DE1282697B - Magnetischer Speicher - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen magnetischen Speicher, Werkstoff mit im wesentlichen rechteckiger Hysteder mehrere Wicklungen auf einem magnetischen resisschleife. Die F i g. 1 bringt vier Einzeldrauf sich-Kern hoher Permeabilität und mit im wesentlichen ten auf den Kern 10 eines Speichers mit vier Wickrechteckiger Hysteresisschleife hat. hingen 12,14,16 und 18 und ihren entsprechenden

Die bekannten magnetischen Speicher haben Wick- 5 Anschlußenden 13,15,17 und 19.

hingen, die jeweils nur auf einen Teil des magneti- Jede Wicklung 12,14,16,18 ist um den ganzen

sehen Kerns aufgebracht sind, so daß jede Wicklung Umfang des Ringkerns 10 gewickelt, so daß man

nur mit einem Teil des magnetischen Flusses verkettet eine maximale magnetische Kopplung zwischen dem

ist. Infolgedessen hat die magnetische Kopplung Kern und den Wicklungen erhält. F i g. 2 zeigt den

zwischen dem Kern und den Wicklungen nicht den io fertiggewickelten Kern 10. Die Anschlußenden 13,

Höchstwert. Bei den bekannten nach dem lOer-System 15, 17 und 19 haben ringsum einen Winkelabstand

oder anderen Systemen arbeitenden Zählern sind die von etwa 90° zur Erleichterung der Montage des

verschiedenen Stromkreise sowohl elektrisch als auch magnetischen Speichers und zur einfachen Trennung

magnetisch miteinander gekoppelt. Es war deshalb und Verbindung der Anschlußenden mit der elektri-

nicht möglich, sie elektrisch so zu isolieren, daß das 15 sehen Schaltung.

im Kreis induzierte Außenrauschen und dessen Ein- Bei Verwendung des magnetischen Speichers in

Wirkungen auf den Zähler ausgeschaltet wurden. einem Zähler wird auf die Primärwicklung 12 so

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Aus- lange eine Impulsfolge gegeben, bis der Kern 10 gewirkung des Außenrauschens in solchen magnetischen sättigt ist. Dabei ist das System so ausgelegt, daß der Speichern zu vermeiden. Dazu müssen eine maximale 20 Kern 10 nach Aufgabe einer bestimmten Zahl von magnetische Kopplung zwischen den Wicklungen und Impulsen (der Zählreihe) auf die Primärwicklung gedem magnetischen Kern erzielt und zugleich die Wick- sättigt ist. Beim Arbeiten nach dem lOer-System tritt lungen elektrisch voneinander isoliert werden. Sättigung nach Aufgabe des zehnten Impulses, beim

Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem magne- Arbeiten nach dem 17er-System nach dem zwölften

tischen Speicher mit einem Ringkern hoher Permea- 25 Impuls und beim Arbeiten nach einem 8er-System

bilität und mit im wesentlichen rechteckiger Hyste- nach dem achten Impuls ein.

resisschleife und mehreren Wicklungen, von denen Wenn der Kern gesättigt ist, überschreitet die jede ein Paar Anschlußenden hat, dadurch, daß mehr . Rückstellspannung den Schwellenwert der Ausgangsais zwei Wicklungen vorhanden sind, die der Reihe stufe und schaltet die Ausgangsstufe ein. Dieser Vornach um den ganzen Umfang des Ringkerns gewickelt 30 gang wird später noch im einzelnen erläutert. Die sind, derart, daß jede folgende Wicklung über den Sättigung des Kerns ruft einen vom System abzuvorher aufgebrachten Wicklungen liegt. gebenden Ausgangsimpuls hervor. Dieser Ausgangs-

Dieser magnetische Speicher hat den großen Vor- impuls kann nach einer nächsten Zählstufe oder

teil, daß damit aufgebaute Zähler gegen Außen- einem Gerät zur sichtbaren Anzeige bzw. beiden zu-

rauschen weitgehend unempfindlich sind, weil die 35 geführt werden. Der Ausgangsimpuls kann auch zur

Stromkreise voneinander elektrisch so isoliert werden Betätigung einer Zeitschaltung oder für andere

können, daß sie nur noch magnetisch miteinander Zwecke benutzt werden. Während der Übertragung

gekoppelt sind. des Ausgangsimpulses dient eine Rückstellwicklung

Magnetische Speicher nach der Erfindung eignen auf dem Kern zur Rückstellung des Kerns zwecks

sich besonders für Kaskadenschaltungen, z. B. zur 4° Aufnahme der nächsten Impulsreihe. Im Ende des

