DE1199325B - Schieberegisterstufe - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al-37/64

Nummer: 1199 325

Aktenzeichen: J 21096IX c/21 al

Anmeldetag: 28. Dezember 1961

Auslegetag: 26. August 1965

In der Datenverarbeitungs- und Rechenmaschinentechnik sind toroidförmige Magnetkerne mit rechteckiger Hysteresekurve sowohl als Speichermittel als auch als logische Schaltelemente bekannt.

Solche Kerne sind häufig in Form einer logischen Schaltung angeordnet, die als »Schieberegister« odei »Übertragungsregister« bekannt ist und zur Ausführung vieler verschiedener Funktionen verwendet wird. Diese Schaltung kann als Eingabe- oder Ausgaberegister benutzt werden, sie kann eine Verzögerung bewirken oder bei Rechenoperationen mitwirken oder auch andere logische Funktionen erfüllen. In Schieberegistern soll ein Ausgangssignal mit genügender Energie für die Betätigung der Eingangsschaltung einer nachfolgenden Stufe erzeugt werden (wobei die Eingangsschaltung häufig ein weiterer Toroidkern ist) und die Vorwärtsübertragung von Informationen möglich sein, ohne daß es möglich ist, Informationen rückwärts zu übertragen.

Es sind viele Arten von Schieberegistern bekannt, darunter viele, die Magnetkerne verwenden.

Ein bekannter Typ ermöglicht die Vorwärtsübertragung von Informationen und verhindert ihre Rückübertragung durch die Verwendung von Dioden, die die Polaritäten des Stromflusses regeln.

Andere Typen beruhen auf mit den Wicklungen in Reihe liegenden Widerständen und/oder einer langsamen, kritischen Schaltzeit einiger der in dem Schieberegister verwendeten Kerne.

Es ist ferner eine Übertragungsanordnung bekannt, die aus drei über eine Kurzschlußwicklung miteinander verbundenen Kernen besteht. Zu Beginn einer Übertragung befinden sich alle drei Kerne im O-Zustand. Dann wird der Eingangsimpuls über in Serie geschaltete Wicklungen dem Speicher- und dem Schaltkern zugeführt, so daß diese Kerne in den 1-Zustand umschalten. Ein dem Schaltkern danach zugeführter Impuls bringt diesen wieder in den O-Zustand, den Speicherkern halb in den O-Zustand und den Ausgangskern halb in den 1-Zustand. Schließlich wird einer Wicklung des Ausgangskernes ein Impuls zugeführt, der diesen Kern in den O-Zustand kippt, in der Ausgangswicklung einen Ausgangsimpuls erzeugt und den Speicherkern vollständig in seinen Ausgangszustand zurückschaltet. Bei dieser Anordnung erfordert die Einstellung in halb-, 1- oder O-Zustände aber sehr enge Toleranzen für die Amplituden der Impulse und für die Kerneigenschaften.

In noch anderen Formen von Schieberegistern werden Kerne mit mehreren Öffnungen benutzt, um Schieberegisterstufe

Anmelder:

International Business Machines Corporation,

Armonk, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt,

Böblingen (Württ), Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:
Norbert George Vogl jun.,
Wappingers Falls, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 29. Dezember 1960
(79 302)

as Informationen nur in Vorwärtsrichtung logisch zu übertragen.

Für einige der obengenannten Schieberegister wird die Herstellung großer ebener Anordnungen von Schieberegisterstufen dadurch unpraktisch, daß Dioden, Widerstände oder andere Elemente in Reihe mit den Wicklungen zwischen verschiedenen Kernen innerhalb der Anordnung eingesetzt werden müssen. Da ebene Anordnungen von Kernen mit Einwindungswicklungen dadurch hergestellt werden, daß gerade Drähte durch Koordinatenreihen von Kernen in einer Ebene hindurchgeführt werden, wird durch die Verwendung mehrerer Windungen in einigen Wicklungen und einzelner Windungen in anderen Wicklungen des wohlentwickelte Herstellungsverfahren zum Zusammenbau einfacher Speichermatrizen für den Aufbau solcher Schieberegister ungeeignet. Ebenso wird die automatische Herstellung ebener Anordnungen von Schieberegistern erschwert, wenn Kerne aus verschiedenem Material oder von verschiedener Größe in nur einigen vorherbestimmten Plätzen innerhalb der Ebene erscheinen müssen; für das automatische Einspannen von Kernen in eine Aufspannvorrichtung zum anschließenden Wickeln in eine planare Anordnung ist es nötig, daß die Kerne einander gleichen.

Wegen ihrer Betriebsarten sind viele Schieberegister außerstande, wahlweise verschiedene Ausgangs-

509 658/335

signale zu erzeugen, die logische Funktionen erfüllen lende Wirkungsweise der Vorrichtung keine Rolle

können. Dies kann darauf beruhen, daß es nötig ist, spielt.

auf einen Ausgangskern frühzeitig innerhalb einer Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der Be-

Operationsfolge einzuwirken, um den endgültigen Schreibung sowie den nachstehend aufgeführten

Ausgangsimpuls vorzubereiten, oder auf einem Man- 5 Zeichnungen.

gel an Wählbarkeit.

