DE1230854B

DE1230854B - Binary counting

Info

Publication number: DE1230854B
Application number: DEH56004A
Authority: DE
Inventors: Caesar Kaeppeli
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1965-05-12
Filing date: 1965-05-12
Publication date: 1966-12-22

Description

Binäre Zählschaltung Es sind aus hintereinandergeschalteten Stufen aufgebaute Binärzähler bekannt, bei denen jede Stufe ein bistabiles, magnetisches Element, beispielsweise einen Magnetkern, aufweist. Der Magnetkern ist mit mehreren Wicklungen versehen, denen Stromimpulse zugeführt werden, wodurch er in seinen positiven oder negativen Remanenzzustand einstellbar ist. Außerdem wird bei einem derartigen Binärzähler zur Steuerung des Magnetkerns und zur Verbindung der einzelnen Stufen ein speicherndes Netzwerk benötigt, das z. B. aus Kondensatoren und Widerständen, gegebenenfalls unter zusätzlicher Verwendung von Transistoren, besteht. Werden dem Eingang des Zählers Impulse bestimmter Polarität zugeführt, so wird die Impulszahl in binärer Form durch die Remanenzzustände der Magnetkerne dargestellt.Binary counting circuit These are made up of stages connected in series constructed binary counters are known in which each stage is a bistable, magnetic Element, for example a magnetic core, has. The magnetic core is with several Provided windings to which current pulses are fed, thereby turning it into its positive or negative remanence state can be set. In addition, such a Binary counter for controlling the magnetic core and for connecting the individual stages requires a storage network that z. B. from capacitors and resistors, optionally with the additional use of transistors. Will the The input of the counter is supplied with pulses of a certain polarity, so the number of pulses represented in binary form by the remanence states of the magnetic cores.

Bei den bekannten Zählern dieser Art ist auf dem Magnetkern außer einer Eingangs- und einer Ausgangswicklung noch eine dritte Magnetisierungswicklung aufgebracht, die an den der Stufe zugeordneten Transistor oder eine Logikschaltung angeschlossen ist und als Rückführungswicklung bezeichnet werden kann. Sie hat die Aufgabe, eine Umschaltung des Kerns durch einen Impuls in der Eingangswicklung bei bestimmten Zählerstellungen zu verhindern. Diese Maßnahme ist nötig, da bei der Aufladung des Kondensators und nachfolgender Entladung Ströme wechselnder Richtung über die Eingangswicklung des Magnetkerns fließen, die den Kern bei jedem Zählimpuls fortwährend ummagnetisieren würden, so daß keine eindeutige binäre Zählung zustande käme.In the known counters of this type is on the magnetic core except an input and an output winding and a third magnetization winding applied to the transistor or logic circuit assigned to the stage is connected and can be referred to as a feedback winding. she has the Task to switch the core through a pulse in the input winding to prevent certain counter settings. This measure is necessary because the Charging of the capacitor and subsequent discharge of currents in alternating directions Flow via the input winding of the magnetic core, which the core with each counting pulse would continually remagnetize, so that no unambiguous binary count is achieved would come.

