DE1524977C2 - Schaltungsanordnung zur Aussteuerung eines Festwertspeichers mit induktiven Koppelelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Festwertspeichers mit induktiven Koppelelementen, dessen Informationsmuster durch in eine Koppelelementmatrix eingefädelte Informationsdrähte festgelegt ist, die durch ihnen über Auswahlschalter zugeführte Abfragestromimpulse bestimmter Impulsdauer an jeweils einem Koppelpunkt der Koppelelementmatrix in einer Lesewicklung des an diesem Koppelpunkt vorhandenen Koppelelements Lesespannungsimpulse induzieren, welche mit einem über Auswahlschalter an die jeweilige Lesewicklung anschaltbaren Leseverstärker hinsichtlich ihrer Amplitude und/oder Polarität auswertbar sind.

Bekannte Festwertspeicher dieser Art haben verhältnismäßig aufwendige Ansteuer- und Auswerteschaltungen. Dieser Aufwand wird dadurch verursacht, daß während der Ansteuerung eines ausgewählten Informationsdrahtes mit einem Stromimpuls vorgegebener Impulsdauer auch Störspannungen in der Lesewicklung induziert werden, die beispielsweise durch Schwankungen der Speisespannungen und durch Kopplungen mit anderen Informationsdrähten bzw. durch kurzzeitige Schwingungsvorgänge über Streukapazitäten erzeugt werden können. Solche Störungen können durch besondere Stabilisierungsmaßnahmen oder durch Entkopplungselemente zwischen den Informationsdrähten und den Koppelelementen der Matrix allenfalls etwas verringert, jedoch nicht vermieden werden. Das für die induktiven Koppelelemente verwendete Magnetmaterial hat eine lineare Charakteristik und erzeugt somit keinen Schwellwert, der Störsignale während der Arbeitszeit, also nach dem Anstieg des jeweiligen Abfragestromimpulses durch ein als solches auszuwertendes »Umklappen« des Magnetmaterials unschädlich macht, wie es beispielsweise bei Schreib-Lesespeichern mit Magnetkernen mit rechteckförmiger Hystereseschleife der Fall ist. Deshalb können in den Lesewicklungen während und zwischen den in die Arbeitszeit fallenden Lesespannungsimpulsen Störspannungen induziert werden, die zu einem Fehlansprechen des Leseverstärkers führen. Die Leseverstärker sind bei den bekannten

induktiven Festwertspeichern deshalb als Differentialverstärker aufgebaut. Solche Verstärker sind bei sorgfältiger Einstellung gegenüber Änderungen ihrer Eingangsspannung oder der Betriebsspannung unempfindlich. Der Einfluß von Störsignalen wird durch ihre bipolare Arbeitsweise noch verringert. Hierzu müssen allerdings die Lesewicklungen bipolar, d. h. zweiteilig, ausgeführt sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand bekannter Ansteuerungsschaltungen herabzusetzen und hierzu den Einfluß von Störsignalen auf die Lesewicklungen während der Arbeitszeit eines Koppelelements so zu verringern, daß einfache unipolare Ansteuer- und Auswerteschaltungen und einfache Lesewicklungen verwendbar sind.

Eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß ein Abfragestromimpulsgenerator vorgesehen ist, der dreieckförmige Abfragestromimpulse mit einer der genannten Impulsdauer entsprechend langen und linear ansteigenden Flanke erzeugt.

Mit einem linearen Anstieg der Abfragestromimpulse während der vorgegebenen Impulsdauer wird erreicht, daß in den Lesewicklungen ein einziger Spannungsimpuls mit praktisch konstanter Amplitude induziert wird, dessen Länge mit derjenigen des Abfragestromimpulses praktisch übereinstimmt. Da der Abfragestromimpulsgenerator linear ansteigende Stromimpulse, also keine Spannungsimpulse erzeugt, ist der Verlauf des im jeweiligen Informationsdraht auf diese Weise eingeprägten Stroms in erster Linie von der Ausgangsimpedanz des Generators und nicht von der Impedanz des Informationsdrahtes abhängig. Somit ist die Erzeugung eines störungsfreien und amplitudenkonstanten Lesesignals gewährleistet, welches ein genau definiertes Ansprechen des Leseverstärkers sicherstellt. Insbesondere werden wilde Schwingungen infolge der Streukapazität und der Streuinduktivität des jeweiligen Informationsdrahtes vermieden, so daß Einschwingvorgänge zu Beginn des Abfrageimpulses weitestgehend ausgeschaltet sind und das Lesesignal nach einer sehr kurzen Zeitspanne zur Verfugung steht. Dadurch ist die Zugriffszeit gegenüber bekannten Anordnungen wesentlich verkürzt. Soweit Ausgleichsvorgänge bei Beginn und Ende des Abfragestromimpulses auftreten, haben sie eine sehr geringe Amplitude und infolge geringer Serienstreukapazität der Speicheranordnung und steiler Spannungsflanken eine kurze Dauer, die noch durch den langsamen Abfragestromanstieg und den damit verbundenen geringen Spannungssprung begünstigt wird. Da aber das induzierte Spannungssignal für die gesamte Dauer des Abfragestromimpulses zur Verfügung steht, ist trotz solcher Ausgleichsvorgänge eine einwandfreie und störungsfreie Auswertung gewährleistet.

