DE1176195B - Magnetisches Zaehlglied in Form einer Zaehldrossel - Google Patents

Magnetisches Zaehlglied in Form einer Zaehldrossel

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DE1176195B
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Dipl-Phys Werner Haase
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K25/00Pulse counters with step-by-step integration and static storage; Analogous frequency dividers

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  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

  • Magnetisches Zählglied in Form einer Zähldrossel Mit Zähldrosseln, d. h. Spulen, die einen Ringkern aus Magnetmaterial mit nahezu rechteckiger Hystereseschleife (»Rechteckkern«) besitzen, lassen sich Impulszählschaltungen nach dem »Zählkernprinzip« aufbauen. Diese Impulszählschaltungen beruhen darauf, daß ein Rechteckkern als Zählkern in mehreren Schritten ummagnetisiert werden kann, indem man einer seiner Wicklungen, nämlich der Zählwicklung, geeignet bemessene Zählimpulse konstanten Spannungszeitwertes zuführt, die bei dem Ummagnetisiervorgang eines Magnetkerns mit rechteckiger Hystereseschleife, des sogenannten Ouantisierungskerns, gewonnen werden. Der Spannungszeitwert dieser Zählimpulse ist näherungsweise proportional dem Sättigungsfluß des Quantisierungskerns und der Ausgangswindungszahl des Ouantisierungskerns. Es ist wünschenswert, daß bei Zählstufen dem Verhältnis der Windungszahlen des Quantisierungs- und des Zählkerns die Anzahl der zum Ummagnetisieren des Zählkerns notwendigen Impulse entspricht. In bekannten Zählschaltungen (vgl. F i g. 1 und 2) wirkt der Quantisierungskern als übertrager. Er wird über eine Primärwicklung W 3 durch jeden am Eingang E auftretenden Eingangsimpuls ummagnetisiert. Die dabei in der Sekundärwicklung, der Quantisierungswicklung W 1, induzierten Impulse werden dem Zählkern Z über eine Diode D 1 als Zählimpulse zugeführt. Nach jedem Eingangsimpuls muß der Quantisierungskern Q über eine weitere, an die Klemmen HT angeschlossene Primärwicklung W 4 wieder zurückgestellt werden; die Diode D 1 verhindert, daß dabei die Flußänderung des Zählkerns Z wieder rückgängig gemacht wird. Als Kriterium für die Sättigung des Zählkerns Z kann der Zählstromanstieg benutzt werden. In diesem Falle liegt in Reihe zur Zählwicklung ein Meßwiderstand Rm, an dem eine Steuerspannung für einen Verstärker (Transistor T2 in Emitterschaltung, in dessen Kollektorkreis der Ausgang A liegt) abgegriffen wird. Dieser an die Spannung TUv angeschlossene Meßwiderstand Rm liegt bei praktisch ausgeführten Schaltungen bei etwa 100 Ohm. Durch diese Größe des Meßwiderstandes Rm wird die Zahl der zum- Ummagnetisieren des Zählkerns Z notwendigen Zählimpulse, die sogenannte Zählkapazität, größer als das Verhältnis der Windungszahlen der Zählwicklung W2 und der Quantisierungswicklung W 1. Bei dieser Art von Schaltung ergibt sich eine Abhängigkeit der Zählkapazität von der Betriebsspannung und von der Umgebungstemperatur. Außerdem ist beim Rückstellen des Zählkerns die Zählwicklung durch den Zählstromkreis Wz D1 W.- R"1 W., stark bedämpft. Dadurch ist die Windungsspannung des Zählkerns Z gering und deswegen die Rückstellzeit groß. Ein solcher Zähler eignet sich also nicht für hohe Zählgeschwindigkeiten. Der Ausgangsstrom des Verstärkers (Transistor T2 in Emitterschaltung) kann dazu benutzt werden, den Zählkern Z wieder zurückzustellen (s. F i g. 2). Dabei wirken die Rückstellwicklung W 5 und die Zählwicklung W 2 so zusammen, daß der Transistor T2 während der gesamten Dauer der Rückmagnetisierung des Zählkerns Z leitend gehalten wird.
