DE1474504C3 - Integrierender Magnetkernimpulsspeicher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen integrierenden Magnetkernimpulsspeicher aus Kernmaterial mit annähernd rechteckförmiger Magnetisierungskurve so-

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wie einem Magnetkern mit Luftspalt, in dem ein hin überprüft und gegebenenfalls ausgewechselt wer-Halbleiterelement angeordnet ist, welches im Strom- den müssen. Der Vorteil solcher Speicherelemente kreis einer auf dem Magnetkern aufgebrachten Wick- liegt jedoch darin, daß bei Ausfall der Versorgungslung liegt, wobei auf dem Magnetkern eine weitere spannungen für das Regelungssystem die zuletzt vormit der Steuerspannung verbundene Wicklung an- 5 handene Stellgröße bestehen bleibt, so daß das zugegeordnet ist. hörige Übertragungssystem auf diesen Wert einge-

Bei fortschreitender Automatisierung der Weit- pegelt bleibt und die Übertragung ohne allzu große Verkehrsnachrichtenübertragungstechnik werden die Störungen weitergeführt werden kann.
Aufgaben der Pilottechnik immer wichtiger. Diese Speicher, bei denen die vorstehenden; den elektro-

Aufgaben bestehen im wesentlichen in der Pegel- io magnetischen Systemen eigenen Nachteile vermieden regelung und Störungssignalisierung. Die hierfür er- werden, sind z. B. die elektronischen Speicher. Beforderlichen Überwachungsgeräte müssen unter Ver- kannte elektronische Speicher, wie sie z. B. in der meidung eines allzu großen Aufwandes immer war- deutschen Patentschrift 10 96 425 beschrieben sind, tungsfreier und zuverlässiger werden. Diese Aufgabe enthalten einen Zähler mit Binärteilern. Abgesehen läßt sich dadurch lösen, daß man anstelle der bisher 15 von der relativ großen Aufwendigkeit eines derartigen in der Pegelregelungstechnik üblichen Elektromecha- Teilers, verliert der Speicher bei Stromausfall sein nik die Elektronik setzt. Außerdem erzielt man eine »Gedächtnis«, d. h., im Gegensatz zu elektromagne-Vereinfachung dadurch, daß eine Abfrage vieler Meß- tischen Speichern bleibt die zuletzt vorhandene Stellstellen mittels Wähler und eine zentrale Auswertung größe für die Regelung nicht wirksam, sondern es des Pegels erfolgt. Ferner ist es wesentlich, daß kleine 20 stellt sich sogar eine beliebige, also falsche, Stellrobuste und verschleißfreie Speichereinrichtungen im größe ein, so daß ein mit einer derartigen ÜberRegelkreis vorhanden sind. wachung ausgerüstetes Übertragungssystem für diesen

Es sind verschiedene Anordnungen zur Speicherung Fall sogar falsch geregelt wird. Ferner wird eine von Regelwerten bekannt. Ein elektromechanischer gewisse Zeitspanne benötigt, bis nach Wiedereinsetzen Speicher ist beispielsweise der sogenannte Motor- 25 der Versorgungsspannungen die Regelung wirksam Potentiometer-Speicher, bei dem ein Potentiometer wird, da die Stellgröße erst nach einer gewissen Zeit mit Hilfe eines von den jeweiligen Regelabweichun- auf den richtigen Wert kommt. Ein weiterer Nachteil gen gesteuerten elektrischen Motors verstellt wird. dieser mit Zählern versehenen Speichereinrichtungen Derartige elektromechanische Speicher werden hau- besteht darin, daß sie digital arbeiten, gleichgültig ob fig in einem elektrischen Regelkreis, wie er schema- 30 sie Kippschaltungen oder Magnetkerne als bistabil tisch in F i g. 1 dargestellt und in der Siemenszeit- speichernde Elemente enthalten. Sie entsprechen daschrift Jahrgang 34, 1960, auf Seite 64 beschrieben mit letztlich einem Schalter mit begrenzter Anzahl ist, verwendet. In einem derartigen Regelkreis soll von Einstellungen.

die Ausgangsgröße b der Regelstrecke RS unabhängig Ein weiteres für die Pegelregelung häufig verwen-

