DE1222977B - Kodiervorrichtung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03k

Deutschem.: 21 al-36/20

Nummer: 1222 977

Aktenzeichen: W 31354 VIII a/21 al

Anmeldetag: 23. Dezember 1961

Auslegetag: 18. August 1966

Die Erfindung betrifft Kodiervorrichtungen und insbesondere eine Kodiervorrichtung, die dünne Magnetfilme verwendet und bei Puls-Kode-Modulationssystemen benutzt werden kann.

Bei Puls-Kode-Modulationsverfahren wird eine zu übermittelnde Nachricht periodisch abgetastet und die Amplitude jedes Abtastwertes durch einen Kode entsprechend einem Telegraphenkode dargestellt. Im allgemeinen beruht ein solcher Kode auf der Permutation einer festen Anzahl von Elementen oder Ziffern. Ein bei der Puls-Kode-Modulation häufig verwendeter Permutationskode beruht z. B. auf dem binären Zahlensystem. Bei jedem Binärkode kann jede Ziffer einen von zwei Werten haben, die zweckmäßig durch »Ein«- oder »Aus«-Impulse dargestellt werden, obwohl manchmal auch Impulse mit zwei verschieden großen Amplituden verwendet werden.

Da die zu übermittelnden Signale in einem Impulskode kontinuierlich veränderlich sein können, aber nur eine begrenzte Anzahl von Permutationen in einem Kode mit einer begrenzten Zahl von Ziffern möglich ist, kann das Signal nur in quantisierter Form übermittelt werden. Bei einem System unter Verwendung eines Pulspermutationskodes wird der Amplitudenbereich des zu übermittelnden Signals in einzelne Amplitudenbereiche aufgeteilt, von denen jeder einer bestimmten Permutation von Ziffern in dem Kode entspricht. Dann werden periodische Abtastwerte des Signals mit dem quantisierten Amplitudenbereich verglichen, um festzustellen, welcher Teilbereich dem Abtastwert am besten entspricht, und die Kodegruppe, die diesen Bereich darstellt, wird übermittelt.

Es ist offensichtlich, daß die Güte der durch ein Puls-Kode-Modulationssystem übermittelten Nachricht von der Genauigkeit und der Frequenz abhängt, mit der das Signal abgetastet und kodiert wird, sowie auch von der Anzahl von Ziffern in dem Kode. Eine wirkungsvolle Kodierungsvorrichtung mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit ist der in der USA.-Patentschrift 2 516 752 beschriebene Elektronenstrahlkodierer. Die dabei als Kodierer verwendeten Einrichtungen mit Elektronenstrahlröhren sind jedoch durch ihre Größe und ihren Aufbau von Natur aus auf den Betrieb in einer verhältnismäßig ruhigen Umgebung begrenzt. Solche Einrichtungen enthalten eine Anzahl von mechanisch empfindlichen Teilen, die zum einwandfreien Betrieb des Kodierers eine genaue Einstellung beibehalten müssen. Die mechanische Toleranz, die bei einer annehmbaren Kodiergenauigkeit zulässig ist, nimmt beträchtlich ab, wenn die Anzahl der Ziffern und die Betriebsgeschwindigkeit erhöht werden. Der Zusammenbau solcher Ein-Kodiervorrichtung

Anmelder:

Western Electric Company Incorporated,

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

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Fecht, Patentanwalt,

Wiesbaden, Hohenlohestr. 21

Als Erfinder benannt:

Robert Howell Meinken, Summit, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 29. Dezember 1960
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richtungen ist schwierig, die Herstellung kostspielig, außerdem sind sie leicht zerbrechlich und anfällig gegen mechanische Einwirkungen und andere Umgebungseinflüsse.

Die Erfindung will diese Nachteile beseitigen und eine Kodiervorrichtung für den Betrieb unter schwierigen Bedingungen mit hoher Zuverlässigkeit schaffen, und damit allgemein den Betrieb von Puls-Kode-Modulationssystemen unter diesen Bedingungen verbessern. Außerdem sollen die bei der Herstellung bekannter Kodierer für hohe Geschwindigkeiten auftretenden Schwierigkeiten vermieden werden.

Magnetische Elemente mit im wesentlichen rechteckigen Hysteresiskennlinien haben in der Elektronik als Ersatz für teure und weniger zuverlässige Teile weite Anwendung gefunden. Die Fähigkeit solcher Elemente, in einem bestimmten Magnetisierungszustand zu verbleiben, in den sie durch ein angelegtes Magnetfeld gebracht wurden, macht sie zur Ver-Wendung in Impulsschaltungen besonders gut geeignet. Diese Elemente sind besonders nützlich in Schaltungen, die binäre Informationen verarbeiten. Eine zweckmäßige Form eines magnetischen Elements für diese und andere Verwendungen ist ein dünner Magnetfilm, der eine kurze Schaltzeit aufweist und sich gut in gedrängte und unempfindliche elektronische Einrichtungen einbauenläßt. Schnell schaltende, dünne Magnetfilme sind, für die Geschwindigkeiten geeignet die bei guten Puls-Kode-Modulationssystemen verlangt werden.