  • Es ist weiterhin bei Logikschaltungen bekannt, zwei Ausgangsmagnetkerne parallel zueinander und über Richtleiter in Serie zu einem Eingangsmagnetkern anzuordnen. Mit dieser bekannten Schaltung kann eine Eingangsgröße »aufgespalten«, d. h. für zwei weitere Logikschaltungen zur Verfügung gestellt werden. Welcher dieser parallel geschalteten Kerne zuerst ummagnetisiert ist, nimmt den weiterhin fließenden Strom dem anderen Kern weg. Um dies zu vermeiden, werden gewöhnlich Widerstände und Amplitudenbegrenzer in den Eingangsstromkreis eingefügt.
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein magnetisches Zählglied in Form einer Zähldrossel, das ebenfalls ein Ausgangssignal jeweils nach Empfang einer bestimmten Anzahl von Eingangsimpulsen liefert, die unter Verwendung eines Quantisierungskerns auf einen bestimmten Spannungszeitwert gebracht werden. Die eingangs erwähnten Schwierigkeiten und Nachteile für ein magnetisches Zählelement werden erfindungsgemäß dadurch umgangen, daß auf zwei zueinander parallel geschalteten, unter Verwendung von Gleichrichtern entkoppelten Leitungszweigen je eine Zähldrossel und je ein Quantisierungskern angeordnet sind. Bei dieser Art von Schaltung wirkt der Quantisierungskern nicht als Übertrager. Wenn der Quantisierungskern ummagnetisiert wird, bricht die an seiner Wicklung liegende Spannung zusammen. Da nunmehr die Zählwicklung über die Quantisierungswicklung kurzgeschlossen ist, bricht ebenfalls die Spannung an der Zählwicklung zusammen. Der zur Ummagnetisierung des Ouantisierungskerns notwendige Spannungszeitwert wird also in gleicher Weise vom Zählkern aufgenommen. Die in den parallel geschalteten Leitungszweigen vorgesehenen Gleichrichter dienen dazu, Quantisierungskern und Zählkern beim Rückstellvorgang voneinander zu entkoppeln.
  • Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen in der Beschreibung näher diskutiert.
  • F i g. 3 zeigt das BH-Diagramm eines multistabilen Rechteckkerns, wobei die Ordinate den magnetischen Fluß (D und die magnetische Induktion B und die Abszisse die magnetische Feldstärke H kennzeichnet; F i g. 4 gibt das Grundschaltbild der Erfindung wieder; F i g. 5 und 6 stellt das Zusammenwirken dieser Grundschaltung mit einem Verstärker dar; bei F i g. 7, einer Subtrahierstufe, und F i g. 8, einer Tellerstufe, ist die Grundschaltung durch Widerstände erweitert, außerdem ist jeweils ein Transistor in Emitterschaltung als Eingangs- und Ausgangsverstärker zu dieser Grundschaltung vorgesehen; F i g. 9, eine Subtrahierstufe, und , F i g. 10, eine Tellerstufe, zeigen Abwandlungen des Schaltungsaufbaues nach F i g. 7 bzw. 8, so daß gleichartige Transistoren als Eingangs- bzw. Ausgangsverstärker verwendbar sind; F i g. 11, eine Subtrahierstufe, und F i g. 12, eine Tellerstufe, sind ebenfalls Abwandlungen des Aufbaus nach F i g. 7 bzw. 8; F i g. 13, eine Subtrahierstufe, und F i g. 14, eine Tellerstufe, zeigen einen Schaltungsaufbau, bei dem das Grundelement, die parallel geschalteten Leitungszweige, durch einen Differenzübertrager erweitert ist und bei dem gleichartige Transistoren als Eingangs- und Ausgangsverstärker verwendbar sind; F i g. 15, eine Subtrahierstufe, und F i g. 16, eine Tellerstufe, zeigen einen Schaltungsaufbau, bei dem der Magnetisierungszustand des Zählkerns auf Grund des »Rückfallimpulses« (beim Abklingen jedes Zählimpulses frei werdende Energie, und zwar infolge reversibler Magnetisierung des Magnetkerns) feststellbar ist; F i g. 17 stellt eine aus Tellerstufen der F i g. 16 aufgebaute Tellerschaltung dar und F i g. 18 einen digitalen Zähler, der aus Subtrahierstufen und Tellerstufen aufgebaut ist; F i g. 19 zeigt zwei Grundelemente der F i g. 4, die so zusammengeschaltet sind, daß sie einen gemeinsamen Zählkern haben.
  • In den Figuren sind für gleichartige Teile gleichartige Bezeichnungen gewählt.