In einigen der Schieberegister, die nur toroidför- Ausführungsbeispiel 1

mige Kerne verwenden und bei denen innerhalb „,.,.. „ . , , ,_. „ , ...

einer einzigen Registerstufe ein Kern einen anderen Gleichsinniger Speicherkern (Fig. la und Ib)

Kern treiben kann, kann eine manchmal »Fluß- io Das in Fig. la gezeigte Ausführungsbeispiel der Sperre« genannte Erscheinung infolge von Energie- Erfindung besteht aus drei toroidförmigen Magnetverlusten in Wicklungen und in der Hysterese der kernen mit rechteckiger Hysteresekurve, und zwar Kerne selbst auftreten. Diese Erscheinung läßt sich einem Ausgangskern A, einem Speicherkern B und am besten erklären, wenn man zwei Kerne aus Ma- einem Schaltkern C. Diese Kerne sind durch eine terial mit rechteckiger Hystereseschleife betrachtet, 15 kurzgeschlossene Windung oder eine Kurzschlußdie miteinander gekoppelt sind, wobei der erste wicklung SC verkettet. Eine Rückstellwicklung R Kern eingestellt ist und sein Ausgangsimpuls zum verläuft aufwärts durch den Kern B, aufwärts durch Einstellen des zweiten Kerns verwendet wird, wo- den Kern A und abwärts durch den Kern C zur nach der zweite Kern rückgestellt und die resultie- Erde. Eine Eingangswicklung / umgeht den Kern A rende Ausgangsleistung zum Rückstellen des ersten 20 und verläuft abwärts durch den Kern B und aufKerns benutzt wird. In diesem Beispiel wird nicht wärts durch den Kern C zur Erde. Eine Treiberdie ganze durch das Einstellen des ersten Kerns frei wicklung D durchläuft den Kern A abwärts und werdende Energie in Magnetfluß im zweiten Kern wird dann in zwei Leitungen aufgespalten. Der umgewandelt, und zwar wegen der Kupferverluste in Strom in der durch den Kern B verlaufenden Treiden Kopplungswicklungen und wegen der Hysterese- 25 berwicklung D ist ein Bruchteil desjenigen Stroms, Verluste in den Kernen selbst. Beim Einstellen und der über dieselbe Leitung durch den Kern A fließt; Rückstellen der Anordnung des vorgenannten Bei- dies wird durch zwei stromteilende Widerstände spiels kann es sein, daß man weniger Fluß erhält RDa und RDb erreicht. Während ein Teil des als zum Rückstellen des ersten Kerns nötig ist, wenn Stroms durch RDa zur Erde fließt, gelangt der Rest der zweite Kern zurückgestellt wird. Daher arbeitet 30 aufwärts durch den Kern B und dann durch RDb ein Schieberegister, in dem jeder Kern durch eine zur Erde. Eine Ausgangswicklung O verläuft abwärts Energiequelle gekippt wird, zuverlässiger. Außer- durch den Kern A. Die Funktionen der verschiedem können auf diese Weise Informationssignale denen Elemente der Vorrichtung gemäß Fig. la durch eine größere Zahl von logischen Stufen wei- werden in der folgenden Beschreibung der Wirtergeleitet werden. Es empfiehlt sich, die Ausgangs- 35 kungsweise deutlich, die an Hand der in Fig. Ib stufe eines Schieberegisters eine maximale Fluß- gezeigten Signale und resultierenden Flußänderunänderung (die gleich dem Sättigungswert ist) durch- gen verständlich gemacht wird,
laufen zu lassen, um die Eingangsstufe eines eben- Die Signale sowie die die Flußänderungen darsolchen Schieberegisters leichter ein- oder zurück- stellenden Pfeile links von den Unterbrechungslinien stellen zu können. 4° in Fig. Ib veranschaulichen eine Arbeitsfolge, in

