DE1774702A1 - Steuerschaltung fuer die Aufzeichnung hochfrequenter digitaler Informationen - Google Patents

Description

BUIiEOUGIlS OuHtOÄiiTIüH, eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Michigan, Detroit, Michigan

Steuersehaltung für die Aufzeichnung hochfrequenter digitaler Informationen

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung zum Anlegen eines Üchreibstromes an einen induktiven Verbraucher in einer Datenspeichervorrichtung„■

Bei der magnetischen Aufzeichnung digitaler Informationen braucht die Anstiegszeit des fcJchreibstromes im Aufnahmekopf gewöhnlich nicht kürzer zu sein als di© halbe Irapulsfolgezeit, Mit wachsender Bitgeschwin-

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digkoit und damit abnehmender Impulsfolgezeit stellt - die Anstiegszeit der Schreibstromsignale, die auf den Aufnahmekopf gegeben, werden, eine obere Grenze für die eraielbare Bitgeschwindigkeit dar. Bas ergibt sich daraus, daß bei höheren Bitgeschwindigkeiten die Schreibstromsignale ihre höchste Stromstärke in einer kürzeren Zeit erreichen müssen, um eine vollständige Umkehr des Flusses im magnetischen Aufnahmematerial in der kürzeren Impulsfolgezeit zu erreichen.

Die Anstiegszeit der auf den Aufnahmekopf gegebenen Schreibstromsignale wird von mehreren Faktoren bestimmt, üdn wesentlicher Faktor ist die durch den Aufnahmekopf selbst gegebene Induktivität« üin anderer ist die Eigenkapazität der langen Verbindungskabel zwischen dem Auf» nahmekopf und der Steuerschaltung« Im allgemeinen sind verhältnismäßig lange Verbindungskabel unvermeidlich, weil der Aufnahmekopf gewöhnlich zwei bis sechs Meter von der Steuerschaltung entfernt ist. Da außerdem der gleiche Kopf für den Lese- und den Schreibbetrieb benutzt wird, muß er während des Lesevorgangs gegen äußeres Kauschen abgeschirmt werden, so daß durch diese Abschirmung zusätzliche Eigenkapazität während des Schreibvorgangs wirksam wird.

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Man kann durch empirische Untersuchungen die Dauer Stromstärke des Schrei"b3tromes ermitteln, der in einem gegebenen Aufnahmekopf fließen muß, um das vor dem Kopf liegende Aufnahmematerial au sättigen» as ist zweckmäßig, den Aufnahmekopf mit diesem Strom aus einer Stromquelle konstanter Stromstärke zu versorgen» da eine derartige Stromquelle einen anfänglich hohen induktiven Blindwiderstand des Aufnahmekopfes, auf den ein kleiner Scheinwiderstand im Dauerzustand folgt, tolerierte Ferner wirkt eine derartige Stromquelle im Dauerbetrieb strom- und leistungsbegrenzend, wodurch Leistungsaufwand gespart wird und die Schaltungsteile vor dem Durchbrennen bewahrt bleiben ο Jedoch kann eajae konstante Stromquelle dann nicht zufriedenstellend angewandt werden, wenn hohe Bitgeschwindigkeiten erwünscht sind, weil die durch die Vurbindungskabel gegebene Bigenkapazität die -Anstiegszeit des auf den Aufnahmekopf gegebenen Stromes erheblich beeinflußte

Yiienn man die Induktivität und den 'Widerstand eines gegebenen Aufnahmekopfes kennt, kann man die konstante g bestimmen, die für die Erzeugung der gewünschten

Schreibstroinstärke im Aufnahmekopf in einer halben Impuls folgezeit (Binärzellenfolgeiieit) benötigt wird« Obgleich eine derartige Konstantspanaunssquel3.e während der üin«·-

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steilheit, in der der Schreibstrom den geträBsobfeSfc Pert , erreicht, vorteilhaft ist, kaaii sie doch während lies nachfolgenden Beibarrungsaustandes nicht befriedigend eingesetzt werden, ohne daß unzulässig hohe Stä?ömtffe&rken auftreten, wodurch viel Leistung verbraucht wird nöd möglicherweise Teile der Schaltung durchbrennen*

Man hat das vorstehende Problem zunächst dadurch «U lösen verbucht, daß man eine Spannungsquelle und 'einen strömbegrenzenden Widerstand in Reihe mit 'dem Aufnahmekopf schaltetet um dadurch «inen BeharrunssstiOia gewünschter Stärke zu erhalten. An dem Kopf liegt anf&n^licii eine höhe Spannung, da der etrombegrenzeade Widerstand mit einem Kondensator geshuntet ist, Biese Anoraäuiig kann jedoch' bei sehr hohen Bitgeschwindigkeiten nicht befriedigen, da sie während des BeharrungszusLandes im strombegrenzenden Widerstand oehi-yiel Leistung verbrauchte

Eine weitere Anordnung ist in der Serial Wo. 499»705 (B»Δ« «isner) vom 21«, 10«, 19^5 beaohrieben-r Dort werden zwei symmetrische Schaltungen benutzt, von denen jede eine im wesentlichen widerötanaß-r freie üinatellechaltung und eine Widerstands--Beilaarrungo-BChaltUng enthält, die in Sequenz arbeiten. Jede der symmetrischen Schaltungen verwendet eine Konstaaitreijpannungs*- quell·«

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Demgegenüber loot die vorliegende Erfindung das Problem durch die in den. Patentansprüchen angegebene -Steuerschaltung, die einen Schreibstrom mit sehr kurser .Einsteilheit und konstantem Dauerstrom bei sehr hohen Bitgeschwindigkeiten liefert.