  • Die Grundschaltung F i g. 4 besteht aus zwei parallel geschalteten Leitungszweigen LZ1 und LZ2. Im Leitungszweig LZ 1 liegen eine Diode D 1 und eine Wicklung W 1 auf einem Ringkern aus Magnetmaterial mit nahezu rechteckförmiger Hystereseschleife in Reihe; auf dem Leitungszweig LZ2 liegen eine Diode D 2 und eine Wicklung W 2 auf einem Ringkern in Reihe. Die Windungszahlen der Wicklungen W 1 und W 2 stehen in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander, wobei die Wicklung W 1 weniger Windungen hat als die Wicklung W2. Befinden sich beide Magnetkerne im Remanenzpunkt der Ausgangsmagnetisierung, dann treibt eine zwischen den Punkten P 1 und P 2 angelegte Spannung einen Strom durch die Wicklungen W 1 und W2, der die Magnetkerne umzumagnetisieren versucht. Ist einer der Kerne ummagnetisiert, dann bricht die Spannung an seiner Wicklung zusammen; da nun die andere Wicklung überbrückt und kurzgeschlossen ist, bricht die Spannung an ihr ebenfalls zusammen. Der von beiden Magnetkernen aufgenommene Spannungszeitwert ist deswegen jeweils der gleiche. Im vorliegenden Fall kommt der linksgezeichnete Magnetkern, der Quantisierungskern Q, zuerst in die Sättigung, er bestimmt also den Spannungszeitwert, dem der rechtsgezeichnete Magnetkern, der Zählkern Z, ausgesetzt ist.
  • Das eben beschriebene Kurzschließen der Wicklung W2 über die Wicklung W 1 tritt wegen des stromabhängigen Spannungsabfalles an Dioden nicht vollständig ein; in der Diode D2 fließt lediglich der Koerzitivstrom der Zählwicklung W2, während die Diode D 1 einen wesentlich kräftigeren Sättigungsstrom führt, so daß an der Diode D 1 ein stärkerer Spannungsabfall auftritt als an der Diode D 2. Demnach bleibt an der Zählwicklung W 2 eine Restspannung stehen, die den Zählkern Z nachmagnetisiert. Wenn die Spannung zwischen den Punkten P 1 und P2 impulsförmig auftritt und die Dauer des Impulses nicht wesentlich größer ist als die Ummagnetisierungszeit des Quantisierungskerns Q, dann stört dieser Effekt nicht. Wenn die Energie des Eingangsimpulses nicht ausreicht den Quantisierungskern Q umzumagnetisieren und zugleich den Koerzitivstrom für die Zählwicklung W 2 aufzubringen, dann kann die in F i g. 4 beschriebene Schaltung auch in den Ausgangskreis eines Vorverstärkers V 1 (s. F i g. 5 und 6) eingeschaltet werden, der auf einen Eingangsimpuls hin für eine gewisse Dauer Strom führt. Die günstigste Zeitdauer kann durch Rückkopplung des Verstärkers V 1 über eine Wicklung W 6 des Quantisierungskerns Q erreicht werden: der Zählstrom fließt bei ungesättigtem Zählkern Z nur während der Dauer der Ummagnetisierung des Quantisierungskerns Q. Bei der Ausführungsform der F i g. 6 wird der Eingangsimpuls einer Wicklung des Quantisierungskerns Q zugeführt, die so gepolt ist, daß der Verstärker V 1 bei Beginn des Impulses leitend wird. Da der Zählstrom nur dann aussetzt, wenn die Rückkopplungsspannung durch Sättigung des Quantisierungskerns Q zusammenbricht, bestimmt die Dauer des Eingangsimpulses nicht die Dauer des Zählstromes. Der Zählstromanstieg bei Sättigung des Zählkerns Z kann in bekannter Weise durch den erhöhten Spannungsabfall an einem Widerstand Rk festgestellt und ausgewertet werden. Im Ausgangskreis des Verstärkers V l. der F i g. 6 liegt eine Wicklung W 7 auf dem Quantisierungskern Q, die diesen auch dann voll in die Sättigung steuert, wenn zu Ende des Aufzählvorganges der Zählkern Z eher in die Sättigung übergeführt wird als der Quantisierungskern Q. Dieses Nachmagnetisieren ist vor allem dann von Bedeutung, wenn eine Kettenschaltung von Zählkernen aufgebaut werden soll, wobei jeder Zählkern für die folgende Stufe als Quantisierungskern dient. Da im eben beschriebenen Betriebsfall der gesamte Ausgangsstrom des Verstärkers V 1 durch die Reihenschaltung der Wicklungen W 7 und W 2 fließt, wird neben der vollständigen Ummagnetisierung des Quantisierungskerns Q auch eine kräftige Sättigung des Zählkerns Z erreicht, so daß dieser einen starken »Rückfallimpuls« liefern kann, den man in einer noch zu beschreibenden Schaltung zum Rückstellen des Zählkerns ausnutzen kann.