Die Erfindung bezieht sich auf eine binäre Zählschaltung dieser besonderen Gattung, deren hintereinandergeschaltete Stufen einen Magnetkern mit Eingangs- und Ausgangswicklungen, einen Transistor und ein Netzwerk mit einem speichernden, sich selbsttätig wieder entladenden Element enthalten. Nach der Erfindung ist die Zählschaltung so ausgebildet, daß in jeder Stufe der Magnetkern für den Zählvorgang mit zwei Wicklungen, einer Eingangs- und einer Ausgangswicklung, versehen ist und jeweils zwei aufeinanderfolgende Speichernetzwerke brückenähnlich so miteinander verbunden sind, daß eine Eingangswicklung die Brückendiagonale bildet und die eine der zur Brückendiagonale parallelen Brückenhälften die Eingangswicklung der vorhergehenden Stufe und ein Speicherelement und die andere Brückenhälfte die Eingangswicklung der nächsthöheren Stufe sowie ein Speicherelement enthält, und die beiden Brückenhälften so symmetriert sind, daß während der Entladung der beiden Speicherelemente kein Strom in der durch eine Eingangswicklung gebildeten Brückendiagonale fließt.The invention relates to a binary counting circuit of this particular type Genus whose stages connected in series have a magnetic core with input and Output windings, a transistor and a network with a storing, itself automatically discharging element included. According to the invention is the counting circuit designed so that the magnetic core for the counting process with two windings, an input and an output winding, and two consecutive each Storage networks are connected to one another in a bridge-like manner in such a way that an input winding the bridge diagonal forms and one of the bridge halves parallel to the bridge diagonal the input winding of the previous stage and one storage element and the other Bridge half, the input winding of the next higher level and a storage element contains, and the two bridge halves are symmetrized so that during the discharge of the two storage elements no current in the one formed by an input winding Bridge diagonal flows.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand einer dreistufigen Zählschaltung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.An embodiment of the invention is based on a three-stage Counting circuit described in more detail with reference to the drawing.

Zur Erklärung der Wirkungsweise der Zählschaltung wird davon ausgegangen, daß sich die Magnetkerne S1 ... S3 bei Beginn des Zählvorganges in ihrem positiven Remanenzzustand befinden. Dieser Zustand soll bedeuten, daß im Kern keine Information gespeichert ist (= 0). Sinngemäß enthält ein Kern, der in seinen negativen Remanenzzustand gebracht wurde, die Information »L«. Durch die Zählimpulse UE, die mit negativer Polarität der Basis des Transistors T zugeführt werden, wird die Kollektor-Emitter-Strecke niederohmig, und der Kondensator C lädt sich über die Eingangswicklung W" des Magnetkerns S1 auf die Batteriespannung UB auf. Die Wicklung W11 ist so aufgebracht, daß der Ladestrom im Sinne der Erzeugung eines positiven Remanenzzustandes fließt. Der Zustand des Kerns wird somit durch den Ladestrom nicht beeinflußt. Nach dem Abklingen des Steuerimpulses ist die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T hochohmig geworden, und der Kondensator C entlädt sich über W11 und R. Da der Entladestrom des Kondensators gegenüber dem Ladestrom in umgekehrter Richtung fließt, wird der Kern S1 vom positiven in den negativen Remanenzzustand ummagnetisiert. Der Kern enthält nunmehr eine Information L. Die Wicklung Wl, des Kerns S, ist so gepolt, daß der in ihr induzierte Spannungsstoß den Transistor T1 sperrt. Die Kerne S2 und S3 werden vom ersten Eingangsimpuls somit nicht beeinflußt und bleiben im Zustand 0 (Zählerstellung L 00).To explain the mode of operation of the counting circuit, it is assumed that the magnetic cores S1 ... S3 are in their positive remanence state at the start of the counting process. This state is intended to mean that no information is stored in the core (= 0). Correspondingly, a core that has been brought into its negative remanence state contains the information "L". As a result of the counting pulses UE, which are fed to the base of the transistor T with negative polarity, the collector-emitter path becomes low-resistance, and the capacitor C is charged to the battery voltage UB via the input winding W "of the magnetic core S1. The winding W11 is applied in such a way that the charging current flows in the sense of generating a positive remanence state. The state of the core is thus not influenced by the charging current. After the control pulse has decayed, the collector-emitter path of the transistor T has become high resistance and the capacitor C is discharging via W11 and R. Since the discharge current of the capacitor flows in the opposite direction to the charging current, the core S1 is remagnetized from the positive to the negative remanence state. The core now contains information L. The winding Wl, of the core S, is polarized in this way that the voltage surge induced in it blocks the transistor T1. The cores S2 and S3 are thus from the first input pulse not influenced and remain in state 0 (counter position L 00).

Beim zweiten Eingangsimpuls wird der Magnetkern S1 durch den Ladestrom des Kondensators C vom Zustand L in den Zustand 0 gebracht. Der dabei in W12 induzierte Spannungsstoß öffnet den Transistor T1, so daß sich der Kondensator C1 auflädt. Da S2 bereits im Zustand 0 ist, bleibt der Kern S2 durch den Ladestrom des Kondensators C1 unbeeinflußt. Mit Beendigung des zweiten Eingangsimpulses sind die beiden Transistoren T und T1 hochohmig geworden, und die Kondensatoren C und C1 entladen sich über R und W11 bzw. R1, W11 und W21. Da nun die Entladeströme von C und C1 in der Wicklung W11 in entgegengesetzter Richtung fließen, ist in dieser Wicklung nur der Differenzstrom wirksam, der bei entsprechender Dimensionierung der Schaltung so klein ist, daß sich der magnetische Zustand des Kerns S1 nicht ändern kann. Dagegen fließt über die Wicklung W21 ein dem vorhergehenden Ladestrom entgegengesetzter Kondensatorentladestrom, der den Kern S2 in den Zustand L bringt. Der Zählerstand ist nunmehr nach dem Abklingen des zweiten Steuerimpulses 0 L 0.With the second input pulse, the magnetic core S1 is activated by the charging current of the capacitor C brought from the state L to the state 0. The one with it in W12 induced surge opens the transistor T1, so that the capacitor C1 is charging. Since S2 is already in the 0 state, the core S2 remains due to the charging current of the capacitor C1 unaffected. With the termination of the second input pulse are the two transistors T and T1 become high resistance, and the capacitors C and C1 discharge via R and W11 or R1, W11 and W21. Since now the discharge currents of C and C1 flow in opposite directions in winding W11 is in this one Winding, only the differential current is effective, which is the corresponding dimensioning the circuit is so small that the magnetic state of the core S1 is not can change. In contrast, a previous charging current flows through the winding W21 Opposite capacitor discharge current, which brings the core S2 into the L state. The counter reading is now 0 L 0 after the second control pulse has decayed.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die folgenden Steuerimpulse den Zählerstand auf LLO, 00L usw. erhöhen. Dabei ist wesentlich, daß nunmehr die Kondensatorspeicher der folgenden Stufen aufgeladen werden und sich wieder entladen und die Entladeströme zweier benachbarter Kondensatoren die zwischen ihnen angeschaltete Eingangswicklung eines Magnetkerns wegen ihrer gegensätzlichen Richtung nicht erregen. Diese besondere Eigenschaft der Zählschaltung. nach der Erfindung hat zur Folge, daß zur Zählung nur zwei Magnetisierungswicklungen für jeden Kern benötigt werden, gegenüber mindestens drei Wicklungen bei bekannten Zählschaltungen. Da das Aufbringen von Wicklungen bei den sehr kleinen Magnetkernen einen erheblichen technischen Aufwand erfordert, bedeutet der Gewinn einer Wicklung einen wesentlichen Fortschritt, zumal auch der Wickelraum sehr beschränkt ist. So kann die für den eigentlichen Zählvorgang eingesparte Wicklung zur Auslösung zusätzlicher Funktionen der Zählschaltung dienen.It is readily apparent that the following control pulses Increase the count to LLO, 00L, etc. It is essential that now the Capacitor storage of the following stages are charged and discharged again and the discharge currents of two adjacent capacitors the one connected between them Do not excite the input winding of a magnetic core because of their opposite direction. This special property of the counting circuit. according to the invention has the consequence that only two magnetizing windings are required for each core for counting, compared to at least three windings in known counting circuits. Since applying of windings in the very small magnetic cores requires considerable technical effort requires, winning a winding means a significant advance, especially since the changing room is also very limited. This can be used for the actual counting process saved winding serve to trigger additional functions of the counting circuit.