Ein erfindungsgemäßer Vorteil besteht zunächst darin, Ij

daß die Steuerschaltung bei Bitgeschwindigkeiten bis au IO MHz arbeitet. Ein weiterer erfindungsgemaßer Vorsug liegt in der Benutzung einer Konstant spaiurangs quelle während der Einstellzeit, in der der SchreibstiOm auf seinen Behsxrungswert ansteigt, und einer Konstant stromquelle während der Beharrungsperiode, nachdem der Schreibstrom seinen Beharrungswert erreicht hat,,

¥orssugsweiße weist die erfindungsgemäße Steuerschaltung

ein Paar symmetrischer »Schaltungen auf, die wechselseitig auf komplementäre, Binärzeichen .darstellende Signale ansprechen, und die sich gegenseitig in einige Schaltungskomponenten teilenβ

Es werden demnach Schreibströme in zwei Polaritäten durch jeweils eine von zwei symmetrischen Schaltungen für den Aufnahmekopf erzeugt» üine Konstantspannungsquelle ist mit dem Mittolabgriff des Kopfes verbunden» !fahrend ein erster Transistor der einen Schaltung an einer Seite des

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Kopfes und ein erster Transistor der zweiten Schaltung an der anderen Seite des Kopfes liegt. Die ersten Transistoren "beider Schaltungen sind normalerweise zurückgeregelt. Durch eine Vorspanneinrichtung, die auf ein i&Lngangssignal anspricht, wird der erste Transistor einer der beiden Schaltungen leitend gemacht * wobei die Polarität des üingangssignals die wahl der benutzten Schaltung bestimmt« «Veitere Schaltungskomponenten „ die auch auf das Jäingangssi&nal ansprechen, schließen einen beiden

symmetrischen Schaltungen gemeinsamen Transistorschalter, wodurch der leitende transistor an Masse kurzgeschlossen und in die Sättigung gebracht wirdο

Auf dies© vVeise sorgt während der Kinsteilzeit der gesättigte erste transistor dafür, daß im wesentlichen die ganze Spannung, die die ßpanhungsquelle liefert, am Aufnahmekopf liegt· Nach einer üinstellzeit von vorbeetimwter Dauer wird durch kapazitive Aufladung der Schalter geöffnet, so daß ein beiden symmetrischen Schaltungen gemeinsamer Widerstand im ütoitterkreis des leitenden ersten Transistors zur Wirkung kommt. Der Transistor bleibt leitend, ist aber nicht mehr gesättigt.. Jetzt stellt der leitende erste Transistor eine Quelle konstanten Stromes dar, die einen Schreibstrom von vorbeetimmter Stärke solange durch den Aufnahmekopf fließen läßt, wie das .eingangssignal vorhanden ist «Ein Eingangssignal von

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entgegengesetzter Polarität IaJSt dia andere symmetrische Schaltung auf ähnliche Weise arbeiten, wodurch ein ^chreibstrom entgegengesetzter Polarität durch den Aufnahmekopf fließt·

Xm folgenden wird ein Aüsführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben* JbJs zeigt: ,

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der

erfindungflgemäßett Steuerschaltung; und.

Pig« 2 ein Zeitdiagramm» das die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 1 an besonderen Stellen dieser Schaltung erläutert.

Der Aufnahmekopf 10 hat einen Mittelabgriff, der auf einem Potential von 12 Volt liegt und ist mit der Steuerschaltung durch die Kabel 11 und 12 verbunden, Das Kabel 11 verbindet die Anschlüsse 13 und 14« und , das Kabel 12 verbindet die Anschlüsse 15 und 16« Ob- ■ gleich die Kabel 11 und 12 in I¹Ig. 1 aus Gründen der besseren übersieht recht kurz dargestellt sind* haben sie in Wirklichkeit eine beträchtliche Länge, da der Aufnahmekopf 10 von der Steuerschaltung entfernt liegt. Biese Kabel können etwa 3 &eter lang sein und eine üigeokapazität von etwa lOü bis 130 pF/m besitzen*

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üine nicht dargestellte Auswahlschaltung kann die Schreibsteutirschaltung alt irgendeines von mehreren Aufnahmeköpfen, wie dem Kopf 10, verbinden, und eine ebenfalle nicht dargestellte Auswahlschaltung kann zur Verbindung einer Leseschaltung mit dem Aufnahmekopf 10 dienen. Die Steuerschaltung nach Flg. 1 ent-) hält ftwei symmetrische Schaltungen, die im Aufnahme* kopf Ib über eine vorbestimmte Zeit einen Steuerstrom von vörbestiaater Stärke fließen lassen. Jßine dieser symmetrischen Schaltungen umfaßt die Transistoren 17« 18, 19, 20 und 21; die andere symmetrische Schaltung enthält die Transistoren 20« 21, 22, 25 und 24·« Man erkennt, daß die Transistoren 20 und 21 beiden symmetrischen Schaltungen gemeinsam seind.