von den Schwankungen der Eingangsgröße α auf den 35 detes Speicherelement ist der Transfluxor, ein Vieldurch die Führungsgröße w bestimmten Wert ge- lochkern aus Magnetmaterial mit Rechteckhysterese, halten werden. Der Speicher SP hat dabei die Auf- Der Transfluxor stellt einen Analogspeicher dar. Er gäbe, die Stellgröße y festzuhalten, wenn der Wäh- wird häufig durch einen Strom eingestellt, dessen ler W den Regelkreis unterbricht, um die zentrale Größe den zu speichernden Fluß bestimmt. Da je-Auswerteinrichtung {ME und V) zur Einstellung an- 4° doch hierbei vor jeder neuen Einstellung die vorherderer Regelstrecken anzuschalten. Durch die gespei- gehende gelöscht werden muß, ist dieses Verfahren cherte Stellgröße behält die Regelstrecke auch bei nicht in allen Fällen anwendbar. Dem Magnetmateunterbrochenem Regelkreis den zuletzt eingestellten rial besser angemessen ist es, den Fluß des Trans-Zustand. Außerdem dient der Speicher SP auch dazu, fluxors mit kurzen Impulsen bestimmter Spannungsein Integralverhalten zu erzeugen, bei dem die Stell- 45 Zeitfläche (u · di) zu verändern. So entsteht auch die größey das Zeitintegral der Regelabweichung^—w) gewünschte Integriereigenschaft: Der Fluß ist das ist. Eine derartige Regelung arbeitet sehr stabil und Zeitintegral der eingegebenen Spannungsimpulse, ohne bleibende Abweichung. Wenn die Spannung u der Impulse der bei dem Block-

Eine nach Fig. 1 aufgebaute Pilotüberwachung schaltbild nach Fig. 1 angegebenen Regelabweisoll den Pegel b eines Trägerfrequenzverstärkers RS 5° chung (x—w) entspricht, dann ist der Fluß ein Maß auf einem konstanten Wert halten: Ein Arm des für die Stellgröße:
Wählers W führt die Ausgangsgröße b der als Pilotempfänger ausgebildeten Meßeinrichtung ME zu. y = kΦ = k J" u · di = kc J" (x — w) dt; k, c = const. Diese liefert eine dem Pegel b proportionale Regelgröße x, aus der ein Vergleicher V mit Hilfe eines 55 Bei einem Transfluxor kann man den gespeicherten Abtastimpulses der Dauer di einen Impuls der Diffe- Flußzustand mit Hilfe eines Gegentaktgenerators in renzspannung (x—w) macht. Ein zweiter Arm des einen proportionalen Ausgangsstrom, eben die Stell-Wählers führt diesen Impuls dem Speicher SP zu, der größe y, umformen. Ein solcher Generator kann mehihn in die Stellgröße rere Transfluxoren speisen.

60 Die vorstehend genannten Transfluxorspeicher las-

V = Cj¹ (x — w)dt sen sich, wie bereits in der Patentanmeldung S 87 245

VIII b/21 c vorgeschlagen, zum Aufbau eines vollverwandelt. Die Stellgröße bestimmt, wie hoch der elektronischen Pegelregelungssystems in vielen Fäl-Verstärker RS verstärkt. len gut verwenden. Neben den Vorteilen, die den

Die elektromagnetischen Speicher haben jedoch 65 vollelektronischen Pegelregelungssystemen allgemein den Nachteil, daß durch mechanische Abnutzung eigen sind, erhält man bei Aufbau eines solchen Syinfolge von Reibung u. dgl. die einzelnen Elemente stems mit Transfluxoren den weiteren Vorteil, daß in gewissen Zeitabständen auf ihre Betriebssicherheit der zuletzt vorhandene Speicherwert im Transfluxor

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gespeichert bleibt. Nachteilig ist jedoch, daß bei Aus- mögen infolge der Scherung zu beseitigen und das fall der Stromversorgung die Stellgröße vorübergehend ursprüngliche Speichervermögen wieder herzustellen, verloren wird, weil der zur Umwandlung des ge- Die Aufrichtung dieser Hystereseschleife geschieht speicherten Flußzustandes in dem als Stellgröße ver- dann dadurch, daß ein zweischenkliger Magnetkern wendeten Ausgangsstrom erforderliche Generator 5 mit Luftspalt verwendet wird, wobei im Luftspalt ein ausfällt. Weiterhin kann der als Stellgröße wirkende Hallgenerator ganz bestimmten Halbleitermaterials Strom seiner Wechselstromanteile wegen gerade in verwendet wird, wobei der Hallstrom einer Rück-Trägerfrequenzsystemen und Funksystemen nicht kopplungswicklung am Drosselkern zugeführt ist.
immer unmittelbar verwendet werden. Außerdem ist Es wird bei dieser bekannten Anordnung also von in sehr vielen Fällen vor allem bei der Verstärkungs- io der Aufgabe ausgegangen, kleine und gleichmäßige regelung ein mechanisches Element wie z. B. ein Verstellstufen erreichen zu können, wobei bereits vor-Widerstand als Stellglied erforderlich. Die beiden ausgesetzt wird, daß der maximale Induktionsbereich letztgenannten Nachteile lassen sich mittels fremd- des Magnetkerns ausgenutzt werden kann,
geheizter Heißleiter vermeiden. Der Heißleiter wird Setzt man jedoch anstelle des HALL-Elements dann vom Ausgangsstrom des Transfluxors geheizt, 15 eine Feldplatte in den Luftspalt, wie aus der deut- und sein Widerstand beeinflußt die Gegenkopplung sehen Auslegeschrift 10 43 393 bekannt, so braucht des Verstärkers. Häufig ist es aber unerwünscht, daß man einen Viellochmagnetkern ähnlich dem Transein durch den Heißleiter unvermeidbarer zusätzlicher fluxor, um statt des einen extremen Flußwertes den Temperatureinfluß in die Regelstrecke gebracht wird. Wert null im Luftspalt erzeugen zu können. Auch

Für diesen Fall kann man anstelle eines Heiß- 20 dieser Speicher kann nur binär verwendet werden,

leiters ein Element mit Eigenschaften verwenden, die Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen gegenüber

denen eines Widerstandes ähneln, nämlich dem den bekannten Transfluxorspeichern verbesserten

HALL-Generator einem Halbleiter, der eine Span- Magnetkernspeicher für vollelektronische Pegelrege-

nung liefert, die das Produkt einer magnetischen In- lungssysteme zu schaffen.

duktion und eines elektrischen Stromes ist. Ein sol- 25 Der integrierende Magnetkernimpulsspeicher wird

ches HALL-Element läßt, wie in der Zeitschrift Ar- gemäß der Erfindung derart ausgebildet, daß der

chiv für Elektronik, Jahrgang 43, 1957, Heft 1, S. 1 Magnetkern aus drei in einer Ebene liegenden Schen-

bis 15, beschrieben, sich auch als Vierpol in einen kein besteht, von denen mindestens einer, vorzugs-

Verstärker einbauen, und die Verstärkung kann mit- weise ein Außenschenkel, eine Wicklung aufweist und

tels eines Elektromagneten geregelt werden. Für den 30 daß ein anderer Schenkel, vorzugsweise der Innen-

Einsatz bei Trägerfrequenzverstärkern ist diese Lö- schenkel, einen Luftspalt besitzt, in welchem in ihren

sung jedoch häufig ungünstig, weil das HALL-EIe- elektrischen Werten veränderbare magnetfeldabhän-

ment einen hohen Klirrfaktor besitzt. gige Widerstände angeordnet sind, von denen min-

Aus diesem Grunde verwendet man neuerdings so- destens einer derart in einem der Stromkreise der genannte Feldplättchen, die nur einen sehr niedrigen 35 jeweils als Steuerwicklung verwendeten Wicklung einKlirrfaktor aufweisen. Sie bestehen aus dem gleichen geschaltet ist, daß die durch zu speichernde Span-Halbleitermaterial wie HALL-Generatoren, sind aber nungsimpulse verursachten Flußänderungen unab-Zweipole, deren Widerstand r, wie in F i g. 2 gezeigt, hängig von der jeweiligen Speichereinstellung sind, von der einwirkenden Induktion B etwa in der Form Durch diese Maßnahmen wird unter Vermeidung

1 ι = R+aB-l· bB* ⁴° ^^er ^^{en vorstenen(}^^en Speicheranordnungen anhaf-

' ' tenden Nachteile erreicht, daß der Magnetkernspei-

abhängt. Mittels einer von einem Elektromagneten eher die zuletzt eingegebene Stellgröße beibehält und beeinflußten Feldplatte, die an geeigneter Stelle in daß diese auch bei Stromausfall in der Regeleinricheinen Vierpol eingesetzt ist, kann man, wie bereits in rung in der Regelstrecke wirksam bleibt. Mit Hilfe der Patentanmeldung S 80 672 VHI a/21 a 2 vorge- 45 dieses Magnetkernspeichers lassen sich in einfacher schlagen, dessen Übertragungsmaß ohne störende Weise vollelektronische Pegelregelungssysteme aufmechanische Kontaktgabe regeln. Soll die Einstellung bauen. Gegenüber Transfluxorspeichern spart man gespeichert werden, so kann man dazu einen durch ein besonderes Stellglied, und die die Übertragung bei Motorantrieb mehr oder weniger genäherten Dauer- Trägerfrequenzsystemen störenden Frequenzen wermagneten benutzen. Eine derartige Lösung arbeitet 50 den vermieden. Ferner läßt sich der bei Transfluxoraber mehr mit mechanischen Teilen, die ja gerade speichern notwendige Treibergenerator vermeiden, ausgeschlossen bleiben sollen. wodurch sich ein besonderes Zubehör zur Betreibung

Es ist auch aus der Patentanmeldung N 11138 eines derartigen Speichers erübrigt. Die Regelung VIII a/21 a 1 und der deutschen ' Patentschrift selbst kann mit wesentlich weniger Leistung durch-10 68 302 bekannt, einen Ringkern aus Magnetmate- 55 geführt werden. Durch die Verringerung der Gesamtrial mit Rechteckhysterese mit einem Luftspalt zu zahl der wirksamen Elemente im Speicher selbst wird versehen und in diesen ein HALL-Element einzu- die Störanfälligkeit verringert und die Schaltungssetzen. Der Luftspalt verschlechtert jedoch die Spei- technik vereinfacht. Der erfindungsgemäße Magnetchereigenschaften der Anordnung so erheblich, daß kernspeicher ist daher bei Trägerfrequenz- und Funknur die zwei extremen Flußwerte sicher gespeichert 60 systemen viel besser geeignet als alle bisher bekannwerden können. Der Speicher ist also binär. ten Speicheranordnungen.

Außerdem tritt, wie in der deutschen Patentschrift In weiterer Ausgestaltung der Erfindung läßt sich

10 68 302, Spalte 1, Zeilen 33 bis 38, ausgeführt ist, der Magnetkernspeicher auch derart ausbilden, daß der wesentliche Nachteil auf, daß wegen der Sehe- der eine magnetfeldabhängige Widerstand mit seinem rung der Hysteresisschleife auch dieses Speicherver- 65 einen Ende über einen elektronischen Schalter, insmögen binärer Art nur zu einem Teil ausnutzbar ist. besondere eine Halbleiterdiode, an einen Stellwert-

In dieser Patentschrift wird daher nunmehr von der prüfer und mit seinem anderen Ende sowohl an dem Aufgabe ausgegangen, das reduzierte Speicherver- Abgriff der mit einer Anzapfung versehenen Steuer-

wicklung als auch mit einem dem Speicher zugeordneten Schaltglied eines elektronischen Verteilers liegt, daß die Steuerwicklung über elektronische Schalter, insbesondere Halbleiterdioden, mit einer Auswertschaltung und diese mit dem Stellwertprüfer verbunden ist, und daß der magnetfeldabhängige Widerstand vom Stellwertprüfer aus mit eingeprägtem Strom gespeist ist. Die Auswertschaltung und der Stellwertprüfer können für mehrere Speicher gemeinsam angeordnet und über einen Verteiler, insbesondere einen Wähler, an die einzelnen Speicher angeschaltet sein. Eine derartige Ausführung eignet sich besonders dann, wenn die Korrektur mehrerer Speicher zentral gesteuert werden soll.

Soll die Korrektur für jeden Speicher einzeln vorgenommen werden, so kann der Magnetkernspeicher auch derart ausgebildet sein, daß einer der magnetfeldabhängigen Widerstände in ein Korrekturglied eingeschaltet ist, das zwischen die Spannungsquelle und die zugeordnete Steuerwicklung geschaltet ist. Außerdem läßt sich das Korrekturglied derart aufbauen, daß es einen ersten hochohmigen Widerstand enthält, der zwischen dem z. B. von einem Wähler einer Wählerebene betätigten Schaltglied und dem Verbindungspunkt eines zweiten Widerstandes mit dem magnetfeldabhängigen veränderbaren Widerstand liegt, und daß dieser Halbleiter andererseits mit dem einen Ende der Steuerwicklung und einem elektronischen Schalter, insbesondere einer Halbleiterdiode, verbunden ist, der an eine Klemme einer Spannungsquelle führt, deren Impulse den Fluß im Mittelschenkel erhöhen, und daß der zweite Widerstand mit dem anderen Ende der Steuerwicklung und einem elektronischen Schalter verbunden ist, der an eine Klemme einer Spannungsquelle führt, deren Impulse den Fluß im Mittelschenkel verringern, und daß der zweite ohmsche Widerstand und der magnetfeldabhängige Widerstand so, bemessen sind, daß ihre Widerstandswerte bei mittlerer Einstellung des Speichers gleich groß sind.

Die Erfindung kann auch so ausgestaltet sein, daß der mittlere Schenkel einen Querschnitt hat, der etwa gleich der Summe der Querschnitte der Außenschenkel ist. Als Magnetmaterial läßt sich dabei ein Material verwenden, bei dem das Verhältnis der mit der Permeabilitätskonstanten multiplizierten Koerzitivfeldstärke zur Sättigungsinduktion mindestens dem Verhältnis der Luftspaltdicke zur Eisenweglänge in einer Hälfte des Magnetkernes gleich ist.

Der eine Außenschenkel des Magnetkerns kann eine Kompensationswicklung aufweisen, die mit den entsprechenden Steuerwicklungen des anderen Außenschenkels jeweils in Reihe geschaltet sind und deren Durchflutung so gerichtet und bemessen ist, daß der Fluß im einen Außenschenkel immer seinen Sättigungswert behält. Ferner läßt sich der eine Außenschenkel mit einer Kurzschlußwicklung versehen, deren Windungszahl und Wicklungswiderstand so bemessen sind, daß im zugeordneten Schenkel keine Flußänderung während der Dauer eines Spannungsimpulses an einer Steuerwicklung des anderen Schenkels möglich ist.

