DE1141673B - Dekodierer mit einer mit Magnetkernen aufgebauten Matrixschaltung, bei der die Kernewenigstens eine Eingangs-windung und eine Anzahl von Ausgangswindungen aufweisen, zur UEbertragung einer Binaerzahl von N Bits - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Magnetkernmatrixdekodierer, bei dem jeder Magnetkern wenigstens eine Eingangswindung und eine Anzahl von Ausgangswindungen aufweist. Dieser Dekodierer dient zur Umwandlung eines binären Kodes in einen »Eins-aus-X^-Kode.

Es ist bekannt, Matrixschaltungen zur Übertragung aus einem Kode in einen anderen zu verwenden. Beispielsweise wurden Matrixschaltungen ge^· schaffen, mit welchen Übertragungen aus einem binären Kode und einem Dezimalkode vorgenommen wurden. Mit dem Auftreten von Magnetkeirngedächtnissen wurden Matrixdekodierer entwickelt, welche Adresseninformationen in Form eines binär kodierten Wortes einer ausgewählten einzelnen oder einer ausgewählten Gruppe einer großen Anzahl von Entnahmeleitungen im Magnetkerngedächtniskreis übertragen. Derartige magnetische Dekodierer werden als Gedächtniszugangsschalter bezeichnet. Es wurden bereits verschiedene Gedächtniszugangsschalter vorgeschlagen, jedoch benötigen alle diese magnetischen Kernmatrizen eine Anzahl von Kernen, die wenigstens gleich ist der Anzahl der Ausgangsleitungen, d. h. also, die gleich ist dem Werk K bei dem »Eins-aus-iiCÄ-Ausgangskode.

Durch die Erfindung wird in vorteilhafter Weise eine Magnetkernmatrix geschaffen, welche lediglich so viele Kerne erfordert, als binäre Eingangsbits vorhanden sind. Da die Anzahl der Ausgangsleitungen gleich 2^N ist, wobei N die Anzahl der binären Eingangbits ist, ist die Einsparung an Kernen ganz erheblich. Wenn beispielsweise ein binärer Sechsbit-Eingang für den Dekodierer vorgesehen ist, so sind bei dem »Ein-aus-.K«-Ausgangskode vierundsechzig Ausgangsleitungen vorgesehen. Die Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung erfordert lediglich noch sechs Kerne im Gegensatz zu der Minimalzahl von vierundsechzig Kernen für einen derartigen Dekodierer bei den bekannten Vorrichtungen.

Die Magnetkernmatrixschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Anzahl der Kerne der Anzahl der binären Bits N entspricht, daß für jeden binären Bit ein Kern vorgesehen ist, daß auf jeden Kern K Ausgangswindungen aufgewickelt sind, daß die Ausgangswindungen eines jeden Kernes derart gewickelt sind, daß Ausgangswindungsgruppen vorhanden sind, die entgegengesetzte Polarität aufweisen, daß in jedem Kern, ausgehend von dem Kern, der dem Bit niedrigster Ordnung (N=I) zugeordnet ist, jeweils 2^^-1 Ausgangswindungen zu einer Gruppe gleicher Polarität gehören, daß die nächste Gruppe von 2^N~¹ Ausgangswindungen ent-Dekodierer mit einer mit Magnetkernen

aufgebauten Matrixschaltung,
bei der die Kerne wenigstens eine Eingangswindung und eine Anzahl von
Ausgangswindungen aufweisen,
zur Übertragung einer Binärzahl von N Bits

Anmelder:

Burroughs Corporation,
Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Phys. H. Schroeter, Patentanwalt, München 5, Papa-Schmid-Str. 1

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 7. März 1960 (Nr. 13 194)

Robert C. Minnick, Arcadia, Calif.,

und Edwin S. Lee, Pasadena, Calif. (V. St. Α.),

sind als Erfinder genannt worden

gegengesetzter Polarität aufweist usf., daß alle Ausgangswindungen der Kerne in der Weise in K Serienkreise mit je N Ausgangswicklungen geschaltet sind, daß jeder Serienkreis jeweils lediglich eine Ausgangswicklung eines Kernes umfaßt, und daß diese Serienkreise mit einer Spannungs- oder Pulsquelle verbunden sind und ein Sperrglied aufweisen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltschema einer Ausfiihrungsform der Erfindung und