Bei einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung ergeben sich hinsichtlich Störungsfreiheit infolge des konstanten und langen Lesesignals während des größten Teils der Arbeitszeit wesentlich günstigere Verhältnisse als bei den bekannten Ansteuerschaltungen, die nur Lesespannungsimpulse zu Beginn und am Ende des Abfragestromimpulses erzeugen. Es ist dadurch möglich, auf eine bipolare Arbeitsweise zu verzichten und einfache unipolare Anordnungen für die Auswertung vorzusehen. Dies macht sich besonders günstig im Hinblick auf den für den Leseverstärker erforderlichen Aufwand bemerkbar, da ein Differentialverstärker mit zugehörigen Einstell- und Abgleichelementen nicht benötigt wird.

Es ist zwar bereits bekannt, bei einem statischen Magnetkernspeicher mit Speicherkernen mit rechteckförmiger Hystereseschleife und einem durch alle Kerne gefädelten Leseleiter die beiden trapezförmigen Abfragestromimpulse für jeden Kern über eine integrierende Schaltung zu leiten und dadurch eine linear ansteigende Impulsflanke zu erzeugen. Dadurch können solche Störspannungsimpulse im Leseleiter abgeflacht bzw. mit einer konstanten Amplitude versehen werden, die durch reversible Magnetflußänderungen der nur mit einem Abfragestromimpuls beaufschlagten Speicherkerrie erzeugt werden, welche kein Kippen ihres Magnetisierungszustandes erfahren. Derartige reversible Magnetisierungsänderungen können jedoch nur während der Anstiegszeit und nicht während der Arbeitszeit der Abfrageimpulse auftreten, so daß ihre zeitliche Dauer zwar kürzer ist als die Dauer der durch das mit zwei koindizenten Abfrageimpulsen erzeugte Kippen im Leseleiter induzierten Spannung. Trotzdem können sie das Prüfen der gespeicherten Informationen über den Leseleiter erschweren. Eine gleichmäßigere Gestaltung der Störspannungen kahn zu einer besseren Kompensation ihrer Werte führen, die man bei Speiehern dieser bekannten Art durch wechselnden Fädelsinn des Leseleiters an den Speicherkernen erreicht. Bei einem Festwertspeicher mit linearen induktiven Koppelelementen liegen hingegen andere Verhältnisse vor. Hier werden keine Speicherkerne von einem in den anderen ausgezeichneten Remanenzzustand gekippt, sondern bereits die ansteigende Flanke der Abfrageimpulse liegt innerhalb der Arbeitszeit, in der das Lesesignal induziert wird. Auch ist kein Leseleiter vorhanden, der an allen Koppelelementen auftretende Störspannungsamplituden durch geeigneten Fädelsinn kompensiert. Die gemäß der Erfindung linear ansteigende Flanke des jeweiligen Abfragestromimpulses wird in ihrer vollen Länge zur Erzeugung eines entsprechend langen Arbeitssignals ausgenutzt. Dadurch werden Störimpulse abgeflacht und gleichzeitig die Amplitude der in den Lesewicklungen induzierten Spannung durch eingeprägten Abfragestrom konstant, d. h. »sauber« gehalten. Somit tritt ein Zeitraum, in dem bei ansteigender Flanke eines trapezförmigen Abfrageimpulses Störspannungen auftreten könnten, jedoch noch kein Arbeitswert erfaßt wird, nicht auf.

