DE1200362B - Schaltungsanordnung zur Auswahl eines Verbrauchers - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al - 37/60

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

T18955IXc/21al
3. September 1960
9. September 1965

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Auswahl eines Verbrauchers aus einer großen Zahl von Verbrauchern, und zur Erregung des Verbrauchers mit wahlweise positiven oder negativen Strömen. Speziell befaßt sie sich mit dem Problem der Selektion eines Auswahldrahtes eines magnetischen Kernspeichers in elektronischen Rechenanlagen.

Zur Erregung eines Einzelkerns aus einem Kernspeicher wird nach dem Koinzidenzstromprinzip je ein Zeilen- und ein Spaltendraht mit der Hälfte des zum Umklappen der Kerne nötigen Stroms beschickt, wobei für den Lesevorgang und den Schreibvorgang Ströme verschiedener Richtung benötigt werden. Es besteht hier also die Aufgabe, auf Grund einer Adresse einen Verbraucher auszuwählen und mit wahlweise positiven oder negativen Strömen zu erregen, denn für die Auswahlschaltung stellt ein Zeilen- oder Spaltendraht des Kernspeichers einen Verbraucher, und zwar vorwiegend induktiven Wider-Standes, dar.

Zur Auswahl eines solchen Verbrauchers sind verschiedene, vorwiegend in Matrixform aufgebaute Schaltungen bekannt. Die Verbraucher sind dabei entweder über Richtleiter galvanisch oder über Übertrager mit linearer oder auch rechteckförmiger Charakteristik mit den Kreuzungspunkten dieser Auswahlmatrix verbunden. Über Schalter, die an jedem Zeilen- und Spaltendraht der Auswahlmatrix angebracht sind, wird ein Stromkreis durch einen Zeilendraht, den ausgewählten Verbraucher und einen Spaltendraht geschlossen. Zur Entkopplung der nicht ausgewählten Verbraucher sind Richtleiter mit jedem Verbraucher in Serie verbunden, deren Vorhandensein jedoch bei der Erregung mit Strömen verschiedener Polarität bedingt, daß zwei verschiedene Strompfade, d. h. mindestens in der Zeilenoder Spaltenrichtung zwei Drähte pro Zeile bzw. Spalte vorgesehen sein müssen. Nachteilig macht sich die dann notwendige Gegentaktanordnung bemerkbar, die bedingt, daß auch der nichtausgewählte zweite Draht des Drahtpaares umgeladen werden muß und daß die Spannung an den Schaltern den Nutzspannungssprung deshalb nahezu um den Faktor 2 übersteigt. Diese Tatsachen fallen besonders bei großen Matritzen und bei einer Ansteuerung mit Transistoren ins Gewicht.

Zur Vermeidung dieser Nachteile sind deshalb Schaltungen bekannt, bei denen jede Zeile und jede Spalte aus je einem Paar von Drähten bestehen, so daß jeder Verbraucher über Richtleiter mit vier Drähten verbunden ist. Diese Auswahlmatritzen be-Schaltungsanordnung zur Auswahl eines
Verbrauchers

Anmelder:
Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3

Als Erfinder benannt:

Otto Müller, Sulzbach/Murr

sitzen für jeden Zeilen- und jeden Spaltendraht einen Schalter, beispielsweise einen Transistor, wobei zwei Schalter vorteilhaft so kombiniert sind, daß ein gemeinsamer adreßgesteuerter Steuerimpuls beide Schalter vorbereitet und über einen oder zwei weitere Eingänge, die durch alle Zeilen- bzw. Spaltenschalter vielfachgeschaltet sind, Impulse gegeben werden, die einen Schalter des ausgewählten Schalterpaares schließen und damit die Polarität des Stromes im Verbraucher bestimmen. Aus dieser Art der Schalteransteuerung ergibt sich, daß die Ströme in allen Zeilendrähten vorteilhafterweise gleichen Richtungssinn besitzen, ebenso in allen Spaltendrähten.