Die Stärke des Magnetfeldes, das erforderlich ist, um einen dünnen Magnetfilm zu schalten, hängt im allgemeinen von der Art des Materials ab, aus dem

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3 ' ' 4 ■' '

der Film besteht, außerdem von der Form der Film- binären Impulspermutationskode mit JV Ziffern

elemente, besonders ihrer Dicke und von dem Magnet- JV Gruppen dünner magnetischer Filmelemente,, die

feld der Umgebung, das auf das Element einwirkt. durch im wesentlichen rechteckige Hysteresisschleifen

Diese Parameter legen einen »Schaltpegel« oder »Vor- gekennzeichnet sind. Die magnetischen Elemente in

polarisierungspegel« für jedes Filmelement fest, wobei 5 jeder Gruppe sind in Übereinstimmung mit dem

der Ausdruck »Vorpolarisierung« benutzt wird, um besonderen Binärkode verschieden vorpolarisiert, wo-

die magnetische Feldstärke zu bestimmen, die an- bei sich der Pegel in der Gruppe der κ-ten Stelle

gewendet werden muß, um ein Element von einem (b = 1, ... , JV) über einen Bereich von r_n — a_nR

Magnetzustand in einen anderen umzuschalten. erstreckt; dabei ist R der Bereich vom Minimum zum

Es ist bereits bekannt, verschiedene Vorpolari- io Maximum der zu kodierenden Signalwerte, und a_n sationspegel zur Steuerung der Umschaltreihenfolge ist eine Proportionalitätskonstante. Es sind Einrichkleiner Gruppen von Magnetkernen zu verwenden. tungen in Verbindung mit jeder Zifferngruppe vor-Dabei wird ein Eingangszeichen in einen fünfziffrigen gesehen, um den magnetischen Elementen ein pul-Binärkode kodiert, indem ein Sägezahnimpuls an sierendes magnetisches Antriebsfeld zuzuführen, desfünf unterschiedlich vormagnetisierte, dem Eingangs- 15 sen Polarität so beschaffen ist, daß es die Elemente zeichen individuell zugeordnete Magnetkerne angelegt von einem in einen anderen Zustand der Remanenzwird. Die Kerne schalten in einer durch die Vor- magnetisierung schaltet. Die Größe jedes Antriebsmagnetisierung bestimmten Reihenfolge um, und eine impulses, der der «-ten Zifferngruppe zugeführt wird, Ausgangsschaltung empfängt eine das kodierte Ein- übersteigt das · Minimum des Vorpolarisierungsgangszeichen darstellende Impulsfolge. Für die 20 bereichs um einen Betrag, der gleich a_re-mal der Größe Kodierung von Fernschreibzeichen niedriger Ge- des Abtastwertes des zu kodierenden Signals ist. schwindigkeit ist eine solche Anordnung gut brauch- Ebenfalls sind Einrichtungen in Verbindung mit jeder bar. Sie benötigt jedoch eine große Anzahl von Zifferngruppe vorgesehen, um während jedes An-Magnetelementen und eignet sich nicht für eine triebsimpulses an die magnetischen Elemente einen Kodierung mit hoher Geschwindigkeit, weil ein 25 magnetischen Leseimpuls anzulegen, dessen Polarität getrennter Eingang für jedes zu kodierende Zeichen, der des Antriebsimpulses entgegengesetzt ist. Der ein vorangehender Schalt- oder Auswählvorgang und Leseimpuls dient zum Vergleichen des Antriebsein konstanter Eingangsimpuls erforderlich und impulses mit den Vorpolarisierungspegeln in der außerdem die Umschaltgeschwindigkeit der verwen- Reihe von Elementen, indem die magnetischen EIedeten Kerne kleiner ist. 30 mente, deren Vorpolarisierungspegel in der Größe um

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum weniger als einen kritischen Betrag von der Größe des schnellen Kodieren der bei Analog-Digital-Umsetzern Antriebsimpulses abweichen, geschaltet werden. Auserzeugten Digitalwerte, insbesondere zur Puls-Kode- gangsimpulse, die durch das Schalten der magne-Modulation, mit einer kodierten Anordnung von tischen Elemente als Folge der Leseimpulse erzeugt JV Gruppen magnetischer Elemente mit annähernd 35 werden, werden durch Einrichtungen festgestellt, die rechteckförmigen Hysteresisschleifen, mit einem An- zu diesem Zweck in Verbindung mit jeder Zifferntriebskreis zum Anlegen magnetischer Antriebsimpulse gruppe vorgesehen sind.