Die Erfindung betrifft demgemäß eine Schiebe- der ein Eingangssignal 31 an die Eingangswicklung / registerstufe mit wenigstens einem Ausgangskern, gelegt wird; die Signale und Pfeile rechts von diesen einem Speicherkern und einem Schaltkern, die über Linien stellen eine Operationsfolge dar, in der kein eine Kurzschlußwicklung miteinander verbunden Eingangssignal angelegt wird. In jeder Folge ist das sind, und in welcher eine Eingangswicklung derart 45 erste der Vorrichtung von Fig. la zugeführte Signal durch den Speicher- und den Schaltkern gelegt ist, ein Rückstellsignal 30, das der Rückstellwicklung R daß ein Eingangsimpuls beide Kerne von ihrem Aus- zugeleitet wird. Durch das Rückstellsignal wird gangszustand in den jeweils anderen Zustand kippt. sichergestellt, daß zu Beginn einer beliebigen Ορε-Die Erfindung besteht darin, daß eine Rückstell- rationsfolge die verschiedenen Kerne A, B und C wicklung mit allen Kernen verbunden ist, um diese 50 mit magnetischem Fluß in einer bekannten Richmittels eines Rückstellimpulses in den Ausgangs- tung gesättigt sind. Das der Rückstellwicklung R zuzustand zu bringen, und daß eine Treiberwicklung geführte Rückstellsignal 30 bewirkt einen Sättigungsderart durch den Ausgangskern und den Schaltkern nuß im Kern A, der entgegen dem Uhrzeigersinn und/oder den Speicherkern geführt ist, aber der dem oder nach rechts verläuft, wie durch den Pfeil 34A Ausgangskern zugeführte Treiberimpuls derart in 55 angedeutet wird; im Kern B wird ebenfalls ein Fluß der Amplitude begrenzt ist, daß er nur umschaltet entgegen dem Uhrzeigersinn oder nach rechts be- und dabei einen Ausgangsimpuls erzeugt, wenn wirkt, wie der Pfeil 34 B zeigt. Da die Rücksteilgleichzeitig der Speicherkern durch einen auf der wicklung R abwärts durch den Kern C verläuft, wird Kurzschlußwicklung induzierten Impuls und ge- darin ein Fluß im Uhrzeigersinn oder nach links gebenenfalls einen dem Speicherkern zugeführten 60 errichtet, wie der Pfeil 34 C es zeigt.
Treiberimpuls in der anderen Richtung umgeschaltet In der Magnettechnik ist es bekannt, daß beim wird. Induzieren einer Flußänderung in einem Kern diese

Mit Hilfe der Erfindung wird eine vielseitige ma- dazu neigt, Strom in mit dem Kern magnetisch ge-

gnetische Schaltung geschaffen, die sehr zuverlässig koppelten Leitern zu erzeugen. Bei Toroidkernen

arbeitet, schnell schaltet und geringe Verlustleistung 65 mit geraden Wicklungen von je einer Windung neigt

hat. Sie kann in beliebig großen Matrizen verwendet ein in einer Richtung durch den Kern fließender

werden, wobei die Zahl von Stufen, durch die Infor- Magnetisierungsstrom dazu, Strom in entgegen-

mationen übertragen werden, für die zufriedenstel- gesetzter Richtung in allen anderen Wicklungen zu

induzieren. Ob die letzte Operationsfolge einen Ausgangsimpuls erzeugt hat oder nicht, führt das Rückstellsignal 30, das der Rückstelleitung R zugeführt wird, bei Errichtung der richtigen Flußrichtungen in den Kernen A, B, C nicht zu einem merklichen Stromfluß in der Kurzschlußwicklung SC. Infolge der Ausgangsbelastung des Kerns A enthält die Wicklung SC einen kleinen Strom, da die Kerne A und C zurückgestellt sind.

Das nächstmögliche Signal ist ein Eingangssignal 31, das der Eingangswicklung / zugeführt werden kann. Als Folge dieses Signals fließt Strom abwärts durch den Kern B und aufwärts durch den Kern C, und zum Kern A gelangt kein Strom. Da der im Kern B abwärts fließende Strom die Neigung hat, nach links zu schalten und da der Kern B mit Fluß nach rechts gesättigt worden ist, kann der Kern B jetzt umschalten. Ebenso kann der Kern C, der mit Fluß nach links gesättigt worden ist, jetzt auf den Strom ansprechen, der ihn aufwärts auf der Eingangswicklung / durchfließt, und nach rechts umschalten. Daher werden die Kerne B und C gleichzeitig in entgegengesetzter Richtung umgeschaltet. Da jeder dieser Kerne dazu neigt, Strom in der Kurzschlußwicklung SC in entgegengesetzter Richtung zu induzieren, fließt kein Strom in der Wicklung SC, und der ganze Strom in der Eingangswicklung / wird für das Umschalten der Kerne ausgenutzt, anstatt entgegengerichtete Ströme in der Kurzschlußwicklung SC zu induzieren. Jeder dieser Kerne liefert eine rückwärts gerichtete elektromotorische Kraft zum anderen, um das Umschalten der Fluß-Sättigungsrichtungen zu gestatten.