Die Arbeitsweise der Steuerschaltung wird 3etet kurs anhand der ersten symmetrischen Schaltung erörtert. Die Dioden 2? und 26 und der Widerstand 27 bilden ein UHD-Tor für negative Logik. Die erste symmetrische Schaltung versorgt den Aufnahmekopf IO nur dann mit einem Steuerstrom, wenn ein negatives Signal aus einem (nicht dargestellten) Schreibtor auf der Klemme 7 erscheint und ein negatives, ein digitales "Eins* Signal repräsentierendes Signal an der Klemme 28 auftritt. Wenn derartige negative Signale an den Klemmen 7 und

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28 nicht vorhanden sind, befindet sich der Transistor 18 voll im ßättigunge^ebiet und regelt den Transistor 17 zurück. Xn ähnlicher weise steht der Transistor voll in der Sättigung und regelt den Transistor 21 zurück. Wenn ein "Eins"-Datensignal während des Sehreibvorganges an der Klemme 28 erscheint, wird dor Transistor 18 gesperrt und der Transistor 1? geöffnet. In ähnlicher Weise ist das "uins^Datensignal über den Transistor 19 mit dem Kondensator 29 und der Diode gekoppelt, um ilen Transistor 20 zu sperren, wodurch der Transistor 21 geöffnet wird. Der Transistor 21 wird dann in volle Sättigung gesteuert, so daß er den Emitter des Transistors 17 mit Masse kurzschließt. Das Kurzschließen des Emitters des Transistors 17 läßt diesen in das volle Sättigungsgebiet gelangen. Dadurch liegen die am llittelabgriff des Aufnahmekopfes 10 stehenden 12 Volt voll über den beiden gesättigten Transistoren und dem zu der ersten symmetrischen Schaltung gehörenden Teil des Aufnahmekopfes 10. Zu diesem Zeitpunkt stellt die Steuerschaltung eine an diesem Teil dee Aufnahmekopfes 10 liegende quelle konstanter Spannung dar«

Durch das "Jains"-Datensignal lädt sich außerdem der Kondensator 29 über die jeweils an einem 20-Yolt-Fotential liegenden Parallelwiderstände 51 und 52 auf. Nach einor vorbestimmten Zeit, die durch die Größe des Konden-

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- ίο - ·

sators 29 sowie der Widerstände 31 und 52 bestimmt ist, - wird der Transietor 20 wieder vorwärtsgoregelt und gelangt in die Sättigung. In diesem Zeitpiakt wird der Transistor 21 zurüokgeregelt, so daß der Widerstand 53 im Jämitterkreis des (Transistors 1? zur Wirkung kommt. Jetzt bleibt der Transistor 17 leitfähig, aber er ist ^ nicht mehr gesättigt. Der emitter des Transistors 1? wird ein bestimmtes Potential annehmen,uno der Strom durch den Widerstand 33 muß so groß sein,dt3 dar Emitter des Transistors 1? diesen Potentialwert aufrechterhalten kann. Der Kollektoratrom des Transistors 17 wird dadurch auch fest eingestellt.Nach einer anfänglichei Einetellzeit stellt die Steuerschaltung folglich eine o.uelle konstanten Stromes für den zu der ersten syxametvieehen Schaltung gehörenden Teil des Aufnahmekopfes 10 dar.

Sie Größe des Stromes, der durch den Aufnahmekopf 10

^w fließt, wird durch den Widerstandswert des Widers;andea 53 bestimmt· Auf eine ähnliche Weise bildet die andere symmetrische Schaltung für den zu ihr gehörenden Till des Aufnahmekopfes 10 während einer Mnatellzeit eile Quelle konstanter Spannung und während der auf die fcdnstellzeit folgenden Beharrungeperiode ein·* Quelle konstanten Stromes.

tfenn ein Dateneingangssignal auf die Klemmen 28 oder ;A gegeben wird, werden die Transistoren 20 und 21 stete

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in die jeweils ausgewählte symmetrische Schaltung mit einbezogen, und zwar durch die als ODJiR-Tor wirkenden Dioden 30 und 35· Di© Dioden 36, 37, 38, 39, 40, 41, 4-2 und 4-3 sorgen für Störfestigkeit, und die Dioden 40, 41, 4-2 und 4-3 dienen der schnellen .Erholung der Kodensatoren 29 und 44.

Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß Fig. 1 sei Jetzt ' mit speziellen tfertesffürjäie einseinen Schaltungekoatponenten und für bestimmte üingangßeignale beschrieben« und zwar anhand des Zeitdiagrammes in Fig. 2. In der unten stehenden Tabelle 1 sind die Werte der einzelnen Schaltungskoaiponenten angegeben, wobei Widerstände in Ohm, Kapazitäten in Picofarad und Induktivitäten in Microhenry aufgeführt sind. Sie Schaltungsparameter sind bo gewählt , daß eine Anstiegszeit für den Strom von 50 Hanosekunden erreicht wird, wodurch sich eine Bitgeschwindigkeit von ungefähr 10 MHz ermöglichen läßt. Selbstverständlich lassen eich die nachfolgenden Werte noch abändern, ohne daß die erfindungsgemäße Lehre verlassen wird.

