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Schaltungsanordnung zur impulsgesteuerten unverzögerten Abgabe eines
in ein Magnetspeicherelement eingespeicherten Wertes Die Erfindung betrifft eine
Schaltungsanordnung mit einem als Speicherelement dienenden Magnetkein zur impulsgesteuerten,
unverzögerten Abgabe eines durch einen Setzimpuls eingespeicherten Wertes.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Speicheranordnung zu schaffen,
bei der praktisch keine Verzögerung zwischen dem Auftreten eines Abfrageimpulses
und dem Auftreten des Ausgangsimpulses auftritt. Eine solche Forderung kann beispielsweise
bei der Verwendung solcher Speicheranordnungen in Zählketten bestehen, bei denen
ein beim Erreichen einer bestimmten Zählstellung abzugebender übertragsimpuls vor
dem Auftreten des nächsten Zählimpulses ausgewertet sein muß, ohne das hierfür die
Zählgeschwindigkeit der gesamten Anordnung merklich herabgesetzt werden muß. Dies
kann dadurch erreicht werden, daß Abfrageimpulse mit sehr steiler Anstiegsflanke
verwendet werden.
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# F i g. 1 zeigt eine bekannte Anordnung zur impulsgesteuerten
Abgabe eines Ausgangsimpulses in Ab-
hängigkeit von einem durch einen Setzimpuls
eingespeicherten Wert. Diese bekannte Anordnung enthält einen Magnetkern Kl mit
annähernd rechteckiger Hystereseschleife, der als Rechteckkern bezeichnet werden
soll, und der drei Wicklungen Wl, W2 und W3 trägt. Die erste Wicklung Wl dient zum
Einspeichern von SetzimpulsenI1, die zweite Wicklung W 2 zum Zuführen der Abfrageimpulse
12. Die Wicklung W3 ist mit einem ihrer Enden mit dem zugleich am Bezugspotential
liegenden Emitter eines Transistors T und mit dem zweiten Ende über einen Widerstand
R 1 mit der Basis desselben Transistors verbunden. Der Kollektor des Transistors
T, an dem die Ausgangsimpulse der Anordnung abgenommen werden können, ist über einen
WiderstandR2 mit der Speisespannung + U verbunden.
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Die annähernd rechteckige Hysteresekurve des Magnetkernes K
1 ist in F i g. 2 dargestellt. Ein Setzimpuls 11 bringt den
Magnetkern in einen magnetischen Zustand, der den Punkten A bzw.
A' auf der Hysteresekurve entspricht. Der durch einen Abfrageimpuls 12 verursachte
Zustand entspricht den Punkten B bzw. B'. Kippt der Magnetkern infolge des Abfrageimpulses
von dem dem Punkt A' entsprechenden Zustand in den dem Punkt B entsprechenden
Zustand, so wird bei sinngemäß richtigem Aufbau und richtiger Ansteuerung der Schaltung
über die Wicklung W3 der Transistor T für kurze Zeit leitend gesteuert. Folgt nun
einem ersten Abfrageimpuls 12 ein zweiter, ohne daß zwischenzeitlich ein neuer Setzimpuls
Il auftrat, so ändert sich der magnetische Zustand des Kernes Kl entlang der durch
die Punkte B und B' begrenzten Strecke der Hysteresekurve, die eine gewisse Neigung
hat. Bei steilflankigen Abfrageimpulsen, die, wie eingangs gesagt, für eine unverzögerte
Abgabe des Ausgangsimpulses erforderlich sind, wird die Strecke B'-B so schnell
durchlaufen, daß durch eine dabei in der Wicklung W3 induzierte Spannung der Transistor
T kurzzeitig leitend gesteuert wird und am Ausgang A
ein Störsignal auftritt.
Diese Erscheinung ist in vielen Fällen nachteilig.
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Eine durch die deutsche Patentschrift 1125 481 bekanntgewordene
ähnliche Schaltung soll längere Ausgangsimpulse abgeben und enthält dazu unter anderem
auf dem Kern eine zusätzliche Rückkopplungswicklung, so daß der gewünschte längere
Ausgangsimpuls durch die Rückkopplung auch bei kurzen Abfrageimpulsen erreicht wird.
