DE1210914B - Binaer-dezimale Decodierungsmatrix mit magnetischen Schaltelementen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H 03 k

Deutsche Kl.: 21 al - 36/20

Nummer: 1210 914

Aktenzeichen: J 23249 VIII a/21 al

Anmeldetag: 25. Februar 1963

Auslegetag: 17. Februar 1966

Die Erfindung betrifft eine Matrix mit magnetisch sättigbaren Schaltelementen einer besonderen Bauart, die eine Decodierung vom binären zum dezimalen Zählsystem gestattet und die aü eine transistorisierte Zähldekade angeschlossen ist, um eine unmittelbare Projektionsanzeige mit Glühlampen od. dgl. zu ermöglichen.

Decodierungsmatrizen mit elektromechanischen Relais, die von den Kollektorströmen der Transistoren in den Kippstufen der Zähldekade betätigt werden und in denen die Umschaltung der Anzeigelampen durch eine Kombination der Ruhe- und Arbeitskontakte der Relais erfolgt, sind bereits bekannt. Ein Nachteil dieser Ausführungen liegt in der geringen Lebensdauer der beweglichen Teile der Relais und der Kontakte.

Binär-dezimale Decodierungsmatrizen mit Schaltelementen ohne bewegliche Teile wie Halbleiterdioden, Widerständen oder einer Kombination von Dioden und Widerständen, die der transistorisierten Zähldekade angepaßt werden können, sind gleichfalls bekannt. Diese Ausführungen besitzen aber den Nachteil, daß ihre Spannungen zur Betätigung der Anzeigeelemente nicht ausreichen, so daß besondere Verstärkerelemente erforderlich sind.

Weiterhin sind Decodierungsmatrizen mit Photowiderständen, die durch transistorgesteuerte Glimmlampen beleuchtet werden, bekannt. Diese Ausführungen gestatten eine Betätigung großer Anzeigeelemente. Ihr Nachteil besteht darin, daß die Matrix nicht unmittelbar von der Zähldekade gesteuert wird, sondern eine Treibstufe für die Glimmlampen notwendig ist, die die ganze Anordnung kompliziert.

Ferner sind Decodierungsmatrizen mit Magnet-Verstärker, die als Relais betrieben werden, bekannt, in denen die Kollektorströme der transistorisierten Kippstufen der Zähldekade zur Vormagnetisierung einiger Magnetkerne der Matrix benutzt werden. Durch diese Vormagnetisierung kann man die Umschaltung eines von einer getrennten Hochfrequenzquelle gelieferten Stromes auf die Kathoden der Anzeigeglimmlampen oder auf die Glühlampen erzielen, die zur Anzeige der gewählten Ziffer dienen. Diese Schaltung besitzt jedoch den Nachteil, daß eine Kopplung zwischen den bistabilen Kippstufen in der Zähldekade nicht verhindert werden, kann, da auf jedem Magnetkern mehrere Magnetisierungsspulen vorhanden sind. Deshalb kann das Resultat nur nach beendetem Zählvorgang ausgelesen werden. '50

Bekannt sind auch Decodierungsmatrizen, ■ die mehrere Gruppen von vormagnetisierbaren Drossel-Binär-dezimale Decodierungsmatrix mit
magnetischen Schaltelementen

Anmelder:

Institul de Fizica Atomica, Bukarest

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Beetz und Dipl.-Ing. K. Lamprecht, Patentanwälte, München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:
Teodor Teitel, Bukarest

Beanspruchte Priorität:

Rumänien vom 5. März 1962 (45 201)

spulen besitzen, wobei jede Drosselspule eine Wechselstromwicklung und eine Gleichstromwicklung zur Sättigung des Kernes aufweist. Die Wechselstromwicklungen der Drosselspulen in jeder Gruppe sind seriengeschaltet, wobei die Mittelanzapfung und die Enden der Serienschaltung mit einer vorhergehenden Gruppe verbunden sind. Der Nachteil dieser Matrix besteht darin, daß zur Verhinderung der Kopplung zwischen Wechselstromkreis und Gleichstromkreis zwei nebeneinanderliegende Drosselspulen entgegengekoppelt sind. Da das Verhältnis der Wicklungszahl zwischen der Gleichstromwicklung und der Wechselstromwicklung groß ist, ergeben sich durch Induktion im Gleichstromkreis große Spannungen, was die Isolation erschwert. Zur Erzielung einer guten Schaltcharakteristik muß man ferner einen Magnetwerkstoff mit besonderen Eigenschaften verwenden (kaltgewalzte Kernbleche), der wegen seiner magnetischen Verluste eine kleine Betriebsfrequenz benötigt und infolgedessen zu großen Abmessungen führt.

Die erfindungsgemäße binär-dezimale Decodierungsmatrix mit magnetischen Schaltelementen besitzt keinen dieser Nachteile. Zur Verhinderung, der induktiven Kopplung zwischen Wechselstromkreis und Gleichstromkreis wird ein besonderes Schaltelement benutzt, das aus zwei ringförmigen Magnetkernen besteht, Jeder Ringkern besitzt eine eigene Wechselstromwicklung, und die beiden Wechsel-

609 508/208

Stromwicklungen je eines Schaltelementes sind in Reihe und einander entgegengeschaltet; die zwei Ringkerne sind in derselben Ebene angeordnet und werden von einer gemeinsamen, von einer Kippstufe gespeisten Gleichstromwicklung für die Sättigung der Kerne umfaßt. Alle Schaltelemente sind identisch und in der Matrix so geschaltet, daß sich eine Wechselstromverbindung zwischen einem Eingang und je einem der zehn Ausgänge entsprechend der Lage der Kippstufen in der Zähldekade ergibt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für die Decodierung und Anzeige einer Zähldekade, die nach dem Zählvorgang 1-2-4-8 arbeitet, ist in der Zeichnung dargestellt.

Die erfindungsgemäße Decodierungsmatrix besitzt 18 gleiche Magnetschaltelemente. Jedes Schaltelement hat zwei ringförmige Magnetkerne aus keramischem Magnetwerkstoff, der eine hohe Arbeitsfrequenz ermöglicht.

Die zwei Ringkerne eines jeden Schaltelementes sind in derselben Ebene angeordnet und besitzen je eine Wechselstromwicklung α kleiner Windungszahl, die in Reihe einander entgegengeschaltet sind und von Wechselstrom durchflossen werden. Durch die zwei Ringkerne ist eine gemeinsame Wicklung b großer Windungszahl geführt, die beide Magnetkerne in den Sättigungszustand bringt, wenn sie von Gleichstrom durchflossen wird. Auf diese Weise kann jedes Schaltelement als Relais arbeiten, indem es einen Wechselstrom durch seine Wechselstromwicklungen fließen läßt, wenn die Kerne gesättigt sind, oder als hohe Impedanz im Wechselstromkreis wirkt, wenn die Kerne ungesättigt sind.

Die Reihenschaltung der beiden Wechselstromwicklungen und die Wahl möglichst gleicher Ringkerne verhindert eine Wechselspannungsinduktion im Gleichstromkreis.

Die Wechselstromwicklungen der Magnetschaltelemente werden in der Matrix in Kaskade verbunden und ermöglichen eine Verbindung des Hochfrequenzgenerators G mit je einer der zehn Glühlampen c, die die Ziffern 0 bis 9 anzeigen.

Die Gleichstromwicklungen der 18 Magnetschaltelemente liegen unmittelbar in den mit der Speiseklemme — U verbundenen Kollektorkreisen der tränsistorisierten Kippstufen 1,1-2, 2-4, 3-8, S der Zähldekade, derart, daß die verschiedenen Lagen der Kippstufen durch die Sättigung der Kerne der Schaltelemente, die sich im Kollektorkreis der stromführenden Transistoren befinden, übersetzt werden.