Die Summe der Eingangsimpulse wird als Binärzahl durch die Remanenzzustände der Magnetkerne dargestellt. Jede Stufe teilt die ihr zugeführten Impulse im Verhältnis 1 : 2. Wie es bei einer im reinen Binärcode zählenden Schaltung sein muß, tritt auf Grund dieser Teilereigenschaft am Ausgang des dreistufigen Binärzählers nach je acht Eingangsimpulsen ein Ausgangsimpuls UA auf. Der Zustand jeder Stufe kann über Auskoppelleitungen an eine Einrichtung zur Anzeige des Zählerstandes signalisiert werden.The sum of the input pulses is given as a binary number by the remanence states the magnetic cores shown. Each stage shares the impulses supplied to it in proportion 1: 2. As it must be with a circuit that counts in pure binary code, occurs on the basis of this divisor property at the output of the three-stage binary counter one output pulse UA for every eight input pulses. The state of each stage can signaled via decoupling lines to a device for displaying the meter reading will.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist in die Zuleitung zur Basis jedes Transistors eine Induktivität eingeschaltet. Diese Induktivität ist nicht unbedingt notwendig, jedoch in schaltungstechnischer Hinsicht zweckmäßig, da mit ihrer Hilfe die Steilheit der Impulse in einer für den Zählvorgang günstigen Weise beeinflußt werden kann.As can be seen from the drawing, there is each in the feed line to the base Transistor turned on an inductance. This inductance is not essential necessary, but practical in terms of circuitry, since with their help influences the steepness of the pulses in a manner favorable for the counting process can be.

Durch Anfügen weiterer Stufen läßt sich eine Zählkette beliebiger Länge bilden. Es ist auch möglich, in der erfindungsgemäßen Zählschaltung Transistoren anderen Leitfähigkeitstyps zu verwenden, wenn die entsprechenden Polaritätsbedingungen beachtet werden. Zum Auslösen zusätzlicher Funktionen können die Kerne weitere Wicklungen tragen, beispielsweise kann auf jedem Kern noch eine Rücksetzwicklung aufgebracht sein, der Impulse zum Löschen des Zählergebnisses zugeführt werden. Diese Wicklungen sind jedoch nur Zusatzeinrichtungen und für den eigentlichen Zählvorgang unerheblich.By adding further levels, a counting chain can be made as desired Form length. It is also possible to use transistors in the counting circuit according to the invention other conductivity type to be used if the appropriate polarity conditions get noticed. The cores can have additional windings to trigger additional functions wear, for example, a reset winding can be applied to each core to which pulses are supplied to clear the counter result. These windings However, they are only additional devices and are irrelevant for the actual counting process.

Claims

Claims: 1. Binary counting circuit in which each of the Stages a magnetic core with input and output windings, a transistor and a network with a storing, automatically discharging element having, characterized in that the magnetic core for the counting process in each stage is provided with two windings, an input and an output winding, and two successive storage networks in a bridge-like manner with one another are connected that one input winding forms the bridge diagonal and one of the bridge halves parallel to the bridge diagonal the input winding of the previous one Stage and a storage element and the other half of the bridge is the input winding the next higher level and contains a storage element, and the two bridge halves are balanced so that during the discharge of the two storage elements no Current flows in the bridge diagonal formed by an input winding. z. Binary counting circuit according to Claim 1, characterized in that in each stage the base of the transistor in the case of an emitter circuit with one end of the output winding of the magnetic core and the positive pole of a voltage source with the emitter of the transistor and the other end of the output winding and also one end of the Input winding to the negative pole of the voltage source and the other end across a resistor connected to the collector of the transistor and a capacitor is which for the input winding of the magnetic core of the subsequent stage or at the last stage leads to the negative pole of the voltage source, and that before the first Stage a transistor, the base of which the negative counting pulses are fed, such is arranged that its collector-emitter path between the connection point the series connection of a capacitor and a resistor, which are parallel to the Input winding of the first core lies, and the positive pole of the voltage source is switched on. 3. Binary counting circuit according to claim 1 and 2, characterized in that that in the lead to the base of each transistor switched an inductance is. Publications considered: C. J. Quart 1 y, “Schaltstechnik mit Fenitkernen «, Philips Techn. Library, Eindhoven, 1965, pp. 167 to 170.