Einer der magnetfeldabhängigen Widerstände kann dabei in einem Vierpol zur Einstellung des Übertragungsmaßes angeordnet sein. Einer der magnetfeldabhängigen Widerstände kann auch mit einem Anzeigegerät, insbesondere einem Spannungsmesser, verbunden sein.

An Hand der Ausführungsbeispiele nach den Fig. 3, 6, 8, 9 und 10 sowie der Skizze nach Fig. 4 und der Diagramme nach den F i g. 5 und 7 wird die Erfindung näher erläutert.

Ein Magnetkern, mit dem man die Induktion im Luftspalt zwischen Null und dem Sättigungswert variieren kann, hat nach F i g. 3 die drei Schenkel 7, 8 und 9. Die beiden äußeren Schenkel und die Joche des Kernes 1 haben den gleichen Querschnitt und tragen die Steuerwicklungen 2 und 3. Der Mittelschenkel 8 ist etwa so stark wie die Querschnittsumme der Außenschenkel. Er enthält den Luftspalt 4 für mindestens zwei Feldplatten S und 6.

Die Induktion im Luftspalt 4 wird nur durch Flußänderung in einem Außenschenkel, z. B. 7, gesteuert. Im anderen Außenschenkel 9 bleibt der Fluß immer in gleicher Richtung erhalten. Das ist bei Material mit »Rechteck-Hysterese« trotz der im Luftspalt 4 auftretenden Feldstärke möglich. Ein ausreichend langer Spannungsimpuls an der Steuerwicklung 2 erzeugt je nach Polarität die beiden in F i g. 4 gezeigten extremen Flußzustände im Kern. Man kann den Zustand nach F i g. 4 a in Aanalogie zum Transfluxor als »eingestellt« bezeichnen, weil der Maximalwert der Induktion im Luftspalt wirksam ist. Der Widerstand der Feldplatten ist hierbei am größten. Bei umgedrehtem Fluß im Schenkel 7 ist der Kern nach Fig. 4b »blockiert«: Die Induktion im Luftspalt 4 ist Null und der Widerstand der Feldplatten ein Minimum.

Wie schon angedeutet, verschlechtert ein Luftspalt die Speichereigenschaften eines Magnetkernes infolge der »Scherung« der Magnetisierungskurve. Sie ist nicht mehr — wie in F i g. 5 gestrichelt angedeutet — rechteckig, sondern zu einem Parallelogramm verschoben. Um die Wirkung des Luftspaltes zu erläutern, genügt es, den halben Kern zu betrachten (F i g. 5), denn man kann sich den Dreischenkelkern in der Mitte gebrochen und zusammengeklappt denken. Ein Kern mit der Eisenweglänge l_E und der Induktion B erzeugt in einem Luftspalt der Dicke l_L die Feldstärke

_H_ B-l_L

wenn der Luftspalt so schmal ist, daß Streuflüsse vernachlässigt werden können. Um den Betrag dieser Feldstärke Η wird die zuvor rechteckige Kurve B = f (H) verschoben. Wenn nun bei der ausgezogenen Kurve nach F i g. 5 trotz der Scherung die Sättigungsinduktion B_s im Remanenzzustand (H = 0) erreicht werden soll, so darf der Punkt α' der gestrichelten Kurve höchstens um den Betrag der Koerzitivfeldstärke H_c in den Punkt α verschoben werden. Damit gilt für die Bemessung des Kernes und die Wahl der Materialkennwerte B_s und H_c:

Die Kurve nach Fig.5 gilt auch für die Anordnung nach F i g. 6 zur Ansteuerung eines Dreischenkelkernes, wenn man senkrecht den Fluß im Mittelschenkel und waagerecht die Durchflutung in der Steuerwicklung mit η Windungen anschreibt (F i g. 7).

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Die Durchführung η · i ist vom jeweiligen Fluß ab- sam machen, indem man eine Wicklung 3 auf dem hängig, und sie bestimmt damit auch den Strom /, Ruheschenkel benutzt: Die Wicklung wird entweder der bei einem angelegten Spannungsimpuls U₀ · t_s mit der Steuerwicklung so in Reihe geschaltet, da£ fließt. Der Spannungsimpuls ist so kurz bemessen, ihre Durchflutung der störenden Feldstärke entgeger daß er nur eine kleine Flußänderung im Mitteischen- 5 und in Richtung des Ruheflusses wirkt (vgl. F i g. 9). kel erzeugt. Sie sollte stets gleich groß sein, welcher oder, wie in F i g. 6 gezeigt, einfach kurzgeschlosser. Flußzustand auch immer herrschen mag. Da aber der (K). Da die Steuerimpulse nur kurz sind, verhindert Strom ζ im unvermeidlichen Widerstand R des der Kurzschluß die während der Impulszeit stören-Steuerkreises einen Spannungsabfall verursacht, den Einflüsse auf den Ruheschenkel,
durch den am Kern nur die Spannung io Wie schon vorstehend erwähnt, werden Speicher