Nachdem einige Zeit verstrichen ist (ein Bruchteil einer Sekunde, mehrere Stunden oder mehr), kann ein Treibersignal 32 an die Treiberwicklung D des in F i g. 1 a gezeigten Schieberegisters gelegt werden. Die Zeit des Anlegens dieses Impulses wird durch die Programmierung oder eine Zeitsteuerung bestimmt und ist die Zeit, zu der diese Stufe abgefragt werden soll. Ein Treibersignal 32 wird also angelegt, um zu sehen, ob bereits früher ein Eingangssignal 31 angelegt worden ist oder nicht. Wie es in der Datenverarbeitungstechnik bekannt ist, kann ein Eingangssignal das binäre Bit 1 darstellen, während das Fehlen eines Eingangssignals das binäre Bit 0 darstellen kann. Daher bewirkt ein auf ein früheres Eingangssignal hin erlangtes Ausgangssignal das Speichern und Abfühlen eines binären Bits 1, und das Fehlen eines Ausgangssignals zeigt an, daß vorher kein Eingangssignal angelegt worden ist. Wie schon erwähnt, wird der durch das Treibersignal 32 bewirkte Strom in der Treiberwicklung D so aufgeteilt, daß nur ein Teil aufwärts durch den Kern B fließt, obwohl der ganze Treiberstrom durch den Kern A abwärts fließt. Bei richtiger Wahl der relativen Werte der Widerstände RDa und RDb (oder in anderer geeigneter Weise) wird erreicht, daß der Kern A genügend Strom hat, um umzuschalten und um genügend Strom in der Kurzschlußwindung SC zu induzieren, der zusammen mit dem ausreichenden Strom durch die Treiberwicklung D, der aufwärts durch den Kern B fließt, gleichzeitig das Umschalten des Kerns B ermöglicht. Gemäß Fig. Ib ist nach dem Anlegen eines Eingangssignals 31 an die Eingangswicklung / der Kern A nach rechts und der Kern B nach links gesättigt. Daher kann ein abwärts durch Kern A und aufwärts durch Kern B fließender Strom das gleichzeitige Umschalten dieser Kerne bewirken, wie es durch die Pfeile 36 A und 36 B angedeutet ist. Beim Umschalten erzeugt der Kern A ein Ausgangssignal auf der Ausgangswicklung O. Dies zeigt der Datenverarbeitungsanordnung an, daß dem Register zu einem früheren Zeitpunkt ein Eingangssignal zugeführt worden ist. Der Kern A wird zur vollen Sättigung in zwei verschiedene Richtungen durch das Rückstellsignal auf

ίο Wicklung R bzw. das Treibersignal auf Wicklung D getrieben.

Irgendwann nach dem Ableiten eines Ausgangssignals aus der Vorrichtung gemäß Fig. la kann der Rückstellwicklung R ein weiteres Rückstellsignal 30 zugeführt werden (auf der rechten Seite von F i g. 1 b dargestellt). Als Folge des Signals 30 fließt Strom aufwärts durch den Kern A, und da dies dem zuletzt an den Kern A angelegten Treiberstrom (der abwärts gerichtet war) entgegengerichtet ist, wird der Kern A von links nach rechts umgeschaltet, wie es der Pfeil 37 Λ zeigt. Der aufwärts durch Kern B fließende Strom neigt dazu, ihn weiter nach rechts zu sättigen, so daß als Folge des Rückstellsignals keine Flußänderung im Kern B stattfindet. Jedoch ist der Kern C durch das Eingangssignal 31 nach rechts geschaltet worden (s. Pfeil 35C), und da das Treibersignal 32 keine Wirkung auf den Kern C ausübt (Pfeil 36C), ist dieser zur Zeit des Anlegens des Rückstellsignals 30 noch nach rechts gesättigt. Der in der Rückstelleitung R abwärts durch den Kern C fließende Strom bewirkt dessen Umschaltung nach links, wie es der Pfeil 37C zeigt. Das Eingangssignal bewirkt das gemeinsame Umschalten der Kerne B und C, das Treibersignal bewirkt das gemeinsame Umschalten der Kerne A und B, und das Rückstellsignal errichtet den Stromkreis wieder durch gleichzeitiges Schalten der Kerne A und C. Beim Rückstellen des Kerns A nach rechts erscheint ein negatives Ausgangssignal 33 auf der Ausgangswicklung O. Da dies jedoch (gemäß Annahme) während der Rückstellzeit erfolgt und da es außerdem in negativer Richtung ist, entsteht kein Schaden durch dieses auf der Ausgangswicklung O erscheinende redundante negative Signal.

Zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt, wenn bestimmt werden soll, ob ein Eingangssignal angelegt worden ist oder nicht, wird ein weiteres Treibersignal 32 (ganz rechts in F i g. 1 b gezeigt) der Treiberwicklung D zugeführt. Wie zuvor neigt dieser Strom dazu, den Kern A von rechts nach links und den Kern B von links nach rechts umzuschalten. Der Kern B ist jedoch bereits nach rechts gesättigt, da er durch das zuletzt angelegte Treibersignal (Pfeil 36 B) eingestellt worden und durch ein nachfolgendes Eingangssignal 31 nicht umgeschaltet worden ist. Er wird also jetzt nicht durch das Treibersignal 32 beeinflußt (Pfeil 38 B). Der auf der Wicklung D abwärts durch den Kern A fließende Strom neigt dazu, einen Strom zu erzeugen, der in der Kurzschlußwicklung SC aufwärts durch den Kern A fließt und Strom aufwärts durch den Kern C schickt. Daher neigt der Kern C dazu, von links nach rechts zu schalten, und ist imstande, mit dem Kern A zu dieser Zeit umzuschalten. Wie erwähnt, wird jedoch der Strom in der Treiberwicklung D, der aus dem Treibersignal 32 entsteht, durch die Widerstände RDa und RDb begrenzt (diese Begrenzung kann auch durch andere Mittel herbeigeführt werden), so daß

