DE1200373B

DE1200373B - Zuordner mit magnetischen Koppelelementen

Info

Publication number: DE1200373B
Application number: DEST21045A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Friedrich Ulrich
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1963-09-04
Filing date: 1963-09-04
Publication date: 1965-09-09
Also published as: GB1027705A; DE1191000B; DE1218188B; DE1200374B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

373 Int.. CL:

H04m

Deutsche KL: 21 a3-32/20

Nummer: Μ^ΒΗ
Aktenzeichen: St 21045 VIII a/21 a3
Anmeldetag: 4. September 1963

Auslegetag:

9. September 1965

Die Erfindung betrifft einen Zuordner mit magnetischen Koppelelementen, bei dem für jede Zuordnung ein Koppelelement, ζ. Β. ein Magnetkern, eingesetzt ist.

Bei bekannten Zuordnein mit Magnetkernen ist eine der Anzahl der gewünschten Zuordnungen gleiche Anzahl von Magnetkernen vorgesehen. Jeder dieser Magnetkerne ist mit jeder der Eingangssteuerleitungen, über die die Eingangsinformation parallel zugeführt wird, derart verkettet, daß entsprechend der Zuordnung jeweils nur ein Kern ummagnetisiert wird. Die Verkettung kann dabei z. B. so erfolgen, daß alle Kerne einen Vorstrom erhalten und über die Eingangssteuerleitungen einen Gegenstrom. Die Eingangssteuerleitungen sind entsprechend der Zuordnung durch den Magnetkern oder am Magnetkern vorbeigeführt. Liegt eine bestimmte Eingangsinformation an, dann erhält nur der zugeordnete Magnetkern über seine Eingangssteuerleitungen so viel Gegenstrom, daß der Vorstrom kompensiert und so weit überschritten wird, daß der Kern ummagnetisiert wird. Dieses Koinzidenzverfahren läßt sich jedoch nur für eine begrenzte Anzahl von Eingangsvariablen sicher realisieren. Unterschiede in den Kennwerten der Magnetkerne wirken sich ungünstig aus. Durch Toleranzen in den Steuerkreisen wird die Zuordnungssicherheit noch weiter reduziert. Es sind bei großen Zuordnern die Betriebsbedingungen für sicheres Umklappen eines Magnetkernes bei zutreffender Eingangsinformation und sicheres Nichtumklappen bei nur wenig abweichender Eingangsinformation nicht mehr zu beherrschen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen neuen Zuordner mit magnetischen Koppelelementen zu schaffen, der unabhängig von der Anzahl der Eingangsund Ausgangsvariablen sowie der Größe des Zuordners stets sichere Schaltbedingungen für die Magnetkerne ergibt, auch dami, wenn die Kennwerte der einzelnen Koppelelemente etwas variieren und in den Steuerkreisen relativ große Toleranzen auftreten. Der Zuordner mit magnetischen Koppelelementen nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Ansteuerimpuls gleichzeitig allen Koppelelementen ein Markierstrom zugeführt wird und die Zuordnung so getroffen ist, daß keiner der von der Eingangsinformation erzeugten Inhibitionsströme auf das ausgewählte Koppelelement einwirkt. Durch diese Art der Ansteuerung wird erreicht, daß alle nicht betroffenen Koppelelemente im gleichen Remanenzzustand gehalten werden und nur das ausgewählte Koppelelement durch den Markierstrom ummagnetisiert wird. Durch entsprechend geführte Aus-

Zuordner mit magnetischen Koppelelementen

Anmelder:

Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft,

Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Phys. Friedrich Ulrich,
Stuttgart-Bad Cannstatt

gangssteuerleitungen kann jede beliebige Ausgangsinformation zugeordnet werden. Die Wahl der Ströme in den Steuerkreisen ist nicht kritisch. Der Markierstrom muß so groß sein, daß jedes Koppelelement sicher ummagnetisiert werden kann. Die in

ao den Eingangssteuerleitungen fließenden Ströme müssen den Markierstrom sicher kompensieren. Da sie die Magnetkerne nur in den Sättigungsbereich treiben können, dürfen diese Ströme den Markierstrom beliebig überkompensieren. Die Zuordnungen sind nun so getroffen, daß nur der einer Eingangsinformation zugeordnete Magnetkern von keinem Inhibitionsstrom der Eingangssteuerleitungen, die im allgemeinen Fall kontradiktorisch ausgeführt sind, beeinflußt wird. Durch die Inhibitionsströme werden in den nicht ausgewählten Magnetkernen kleine Störspannungen induziert, die den Ausgangsimpulsen des umsteuerten Kernes entgegenwirken.