Ausgehend von einer solchen Schaltungsanordnung mit einer Matrix aus Zeilendoppelleitungen und Spaltendoppelleitungen, von denen jeweils ein Leiter mit einer allen Zeilen bzw. Spalten gemeinsamen Strom- oder Spannungsquelle und der andere Leiter mit einem allen Zeilen bzw. Spalten gemeinsamen festen Potential verbunden ist und in deren Kreuzungspunkte die Verbraucher derart über Entkopplungsmittel eingeschaltet sind, daß sie wahlweise entweder von dem einen Leiter der Zeilendoppelleitung und dem einen Leiter der Spaltendoppelleitung oder von dem anderen Leiter der Zeilendoppelleitung und dem anderen Leiter der Spaltendoppelleitung gespeist werden, besteht die Erfindung darin, daß zur Zeilen- und Spaltenauswahl in jeder Zeilen- und Spaltendoppelleitung ein die ausgewählte Doppelleitung kurzschließender Schalter vorgesehen ist, daß den auf das feste Potential führenden Leitern jeweils für alle Zeilen bzw. Spalten ein gemeinsamer Unterbrecherschalter zugeordnet ist und daß jeder Leiter der Spalten- bzw. Zeilendoppelleitungen mit der Strom-Spannungs-Quelle bzw. dem gemeinsamen Unterbrecher über einen derart gepolten Richtleiter verbunden ist, daß in dem durch Schließung eines Zeilenauswahlschalters und eines Spaltenauswahlschalters bestimmten Verbraucher ein Strom in der einen oder anderen Richtung fließt, je nachdem, ob der Spaltenunterbrecherschalter geschlossen und die

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Zeilenstrom-Spannungs-Quelle eingeschaltet ist oder Während in bekannten Matrizen jeder Zeilen-

ob der Zeilenunterbrecherschalter geschlossen und (Spalten)draht einen Transistorschalter besitzt, wobei

die Spaltenstrom-Spannungs-Quelle eingeschaltet ist. die Auswahl einer Adresse (d. h. eines Drahtpaares)

Als Strom-Spannungs-Quellen werden vorteilhaft und der Strompolarität im Verbraucher nicht durch

sogenannte an sich bekannte Stromeinprägeschaltun- 5 zwei entsprechende Schalter direkt verwirklicht wird,

gen verwendet, das sind Quellen konstanten Stroms, bietet die erfindungsgemäße Anordnung diese Mög-

die durch Schaltimpulse ein- und ausgeschaltet lichkeit; denn ein Drahtpaar wird durch nur einen

werden. einpoligen Schalter ausgewählt, während die Strom-

An Hand der Fig. 1 bis 4 wird die Erfindung im richtung im Verbraucher durch die Unterbrecher 24

folgenden näher erläutert, wobei io bzw. 25 bestimmt wird.

F i g. 1 die prinzipielle Anordnung gemäß der Er- Wegen dieser einfachen Ansteuerung können im

findung zeigt, Gegensatz zu den bekannten Auswahlmatrizen die

Fig. 2 die Ansteuerung der erfindungsgemäßen Schalter direkt von einem Adreßregister gesteuert

Zeilen- oder Spaltenschalter, werden, das im vorliegenden Beispiel für Zeilen und

Fig. 3 eine von Fig. 1 abweichende Verbindung 15 Spalten aus je zwei bistabilen Elementen 39 besteht

eines Verbrauchers mit einem Kreuzungspunkt der (Fig. 2). Die normalen und invertierten Ausgänge

erfindungsgemäßen Matrix sowie dieser bistabilen Elemente werden über UND-Dioden

Fig. 4 ein praktisches Ausführungsbeispiel. 28 verknüpft, worauf das Verknüpfungsergebnis

Das Prinzip der Erfindung geht aus Fig. 1 her- direkt der Basis der Schaltertransistoren 14 bis 16 vor. Sie stellt eine Auswahlmatrix zur Auswahl eines 20 bzw. 17 bis 19 zugeführt wird,
aus neun Verbrauchern 1 bis 9 dar, die, wie bereits Die Unterbrecher 24 und 25 sind im Ruhezustand dargelegt, von den Zeilen- oder Spaltendrähten einer beide geschlossen. Wenn ein Verbraucher ausgewählt Magnetkernmatrix gebildet werden. Die Verbrau- wird, dann werden zuerst je ein Zeilen- und ein eher 1 bis 9 sind in den Kreuzungspunkten einer Spaltenschalter geschlossen und darauf wird einer ebenen Matrix aus drei Zeilendrahtpaaren und drei 25 der Unterbrecher geöffnet. Bei Verwendung von Spaltendrahtpaaren angeordnet, wobei jeder Ver- Transistoren für die Schalter 14 bis 19 (F i g. 2) fließt, braucher über vier Richtleiter 10, 11, 12, 13 mit ehe der Unterbrecher geöffnet ist, ein Strom durch einem Zeilen- und einem Spaltendrahtpaar verbunden den ausgewählten Schalttransistor von der Transiist. Zwischen den beiden Drähten jedes Zeilendraht- stor-Betriebsspannungsquelle über einen Kollektorpaares liegt ein Schalter 14, 15,16, ebenso zwischen 30 widerstand, die Kollektor-Emitter-Strecke des den Spaltendrähten die Schalter 17, 18, 19. Die lin- Schalttransistors, einen Richtleiter 20 bzw. 22 und ken Spaltendrähte jedes Paares sind über Richtleiter den Unterbrecher 24 bzw. 25 nach Masse, also nicht 20 zusammengefaßt und über einen Unterbrecher- über einen der Verbraucher. Wenn der Unterbrecher schalter 24, der in Ruhestellung geschlossen ist, an geöffnet wird, dann fließt derselbe Strom über den das Nullpotential geführt. Analog dazu sind die 35 Verbraucher (Prinzip der Leistungsschaltung bzw. unteren Drähte jedes Zeilendrahtpaares über Rieht- Voreinstellung).

leiter 22 zusammengefaßt und über einen Unter- Es ist weiter vorteilhaft, die Stromquelle 26 bzw. brecherschalter 25 geerdet. Die oberen Drähte jedes 27 nur einzuschalten, wenn der zugehörige Unter-Zeilendrahtpaares sind ebenso wie die rechten Spal- brecher geöffnet wird, damit kein unnötiger Ruhetendrähte über Richtleiter 23 bzw. 21 verbunden und 40 strom über einen Schalter und den geschlossenen auf eine Quelle konstanten Stroms 26 bzw. 27 ge- Unterbrecher fließt. Dann kann eine einzige Schaltschaltet, deren Schaltpotential —40 Volt beträgt. welle den Unterbrecher öffnen und die Stromquelle

Die Auswahl eines Verbrauchers ist in der Fig. 1 durchschalten, wie es in dem praktischen Ausfüh-

an Verbraucher 8 demonstriert. Zu diesem Zweck rungsbeispiel der Fig. 4 auch realisiert ist. Die Ver-

werden zuerst die Schalter 18 und 16 geschlossen 45 braucher sind mit den zwei sich kreuzenden Draht-

(bereits geschlossen dargestellt) und darauf gleich- paaren in diesem Beispiel über Übertrager verbun-

zeitig der Unterbrecher 25 geöffnet (bereits geöffnet den. F i g. 3 zeigt einen Ausschnitt aus der Matrix

dargestellt) und die Stromquelle 26 durchgeschaltet. mit einem Kreuzungspunkt und einem Verbraucher

Es fließt dann ein konstanter Strom von Masse über 29. Der Übertrager liegt mit seinen beiden Primär-

den Unterbrecher 24, einen Richtleiter 20, den 50 wicklungen 30, 31 jeweils in Serie mit einem Richt-

Spaltenschalter 18, einen Richtleiter 10, den Ver- leiter 32 bzw. 33 (zur Entkopplung der Kreuzungs-

braucher 8, einen Richtleiter 11, den Zeilenschalter punkte) zwischen den vier Drähten, wobei der prin-

23 und über die Stromquelle 26. Zur Erregung des zipielle Stromverlauf dem aus F i g. 1 gleicht. Die Verbrauchers 8 mit Strömen entgegengesetzter Rieh- beiden weiteren dort noch vorhandenen Richtleiter tung bleiben die Schalter 16 und 18 geschlossen, wäh- 55 sind wegen der galvanisch getrennten Übertragerrend an Stelle der Elemente 25 und 26 die Elemente wicklungen hier überflüssig. Die beiden Primärwick-

24 und 27 betätigt werden. lungen 30, 31 des Übertragers sind gegensinnig ge-Bemerkenswert ist, daß sich die Stromrichtung wickelt.

zwar im Verbraucher umkehrt und daß der Strom Die erfindungsgemäße Auswahlmatrix des prakti-

durch den anderen Draht der ausgewählten Zeile 60 sehen Ausführungsbeispiels der Fig. 4 besteht aus

(Spalte) fließt, daß aber die Stromrichtung im Zeilen- acht Zeilen- und acht Spaltendrahtpaaren, sie dient

schalter 16 und im Spaltenschalter 18 dieselbe ge- also zur Auswahl von einem aus 64 Verbrauchern,

blieben ist. Diese Tatsache ermöglicht die Anwen- 64 ist häufig die Zahl der Zeilen bzw. Spalten eines

dung von üblichen Transistoren für die Schalter 14 Magnetkernspeichers, so daß zwei solcher Auswahl-

bis 19. 65 matrizen für eine Speichermatrix von 4096 Binär-

Der Vorteil der Erfindung gegenüber ähnlichen zeichen vorzusehen sind.

Anordnungen zeigt sich also besonders bei der Ein- Zur Ansteuerung der acht Zeilenschalter ist ebenso

fachheit der Ansteuerung. wie zu der der acht Spaltenschalter je ein dreistelliges

Adreßregister (nicht gezeichnet) nötig, von dem zu jedem Schalter drei Richtleiter 34, 35, 36 führen, deren Funktion an Hand der F i g. 2 beschrieben wurde. Im allgemeinen entspricht die praktische Ausführung (Fig. 4) dem Prinzip von Fig. 1, so daß gleiche Teile gleiche Bezugszeichen tragen. Eine kleine Abweichung liegt jedoch darin, daß die Unterbrecher 24 und 25 nicht auf 0 Volt schalten, sondern auf — 3,5 Volt, damit die Schaltertransistoren 14 bis 19 noch sicher gesperrt werden, wenn ihre Basiselektroden vom Adreßregister her über die Richtleiter 34 bis 36 auf etwa 0 Volt gehalten werden.

Die beiden Quellen konstanten Stroms 26 und 27 können in mannigfacher Weise realisiert werden. Im einfachsten Fall bestehen sie aus einem hochohmigen Serienwiderstand. In dem angeführten Beispiel sind sie schaltbar, wobei Steuerimpulse von — 5,4VoIt nach 0 Volt die Quelle einschalten.

Die Steuereingänge des Unterbrechers 25 und der schaltbaren Quelle 26 können daher über Entkopplungsdioden zusammengefaßt werden und über einen gemeinsamen Eingang 37 angesteuert werden. Wird der Eingang 38 an Stelle des Eingangs 37 angesteuert, dann wird der Unterbrecher 24 geöffnet und die Quelle 27 durchgeschaltet, so daß sich die Stromrichtung im Verbraucher umkehrt. Wenn man also das Anwendungsbeispiel der Ferritspeicher-Ansteuerung betrachtet, dann erzeugt ein Impuls am Eingang 37 in einem ausgewählten Verbraucher etwa einen Schreibimpuls, ein Impuls am Eingang 38 einen Leseimpuls.