an jede der Elementengruppen, mit einem Abtastkreis Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung

zum parallelen Zuführen von Amplitudenproben des umfaßt ein Kodierer zum Übertragen analoger Signale

analogen Signals zu den Antriebskreisen, mit einem 40 in einen Binärkode mit JV Ziffern JV Gruppen von

Vormagnetisierungskreis zum unterschiedlichen Vor- dünnen magnetischen Filmelementen mit rechteckiger

magnetisieren jeder Elementengruppe in magnetischer Hysteresisschleife. Die magnetischen Elemente sind

Gegenrichtung zu den Antriebsimpulsen und mit in Übereinstimmung mit dem entsprechenden Binär-

einem Ausgangskreis zur Feststellung der parallelen kode unterschiedlich vormagnetisiert, wobei die

Ausgangssignale der Elementengruppen. 45 Magnetisierungspegel der Elemente jeder Gruppe wie

Die Besonderheit der Einrichtung besteht darin, im ersten Ausführungsbeispiel sich über einen Bereich

daß die Elemente dünne magnetische Filme sind, daß erstrecken, der dem Bereich der zu kodierenden

die Größe der Antriebsimpulse für jede Gruppe Signalwerte proportional ist. In Verbindung mit jeder

«ji-mal ein magnetisches Äquivalent der Größe der Gruppe sind Einrichtungen vorgesehen, um den

entsprechenden zu kodierenden Amplitudenproben ist 50 magnetischen Elementen ein pulsierendes magne-

und daß die Elemente in jeder Gruppe fortschreitend tisches Antriebsfeld zuzuführen, wobei das Maß, um

über einen magnetischen Bereich r_n — anR vormagne- das die Antriebsimpulse das Minimum des Vor-

tisiert sind, wobei R ein magnetisches Äquivalent des magnetisierungsbereichs übersteigen, der Größe nach

Bereichs der zu kodierenden Signalamplituden ist. den Abtastwerten des zu kodierenden Signals pro-

Erfindungsgemäß werden also Impulse eines Ma- 55 portional ist. In Verbindung mit den einzelnen gnetfeldes, die den Abtastwerten einer analogen magnetischen Elementen sind in jeder Zifferngruppe Nachricht entsprechen, mit bestimmten Vorpolari- Einrichtungen zum Feststellen von Ausgangsimpulsen sationspegeln einer kodierten Reihe von dünnen vorgesehen, die durch das Schalten der Elemente als Magnetfilmelementen direkt verglichen. Wenn ein an Folge der Antriebsimpulse erzeugt werden. Die Ausein Element angelegter Impuls den Vorpolarisierungs- 60 gangseinrichtungen für Elemente mit aufeinanderpegel des Elementes übersteigt, wird umgeschaltet, und folgenden Vormagnetisierungspegeln innerhalb jeder in einer Ausgangsschaltung wird als Folge der Änderung Gruppe sind jedoch so gekoppelt, daß ihre Phasen des Magnetflusses ein elektrischer Impuls erzeugt. Die um 180° verschoben sind. Daher wird durch eine Elemente sind dabei so kodiert, daß die Verwendung ge- Zifferngruppe ein Ausgangsimpuls erzeugt, wenn eine meinsamer Anordnungen zur Anlegung von Abtast- 65 ungerade Anzahl von Elementen durch den Antriebsimpulsen und Vormagnetisierungsfeldern möglich ist. impuls geschaltet wird, und es wird kein Impuls

Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt erzeugt, wenn eine gerade Anzahl von Elementen

ein Kodierer zum Umsetzen analoger Signale in einen geschaltet wird.

Im allgemeinen umfaßt ein Kodierer der zweiten Ausführungsform eine größere Anzahl von magnetischen Elementen als eine entsprechende Einrichtung der ersten Ausführungsform. Die zweite Kodiererart erfordert jedoch keine Leseimpulse, so daß die zusätzliche Kompliziertheit, die sich aus der größeren Anzahl von magnetischen Elementen ergibt, durch das Fortfallen der Leseschaltungen ausgeglichen wird. Aus diesem Grunde kann auch die Gesamtleistung, die zum Betrieb der zweiten Art von Kodierern ge- ίο braucht wird, geringer sein als die zum Betrieb der ersten Art erforderliche.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert, und zwar zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kodierungsvorrichtung,

F i g. 2 eine Darstellung der Flußverkettung der Ausgangsschaltung der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform als Funktion des Antriebsfeldes,

F i g. 3 eine Folge von Impulsen beim Betrieb der einen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kodierungsvorrichtung,

F i g. 4 ein Hysteresisdiagramm eines Materials mit einer im wesentlichen rechteckigen Hysteresisschleife,

F i g. 5 schematisch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kodierungsvorrichtung,

F i g. 6 eine Darstellung des Ausgangsflusses der in F i g. 5 gezeigten Ausführungsform als Funktion des Antriebsfeldes jind

F i g. 7 die Anordnung einer einzelnen Zifferngruppe eines erfindungsgemäßen Schnellkodierers.