Aus diesem Grunde sieht der Zuordner nach der Erfindung vor, daß die durch Inhibitionsströme in den nicht ausgewählten Koppelelementen erzeugten Ausgangsspannungen durch einen stromrichtungsabhängigen Kurzschlußkreis unterdrückt werden. Der stromrichtungsabhängige Kurzschlußkreis wird durch eine zusätzliche Wicklung des Magnetkernes und einen entsprechend eingeschalteten Gleichrichter gebildet. Der Kurzschlußkreis kann erfindungsgemäß auch so ausgebildet sein, daß der Kurzschluß nur während des Ansteuerimpulses wirksam wird, und bei fehlendem Ansteuerimpuls in entgegengesetzter Stromrichtung wirksam wird. Die Steuerung des Kurzschlußkreises kann auch vom Anlegen und Abschalten des Steuerimpulses abhängig gemacht werden. Diese Beeinflussung des Kurzschlußkreises ist besonders bei der Verwendung von Magnetkernen ohne ausgeprägte rechteckförmige Hystereseschleife von Bedeutung, damit nach einer Zuordnung die Magnetkerne unverzögert ihren Ausgangszustand

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einnehmen können. Setzt man jedoch Magnetkerne mit rechteckförmiger Hystereseschleife ein, dann können die Kurzschliißkreise entfallen. Die Kerne müssen jedoch in einem zweiten Taktimpuls zurückgestellt werden, bevor eine n§ue Zuordnung ausgeführt werden kann. Um die-Ausgangsleistung des Zuordners zu erhöhen, sieht die Erfindung weiterhin vor, daß alle Koppelelemente des Zuordners als Sperrschwinger ausgebildet sind. Die Sperrschwinger werden dabei beim Ansteuerimpuls in Abhängigkeit von der Eingangsinformation gesperrt und nur der Sperrschwinger der betreffenden Zuordnung freigegeben.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Zuordnung nach der Erfindung mit zweitem Zeittakt zur Rückstellung,

F i g. 2 einen Zuordner mit einem Zeittakt und Kurzschlußkreisen und die

F i g. 3 bis 5 verschiedene Ausgestaltungen von Kurzschlußkreisen.

In F i g. 1 ist ein Zuordner nach der Erfindung mit drei Magnetkernen Kl, Kl und K3 gezeigt. Die Eingangsvariablen α bis e sind kontradiktorisch ausgeführt, so daß insgesamt zehn Eingangssteuerleitungen α, Έ bis e, e vorhanden sind. Die Zuordungen sind wie folgt gewählt:

Kl = Έ-b-c-d-e, KI = Έ-Έ-c-'ä-'e, K3 = α-Έ-c-Tl-e.

Diese Beziehungen geben an, durch welche Steuerleitungen die Magnetkerne nicht beeinflußt werden. Die Steuerleitungen ä, b, c, d und e sind z. B. am Kern KX vorbeigeführt, so daß dieser Kern bei dieser Eingangsinformation keinen Inhibitionsstrom /1 bis /5 erhält. Der in Gegenrichtung in der Schleife S wirksame Markierstrom kann beim Taktimpuls Tl den Kern Kl daher ummagnetisieren. Durch die gewählte Zuordnung (die Ausgangsleitungen Ic, Ί, m, η und "ö sind durch den Kern Kl geführt) entsteht auf diesen Leitungen die zugeordnete Ausgangsinformation. Bei der Darstellung des Zuordners sind die Kerne als waagerechte Balken dargestellt und die Steuerleitungen durch senkrechte Linien. Führt die Steuerleitung durch den Kern, dann ist dies durch einen schrägen Strich an dem Kreuzungspunkt angezeigt. Die schrägen Striche sind von rechts unten nach links oben oder umgekehrt gezeichnet. Damit ist der Richtungssinn der Durchführung angezeigt. In dem dargestellten Beispiel steht die Eingangsinformation ä · "B · c · ~ä ■ ~e an. Wie man sich leicht überzeugen kann, erhält bei dieser Information der Kern Kl keine Inhibitionsströme und wird demzufolge ummagnetisiert. Die Kerne Kl und K3 werden über die Inhibitionsströme/2 und /4 bzw. II, /3 und 75 in ihrem Remanenzzustand gehalten. Bei der Umsteuerung des Kernes Kl entstehen auf den Ausgangsleitungen Έ, Ί, m, H und ο Impulse, die die zugeordnete Ausgangsinformation darstellen. Diese Leitungen sind, wie durch die schrägen Striche angedeutet, durch den Kern K1 geführt. Der Kern .O gibt schließlich beim Anstehen der Eingangsinformation a · Έ · c · Έ ■ e die Ausgangsinformation k-l ·~ηϊ·η·ο ab. Für jede weitere Eingangsinformation ist ein neuer Magnetkern vorzusehen, der entsprechend der gewünschten Zuordnung von den Eingangs- und Ausgangsleitungen durchsetzt wird.

