DE2243188A1

DE2243188A1 - Schaltungsanordnung mit dauernder speichereigenschaft fuer bistabile kippschaltungen

Info

Publication number: DE2243188A1
Application number: DE19722243188
Authority: DE
Inventors: Juergen Marx; Karl Schalk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-09-01
Filing date: 1972-09-01
Publication date: 1974-03-14
Also published as: FR2198320B1; FR2198320A1; IT993114B; DE2243188B2

Description

Schaltungsanordnung mit dauernder Speichereigenschaft für bistabile Kippschaltungen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit dauernder Speichereigenschaft für bistabile Kippschaltungen, bei der ein aus einem Magnetkern mit rechteckförmiger Hystereseschleife aufgebauter Speicher verwendet ist, dessen jede der beiden Remanenzlagen einem bestimmten Schaltzustand der bistabilen Kippschaltung entspricht.

Bei einer bekannten Schaltungsanordnung dieser Art (DT-PS 1 171 060), weist der Magnetkern eine Magnetisierungswicklung und eine Lesewicklung auf, wobei die Magnetisierungswicklung über einen Entkupplungsverstärker an den Ausgang der bistabilen Kippschaltung angeschlossen ist, während die Lesewicklung über einen Impulsformer mit dem Eingang der bistabilen Kippschaltung in Verbindung steht. Der Impulsformer liefert immer dann ein Signal, wenn der Kern von der einen Remanenzlage in die andere ummagnetisiert wird. Eine einwandfreie Funktion dieser bekannten Schaltungsanordnung ist jedoch nur gewährleistet, wenn ein zeitlich definiertes Ein- bzw. Abschalten der VersorgungsspaTinung gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß ein zeitlich definiertes Ein- bzw. Abschalten der Versorgungsspannung nicht mehr erforderlich ist. Ferner soll die Schaltungsanordnung derart ausgebildet sein, daß zum Setzen und Abfragen des Speichers nur mehr eine einzige Wicklung

4Q98 11/1028

VPA 72/3208

2243183

erforderlich ist und daß die Abfrage des Speichers auch mehrmals vorgenommen werden kann, ohne daß sich der ursprüngliche Magnetisierungszustand des Kernes ändert.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungswicklung des Magnetkernes zwischen den Emittern von in Emitterschaltung betriebenen Transistoren liegt, deren Basen über Steuerstufen derart von der bistabilen Kippschaltung ansteuerbar sind, daß die beiden Transistoren im Normalbetrieb ebenfalls als bistabile Kippschaltung arbeiten, daß die Ansteuerung der beiden Transistoren nach Ausfall der Versorgungsspannung bei Wiederkehr derselben über einen gemeinsamen Inhibiteingang der beiden Steuerstufen verhinderbar ist und daß nach Erreichen der vollen Höhe der Versorgungsspannung über eine der Steuerstufen ein definierter Abfrageimpuls auf die Magnetisierungswicklung des Magnetkernes gebbar ist, der nur bei einer bestimmten Remanenzlage des Kernes an einem im Emitteranschluß des der anderen Steuerstufe zugeordneten Transistors liegenden Widerstand einen als Setzimpuls für die bistabile Schaltung verwendbaren Spannungsimpuls hervorruft.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert.

Die Schaltungsanordnung enthält als wesentlichen Bestandteil einen Magnetkern 1 mit nahezu rechteckförmiger Hystereseschleife, der mit einer Magnetisierungswicklung 2 versehen ist. Die Magnetisierungswicklung 2 ist mit ihren beiden Enden an die Emitter von zwei Transistoren 3 und 4 angeschlossen. Diese werden in Emitterschaltung betrieben. Die Basen der beiden Transistoren 3 und 4 stehen mit Steuerstufen 5 und 6 in Verbindung , welche über einen Steuereingang 7 mit der zu überwachenden bistabilen Schaltung in Verbindung stehen. Die Steuerstufe 5 enthält zwei NAND-Gatter 8 und 9_t während die Steueratufe 6 ein UND-Gatter 10 aufweist. Da die beiden Tran-

