DEN0009122MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 29. Juni 1954 Bekanntgemacht am 20. Oktober 1955

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von in Kodeform gekleideten Angaben mittels wenigstens eines statischen dielektrischen Tickers, der einen Kondensator mit einem Dielektrikum hoher Remanenz enthält, wobei die Angaben durch die Remanenzlage des Dielektrikums bedingt sind.

Es ist bekannt, in Analogie mit statischen magnetischen Tickern, die beiden Remanenzlagen von nicht linearen, Hysterese aufweisenden Kondensatoren in Gedächtnisschaltungen zur Aufzeichnung von Angaben in z. B. binärer Kodierung zu verwenden.

Dadurch, daß einem solchen Kondensator ein Spannungsimpuls zugeführt wird, kann eine bestimmte, mit »o« oder »τ« der kodierten Angaben übereinstimmende Remanenzlage eingestellt werden; z. B. wird eine »0« durch eine positive Remanenz und eine »τ« durch eine negative Remanenz gekennzeichnet. Die Remanenzlage des Kondensators kann wieder mittels eines anderen Spannungsimpulses festgestellt werden, mit anderen Worten, die Angaben können dann abgelesen werden.

Die Diskrimination zwischen den beiden Remanenzlagen ist aber um so schwerer, je weniger rechteckig die Hystereseschleife des verwendeten dielektrischen Materials ist. Einkristalle aus geeignetem ferroelektrischem Material, z. B. Barium-Strontiumtitanat, sind im Hinblick auf die Diskrimination in Anbetracht

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ihrer nahezu rechteckigen Hystereseschleife vorzuziehen; sie haben aber den Nachteil, daß sie schwer herstellbar und auch schwer reproduzierbar sind, insbesondere hinsichtlich der Ausmaße. Die Hystereseschleife polykristallinischer Materialien, die sich wesentlich einfacher herstellen und auf die richtige Größe bringen lassen, weicht aber andererseits wesentlich von der Hecht eckform ab.

Die Erfindung bezweckt, eine möglichst einwandfreie

ίο Diskriinination trotz Verwendung von !Materialien mit verhältnismäßig stark von der Kechteckform abweichenden Hystereseschleifen zu ermöglichen, und sie weist das Kennzeichen auf, daß der Kondensator mit dem Dielektrikum hoher Remanenz zusammen mit einem anderen. Kondensator in einem Kreis liegt und über einer mit den beiden Kondensatoren gekoppelten, diesem Kreis angehörenden Impedanz unter dem Einfluß von den beiden Kondensatoren gleichzeitig zugeführten Impulsen geeigneten Vorzeichens

und geeigneter Größe ein Differenzsignal aufgebaut wird, das nahezu gleich Null ist, wenn der zuerstgenannte Kondensator die eine der beiden möglichen Remanenzlagen einnimmt, und das einen wesentlich von Null verschiedenen Wert annimmt, wenn dieser Kondensator die andere der beiden möglichen Remanenzlagen einnimmt.

Die ICrIuI(IuHg wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine bekannte Vorrichtung;

Fig. 2 zeigt eine Kurve, wie sie bei einer solchen Vorrichtung auftritt;

Die Fig. 3 und 4 stellen Vorrichtungen nach der Erfindung dar, und

Fig. 5 zeigt eine Hauart, wie sie bei einer Vor-

richtung nach der Erfindung Anwendung finden kann, !'"ig. I zeigt eine bekannte Vorrichtung zum Aufzeichnen von in Kodeform gekleideten Angaben mittels eines statischen dielektrischen Tickers. Darin bezeichnet C₁, den Kondensator mit dem Dielektrikum hoher Remanenz, C eine Ausgangsimpedenz und RF einen Gleichrichter.

Fig. .; zeigt die Polarisationskennlinie des Kondensators (,',,, bei der die Ladung Q als Funktion der Spannung I⁷ aufgetragen ist. Hei V ----- 0 liegen zwei

Reinanenzlagen vor, nämlich die Polarisationslage Q₁ und die Polarisationslage (>._,. ICs sei angenommen, daß die Lagen Q₁ und (λ_, einer >-o» beziehungsweise einer »i„ der kodierten Angaben entsprechen. Wird ferner angenommen, daß der Ticker die Lage Q₁ einnimmt,

so weist der Kondensator C₁, für einen der Klemme A

zugeführten positiven Impuls die Kapazität ' ^ über die Strecke Q₁D, also annähernd die Kapazität auf.