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12 - ■

	Tabelle 1	7
L-IO	300
Oll	300
Ol2	1.21k
R-27	51. IK
R-45	5.11K
R-46	220
R-47	51
R-33	220
R-4Ö	5.11K
R-49	51. IK
R-50	1.21K
R-51	220
R-52	5.11K
R-3 2	5.11K
R-53	750
R-54	5.11K
R-31	750
R-55	75
C-29	75
C-44

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- 13 -

Zum Verständnis der Arbeitsweise der Schaltung gemäß Fig, 1 und des Zeitdigramms gemäß Flg. 2 sei angenommen, daß die auf den Klemmen 28 und 34 gegebenen logischen Datenelngaflgsslgnale einen Betrag von -4 Volt haben und daß während der Schreiboperation auf die Klemme ,2/ auch ein Signal von -4 Volt gebeben wird» Diese Klemmen mögen M_aasepotential haben, wenn kein derartiges J5in~ gangsaignal bei ihnen ankommt· Auf andere Klemmen werden Gleichspannungen entsprechend den Angaben in Pig. 1 gegeben. Die üingangsklemmen 28 und 34 erhalten Eingangssignal von "Eine"- und ⁿKull^lf^Ausgängen eines nicht dargestellten Schreib-Flip-Plops.

Bas Zeitdiagramm in Fig. 2 zeigt Spannungen und Strom»

stärken, wie sie an bestimmten Stellen in der Schaltung gemäß Fig. 1 während des Arbeiteablaufβ auftreten„So ist Punkt A die Verbindung der Diode 37 mit der Basis des Traneistors 18; Funkt B let die Basis des Traneistors 20; Funkt C ist die Basis des Transistors 21; Funkt D ist die Verbindung der Jäfcitter der (Transistoren 17 und 22; Punkt JS ist das mit der Klemme IJ verbundene Ende des Aufnahmekopfes 10; Funkt Ϊ ist die Basis des Transistors 17; Punkt G ist die Basis des Transistors 23; Punkt H ist die Basis dee Transistors 22} und Funkt I ist das mit der Klemme 15 verbundene -Ende des Aufnahmekopf es 10,

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Bei einer Bitgeschwindigkeit von IO liflz und damit einer . Impulsfolgeseit von 1OU Nanosekunden muß der Schreibstrom seinen größten Wert innerhalb von 50 Üanoeekunden erreichen, um innerhalb der halben Impulsfolgezeit auf den Beharrungswert zu kommen» wenn man annimmt, daß ein Maximalstrom von 80 mA nötig ist* um ein vor dem Aufnahmekopf 10 liegendes magnetisches Aufnahmematerial zu sättigen, so ergibt sich, daß eine Spannung von etwa 11 Volt an den Aufnahmekopf gelegt werden muß, um den Strom im Aufnahmekopf 10 Innerhalb von 50 Nanosekunden auf 80 mA ansteigen zu lassen. Mit einer Schale tung gemäß Fig, 1,deren Komponenten die oben angegebenen Werte besitzen, ist dies möglich.

Wenn die Kinstellzeit von 50 Hanosekunden beendet ist, liefert eine Konstantstromquelle eine Beharrungsstromstärke von ungefähr 80 mA für den Aufnahmekopf 10» Damit die von der Stromquelle gelieferten 80 mA den Kopf voll erreichen, muß die üigenkapaaität der Verbindungekabel 11 und 12 während der Einstellzeit im wesentlichen voll aufgeladen werden.

Es sei angenommen,daß zur Zeit T_Q im Zeitdiagramm der Fig. 2 weder das aus den Dioden 25 und 26 sowie dem Widerstand 2? noch das aus den Dioden 56 und 57 sowie dem widerstand 51 bestehende UND-Tor ein Kingangasignal

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für eine der symmetrischen Schaltungen, die die Steuerschaltung nach Fig. 1 bilden, durchlebtet. Zu diesem Zeitpunkt stehen die beiden Transistoren 18 und 23 voll im Sättigtingegebiet und regeln die Translatoren 1? und 22 aurück. Die Punkte Λ und G liegen beide auf einem Potential von ungefähr +0,6 Volt, wenn die Dioden 25 , 26, 56 und 57 Germaniumdioden, die Dioden 56 und 59 Stabiefcordioden und die Dioden 37 und 58 Siliziumdioden sind. Punkt B liegt dann auf dem Potential von ungefähr +0,6 Volt, welches das Basis-J&aitter-Potentialgefälle des gesättigten Transistors 20 ist. Punkt 0 liegt auf einem Potential von ungefähr +0,1 Volt, das das Jäaitter-Kollektor-Potentialgefälle des gesättigten Transistors 20 ist» Punkt D liegt auf Massepotential. Die Punkte K und I liegen beide auf dem Potential +12 Volt, das sich aus der Spannungsquelle ergibt, die mit dem lalttelabgriff des Aufnahmekopf es 10 verbunden 1st. Punkt F liegt auf einem Potential von etwa 0,1 Volt, welches das Potentialgefälle zwischen dem Emitter und dem Kollektor des gesättigten Transistors 18 ist; und Punkt H liegt in ähnlicher Weise auf einem Potential von etwa 0,1 Volt, welches gleich dem Potenzialgefälle zwischen dem Emitter und den Kollektor des gesättigten Transistors 23 1st. Die Transistoren 17, 22 und 21 sind schnelle Biliziumtransietoren mittlerer Leistung. Die

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Transistoren 18, 23, 2O₁ 19 und 24 können Siliciumtransistoren der Hilliwattklasee sein· Obgleich alle ' transistoren in der npn-Form dargestellt sind, kann die vorliegende Erfindung auch in der Weise verwirklicht werden, dafi Transietoren rom pnp-Typ verwendet werden.