Die beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind schematisch in der Spiegelsymboldarstellung wiedergegeben, die bei der Darstellung von Schaltungen mit magnetischen Kernen üblich ist. Eine Beschreibung der Spiegelsymbole von M. K a Γη a u g h ist in »Proceedings of the I. R. Ε.«, Mai 1955, auf Seite 570 zu finden. Bei der hier verwendeten Darstellung werden magnetische Elemente durch doppelte senkrechte Linien, Wicklungen durch kurze diagonale Linien und Zuleitungen zu den Wicklungen durch horizontale Linien wiedergegeben. Die Richtung eines magnetischen Flusses, der durch den durch eine Wicklung fließenden Strom erzeugt wird, kann durch »Reflektieren« des Stroms an der kurzen diagonalen Linie am Schnittpunkt der Linien, die die Zuleitung und die das magnetische Element darstellen, festgestellt werden.

In F i g. 1 ist in schematischer Form ein Kodierer zum Kodieren von Analogsignalen in einen einfachen Binärkode von drei Ziffern dargestellt. Die drei Binärziffern können acht quantisierte Signalpegel kodieren, wie in der Tabelle gezeigt ist.

	Binärzahl	2°	Quantisierter
2a	21	0	Signalpegel
0	0	1	1
0	0	0	2
0	1	1	3
0	1	0	4
1	0	1	5
1	0	0	6
1	1	1	7
1	1	8

Der Kodierer umfaßt drei Zifferngruppen dünner magnetischer Filmelemente mit rechteckiger Hysteresisschleife. Die erste Zifferngruppe umfaßt das magnetische Element I₄, das die 2² oder »gröbste« Binärziffer kodiert. Die zweite Zifferngruppe umfaßt die magnetischen Elemente 2₂ und 2₆, die die 2¹ oder »mittlere« Ziffer des dreistelligen Binärkodes kodieren. Die dritte Zifferngruppe umfaßt die magnetischen Elemente 3_l5 3₃, 3₅ und 3₇, die die 2° oder die feinste Ziffer in dem in der Tabelle angegebenen Kode kodieren. Allgemein umfaßt die «-te Zifferngruppe magnetische Elemente ri{, wobei der Index den Vorspannungspegel des Elementes, wie er durch den Kode bestimmt ist, angibt.

Mit den Elementen m, sind Vorspannungswicklungen 11 η, Antriebswicklungen 12«, Lesewicklungen 13» und Ausgangswicklungen 14 » gekoppelt. Die Vorspannungswicklungen 11 _n werden durch einen Strom erregt, der von der Vorspannungsquelle 16 » durch die Leitungen 26» fließt. Antriebsverstärker 17» sind über Leitungen 27» mit Antriebswicklungen 12» verbunden, und Leseverstärker 18» sind über Leitungen 28» mit Lesewicklungen 13 _n verbunden. Die Ausgangswicklungen 14» sind über Leitungen 29» mit dem Verteiler 22 verbunden. Wie durch die Spiegelsymbole in Fig. 1 gezeigt ist, pflegen Vorspannungswicklungen 11 η und Lesewicklungen 13», wenn sie durch von links nach rechts fließende Ströme erregt werden, die Filmelemente nt in der gleichen Richtung zu magnetisieren, die der Magnetisierung entgegengesetzt ist, die durch Ströme gleicher Richtung in den Antriebswicklungen 12» entsteht.

Die magnetischen Elemente th der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind in Übereinstimmung mit dem Binärkode, in den ein analoges Eingangssignal übertragen werden soll, verschieden vorgespannt. Ein idealisiertes Vorspannungsmuster entsprechend dem in der Tabelle dargestellten Kode ist in F i g. 2 gezeigt, in welcher der gesamte umgekehrte Fluß, der die Ausgangswicklungen in jeder der drei Zifferngruppen verkettet, als Funktion des Antriebsfeldes Hd angegeben ist. Der Vorspannungspegel oder die Intensität des Antriebsfeldes, der bzw. die erforderlich ist, um das Element m von einem in einen anderen stabilen Zustand bleibender Magnetisierung zu schalten, ist bei Bi gezeigt.