O₁ O₁

V,

Wenn nun die Kapazität von C hoch ist gegenüber

, so ist unter der Einwirkung des der

Klemme/1 zugeführten positiven Impulses die gleichfalls impulsfönnige Spannung an C und daher auch die an der Klemme />' klein. Befindet sich der Ticker A aber in der Lage (λ., so tritt unter der Einwirkung eines positiven Auslöseimpulses ein großer Spannungsimpuls an C auf, denn die Kapazität von C_d ist für. die Strecke Q₂D hoch, und zwar annähernd ---^---. Angenommen ist dabei, daß die Kapazität von C klein ist gegenüber '^₇ für die Strecke Q₂D, also

_c = {-γψ-J

(^dQ\ <c<(^dQ

Wenn ferner der Auslöseimpuls größer als V₁ gewählt ist (s. Fig. 2), so kehrt der Ticker außerdem wieder in die Lage Q₁ zurück, mit anderen Worten: er nimmt also wieder die Angabe »0« an, vorausgesetzt, daß sich der Kondensator C über den Sperrwiderstand von RF in einer kürzeren Zeit als die Impulsdauer entladen kann.

Das Festlegen eines Gedächtniselementes »1«, was bedeutet, daß man den Ticker die Lage Q₂ einnehmen läßt, erfolgt dadurch, daß der Klemme A ein negativer Spannungsimpuls zugeführt wird, dessen Absolutwert größer als V₁ ist und der den Ticker über den Punkt E in die Lage Q₂ führt. Der Gleichrichter RF sorgt dafür, daß der Punkt B möglichst das Erdpotential beibehält.

Die Diskriinination zwischen einer »1« und einer »0«

beruht daher auf dem Unterschied zwischen [',"

\dV

und ( ,,, I . Es ergibt sich, daß dieser Unterschied \dV Jq.d ^b

in der Praxis im allgemeinen verhältnismäßig gering ist, was in einem entsprechend geringen Unterschied zwischen dem Impuls an der Klemme B beim Festlegen einer »i-i und dem Impuls an der Klemme B beim Festlegen einer >-o»· zum Ausdruck kommt. Diese Tatsache ist auf die zu geringe Rechteckigkeit der Hystereseschleife der üblichen Dielektriken zurückzuführen, die insbesondere bei polykristallinischen Materialien eine gute Diskrimination zwischen einer »0« und einer π; schwer macht.

In Fig. 3 ist eine Vorrichtung nach der Erfindung

dargestellt. Die Kapazität von C_c sei gleich I ',y\ Befindet sich der Ticker daher in der Lage »0« und wird dem Punkt A j ein positiver Spannungsimpuls und gleichzeitig dem Punkt A₂ ein negativer Spannungsimpuls von gleicher Größe zugeführt, so sind die Spannungen über C_d und C_n, da C₁. = [-,

von gleichem Wert, jedoch von entgegengesetztem \^Torzeichen, und die resultierende Spannung über C ist gleich Null.

Genaugenommen, braucht C_c zu diesem Zweck nicht

gleich ι - z>-1 zu sein, aber dann muß naturgemäß

\^dV )Qii>

der an A₂ zugeführtc Spannungsimpuls verschieden von dem an A₁ zugeführten Spannungsimpuls gewählt werden. Wenn C₁, = a · I-'7,· I , wobei a cine

KdVJQ₁D'

Konstante darstellt, so muß die Größe des an A₂ zugeführten Spanmmgsimpulses

(dQ
ι ^a UV

dV

-I- Γ

Q₁D

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mal die Größe des an A₁ zugeführten Spannungsimpulses sein.

Ist aber der Ticker in der Lage Q₂, so ist die Kapazität, die für den an A₁ zugeführten positiven Impuls

wirksam ist, nicht (-~r

sondern

so daß über C eine resultierende Spannung auftritt. Die Diskrimination, ob der Ticker die Lage Q₁ oder Q₂ einnimmt, ist also auf die Feststellung reduziert, ob an der Klemme B ein Impuls oder kein Impuls auftritt. Im Gegensatz hierzu muß zur Diskrimination bei der Vorrichtung nach Fig. 1 die Größe der an B auftretenden Impulse gemessen werden.

Bemerkt wird, daß in Fig. 3 der Gleichrichter RF durch einen Widerstand R ersetzt ist; denn in diesem Falle ist die Impedanz der Kombination RC sowohl für den an A₁ zugeführten positiven Impuls als auch für den an A₂ zugeführten negativen Impuls gleich. Wünscht man aber im Zusammenhang mit der Aufzeichnung doch einen Gleichrichter zu verwenden, was keineswegs notwendig ist, so muß dies bei der Bemessung der Größe der an A₁ und A₂ zugeführten Impulse berücksichtigt werden.