Zur Zeit T₁ möge ein £ingangsdatensignal von -4 Volt auf die Klemme 28 gegeben werden. Dann liegt Punkt A auf einem Potential von etwa -2,3 Volt und Transistor 18 wird gesperrt.Dadurch wird der Transistor 17 vorwärtsgeregelt. Der Transistor 23 bleibt gesättigt und Punkt G bleibt auf dem Potential von 0,6 Volt. Das Jälngangs-Datenslgnal läuft über den Kondensator 29 und die Diode 30, so daß Punkt B ein Potential von -4 Volt annimmt, wodurch, der Transistor 20 surückgeregelt wird. Der Transistor 20 wird gesperrt und der Transistor 21 in volle Sättigung getrieben, wodurch der Punkt C ein Potential von ungefähr 0,6 ToIt erhält· fclt dem ge-Bättigttn Transistor 21 kommt Punkt D auf ein Potential von etwa 0,2 Volt, so daß der Widerstand 33 kuregeschloseen wird* wodurch der Transistor 17 in die Sättigung gelangt. Mit den beiden gesättigten Transistoren 17 und 21 nimmt Punkt £ ein Potential von ungefähr o, Volt an, wodurch etwa 11,6 Volt für den Teil des

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Aufnahmekopf es IO bⁿ^xben, der zu der symmetrischen Schaltung, auf welche das Jtiingangssi&aal gegeben wurde, gehört. Punkt I bleibt bei ungefähr +12 Volt» Punkt P nimmt ein Potential von etwa 0,8 Volt an, das sich aus der Summe des Kollektor<-£mitter~Potentialgefalles des Transistors 21 und dem Basis-JEmitter-Potentialgefälle des Transistors l^^cÄnft H bleibt auf dem Potential von etwa 0,1 Volt»

is sei. angenommen, daß der Zeitpunkt Tg fünfzig ManoSekunden nach dem Zeltpunkt T^ liegt, was der Dauer der Kinstellzelt entspricht· Zur Zeit T₂ bleiben der Punkt A auf einem Potential von ungefähr -2,3 Volt und der Punkt G auf dem Potential von etwa 0,6 Volt. Zur gleichen Zeit kehrt Punkt B sum Potential von etwa +0,6 Volt zurück, welches ausreicht, den Transistor 20 wieder vorwärts am regeln· Die Größe des Kondensators 29 sowie der Widerstände 31 und 32 ist so bemessen,daß das Potential dee Punktes B wieder einen Wert erreicht, der zur Vorwärtsregelung und Öffnung des Transistors 20 erforderlich ist, nachdem eine vorherbestimmte Zeit von $0 Nanoaekunden seit dem Zeitpunkt T- verstrichen ist. Zur Zeit T₂ liegt der Punkt G wieder auf einem Potential von etwa 0,1 Volt, da der Transistor 20 wieder gesättigt ist; dieses Potential des Punktee 0 sperrt den Transistor 21. Der Transistor 1? bleibt leitend, aber der

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Wideretand 33 kommt 3 et at in seinen JEmitterkreis zur Wirkung, so daß der Transistor. 17 nicht mehr gesättigt ist. Die Anwesenheit des Widerstandes 33 im Kaitterkreis des Transistor 17 bedeutet, daß dieser transistor au einer Stromquelle wird, deren Stromstärke im Emitter» und im! Kollektorkreis und somit auch im Kopf 10 durch die Größe des Widerstandes 3? bestimmt ist. Punkt D wird su diesem Zeitpunkt ein Potential von etwa + 5,0 Volt und Punkt F ein Potential von etwa +5,6 Volt annehmen. Punkt P liegt wegen der begrenzenden Wirkung der Diode 58 auf +5,6 Volt, und Punkt D liegt wegen des Potentialgefalles zwischen Basis und Emitter des Transistors 17 auf +5,0 Volt» Punkt K liegt zur gleichen Zeit auf einem Potential, das etwas weniger als 12 Volt beträgt; es ist um den Betrag des Potentialgefälles ah demjenigen Teil des Aufnahmekopf es 10 geringer als 12 Volt, der zu der in lig. 1 links dargestellten symmetrischen Schaltung gehört· Dieser Teil des Kopfes habe einen Widerstand von 2 Ohm. Wenn 80 mA in diesem Teil des Aufnahmekopfes fließen, dann nimmt Punkt JS ein Potential von ungefähr 11,84 Volt an. Der Strom durch diesen Teil des Aufnahmekopfes 10 hat an diesem Zeitpunkt die erwünschte Stärke von etwa 80 mA erreicht. Funkt I bleibt zu gleicher Zeit auf einem Wert von ungefähr +12 Volt. Punkt H verbleibt auf einem Potential

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von etwa 0,1 Volt.

