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Magnetisches Schieberegister Die Erfindung betrifft ein magnetisches
Schieberegister mit mindestens zwei je eine Eingangswicklung, eine Schiebewicklung
und eine Ausgangswicklung tragenden Magnetkernen, bei dem die Ausgangswicklung des
ersten Magnetkernes über eine Diode und einen Arbeitskontakt mit der Eingangswicklung
des zweiten Magnetkernes usw. verbunden ist und bei dem zwei abwechselnd arbeitende
Schiebeimpulsquellen zur Steuerung vorgesehen sind.
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Ein derartiges Schieberegister ist bereits durch die britische Patentschrift
782 618, insbesondere Fig. 4, bekannt. Bei diesem Schieberegister wird der genannte
Arbeitskontakt für die Dauer des Schiebeimpulses für den ersten Magnetkern geschlossen.
Diese Steuerung des Arbeitskontaktes hat verschiedene Nachteile, wie in den folgenden
Ausführungen erläutert wird. Nimmt man an, daß sich der erste und der zweite Magnetkern
im gleichen Magnetisierungszustand befinden, z. B. in der positiven Sättigung oder
im Zustand »0«, dann tritt in der übertragsschleife ein Störsignal auf, so daß der
zweite Magnetkern in Richtung der negativen Sättigung oder in den Zustand »1« magnetisiert
wird. Wenn das Störsignal eine ausreichende Amplitude aufweist, dann wird der zweite
Magnetkern über das Sättigungsknie der Hysteresekurve magnetisiert und nimmt einen
Zustand ein, der zwischen dem Zustand »0« und »1« liegt. Dies entspricht offensichtlich
einem falschen Zuständ.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, diesen Nachteil zu vermeiden und sicherzustellen,
daß durch die genannten Störsignale der Zustand des zweiten Magnetkernes nicht verändert
wird, und die übertragsgeschwindigkeit des Schieberegisters zu erhöhen.
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In dem Artikel »An analysis of magnetic shift register operation«,
von E. A. S an d s in »Proceedings of the Institute of Radio Engineers«, August
1953, Bd.41, Nr.8, S.993, ist ausgeführt, daß für eine sichere Informationsübertragung,
d. h. Information »1« vom ersten Magnetkern, der erste oder sendende Magnetkern
langsamer umgesteuert werden muß als der zweite oder empfangende Magnetkern. Um
die Arbeitsgeschwindigkeit des Schieberegisters zu erhöhen, ist es jedoch erforderlich,
den sendenden Magnetkern so schnell wie möglich umzusteuern, wenn der empfangende
Magnetkern umgesteuert ist. Wenn der empfangende Magnetkern umgesteuert ist, dann
nimmt der Eingangswiderstand, der durch die Eingangswicklung gebildet wird, sehr
stark ab, so daß die Belastung des sendenden Magnetkernes sehr stark zunimmt und
daher die Schaltgeschwindigkeit des sendenden Magnetkernes vermindert. Dieser Vorgang
reduziert damit die übertragsgeschwindigkeit des Schieberegisters.
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Das magnetische Schieberegister mit mindestens zwei je eine Eingangswicklung,
eine Schiebewicklung und eine Ausgangswicklung tragenden Magnetkernen, bei dem die
Ausgangswicklung des ersten Magnetkernes über eine Diode und einen Arbeitskontakt
mit der Eingangswicklung des zweiten Magnetkernes usw. verbunden ist und bei dem
zwei abwechselnd arbeitende Schiebeimpulsquellen zur Steuerung vorgesehen sind,
ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Schließungszeit des Kontaktes
kleiner als die Dauer des Schiebeimpulses gewählt ist.
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Die Schließungszeit des Arbeitskontaktes beginnt dabei nach dem Beginn
des Schiebeimpulses und endet vor dem Ende des Schiebeimpulses. Auf diese Weise
wird das Störsignal zu Beginn des Schiebeimpulses im übertragskreis nicht wirksam
und die Belastung des sendenden Magnetkernes nach der Umsteuerung des empfangenden
Magnetkernes abgeschaltet. Einzelheiten des erfindungsgemäßen Schieberegisters können
der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele entnommen werden. Durch
entsprechende Zusammenfassung der übertragskreise lassen sich damit verschiedenartige
Funktionseinheiten bilden.
