Pierwszenstwo: 05. III. 1962 Rumunia Opublikowano: 11. IV.1967 53287 KI. 21 a1, 36/22 MKP UKD H03k Twórca wynalazku: inz. Teodor Teitel Wlasciciel patentu: Institutul de Fizica Atomica, Bukareszt (Rumunia Macierz dekodujaca dwójkowo dziesietna ze stalymi elementami przelaczajacymi Wynalazek dotyczy macierzy z dlawików na rdzeniach, pracujacych przy nasyceniu magnetycz¬ nym, przy czym macierz ta posiada specjalna bu¬ dowe umozliwiajaca przejscie z dwójkowego sy¬ stemu liczenia na system dziesietny i jest przy¬ laczona do tranzystorowej dekady zliczajacej w ce¬ lu bezposredniego uruchomienia wskazników pro¬ jekcyjnych z zarówkami lub wskazników wizual¬ nych typu Nixie.Znane sa juz macierze tego typu zawierajace prze¬ kazniki • elektromechaniczne, uruchamiane przez prady kolektorowe tranzystorów w poszczególnych stopniach relaksacyjnych dekady zliczajacej, przy czym w macierzach tych przelaczanie lamp wskaz¬ nikowych nastepuje za pomoca kombinacji zesty¬ ków spoczynkowych i roboczych. Wada tych ukla¬ dów sa ruchome czesci przekazników oraz ich ze¬ styki majace krótka zywotnosc.Macierze pozwalajace na przejscie z systemu dwójkowego na dziesietny, wyposazone w stale elementy przelaczajace jak- diody pólprzewodni¬ kowe, oporniki lub kombinacje diod i oporników, które moga byc dopasowane do tranzystorowej dekady zliczajacej równiez sa juz znane. Posiadaja jednak te wade, ze dostarczaja zbyt malych napiec dla uruchomienia wskazników wizualnych lub do¬ starczaja zbyt malych pradów dla zapalenia zaró¬ wek we wskaznikowych elementach projekcyjnych tak, ze konieczne jest uzycie specjalnych elemen¬ tów wzmacniajacych. 2 Znane sa równiez macierze dekodujace z oporni¬ ków fotoelektrycznych oswietlanych przez lampy jarzeniowe sterowane tranzystorami tak, ze moga one zasilac lampy wielkich wskazników wizual- 5 nych. Wada tych ukladów jest to, ze macierz nie jest sterowana bezposrednio z dekady zliczajacej, lecz potrzebny jest specjalny stopien uruchamia¬ jacy lampy jarzeniowe, co bardzo komplikuje cala budowe. io Znane sa równiez macierze dekodujace wyposa¬ zone we wzmacniacze magnetyczne pracujace jako przekazniki, w których prady kolektorowe dekady zliczajacej wykorzystywane sa do magnesowania wstepnego niektórych rdzeni magnetycznych w ma- 15 cierzy. Przez takie magnesowanie wstepne mozna uzyskac przelaczenie pradu, dostarczonego z od¬ dzielnego zródla wysokiej czestotliwosci, do katod wskaznikowych lamp jarzeniowych lub do zaró¬ wek, co powoduje wykazanie wybranej cyfry. Uklad 20 ten posiada te wade, ze nie mozna w nim zapobiec sprzezeniu pomiedzy dwustanowymi stopniami re¬ laksacyjnymi w dekadzie zliczajacej, gdyz na jed¬ nym rdzeniu magnetycznym znajduje sie duzo ce¬ wek magnesujacych. W ten sposób odczytanie re- 25 zultatu moze nastapic dopiero po ukonczonym prze¬ biegu liczenia.Znane sa równiez macierze zawierajace wiele grup magnesowanych wstepnie dlawików, z któ¬ rych kazdy zawiera jedno uzwojenie pradu zmien- 30 nego i jedno uzwojenie pradu stalego dla nasy- 5328753287 cenia rdzenia. Uzwojenia pradu zmiennego kazdej grupy dlawików sa polaczone szeregowo, a odczep srodkowy i konce calego polaczenia szeregowego sa polaczone z poprzedzajaca grupa. Wada tej ma¬ cierzy polega na tym, ze w celu unikniecia sprze¬ zenia miedzy obwodem pradu zmiennego i obwo¬ dem pradu stalego, dwa polozone obok siebie dla¬ wiki sa odsprzezone. Poniewaz stosunek liczby zwo¬ jów uzwojenia pradu stalego do liczby zwojów uzwojenia pradu zmiennego jest duzy, wiec na¬ piecia, powstajace przez indukcje, w obwodzie praciu stalego sa równiez duze tak, ze zagadnienia izolacji staja sie trudne do rozwiazania. Poza tym, aby uzyskac dobra charakterystyke przelaczania trzeba stosowac material magnetyczny o specjal¬ nych wlasnosciach (blachy rdzeniowe walcowane na zimno), który ze wzgledu na straty magnetyczne wymaga malych czestotliwosci roboczych, co pro¬ wadzi do zwiekszenia wymiarów.Dekodujaca macierz dwójkowo dziesietna wedlug wynalazku zawierajaca stale elementy przelacza¬ jace, nie ma zadnej z tych wad, gdyz dla uniknie¬ cia sprzezenia miedzy obwodem pradu zmiennego i obwodem pradu stalego stosuje sie specjalny element przelaczajacy, który sklada sie z dwóch pierscieniowych rdzeni magnetycznych. Kazdy z rdzeni ma wlasne uzwojenia pradu zmiennego, a oba rdzenie polozone sa stycznie w tej samej plaszczyznie i otoczone przez wspólne uzwojenie pradu stalego sluzace do nasycenia ich obwodów magnetycznych. Uzwojenia pradu zmiennego oby¬ dwu rdzeni sa przy tym polaczone szeregowo w ukladzie przeciwsobnym, co eliminuje sprzeze¬ nia miedzy obwodem pradu zmiennego i stalego.Wszystkie elementy przelaczajace sa identyczne i wlaczane sa w macierzy w okreslonym porzadku, tworzac w ten sposób droge dla pradu zmiennego od zacisku wejsciowego do jednego z dziesieciu zacisków wyjsciowych.Przyklad zastosowania wynalazku uwidoczniony jest na rysunku i dotyczy dekodowania i wskazan dekady zliczajacej, która pracuje wedlug systemu liczenia 1—2 4 8.Wedlug wynalazku macierz dekodujaca ma osiemnascie takich samych elementów przelaczaja¬ cych. Kazdy element zawiera dwa pierscieniowe rdzenie magnetyczne z ceramicznego materialu magnetycznego, który umozliwia stosowanie wyso¬ kiej czestotliwosci roboczej.Oba rdzenie polozone sa stycznie w tej samej plaszczyznie, przy czym kazdy z nich ma uzwoje¬ nie pradu zmiennego a o malej liczbie zwojów, a uzwojenia te polaczone sa szeregowo w ukladzie przeciwsobnym. Przez oba rdzenie pierscieniowe przechodzi wspólne uzwojenie o duzej liczbie zwo¬ jów b, które moze spowodowac nasycenie obu rdzeni magnetycznych, gdy przez uzwojenie to plynie prad staly. W ten sposób element przela¬ czajacy moze pracowac jako przekaznik, gdyz przy nasyceniu rdzeni przez uzwojenie pradu 60 zmiennego moze plynac prad zmienny, a gdy rdze¬ nie sa nie nasycone element ten dziala w obwodzie pradu zmiennego jak duza opornosc pozorna.Polaczenie szeregowo przeciwsobne obu uzwojen pradu zmiennego oraz uzycie rdzeni pierscienio- 6$ 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 wych o mozliwie takich samych parametrach *A* pobiega wplywom pradu zmiennego na obwód pradu stalego. 