409811/1028 ORfGfNAL INSPECTED

YPA 72/3208

sistoren 3 "und 4 als Spannungsfolger (Emitterschaltung) arbeiten, müssen die Steuerstufen 5 und 6 definierte Ausgangsspannungen liefern, um den vollen Wert des Magnetisierungsstromes für den Magnetkern 1 zu erhalten. Aus diesem Grunde sind die beiden Gatter 9 und 10 als integrierte Digitalsehaltungen mit offenen Kollektoren ausgebildet, weil dann infolge der Beschaltung mit den Widerständen 11 und 12 die Ausgangsspannungen der Steuerstufen 5 und 6 der Betriebsspannung Ut, entsprechen, die meistens stabil gehalten wird.

Der Speicherkern 1 kann also über die Transistoren 3 und 4 entsprechend der Stellung der Steuerstufen 5 und 6 in den positiven oder negativen Sättigungszustand gebracht v/erden. Der jeweilige Magnetisierungsstrom ist durch die Wert® der Widerstände 13» 14 und 15 vorgegeben. Das an dem Steuereingang 7 anliegende-Signal wird über einen Inverter 16 an den Eingang der Steuerstufe 5 gegeben. Anstelle über den Inverter 16 könnte das Eingangssignal für die Steuerstufe 5 auch unmittelbar dem komplementären Ausgang der zu überwachenden bistabilen Kippstufe entnommen werden. Mit 17 ist noch ein Inhibiteingang bezeichnet, der auf die Eingänge der beiden Gatter 8 und 10 wirkt. Ferner weist das NAND-Gatter 9 noch einen Abfrageeingang auf.' ,

Die Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt:

Liegt beispielsweise am Steuereingang 7 Signal, so liegt auch am Ausgang des UND-Gatters 10 Signal, da auch der Inhibiteingang Signal führt. An dem NAND-Gatter 8 liegt infolge der Einschaltung des Inverters 16 Nullsignal, so daß unabhängig vom Signal am Inhibiteingang der Ausgang des NAND-Gatters 8 Signal führt. Da an dem Abfrageeingang 18 ebenfalls Signal anliegt, liegt an dem Ausgang des NAND-Gatters 9 Nullsignal, d.h. der Transistor 3 ist gesperrt und der Transistor 4 geöffnet. Es fließt von der Betriebsspannungsklemme U-g Strom über den Transistor 4, die Magnetisierungswicklung 2 und den Widerstand 13, so daß der Magnetkern 1 in eine bestimmte Remanenzlage gekippet wird. Verschwindet das Signal am Steuereingang 7,

40981 1 /1028

VPA 72/3208

so verschwindet auch am Ausgang der Steuerstufe 6 das Signal, wodurch der Transistor 4 sperrt. Über den Inverter 16 erhält nunmehr auch der Eingang des NAND-Gatters 8 Signal, und da auch der Inhibiteingang A Signal führt, verschwindet das Signal am Ausgang des NAND-Gatters 8. Dadurch erscheint auch am Ausgang des NAND-Gatters 9 ein Ausgangssignal, das den Transistor 3 nunmehr öffnet, so daß der Magnetisierungsstrom nunmehr über den Transistor 3, die Wicklung 2 und die Widerstände 14 und 15 fließt. Dadurch wird der Magnetkern in seine andere Remanenzlage gebracht.

Es wird nun angenommen, daß in diesem Zustand die Betriebsspannung ausfällt. Der Strom durch den Transistor 3 nimmt dann ab, während der Transistor 4 ja bereits stromlos ist. Der Kern kann auch unter ungünstigen Abschaltbedingungen (z.B. Fehlimpulse am Signaleingang 7) nicht mehr ummagnetisiert werden. Der dazu nötige Stromwert wird nicht mehr erreicht, weil die Speisespannung voraussetzungsgemäß abfällt.

Bei Wiederkehr der Betriebsspannung wird zunächst über den Inhibiteingang 17 die Ansteuerung der Transistoren 3 und 4 verhindert, um den Kern nicht durch falsche Steuersignale umzumagnetisieren. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß die Signalspannung dem Inhibiteingang 17 mit einer gewissen Zeitverzögerung zugeführt wird. Ist die vorgeschriebene Versorgungsspannung erreicht, wird die zu überwachende bistabile Kippschaltung in an sich bekannter Weise in eine definierte Lage (Nullstellung) gebracht. Danach wird ein Abfrageimpuls erzeugt, der über den Eingang 18 unmittelbar über die Steuerstufe 5 an den Emitter von dem Transistor 3 gelangt. Je nach der Richtung des Steuersignals vor Ausfall der Betriebsspannung ist der Magnetkern 1 in der gleichen oder in der entgegengesetzten Richtung des Abfrageimpulses magnetisiert. Entspricht die vorherige Magnetisierung des Kerns der Richtung des Abfrageimpulses, so erscheint die Magnetisierungswicklung 2 niederohmig, weil der Magnetkern 1 durch den Abfrageimpuls

- 5 -40981 1/1028

VPA 72/3208

weiter in die Sättigung getrieben wird und demzufolge die Induktivität klein ist. In diesem Fall kann an dem Widerstand 15 über eine Leitung 19 ein Impuls abgenommen werden, mit dem die zu überwachende bistabile Kippschaltung entsprechend gesetzt wird.

Bei entgegengesetzter Magnetisierung des Magnetkernes 1 ist die Magnetisierungswicklung 2 hochohmig, weil der Abfrageimpuls versucht, den Kern umzumagnetisieren und damit die Induktivität der Magnetisierungswicklung 2 zunimmt. Die Dauer des Abfrageimpulses ist so gewählt, daß der Magnetkern nicht ummagnetisiert werden kann. Es entsteht dann an dem Widerstand 15 kein Setzimpuls, d.h. die Schaltung bleibt in der Nullstellung. Durch entsprechende Bemessung des Abfrageimpulses kann eine mehrmalige Abfrage vorgenommen werden, ohne daß der Kern seine Magnetisierung ändert. Sobald die Abfrage beendet ist, wird an dem Inhibiteingang 17 Signal gelegt, wodurch die Steuerstufen 5 und 6 freigegeben werden. Die Magnetisierung des Magnetkernes 1 richtet sich dann nach der an dem Eingang 7 anliegenden Signalspannung.

2 Patentansprüche
1 Figur

- 6 0 9 8 1 1 / ,1 0 2 8

Claims

VPA 72/3208

Z Z <4 W : .. .

Patentansprüche

fly Schaltungsanordnung mit dauernder Speichereigenschaft für bistabile Kippschaltungen, bei der ein aus einem Magnetkern mit rechteckförmiger Hystereseschleife aufgebauter Speicher verwendet ist, dessen jede der beiden Remanenzlagen einem bestimmten Schaltzustand der bistabilen Kippschaltung entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungswicklung (2) des Magnetkernes (1) zwischen den Emittern von in Emitterschaltung betriebenen Transistoren (3, 4) liegt, deren Basen über Steuerstufen (5_f 6) derart von der bistabilen Kippschaltung ansteuerbar sind, daß die beiden Transistoren (3_f 4) im Normalbetrieb ebenfalls als bistabile Kippschaltung arbeiten, daß die Ansteuerung der beiden Transistoren (3, 4) nach Ausfall der Versorgungsspannung (II-q) bei Wiederkehr derselben über einen gemeinsamen Inhibiteingang (17) der beiden Steuerstufen (5, 6) verhinderbar ist und daß nach Erreichen der vollen Höhe der Versorgungsspannung (U^) über eine der Steuerstufen (5 oder 6) ein definierter Abfrageimpuls auf die Magnetisierungswicklung (2) des Magnetkernes (1) gebbar ist, der nur bei einer bestimmten Remanenzlage des Kernes (1) an einem im Emitteranschluß des der anderen Steuerstufe (6 oder 5) zugeordneten Transistors (4 oder 3) liegenden Widerstand (15) einen als Setzimpuls für die bistabile Schaltung verwendbaren Spannungsimpuls hervorruft.
2. Schaltungsanordnung.nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstufen (5, 6) integrierte Digitalschaltungen mit offenen Kollektoren enthalten.

40981 1 / 1028
ORIGINAL INSPECTED