Die erfindungsgemäße Schaltung der Magnetschaltelemente ermöglicht die Decodierung einer Zähldekade, die nach dem Zählvorgang 1-2-4-8 oder 1-2-4-2 arbeitet. Beispielsweise läßt die eingegebene binäre Zahl 0000 Strom durch die Anzeigelampe c der Stelle 0 fließen, denn es sind dann stromführend die Transistoren I, 2, 4", S, wodurch eine niederohmige Wechselstromverbindung zwischen dem Hochfrequenzgenerator G und dieser Anzeigelampe ermöglicht wird. Die binäre Zahl 1110 läßt dagegen einen Wechselstrom durch die Anzeigelampe c der Stelle 7 fließen, denn nur im Kreis dieser Lampe haben alle Schaltelemente gesättigte Magnetkerne (stromführend sind in diesem Falle die Transistoren 1, 2, 4, 8).

Die Verknüpfung der binären mit den dezimalen Ziffern ist eindeutig, so daß für jeden Zustand der Kippstufen der Zähldekade Strom nur durch eine einzige Anzeigelampe fließt, die die der binären Ziffer entsprechende dezimale Ziffer anzeigt.

In den zehn Ausgangskreisen kann man entweder bei Verwendung von Projektionsanzeigesystemen Glühlampen - oder nach einer Impedanzanpassung Großsichtanzeigeröhren vorsehen.

Im Vergleich mit anderen Anzeigemethoden für transistorisierte Zähldekaden besitzt die Decodierungsmatrix gemäß der Erfindung folgende Vorteile:

a) Die Betriebssicherheit ist außerordentlich groß, weil die Decodierungsmatrix keine Schaltelemente mit bewegten Teilen besitzt.

b) Die geringe elektrische Leistung, die zur Erreichung der Sättigung der Kerne notwendig ist, ermöglicht eine unmittelbare Steuerung durch die transistorisierte Zähldekade ohne weitere Verstärkerelemente.

c) Die Verwendung ringförmiger Magnetkerne und einer gemeinsamen Erregerwicklung für je zwei Kerne führt auch bei Ferritkernen zu einer vorteilhaften Schaltcharakteristik.

d) Die Verwendung von Ferritkernen gestattet die Speisung der Matrix mit Hochfrequenzstrom und erlaubt somit eine Miniaturisierung der Schaltung.

e) Infolge der nur kleinen Störkopplungen zwischen Wechselstromkreis und Gleichstromkreis und zwischen den Kollektorkreisen der Transistoren in den Kippstufen gestattet die Decodierungsmatrix ein gleichzeitiges Decodieren und Anzeigen.

f) Die achtzehn magnetischen Schaltelemente sind gleich ausgebildet und ermöglichen erne Standardisierung und eine Konstruktion nach dem Baukastenprinzip.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Binär-dezimale Decodierungsmatrix mit magnetischen Schaltelementen, die eine wechselstrommäßige Verbindung zwischen einem Eingang und je einem der zehn Ausgänge entsprechend der durch die Lage der Kippstufen in der Zähldekade gegebenen binären Ziffer herstellen, gekennzeichnet durch Schaltelemente aus je zwei ringförmigen magnetischen Kernen, die in derselben Ebene liegen und eine gemeinsame, von einer Kippstufe gespeiste Gleichstromwicklung für die Sättigung der Kerne sowie je eine Wechselstromwicklung tragen, die in Reihe und einander entgegen geschaltet sind, um eine induktive Kopplung zwischen dem Wechselstromkreis und dem Gleichstromkreis zu verhindern.

2. Binär-dezimale Decodierungsmatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß achtzehn identische Schaltelemente aus je zwei magnetischen Kernen vorgesehen sind, deren Gleichstromwicklungen unmittelbar in den Kollektorkreisen der transistorisierten Kippstufen der Zähldekade liegen.

3. Binär-dezimale Decodierungsmatrix nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente je zwei Ferritringkerne aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 508/208 2.66 © Bundesdruckerei Berlin