4 Uzwojenia pradu zmiennego elektromagnetycz¬ nych elementów przelaczajacych polaczone sa w macierzy kaskadowo tak, ze umozliwiaja pola¬ czenie wyjsciowego zacisku generatora wysokiej czestotliwosci z kazda z dziesieciu; zarówek o wska¬ zujacych cyfry 0 ... 9.Uzwojenie pradu stalego osiemnastu elementów przelaczajacych sa wlaczone do obwodów kolek¬ tora tranzystorowych stopni relaksacyjnych de¬ kady zliczajacej, których dwa polozenia równo¬ wagi oznaczone sa odpowiednio 1, 1; 2, 2; 4, 4; 8, 8, przy czym róznym polozeniom stopni relaksacyj¬ nych odpowiada nasycenie rdzeni tych elementów przelaczajacych, które znajduja sie w obwodzie kolektora tranzystorów przewodzacych prad.Uklad elementów przelaczajacych wedlug wyna¬ lazku umozliwia dekodowanie dekady zliczajacej pracujacej wedlug systemu 1—2—4—8 lub 1—2— 4—2. Na przyklad liczba dwójkowa 0000 pozwala na przeplyw pradu przez lampe wskaznikowa O, gdyz przewodzace sa tranzystory dla polozen 1, 2, 4, 8 i tworza niskoomowe polaczenie dla pradu zmiennego, miedzy generatorem wysokiej czesto¬ tliwosci G i lampa wskaznikowa O, natomiast liczba dwójkowa 1110 umozliwia przeplyw pradu zmiennego przez lampe wskaznikowa 7, gdyz tylko w obwodzie lampy 1 wszystkie elementy przela¬ czajace maja nasycone rdzenie (przewodzace sa w tym przypadku tranzystory dla polozen 1, 2, 4, 8).Zaleznosc miedzy cyframi systemu dwójkowego i dziesietnego okreslona jest jednoznacznie tak, ze przy danym polozeniu spoczynkowym stopni re¬ laksacyjnych dekady zliczajacej, prad plynie tylko przez jedna, scisle okreslona lampe, która wedlug cyfry dwójkowego systemu liczenia wskazuje cyfre systemu dziesietnego. W dziesieciu obwodach wyj¬ sciowych mozna wlaczac zarówki, gdy na przyklad stosuje sie projekcyjny system wskaznikowy* lub tez elektronowe lampy wskaznikowe (Nixie), przy czym lampy te musza pracowac w warunkach do¬ pasowania opornosci pozornej.W porównaniu z innymi metodami wskazniko¬ wymi dla tranzystorowych dekad zliczajacych uklad wedlug wynalazku ma nastepujace zalety.Duza pewnosc pracy, gdyz macierz zawiera tylko stale elementy przelaczajace. Mala moc jaka po¬ trzebna jest do uzyskania nasycenia rdzeni, umo¬ zliwia bezposrednie dolaczenie do tranzystorowej dekady zliczajacej bez stosowania dodatkowych elementów wzmacniajacych. Zastosowanie pierscie¬ niowych rdzeni magnetycznych oraz wspólnego" uzwojenia wzbudzajacego dla dwu rdzeni pozwala uzyskac korzystna charakterystyke przelaczania, nawet gdy uzywa sie rdzeni ferrytowych. Przy zastosowaniu rdzeni ferrytowych macierz mozna zasilac pradem wysokiej czestotliwosci, co pozwa¬ la na miniaturyzacje ukladu. Ze wzgledu na to, ze zaklócajace sprzezenia miedzy obwodem pradu zmiennego i obwodem pradu stalego 'sa male, a równiez ze wzgledu na niewielkie sprzezenia miedzy obwodami kolektorowymi tranzystorów5 53287 6 w stopniach relaksacyjnych, macierz umozliwia jed¬ noczesna prace dekady zliczajacej i wskazników.Wszystkie zastosowane elektromagnetyczne ele¬ menty przelaczajace sa identyczne, co umozliwia ich standaryzacje oraz budowe w postaci bloków. PL