Mit einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird eine besonders hohe Störsicherheit erreicht, wenn die Ausgangsimpedanz des Abfragestromimpulsgenerators sehr groß gegenüber der Impedanz der jeweils zu speisenden Informationsdrähte ist. Dadurch wird die Unabhängigkeit des Stromverlaufs in den Informationsdrähten von deren Eigenschaften weiter verbessert.

In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens kann die Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Festwertspeichers so aufgebaut sein, daß der Abfragestromimpulsgenerator in seinem Arbeitsstromkreis eine Induktivität enthält, und daß in seinem Steuer-Stromkreis eine seinen Arbeitspunkt konstant haltende Vorspannung eingespeist wird, der rechteckförmige Steuerimpulse überlagert werden. Zweckmäßig enthält der Abfragestromimpulsgenerator dann einen Transistor in Emitterfolgerschaltung, dessen Emitter mit der Induktivität verbunden ist und in dessen Kollektorstromkreis die Informationsdrähte mit den zugehörigen Auswahlschaltereingängen angeordnet sind. Die Basis des Transistors kann mit einem Spannungsteiler ver-

bunden sein, in dem eine Zenerdiode angeordnet ist.

Eine weitere Verbesserung der Störsicherheit sowie eine Verringerung der an die Empfindlichkeit und die Verstärkung des Leseverstärkers zu stellenden Anforderungen sind dann gegeben, wenn die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung so getroffen ist, daß eine den Lesewicklungen zugeführte Bereitschaftsspannung so bemessen ist, daß sie um einen Betrag, der kleiner als die Amplitude der in den Lesewicklungen erzeugten Leseimpulse ist, unter der Ansprechschwelle des Lese-Verstärkers liegt. Es ist dann lediglich eine solche Amplitude der Leseimpulse erforderlich, die den genannten Betrag überschreitet. Dieser bzw. die Bereitschaftsspannung kann sehr klein bemessen werden, da Störspannungsimpulse durch die Verwendung der linear ansteigenden Abfrageimpulse ohnehin weitestgehend vermieden werden.

Ein besonders einfacher Aufbau der bei einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung verwendbaren unipolaren Schaltungsgruppen für den Leseteil ergibt sich, wenn die Bereitschaftsspannung durch einen gegebenenfalls mehreren Lesewicklungen zugeordneten Ansteuerimpulsgenerator erzeugt wird, der einen durch die den Lesewicklungen zugeordneten Auswahlschalter steuerbaren Schalttransistor enthält, welcher im leitenden Zustand die Lesewicklungen über eine in Durchlaßrichtung gepolte und einen Spannungsabfall in Höhe des genannten Betrages erzeugende Diode mit einem die Ansprechschwelle des Leseverstärkers bildenden Potential verbindet. Dabei kann der Leseverstärker einen Transistor zum Schalttransistor entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps aufweisen, dessen Basis-Emitter-Spannung der Durchlaßspannung der Diode entspricht.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren beschrieben. Es zeigt

Fig.I den Ansteuerteil für die Informationsdrähte innerhalb einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung,

F i g. 2 die Schaltung des Abfrageimpulsgenerators und

F i g. 3 den Leseteil mit Lesewicklungen und Leseverstärker innerhalb einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung.

In F i g. 1 sind mehrere Informationsdrähte li, I2 ... I4 dargestellt, die in bekannter Weise durch eine Stabkernmatrix gefädelt sein können, wobei der Fädelsinn in Abhängigkeit von dem zu speichernden Wert an den einzelnen Koppelpunkten unterschiedlich gewählt ist. Die Auswahl- bzw. Adreßsignale für den jeweils gewünschten Informationsdraht werden an Eingänge 2i, 22, 23, 24 und 3i, 32, 33, 34 je einer Entschlüsselungsmatrix gelegt. Die Entschlüsselungsmatrizen bereiten den Leitungsweg durch den jeweils ausgewählten Informationsdraht vor, so daß ein am Eingang 4 auftretender Abfragestromimpuls l(t) durch den jeweils ausgewählten Informationsdraht fließt. Zur Entkoppelung der Informationsdrähte gegeneinander dienen in üblicher Weise Dioden 5.

