DE2243188C3 - Schaltungsanordnung mit dauernder Speichereigenschaft für nachgeschaltete bistabile Kippschaltungen - Google Patents

Description

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

Es sind schon verschiedene bistabile Kippschaltungen bekanntgeworden (DT-AS 12 12 587, 10 50 376, 9%, 1134710, 1200357, 1268202, 12 b> 274, 38 099, 10 70 225, 1188 131. britische Patentschrift 90 851, DTPS 12 02 827), die eine Speichereigenschafl aufweisen. Im Prinzip beruhen sie alle darauf, daß der beim Spannungsausfall vorhandene Schaltzus'.>nd mit Hilfe eines Magnetkerns mit nahezu rechteckförmiger Hystereseschleife gespeichert wird. Die Wicklungen dieser Kerne sind dabei integrierender Bestandteil dieser Kippschaltungen und liegen in den Sieucrkreisen und/oder Koiiektorkreisen der Transistoren. Diese unmittelbare Verbindung der bekannten Bauelemente einer Kippstufe mit mindestens einem Magnetkernspeicher hat jedoch vielerlei Nachteile. So fciingt der sich nach Spannungswiederkehr einstellende Schaltzustand nicht nur von dem in den Magnetkern gespeicherten Schaltzustand ab, sondern auch mit weleher Geschwindigkeit und nach welchem Kurverver-Igtuf die Versorgungsspannung wiederkehrt. Die mei-■lcn dieser Schaltungen arbeiten daher nur dann zuverlässig, wenn man durch besondere Kunstgriffe die Siromversorgungsgeräte so gestaltet, daß ein bestimmter Spannungsgradient unter keinen Umständen unterschritten wird- Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Technik besteht darin, daß durch die in den Schaltkreisen der Kippstufe liegenden Drosseln die Form der Ausgangsimpulse nachteilig beeinträchtigt wird. Ferner wird durch die Drosseln eine Herabsetzung der maximalen Betriebsfrequenz erzwungen. Beides ist in vielen Anwendungsfällen also unerwünscht.

Bei einer bekannten Schaltungsanordnung (DTPS 11 71 060) wird der nachteilige Einfluß von Speieherdrosseln dadurch vermieden, daß diese nichtintegrierende Bestandteile dieser Kippschaltungen bilden. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung weist der Magnetkern eine Magnetisierungswicklung und eine Lesewickiung auf, wobei die Magnetisierungswicklung über einen Entkupplungsverstärker an den Ausgang der bistabilen Kippschalung 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 ^;st jedoch nur gewährleistet, wenn ein zeitlich definiertes Ein- bzw. Abschalten der Versorgungsspannung gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen An derart weiterzubilden, daß ein zeitlich definiertes Einbzw. Abschalten der Versorgungsspannung nicht mehr erforderlich ist. Ferner soll die Schaltungsanordnung derart ausgebildet sein, daß zum Setzen und Abiragen des Speichers nur mehr eine einzige Wicklung erforderlich ist und daß die Abfrage des Speichers auch mehrmals vorgenommen werden kann, ohne dai3 sich der ursprüngliche Magnetisierungszustand des Kerns ändert.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungswicklung des Magnetkerns 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 Magnetkerns gebbar ist. der nur bei einer bestimmten Remanenzlage des Kerns an einem im Emitteranschltiß des der anderen Steuerstufe zugeordneten Transistors liegenden Widerstand einen als Setzimpuls für die bistabile Schaltung verwendbaren Spannungsimpuls hervorruft.

An Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel schemaiisch 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 Magm tisierungswicklung 2 ist mit ihren beiden Enden zn 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, während de Steuerstufe 6 ein UND-Gatter 10 aufweist. Da die beiden Transistoren 3 und 4 als Spannungsfolger (Emitterschaltung) arbeiten, müssen die Steuersiufen 5 und 6 definierte Ausgangsspannungen liefern, um den vollen Wert drs Magnetisierungssiromes für den Magnetkern 1 zu erhalten. Aus diesem Grunde sind die beiden Gatter 9 und 10 als integrierte Digitalschaltungen mit offenen Kollektoren ausgebildet, weil dann infolge der Beschallung mit den Widerständen Il und 12 die Ausgangsspannungen der Stcuerstufen 5 und 6 der Betriebsspannung Ue 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 neg.-tiven Sättigungszustand gebracht werden. Der jeweilige Magnetisierungsstrom ist durch die Werte der Widerstünde 13, 14 und

15 vorgegeben. Das an dem Steuereingang 7 anliegen de Signal wird über einen Inverter 16 an den Eingang der Steuerstufe 5 gegeben. An Stelle über den Inverter

16 könnte das Eingangssignal für die Steuerstufe 5 auch unmittelbar dem komplementären Ausgang der zu überwachenden bistabilen Kippstufe entnommen weiden. Mit 17 ist noch ein Inhibitcingang bezeichnet, der auf die Eingange der beiden Gatter 8 und 10 wirkt. Ferner weist das NAND-Gatter 9 noch eir :n Abfrageeingang auf.

Die Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt: Liegt beispielsweise am Stcuereingang 7 Signal, so liegt auch am Ausgang des UND-Gatters 10 Signal, da auch der Inhibiteingang Signal führt. An dem NAND-Galter 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 Ua Strom über den Transistor 4, die Magnetisierungswicklung 2 und den Widerstand 13, so daß der Magnetkern 1 in eine bestimmte Remanenzlage gekippt wi"d. Verschwindet das Signal am Steuereingang 7, 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 Magnelisierungsstrom 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 umzumagneiisieren. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß die SignaUpannung dem lnhibiieingang 17 mit einer gewissen Zeitverzögerung zugeführt wird. 1st die vorgeschriebene Versorgungsspannung erreicht, wird die zu überwachende bistabile Kippst. :..iltung in an sich bekiirmrüer Weise in eine definierte Lage (Nullstellung) gebracht. Danach wird ein Abfrageimpuls erzeugt, der über den Eingang 18 unmittelbar über die Steuerstufc 5 an den Emitter von dem Transistor 3 gelangt, je räch der Richtung des Steuersignals vor -\usfall 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 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 Magnetkerns 1 ist die Magnetisierungswicklung 2 hochohmig, weil der Abfrageimpuls versucht, den Kern umzumagnetisieren uno. 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 mehl malige 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 Magnetkerns 1 richtet sich dann nach der an dem Eingang 7 anliegenden Signalspannung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung mit dauernder Speichereigenschaft für nachgeschaltete 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 Magnetkerns (1) zwischen den Emittern von in Emitterschaltung betriebenen Transistoren (3,4) liegt, deren Basen über Steuerstufen (5,6) derart von der bistabilen Kippschaltung ansteuerbar sind, daß die beiden Transistoren (3,4) in.- Normalbetrieb ebenfalls als bistabile Kippschaltung arbeiten, daß die Ansteuerung der beiden Transistoren (3, 4) nach Ausfall der Versorgungsspannung (Ue) bei Wiederkehr derselben über einen gemeinsamen Inhibiteingang (17) der beiden Steuerstufen (5. 6) verhinderbar ist und daß nach Erreichen der vollen Höhe der Versorgungsspannung (Ub) über eine der Steuerstufen (5 oder 6) ein definierter Abfrageimpuls auf die Magnetisierungswicklung (2) des Magnetkerns (1) gebbar ist, der nur bei einer bestimmten Remanenzlage des Kerns (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 hervorrufi.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstufen (5, 6) integrierte Digitalschaltungcn mit offenen Kollektoren enthalten.