Die Erfindung ist nicht streng an die geschilderte Anordnung gebunden, sondern sie läßt sich auch mit npn-Transistoren, anderen Spannungsverhältnissen oder sogar mit Elektronenröhrenschaltern ausführen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Auswahl eines Verbrauchers aus einer großen Zahl von Verbrauchern, insbesondere von Auswahldrähten eines Magnetkernspeichers, und zur Ansteuerung des Verbrauchers mit Stromimpulsen wählbarer Polarität unter Verwendung einer Matrix aus Zeilendoppelleitungen und Spaltendoppelleitungen, von denen jeweils ein Leiter mit einer allen Zeilen bzw. Spalten gemeinsamen Strom- oder Spannungsquelle und der andere Leiter mit einem allen Zeilen bzw. Spalten gemeinsamen festen Potential verbunden ist und in deren Kreuzungspunkte die Verbraucher derart über Entkopplungsmittel eingeschaltet sind, daß sie wahlweise entweder von dem einen Leiter der Zeilendoppelleitung und dem einen Leiter der Spaltendoppelleitung oder von dem anderen Leiter der Zeilendoppelleitung und dem anderen Leiter der Spaltendoppelleitung gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zeilen- und Spaltenauswahl in jeder Zeilen- und Spaltendoppelleitung ein die ausgewählte Doppelleitung kurzschließender Schalter (14,15,16 bzw. 17,18,19) vorgesehen ist, daß den auf das feste Potential führenden Leitern jeweils für alle Zeilen bzw. Spalten ein gemeinsamer Unterbrecherschalter (25 bzw. 24) zugeordnet ist und daß jeder Leiter der Spalten- bzw. Zeilendoppelleitungen mit der Strom-Spannungs-Quelle (26 bzw. 27) bzw. dem gemeinsamen Unterbrecher (25 bzw. 24) über einen derart gepolten Richtleiter (20 bis 23) verbunden ist, daß in dem durch Schließung eines Zeilenauswahlschalters (z. B. 16) und eines Spaltenauswahlschalters (z. B. 18) bestimmten Verbraucher (z. B. 8) ein Strom in der einen oder anderen Richtung fließt, je nachdem, ob der

ίο Spaltenunterbrecherschalter (24) geschlossen und die Zeilenstrom-Spannungs-Quelle (26) eingeschaltet ist oder ob der Zeilenunterbrecherschalter (25) geschlossen und die Spaltenstrom-Spannungs-Quelle (27) eingeschaltet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strom-Spannungs-Quellen als Stromeinprägeschaltungen (26, 27) ausgebildet sind, die durch Schaltimpulse ein- und ausgeschaltet werden.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromeinprägeschaltungen (26, 27) je gleichzeitig mit einem der Unterbrecherschalter (24, 25) geschaltet werden.

4. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilen- und Spaltenauswahlschalter (14 bis 19) von je einem Transistor gebildet werden, an dessen Basiselektrode die Ausgänge eines Adreßregisters (39) über UND-Dioden (28) so angeschlossen sind, daß nur jeweils ein Zeilen- und ein Spaltenauswahlschalter angesteuert werden.

5. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Auswahlschalter einer Zeile (14 bis 16) und einer Spalte (17 bis 19) bereits geschlossen ist, ehe einer der beiden Unterbrecherschalter (24, 25) geöffnet wird (Leistungsschalterprinzip).

6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verbraucher (1 bis 8) an seinen beiden Anschlüssen je zwei Richtleiter (10, 13 bzw. 11, 12) besitzt, deren Richtwirkung einander entgegengesetzt ist, wobei die beiden Richtleiter des einen Anschlusses (11,12) mit den Drähten einer Zeilendoppelleitung verbunden sind, während die beiden Richtleiter des anderen Anschlusses (10, 13) mit den Drähten einer Spaltendoppelleitung verbunden sind.

7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verbraucher aus der eigentlichen Last (29) und einem Übertrager besteht, der zwei Primärwicklungen (30, 31) besitzt, von denen eine (30) mit einem Richtleiter (32) in Serie zwischen dem ersten Zeilendraht und dem ersten Spaltendraht im Kreuzungspunkt einer Zeilen- und einer Spaltendoppelleitung liegt, während die andere Primärwicklung (31) ebenfalls in Serie mit einem Richtleiter (33) zwischen dem zweiten Zeilendraht und dem zweiten Spaltendraht derselben Paare liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 931015, 2 931 016;
»Elektronische Rechenanlagen«, 1960, Heft 3 (August), S. 133 bis 135.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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