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Die Zeichnungen zeigen in F i g. 1 ein Magnetkern-Schieberegister,
F
i g. 2 ein anderes Magnetkern-Schieberegister, F i g. 3 einen zyklischen Impulsverteiler,
F i g. 4 eine Steuerschaltung für einen zyklischen Magnetkern-Speicher, F i g. 5
einen anderen zyklischen Impulsverteiler, F i g. 6 eine andere Steuerschaltung für
einen zyklischen Magnetkern-Speicher und F i g. 7 einen Speicher mit Serien-Eingangscode
und Parallel-Ausgangscode.
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In F i g. 1 ist ein Magnetkern-Schieberegister gezeigt, das im Prinzip
wie das in Fig. 4 der britischen Patentschrift 782 618 gezeigte Register arbeitet.
Es enthält eine Anzahl von Magnetkernen N-1, N, N+1... mit je einer Eingangswicklung
n1, einer Ausgangswicklung n2 und einer Schiebewicklung ns. Ein Ende jeder
Ausgangswicklung n2 ist über eine Diode d mit einem Ende der Eingangswicklung
n 1
des folgenden Magnetkernes verbunden. Die anderen Enden der Eingangswicklungen
n 1 der Magnetkerne N-1, N+1, N+3... sind mit dem gemeinsamen Punkt A verbunden,
während die anderen Enden der Eingangswicklungenn1 der MagnetkerneN, N+2, N+4...
mit dem zweiten gemeinsamen Punkt B verbunden sind. Die anderen Enden der Ausgangswicklungen
n2 der Magnetkerne N-1, N+1, N+3 ... führen zum gemeinsamen dritten Punkt
C, während die anderen Enden der Ausgangswicklungen n2 der Magnetkerne
N, N+2, N+4... mit dem vierten gemeinsamen Punkt D verbunden sind. Zwischen
die Punkte B und C ist ein Arbeitskontakt S1 und zwischen die Punkte A und
D ein Arbeitskontakt S2 geschaltet. Daraus folgt, daß jeder Magnetkern über
eine Übertragsschleife aus der eigenen Ausgangswicldung h2, einer Diode
d und der Eingangswicklung n 1 des folgenden Magnetkernes und dem Arbeitskontakt
S1 oder S2 mit dem folgenden Magnetkern gekoppelt ist. -Die Schiebewicklungen ns
der Magnetkerne N-1, N+1, N+3... sind mit einer Schiebeimpulsquelle AP1 und die
Schiebewicklungen ns der Magnetkerne N, N+2, N+4... mit einer Schiebeimpulsquelle
AP 2 verbunden. Die Impulsquellen AP 1 und AP 2
liefern gleiche
Schiebeimpulse, die jedoch abwechselnd auftreten.
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Die Wirkungsweise dieses Schieberegisters ist im wesentlichen gleich
der Wirkungsweise des durch das britische Patent 782618 bekanntgewordenen
Schieberegisters. Man betrachtet zunächst einen sendenden Magnetkern, z. B. N-1,
und einen empfangenden Magnetkern, z. B. N, die durch die Schiebeimpulse AP
1 und AP 2 abwechselnd gesteuert werden. Die beiden Magnetkerne sind
durch eine übertragsschleife mit einem Kontakt S 1 miteinander gekoppelt. Die Wirkungsweise
unterscheidet sich nun darin, daß dieser Schalter erst nach dem Beginn des Schiebeimpulses
AP1 geschlossen und schon vor dem Ende des Schiebeimpulses wieder geöffnet wird.
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Die Verzögerungszeit zwischen Beginn des Schiebeimpulses AP1 und Schließen
des Kontaktes S1 wird so gewählt, daß sie etwa der Dauer der Störsignale entspricht.