Die für die erste bekannte Schaltung beschriebenen, bei steilen Abfrageimpulsen
nachteilig auftretenden Störimpulse treten bei dieser Schaltung mit Rückkopplung
verstärkt auf. Damit ist diese Schaltung für die beschriebene Aufgabe noch weniger
geeignet als die Schaltung nach F i g. 1.
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Die erfindungsgemäße Anordnung vermeidet den beschriebenen Nachteil.
Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen weiteren Magnetkern mit geringer Hysterese
und mit einer verhältnismäßig kleinen Remanenz enthält, dessen erste Wicklung mit
der ersten Wicklung des Rechteckkernes in Reihe geschaltet ist und dessen zweite
Wicklung mit der zweiten Wicklung des Rechteckkernes in Reihe geschaltet ist, daß
der Reihenschaltung der zweiten Wicklungen eine für die Abfrageimpulse in Durchlaßrichtung
gepolte Diode parallel geschaltet ist und daß der zusätzliche Kein im allgemeinen
Fall eine dritte Wicklung trägt, deren Enden durch eine Diode
verbunden
sind, die so gepolt ist, daß sie für den beim Abklingen des Setzimpulses in dieser
Wicklung auftretenden Spannungsimpuls durchlässig ist. Der zusätzliche Magnetkern
hat eine Magnetisierungskurve, die unterhalb des zum Sättigungsbereich
füh-
renden Knies weitgehend linear ist. Ein solcher Kern wird daher vielfach
und auch nachstehend als »Linearkern« bezeichnet.
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F i g. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung. Ein
Teil dieser Anordnung entspricht der bekannten, in F i g. 1 dargestellten.
Die hierzu gehörenden Bauelemente tragen die gleichen Bezeichnungen wie in F i
g. 1. Daräber hinaus enthält die erfindungsgemäße Anordnung einen zweiten
Magnetkem KZ, den Linearkerrt, mit einem über einen gewissen Bereich linearen Verlauf
der Magnetisierungskurve, wie er in F i g. 4 dargestellt ist. Dieser Kein
KZ trägt ebenso wie der Rechteckkern drei Wicklungen W4, W5 und W6. Die Wicklung
W4 des Linearkernes K 2 ist mit der Wicklung W 1 des Rechteckkernes Kl in
Reihe geschaltet; über diese Wicklungen werden der Anordnung die Setzimpulse
11 zugeführt. Die zweite Wicklung W 5 des Linearkemes K 2 liegt
in Reihe zur Wicklung W 2 des Rechteckkernes, und parallel zu dieser Reihenschaltung
ist eine für die Abfrageimpulse12 durchlässige Diode D 1 geschaltet. Die
dritte Wicklung W 6
des Linearkemes KZ mit einer zwischen ihren Enden
liegenden Diode D 2 stellt je nach der Polariät der in ihr induzierten
Spannung einen Kreis hoher oder niedriger Impedanz dar. Die dritte Wicklung W6 ist
gestrichelt dargestellt, da sie, ebenso wie die Diode D2, wie später erläutert,
nicht in jedem Falle erforderlich ist.
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Die gemäß der Erfindung ergänzte bekannte Schaltung wirkt in der nachstehend
beschriebenen Weise. Es muß dabei unterschieden werden, ob vor einem Abfrageimpuls
12 durch einen Setzimpuls 1 1
ein Wert in den Kein KIL eingespeichert
wurde oder nicht.
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Wird der Anordnung ein Abfrageimpuls T2 ohne vorangegangenem Setzimpuls
Il zugeführt, so hat zunächst der Linearkem KZ nur eine sehr kleine Magnetisierung,
es wird daher wegen der vorausgesetzten steilen Vorderflanke des Abfrageimpulses
12 in der Wicklung W5 eine hohe, die Potentialschwelle der Diode D IL übersteigende
Gegenspannung induziert, und der Impuls 12 fließt zunächst über die Diode
D 1. Mit sinkender Gegenspannung verteilt sich der Impuls auf die Diode
D 1 und die Wicklungen W2 und W5, um schließlich bei kleiner Gegenspannung
allein über die Wicklungen W2 und W5 zu fließen. Dadurch wird der über die Wicklungen
fließende Impuls abgeflacht, und die differentielle Flußänderung in den Kernen bleibt
so klein, daß die in der Wicklung W3 induzierte Spannung den Transistor T nicht
leitend werden läßt und daher keinen unerwünschten störenden Impuls erzeugt. Bei
diesem Vorgang durchläuft der magnetische Zustand des Linearkernes KZ den durch
die Punkte 1
und l' begrenzten Bereich hoher relativer Permeabilität
der Magnetisierungskurve nach F i g. 4.