Die magnetischen Elemente 3 j in der 2°-Zifferngruppe sind über einen Bereich r₃ = a₃ R unterschiedlich vorgespannt, wobei R = S_ma3> — S_mt_n den Amplitudenbereich des zu kodierenden Signals darstellt. Die Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Vorspannungspegeln in der 2°-Zifferngruppe ist zweckV während die Differenzen zwischen und B₁ und zwischen a_sS_ma% und B₁ gleich ¹Z₈T₃ sind. Die magnetischen Elemente 2 { in der 2¹-Zifferngruppe sind über einen Bereich r₂ = a₂R unterschiedlich vorgespannt. Die Differenz zwischen den beiden Vorspannungspegeln ist gleich ¹J₂ r₂, während die Differenzen B₂ — a_z S_mt_n und a₂ S_max — -S₆ gleich ¹Ur₂ sind. Das magnetische Element I₄ in der 2²-Zifferngruppe ist auf einen beliebigen Pegel vorgespannt, den man sich als den Mittelpunkt eines Bereichs r_x = a_xR vorstellen kann.

Im allgemeinen umfaßt ein Kodierer für N Ziffern zum Übertragen analoger Signale in einen einfachen Binärkode JV Gruppen mit je 2ⁿ~^x magnetischen Elementen (« = 1, ..., N). Die Elemente der «-ten Gruppe sind über einen Bereich r» = a_n(S_max — S_nH_n)

pgpg
mäßig gleich V₄P₃,

7 8

vormagnetisiert, wobei S die Größe des zu kodierenden Der Antriebsimpuls, dessen Amplitude proportional

Signals darstellt. Zweckmäßig sind die Differenzen der Größe des Signalabtastwertes ist, wird dem

zwischen aufeinanderfolgenden Vormagnetisierungs- System von magnetischen Elementen zur Zeit t₀ zu-

pegeln der η-ten ZifFerngruppe im wesentlichen gleich geleitet und erreicht sein Maximum bei t_v Während

einer Konstante D_n, die sich aus der Beziehung 5 der Zwischenzeit von t₀ bis t_x kann eine Anzahl von

Elementen in dem System schalten, wenn das an-

wachsende Antriebsfeld ihre Vorspannungspegel übersteigt. Bei t₂ wird ein Leseimpuls dem System zugeführt.

ergibt. In jeder ZifFerngruppe sind die Differenzen Der Zeitraum zwischen t_x und t₂ reicht aus, um in den

zwischen dem höchsten Vormagnetisierungspegel und io Elementen, deren Vorspannungspegel von dem An-

a_n Smax und zwischen dem niedrigsten Vormagne- triebsimpuls übertroffen werden, eine im wesentlichen

tisierungspegel und a_nS_min zweckmäßig gleich. vollständige Flußumkehr herbeizuführen. Bei t₃ er-

Beim Betrieb des in F i g. 1 dargestellten Kodierers reicht der Leseimpuls ein Maximum, und die Lesewird ein zu kodierendes Analogsignal einer Abtast- zeit beginnt und läuft bis i₄. Der Verteiler 22 in schaltung 19 zugeführt, die durch einen Zeitgeber 21 15 F i g. 1 ist während dieses Zeitraums geöffnet. Bei t_s gesteuert wird. Periodische Abtastwerte der Ampli- fällt der Leseimpuls auf Null, und der Antriebsimpuls tude des Eingangssignals werden den Antriebsstrom- kann einen neuen Wert annehmen, der dem Pegel des verstärkern 17 _n zugeleitet. Durch die Antriebsver- nächsten Signalabtastwertes entspricht,
stärker 17 _n erzeugte Stromimpulse werden durch die I_n Fig. 2 sind die Übergänge für Φ(Hd) als senk-Antriebswicklungen 12 _win die entsprechenden ZifFern- 20 rechte Linien gezeichnet. In Wirklichkeit haben diese gruppen geleitet, deren magnetische Elemente m auf Übergänge die Form der Hysteresisschleifen, die die diese Art magnetischen Feldimpulsen ausgesetzt sind, magnetischen Elemente m kennzeichnen. Eine typische die dem Vormagnetisierungsfeld entgegengerichtet sind, Hysteresisschleife, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, das durch den in den Vorspannungswicklungen 11 _n kann Übergänge haben, die etwas von der senkrechten fließenden Strom erzeugt wird. Ein magnetischer 25 Richtung abweichen. Im idealisierten Fall ist das Antriebsimpuls, der den Vorspannungspegel B_n eines kritische Feld H₀, das erforderlich ist, um ein magnemagnetischen Elementes m übersteigt, wird dieses tisches Element zu schalten, verschwindend klein. Element veranlassen, von einem magnetischen Zu- Die Kodierungswirkung ist jedoch für H₀ > 0 im stand in einen anderen umzuschalten. So kann wesentlichen unverändert, wenn dafür gesorgt wird, während des Anwachsens des Antriebsimpulses eine 30 daß die Größe des Leseimpulses um.einen Betrag 2H_C Anzahl von Elementen in dem System geschaltet ansteigt. Für einen sonst geeigneten Kodierer, der werden und in den Ausgangswicklungen 14 _n große magnetische Elemente mit H₀ >0 verwendet, sollte Impulse erzeugen. die Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Vor-

Nachdem der Antriebsimpuls seine volle Größe spannungspegeln in der 2°- oder »feinsten« Ziffer erreicht hat, wird sein magnetischer Leseimpuls an die 35 wenigstens 2 H_w sein, wobei H_w die Breite des' ÜberElemente jeder Zifferngruppe gelegt. In der in F i g. 1 gangsbereichs ist, wie er in F i g. 4 gezeigt ist. Kleinere gezeigten Ausführungsform wird der Leseimpuls Abstände der Vorspannungspegel haben nachteilige durch Stromimpulse von den Leseverstärkern 18,1 Wirkungen auf die Genauigkeit oder das Auflösungsdurch Steuern des Zeitgebers 21 erzeugt. In einem vermögen des Kodierers.