Diese Störsignale entstehen, wie bereits eingangs erläutert, in der Ausgangswicklung
des sendenden Magnetkernes. Im vorliegenden Fall können diese Störsignale in der
Übertragsschleife nicht flies ßen, da über den Kontakt in dieser Zeit der Kreis
geöffnet ist. Der Zustand des empfangenden Magnetkernes N kann dadurch nicht in
falscher Weise beeinflußt werden. _ . Die Schließungszeit des Kontaktes S1 wird
so gewählt, daß der empfangende Magnetkern sicher umgeschaltet wird. Auf diese Weise
wird die Übertragsschleife geöffnet, wenn der empfangende Magnetkern umgeschaltet
ist, und dadurch wird die Umschaltung des sendenden Magnetkernes N-1 beschleunigt.
Die Übertragsgeschwindigkeit des Registers wird dadurch vergrößert.
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Wenn die Kontakte S1 und S2 nur kleine Ströme schalten können, dann
ist es interessant, den Übertragsstrom reduzieren zu können, ohne daß dafür die
Anzahl der Windungen der Eingangswicklung des empfangenden Magnetkernes erhöht werden
muß. Dies kann durch die Anwendung des Koinzidenzprinzips erreicht werden.
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Wie F i g. 2 zeigt, trägt jeder Magnetkern eine zusätzliche Wicklung
np, die mit den Schiebewicklungen ns der jeweils unmittelbar folgenden Magnetkerne,
aber mit entgegengesetztem Wicklungssinn in Reihe geschaltet sind. Erhält z. B.
die zusätzliche Wicklung np wie die eigene Schiebewicklung ns des Magnetkernes
N einen Schiebeimpuls AP 1, dann wird ein Magnetfluß erzeugt, der
nicht ausreicht, den Magnetkern N umzuschalten. Wenn jedoch in der Eingangswicklung
h 1 dieses Magnetkernes gleichzeitig ein übertragsstrom fließt, dann wird der Magnetkern
umgesteuert.
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Es muß noch einmal bemerkt werden, daß ein der zusätzlichen Wicklung
np eines Magnetkernes zugeführter Schiebeimpuls diesen Magnetkern nicht beeinflußt,
auch wenn eine »0« übertragen wird, da die Übertragsschleife durch den Kontakt erst
nach dem Abklingen des Störsignals geschlossen wird.
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Aus der Anordnung nach F i g. 2 folgt, daß die Magnetisierungsfeldstärke,
die über die Impulsquelle und den Übertragskreis zugeführt wird, um den Betrag reduziert
werden kann, der von derselben Impulsquelle direkt der zusätzlichen Wicklung np
des empfangenden Magnetkernes zugeführt wird.
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Verbindet man die Ausgangswicklung h2 des letzten Magnetkernes N+4-
mit der Eingangswicklung n1 des ersten MagnetkernsN-1, dann erhält man den in F
i g. 3 gezeigten geschlossenen Schieberegisterkreis. Wenn nur ein Zeichen »1« in
diesem Kreis gespeichert ist, dann'läuft dieses Zeichen beim Ansteuern des Kreises
mit den Schiebeimpulsen AP1undAP2 zyklisch um. In jede übertragsschleifP ist ein
Lastwiderstand RL eingeschleift, so daß dieser Widerstand immer wieder einen Stromimpuls
erhält. Die Impulssequenz ist durch die doppelte Impulssequenz der Impulsquellen,
geteilt durch die Anzahl aller Magnetkerne, gegeben. Auf diese Weise erhält man
einen zyklischen Impulsverteiler. Es ist dabei nicht Voraussetzung, daß in jeder
Übertragsschleife ein Lastwiderstand eingefügt ist.
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Ein besonderer Anwendungsfall für einen derartigen Impulsverteiler-
liegt bei der Steuerung einer Speichermatrix vor. Jeder Lastwiderstand ist dabei
durch eine Reihe von bistabilen Elementen des Speichers ersetzt, und jede derartige
Speicherreihe ist in zwei Kreisen eingeschleift, die 'feile eines geradzahligen
und ungeradzahligen übertragskreises bilden.