die in der Kurzschlußwicklung als Ergebnis der Nei- so viel Strom in der Kurzschlußwicklung SC indugung zum Schalten des Kerns A induzierte elektro- zieren, daß der Kern C gleichzeitig mit den Kermotorische Kraft nicht ausreicht, um das Umschal- nen A und B umschaltet. Wenn dies geschähe, würde ten des Kerns C zu bewirken. Daher kann der der Kern A auf den Treiberimpuls hin nicht voll-Kern C keine rückwärts gerichtete elektromotorische 5 ständig umschalten, und daher würde das Ausgangs-Kraft zur Reflexion durch die Kurzschlußwindung signal verkleinert. SC zum Kern A senden, und der Kern A kann jetzt

nicht umgeschaltet werden. Aus der äußersten rech- Andere Auslegung des ersten Ausführungsbeispiels ten Seite von Fig. Ib und den Pfeilen 38^4, 38 B

und 38 C ist ersichtlich, daß dann, wenn ein Trei- io (^¹S-^{1 c})

bersignal ohne dazwischentretendes Eingangssignal Die in F i g. 1 a dargestellte Anordnung wird in

direkt auf ein Rückstellsignal folgt, keine Kerne anderer Form in Fig. Ic veranschaulicht. Die

umgeschaltet werden und auch kein Ausgangssignal Kerne, Wicklungen und Widerstände entsprechen

erzeugt wird. den in F i g. 1 a gezeigten.

Wie die Pfeile 37 und 38 zeigen, bleiben in der 15 Ein Rückstellsignal auf der Rückstellwicklung R Operationsfolge ohne Eingangssignal die Kerne in sättigt die Kerne A und B entgegen dem Uhrzeigerderselben Richtung gesättigt, in der sie durch ein sinn und den Kern C im Uhrzeigersinn. Ein Ein-Rückstellsignal gesättigt würden. Daher hat das gangssignal auf der Eingangswicklung / schaltet den nächste Rückstellsignal keine Wirkung auf die Kern B aus der dem Uhrzeiger entgegengesetzten Kerne. Außerdem bleibt sowohl in Operationsfolgen ao Richtung in die Uhrzeigerrichtung um und versucht, mit Eingangssignal als auch in Operationsfolgen einen Strom im Uhrzeigersinn in der Kurzschlußohne Eingangssignal der Speicherkern B stets in der wicklung SC zu induzieren; außerdem wird durch richtigen Richtung eingestellt, und zwar wird er von Strom auf der Eingangswicklung / der Kern C aus rechts nach links durch ein Eingangssignal und von der Uhrzeigerrichtung in die entgegengesetzte Richlinks nach rechts durch das nächstfolgende Treiber- 25 tung umgeschaltet, und es wird versucht, einen signal umgeschaltet. Da jedoch der Kern B in der- Strom entgegen dem Uhrzeigersinn in der Kurzseiben Richtung gesättigt ist, in der ein Strom ihn schlußwicklung SC zu errichten. Wie in Fig. la zu sättigen versucht, stellt er keine Belastung für heben diese Ströme einander auf, und in der Kurzdie Rückstellwicklung dar, und das Anlegen des schlußwicklung SC fließt nahezu kein Strom. Ein Rückstellstroms an den Kern B richtet keinen Scha- 30 danach an die Treiberwicklung D angelegter Strom den an. Daher schaltet das Rückstellsignal 30 die schaltet den Kern A im Uhrzeigersinn um und neigt Kerne A und C gleichzeitig um (nach einer Opera- dazu, einen Strom im Uhrzeigersinn in der Kurztionsfolge mit Eingangssignal), oder es schaltet gai schlußwicklung SC zu erzeugen. Ein Teil des Stroms keine Kerne um (nach einer Operationsfolge ohne (bestimmt durch die relativen Werte von RDa und Eingangssignal). Da die Kerne A und C in entgegen- 35 RDb) neigt dazu, den Kern B in die dem Uhrzeigergesetzten Richtungen umgeschaltet werden, wird sinn entgegengesetzte Richtung umzuschalten, der niemals ein wahrnehmbarer Strom in der Kurz- in der Kurzschlußwicklung SC im Uhrzeigersinn inschlußwicklung SC als Folge der Rückstellung der duzierte Strom ist dem Strom in der Treiberwick-Kerne induziert, wie es in bezug auf das Eingangs- lung D gleichsinnig, und daher wird der Kern B umsignal und die Kerne B und C oben beschrieben wor- 40 geschaltet.