System von Elementen, die entsprechend dem in 40 Es sei erwähnt, daß selbst für magnetische Materia-F i g. 2 gezeigten Muster vorgespannt sind, ist die Hen mit »quadratischer Schleife« die Schaltzeit stark Größe des Leseimpulses zweckmäßig gleich ¹I^D_n, von dem am Element erscheinenden Überschußfeld wobei D_n die Differenz zwischen aufeinanderfolgenden abhängt. Im allgemeinen steigt die Schaltzeit stark an, Vorspannungspegeln in der κ-ten Zifferngruppe ist. wenn das Überschußfeld auf die untere Grenze von Der Leseimpuls vergleicht den Antriebsimpuls mit 45 2 H₀ vermindert wird. Die Geschwindigkeit, mit der den Vorspannungspegeln der Elemente in jeder das Signal entnommen und kodiert wird, wie auch die Zifferngruppe, indem er diese Elemente zurückstellt, Anzahl von Ziffernstellen in dem Kode beeinflussen die durch den Antriebsimpuls auf Pegel vorgespannt die Zeit, die zum Schalten der magnetischen Elemente waren, die fast der Größe des Antriebsfeldes ent- während jedes Kodierungszyklus zur Verfügung steht, sprachen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel 50 Je kleiner das Überschußfeld ist. das auf das Schaltwird daher das z-te Element durch den Leseimpuls element in der zur Verfügung stehenden Zeit ein-

.. , ,„, η ^ υ η ^ ^D ■ 4. τλ r7 wirkt, desto kleiner ist der Betrag des Flusses, der ge-

zuruckgestellt, wenn 0 < Η_Λ - B_i < _y ist. Das Zu- _schaltet ^_{α± Die ψί}^ ^_{65 Merkmals} £

rückstellen dieser Elemente erzeugt einen plötzlichen tischer Materialien auf die Funktion Φ (Hd) wird

Wechsel in dem Fluß, der mit den Ausgangswicklun- 55 durch die unterbrochenen Linien in F i g. 2 gezeigt,

gen 14« verkettet ist, und in den Ausgangswicklungen Die augenblickliche Ausgangsspannung, die in den

14_re der betroffenen Zifferngruppe werden Ausgangs- Wicklungen 14» in Fig. 1 induziert wird, wird

impulse festgestellt. Die Verteilerschaltung 22, die ebenfalls beeinflußt, da sie sich angenähert mit

von dem Zeitgeber21 gesteuert wird ist während ΔΦ_ _d Schaltzeit ist. Für ein ge-

der Lesennpulse geöffnet. Daher trennt sie die Aus- 60 u ' ^{s B}

gangsimpulse von den während der Entstehungszeit gebenes Überschußfeld wird die Schaltzeit vermin-

des Antriebsimpulses erzeugten Impulsen und verteilt dert, wenn der Winkel zwischen der Vormagnetisie-

sie in zeitlicher Aufeinanderfolge, so daß sie über rung und den Schaltfeldern klein ist, d. h. zwischen

einen einzigen Kanal zum Ausgangsverstärker 23 der Vormagnetisierung und den Antriebs- oder Lese-

und von dort zu einer Übertragungsschaltung geleitet 65 feldern. Dieser Winkel kann nicht zu groß gemacht

werden können. werden, ohne die gesamte Flußänderung und damit

Der Vorgang des Kodierens eines einzigen Abtast- die Ausgangsspannung zu vermindern. Winkel in

impulses wird mit Hilfe der Fig. 3 verständlicher. einer Größe von 20 bis 30° sind zulässig.