  • Soll der Strom in der Zählwicklung W 2 (s. F i g. 7 und 8) als Kriterium für den Magnetisierungszustand des Zählkerns Z benutzt werden, so wird in Reihe zur Zählwicklung W2 ein MeßwiderstandRm2 gelegt und die an ihm abfallende Spannung einem mittels einer Vorspannung gesperrten Verstärker (Transistor T2 in Emitterschaltung) zugeführt. Die Vorspannung Uv 2 wird so gewählt, daß der Transistor T 2 nur dann leitend wird, wenn der durch Rm 2 fließende Strom größer ist als der bei ungesättigtem Zählkern Z fließende Strom; der Transistor T 2 wird also nur dann leitend, wenn der Zählkern Z gesättigt ist. In Reihe zur Quantisierungswicklung W 1 liegt ein Kompensationswiderstand Rm 1, der so bemessen ist, daß an ihm die gleiche Spannung abfällt wie an Rm2, solange der Zählkern Z nicht gesättigt ist. Für die gezeichnete Schaltung ergibt sich: Rm 1 = Rm 2 W 1/W 2. Sofern die Koerzitivfeldstärke der beiden Magnetkerne Q und Z dieselbe ist, liegt im Mittel an der Quantisierungswicklung W 1 und an der Zählwicklung W 2 während des Aufzählens stets die gleiche Spannung. Dadurch sind Einflüsse der Temperatur- und der Betriebsspannung auf die Zählkapazität weitgehend ausgeschaltet. Die Zählkapazität, d. h. die Anzahl der für eine vollständige Ummagnetisierung des Zählkerns Z notwendigen Impulse, deren Spannungszeitwert über den Quantisierungskern Q bestimmt ist, entspricht bei der gezeigten Schaltung dem Verhältnis der Windungszahlen der Wicklungen W2 zu W l. Bei Zählstufen mit einstellbarer Zählkapazität kann mit dem Umschalten der Windungszahlen der Windungen W 1 oder W 2 gleichzeitig einer der Widerstände Rm 1 oder Rm 2 entsprechend der oben angegebenen Beziehung umgeschaltet werden.
  • Die dargestellte Schaltung (F i g. 7 und 8) arbeitet folgendermaßen: durch einen an die Eingangsklemmen P 3 und P 4 angelegten Eingangsimpuls wird der Quantisierungskern Q ummagnetisiert. Beim Aussetzen des Eingangsimpulses geht der Sättigungsfluß des Magnetkerns in den Remanenzfluß über; dabei entsteht an der Wicklung W 6 eine solche Spannung, die die Vorspannung Uv 1 überwindet und über den Widerstand Rb 1 hinweg den Transistor T 1 leitend steuert. Es fließt deswegen über den Widerstand Ro und durch die beiden Leitungszweige LZ 1 und LZ 2 ein Strom, dessen Wirkung auf die Wicklung W 1 und den Magnetkern Q derart ist, daß die an der Wicklung W 6 entstehende Spannung den Transistor T 1 weiterhin leitend hält (Rückkopplung). Dieser Zustand dauert so lange an, bis der Kern Q rückmagnetisiert ist. Der zum Rückmagnetisieren des Kerns Q aufgewendete Spannungszeitwert stand in gleicher Weise dem Zählkern Z zur Verfügung. Nach einer gewissen Anzahl von Eingangsimpulsen entsprechend dem Zählvolumen ist die Sättigung des Zählkerns Z erreicht, es fließt ein kräftiger Strom, so daß an Rm 2 eine solche Spannung abfällt, die die Vorspannung Uv 2 überwindet und den Transistor T 2 leitend macht. An den Ausgangsklemmen, d. h. an den Punkten P 5 und P6, erscheint ein Signal, das sich bei jedem weiteren Eingangsimpuls (an den Punkten P 3 und P 4) wiederholt. Die vorliegende Schaltung der F i g. 7 ist also eine Subtrahierstufe.
  • Bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 8 liegt zwischen dem Transistor T2 und der Ausgangsklemme P 5 eine weitere Wicklung W 5, die den Zählkern Z im Sinne einer Rückmagnetisierung magnetisiert. Beim Rückstellen, wenn der Transistor T2 bei Sättigung des Zählkerns Z leitend wird, wird in der Wicklung W 2 eine Spannung induziert. Sie treibt über den Widerstand Rr und die zugehörige Vorspannungsquelle einen Strom durch die Emitter-Basis-Strecke des Transistors T2. Dieser Strom hält den Transistor T2 weiterhin leitend, auch wenn der Transistor T 1 bereits nichtleitend geworden ist, und zwar so lange, bis der Rückmalgaetisiervorgang des Zählkerns Z beendet ist. Da der Widerstand Rr den Zählkern Z bedämpft, kann mit diesem Widerstand Rr die Rückstellzeit der Zählkerne beeinflußt werden. Auf die Zählkapazität hat er keinen Einfluß.
  • In den F i g. 7 und 8 bilden die Zählwicklun-gen W 2, die Quantisierungswicklungen W 1 und die Widerstände Rml und Rm2 eine Brückenschaltung, die abgeglichen ist, solange weder der Zählkern Z noch der Quantisierungskern Q gesättigt ist. Legt man in den Diagonalzweig dieser Brücke, d. h. zwischen die Punkte P 7 und P8, den Eingang eines entsprechend gepolten Ausgangsverstärkers, dann wird der Verstärker ausgesteuert, wenn der Zählkern Z in die Sättigung übergeführt wird. Nach diesem Prinzip lassen sich auch die in den F i g. 9 bis 12 dargestellten Schaltungen modifizieren, bei denen ebenfalls der Sättigungszustand des jeweiligen Zählkerns Z durch die am Widerstand Rm2 abfallende Spannung festgestellt wird.
  • In den Schaltungen nach F i g. 9 und 10 wird die am Widerstand Rm2 abfallende Spannung mittels eines Übertragers ü ausgekoppelt und der Basis des Transistors T2 zugeführt. Hierbei ist es möglich, statt eines Widerstandes Rm2 zwischen den Punkten P7 und P 9 auch einen Widerstand Rm 2' in den Sekundärkreis des Übertragers ü zu legen, wie es in der Schaltung nach F i g. 9 geschehen ist. Diese Schaltung ist vorteilhaft bei Zählern, deren Zählvolumen in weiten Grenzen verändert werden soll. Mit der Anzahl der Zählwindungen wird gleichzeitig die Anzahl der Primärwindungen des Übertragers verändert. Dadurch braucht keiner der Widerstände Rm 1 oder Rm 2' verändert zu werden.
  • F i g. 11 und 12 zeigen eine Schaltungsvariante ohne Auskopplungsübertrager ü. In diesen Schaltungen liegen jedoch Basis und Emitter des Transistors T1 auf »Schwebepotential«, wobei der Emitter des Transistors T 1 an die Dioden D 1 und D 2 über eine weitere Diode D 3 angeschlossen ist; es ist deswegen schwierig, diesem Transistor T 1 über den Widerstand Rv die optimale Vorspannung zu geben. Die Arbeitsweise der Schaltungen nach F i g. 11 und F i g. 12 entspricht der der Schaltungen nach F i g. 7 und F i g. B.
  • Werden die Meßwiderstände Rm 1 und Rm 2 durch die Primärwicklungen eines Differenzübertragers üd (F i g. 13 und 14) ersetzt und die Windungszahlen des Differenzübertragers entsprechend der Zählkapazität, d. h. dem Verhältnis der Windungszahlen der Wicklungen W 2 und W 1 gewählt, so kompensieren sich die Erregungen, solange jeder der Magnetkerne Z oder Q ungesättigt ist. An dem Übertrager üd fällt also beim »Aufzählen« keine Spannung ab. Deshalb ist diese Schaltung besonders geeignet für kleine Betriebsspannungen, zumal der Übertrager üd eine relativ große Steuerleitsung an den Ausgangstransistor T2 abgeben kann, wenn der Zählkern Z gesättigt ist.