Verwendung in mehrstelligen Digitalzählern oder in Ausgangsimpulses dient die Rückstellwicklung 14 auf

einer Zeitschaltung. dem Kern zum Abschalten der Ausgangsstufe. Zur

Ein anderer Vorteil der Erfindung besteht in der Kompensation der von einer Temperatursteigerung

einfachen Temperaturkompensation bei Zählern. Zum hervorgerufenen Minderung der Zählimpulsfläche

klaren Verständnis wird die Erfindung an Hand eines 45 wird eine Kompensationsschaltung verwendet. Diese

Ausführungsbeispiels und von Zeichnungen be- Schaltung vergrößert die Impulsfläche so weit, daß

schrieben. Dabei zeigt der Kern noch mit der gleichen Zahl von Eingangs-

Fig. 1 vier Einzeldraufsichten auf einen magneti- impulsen und unabhängig von der Temperatursteigeschen Ringkern mit den nacheinander aufgebrachten rung zur Sättigung kommt.
Wicklungen, 50 Alle Wicklungen 12, 14, 16 und 18 sind sowohl

F i g. 2 eine Draufsicht auf einen fertiggewickelten miteinander als auch mit dem Kern 10 gekoppelt,

magnetischen Speicher mit vier Wicklungen auf Die Wicklungsverhältnisse sind jedoch so ab-

einem einzigen Ringkern, gestimmt, daß die an den verschiedenen Sekundär-

Fig. 3 das Schaltschema eines mit den mit magne- wicklungen während des Zählvorgangs auftretenden

tischen Speichern nach den Fig. 1 und 3 aufgebauten 55 Impulse eine kleinere Amplitude als der an den

Zählers, gleichen Wicklungen am Ende jeder Zählreihe bei

Fig. 4 den Spannungsverlauf an bestimmten Abgabe des Ausgangsimpulses auftretende Impuls

Punkten der Schaltung nach F i g. 3, hat.

Fig. 5 bis 8 Hysteresisschleifen zur Darstellung der Der Zähler laut Fig. 3 mit dem magnetischen

Wirkung der in der Schaltung laut F i g. 3 benutzten 60 Speicher nach der Erfindung hat eine Eingangsstufe

Temperaturkompensationsschaltung und 20 zur Aufgabe der Eingangsimpulse, eine Schalt-

Fig. 9 ein Blockschaltbild für mehrere mit ma- stufe22 an einer Ausgangsstufe24, von der der gnetischen Speichern nach der Erfindung aufgebaute Ausgangsimpuls abgegeben wird und einen RückZähler, die z. B. zum Einsatz in einem Digitalzähler stellkreis 26. Beim Zähler laut Beispiel sind alle in Kaskade geschaltet sind. 65 Schalteinheiten an eine gemeinsame Masse an-

Der Magnetkern 10 des magnetischen Speichers geschlossen. Sie können jedoch voneinander durch

nach der Erfindung ist vorzugsweise ein Ringkern Unterbrechung der Masseleitung an den Stellen χ

und besteht aus hochpermeablem magnetischem und y elektrisch isoliert sein. Diese Unterbrechung

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gibt der Schaltung eine beachtliche Anpassungs- Wicklung 18 mit den Impulsen 54-1, 54-2 ... 54-n, fähigkeit, wobei Teile der Schaltung voneinander wie sie durch die Zählimpulse in der Wicklung 12 elektrisch so isoliert werden können, daß sie nur induziert werden. 54-o ist der Ausgangsimpuls, der noch magnetisch miteinander gekoppelt sind. Mit der nächsten Zählstufe und/oder einem ziffernmäßig dieser Schaltung kann man außerdem einen Teil der 5 anzeigenden oder einem sonstigen Anzeigegerät zuSchaltung frei von Masse halten und einen anderen geführt wird. Die Kurve 56 zeigt die am Widerstand Teil der Schaltung an Masse legen. Diese An- 36 auftretende Spannung mit dem Ausgangsimpuls passungsfähigkeit kann zur Verringerung des Ein- 56-o, die einem mit Ziffern anzeigendem Gerät oder flusses von induziertem Außenrauschen auf die einem anders ablesbaren Gerät zugeführt werden Schaltung und der davon am Ausgang bedingten io kann.
Störung dienen. Die F i g. 5 zeigt den Fluß Φ am magnetischen

Die Eingangsstufe 20 besteht aus einem Tran- Kern 10 als Funktion des Stroms i und erläutert die

sistor 20, vorzugsweise einem N-P-N Silizium- Hysteresisschleife bei Raumtemperatur. In F i g. 6

transistor, einem B asisbelastungs widerstand 30, einer ist nun der Zustand bei Abgabe eines Eingangs-

Eingangswicklung 12 und einem Temperaturkompen- 15 impulses auf die Wicklung 12 dargestellt. Der Ein-

sationskreis 32. Die Impulse werden auf den Emit- gangsimpuls hebt den Kern auf die Teilsättigung von

ter des Transistors 28 aufgegeben, der so geschaltet Punkt 60; der anschließende Rückfluß führt zur

ist, daß an der Wicklung 12 ein Impuls auftritt. Der Magnetisierung laut Punkt 62. Die gestrichelte

Impuls an der Wicklung 12 führt zu einer im ein- Fläche 64 gibt deshalb den Magnetisierungsverlust

zelnen später beschriebenen Teilmagnetisierung des ao durch den Rückfluß an.

Kerns 10. Die Kurven der F i g. 5 und 6 erläutern den Zu-

Die Schaltstufe 22 hat einen Transistor 34, vor- stand des magnetischen Kerns während des Arbeitens zugsweise einen N-P-N Siliziumtransistor, der als von Zählern. Da jeder folgende Zählimpuls auf die üblicher Emitter-Sperrschwinger geschaltet ist. Der Wicklung 12 gegeben wird, nimmt der Kern 10 Transistor 34 ist während der Zählreihe, d. h. wäh- 25 schrittweise immer höhere Sättigung an, die durch rend die Impulse auf den Emitter des Transistors 28 Lagen längs des Astes 63 der Hysteresisschleife daraufgegeben werden, gesperrt. Bei Sättigung des Kerns gestellt sind. Bei jedem Abklingen eines Impulses nach dem «-ten Impuls überschreitet die Rücklauf- geht ein kleiner Betrag an Magnetisierung verloren, spannung an der an die Basis des Transistors 34 an- so daß der Magnetisierungszustand durch immer geschlossenen Wicklung 16 den Schwellenwert des 30 höhere Werte längs der Achse Φ bestimmt ist. Bei Transistors 34, so daß der Transistor einschaltet. Sättigung des Kerns nach dem «-ten Impuls hat der Nunmehr tritt am Basisbelastungswiderstand 36 und Kern seine positive Sättigung, wie bei 59 angedeutet, an der Wicklung 18 ein Ausgangsimpuls auf. Bei erreicht. Bei Aufgabe des Rückstellimpulses wird der Kaskadenschaltung einer Zählergrappe wird der Kern dann in die durch 61 dargestellte negative Sät-Ausgangsimpuls der Wicklung 18 auf den Eingang 35 tigung versetzt.

des nächsten Zählers gegeben. Sitzt der Zähler in Fig. 7 ist ähnlich der Fig. 6, zeigt jedoch die

der letzten Stufe eines Systems, dann kann der Aus- Änderung der Hysteresisschleife 58 gegenüber der

gangsimpuls im Widerstand 36 abgenommen und Schleife 66 infolge Temperaturanstieg. In F i g. 8

die Wicklung 18 weggelassen werden oder unbenutzt kann man erkennen, daß die durch den Rückfluß

bleiben. 40 abgezogene Fläche 68 der Hysteresisschleife viel

Beim Einschalten des Transistors 34 tritt an der größer ist als die Fläche 64 (bei kleiner Temperatur).

Wicklung 14 ein großer Impuls von umgekehrter Ohne Korrektur dieses Zustands würde der Kern

Polarität wie die Eingangsimpulse auf, der eine deshalb bei einer anderen Impulszahl zur Sättigung

negative Spannung solcher Höhe hervorruft, daß der kommen und die Zahl der für die Abgabe eines

Kern negativ gesättigt und der Transistor 34 wieder 45 Ausgangsimpulses benötigten Eingangsimpulse mit

ausgeschaltet wird. Der Zähler ist nun zur Auf- wachsender Temperatur steigen. Dieser Fall darf

nähme einer neuen Reihe von Zahlimpulsen bereit. nicht eintreten.

Parallel zur Wicklung 14 liegt ein Dämpfungs- Die Temperaturkompensation wird durch Ver-

widerstand 38. größerung der Fläche jedes Zählimpulses bei stei-

Zum Verständnis der Arbeitsweise des Zählers 50 gender Temperatur erzielt. Dazu dient der Temlaut F i g. 3 wird auf das Impulsdiagramm in F i g. 4 peraturkompensationskreis 32 der F i g. 3, der einen verwiesen. Die Kurve 44 ist eine Spannungskurve Heißleiter 40 mit negativem Temperaturkoeffizienten als Funktion der Zeit für die Eingangsimpulse. Der parallel zum Widerstand 42 enthält. Bei steigender erste Eingangsimpuls ist mit 44-1, der zweite mit Temperatur fällt deshalb der Widerstand im Kreis 44-2 und der «-te, bei dem die Sättigung eintritt, mit 55 32, so daß die Spannung an der Wicklung 12 und 44-« bezeichnet. Die Kurve 46 zeigt die an der damit die Fläche jedes Zählimpulses in der Hyste-Wicklung 12 auftretenden Impulse. Diese Impulse resisschleife wächst. Die Werte des Heißleiters 40 sind mit 46-1, 46-2 ... 46-« bezeichnet. Dem Rück- und des Widerstands 42 sind so abgestimmt, daß der lauf beim «-ten Impuls ist der Rückstellungsimpuls Kern immer beim «-ten Impuls im Bereich der 49 überlagert, der in Wicklung 12 durch den Rück- 60 Arbeitstemperatur des Zählers gesättigt ist.
stellkreis induziert wird. Die Kurve48 zeigt die in In Fig. 9 ist das Blockschaltbild eines aus mehder Wicklung 16 von den Zählimpulsen in der Wick- reren Zählern mit magnetischen Speichern nach der lung 12 induzierten Impulse 48-1, 48-2 ... 48-«. Da- Erfindung in Kaskadenschaltung zusammengesetzten bei gibt die Linie 50 den Schwellenwert an, bei dem Digitalzählers dargestellt. Die gleiche Schaltung läßt der Transistor 34 einschaltet, sobald die an seiner 65 sich natürlich für ein binäres, ein 8er, 12er oder son-Basis auftretende Spannung diesen Schwellenwert stiges Zählsystem verwenden. Das Anzeigegerät kann überschreitet. ein eine ablesbare Anzeige lieferndes Gerät, das

Die Kurve 54 zeigt den Impulsverlauf an der Zählwerk eines Rechners oder eine andere geeignete

Vorrichtung zur Auswertung der von der Schaltung gelieferten Signale sein. Die Eingangsimpulse werden auf den Eingang 70 gegeben und geben dann ein Signal auf der Leitung 72 zum Anzeigegerät 71 und den Eingang des Zählers 74. Nach Einspeisung von zehn Impulsen am Zähler 74 gibt dieser Zähler einen Impuls auf die Leitung 75 zum Anzeigegerät 71 und auf den Eingang des Zählers 76. Dieses Verfahren setzt sich bis zum letzten Zähler 78 und seinem Ausgang 80 fort. ίο

Der Ausgang jedes Zählers in Fig. 9 zum Anzeigegerät 71 wird durch einen Ohmschen Widerstand in der Größenordnung von 1000 Ω über den Widerstand 36 gebildet. Dieser hohe Widerstand bedeutet eine minimale Belastung der Ausgangswicklung 18 und vermeidet so eine Beeinflussung des Eingangs der nächsten Zählstufe.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Magnetischer Speicher mit einem Ringkern aus hoehpermeablem, magnetischem Werkstoff

20 mit im wesentlichen rechteckiger Hysteresisschleife und mit mehreren Wicklungen auf dem Ringkern, von denen jede ein Paar Anschlußenden hat, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Wicklungen (z. B. 12, 14, 16 bzw. 18) vorhanden sind, die der Reihe nach um den ganzen Umfang des Ringkerns (10) gewickelt sind, derart, daß jede folgende Wicklung über den vorher aufgebrachten Wicklungen liegt.

2. Magnetischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußenden (13, 15, 17, 19) jejder Wicklung rings um den Umfang des Ringkerns mit gegenseitigem Abstand voneinander verteilt sind.

3. Magnetischer Speicher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vier Wicklungen (12,14,16,18) vorgesehen sind.

4. Magnetischer Speicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußenden der vier Wicklungen (12, 14, 16, 18) etwa 90° Winkelabstand von den Anschlußenden (13, 15, 17,19) jeder anderen Wicklung haben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen