DE1082755B - Schaltungsanordnung mit saettigbaren Magnetkernen zur Verarbeitung und Weiterleitung binaerer Informationen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Verarbeitung und Weiterleitung binärer Informationen, mit logischen Verknüpfungskreisen, in denen die Veränderlichen jeweils vorübergehend in sättigbaren Magnetkernen gespeichert werden und die logischen Verknüpfungen durch die Impedanzänderungen einer mit Wechselstrom gespeisten Reihen- bzw. Parallelschaltung der Arbeitswicklungen der sättigbaren Magnetkerne ausgedrückt werden, denen über S teuer wicklungen Gleichstromsignale zugeführt werden, die den Veränderlichen entsprechen. Schaltungsanordnungen mit sättigbaren Magnetkernen zur Verarbeitung und Weiterleitung von Informationen sind meist auf dem Prinzip der Magnetkern-Verschiebeketten aufgebaut, von denen verschiedene Ausführungsformen bekannt sind. Sie bestehen grundsätzlich aus einer Anzahl von Magnetkernen mit rechteckiger Hysteresisschleife, die mindestens eine Eingangswicklung und eine Ausgangswicklung tragen und die dadurch in Kaskade geschaltet sind, daß die Ausgangswicklung jedes Kerns mit der Eingangswicklung des folgenden Kerns verbunden ist. Die beiden Werte der binären Informationsziffer sind den beiden remanenten Magnetisierungszuständen zugeordnet. Zur Übertragung der gespeicherten Information wird der Kern einem Stromimpuls ausgesetzt, der ihn in einen bestimmten Magnetisierungszustand, beispielsweise den dem Wert 0 zugeordneten, zu bringen sucht. War der Kern zuvor im Zustand 1, so wird er ummagnetisiert, und der dadurch in seiner Ausgangswicklung induzierte Strom bringt den folgenden Kern in den Zustand 1. War dagegen der Kern bereits im Zustand 0, so wird kein Strom induziert, und der folgende Kern bleibt im Zustand 0.

Demgegenüber beruht die Wirkung der erfindungsgemäßen Anordnungen auf der Impedanzänderung, die ein sättigbarer Magnetkern in seiner Sekundärwicklung (Ablesewicklung) darbietet, wenn er vom gesättigten in den ungesättigten Zustand und umgekehrt übergeht. Der von der Sekundärwicklung dargebotene Scheinwiderstand ist sehr gering, wenn sich der Kern im Sättigungszustand befindet, während der Scheinwiderstand einen hohen Wert annimmt, wenn der Kern ummagnetisiert wird.

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art werden die Ablesewicklungen einer gewissen Anzahl von Magnetkernen in Reihe miteinander und mit der Eingabewicklung eines Empfangskernes geschaltet. Dieser Empfangskern wird systematisch in einen vorbestimmten Magnetisierungszustand übergeführt, und dann wird der Vorrichtung ein Ablesestrom zugeführt. Wenn alle abgelesenen Magnetkerne sich im gleichen Zustand befinden, der z. B. der binären Ziffer 1 entspricht, durchläuft der Strom einen Gesamtstromkreis

Schaltungsanordnung

mit sättigbaren Magnetkernen

zur Verarbeitung und Weiterleitung

binärer Informationen

Anmelder:
S. E. A. Societe d'Electronique

et d'Automatisme,
Courbevoie, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz und Dr. rer. nat. G. Hauser,
Patentanwälte, München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 3. Mai und 8. September 1956

mit geringem Scheinwiderstand, so daß er, den Empfangskern ummagnetisieren kann. Wenn dagegen irgendeiner der abgelesenen Kerne den entgegengesetzten Magnetisierungszustand aufweist, kann der Ablesestrom den Zustand des Empfangskernes nicht wesentlich beeinflussen. Der Empfangskern wird dann seinerseits abgelesen, und das Resultat kann auf einen anderen logischen Schaltkreis des Rechenwerkes übertragen werden.

Andererseits ist die Verwendung von Impulsregeneratoren im Anschluß an logische Schaltungen bekannt. Bei den bekannten Schaltungsanordnungen dieser Art schließt sich ein Magnetverstärker an ein Diodennetzwerk an, das die eigentliche logische Verknüpfung durchführt.

Demgegenüber liegt das Ziel der Erfindung in der Schaffung einer Anordnung, bei der die logischen Verknüpfungen unter Ausnützung der Impedanzänderungen in Magnetkernen durchgeführt werden, auf jede logische Verknüpfung eine Verstärkung erfolgt, und das verstärkte Signal unmittelbar in einem oder mehreren sich anschließenden Magnetkernverknüpfungskreisen als Steuersignal verfügbar ist.