  • In den Schaltungsanordnungen nach F i g. 15 und 16 wird die Amplitude oder der Energieinhalt des »Rückfallimpulses« als Kriterium für die Sättigung des Zählkerns Z ausgewertet, und zwar wird beim Abklingen jedes Impulses die in Form von reversibler Magnetisierung eingespeicherte Energie frei: es entsteht der »Rückfallimpuls«, besonders kräftig beim Rückfallen des Magnetmaterials vom Zustand des Sättigungsflusses O.s (F i g. 3) zum Zustand des Remanenzflusses Or (F i g. 3). Diese »Rückfallenergie« wird mittels der Wicklung W 8 ausgekoppelt und über den Widerstand Rb 2 der Basis des in Sperrichtung vorgespannten Ausgangstransistors T2 zugeführt. Die Eingangskapazität des Transistors T2 bildet zusammen mit dem Widerstand Rb2 eine Integrierschaltung, die auf die »Rückfallenergie«, anspricht. Die Integrierwirkung kann durch Parallelschalten einer Kapazität (Kondensator C 1, F i g. 16) zur Basiskapazität des Transistors T2 erhöht oder durch Überbrücken des Basiswiderstandes Rb2 mit einem Kondensator C2 (F i g. 15) vermindert werden. Bei völliger Unterdrückung der Integrierwirkung spricht die Schaltung auf die Amplitude des »Rückfallimpulses« an. Der Kondensator C1 dient hauptsächlich für Schaltungen mit großem Zählkern und/oder vielen Windungen, der Kondensator C2 hauptsächlich für Schaltungen mit kleinem Zählkern und/oder wenig Windungen. Beim Schaltungsaufbau gemäß F i g. 16 erfolgt die Rückstellung des Zählkerns Z mit Hilfe des Kollektorstromes des Transistors T2, wobei eine Rückkopplung über die Wicklung W 8 in gleicher Weise wirksam wird wie die bereits beschriebene Rückkopplung über die Wicklungen W 1 und W 6 des Ouantisierungskerns Q. Es ist also auch der Kollektorstrom des Transistors T2 impulsförmig, und dieser abgegebene Impuls weist einen bestimmten Spannungszeitwert auf, so daß sich solche Stufen für eine Kettenschaltung eignen.
  • Eine solche Kettenschaltung von Teilerstufen, wobei jeweils der Zählkern Z einer Stufe als Ouantisierungskern Q der nächsten Stufe benutzt wird, also Magnetkerne eingespart werden, zeigt F i g. 17. Die Schaltung dient als vierstufiger Taktuntersetzer. Sie hat den Vorteil, daß sie keinen Hilfstakt zum Rückstellen der Magnetkerne benötigt. Die Rückstellleitung RL dient lediglich dazu, den Zähler zu Beginn einer Zählung auf Null zu stellen; sofern die Schaltung nur als Frequenzteiler benutzt wird, kann ; diese Rückstellung entfallen, da jeder Magnetkern, wenn er seine Zählkapazität erreicht hat, wieder in seine Ausgangslage zurückgestellt wird. Die kombinierten Ouantisierungs- und Zählkerne sind mit MK1 bis MK3 bezeichnet; der Zählkern Z am Ausgang der Schaltung dient, wie schon beschrieben, dazu, den Ausgangsimpuls zu formen. Die Transistoren sind fortlaufend mit T l. bis T 5 bezeichnet; in dieser Reihenfolge dienen sie der jeweils folgenden Stufe als Eingangsverstärker, der jeweils vorausgehenden Stufe als Ausgangsverstärker.
  • F i g. 18 zeigt einen Zähler, der aus drei Subtrahierstufen Sstl bis Sst3 und zwei Teilerstufen Tstl bis Tst2 besteht. Da die Magnetkerne der Teilerstufen nach Erreichen der Sättigungslage wieder in ihre Ausgangsmagnetisierungslage zurückgestellt werden, können sie als Quantisierungskernefür nachfolgende Stufen dienen, wie bereits beschrieben. Diese kombinierten Quantisierungs- und Zählkerne sind mit Mk 1 bzw. Mk 2 bezeichnet. Die Zählkerne Z1 bis Z3 der Subtrahierstufen Sstl bis Sst3 werden beim Erreichen ihres Sättigungszustandes nicht wieder in ihre Ausgangsmagnetisierungslage zurückgebracht; die Subtrahierstufen eignen sich deswegen nicht ohne weiteres zum Verketten mit nachfolgenden Zählstufen. Nachfolgende Zählstufen erhalten deswegen jeweils einen eigenen Quantisierungskern, in der Schaltung nach F i g. 18 sind also die Quantisierungskerne Q 1 und Q 2 vorgesehen; Q 0 ist der Quantisierungskern am Eingang der Schaltung. Die Transistoren T 11, T14, T17 und T18 arbeiten in der schon dargestellten Weise; wenn der Transistor T12 (bzw. T15) leitend wird, dann steuert er den Transistor T13 (bzw. T16) auf folgender Wirkstrecke in den leitenden Zustand: Wicklung W11 (bzw. W21) Quantisierungskern Q 1 (bzw. Q2), Wicklung W16 (bzw. W26), Basis des Transistors T13 (bzw. T16). Diese Wirkstrecke ist gleichzeitig Rückkopplungsweg für den Transistor T13 (bzw. T16), und zwar in schon beschriebener Weise. Die Quantisierungskerne Q 1 und Q 2 werden jeweils durch einen Hilfstakt HT in ihre Ausgangslage zurückgebracht. Die Rückstelleitung RL dient dazu, den Zähler in seine Ausgangslage zurückzustellen. Der in F i g. 18 dargestellte Zähler unterdrückt zu Beginn der Zählung aus einer Folge von Impulsen eine der Gesamtzählkapazität entsprechende Anzahl von Impulsen und gibt dann eine Impulsfolge ab, deren Impulsabstand durch die Zählkapazität der Teilerstufen bestimmt wird. Die Schaltung geht in eine »Teilerstufe« mit großem Zählvolumen über, wenn man sämtliche Zählkerne durch den ersten Ausgangsimpuls zurückstellen läßt. Die in F i g. 18 dargestellte Schaltung dient zum Zerlegen bzw. zum Darstellen von Zahlen, die mit Zählerschaltungen aus Teilerketten (Fig. 17) nicht dargestellt werden können, weil sich bei ihrer Zerlegung in Faktoren Primzahlen ergeben, die größer sind als das mit einer Teilerstufe wirtschaftlich erreichbare Zählvolumen.
  • F i g. 19 zeigt eine andere Art der Verkettung der Grundschaltung nach F i g. 4, und zwar mit einem gemeinsamen Zählkern Zg. Nach diesem Prinzip kann man noch weitere Grundbausteine der F i g. 4 auf diesen gemeinsamen Zähler Zg wirken lassen, oder man kann in Umkehrung dieses Prinzips mehrere Zählkerne auf einen einzigen Quantisierungskern wirken lassen.
  • Im Rahmen der Erfindung kann eine Vielfalt von Schaltungen für die verschiedensten Zwecke zusammengestellt werden, z. B. Zähler mit mehreren unterschiedlich bewerteten Eingängen, Codierer, Decodierer und anderes mehr.

Claims (19)

  1. Patentansprüche: 1. Magnetisches Zählglied in Form einer Zähldrossel, das ein Ausgangssignal jeweils nach Empfang einer bestimmten Anzahl von Eingangsimpulsen liefert, die unter Verwendung eines Quantisierungskerns auf einen bestimmten Spannungszeitwert gebracht werden, d a d u r c h gekennzeichnet, daß auf zwei zueinander parallel geschalteten, unter Verwendung von Gleichrichtern (Dioden D 1 und D 2) entkoppelten Leitungszweigen (LZ1 und LZ2) je eine Zähldrossel (Z) und je ein Quantisierungskern (Q) angeordnet sind.
  2. 2. Magnetisches Zählglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstärker (V1) in Abhängigkeit von Eingangsimpulsen Impulse an die in seinem Ausgangskreis liegenden Leitungszweige (LZ 1, LZ 2) abgibt.
  3. 3. Magnetisches Zählglied nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse des Verstärkers (V1) einen solchen Spannungszeitwert aufweisen, daß der Quantisierungskern (Q) gerade ummagnetisiert wird.
  4. 4. Magnetisches Zählglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs- und/ oder Ausgangsspannung des Verstärkers (V1) abhängig von der Magnetisierung des Quantisierungskerns (Q) zeitlich begrenzt wird.
  5. 5. Magnetisches Zählglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des durch den Verstärker (V1) abgegebenen Impulses durch Rückkopplung des Verstärkerausgangsimpulses über den Quantisierungskern (Q) auf den Verstärkereingang gewonnen wird.
  6. 6. Magnetisches Zählglied nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verstärker (V1) und den parallel geschalteten Leitungszweigen (LZ 1 und LZ 2) eine weitere Wicklung (W7) auf dem Quantisierungskern (Q) in Wirkrichtung der Wicklung (W1) des Leitungszweiges (LZ 1) des Quantisierungskerns (Q) liegt.
  7. 7. Magnetisches Zählglied nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Quantisierungskern (Q) und eine weitere darauf angebrachte Wicklung (W6) Teil der Eingangsschaltung des Verstärkers (V 1) ist. B.
  8. Magnetisches Zählglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (Transistor T1 in Emitterschaltung) nur auf den dem Einstellimpuls des Quantisierungskerns (Q) folgenden »Rückfallimpuls« ausgesteuert wird.
  9. 9. Magnetisches Zählglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählkapazität durch Umschalten von Abgriffen der Zählwicklung (W2) bzw. der Quantisierungswicklung (W1) einstellbar ist.
  10. 10. Magnetisches Zählglied nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zur Quantisierungswicklung (W1) und in Reihe zur Zählwicklung (W2) je ein Widerstand (Rm 1 und Rna 2) angeordnet ist, deren Widerstandswerte so gewählt sind, daß an ihnen gleiche Spannungen abfallen, solange keiner der Magnetkerne (Q oder Z) gesättigt ist.
  11. 11. Magnetisches Zählglied nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Diagonalzweig (P7, P8) der eine Brückenschaltung bildenden Richtleiter (Dioden D 1 und D2) Wicklungen (W1 und W2) und Widerstände (Rm 1 und Rm2) ein spannungsempfindliches Element angeordnet ist, das auf unterschiedlichen Spannungsabfall an den Widerständen (Rml und Rm2) anspricht.
  12. 12. Magnetisches Zählglied nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erhöhte Spannungsabfall am Widerstand (Rm2) infolge des Zählstromanstieges bei Sättigung des Zählkerns (Z) durch eine an sich bekannte Schaltung auswertbar ist.
  13. 13. Magnetisches Zählglied nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (Rm2) durch einen Auskopplungsübertrager (Ü) überbrückt ist, dessen Sekundärseite mit dem Eingang eines Ausgangsverstärkers (Transistor T 2 in Emitterschaltung, F i g. 10) verbunden ist.
  14. 14. Magnetisches Zählglied nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß statt des Widerstandes (Rm2) ein Widerstand (Rm2') parallel zur Sekundärwicklung des Auskopplungsübertragers (Ü, F i g. 9) angeordnet ist.
  15. 15. Magnetisches Zählglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zur Zählwicklung (W2) und in Reihe zur Quantisierungswicklung (W1) je eine der beiden Primärwicklungen eines Differenzübertragers (Üd) liegt, dessen Sekundärspannung als Maß für den Magnetisierungszustand der Magnetkerne (Q bzw. Z) auswertbar ist.
  16. 16. Magnetisches Zählglied nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählkern (Z) eine solche weitere, mit dem Eingang eines Ausgangsverstärkers (Transistor T2 in F i g. 15 und 16) verbundene Wicklung (W 8) trägt, daß die auf Grund- reversibler Magnetisierung im Zählkern (Z) eingespeicherte und beim Abklingen jedes Zählimpulses freiwerdende Energie (»Rückfallimpuls«) nur nach Erreichen des Sättigungszustandes des Zählkerns (Z) ausreicht, den Ausgangsverstärker (Transistor T2 in Emitterschaltung F i g. 15 und 16) aussteuern.
  17. 17. Magnetisches Zählglied nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsverstärker ein Transistor in Emitterschaltung (T2 in F i g. 15 und 16) verwendet ist, dessen Basiskapazität zusammen mit der Wicklung (W8) des Zählkerns und einem Widerstand (Rb 2) als Integrierschaltung für »Rückfallimpulse« wirkt und daß diese Integrierwirkung mittels eines zur Basiskapazität parallel geschalteten Kondensators (C1) vergrößert bzw. durch einen Kondensator (C2) parallel zum Widerstand (Rb2) verringert wird.
  18. 18. Magnetisches Zählglied nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mehreren parallel geschalteten Leitungszweigen (LZ 1, LZ 2) ein einziger Zählkern (Z) zugeordnet ist.
  19. 19. Magnetisches Zählglied nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mehreren parallel geschalteten Leitungszweigen (LZ 1, LZ 2) nur ein einziger Quantisierungskern (Q) zugeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: IRE Transactions an Electronic Computers, Juni 1961, S. 191 bis 202.
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