Es ist einleuchtend, daß die Erfindung nicht auf eine Schaltung der Art nach Fig. 3 beschränkt ist. In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem C_ä und C_c über die Primärwicklung eines Transformators T miteinander verbunden sind, wobei die Wicklung an einer Mittelanzapfung geerdet ist. In diesem Falle müssen zum Auslösen der Angaben sowohl bei A₁ wie bei A₂ positive Impulse zugeführt werden. Befindet sich C_d wieder in der Lage Q₁, so tritt, wenn C_c = (-M-) und die Größe der beiden

Impulse gleich ist, an der Sekundärwicklung (Klemmen F und G) kein Spannungsimpuls auf; dies im Gegensatz zu dem Falle, in dem C_d die Lage Q₂ einnimmt. Auch hier braucht C₀ nicht gleich (——-)

ι V "■ ^v I Qi ο

zu sein, aber dann muß die Größe der Impulse wieder verschieden gewählt oder die Primärwicklung asymmetrisch geerdet werden.

Das einfachste Mittel, um sicher zu sein, daß C_c

gleich

ist — und zwar über den ganzen von

dem an A₂ zugeführten Impuls ausgesteuerten Teil der Strecke Q₁D, wobei dann in vielen Fällen die Größe der an A₁ und A₂ zugeführten Impulse gleich gewählt werden kann —, besteht darin, für C_e einen Kondensator ähnlich C_a zu verwenden. Wird C₀ mit negativen Impulsen betrieben wie bei der Vorrichtung nach Fig. 3, so wird C₀ in der Lage Q₂ eingestellt. Die Aussteuerung erfolgt dann immer über die Strecke Q₂ E, wobei naturgemäß dann gelten muß

— I — I -Hr I · Wird aber C₁. mit positr
VJq₂E— XdV]Q₁D

Ableseimpulsen betrieben, so wird C_c in der Lage Q₁ eingestellt und über die Strecke Q₁D ausgesteuert.

Es ist zweckmäßig, falls zwei gleiche Kondensatoren C_d und C₀ verwendet werden sollen, die Beläge dieser Kondensatoren auf dem gleichen dielektrischen Material, gegebenenfalls mit einem gemeinsamen Belag, anzubringen. Dieses ist bei der Schaltung nach Fig. 3 möglich, denn in diesem Falle sind die beiden Polarisationskennlinien möglichst ähnlich, abgesehen natürlieh von etwaigen örtlichen Inhomogenitäten im dielektrischen Material.

Gibt es mehrere solche zusammengehörige Kondensatorenpaare, so können auch die Beläge dieser Kondensatorenpaare auf einem für sämtliche Paare gemeinsamen Dielektrikum angebracht werden, wie schematisch in Fig. 5 dargestellt. In dieser Figur bezeichnet 1 das dielektrische Material und 2 die Kondensatorbeläge. Die Kondensatorenpaare liegen in Schaltungen, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind. Dabei kann also bei jedem Kondensatorenpaar ein gemeinsamer Belag verwendet werden.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum Aufzeichnen von in Kodeform gekleideten Angaben mittels wenigstens eines statischen dielektrischen Tickers, der einen Kondensator mit einem Dielektrikum hoher Remanenz enthält, wobei die Angaben durch die Remanenzlage des Dielektrikums festgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator mit dem Dielektrikum hoher Remanenz zusammen mit einem anderen Kondensator in einem Kreis liegt und über einer mit den beiden Kondensatoren gekoppelten, diesem Kreise angehörenden Impedanz unter dem Einfluß von den beiden Kondensatoren gleichzeitig zugeführten Impulsen von geeignetem Vorzeichen und geeigneter Größe ein Differenzsignal aufgebaut wird, das nahezu gleich Null ist, wenn der zuerst genannte Kondensator die eine der beiden möglichen Remanenzlagen einnimmt, und das einen von Null wesentlich verschiedenen Wert annimmt, wenn dieser Kondensator die andere der beiden möglichen Remanenzlagen einnimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den anderen Kondensator gleichfalls ein Kondensator mit einem Dielektrikum hoher Remanenz verwendet wird, wobei die Polarisationskennlinien der beiden Kondensatoren ähnlich sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beläge der beiden Kondensatoren auf einem für die beiden Kondensatoren gemeinsamen Dielektrikum angebracht sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beläge mehrerer zusammengehöriger Kondensatorenpaare auf einem für sämtliche Paare gemeinsamen Dielektrikum angebracht sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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