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Durch einen dem Abfragehnpuls 12 vorangegangenen Setzimpuls 11
wurde dagegen der Linearkern KZ in einen magnetischen Zustand gebracht, der dem
Punkt 2 auf der Magnetisierungskurve F i g. 4 im Sättigungsbereich entspricht.
In der Umgebung dieses Punktes 2 verläuft die Magnetisierungskurve . h.,
das Kernmaterial hat in verhältnismäßig flach, d
diesem Bereich nur eine sehr
geringe relative Permeabilität. Wird bei diesem magnetischen Zustand des Linerarkemes
KZ ein Abfrageimpuls an die Anordnung gegeben, so wird in der Wicklung W5 des Kernes
KZ nur eine kleine Spannung induziert, die unterhalb der Potentialschwelle der Diode
D 1 bleibt, so daß der Abfrageirapuls 12 an der Wicklung W2 des Rechteckkernes
K 1 voll wirksam werden kann. Der magnetische Zustand des Linearkernes KZ
durchläuft dabei den Bereich, der durch die Punkte 2 und 2' der Kurve nach F i
g. 4 begrenzt wird.
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Durch die Ausnutzung zweier unterschiedlicher Arbeitsbereiche des
Kernes KZ kann man zum Erreichen einer äußerst geringen Verzögerung zwischen dem
Abfrageimpuls 12 und dem Ausgangssignal A
am Kollektor des Transistors T einen
Abfrageimpuls 12 mit sehr steiler Vorderflanke verwenden, ohne daß dabei Störsignale
am Ausgang auftreten.
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Beim Beschreiben der Wirkungsweise wurde bisher vorausgesetzt, daß
der Linearkern KZ sich beim Auftreten eines Abfrageimpulses 12 nach einem vorhergehenden
Setzimpuls 11 im Zustand der Sättigung befindet, der dem Punkt 2 in F i
g, 4 entspricht. Dies ist nur dann der Fall, wenn der Abfrageimpuls 12 dem
Setzimpuls Il in sehr kurzem zeitlichem Ab-
stand folgt. Bei größerem zeitlichem
Abstand zwischen den Impulsen ist beim Auftreten des Abfrageimpulses die magnetische
Induktion bereits in den steilen, linearen Teil der Magnetisierungskurve nach F
i g. 4 abgesunken, und die Schaltung wirkt dann, wie schon beschrieben, so
als sei dem Abfrageimpuls 12 kein Setzimpuls Il vorausgegangen. Der zulässige zeitliche
Abstand zwischen dem Setzimpuls Il und dem Abfrageimpuls 12 kann vergrößert werden,
wenn der durch den Setzirapuls 11 erreichte magnetische Zustand des Linearkernes
KZ eine entsprechend längere Zeit aufrechterhalten wird oder wenn die Aufnahme der
magnetischen Induktion des Kernes verlangsamt wird. Dies kann in an sich bekannter
Weise durch eine Kurzschlußwicklung W6 auf dem Linearkern KZ bewirkt werden, wobei
durch eine im Zuge dieser Wicklung W6 liegende Diode D 2 sichergestellt wird,
daß der Kurzschluß nur am Ende und nicht auch am Anfang des Setzimpulses Il wirksam
wird.
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Die KurzschlußwicklungW6 und die DiodeD2 erübrigen sich, wenn durch
die äußere Schaltung sichergestellt ist, daß der Abfrageimpuls 12 in genügend kurzem
zeitlichem Abstand auf den Setzimpuls Il folgt.