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Ein Impulsverteiler zur Steuerung eines Magnetkernspeichers ist in
F i g. 4 dargestellt. Dieser Impulsverteiler wird durch Verbindung der Punkte C
und D nach F i g: 3 erhalten. Die Lastwiderstände der ungeradzahligen - Übertragssehleifen
sind durch - den Lesedraht einer Speicherreihe und die- Lastwiderstände
der
geradzahligen übertragsschleife durch den Schreibdraht einer Speicherreihe ersetzt.
Auf diese Weise ist durch jede Reihe des Speichers ein Lese-und Schreibdraht geführt.
Die Schiebeimpulse AP 1
und AP 2 sowie die Übertragsschleifen sind
so ausgelegt, daß der Lesestrom größer ist als der Schreibstrom, z. B. etwa zweimal
so groß.
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Der Stromkreis nach F i g. 3 kann nur Stromimpulse an eine geradzahlige
Anzahl von Verbrauchern liefern, da die Verschiebung in zwei Phasen ausgeführt wird.
Wenn Impulse an eine ungeradzahlige Anzahl von Verbrauchern zu liefern sind, dann
ist die Anordnung nach F i g. 5 zu wählen. Dieser Stromkreis wird durch die Verbindung
der Punkte A und B nach F i g. 3 erhalten. Außerdem ist zwischen diesem
neuen Punkt und jeweils zwei Eingangswicklungen eines geradzahligen und eines ungeradzahligen
übertragskreises ein Lastwiderstand einzufügen. Auf diese Weise ist jeder Lastwiderstand
in zwei übertragsschleifen, die durch die Kontakte S1 und S2 gesteuert werden, eingeschleift,
so daß in jeder Phase in diesem Widerstand ein Impuls auftritt.
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Man kann an Stelle der Punkte A und B auch die Punkte
C und D miteinander verbinden. In diesem Fall ist ein gemeinsamer Lastwiderstand
mit jeweils zwei Ausgangswicklungen einer geradzahligen und ungeradzahligen übertragsschleife
zu verbinden.
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In beiden Fällen fließt der Strom bei beiden zugeordneten übertragsschleifen
in der gleichen Richtung durch den Lastwiderstand. In manchen Fällen ist es jedoch
erwünscht, daß der Strom durch den gemeinsamen Lastwiderstand in entgegengesetzter
Richtung durchfließt. Einen solchen Stromkreis zeigt F i g. 6. Dieser Stromkreis
leitet sich aus F i g. 3 ab, wenn die Punkte A und C miteinander verbunden werden
und zwischen diesem Punkt und dem Verbindungspunkt einer Ausgangswicklung und einer
Eingangswicklung, die einer ungeradzahligen und geradzahligen übertragsschleife
angehören, ein Lastwiderstand, z. B. die Reihe von Speicherelementen einer Speichermatrix,
eingeschaltet wird. Der Strom in einer ungeradzahligen übertragsschleife ist der
Lesestrom und der Strom in einer geradzahligen Übertragsschleife der Schreibstrom.
Die Schiebeimpulse und die übertragsschleifen sind so ausgelegt, daß der Lesestrom
größer ist als der Schreibstrom.
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Man kann an Stelle der Punkte A und C auch die Punkte B und
D miteinander verbinden und zwischen diesem Punkt und dem Verbindungspunkt
einer Ausgangswicklung und einer Eingangswicklung, die einer ungeradzahligen und
einer geradzahligen Übertragsschleife angehören, einen Lastwiderstand einschalten.
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In F i g. 7 ist ein Speicher mit Serien-Eingangscode und Parallel-Ausgangscode
dargestellt. Dieser Speicher weist ein Schieberegister nach F i g. 1 auf, bei dem
jedoch die Ausgangswicklungen der ungeradzahligen Magnetkerne in andere übertragsschleifen
einbezogen sind, die außerdem die Reihenschaltung von Diode d1, Lastwiderstand RL
und Übertragsschalter St enthalten. Der Schalter St ist gemeinsam
für alle Ausgangskreise.
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Die in Serien vorliegende Information wird über die Eingangswicklung
IN dem Schieberegister zugeführt und wird durch abwechselnd zugeführte Schiebeimpulse
AP 1 und AP 2 bei offenem Schalter St schrittweise im Register eingetragen.
Ist das Register gefüllt, dann werden die Kontakte S1 und