bei Regelungseinrichtungen mit Wählerbetrieb nach

u = U₀~i-R miti = /(Φ) Fig. 1 gebraucht. Dabei ist jeder Regelstrecke ein

Speicher zugeordnet, der einerseits vom Wähler auswirksam ist, ist die vom Impuls U₀ · t_s erzeugte Fluß- gesucht, andererseits vom zentralen Teil her eingeänderung Δ Φ vom jeweiligen Flußzustand abhängig. 15 stellt wird. F i g. 8 zeigt den Magnetspeicher 1 in die-F i g. 7 zeigt diese Auswirkung der Scherung an zwei sem Einsatzfall: Der leitende Transistor T der zuge-Beispielen. Unter der Kurve Φ (η · i) ist der jeweils ordneten Wählerstufe bestimmt, welcher Speicher gleiche Spannungsimpuls U₀ ■ t_s abgebildet, von dem verstellt werden soll, indem er den Punkt 10 erdet, aber wegen des Spannungsabfalles im Steuerkreis nur Die zentrale Auswertung 16 gibt am Punkt 12 oder die durch Schraffur begrenzte Fläche flußändernd 20 13 einen negativen Spannungsimpuls, der über die wirksam ist. Da sie bei F i g. 7 a mit F1 viel größer Diode D 1 oder D 2 auf die ab- oder aufmagnetisieist als bei F i g. 7 b mit F 2, ist die proportionale rende Wicklung 2 α oder 2 b des vorbestimmten Spei-Flußänderung Δ Φ1 größer als Δ Φ 2. Die Folge ist: chers gelangt. Die Feldplatte 6 ist das Stellglied der Je größer der Fluß im Luftspalt wird, der eine ent- Regelstrecke, die durch den an 11 liegenden Widersprechende auf die Feldplatten wirkende Induktion 25 standswert beeinflußt wird. Die Feldplatte 5 ist über bewirkt, um so kleiner werden die fiußsteigernden die Diode D 3 auf den Stellwertprüfer 17 des zen- und um so größer die flußsenkenden Schritte, wenn tralen Teiles durchgeschaltet und von dort mit einman gleiche Spannungsimpulse U₀ ■ t_s voraussetzt. geprägtem Strom versorgt. Damit ist die am Punkt

Die Ungleichmäßigkeit der flußändernden Schritte 14 anstehende und vom Instrument 18 angezeigte engt die Einsatzfähigkeit des Speichers in Regelein- 30 Spannung ein Maß für die Speichereinstellung. Eine richtungen erheblich ein, denn wählt man den Im- dieser Einstellung entsprechende Größe geht vom puls U₀ · t_s zu klein, so erreicht der Speicher nicht Stellwertprüfer an die Auswertung 16. Diese mischt die extremen Speichereinstellungen, and macht man die dem Fluß des Speichers entsprechende Größe in U₀ · t_s so groß, daß die extremen Einstellungen er- geeigneter Weise mit den durch die Regelabweichung reicht werden, dann werden die Schritte beim Ver- 35 vorgegebenen Impulsen, so daß am Magnetspeicher lassen einer extremen Einstellung so groß, daß die Flußänderungen entstehen, die nur der Regelab-Regelung womöglich unstabil arbeitet. weichung 15 proportional sind und nicht vom je-

Da die Schritte bei Verwendung gleicher Ansteuer- weiligen Flußzustand abhängen.

impulse vom Flußzustand beeinflußt werden, kann Im Gegensatz zu der beschriebenen zentral ge-

man sie nur korrigieren, wenn man den jeweiligen 40 steuerten Korrektur durch den Stellwertprüfer gibt Fluß Φ kennt und zur Beeinflussung des wirksamen F i g. 9 ein Beispiel für den Ausgleich der Flußein-Impulses heranzieht: Eine der Feldplatten im Luft- wirkung durch ein dem Speicher zugeordnetes Korspalt kennzeichnet mit ihrem Widerstand den Fluß- rekturglied KG. Außerdem ist die bei F i g. 6 vorgezustand. Man -kann sie auf zweierlei Weise zur Kor- sehene Kurzschlußwicklung K auf dem Ruheschenkel rektur benutzen, indem ihr Widerstand den Impuls- 45 hier durch die Kompensationswicklung 3 ersetzt, die generator so beeinflußt, daß die Spannungszeitfläche der Steuerwicklung 2 in Reihe geschaltet ist. Die um den Betrag vergrößert wird, den der durch den Diode D schließt die Kompensationswicklung kurz, Strom / verursachte Spannungsabfall ausmacht, oder wenn ein in Blockierrichtung wirkender Spannungsindem sie wie bei der vorliegenden Erfindung so mit impuls angelegt ist, denn dabei wird die Wicklung 3 Steuerwicklungen zusammen geschaltet wird, daß die 50 nicht gebraucht. Die Feldplatte 5 ist mit ihrem vom wirksame Spannung« unabhängig vom Fluß kon- Fluß abhängigen Widerstand in das Korrekturglied stant bleibt. KG einbezogen. Sie sorgt dafür, daß die an der

Zur Flußänderung im Mittelschenkel entsprechend Steuerwicklung wirksame Spannung u nur von der F i g. 3 wurde vorausgesetzt, daß nur der Fluß im Generatorspannung und nicht vom Fluß im Speicher »Steuerschenkel« 7 verändert wird, während der im 55 abhängt.

»Ruheschenkel« 9 unverändert erhalten bleibt. Wie Das dem Speicher zugeordnete Korrekturglied

man F i g. 4 entnehmen kann, muß aber auf den Fluß kann nach F i g. 10 auch im Wählerbetrieb benutzt des Schenkels 9 dann eine ändernde Feldstärke ein- werden, bei dem unipolare Impulse zu verarbeiten wirken, wenn der Speicher stärker eingestellt wird. sind, die an einem der beiden Punkte 12 oder 13 ent-Nach der Magnetisierungskurve von Fig.5 muß 60 stehen. Wie schon erwähnt, muß ein flußsteigender nämlich die Feldstärke, welche den Fluß im Sehen- Impuls gerade umgekehrt behandelt werden, wie ein kel 7 ändert, um so eher den zur Magnetisierung des bei gleichem Flußzustand angelegter flußsenkender Schenkels 9 nötigen Wert erreichen, je mehr man Impuls. Das aus den Widerständen 19 und 20 und sich der vollen Einstellung nähert. Vor der vollen der Feldplatte 5 bestehende Korrekturglied genügt Auswirkung dieser Störfeldstärke schützen zwar der 65 etwa diesen Anforderungen, wenn bei der mittlerer Nebenschluß durch den Mittelschenkel und die kurze Einstellung des Speichers die Widerstandswerte vor Dauer f_s des Steuerimpulses. Man kann aber die 5 und 19 gleich sind. Der Widerstand 20 hat einen se Störfeldstärke auf zwei Wegen noch besser unwirk- hohen Wert, daß aus Spannungsimpulsen der Quellt

16 solche eingeprägten Stromes werden. Die Wirkung der Glieder Dl, D 2 und T ist die gleiche wie bei F i g. 8.

Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Bei einem flußerhöhenden Spannungsimpuls U₀ am Punkt 13 erzeugt der über den Widerstand 20 eingeprägte Strom an der Feldplatte 5 eine Speisespannung, die mit dem vorhandenen Flußzustand wächst. Das gleiche gilt aber auch für den Spannungsabfall am Widerstand 19, der vom Strom /" erzeugt wird. Die Differenz dieser beiden mit dem Fluß wachsenden Spannungen ist annähernd konstant und liegt an der Steuerwicklung 2. Ein flußsenkender Spannungs-

impuls am Punkt 12 erzeugt am Widerstand 19 eine Spannung, welche die Reihenschaltung der Wicklung 2 mit der Feldplatte 5 speist. Deren Widerstand steigt stärker mit dem Fluß als der Strom i sinkt, so daß der Spannungsabfall an der Feldplatte 5 mit dem Fluß wächst. Das gleiche gilt auch diesmal für den Spannungsabfall am Widerstand 19: Er wächst mit dem ihn durchfließenden Strom, der die Differenz des über den Widerstand 20 eingeprägten und des ίο mit wachsenden Fluß sinkenden Stromes i ist. Die Spannung an der Wicklung 2 ist also auch hier die annähernd konstante Differenz zweier mit dem Fluß wachsender Spannungen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Integrierender Magnetkernimpulsspeicher aus Kernmaterial mit annähernd rechteckförmiger Magnetisierungskurve sowie einem Magnetkern mit Luftspalt, in dem ein Halbleiterelement angeordnet ist, welches im Stromkreis einer auf dem Magnetkern aufgebrachten Wicklung liegt, wobei auf dem Magnetkern eine weitere mit der Steuerspannung verbundene Wicklung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (1) aus drei in einer Ebene liegenden Schenkeln (7, 8, 9) besteht, von denen mindestens einer, vorzugsweise ein Außenschenkel (7,9), eine Wicklung (2,3) aufweist und daß ein anderer Schenkel, vorzugsweise der Innenschenkel, einen Luftspalt besitzt, in welchem in ihren elektrischen Werten veränderbare magnetfeldabhängige Widerstände angeordnet sind, von denen mindestens einer (5) derart in einem der Stromkreise der jeweils als Steuerwicklung verwendeten Wicklung (2) eingeschaltet ist, daß die durch zu speichernde Spannungsimpulse verursachten Flußänderungen unabhängig von der jeweiligen Speichereinstellung sind.

. .. 2. Integrierender Magnetkernimpulsspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine magnetfeldabhängige Widerstand (5) mit seinem einen Ende über einen elektronischen Schalter, insbesondere eine Halbleiterdiode (D 3), an einen Stellwertprüfer (17) und mit seinem anderen Ende sowohl an dem Abgriff der mit einer Anzapfung versehenen Steuerwicklung (2) als auch mit einem dem Speicher zugeordneten Schaltglied (T) eines elektronischen Verteilers liegt, daß die Steuerwicklung (2) über elektronische Schalter, insbesondere Halbleiterdioden (D 1, D 2), mit einer Auswertschaltung (16) und diese mit dem Stellwertprüfer (17) verbunden ist, und daß der magnetfeldabhängige Widerstand (5) vom Stellwertprüfer (17) aus mit eingeprägtem Strom gespeist ist. _;

3. Integrierender Magnetkernimpulsspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung (16) und der Stellwertprüfer (17) für mehrere Speicher gemeinsam angeordnet und über einen Verteiler, insbesondere einen Wähler, an die einzelnen Speicher angeschaltet sind.

4. Integrierender Magnetkernimpulsspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der magnetfeldabhängigen Widerstände (5) in ein Korrekturglied (KG) eingeschaltet ist, das zwischen die Impulsspannungsquelle (G) und die zugeordnete Steuerwicklung (2) geschaltet ist.

5. Integrierender Magnetkernimpulsspeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrekturglied einen ersten hochohmigen Widerstand (20) enthält, der zwischen dem z. B. von einem Wähler der jeweiligen Wählerstufe betätigten Schaltglied (T) und dem Verbindungspunkt eines zweiten Widerstandes ^19) mit dem magnetfeldabhängigen Widerstand (5) liegt, und daß dieser Widerstand (5) andererseits mit dem einen Ende der Steuerwicklung (2) und einem elektronischen Schalter, insbesondere einer Halbleiterdiode (Dl), verbunden ist, der an eine Klemme (13) einer Spannungsquelle führt, deren Impulse den Fluß im Mittelschenkel erhöhen, und daß der zweite Widerstand (19) mit dem anderen Ende der Steuenvicklung (2) und einem elektronischen Schalter (D 1) verbunden ist, der an eine Klemme (12) einer Spannungsquelle führt, deren Impulse den Fluß im Mittelschenkel verringern, und daß der zweite ohmsche Widerstand (19) und der magnetfeldabhängige Widerstand (5) so bemessen sind, daß ihre Widerstandswerte bei mittlerer Einstellung des Speichers gleich groß sind.

6. Integrierender Magnetkernimpulsspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Schenkel (8) einen Querschnitt hat, der etwa gleich der Summe der Querschnitte der Außenschenkel (7, 9) ist.

7. Integrierender Magnetkernimpulsspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetmaterial verwendet ist, bei dem das Verhältnis der mit der Permeabilitätskonstanten («₀) multiplizierten Koerzitivfeldstärke (H_c) zur Sättigungsinduktion (B_s) mindestens dem Verhältnis der Luftspaltdicke (l_L) zur Eisenweglänge (l_E) in einer Hälfte des Magnetkernes gleich ist.

8. Integrierender Magnetkernimpulsspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Außenschenkel (9) Kompensationswicklungen (3) aufweist, die mit den entsprechenden Steuerwicklungen (2) des anderen Außenschenkels (7) jeweils in Reihe geschaltet sind und deren Durchflutung so gerichtet und bemessen ist, daß der Fluß im Außenschenkel (9) immer seinen Sättigungswert behält.

9. Integrierender Magnetkernimpulsspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Außenschenkel (9) mit einer Kurzschlußwicklung (K) versehen ist, deren Windungszahl und Wicklungswiderstand so bemessen sind, daß im zugeordneten Schenkel (9) keine Flußänderung während der Dauer (t_s) eines Spannungsimpulses an einer Steuerwicklung (2) des anderen Schenkels (7) möglich ist.

10. Integrierender Magnetkernimpulsspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der magnetfeldabhängigen Widerstände (6) klirrarm und in einem Vierpol zur Einstellung des Übertragungsmaßes angeordnet ist.

11. Integrierender Magnetkernimpulsspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der magnetfeldabhängigen Widerstände (5) mit einem Anzeigegerät, insbesondere einem Spannungsmesser, verbunden ist.