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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in regelmäßigem Wechsel auf jeden logischen Verknüpf ungskr.eis ein Impulsgeneratorkreis folgt, in dem die Gleichstromsteuerwicklungen von wenigstens einem Magnetkern eines logischen Verknüpfungskreises liegen, daß der Stromkreis der Arbeitswkklungen jedes logischen Verknüpfungskreises über die Primärwicklung eines Übertragers geschlossen ist, dessen Kern sättigbar ist und einen großen Koerzitivstrom gegenüber demjenigen der Magnetkerne in den Verknüpfungskreisen erfordert, so daß dieser, Übertrager als Speicherorgan für das Ergebnis des zugehörigen Verknüpfungskreises dient, und daß die Sekundärwicklung dieses Übertragers in dem folgenden Impulsregeneratorkreis liegt.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung besteht als aus einer, regelmäßig wechselnden Folge von logischen Verknüpfungskreisen ganz bestimmter Art und von Impulsregeneratorkreisen, wobei die besondere Maßnahme getroffen ist, daß die Verbindung zwischen einem Verknüpfungskreis und dem folgenden Regeneratorkreis über einen Übertrager erfolgt, der einen sättigbaren Magnetkern besitzt, der sich von den Magnetkernen des Verknüpfungskreises dadurch unterscheidet, daß seine Hysteresisschleife wesentlich breiter ist, wodurch die Bildung des Ergebnisses der logischen Verknüpfung und die Speicherung dieses Ergebnisses auf dem Übertragerkern erreicht wird.

Diese Schaltung ergibt gegenüber den bekannten, mit Magnetkernen arbeitenden Verschiebe- und Verknüpfungsketten wesentliche Vorteile.

Die logischen Stufen sind voneinander vollständig getrennt, so daß jede Rückwirkung eines Verknüpfungskreises auf den vorhergehenden oder folgenden in der Kette vollständig ausgeschaltet wird. Sämtliche Verknüpfungskreise können daher gleichzeitig arbeiten, ohne sich gegenseitig zu stören.

Bei den bisher bekannten Schaltungsanordnungen, die dem gleichen Zweck dienten, bestand die zwingende Bedingung, daß jede Übertragung von einer Magnetkernstufe auf die folgende, unabhängig davon, ob eine dieser Stufen als logischer Operator ausgebildet war, stets in dem gleichen Zeitintervall erfolgen mußte. Daher mußten selbst einfache logische Operationen über mehrere aufeinanderfolgende Stufen von Magnetkernen verteilt werden, in denen sie in mehreren Zeitstufen durchgeführt wurden. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann sich die Dauer der logischen Operationen grundsätzlich von der Dauer der Verstärkung und Regeneration unterscheiden.

Diese Möglichkeit ist von besonderem Interesse für die sogenannten »datenverarbeitenden Anlagen«, bei denen mit sehr großen Informationsmengen verhältnismäßig einfache Rechnungen durchgeführt werden, im Gegensatz zu den elektronischen Rechengeräten, in denen mit verhältnismäßig kleinen InformationsmengenkomplizierteRechenvorgänge durchgeführt werden. Während bei elektronischen Rechengeräten die Informationen in einem inneren Speicher enthalten sind, der dann üblicherweise auch den Takt der Maschine bestimmt, sind die Daten bei den datenverarbeitenden Anlagen meist auf Lochbändern, Magnetbändern oder ähnlichen Medien gespeichert. In diesem Fall ist es von großem Vorteil, für die Eingabe und Übertragung der Informationen einen anderen Takt als für die Durchführung der, logischen Verknüpfungen anzuwenden. Beispielsweise läßt sich die Übertragungszeit dem Rhythmus des Lochbandes anpassen, auf dem die Informationen und die Ergebnisse gespeichert sind, während für die Durchführung der logischen Operationen sehr viel kürzere Taktzeiten angewendet werden können. Dies läßt sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung ohne Schwierigkeit dadurch erreichen, daß in den logischen Verknüpfungskreisen mit sehr kurzen Taktzeiten gearbeitet wird, während die Taktzeiten in den Impulsgeneratorkreisen dem gewünschten langsamen Takt angepaßt sind.

Die Verknüpfung kann ferner in den Verknüpfungskreisen der erfindungsgemäßen Anordnung ohne Rücksicht auf eine Verstärkung durchgeführt werden. In jedem zweiten Kreis der erfindungsgemäßen Anordnung kann daher der Strpm den minimal möglichen Wert annehmen. Daraus ergibt sich eine beträchtliche Einsparung an aufzuwendender Energie für die logischen Verknüpfungen.