Fig. 2 ein Schaltschema einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Matrixschaltung dargestellt, welche derart ausgelegt ist, daß mit dieser ein Dreibitbinärkode in einen »Eins-aus-Acht«-Kode umgewandelt werden kann. Es sei jedoch bemerkt, daß die Prinzipien der Erfindung auf eine größere Anzahl von Eingangsbits und eine entsprechend erhöhte Anzahl von Ausgängen ausgedehnt werden können. In den Figuren wurde zu deren Vereinfachung und zum

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Zwecke der klareren Darstellung das »Spiegel- derart ausgelegt, daß die Eingangswindungen mit schema« verwendet. Jeder Magnetkern ist durch eine bipolaren Pulsen beschickt werden. Eine binäre Null dicke, senkrechte schwarze Linie dargestellt. Drei wird beispielsweise durch einen negativen Puls, dem Kerne sind mit 10, 12 und 14 bezeichnet. Es sei ein positiver Puls folgt, dargestellt und eine binäre angenommen, daß sieh der Fluß entlang der Länge 5 Eins durch einen positiven Puls, dem ein negativer der Kerne entweder nach oben oder nach unten er- Puls folgt.

streckt. Jeder der Kerne ist bei dem in Fig. 1 darge- Eine Spannungsquelle 35 erzeugt ein negatives

stellten Ausführungsbeispiel mit einer einzelnen Ein- Potential am gemeinsamen Anschluß 28 der Seriengangswindung versehen. Die Windungen sind mit 16, kreise, und zwar wird dieses negative Potential über 18 und 20 bezeichnet. Eine am Kern angebrachte io ein Tor oder einen Relaisschalter 36 angelegt. Dieses Windung wird durch eine Linie dargestellt, die den Potential ist dem Spitzenpotential des Ausgangs-Kern am Durchtrittspunkt der Windung diagonal pulses, multiplizieirt mit einem Faktor (N- 2), gleich, kreuzt. Die Polarität der Windung wird durch die wobei N die Anzahl der binären Eingangsbits ist. Richtung der Diagonallinie angezeigt. Die Polarität im Betrieb ist die Wirkung der den Eingangswindunder Windung ist aus der Figur bestimmbar, wenn 15 gen zugeführten bipolaren Pulse die, daß sichergeman annimmt, die Diagonallinie sei die Kante eines stellt ist, daß in den Kernen immer zu der Zeit der Spiegels. Ein Lichtstrahl der in der Richtung des in Fluß umgeschaltet wird, zu der aus der Matrix etwas der Windung fließenden Stromes auf den Spiegel ge- entnommen werden soll. Der Fluß kann in den Kerrichtet wird, wird von dem Spiegel in der Richtung nen durch die erste Hälfte des bipolaren Pulses umdes Flusses reflektiert, der in dem Kern durch den 20 geschaltet werden, wodurch ein unechter Ausgang Strom hervorgerufen wird. Wenn in der Eingangs- aus der Matrix erzeugt wird. Aus diesem Grund ist windung 16 ein nach abwärts gerichteter Strom das Tor 36 vorgesehen, welches von der Eingangsfließt, so ergibt sich aus der getroffenen Konvention, Spannungsquelle 34 in der Weise gesteuert wird, daß daß der im Kern 10 induzierte Fluß in Fig. 1 nach das Potential aus der Quelle 35 lediglich während der abwärts gerichtet is,t. 25 Zeit den Serienkreisen zugeführt wird, während wel-

Jeder der Magnetkerne ist mit einer Anzahl von eher die zweite Hälfte der bipolaren Eingangsspule Ausgangswindungen versehen, die mit 22 a bis 22 h, wirksam ist.

24 a bis 24 h und 26 a bis 26 h bezeichnet sind. Das Es ist ersichtlich, daß während der zweiten Hälfte

Gesetz zur Bestimmung der Polarität einer induzier- der bipolaren Eingangspulse in jedem der Kerne ten Spannung in einer Ausgangswindung ist gemäß 30 immer Fluß umgeschaltet wird. Die Richtung, in der Spiegelkonvention derart, daß jeder sich er- welcher der Fluß in einem besonderen Kern umgebende Stromfluß in der Richtung liegen muß, geschaltet wird, hängt davon ab, ob das entsprewelche einer Flußänderung im Kern entgegenwirkt. chende Eingangssignal eine binäre Eins oder binäre Die Spiegelbeschreibung von Kernwindungen ist be- Null ist. Eine Spannung wird als Ergebnis davon in kannt und beispielsweise in dem Buch »Digital Com- 35 jeder der Ausgangswindungen induziert, die mit dieputer Components and Circuits« von Richards, sem Kern verbunden ist. Die Polarität der Spannung 1957, auf S. 196 beschrieben. bezüglich der Serienkreise wird durch die Polarität

Die Ausgangswindungen sind in eine Anzahl von der zugeordneten Windungen bestimmt, wie sie in Serienkreisen geschaltet. Bei dem in Fig. 1 dargestell- der Fig. 1 durch die diagonalen Linien dargestellt ten Ausführungsbeispiel ist die Ausgangswindung 40 sind. Mit drei Eingangsbits und drei zugeordneten irgendeines Kernes mit einer entsprechenden Aus- Kernen sind 2^S verschiedene Flußschaltkombinagangswindung eines jeden der anderen Kerne in tionen möglich. Die Windungen sind, wie in Fig. 1 Serie geschaltet, und es ergeben sich so acht Serien- dargestellt, in der Weise angeordnet, daß ein besonkreise, von denen jeder drei Ausgangswindungen ent- deres Muster der Flußänderung in den drei Kernen hält. 45 lediglich in einem der Serienkreise Spannungen in

Ein Ende eines jeden der Serienkreise ist an einem den Windungen dieses Serienkreises induziert, die gemeinsamen Anschluß 28 angeschlossen. Am ande- sich in einer Richtung addieren. Lediglich in dem ren Ende eines jeden der Serienkreise sind Sperr- Serienkreis, in dem sich die Spannungen der riehtidioden 30 a bis 3OA und Verbrauchswiderstände 32 a gen Polarität addieren, wird die zugehörige Sperrangeschlossen. Getrennte Ausgangsspannungen, die 50 diode geöffnet. Alle anderen Dioden bleiben durch mit e₀, e_x usw. bezeichnet sind, werden über jeden die bei 28 angelegte Spannung gesperrt. Auf diese der Verbrauchswiderstände 32 α bis 32 h abgenom- Weise wird an einem bestimmten Verbrauchswidermen. Eine Spannung wird gleichzeitig nur über einen stand gemäß dem binären Eingang ein positiver der Verbrauchswiderstände abgenommen, und zwar Ausgangsimpuls erzeugt.

in Abhängigkeit von der Flußumschaltung, die in den 55 Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform Kernen 10, 12 und 14 durch den Eingang induziert ist die Kernmatrixschaltung ähnlich der in Fig. 1 darwird, gestellten, wobei ein einzelner Kern für jeden Ein-Von einer Eingangsquelle für binär kodierte In- gangsbit vorgesehen ist. Die Mittel zur Einstellung formationen, die allgemein mit 34 bezeichnet ist, der Kerne und die Mittel zur Einstellung bestimmter wird eine Eingangsspannung durch die Windungen 60 Flußbilder in den Kernen sind verschieden. Eine An-16; 18 und 20 zugeleitet. zahl von Kernen, die der Anzahl binärer Eingangs-Das Ausgangssignal aus der Quelle 34, welches bits entsprechen, ist vorgesehen. Drei Kerne sind mit dem Bit höchster Ordnung entspricht, wird der Ein- 40, 42 und 43 bezeichnet. Jeder Kern ist mit einem gangswindung 16 zugeführt, und das, welches dem Paar von Eingangswindungen versehen, die mit 46« Bit niedrigster Ordnung entspricht, wird der Ein- 65 bis 466, 48 a bis 48 b und 50 a bis 50 b bezeichnet gangswindung 20 zugeführt. Die Eingangsspannungs- sind. Die Eingangswindungen sind mit entgegengequelle kann irgendeine Vorrichtung zur Erzeugung setzten Polaritäten gewickelt und werden mit Pulsparalleler binär kodierter Informationen sein und ist paaren gleicher Richtung beaufschlagt, um Fluß-

umkehrungen in den Kernen hervorzurufen. Eine Anordnung zur Flußschaltung in den Kernen in Übereinstimmung mit einer binären Eingangsinformation ist dargestellt, in welcher die binäre Information in einem Register gespeichert ist, welches drei 5 Kippkreise aufweist, die mit 52, 54 und 56 bezeichnet sind und die gemäß dem Bit höchster Ordnung bis zum Bit niedrigster Ordnung der binären Eingangsinformation ausgelegt sind. Jeder Kippkreis steuert ein Paar von Toren, so wie beispielsweise die Tore 58 und 60, die mit dem Kippkreis 52 verbunden sind. Das Tor 58 wird geöffnet, wenn sich der Kippkreis 52 in der Stellung befindet, die der binären Null entspricht, und das Tor 60 wird geöffnet, wenn sich der Kippkreis in der Stellung befindet, die der binären Eins entspricht. Ein Puls von einem Taktgeber wird den beiden Toren über einen logischen »Oder«-Kreis 62 zugeführt und geht durch das eine oder andere der Tore 58 und 60 hindurch, um einen oder den anderen eines Paares von Sperroszillatoren 64 und 66 anzuregen, um die entsprechenden Eingangswindungen 46 α und 46 b zu beaufschlagen. Gleichzeitig wird der Kippkreis 52 durch den gleichen Puls in seinen entgegengesetzten stabilen Zustand geschaltet. Zu diesem Zweck ist der Ausgang des logischen »Oder«-Kreises 62 mit dem Schalteingang eines jeden der Kippkreise verbunden.

Ein Taktimpuls wird dem logischen »Oder«-Kreis 62 auch über einen Verzögerungskreis 68 zugeführt, so daß der zweite Puls den Toren 58 und 60 zügeleitet wird, nachdem der Kippkreis umgeschaltet ist. Dieser zweite Puls gelangt zu dem einen oder anderen der Sperroszillatoren 64 oder 66 und stößt diesen an und bewirkt eine Umkehr des Flusses im Kern 40. Die Kerne 42 und 44 werden in gleicher Weise durch Kippkreise 54 und 56 gesteuert. Es ist ersichtlich, daß zur Zeit des zweiten oder verzögerten Pulses des Pulspaares, der zur Steuerung der Kerne verwendet wird, der Fluß in den entsprechenden Kernen in eine Richtung umgeschaltet wird, die abhängig ist von den binären Bits, die im Kippkreisregister gespeichert sind.

Das Flußumschaltmuster der Kerne wird durch die Einleitung eines Stromes abgegriffen, welcher durch einen der Ausgangskreise geleitet wird, der die geringste Impedanz aufweist. Zu diesem Zweck sind die Ausgangswindungen der Kerne zu einer Gruppe von Serienkreisen miteinander verbunden. Die Anzahl der Serienkreise entspricht der Anzahl der Windungen in einem jeden Kern. Die Polaritäten der Windungen sind in der gleichen Weise kodiert wie bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung, nämlich aufeinanderfolgende Ausgangswindungen im Kern 43 haben entgegengesetzte Polarität, aufeinanderfolgende Paare von Ausgangswindungen des Kernes 42 haben entgegengesetzte Polaritäten, und aufeinanderfolgende Gruppen von vier Ausgangswindungen haben am Kern 40 entgegengesetzte Polarität. Die Serienkreise liegen alle an einem gemeinsamen Anschluß 69, der mit dem Kollektor eines Transistors 70 verbunden ist, dessen Basiselektrode geerdet ist. Der Transistor 70 ist normalerweise gesperrt, so daß der gemeinsame Anschluß 70 einen hohen Widerstand zur Erde hat. Jeder der Serienkreise ist an ein negatives Potential über einen der Transistoren 72 α bis 72 h und Widerstände 74 α bis 74 h gelegt. Es sind für jeden Serienkreis ein Transistor und ein Widerstand vorgesehen. Jeder Serienkreis ist mit der Emitterelektrode eines der Transistoren 72 a bis 72 h verbunden. Jeder der Widerstände 74 α bis 74 h ist mit der Kollektorelektrode eines der zugehörigen Transistoren 72 α bis 72 Λ verbunden. Die Basiselektroden der Transistoren 72« bis 72 h sind geerdet. Bei der Anordnung in Fig. 2 sind Transistoren mit Widerständen in Serie geschaltet dargestellt. Es ist jedoch klar, daß in gleicher Weise, wie Fig. 1 zeigt, Dioden verwendet werden können. Transistoren bringen den Vorteil mit sich, daß sie einen Verstärkungsfaktor im Ausgangssignal schaffen, welches vom entsprechenden Widerstand entnommen wird, und Transistoren isolieren die Belastung von den Kernwindungen.

Wenn in jedem der Kerne der Fluß geschaltet wird, wird in jeder der Ausgangswindungen eine Spannung induziert. Die Polarität der Spannung hängt ab von der Polarität der Windung und von der Richtung, in welche der Fluß im entsprechenden Kern geschaltet wird. Wie in Verbindung mit Fig. i beschrieben, gibt es für ein gegebenes Muster von Flußänderungen lediglich einen Serienkreis, in welchem die Polaritäten der Spannungen über die Ausgangswindungen in der gleichen Richtung liegen. Daraus ergibt sich, daß lediglich einer der Transistoren geöffnet wird.

Zur gleichen Zeit, da der Fluß im Kern durch den zweiten Puls des vom »Oder«-Kreis 62 abgeleiteten Pulspaares umgekehrt wird, wird ein Puls der Emitterelektrode des Transistors 70 zugeführt. Dieser Puls wird einer Pulsquelle 76 entnommen, welche durch den Ausgang des Verzögerungskreises 68 getriggert wird. Der Strompuls wird durch den Serienkreis geleitet, in welchem der Transistor durch die Einwirkung der Kerne geöffnet ist. Auf diese Weise kann über einen der Widerstände 74 a bis 74 h, der von den binären Bits bestimmt wird, die im Eingangsregister gespeichert sind, ein Signal entnommen werden.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE;

1. Dekodierer mit einer mit Magnetkernen aufgebauten Matrixschaltung, bei der die Kerne wenigstens eine Eingangswindung und eine Anzahl von Ausgangswindungen aufweisen, zur Übertragung einer Binärzahl von N Bits in einen »Eins-aus-2f«-Kode, wobei K im Wertbereich bis zu 2^N liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Kerne (10, 12/ 14; 40, 42, 43) der Anzahl der binären Bits N entspricht, daß für jeden binären Bit ein Kern vorgesehen ist, daß auf jeden Kern (10, 12, 14; 40, 42, 43) K Ausgangswindungen (22, 24, 26) aufgewickelt sind, daß die Ausgangswindungen (22, 24, 26) eines jeden Kernes (10, 12, 14; 40, 42, 43) derart gewickelt sind, daß die Ausgangswindungsgruppen (22 a bis 22 d und 22 e bis 22 h) vorhanden sind, die entgegengesetzte Polarität aufweisen, daß in jedem Kern, ausgehend von dem Kern (20), der dem Bit niedrigster Ordnung (N=I) zugeordnet ist, jeweils 2^^-1 Ausgangswindungen zu einer Gruppe gleicher Polarität gehören, daß die nächste Gruppe von 2^Λ'^-1 Ausgangswindungen entgegengesetzte Polarität aufweist usf., daß alle Ausgangswindungen der Kerne in der Weise in K Serienkreise mit je N Ausgangswicklungen geschaltet sind, daß jeder Serienkreis jeweils lediglich eine Ausgangswicklung eines Kernes umfaßt

und daß diese Serienkreise mit einer Spannungsoder Pulsquelle (35, 76) verbunden sind und ein Sperrglied (30, 72) aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge^ kennzeichnet, daß jeder der Serienkreise parallel mit der Pulsquelle (35; 76) geschaltet ist, wodurch der Puls durch den Serienkreis geleitet wird, in welchem die Sperrvorrichtung (30; 72) durch die in den Ausgangswindungen (22, 24, 26) induzierten Spannungen geöffnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung eines Ausgangssignals eine Spannungsquene (35; 76) aufweisen und daß jeder der Serienkreise parallel zu der Spannungsquelle (35; 76) geschaltet ist und daß die Spannungsquelle eine derartige Polarität aufweist, daß normalerweise die Sperrvorrichtung (30; 72) gesperrt ist, und daß deren Potential im wesentlichen gleich. (N—2) V ist, wobei N die Anzahl der Kerne bedeutet und V die Spannung ist, die über die Ausgangswindungen (22, 24, 26) induziert wird.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Magnetkernen (10, 12, 14; 40, 42, 43), die der Anzahl binärer Bits N entspricht, vorgesehen ist, daß ein Kern für jeden binären Bit vorgesehen ist, daß eine Anzahl von Ausgangswindungen (22, 24, 26) entsprechend der Zahl K auf jeden Kern gewunden ist, daß jede Ausgangswindung eines jeden Kernes in Serie mit einer entsprechenden Ausgangswindung eines jeden der anderen Kerne geschaltet ist, um K Serienkreise zu bilden, von denen jeder N Ausgangswindungen umfaßt, daß Eingangswindungen (16, 18, 20; 46, 48, 50) vorgesehen sind, die auf den Kernen (10, 12, 14; 40, 42, 43) angeordnet sind und zur Umkehrung der Flußrichtung in jedem der Kerne dienen, daß die Richtung der Umkehrung von dem Wert des zugehörigen binären Bits bestimmt wird, wodurch die Spannungen, die in jeder der Ausgangswindungen (22, 24, 26), die mit den Kernen verbunden sind, erzeugt werden, eine von zwei Polaritäten aufweisen, die vom binären Wert des Eingangs abhängig sind, daß die Ausgangswindungen in jedem der Serienkreise derart geschaltet sind, daß sich die induzierten Spannungen in einem gegebenen Serienkreis in einer Richtung addieren, und zwar gemäß eines speziellen Musters der Flußumkehrung, welches Muster für jeden der Serienkreise verschieden ist, wodurch für ein vorgegebenes Muster von binären Eingangsbits lediglich einer der Serienkreise eine Maximalspannung einer Polarität aufweist, und daß Mittel vorgesehen sind, die mit jedem der Serienkreise zur Abtastung des maximalen Spannungszustandes verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Abtasten des maximalen Spannungszustandes der Serienkreise in jedem der Serienkreise einen Einwegleiter (30; 72) und Mittel zur Erzeugung eines Signals in Übereinstimmung mit einem Stromfluß durch diesen aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gegekennzeichnet, daß die Serienkreise an einer Spannungsquelle (35; 76) parallel liegen, wobei die Polarität der Spannungsquelle der Sperrspannung des Einwegleiters (30; 72) entspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Serienkreise an einer Pulsquelle (35; 76) parallel liegen und daß Mittel (34, 36; 76) vorgesehen sind, die diese Pulsquelle gleichzeitig mit der Umkehr des Flusses in den Kernen bepulsen, wodurch der Strompuls durch den Serienkreis geleitet wird, in welchem der Einwegleiter (30; 72) durch die in den zugehörigen Ausgangswindungen induzierte Spannung geöffnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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