Claims (1)

1. Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, einzelne Zifferngruppe eines erfindungsgemäßen Ko-

   die in F i g. 5 schematisch dargestellt ist, umfaßt ein dierers, bei der eine Streifenübertragungsleitung zum

   Kodierer mit drei Ziffern drei Gruppen von unter- Anlegen der magnetischen Antriebs- und Leseimpulse

   schiedlich vorgespannten magnetischen Elementen verwendet ist.

   mit den bevorzugten Hysteresiskennlinien. Die erste 5 In F i g. 7 ist eine einzelne Zifferngruppe darge-

   Gruppe umfaßt das magnetische Element I₄ und stellt, die dünne magnetische Filmelemente 40 mit

   kodiert die 2^a-Ziffer des Binärkodes. Die zweite rechteckiger Hysteresisschleife umfaßt. Die Elemente

   Gruppe umfaßt magnetische Elemente 2_2; 2₄ und 2„, 40 sind von einer isolierenden Unterlage 34 getragen

   -während die dritte Gruppe magnetische Elemente 3_X und sind durch das abgestufte Magnetfeld, das durch

   bis 3, umfaßt. Allgemein umfaßt die «-te Ziffern- io verjüngte Polstücke 32 und 33 eines permanenten

   gruppe magnetische Elemente m, wobei der Index wie Magneten 31 erzeugt wird, unterschiedlich vor-

   in dem vorhergehenden Beispiel den Vorspannungs- magnetisiert. Die Vormagnetisierungsdifferenz kann

   pegel des Elementes, wie er durch den Kode bestimmt durch den Magneten 31 allein oder in Verbindung mit

   ist, angibt. Abwandlungen in Form und Aufbau der Elemente 40

   Wie bei der ersten Ausführungsform sind die 15 erzeugt werden. Die Vormagnetisierungspegel können

   magnetischen Elemente m in der «-ten Gruppe durch durch Verändern der Lage der Elemente 40 in dem

   Vorspannungswicklungen 11 _n und Antriebswicklun- Vormagnetisierungsfeld eingestellt werden. Das pul-

   genl2_7l verkettet. Anders als bei der ersten Aus- sierende magnetische Antriebsfeld wird dem System

   führungsform sind jedoch keine Lesewicklungen oder von Elementen 40 durch eine Streifenübertragungs-

   Leseverstärker in dieser zweiten Art eines Kodierers 20 leitung zugeführt, die leitende Schichten 36 und 37

   vorhanden. Die Lesefunktion wird statt dessen durch umfaßt. Die gleiche Streifenleitung kann verwendet

   die Kombination der Ausgangswicklungen 14 _n und werden, um das pulsierende Lesefeld an einen Kodierer

   der Integratorschaltungen 24 ₃ ausgeführt. der zuerst beschriebenen Art anzulegen. Um uner-

   Die Ausgangswicklungen 14 _n, die die magnetischen wünschte Reflexionen zu vermeiden, ist die Streifen-Elemente nt in jeder Gruppe verketten, sind an die 25 leitung mit ihrem Wellenwiderstand Z₀ abgeschlossen. Ausgangsleitungen 29 to gekoppelt, so daß Impulse, Die magnetischen Elemente 40 sind gegen die leitendie von Elementen mit aufeinanderfolgenden Vor- den Schichten 36 und 37 durch die Unterlage 34 und spannungspegeln während der Antriebsimpulse er- eine Isolierschicht 38 elektrisch isoliert. Die magnezeugt werden, um 180° phasenverschoben sind. Es tischen Elemente 40 sind durch eine Ausgangswickergibt sich daher ein Ausgang von den Integrator- 30 lung 41 zum Feststellen von Flußänderungen als Folge schaltungen 24 _n, wenn eine ungerade Zahl von der magnetischen Antriebs- oder Leseimpulse verElementen in der «-ten Stellengruppe durch den kettet.

   Antriebsimpuls geschaltet wird. In F i g. 6 ist der Wie aus F i g. 7 ersichtlich, ist die Wicklung 41, gesamte umgekehrte Fluß Φ, der die Ausgangswick- die auf die Unterlage 34 als gedruckte Schaltung aufhingen 14» in den drei Zifferngruppen verkettet, als 35 gebracht sein kann, um benachbarte magnetische Funktion des Antriebsfeldes Hd gezeichnet. Die Vor- Elemente 40 in entgegengesetztem Sinn gewickelt, so spannungspegel in dem Muster, das dem einfachen daß sich unerwünschte Flußverkettungen gegenseitig Binärkode in der Tabelle entspricht, sind durch aufheben können. Diese Anordnung, die gewählt Bi(i=l, ..., 7) dargestellt. wurde, um die Genauigkeit des Kodierers, in dem die

   Allgemein umfaßt ein Kodierer der zweiten Art 4° magnetischen Filmelemente dicht beieinanderliegen,

   zum Umwandeln analoger Signale in einen einfachen zu verbessern, bewirkt, daß die Ausgangsimpulse von

   Binärkode mit JV Ziffern JV Gruppen von magnetischen benachbarten Elementen entgegengesetzte Polarität

   Elementen. Die Anzahl von Elementen in der «-ten haben. Es kann ein einfacher Gleichrichter verwendet

   Zifferngruppe (« = 1, ..., JV) ist 2ⁿ~\ Die Elemente werden, um von allen Elementen in der Zifferngruppe

   in der «-ten Gruppe sind unterschiedlich über einen 45 Impulse gleicher Polarität zu erhalten.