den ist. Die Rückstellwicklung R ist so durch den In einer Operationsfolge, in der der Eingangs-Kern B geführt, daß bei Herstellung einleitender wicklung / vor dem Erscheinen eines Stromes auf Arbeitsbedingungen oder beim Ausführen von Ver- der Treiberwicklung D kein Eingangssignal zugefahren zur Beseitigung von Störungen das Rückstell- führt wird, ist der Kern B entgegen dem Uhrzeigersignal bewirkt, daß der Kern zu Beginn der ersten 45 sinn gesättigt, wenn das Treibersignal angelegt wird, Operationsfolge in bezug auf die anderen Kerne so daß er nicht umschalten kann. Der Strom in der richtig eingestellt wird. Kurzschlußwicklung SC, die für das Umschalten des

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel von F i g. 1 a Kerns C nötig ist, belastet den Kern A so stark, daß

nutzt die Stromaufteilung des Treiberstroms durch er nicht umschalten kann. Daher schaltet der Kern A

Widerstände RDa und RDb aus. Ein kritischer Fak- 50 nicht um, und auf der Ausgangswicklung O wird

tor dieses Ausführungsbeispiels ist der, daß der dem kein Ausgangssignal erzeugt.

Kern A zugeführte Treiberstrom so begrenzt werden Wie schon beschrieben, kann man sich die Kerne

muß, daß er nicht ausreicht, den Kern A und (durch mit zwei stabilen Zuständen vorstellen, die häufig

Induktion über die Kurzschlußwicklung 5C) gleich- mit den binären Bits 1 bzw. 0 identifiziert werden,

zeitig den Kern C in einer Operationsfolge ohne Ein- 55 Ein bekanntes »Punkt-Kennzeichnungssystem«, das

gangssignal umzuschalten. Der Widerstand RDa häufig zur Erläuterung von Schaltungsvorgängen mit

könnte entfernt werden, so daß nur der Widerstand Hilfe binärer Zahlen verwendet wird, gibt an, daß

RDb übrigbleibt, um den Strom auf der Treiber- Strom, der in das mit einem Punkt gekennzeichnete

wicklung D zu begrenzen, oder es könnte eine ge- Ende einer Wicklung auf einem Kern hineinfließt,

eignete Strombegrenzung, z. B. auch eine begrenzte 60 den Kern in den Nullzustand umschaltet und eine

Quelle für das Treibersignal 32, verwendet werden, Spannung an jeder anderen Wicklung induziert,

um diese Bedingung zu erfüllen. Die Widerstände deren mit Punkt gekennzeichnetes Ende positiv ist,

RDa und RDb sind jedoch nötig, um einen größeren wodurch bewirkt wird, daß Strom aus dem mit

Treiberstrom im Kern A als im Kern B zu erzeugen, einem Punkt gekennzeichneten Ende herausfließt,

da der Kern A eine Belastung auf seiner Ausgangs- 65 Ebenso wird durch einen Strom, der in das nicht mit

wicklung O treiben muß. Würde die Stromteilung einem Punkt gekennzeichnete Ende einer Wicklung

nicht verwendet, würde der Kern A etwas langsamer auf einem Kern hineinfließt, der betreffende Kern

als der Kern B umschalten, und der Kern B könnte in den Einszustand umgeschaltet und eine Spannung

an jeder der anderen Wicklungen induziert, deren mit Punkt gekennzeichnetes Ende negativ ist, so daß der Strom dazu neigt, in die mit Punkt gekennzeichneten Enden hineinzufließen. Wegen der allgemeinen Verwendung dieses Kennzeichnungssystems wird und die Schaltung von F i g. 1 c erneut in Verbindung damit beschrieben.

Bei Anwendung des Punkt-Kennzeichnungssystems auf die Schaltung gemäß Fig. Ic fließt Strom auf der Rückstellwicklung R in das nicht mit Punkt gekennzeichnete Ende der Wicklung auf Kern B und neigt dazu, den Kern B auf 1 umzuschalten, in das mit Punkt gekennzeichnete Ende des Kerns C, wodurch dieser auf 0 umgeschaltet wird, und in das nicht mit Punkt gekennzeichnete Ende des Kerns A, der auf 1 umgeschaltet wird. Wie schon beschrieben, wird jedoch der Kern B niemals durch die Rückstellwicklung umgeschaltet, denn er ist stets so eingestellt, daß sein Magnetfluß dem Uhrzeigersinn entgegengesetzt ist, was einer 1 entspricht, so daß der Kern B keinen Strom in der Kurzschlußwicklung SC erzeugt. Da der Kern C auf 0 und der Kern A auf 1 umgeschaltet worden sind, fließt Strom aus dem mit Punkt gekennzeichneten Ende der Kurzschlußwicklung des Kerns C und aus dem mit Punkt gekennzeichneten Ende der Kurzschlußwicklung des Kerns A heraus, und diese Ströme heben einander auf.