Bei der Wahl der Steuerströme ist dabei nur zu beachten, daß der Markierstrom in der Schleife.!? und jeder der Inhibitionsströme /1 bis /5 so groß ist, daß die Umsteuerung eines Magnetkernes sicher bewirkt wird. Da die Inhibitionsströme den Kern jeweils nur in den Sättigungsbereich treiben, können diese Ströme so gewählt werden, daß sie den Markierstrom sicher.Jaijmpensieren. Da bei allen nicht betroffenen Mägnemernen mindestens ein Inhibitionsstrom fließt, ist sichergestellt, daß alle nicht ausgewählten Kerne nicht umgesteuert werden. Beim ausgewählten Kern dagegen ist stets nur der Markierstrom wirksam, so daß der Kern sicher umgesteuert wird. Sind als Koppelelemente Magnetkerne mit rechteckförmiger Hystereseschleife eingesetzt, dann muß nach der Zuordnung der beteiligte Kern wieder zurückgestellt werden. In einem Zeittakt T 2 werden alle Kerne durch einen Rückstellstrom in der Schleifei? beaufschlagt. Dieser Strom wirkt in

ao Richtung der Inhibitionsströme und stellt daher den an der Zuordnung beteiligten Kern wieder in die Ausgangslage zurück.

F i g. 2 zeigt einen Zuordner, der auf demselben Prinzip der Steuerung aufgebaut ist. Hier ist die Zuordnung der F i g. 1 beibehalten. Sind als Koppelelemente übliche Magnetkerne, d. h. ohne ausgeprägte rechteckförmige Hystereseschleife, verwendet, läßt sich die Zuordnung in einem Zeittakt T ausführen. Durch die Inhibitionsströme werden alle nicht ausgewählten Kerne in der einen und nur der ausgewählte Kern in der anderen Richtung magnetisiert. Dabei werden auf den Ausgangsleitungen entsprechend der Zuordnung Impulse der einen und anderen Polarität induziert. Über einen richtungsabhängigen Kurzschlußkreis, der durch die zusätzliche Wicklung w jedes Kernes und einen entsprechend gepolten Gleichrichter D1, Dl, D 3 realisiert wird, können die Ausgangsimpulse der nicht ausgewählten Kerne auf den Ausgangsleitungen untergedrückt werden. Die beiden Striche der Wicklung w deuten an, daß die Drähte mehrfach durch den Kern geführt sind und so die Begrenzungsspannung der Diode in den Ausgangssteuerleitungen auf einen sehr kleinen Wert übersetzen. Auf diese Weise können die Störsignale der nicht ausgewählten Kerne das Nutzsignal des ausgewählten Kernes nicht merklich beeinflussen. Beim ausgewählten Kern ist der Kurzschlußkreis nicht wirksam, da die Polarität der induzierten Spannung so ist, daß der Gleichlichter in Sperrichtung beansprucht wird.

F i g. 3 zeigt nur die Kurzschlußkreise von drei Magnetkernen eines Zuordners. Die Wirkungsweise des Schutzkreises wurde bereits erläutert. Wie F i g. 3 zeigt, sind die Kurzschlußkreise des Zuordners durch einen Kontakt T geöffnet. Dieser Kontakt ist im Steuer-Zeittakt T des Zuordners nach F i g. 2 geschlossen, um die unerwünschten Ausgangssignale zu unterdrücken. Wird der Zeittaktimpuls T abgeschaltet, dann wird der Kurzschlußkreis geöffnet, um die Rückstellung des ausgewählten Kernes nicht zu verzögern. Wie F i g. 4 zeigt, kann der Kurzschlußkreis auch über einen Transistor Trsi, Trsi, Trs3 geschlossen und geöffnet werden. Die Steuerkreise der Transistoren aller Kurzschlußkreise sind parallel geschaltet und werden vom Taktimpuls T direkt mitgespeist.