   Bereich r_n = a_nR vorgespannt, wobei R der Bereich Andere Ausführungsformen der Erfindung sind

   der zu kodierenden Signalwerte und a_n eine Propor- möglich, z. B. kann der Vorspannungsbereich der

   tionalitätskonstante ist. Die Differenz zwischen auf- magnetischen Elemente in den verschiedenen Ziffern-

   einanderfolgenden Vorspannungspegeln in der «-ten gruppen so eingestellt sein, daß die gleiche Propor-

   Zifferngruppe ist zweckmäßig gleich einer Konstante 5° tionalitätskonstante a_n für alle Gruppen gilt. In

   D_n, die in dem in F i g. 6 dargestellten Muster durch diesem Fall kann anstatt eines Verstärkers für jede

   j. t> · -L r. r_n , Zifferngruppe, wie in Fig. 1 und 5 dargestellt, ein

   die Beziehung D_n =-^ gegeben ist. einziger Aniri^sverstärker verwendet werfen.

   Erfindungsgemäß ist es bei schnell arbeitenden

   Binärkodierern mit magnetischem Film erforderlich, 55 Patentansprüche:
   daß die pulsierenden Antriebs- und Lesefelder durch

   sehr kurze Anstiegszeiten gekennzeichnet sind. Das 1. Vorrichtung zum schnellen Kodieren der bei

   folgt aus der obenerwähnten Tatsache, daß die Analog-Digital-Umsetzern erzeugten Digitalwerte,

   Schaltzeit eines magnetischen Elements stark von dem insbesondere zur Puls-Kode-Modulation, mit einer

   an ihm erscheinenden Überschußfeld abhängt. Es ist ⁶° kodierten Anordnung von JV Gruppen magneti-

   ein Erfordernis dieses Kodierers, daß der größt- scher Elemente mit annähernd rechteckförmigen

   mögliche Betrag des Flusses in der kürzestmöglichen Hysteresisschleifen, mit einem Antriebskreis zum

   Zeit geschaltet wird, um die Betriebsgeschwindigkeit Anlegen magnetischer Antriebsimpulse an jede der

   und die Amplitude der Ausgangsimpulse zu steigern. Elementengruppen, mit einem Abtastkreis zum

   Zum Anlegen von schnell wachsenden pulsierenden 65 parallelen Zuführen von Amplitudenproben des

   Feldern an lineare Systeme von dünnen Filmelementen analogen Signals zu den Antriebskreisen, mit

   sind Schaltungen mit Übertragungsleitungen beson- einem Vormagnetisierungskreis zum unterschied-

   ders gut geeignet. Die Zeichnung in F i g. 7 zeigt eine liehen Vormagnetisieren jeder Elementengruppe in

   magnetischer Gegenrichtung zu den Antriebsimpulsen und mit einem Ausgangskreis zur Feststellung der parallelen Ausgangssignale der Elementengruppen, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (I₄; 2₂, 2₆; 3_lt 3₃, 3₅, 3₇; ... Ni) dünne magnetische Filme sind, daß die Größe der Antriebsimpulse für jede Gruppe «»-mal ein magnetisches Äquivalent der Größe der entsprechenden zu kodierenden Amplitudenproben ist und daß die Elemente in jeder Gruppe fortschreitend über einen magnetischen Bereich r_n = a_nR vormagnetisiert sind, wobei R ein magnetisches Äquivalent des Bereichs der zu kodierenden Signalamplituden ist.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die n-te Gruppe 2ⁿ~^x Magnetfilmelemente enthält, die fortschreitend in Inkre-

   menten D_n = vormagnetisiert sind, und daß ein Lesekreis (18_ra, 13_W) einen magnetischen Leseimpuls einer Größe —~- an die Elemente einer

   Gruppe während der Leseimpulse und in polarer Gegenrichtung dazu anlegt (Fig. 1).

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die «-te Gruppe 2⁷¹"¹ Magnetfilmelemente enthält, die fortschreitend in magnetischen Inkrementen D_n =

   a_n R

   2"

   vormagnetisiert sind, daß der Ausgangskreis in polarer Gegenrichtung mit benachbarten Elementen in jeder Gruppe verbunden ist und daß der Ausgangskreis das Schalten einer ungeraden Zahl von Elementen in jeder Gruppe nach Anlegen jedes Antriebsimpulses auffindet (F i g. 5).

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente jeder Gruppe durch einen Magnet vormagnetisiert sind, der ein Feld gleichförmig sich ändernder Stärke längs seiner Polstücke (32, 33) zuführt.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsimpulse an zwei Leiter (36, 37) angelegt werden, die in nahem Abstand von den Elementen einer Gruppe angeordnet sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 061 368.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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