F i g. 2 zeigt den Aufbau eines taktgesteuerten Abfrageimpulsgenerators. Er enthält als aktives Element einen Transistor 6, in dessen Emitterzuführung eine Induktivität 7 eingeschaltet ist. Parallel zu dieser Induktivität 7 ist ein Widerstand 8 und parallel zu diesem gegebenenfalls ein Kondensator 9 vorgesehen. Widerstand 8 und Kondensator 9 sind über eine Diode 10, die in Sperrichtung des Emitterstroms des Transistors 6 gepolt ist, an die Induktivität 7 angeschaltet. Die Basisspannung des Transistors 6 ist durch eine Zener-Diode 11 stabilisiert. Im Kollektorstromkreis' des Transistors 6 ist für den Fall des fehlenden Steuertaktes eine Schutzschaltung aus einem Kondensator 12 und einem Widerstand 13 vorgesehen. Der Anschlußpunkt 14 ist mit dem Anschlußpunkt 4 der Entschlüsselungsmatrix nach F i g. 1 verbunden, während der Anschlußpunkt 15 mit dem Anschlußpunkt 16 verbunden ist. An den Anschlußpunkt 17 ist eine Steuertaktspannung U(t) angeschaltet, die mit jedem Taktimpuls den Transistor 6 in seinen leitenden Zustand versetzt.

Durch die Induktivität 7 wird ein nahezu linearer Stromanstieg der Abfragestromimpulse I(t) erreicht. Bei Ende eines jeden Taktimpulses U(t) fällt die Rückflanke des entsprechenden Abfragestromimpulses l(t) sehr steil ab. Die in der Induktivität 7 gespeicherte Energie wird dabei auf den Kondensator 9 übertragen, der sich über den Widerstand 8 entlädt. Die durch dieses /?C-Glied erzeugte Zeitkonstante bestimmt die Erholzeit der Schaltung. Wenn möglichst pausenlos Abfragestromimpulse geliefert werden sollen, müssen zweckmäßigerweise zwei Generatoren in alternierender Arbeitsweise vorgesehen sein.

In Fig.3 ist der Leseteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dargestellt. Die Lesewicklungen 18 sind zeilenweise an eine Ansteuerstufe 19 und spaltenweise an einen Leseverstärker 25 angeschaltet. Eine Zeilenleitung 26 für die Lesewicklungen 18 einer Zeile ist in Verbindung mit zwei Lesewicklungen I81 und I82 dargestellt. Die Zeilenleitung 26 ist mit einem Zeilen-Ansteuertransistor 19 verbunden. Dieser ist ein PNP-Transistor, dessen Kollektor an der Zeilenleitung 26 liegt. An der Basis erscheinen über eine Leitung 20 die Ansteuersignale einer Entschlüsselungsmatrix 21. Weitere Leitungen 2Oi, 2O2 und 2O3 führen zu weiteren Ansteuertransistoren. Der Emitter des Transistors 19 liegt. an einer gegenüber dem Potential der Bezugsspannungsleitung 22 positiven Vorspannung, die durch die Vorwärtsspannung einer Diode 23 bestimmt ist.

Die Lesewicklungen einer Spalte sind über Entkopplungsdioden 24i, 242, 243, 244 mit einem Lesetransistor 25 verbunden. Dieser hat einen zum Transistor 19 entgegengesetzten Leitungstyp, ist also ein NPN-Transistor. Sein Emitter liegt unmittelbar an der Bezugsspannungsleitung 22. Der Lesetransistor 25 ist normalerweise gesperrt, ebenso der Ansteuertransistor 19.

Wenn an die Entschlüsselungsmatrix 21 ein Adreßsignal angelegt wird, wird der jeweils angewählte Ansteuertransistor, beispielsweise der Transistor 19, leitend, so daß auf der Zeilenleitung 26 ein Ansteuerimpuls E(t) erscheint. Die Spannungshöhe dieses Ansteuerimpulses erreicht, wenn die Vorwärtsspannung der Diode 23 weitgehend der Basis-Emitter-Spannung des Transistors 25 entspricht, nur nahezu die Höhe des Potentials der Bezugsspannungsleitung 22, so daß der Lesetransistor 25 gesperrt bleibt. Wenn in diesem Vorbereitungszustand der Lesewicklung I81 durch einen ihr zugeordneten Informationsdraht ein Abfragestromimpuls fließt und der Informationsdraht um den betreffenden Stabkern im Sinne der Speicherung eines »1 «-Wertes herumgeführt ist, wird in der Lesewicklung I81 ein positiver Leseimpuls R(t) induziert. Dadurch steigt die Basisspannung des Lesetransistors 25 auf einen über dem Potential der Bezugsspannungsleitung 22 liegenden positiven Wert an, so daß am Kollektor ein Ausgangsimpuls A(t) erscheint. Ist der Informationsdraht um den betreffenden Stabkern im Sinne der Speicherung eines »O«-Wertes herumgeführt, so wird die Basisspannung des Transistors 25 negativer und er

bleibt gesperrt.

Durch die Festlegung der Ansprechschwelle des Lesetransistors 25 in der beschriebenen Weise ergibt sich in Verbindung mit einem linearen Anstieg des jeweiligen Abfragestromimpulses ein hinsichtlich Einsetzen und Dauer genau definiertes Lesesignal. Für die An-

steuerstufe und den Leseverstärker ist bei Verwendung komplementärer Transistoren eine außerordentlich geringe Anzahl von Schaltelementen erforderlich, insbesondere entfallen zusätzliche Entkoppelungsschaltelemente.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

509 685/22

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Festwertspeichers mit induktiven Koppelelementen, dessen Informationsmuster durch in eine Koppelelementmatrix eingefädelte Informationsdrähte festgelegt ist, die durch ihnen über Auswahlschalter zugeführte Abfragestromimpulse bestimmter Impulsdauer an jeweils einem Koppelpunkt der Koppelelementmatrix in einer Lesewicklung des an diesem Koppelpunkt vorhandenen Koppelelements Lesespannungsimpulse induzieren, welche mit einem über Auswahlschalter an die jeweilige Lesewicklung anschaltbaren Leseverstärker hinsichtlich ihrer Amplitude und/oder Polarität auswertbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abfragestromimpulsgenerator (6 bis 17) vorgesehen ist, der dreieckförmige Abfragestromimpulse [/(t)] mit einer der genannten Impulsdauer entsprechend langen und linear ansteigenden Flanke erzeugt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsimpedanz des Abfrageimpulsgenerators (6 bis 17) sehr groß gegenüber der Impedanz der jeweils zu speisenden Informationsdrähte (1) ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfrageimpulsgenerator (6 bis 17) in seinem Arbeitsstromkreis eine Induktivität (7) enthält und daß in seinem • Steuerstromkreis eine seinen Arbeitspunkt konstant haltende Vorspannung (über 11) eingespeist wird, der rechteckförmige Steuerimpulse [U(tJ] überlagert werden.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfrageimpulsgenerator einen Transistor (6) in Emitterfolgerschaltung enthält, dessen Emitter mit der Induktivität (7) verbunden ist und in dessen Kollektorstromkreis die Informationsdrähte (1) mit den zugehörigen Auswahlschaltereingängen (2,3) angeordnet sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Transistors (6) mit einem Spannungsteiler verbunden ist, in dem eine Zenerdiode (11) angeordnet ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktivität (7) ein RC-Gl\ed (8, 9) parallel geschaltet ist, dessen Zeitkonstante die Erholzeit der Anordnung bestimmt.

7. Schaltungsanordnung nach. Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das RC-GYied (8, 9) über einen gegenüber dem Emitter-Kollektorstrom des Transistors (6) in Sperrichtung gepolten Richtleiter (10) mit der induktivität (7) verbunden ist.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Kollektorstromkreis des Transistors (6) ein RC-GWed (12, 13) angeordnet ist.

9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Lesewicklungen (18) zugeführte Bereitschaftsspannung [E(O] so bemessen ist, daß sie um einen Betrag, der kleiner als die Amplitude der in den Lesewicklungen (18) erzeugten Leseimpulse ist, unter der Ansprechschwelle des Leseverstärkers (25) liegt.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, da-

durch gekennzeichnet, daß die Bereitschaftsspannung durch einen gegebenenfalls mehreren Lesewicklungen (18) zugeordneten Ansteuerimpulsgenerator (19) erzeugt wird, der einen durch die den Lesewicklungen (18) zugeordneten Auswahlschalter (21) steuerbaren Schalttransistor (19) enthält, welcher im leitenden Zustand die Lesewicklungen (18) über eine in Durchlaßrichtung gepolte und einen Spannungsabfall in Höhe des genannten Betrages erzeugende Diode (23) mit einem die Ansprechschwelle des Leseverstärkers (25) bildenden Potential verbindet.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Leseverstärker (25) einen Transistor (25) zum Schalttransistor (19) entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps aufweist, dessen Basis-Emitterspannung der Durchlaßspannung der Diode (23) entspricht.

12. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Abfrageimpulsgenerator vorgesehen ist, der mit dem ersten Abfrageimpulsgenerator (6 bis 17) alternierend betrieben wird.