In F i g. 5 ist ein vom Taktimpuls T gesteuerter, in beiden Stromrichtungen einschaltbarer Kurzschluß-

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kreis gezeigt. Für eine Stromrichtung wird die Wicklung vv über die Diode DIl, D 21, D 31 und den Transistor Trsa kurzgeschlossen und für die andere Stromrichtung über die Diode D12, D 22, D 32 und den Transistor Trsb. Die beiden Steuerkreise der Transistoren Trsa und Trsb sind zusammengefaßt und werden über ein ÄC-Glied vom Taktimpuls T gespeist. Das i?C-Glied dient zur Potentialverlagerung beim Anlegen und Abschalten des Taktimpulses T. Beim Anlegen des Impulses wird der Transistor Trsa leitend und der Kurzschlußkreis in der einen Stromrichtung wirksam, während beim Abschalten des Impulses der Kurzschlußkreis in der Gegenrichtung wirksam wird. Auf diese Weise können bei beiden Schaltvorgängen die unerwünschten Störsignale unterdrückt werden.

Um die Ausgangssignale des Zuordners leistungsstärker zu machen, wird jedes Koppelelement als Sperrschwinger ausgebildet. Dazu ist nur erforderlich, jeden Magnetkern des Zuordners mit zwei zusätzlichen Wicklungen auszurüsten, die in den Ausgangs- und Steuerkreis eines Transistors in bekannter Weise eingeschaltet werden. Dabei läßt sich auch die zusätzliche Wicklung w des Kurzschlußkreises mitverwenden.

Claims

Patentansprüche:

1. Zuordner mit magnetischen Koppelelementen, bei dem für jede Zuordnung ein Koppelelement eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Ansteuerimpuls (Tl, T) gleichzeitig allen Koppelelementen (Kl, K2, K3) ein Markierstrom (S) zugeführt wird und die Zuordnung so getroffen ist, daß keiner der von der Eingangsinformation (a · a ... e · e) erzeugten Inhibitionsströme (71... /5) auf das ausgewählte Koppelelement (K 2) einwirkt.

2. Zuordner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelelemente (Kl, K2, K3) entsprechend der gewählten Ausgangsinformation (k, Tc... o, o) von zusätzlichen Ausgangsleitungen durchsetzt sind.

3. Zuordner nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Inhibitionsströme (/1... /5) in den nicht ausgewählten Koppelelementen (Kl, K3) erzeugten Ausgangsspannungen durch einen stromrichtungsabhängigen Kurzschlußkreis unterdrückt werden.

4. Zuordner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der stromrichtungsabhängige Kurzschlußkreis durch eine zusätzliche Wicklung (w) des Koppelelementes und einen entsprechend eingeschalteten Gleichrichter (D 1, D 2, D3) gebildet wird (Fig. 2).

5. Zuordner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung von Magnetkernen mit rechteckförmiger Hystereseschleife in einem zweiten Taktimpuls (T 2) die Koppelelemente in die Ausgangslage zurückgestellt werden (F i g. 1).

6. Zuordner nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschluß nur während des Ansteuerimpulses (T) wirksam wird (F i g. 3 und 4).

7. Zuordner nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschluß bei fehlendem Ansteuerimpuls (T) in entgegengesetzter Stromrichtung wirksam wird.

8. Zuordner nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Koppelelemente (Kl, K2, K3) des Zuordners als Sperrschwinger ausgebildet sind.

9. Zuordner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschwinger beim Ansteuerimpuls (T) in Abhängigkeit von dem Eingangssignal gesperrt oder freigegeben wird.

10. Zuordner nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschluß beim Anlegen und Abschalten des Steuerimpulses (T) in unterschiedlicher Richtung wirksam wird.

11. Zuordner nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß alle Koppelelemente mit zwei zusätzlichen gegensinnig aufgebrachten Wicklungen ausgerüstet sind.

12. Zuordner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine dieser Wicklungen gleichzeitig als Wicklung (w) im Kurzschlußkreis verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen