungen W 1 und W 2 sind stromlos. Ein an die Rückstellwicklung W 3 angelegter Taktimpuls T magnetisiert beide Magnetkerne aus dem Zustand »0« in den Zustand »3«. Dabei tritt in keinem der beiden Magnetkerne K 1 und K 2 eine merkliche Flußänderung auf, und in keiner der Ausgangswicklungen W 4 wird eine merkliche Spannung induziert.A total of four operating modes of the arrangement can be distinguished: 1. The windings W 1 and W 2 are de-energized. A clock pulse T applied to the reset winding W 3 magnetizes both magnetic cores from the "0" state to the "3" state. In this case, no noticeable change in flux occurs in either of the two magnetic cores K 1 and K 2, and a noticeable voltage is induced in none of the output windings W 4.

2. Die Wicklung W I führt Strom während die Wicklungen W 2 stromlos sind. Tritt in diesem Zustand ein Taktimpuls T auf den Wicklungen W 3 auf, so wird der durch den Strom über die Wicklung W l. schon bis zum Punkt 3 ausgesteuerte Magnetkern K I bis zum Punkt 4 weiter magnetisiert, während gleichzeitig der Magnetkern K 2 aus dem Zustand 0 etwa bis zum Punkt 3 der Hystereseschleife magnetisiert wird. Die Flußänderungen sind wiederum sehr klein, und es entsteht keine Ausgangsspannung an den Ausgangswicklungen W4.2. The winding WI carries current while the windings W 2 are de-energized. If a clock pulse T occurs on the windings W 3 in this state, the current through the winding W l. Magnetic core KI already controlled up to point 3 is further magnetized up to point 4, while at the same time the magnetic core K 2 is magnetized from state 0 to approximately point 3 of the hysteresis loop. The changes in flux are again very small and there is no output voltage at the output windings W4.

3. In der Wicklung W 1 sowie in den Wicklungen W 2 fließt Strom. In diesem Fall liegt also Stromkoinzidenz vor. Der Strom in der Wicklung W 1 umfließt den Magnetkern K1 in negativer, der Strom in der Wicklung W 2 dagegen in positiver Richtung. Die beiden Ströme heben sich in ihrer Wirkung auf den Magnetkern K1 auf, und der Magnetkern K1 bleibt im Zustand 0. Der Magnetkern K2 wird dagegen durch den über die Wicklung W 2 fließenden Strom zum Zustand 0 über den steil ansteigenden Teil der Hystereseschleife etwa bis zum Punkt 2 magnetisiert und fällt nach Abklingen des Stromes auf den positiven Remanenzpunkt (Punkt 1. der Hystereseschleife) zurück. Dabei wird zwar in der Wicklung W 4 des Magnetkernes K2 ein Impuls induziert. Dieser Impuls kann aber in dem Ausgangskreis A keinen Strom hervorrufen, weil in Reihe mit den Ausgangswicklungen ein Richtleiter G geschaltet ist. Wenn an die in Reihe geschalteten Ausgangswicklungen W4 ein Element mit einseitiger Durchlaßcharakteristik, wie z. B. ein Schalttransistor, angeschaltet ist, kann dieser Richtleiter G wegfallen. Der nächste Taktimpuls T, der die Magnetkerne in negativer Richtung umfließt, kann an dem Magnetisierungszustand des Magnetkernes KI nichts ändern. Dagegen wird der Magnetkern K2 vom Punkt 1 der Hystereseschleife ausgehend über den steil abfallenden Teil bis zum Punkt 3 magnetisiert. Nach Abklingen des Taktimpulses T kehrt der Magnetkern K2 in den Punkt 0 der Hystereseschleife zurück. Die beim Übergang vom Punkt 1 über den Punkt 3 zum Punkt 0 in der Wicklung W 4 des Magnetkernes K2 induzierte Spannung verursacht einen Stromfluß über die Wicklung 4 der beiden Magnetkerne und den Gleichrichter G sowie den angeschlossenen Ausgangskreis A. Die Wicklung W 4 des Magnetkernes K I setzt diesem Strom keinen merklichen Widerstand entgegen, weil in dem Magnetkern KI keine wesentliche Flußänderung hervorgerufen wird.3. Current flows in winding W 1 and in windings W 2. In this case, there is a current coincidence. The current in the winding W 1 flows around the magnetic core K1 in a negative direction, while the current in the winding W 2 flows in a positive direction. The effect of the two currents on the magnetic core K1 is canceled out, and the magnetic core K1 remains in state 0. The magnetic core K2, on the other hand, becomes state 0 via the steeply rising part of the hysteresis loop due to the current flowing through the winding W 2 Point 2 magnetizes and falls back to the positive remanence point (point 1 of the hysteresis loop) after the current has subsided. A pulse is induced in the winding W 4 of the magnetic core K2. However, this pulse cannot produce any current in the output circuit A because a directional conductor G is connected in series with the output windings. When the series-connected output windings W4 an element with one-sided transmission characteristic, such. B. a switching transistor is switched on, this directional guide G can be omitted. The next clock pulse T, which flows around the magnetic cores in a negative direction, cannot change the magnetization state of the magnetic core KI. In contrast, the magnetic core K2 is magnetized from point 1 of the hysteresis loop over the steeply sloping part to point 3. After the clock pulse T has subsided, the magnetic core K2 returns to point 0 of the hysteresis loop. The voltage induced at the transition from point 1 via point 3 to point 0 in winding W 4 of magnetic core K2 causes a current to flow through winding 4 of the two magnetic cores and rectifier G and the connected output circuit A. Winding W 4 of magnetic core KI does not oppose any noticeable resistance to this current because no significant change in flux is produced in the magnetic core KI.

4. Die Wicklung W 1 ist stromlos, während über die Wicklung W2 der beiden Magnetkerne ein Strom fließt. Durch den Strom über die Wicklungen W 2 werden beide Magnetkerne aus dem Zustand 0 über den Zustand 2 in den Zustand 1 gebracht. In den Wicklungen W4 beider Kerne werden dadurch Spannungsimpulse induziert, die sich aber infolge des entgegengesetzten Wicklungssinnes der beiden Wicklungen W4 gegenseitig aufheben und deshalb nach außen nicht zur Wirkung kommen können. Ebensowenig tritt eine Wirkung nach außen hin auf, wenn die beiden Magnetkerne K1 und K2 durch den nachfolgenden Taktimpuls T wieder in ihren Zustand 0 zurückmagnetisiert werden.4. The winding W 1 is de-energized, while the winding W2 a current flows through both magnetic cores. By the current through the windings W 2 will be brought both magnetic cores from state 0 to state 1 via state 2. This induces voltage pulses in the windings W4 of both cores but due to the opposite winding direction of the two windings W4 cancel each other out and therefore cannot have an effect on the outside. Neither there is an effect to the outside when the two magnetic cores K1 and K2 through the subsequent clock pulse T are magnetized back to their 0 state.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung liefert also dann und nur dann einen Ausgangsimpuls, wenn an ihren beiden Eingängen E1 und E2 zuvor gleichzeitig ein Signal angelegt worden ist, d. h. sowohl in der Wicklung W 1 als auch in den Wicklungen W 2 gleichzeitig ein Strom geflossen ist. In allen anderen Fällen wird dagegen kein Ausgangssignal von der Schaltungsanordnung abgegeben. Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung erfüllt also die Bedingung »Und«.The circuit arrangement according to the invention then provides and an output pulse only if at its two inputs E1 and E2 previously at the same time a signal has been applied, d. H. both in the winding W 1 and in the Windings W 2 a current has flowed at the same time. In all other cases it will on the other hand, no output signal is emitted by the circuit arrangement. The circuit arrangement according to the invention, therefore, the condition "and" is met.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung wurde an Hand der F i g. 1, die ein sogenanntes Zweifach-Koinzidenzgatter zeigt, erläutert. Nach dem gleichen Prinzip können auch Koinzidenzgatter mit mehr als zwei Eingängen aufgebaut werden. Als Beispiel ist in F i g. 3 ein sogenanntes Dreifach-Koinzidenzaatter dargestellt. Sein Aufbau ist äquivalent dem der Anordnung nach F i g. 1. Es ist nämlich ein;. der Anzahl der Eingänge entsprechende Anzahl von Magnetkernen K1, K2 und K3 vorgesehen, die außer mit der Rückstell-bzw. Taktwicklung W3 und den Ausgangswicklungen W 4 mit einer allen Magnetkernen gemeinsamen Eingangswicklung b1'2 und mit Ausnahme des Magnetkernes K3 mit je einer Eingangswicklung W1 versehen sind. Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung entspricht im wesentlichen der der Schaltungsanordnung in F i @@. 1, so daß auf deren Erläuterung verzichtet werden kann.The operation of the circuit arrangement according to the invention was on the basis of FIG. 1 showing a so-called double coincidence gate. Coincidence gates with more than two inputs can also be used according to the same principle being constructed. As an example in FIG. 3 a so-called triple coincidence shown. Its structure is equivalent to that of the arrangement according to FIG. 1. It is namely a ;. number of magnetic cores K1 corresponding to the number of inputs, K2 and K3 are provided, which except with the reset or. Clock winding W3 and the output windings W 4 with an input winding b1'2 common to all magnetic cores and with the exception of the magnetic core K3 are each provided with an input winding W1. The mode of action this circuit arrangement essentially corresponds to that of the circuit arrangement in F i @@. 1, so that their explanation can be dispensed with.

Claims

Claims: I. Made of magnetic cores with a rectangular hysteresis loop existing circuitry. which then and only then an impulse at its output emits when a current has been supplied to each of its inputs, characterized. that a number of magnetic cores corresponding to the number of inputs is provided is. which except with a common reset and each with an output winding a common input winding and with the exception of a magnetic core with one each further input winding are provided whose winding direction to the winding direction of the all magnetic cores common input winding is opposite, and that the Output windings of the magnetic cores carrying a second input winding in the same direction parallel and with the output winding - which does not have a second input winding Magnetic core connected in series in opposite directions and with an element with one-sided Passage characteristic are connected.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized characterized in that the output windings of the one carrying a second input winding Magnetic cores are connected in series with one directional conductor each.