Der Aufbau der Steuer.quellen ist sehr einfach; so können zur Steuerung einfache Sinusspannungen verwendet werden.

Bemerkenswert ist auch die Einsparung an Dioden bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, da nur in jedem zweiten Kreis eine Diode erforderlich ist. Auch hinsichtlich der verwendeten Magnetkerne ergibt sich ein wirtschaftlicher Aufbau, weil nur die Übertragerkerne eine rechteckige Hysteresisschleife besitzen müssen. Für die logischen Verknüpfungskerne ist dies nicht unbedingt erforderlich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt

Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäß ausgeführten Verknüpfungskreises,

Fig. 2, 3 und 4 verschiedene Ausführungsmöglichkeiten für den Regeneratorkreis,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines Magnetkerns für einen Verknüpfungskreis nach Fig. 1,

Fig. 6 verschiedene graphische Darstellungen zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltungsanordnung und

Fig. 7 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Verwendung von Ringkernen.

In Fig. 1 ist als einfaches Ausführungsbeispiel eine Schaltung dargestellt, das zwischen den Klemmen 1 und 2 eine Serienschaltung von zwei Magnetkerngliedern 14 und 15 enthält. Die Klemme 1 empfängt einen Wechselstrom von einer Stromquelle 3. Die Klemme 2 führt zur Primärwicklung 5 eines Übertragers 4, dessen Sekundärwicklung mit 6 bezeichnet ist. An den Klemmen 7 dieser Sekundärwicklung wird der. Regeneratorkreis angeschlossen, der später erläutert wird. Es sei angenommen, daß die Wicklungen 5 und 6 in dem Schaltbild der Fig. 1 die gleiche Windungszahl haben, daß also die Übersetzung des Übertragers 1: 1 beträgt. Der Magnetkern des Übertragers 4 hat eine praktisch rechteckige Hysteresisschleife, die gemäß Fig. 6 b ziemlich breit ist, während die Kerne 14 und 15 im Gegensatz dazu eine schmale, rechteckige Hysteresischleife gemäß Fig. 6 a aufweisen.

Jedes Magnetkernglied ist mit zwei Wicklungen versehen, nämlich einer Steuerwicklung 12 für den Kern 14 bzw. 13 für den Kern 15 und einer, Nutzwicklung 10 für den Kern 14 bzw. 11 für den Kern 15. Die Nutzwicklungen liegen in Reihe an den Klemmen 1 und 2. Die Steuerwicklung 12 kann an der Klemme 8 einen gerichteten Strom aufnehmen, während ihr anderes Ende beispielsweise an Masse liegt. Ebenso kann an die Steuerwicklung 13 über die Klemme 9 ein Steuerstrom angelegt werden. Jede Steuerwicklung ist in zwei gegeneinandergeschaltete

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Teile aufgeteilt, um die Wirkung des Wechselstromes gesättigt sind, der Vereinigungsstrom in der Wickin diesen Wicklungen aufzuheben. Es wird sich lung 5 stets konstant und gleich dem Wert 2 i_c ist.
zeigen, daß diese Vorkehrung im Falle der Schaltung Der Übertrager 4 besitzt ebenfalls einen ferrovon Fig. 7 unnötig ist. Die Anordnung des ma- magnetischen Kern, der aber eine breitere Hysteresisgnetischen Kreises für die Schaltung nach Fig. 1 ist 5 schleife aufweist, welche im betrachteten Fall nur von beispielsweise gemäß Fig. 5 getroffen. Der Kern be- einem Strom durchlaufen werden kann, der mindestens sitzt drei Schenkel, wobei der Mittelschenkel 29 aus gleich 3 i_c ist. Infolgedessen hat die Anlegung eines ferromagnetischem Material besteht. Dies ist für die Stromes von der Größe 2i_c an die Primärwicklung 5 Seitenschenkel 30 und 31 nicht unbedingt erforderlich. keinen Einfluß auf die Ausgangs spannung der Se-Die Wicklung 10 (falls es sich um den Kern 14 han- io kundärwicklung. Für einen solchen Wert des Primärdelt) ist auf dem Mittelschenkel aufgewickelt, wäh- stromes verhält sich die Primärwicklung wie ein rend die Seitenschenkel die beiden Halbwicklungen Kurzschluß vom Punkt 2 nach Masse, da ihr innerer 12 tragen. Der magnetische Kreis schließt sich für elektrischer Widerstand sehr gering gewählt ist:
den Steuerstromkreis in zwei parallelen Schleifen Wenn nun in einem Zweig der Schaltung beide über die Joche 32 und 33. Der Kern kann gegebenen- 15 Magnetkerne gesättigt sind, indem z. B. auf die Kerne falls aus gesintertem Material bestehen. 14 und 15 je ein Steuerstrom gegeben wird, wird

In der Schaltung nach Fig. 1 kann eine zweite hierdurch die volle Spannung e auf die Wicklung 5 Schleife, die mit der beschriebenen identisch ist, übertragen, wodurch in dieser Wicklung ein Wechselzwischen den Klemmen 1' und 2' angeschlossen sein. strom 2i_c+i_a fließt (durch diese Schreibweise werden Die Anordnung verhält sich dann wie ein Oder.-Glied 20 in willkürlicher Weise die beiden Komponenten aus zwei Und-Gliedern, deren jedes durch einen der dieses Stromes getrennt). Andererseits trägt der anZweige dargestellt wird. Diese Schaltung dient natür- dere Zweig, der zwei ungesättigte Kerne oder einen Hch nur als eines unter vielen Ausführungsbeispielen einzigen gesättigten Kern aufweist, ebenfalls einen für die praktischen Anwendungsmöglichkeiten der Strom i_c in der Wicklung 5 bei. Der Übertrager 4 beErfindung. 25 findet sich in einem solchen Zustand (Fig. 6 f unten),

Bei den nachfolgenden Überlegungen werden einige daß ein Ausgangsstrom i_UAi+3i_c in seiner Sekundärrein technische Faktoren, wie Verluste im Eisen und wicklung 6 auftritt. Die Hysteresisschleife seines innerer Widerstand in den Wicklungen vernachlässigt. Kernes wird nun bei jeder Periode des Wechselin der Praxis können diese Faktoren in an sich be- stromes zyklisch durchlaufen (Fig. 6b),und zwar z.B. kannter Weise gegebenenfalls Berücksichtigung finden. 30 zwischen den Werten +2.S^ und —2B_M. Dasselbe

Zunächst sei angenommen, daß nur das Magnet- gilt für den anderen Zweig der, Schaltung, wenn seine

kernglied 15' einen Steuerstrom empfängt. Es sei e die beiden Kerne durch ihre Steuerwicklungen gesättigt

Spannung der Stromquelle 3. Diese Spannung teilt sind und auch, wenn beide Kerne in beiden Zweigen

sich auf die Wicklungen 10 und 11 im ersten Zweig gesättigt sind.

gleichmäßig auf. Da sie eine Wechselspannung ist, 35 Aus dem Vorhergehenden ergibt sich klar die koninduziert sie in den Kernen 14 und 15 auch einen junktive und die disjunktive Arbeitsweise des als Wechselfluß. Die Induktion in diesen· Kernen folgt Beispiel dargestellten Schaltkreises. Man kann in unalso der, ausgezogenen Schleife in Fig. 6 a. Diese mittelbar einleuchtender Weise auch reine Und-Schleife wird in einer Periode des Wechselstromes Glieder oder Oder-Glieder aufbauen, wobei die gedurchlaufen, wie in Fig. 6d gezeichnet ist. Diese 40 eigneten Hysteresisschleifen für die Kerne und den zyklische Änderung geht zwischen zwei Induktions- Ausgangsübertrager in leicht ersichtlicher Weise gewerten -hB_M und —Bm vor sich. Der Strom, der wählt werden.

durch jede der in Reihe liegenden Wicklungen hin- Jede Steuerwicklung besitzt eine Selbstinduktion,

durchfließt, hat einen konstanten Wert i^c (Fig. 6d), die sich der augenblicklichen Einstellung des Sätti-

der nur durch diese zyklische Änderung des ma- 45 gungszustandes des betreffenden Magnetkernes wider-

gnetischen Flusses, also der Induktion, bestimmt ist. setzt, so daß die Zustandsänderungen der Kerne nicht

Im gleichen Rhythmus ändert sich der Scheinwider- trägheitslos vor sich gehen. Vom Standpunkt der

stand, gesehen von den Wicklungen 10 und 11 her. Auswertung des Ergebnissignals kommt dies darauf

Da dieser Scheinwiderstand groß ist, ist der Wert des hinaus, daß meist der Sättigungszustand eines solchen

Stromes i_c gering. 50 Kernes für, eine gewisse Anzahl von Wechselstrom-

Im Zweig l'-2' besitzt das Glied 15', dessen Kern perioden bestehenbleiben muß, je nach der für die gesättigt ist, in der Wicklung 11' einen sehr geringen Sättigung des oder der Kerne, die in den vom Er-Wechselstromwiderstand. Man kann näherungsweise gebnissignal gesteuerten weiteren Schaltkreisen vorannehmen, daß eine unmittelbare widerstandslose Ver- handen sind, erforderlichen Zeitkonstante. Ein Regenebindung zwischen den Klemmen dieser Wicklung 55 ratorkreis zwischen aufeinanderfolgenden Schaltvorhanden ist. Die Spannung e wird also voll an die kreisen kann unmittelbar gemäß Fig. 2 aufgebaut Klemmen der Wicklung 10' angelegt, und der Kern sein. Die Sekundärwicklung 6 des Übertragers 4 einer 14' wird einer zyklischen Induktionsänderung unter- Verknüpfungsschaltung ist mit der, Mitte an Erde geworfen, die in Fig. 6a gestrichelt gezeigt ist. Sie geht legt, und ihre Enden sind an die Elemente 16 eines nach Fig. 6e, obere Kurve, zwischen den Werten 60 Doppelweggleichrichters angeschlossen. Der gleich- + 2B^ und —2Bμ vor sich. Der Strom durch diesen gerichtete Strom geht einerseits über einen Reihen-Zweig ist durch die zyklische Flußänderung bestimmt. widerstand 19 und mindestens eine Steuerwicklung 22 Unter sonst gleichen Umständen ist der Wert dieses eines Magnetkernes 20, der im allgemeinen Fall zu Stromes im Zweig l'-2' immer noch i_c (Fig. 6e unten). einem weiteren Verknüpfungskreis gehören wird. Die Die Vereinigung der von den beiden Zweigen her,- 65 Nutzwicklung 21 dieses Kernes kann direkt eine rührenden Ströme in der Wicklung 5 des Ausgangs- Wicklung des Verknüpfungskreises sein, von der das Übertragers 4 erzeugt also einen Stromfluß vom Wert Signal z. B. für eine Speicherung abgenommen wird. 2i_c. Man kann sich leicht überlegen, daß in allen an- Andererseits entwickelt der gleichgerichtete Strom an deren Fällen, außer, denjenigen, in welchen beide den Klemmen eines Kondensators 17 eine Ladung, Glieder eines Zweiges durch ihre Steuerwicklungen 70 die durch Speicherung der Spannungsspitzen die

nötige Gleichspannung für die Sättigung des Kernes 20 zu erreichen gestattet. Die Arbeitsweise ist ohne weiteres klar.

Der Regeneratorkreis kann jedoch in vorteilhafterer Weise gemäß Fig. 3 aufgebaut sein. Die Sekundärwicklung 6 des Übertragers 4 ist über einen Widerstand 23 in Reihe mit der Primärwicklung eines magnetischen Verstärkers 24 vom bekannten Serientyp mit Wechselstromsteuerung geschaltet. Die Sekundärwicklung dieses magnetischen Verstärkers 24 erhält dauernd die Spannung einer Wechselstromquelle 25, die bei 26 gleichgerichtet wird und eine Last 'speist, die aus einem Reihenwiderstand 27 und mindestens einer Steuerwicklung 22 eines Magnetkernes 20 besteht, dessen Nutzwicklung 21 in einem entsprechenden logischen Verknüpfungskreis liegt. Die Wechselspannungsquelle 25 kann mit der Spannungsquelle 3 der Fig. 1 vereinigt sein. Die Schaltung ist praktisch identisch mit derjenigen eines Verknüpfungskreises, nur ist das Übersetzungsverhältnis nicht gleich 1:1, sondern gleich- N: i. Wenn die Kerne des magnetischen Verstärkers aus einem Werkstoff von hoher Remanenz hergestellt sind, geschieht die Umschaltung in diesem Verstärker in weniger als einer Periode der Steuerwechselspannung. Dies stellt einen wesentlichen Vorteil gegen die Schaltung nach Fig. 2 dar, weil die neue Gleichspannung sich in dem Kleinzyklus einstellt, welcher der Betätigung des Übertragers 4 folgt, anstatt sich erst durch Speicherung aufeinanderfolgender Aufladungen in einem Kondensator aufzubauen.

Der Regeneratorkreis mit magnetischem Verstärker, der praktisch ein Relais darstellt, bietet auch Vorteile, wenn das Ausgangssignal eines Schaltkreises nicht in direkter Form, sondern in komplementärer Form gewonnen werden soll. Es genügt dann, gemäß Fig. 4 die Primärwicklung des Verstärkers mit einer Wechselspannung von gleicher Frequenz wie die Spannungsquelle 3 zu speisen, deren Phase jedoch so gewählt ist, daß, wenn die Sekundärwicklung 6 des Übertragers 4 einen von der Primärwicklung 5 induzierten Strom empfängt, die beiden Ströme einander entgegenwirken und sich in der Primärwicklung des magnetischen Verstärkers 24 praktisch aufheben. Der gleichgerichtete Ausgangsstrom des Verstärkers, der bisher in Betrieb war, wird infolgedessen unterbrochen, d. h., seine Änderung stellt das komplementäre Signal zu der Ausgangsspannung der Schaltung nach Fig. 3 dar. Selbstverständlich können die Schaltungen nach Fig. 3 und 4 parallel an eine gemeinsame Wicklung 6 angeschlossen werden, so daß man über beide Signalformen gleichzeitig verfügen kann.

In den obigen Ausführungen wurden Kerne aus einem Material mit nahezu rechteckiger Hysteresisschleife vorausgesetzt. Die gleichen Ausführungen gelten aber hinsichtlich der Magnetkerne der Verknüpfungskreise auch für ein Material mit einer Sättigungskurve gemäß Fig. 6 c. Jedoch würden sich in diesem Fall die Ströme i_c für eine Wechsel-Spannungsspeisung in Sinusform praktisch ebenfalls sinusförmig ändern. Allerdings ist die Spannung der Spannungsquelle 3 durchaus nicht unbedingt sinusförmig. Es genügt, daß sie abwechselnd positiv und negativ wird. Zum Beispiel kann sie bei der praktischen Ausführung der Erfindung rechteckig sein oder aus symmetrischen Sägezähnen bestehen.

Im vorhergehenden wurde weiter der Fall betrachtet, daß der Übergang von einem logischen Resultat auf einen oder mehrere weitere Verknüpfungskreise mehrere Perioden des Wechselstromes erfordert. Offenbar wäre es zur Beschleunigung des Rechenablaufs wesentlich, daß diese Übergänge jeweils mit der Frequenz der Wechselspannung erfolgen könnten. Dies ist möglich, wenn der Regeneratorkreis in der in Fig. 7 dargestellten Weise aufgebaut wird. Die Steuerwicklungen der Magnetkerne der Verknüpfungskreise sind in diesem Fall mit einem Strom gespeist, der durch Einweggleichrichtung aus einer sinusförmigen Schwingung hervorgeht. Diese Schwingung wird von der Stromquelle 43 geliefert, die in Phasenopposition zu der Spannungsquelle 3 steht. Die Steuerwicklungen sind in Reihe mit dieser Spannungsquelle 43, der Sekundärwicklung 6 des Übertragers 4, einem Einweggleichrichter 44 und einem Reihenwiderstand 45 geschaltet. In dem dargestellten Beispiel sind drei Steuerwicklungen 46, 47 und 48 vorgesehen.

Die Magnetkerne der Verknüpfungskreise besitzen wie vorher eine schmalere rechteckige Hysteresisschleife als der Kern des Übertragers 4, jedoch ist nun keine besondere Form dieser Kerne erforderlich. Sie können in bekannter Weise als Ringkerne aufgebaut sein. Ihre Steuerwicklungen besitzen eine wesentlich geringere Windungszahl als die Nutzwicklungen. Zum Beispiel beträgt die Windungszahl der Steuerwicklungen weniger als ein Drittel derjenigen der Nutzwicklungen.

Wenn eine Steuerwicklung dieser logischen Glieder einen Strom erhält, der den entsprechenden Magnetkern sättigt, besitzt die von diesem Kern getragene Nutzwicklung einen sehr niedrigen Scheinwiderstand. Dagegen ist der Scheinwiderstand sehr hoch, wenn das Glied nicht mit einem Steuerstrom versorgt ist. Die Ausdrücke »niedrig« und »hoch« beziehen sich auf die Wechselstromquelle 3 und die Werte des Wechselstromes, die dann in der Primärwicklung 5 des Übertragers 4 herrschen. Der durch diese Primärwicklung fließende Strom muß so gewählt sein, daß er den Wert der Koerzitivkraft, welche eine Umkehr des Magnetisierungszustandes des Kernes des Übertragers 4 bewirkt, nur dann erreicht oder überschreitet, wenn in einem der Zweige 1-2, l'-2' usw. die Kerne, deren Nutzwicklungen in diesem Zweig in Reihe liegen, sämtlich gesättigt sind. Genauer gesagt, muß also der Kern des Übertragers 4 so gewählt sein, daß die Koerzitivkraft, die ihn zum Umklappen bringt, größer als die Summe der von den verschiedenen Zweigen des Schaltkreises herrührenden Ströme ist, wenn mindestens ein Kern in jedem Zweig ungesättigt ist, daß die Koerzitivkraft aber kleiner als der von einem Zweig, dessen sämtliche Magnetkerne gesättigt sind, herrührende Strom ist.

Um das Ergebnissignal auf die Steuerwicklungen weiterer Verknüpfungskreise zu übertragen, beispielsweise auf die Steuerwicklungen 46_J 47 und 48 derartiger Kerne, deren Nutzwicklungen mit 49, 50 und 51 bezeichnet sind, wird die Sekundärwicklung 6 des Übertragers 4 in Reihe mit diesen Steuerwicklungen über einen Einweggleichrichter 44, einen Widerstand 45 und eine Wechselspannungsquelle 43 von geringem Innenwiderstand gelegt. Die Spannungsquelle 43 steht in Phasenopposition zu der Stromquelle 3 des Schaltkreises. Der Widerstand 45, der unter Umständen auch entfallen kann, dient erforderlichenfalls zur Begrenzung des gleichgerichteten Stromes in dem Serienkreis. Das Amplitudenverhältnis der Wechselströme von den Quellen 3 und 43 bestimmt in erster Annäherung das Verhältnis der Windungszahlen der Wicklungen 5 und 6. Beispielsweise können bei

gleicher Amplitude die Wicklungen 5 und 6 mit gleicher Windungszahl gewählt werden.

Wenn in einer Halbwelle der von der Spannungsquelle 3 herrührenden Spannung gewisse Steuersignale der Kerne 14,15 usw. die Sättigung der in mindestens einem Zweig in Reihe liegenden Kerne bewirkt haben, bewirkt der die Primärwicklung 5 des Übertragers 4 durchfließende Strom die Ummagnetisierung des Kernes dieses Übertragers. Wenn dagegen eine solche Bedingung nicht erfüllt wurde, bleibt der Kern des Übertragers 4 ungesättigt. In der folgenden Halbwelle wird dann der Kern des Übertragers 4 entweder in seinen Anfangszustand zurück ummagnetisiert, wenn er unter der Wirkung der Stromquellen 3 und/oder 43 ummagnetisiert war, oder er bleibt in der Ruhelage, wenn er nicht ummagnetisiert war. In dem dargestellten Regeneratorkreis sättigt jede vom Gleichrichter 44 durchgelassene Halbperiode des Wechselstromes die Magnetkerne, deren Steuerwicklungen 46 bis 48 in Reihe mit dem Gleichrichter liegen. In der Halbwelle, in welcher der Kern des Übertragers 4 zurück ummagnetisiert wird, wenn er in der vorhergehenden Halbwelle ummagnetisiert war, ist der Strom in dem Gleichrichterkreis zu gering, als daß er die Sättigung in den Empfangskernen 46 bis 48 aufrechterhalten könnte. Wenn der Kern des Übertragers 4 dagegen nicht ummagnetisiert war, werden die Kerne 46 bis 48 durch den Strom der erwähnten Spannungshalbwelle von der Stromquelle 43 gesättigt gehalten. Gleichzeitig werden außerdem in dem logischen Verknüpfungskreis in beiden Fällen alle Kerne 14, 15 usw., deren Fluß sich in der vorhergehenden Halbwelle geändert hatte, durch den Strom der Spannungsquelle 3 in ihren Ausgangszustand zurückgeführt. So sind die Bildung eines Ergebnissignals und die Übertragung dieses Signals auf weitere Verknüpfungskreise der Anlage in einer Periode des Wechselstromes gewährleistet, was hier erreicht werden sollte.

Die Übertragung einer Ergebnisinformation geschieht, wie leicht ersichtlich ist, in komplementärer Form zu derjenigen, in welcher sie in dem betrachteten Schaltkreis vorhanden war. Man könnte diese Übertragung auch in direkter Form vornehmen, indem von der im Zusammenhang mit Fig. 4 erwähnten Anordnung einer zusätzlichen Hilfsstromquelle Gebrauch gemacht wird. Die Sättigung der Empfangskerne durch ihre Wicklungen 46 bis 48 tritt in diesem Fall nur ein, wenn die Ströme von der Stromquelle 43 über den Gleichrichter 44 und von der Hilfsstromquelle mit konstanter Amplitude über einen Gleichrichter entgegengesetzter Richtung einander entgegenwirken. Hierdurch ergibt sich eine Richtungsumkehr der Sättigungssteuerung dieser Empfangskerne gegenüber der zuvor beschriebenen Wirkung.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltungsanordnung zur Verarbeitung und Weiterleitung binärer Informationen mit logischen Verknüpfungskreisen, in denen die Veränderlichen jeweils vorübergehend in sättigbaren Magnetkernen gespeichert werden und die logischen Verknüpfungen durch die Impedanzänderungen einer mit Wechselstrom gespeisten Reihen- bzw. Parallelschaltung der Arbeitswicklungen der sättigbaren Magnetkerne ausgedrückt werden, denen über S teuer wicklungen Gleichstromsignale zugeführt werden, die den Veränderlichen entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß in regelmäßigem Wechsel auf jeden logischen Verknüpfungskreis ein Impulsregeneratorkreis folgt, in dem die Gleichstromsteuerwicklungen (22) von wenigstens einem Magnetkern eines logischen Verknüpfungskreises liegen, daß der Stromkreis der Arbeitswicklungen (10, 11) jedes logischen Verknüpfungskreises über die Primärwicklung (5) eines Übertragers (4) geschlossen ist, dessen Kern sättigbar ist und einen großen Koerzitivstrom gegenüber demjenigen der Magnetkerne (15,14) in den Verknüpfungskreisen erfordert, so daß dieser Übertrager (4) als Speicherorgan für das Ergebnis des zugehörigen Verknüpfungskreises dient, und daß die Sekundärwicklung (6) dieses Übertragers (4) in dem folgenden Impulsregeneratorkreis liegt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsregeneratorkreis einen Gleichrichter (16) für den Sekundärstrom des Übertragers (4) enthält, durch welchen ein Kondensator (17) aufgeladen wird, der als Gleichspannungsquelle für die in dem Impulsregeneratorkreis liegenden Gleichstromsteuerwicklungen dient.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsregeneratorkreis einen Magnetverstärker (24) mit Gleichstromausgang und Wechselstromsteuerung enthält, dessen Eingang mit der Sekundärwicklung (6) des Übertragers (4) verbunden ist und dessen Ausgang an die im Impulsregeneratorkreis liegenden Gleichstromsteuerwicklungen (22) angeschlossen ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangskreis des Magnetverstärkers (26) eine Wechselspannungsquelle (28) enthält, die dem Strom in der Sekundärwicklung (6) des Übertragers (4) entgegenwirkt.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom in dem Impulsregeneratorkreis durch Gleichrichtung aus einem Wechselstrom abgeleitet ist, der von einer in Reihe mit der Sekundärwicklung (6) des Übertragers (4) und einem Gleichrichter; (44) liegenden Wechselspannungsquelle (43) geliefert wird, die mit den Gleichstromsteuerwicklungen (46, 47, 48) der in dem Impulsregeneratorkreis enthaltenen Magnetkerne in Reihe geschaltet ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (43) in dem Impulsregeneratorkreis in Phasenopposition zu der Wechselspannungsquelle (3) in dem Verknüpfungskreis steht.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungskreis eine zusätzliche Wechselspannungsquelle in Phasenopposition zu der Hauptspannungsquelle (43) enthält, die über einen Gleichrichter mit der Reihenschaltung der in dem Impulsregeneratorkreis liegenden Gleichstromsteuerwicklungen verbunden und derart geschaltet ist, daß sie dem von der Hauptspannungsquelle (43) in diesem Kreis über die Sekundärwicklung (6) des Übertragers (4) fließenden Strom entgegenwirkt.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannungsquelle über einen Gleichrichter auf Hilfssteuerwicklungen der in dem Impulsregeneratorkreis liegenden Magnetkerne wirkt und daß die Hilfswicklungen auf die Kerne eine Wirkung ausüben, die

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derjenigen der Hauptsteuerwicklungen der betref- »Convention Record of the I.R.E.«, 1954, Part 4,

fenden Kerne entgegengesetzt ist. S. 116 bis 132;

»Transactions of the A.I.E.E.«, Juli 1952, S. 175

In Betracht gezogene Druckschriften: bis 183, 229 bis 238;

Französische Patentschrift Nr. 1109 797; 5 »Electronic Circuits«, Prentice Hall, Inc., New

»Electronics«, September 1954, S. 174 bis 178; York, 1955, S. 647 bis 649, 597 bis 600.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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