Zur Zelt T, werde, ein Eingangssignal von etwa -4 Volt auf die "Nuir'-Dateneingangsklemme 34 gegeben. Zu gleicher Zeit gelangt der Transistor 18 wieder voll in die Sättigung, und Punkt A kehrt auf ein Potential von etwa 0,6 Volt zurück· Funkt G nimmt ein Potential von etwa -2,3 Volt an, welches dem Potential des Punktes A zur Zeit T- entspricht. Punkt B nimmt wieder ein Potential von -4 Volt an, da das Eingangssignal über den Konfensator 44 und die Diode 35 läuft. Dieses Signal sperrt den Transistor 20 wieder und läßt den Transistor 21 erneut in volle Sättigung gelangen. Daher nimmt Punkt 0 wieder ein Potential von ungefähr 0,6 Volt an; Auch Punkt B liegt wieder auf einem Potential von etwa 0,2 Volt. Punkt E hat wieder das Potential von etwa 12 Volt, während Punkt I ein Potential von etwa 0,4 Volt annimmt, welches der Punkt £ sur Zeit T^ hatte. Zur Zelt Tj regelt das äingangseignal den Transistor 23 zurück und macht dadurch den Transistor 22 leitend. Der gesättigte Transistor 21 schließt den Emitter des Transistors 22 mit Masse kurz, wodurch dieser voll gesättigt wird. Da zu dleeer Zeit die Transistoren 21 und 22.gesättigt sind, liegt der Punkt I auf dem vorerwähnten Potential von 0,4 Volt. Punkt P kehrt gleich-

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-seitig auf ein Potential von etwa 0,1 VoXt zurück, weil der Transistor 18 nach dem Verschwinden des üingangssignals von der Klamme 28 wieder gesättigt ist. Punkt H erhält ein Potential von ungefähr 0,8 Volt, welches gleich der Summe aus dem Kollektor-ümitter-Potentialgefalle des gesättigten Transistors 21 und dem Basis-Jimitttir-Potentialgefälle des gesättigten Transistors 22 ist· Bo liegt zur Zeit Τχ ein Potential von etwa 11,6 Volt direkt an demjenigen 3?eil des Aufnahmekopfee 10, der zu der symmetriechen Schaltung mit der Klemme 54· gehört. Zwischen den Seitpunkten T, und T^ bewirkt dieses am Aufnahmekopf liegende Potential einen Schreibetrom von etwa 80 mA in diesem des Aufnahmekopfes 10.

Zum Zeitpunkt T^, der auf den Zeitpunkt T^ nach dem vorherbestimmten Intervall von £0 Hanosokunden folgt» ist die Jblnstellseit, während der der Schreibstrom seine volle Btärke von 80 mA erreicht hat, au Knde. Zu dieser Zeit bleibt Punkt A auf dem Potential von etwa 0,6 Volt, und Punkt G bleibt auf etwa »2,3 Volt. Punkt B jedoch hat in diesem Zeitpunkt einen Wert von etwa +0,6 Volt erreicht, der ausreicht, den Transistor 20 vorwärts au regeln und ihn in die volle Sättigung zu treiben. Die vorbestimmte Zeit von 50 Nanosekunden,

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in der der Punkt B einen zum Öffnen des Transistors · 20 ausreichenden Potentialwert annimmt, ist durch die Größen des Kondensators 44 und der Widerstände 32 und 53 gegeben. Da der (Translator 20 wieder voll gesättigt ist, nimmt der Punkt C ein Potential von etwa 0,1 Volt an, so daß der Widerstand 33 im ^mitterkreie des Transistors 22 zur Wirkung kommt. Der Transistor bleibt leitend, ist aber zu dieser 7«eit nicht mehr gesättigt. Folglich nimmt der Punkt D ein Potential von etwa +5 Volt an, und Punkt H erreicht aufgrund der begrenzenden Wirkung der Diode 59» welche mit einem Potential von 5 Volt verbunden ist, ein Potential von etwa +5»6 Volt. Punkt £ bleibt zu dieser Zeit auf einem Potential von 12 Volt, während Punkt I ein Potential von etwa 11*84Volt annimmt, wenn man davon ausgeht, daß in dem zu der augenblicklich arbeitenden symmetrischen Schaltung gehörenden !Teil des Aufnahmekopf es 10 mit einem Widerstand von 2 0hm ein Strom von 80 mA fließt. Der Strom in diesem Teil des Kopfes 10 hat zur Zeit T^ die vorbestimmte Stärke von etwa 80 mA erreicht. Punkt F bleibt auf einem Potential von etwa 0,1 Volt, da der Transietor 16 gesättigt bleibt.

Zur Zelt T^ ist die zu der symmetrischen Schaltung mit der Klemme 34 gehörende Jiinatellzeit beendet, und ee

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beginnt die .Beharrungsperiode, während der eine Konstant_ stromquelle einen Strom von 80 mA durch den Aufnahmekopf 10 aufrechterhält* Diea wird erreicht durch den widerstand 35» der jetzt im Emitterkreis des iransistors 22 liegt, iiin konstanter Strom durch den Widerstand 53 ist erforderlich, um den Punkt D auf dem erforderlichen Potential zu halten, so daß der Transistor 22 während der Beharrungsperiode zu einer quelle konstanten Stromes wird.

Es sei - wie Fig. 2 zeigt - angenommen, daß zur Zeit T,-ein neues Signal an der Klemme 28 auftritt. Zu diesem Zeitpunkt entspricht dann die Arbeitsweise der schaltung derjenigen, die oben für die Zeit T^ beschrieben wurde» lint sprechendes gilt für die Zeit T^, in welcher die Arbeitsweise der Schaltung derjenigen im Zeitpunkt Tg gleich ist.

Die Größen der Widerstände 47 und 48 sind so bemessen, daß eine volle Sättigung der Transistoren 17 und 22 wahrend der je ihrer jeweiligen symmetrischen Schaltung gehörenden ülinstellzeit gesichert ist, Biese Größe wird bestimat durch den Gesamtstrom, de? während der Einstellzeit zur Versorgung des Verbrauchers benötigt wird, und ist gleich der Summe aus dem Strom für den Aufnahmekopf und dem Strom für die Verbindungskabel, der die ü

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Zitat der Verbindungskabel während der Einstellzeit auflädt· Die Transistoren 19 und 24 sind stets leitend, aber nicht gesättigt. Sie sorgen für eine schnelle Erholung der Kondensatoren 29 und 44 zwischen den Einstellzeiten. Die Dioden 40 und 41 regeln die Diode 30 »wischen den Einstellzeiten zurück, Und die Dioden 42 und 43 regeln die Diode 35 zwischen den iSinstellzeiten zurück. Die Widerstände 45 und 46 und die Diode 36 regeln die Diode 37 während derjenigen Zeiten zurück, in denen an der Klemme 28 kein Eingangssignal liegt, wodurch eine größere Störfestigkeit erzielt wird. Entsprechend regeln die Widerstände 49 und 50 sowie die Diode 39 die Diode 38 zurück, um während der Zeiträume, in denen keinEinganyssignal an der Klemme 34 liegt, die Störempfindlichkeit niedrig zu halten.

In der Fig. IA, welche sachlich der Fig. 1 entspricht, ist durch andersartige Anordnung der Schaltelemente die Symmetrie der beiden, die Steuerschaltung bildenden Schaltkreise stärker deutlich gemacht worden₀

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Claims (1)

1. 2.2*

   Ansprüche

   1. Steuerschaltung zum Anlegen eines ßchreibstromes an einen induktiven Verbraucher in einer De.tenspeichervorrichtung, gekennzeichnet durch einen ersten,normalerweise gesperretn transistor (17) , dessen eine Elektrode über den induktiven Verbraucher (10) an einem ersten Bezugspotential liegt, während seine «weite Elektrode über einen ersten Widerstand (53) an einem zweiten Bezugspotential liegt; durch eine erste Vorspanneinrichw tung (18), die zur Vorwärtsregelung des ersten Transistors (17) auf ein an eine erste Jäingangsklenune (28) gegebenes Jüngangseignal anspricht{durch eine Schalteinrichtung (21), die ebenfalls auf das .Eingangssignal anspricht, um die zweite Elektrode des ersten Transistors (17) mit dem zweiten Bezugspotential kurzzuschließen und dadurch den ersten transistor zu sättigen; und durch eine erste Zeitschaltung (29, 51)» die auch auf daa Kingangssignal anspricht, um den Kurzschluß eine vorherbestimmte

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   4$

   Zeit nach dem Empfang des Singangssignales au unterbrechen und dadurch den ersten Transistor (1?) aus der Sättigung herauszubringen»

   2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der induktive Verbraucher aus einem Aufnahmekopf (lü) besteht.

   5» Steuerschaltung nach Anspruch 1 odex 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode des ersten Tranaistore (17)Lessen KollektoielektiOde und die zweite Elek trode dessen Emitterelektrode ist; und daß die erste Vorspanneinrichtung (18) die Basiselektrode des ersten Transistors in Abhängigkeit von dem auf die erste .eingangsklemme (28) gegebenen Eingangssignal vorwärtsregelt.

   4ο Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung einen zweiten, normalerweise nicht leitenden Transistor (21) umfaßt, der zwischen die zweite Elektrode des ersten Transistors (17) und das zweite Bezugspotential geschaltet lato

   5- Steuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch ^kennzeichnet, daß die Schalteinrichtung einen dritten, norma-

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   ας

   lerweise gesättigten Transistor (20),der normalerweise den zweiten Transistor (21) nicht leitend hält, und eine zweite Vorspaimeinrichtung (52) umfaßt, die auf das anfängliche Anlegen eines üiingangsei&nales an die erste jBingangsklemme (28) anspricht, um den dritten Transietor zu sperren, wobei der zweite Transistor in die Sättigung gesteuert wird, wenn der dritte Transistor gesperrt wird,

   6. Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zeitschaltung einen ersten, mit dem dritten Transistor (20) verbundenen Zeitkondensator (29) und einen Zeitwiüerstand (51) umfaßt, welche den dritten Transistor nach einer vorherbestimmten Zeitspanne wieder vorwärtsregelt.

   7ο Steuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zeitkondensator (29) mit der zweiten Vorspanneinrichtung (32) verbunden ist und an diese bei Anlegen des Eingangesignale an die erste Mngangsklemme (28) ein Signal übertraft, welches ausreicht, den dritten Transistor nur für die vorherbestimmte Zeitspanne zu sperren»

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   8* Steuerschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet _s daß ein vierter, normalerweiße leitender Transistor (19) zwischen die erste iSingangsklemme (28) und den ersten Kondensator (29) geschaltet ist.

   9» Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zeitkondensator (29) und der erste Zeitwiderstand (31) solche Werte haben, daß der dritte Transistor (20) nach einer vorherbestimmten Zeit von nicht mehr als 5° NanoSekunden vorwärtsgeregelt wird«

   10· Steuerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorspanneinrichtung einen normalerweise gesättigten, fünften Transistor (18), der den ersten Transistor (17) rückwärts regelt, ferner eine erste Schaltung (56, 37, 4-5, 46), die auf das an die erste Eingangsklemme zur Sperrung des fünften Traneistors gegebene Eingangssignal anspricht und schließlich eine zweite Schaltung (47) aufweist,die auf den fünften gesperrten Traneistor für die Vorwärtsregelung des ersten Transistors anspricht.

   11« Steuerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Verbia-

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   ig

   dungskabel (11) mit einer Eigenkapasität in Roihe zwischen den induktiven Verbraucher (10J und die erste Elektrode des ersten Transistors (17) geschaltet ist«,

   12« Steuerschaltung nach einem der vorhergehenden Anspxüche, dadurch gekennzeichnet, daß symmetrisch zu dem

   ^ aus dem ersten Transistor (17)» dem ersten Widerstand (35)» der Schalteinrichtung (21), der ersten Vorspanneinrichtung (18) und der ersten Zeitschaltung (29, 3D bestehenden Schaltkreis ein zweiter Schaltkreis (22, 33« 21, 23» 44·» 5¹B) an den Verbraucher (10) -angeschlossen ist, welcher in Abhängigkeit von einem Eingangssignal, das auf eine zweite .eingangsklemme (3*0 gegeben wird, an den Verbraucher einen Schreibstrom anlegt, dessen Polarität derjenigen des von der ersten symmetrischen Schaltung aufgrund eines auf die erste Eingangsklemme (28)

   " gegebenen ersten Eingangesignale angelegten Schreibstroms entgegengesetzt ist.

   13· Steuerschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Widerstand (33) und die Schalteinrichtung (21) sowohl zum ersten als auch zum zweiten symmetrischen Schaltkreis gehören.

   14. Steuerschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der induktive Verbraucher (10) zwischen

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   AJ

   die erste Elektrode des ersten Transistors (17) und die erste Elektrode eines sechsten, zur zweiten symmetrischen Schaltung gehörenden Transistors (22) in Heine geschaltet ist, wobei der Verbraucher mittig an dem ersten Bezugspotential liegt.

   15 ο Steuerschaltung nach Anspruch 14·, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Widerstand (33) zwischen eine zweite .Elektrode des sechsten Transistors (22) und das zweite Bezugspotential in Reihe geschaltet ist.

   16. Steuerschaltung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Vorspanneinrichtung (23) vorgesehen ist, die auf ein an die zweite üingangsklemme (34-) gelegtes Eingangesignal anspricht, um den sechsten Transistors (22) vorwärtszuregeln, und daß die Schalteinrichtung die zweite KLektrode des sechsten Transistors mit dem zweiten Bezugspotential aufgrund des Eingangssignals kurzschließt, wodurch der sechste Transistor in die Sättigung gesteuert wird,

   17· Steuerechaltung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Zeitschaltung (44, 53) ebenfalls auf das Anlegen eines J&ngangssignals an die zweite Kingangeklenme (£4) anspricht und die Kursschlußschaltung

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   5ο

   zwischen der zweiten Elektrode des sechsten Transistors (22) und dem zweiten Bezugspotential eine vorbestimmte Zeit nach dem Empfang des liingangssignals unterbricht und dadurch den sechsten Transistor aus der Sättigung herausbringt·

   fc 18. Steuerschaltung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Klektrode des sechsten Transistors (22) dessen £ollektorelektrode und die zweite Elektrode dessen -Emitterelektrode ist, und daß die dritte Vorspanneinrichtung die Basiselektrode dee sechsten !Transistors auf ein auf die zweite üingangsklemme (54) gegebenes Eingangssignal hin vorwärtsregelt.

   19* Steuerschaltung nach Anspruch 1? öder 18, dadurch ' gekennzeichnet, daß die zweite Zeitschaltung einen zweiten Zeitkondensator (44) und einen aweiten Zeitwideist and (55) umfaßt, die beide mit der Schalteinrichtung verbunden sind.

   20. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 16 bis dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Vorspanneinrichtung einen normalerweise gesättigten, den sechsten Transistor (22) vorwärtsregelnden siebten Transistor (25) t eine dritte auf das auf die zweite iSingangaklemme

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   gegebene .eingangssignal zur Sperrung dee siebten Transistors ansprechende Schaltung (58, 39 _s ^9s 50) und eina vierte Schaltung (48) aufweist, die siuf den gesperrten siebten Transistor anspricht_t um den sechsten Transistor vorwärtszurageln«

   21 ο Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 14- bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Verbindungs kabel (12) mit Eigenkapazität swischen den induktiven Verbraucher (10) und die erste Elektrode des sechsten Transistors (22) in Reihe geschaltet ist»

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