Beim Anlegen eines Eingangssignals an die Eingangswicklung / fließt Strom in das mit Punkt gekennzeichnete Ende der Eingangswicklung auf Kern B hinein und schaltet so den Kern B auf 0 um, und außerdem fließt Strom in das nicht mit Punkt gekennzeichnete Ende der Wicklung auf Kern C hinein und schaltet den Kern C auf 1. Daher fließt Strom aus dem nicht mit Punkt gekennzeichneten Ende der Kurzschlußwicklung auf Kern C und aus dem mit Punkt gekennzeichneten Ende der Kurzschlußwicklung auf Kern B heraus. Diese Ströme heben einander auf, und in der Kurzschlußwicklung wird kein Strom induziert.

Nach einem Eingangssignal sendet ein Treibersignal auf der Treiberwicklung D Strom zum mit Punkt gekennzeichneten Ende der Treiberwicklung auf Kern A, der dazu neigt, den Kern A auf 0 zu schalten, und eine Spannung auf der Kurzschlußwicklung des Kern A induziert, durch die Strom aus dem mit Punkt gekennzeichneten Ende dieser Wicklung hinausgeschickt wird. Dieser Strom fließt daher in das nicht mit Punkt gekennzeichnete Ende der Kurzschlußwicklung auf Kern B und schaltet diesen auf 1 um. Der begrenzte Treiberstrom, der dem nicht mit Punkt gekennzeichneten Ende der Treiberwicklung auf Kern B zugeführt wird, hat ebenfalls die Neigung, den Kern B auf 1 umzuschalten. Daher können sich der Strom in der Kurzschlußwicklung und der Strom in der Treiberwicklung kombinieren, um den Kern B in den Einszustand umzuschalten und dadurch eine elektromotorische Kraft an die Kurzschlußwicklung anzulegen, die die Umschaltung des Kerns A unterstützt.

In einer Operationsfolge, in der kein Eingangssignal angelegt wird, neigt ein Treiberstrom auf der Treiberwicklung D dazu, den Kern A auf 0 umzuschalten wie vorher, aber die elektromotorische Kraft, die in der Kurzschlußwicklung erzeugt wird und dazu neigt, Strom in das nicht mit Punkt gekennzeichnete Ende der Kurzschlußwicklung auf Kern B hineinzusenden, kann keine Wirkung auf den Kern B ausüben, da dieser noch im Einszustand ist. Da der durch die Treiberwicklung D dem Kern A zugeführte Treiberstrom begrenzt ist, wie oben beschrieben, ist die in der Kurzschlußwicklung SC induzierte elektromotorische Kraft nicht ausreichend, um den Kern C umzuschalten, und da der Kern C keinen Treiberstrom direkt von der Treiberwicklung D empfängt, reicht der Gesamtstrom nicht aus,

ίο um den Kern C umzuschalten. Daher kann der Kern C nicht umschalten, der Kern B kann nicht umschalten, und da keine elektromotorische Kraft in den Wicklungen B und C der Kurzschlußwick-Iung SC vorhanden ist, um die Umschaltung des Kerns A zu unterstützen, kann auch der Kern A nicht umschalten.

Ausführungsbeispiel 2
Mit logischem Ausgangssignal (F i g. 1 d)

Ein Schieberegister, das Ausgangslogik durchführen kann, ist in F i g. 1 d dargestellt. Diese Schaltung ist mit der in F i g. 1 a gezeigten nahezu identisch, nur sind zwei Ausgangskerne A und A' vorgesehen, die entsprechende Treiberwicklungen D und D' haben. Die Treiberwicklungen D und D' haben jede Widerstände RDa, RDb bzw. RD'a und RD'b zur Begrenzung von Treiberströmen in der in F i g. 1 a gezeigten Weise. Bekanntlich neigt der Strom in der Treiberwicklung D dazu, den Kern A umzuschalten, und der Kern A schaltet nur dann um, wenn der Kern B mit ihm umschalten kann. Daher beeinflußt der an eine Treiberwicklung D oder D' angelegte Strom nur den zugeordneten Ausgangskern A, A' und den Kern B, wobei es für Kern B keine Rolle spielt, welcher der Treiberwicklungen D, D' Strom zugeführt wird. Der Strom auf jeder der Treiberwicklungen D oder D' kann dem der Treiberwicklung D gemäß F i g. 1 a und 1 c zugeführten Strom gleichen. Wenn der Wicklung D ein Strom zugeführt wird, neigt dieser dazu, den Kern A umzuschalten; ein der Wicklung D' zugeführter Strom neigt dazu, den Kern A' umzuschalten. Wenn der Kern B durch ein Eingangssignal auf Leitung / nach links umgeschaltet worden ist, schaltet einer der Kerne A, A' um und erzeugt ein Ausgangssignal auf einer entsprechenden Ausgangswicklung O, O'. Da in jeder Operationsfolge jeweils nur eine Treiberwicklung D oder D' erregt wird, können die Treiberwicklungen D und D' nach dem Passieren der Kerne A bzw. A' zusammengeschlossen werden. Dadurch erhält man eine einzige Treiberwicklung durch den Kern B, und es kann ein einziger Satz von Widerständen wie in Fig. la verwendet werden. Diese Abwandlung ist in F i g. 4 dargestellt. Da die Eingangswicklung / nicht durch den Kern A oder A' führt, wird das Eingangssignal durch diese Abwandlung nicht beein-■ flußt.

Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. Id gestattet es dem Schieberegister selbst, ein logisches Ausgangssignal zu liefern, ohne daß es nötig ist, andere bekannte logische Schaltungen für die Orientierung des Ausgangssignals des Schieberegisters zu benutzen. Eine einfache Anwendung dieser Schaltung als Und-Schaltung ist die, daß die Kombination von Eingangsstrom auf Leitung / plus Treiberstrom auf Leitung D die Funktion »/ und £>« ergibt; ebenso führt kein Strom auf Leitung I zur Funktion »nicht /

509 658/335

11 12

und £>«. Statt dessen können die Funktionen »/ und ten des Kerns C, und daher entsteht keine rückwir-

£>'« oder »nicht / und D'« erzeugt werden. Eine an- kende elektromotorische Kraft, die die Umschaltung dere Anwendung dieser Schaltungsart wird noch in des Kerns A unterstützen könnte, und daher wird

Verbindung mit F i g. 4 beschrieben. der Kern A nicht umgeschaltet.

5 Die Wirkungsweise der Schaltungen (d. h. das

Ausführungsbeispiel 3 Umschalten oder Nichtumschalten von Kernen) ist

_ . , , _σ , ,, /ι- ■ o\ i^m Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 die gleiche wie

Entgegenwirkender Schaltkern (F ι g. 2) _{in den} Ausführungsbeispielen nach F i g. 1 a bis 1 c.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung Der Unterschied besteht darin, daß gemäß Fig. 2 ohne doppelte Ausgangskerne für logische Funk- io der Kern A in einer Weise erregt wird, die dazu tionen ist in F i g. 2 gezeigt. Ein Vergleich der Schal- neigt, den Kern. B durch in der Kurzschlußwicklung tung von F i g. 2 mit der von F i g. 1 c zeigt, daß der SC induzierten Strom umzuschalten, und die Umeinzige Unterschied darin besteht, daß in Fig. 2 der schaltung des Kerns C wird verhindert, wenn kein Treiberstrom dem Kern C anstatt dem Kern B zu- Eingangssignal angelegt wird, durch einen über die geführt wird. Bekanntlich neigt der der in F i g. 1 c 15 Treiberwicklung D dem Kern C zugeführten Strom, gezeigten Schaltung zugeführte Treiberstrom dazu, Der Strom im Kern C wird durch die Widerstände dem Kern B beim Umschalten zu helfen. Dadurch RDa und RDb so begrenzt, daß bei einer Operawird der Kern B teilweise als Ergebnis von durch tionsfolge mit Eingangssignal der von der Treiber- RDb fließendem Strom und teilweise als Ergebnis wicklung D gelieferte Strom nicht ausreicht, um das von durch die Kurzschlußwicklung SC fließendem 20 Umschalten des Kerns C (anstatt des Kerns A) zu Strom, der durch das Umschalten des Kerns A indu- bewirken, jedoch ausreicht, um der Wirkung des in ziert wird, umgeschaltet. Dagegen wird im Ausfüh- der Kurzschlußwicklung durch Kern A induzierten, rungsbeispiel gemäß F i g. 2 dem Kern B kein Trei- entgegengerichteten Stroms entgegenzuwirken,
berstrom zugeführt, sondern es wird Treiberstrom an , . . . .... , . . , ,_. „.

den Kern C gelegt entgegen der elektromotorischen 25 Kombiniertes Ausfuhrungsbeispiel (Fig. 3)

Kraft, die in der Kurzschlußwicklung SC als Ergeb- Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,

nis des durch den Kern A fließenden Treiberstroms das die Betriebsarten der beiden früheren Ausfüh-

erzeugt wird. rungsbeispiele verkörpert, ist in F i g. 3 gezeigt. Ein

Jetzt sei die Wirkungsweise der Schaltung gemäß Vergleich mit Fig. Ic und 2 zeigt, daß die Kerne, F i g. 2 beschrieben. Rückstell- und Eingangsströme 30 die Eingangswicklung /, die Rückstellwicklung R legen die Richtung der Fluß-Sättigung in den Ker- und die Kurzschlußwicklung SC denen in Fig. 3 nen ebenso wie in dem Ausführungsbeispiel nach gleichen. Der Unterschied in diesem Ausführungs-F i g. 1 a bis 1 c fest. Ein der Wicklung D zugeführter beispiel ist der, daß ein relativ unbegrenzter Treiber-Treiberstrom neigt dazu, den Kern A im Uhrzeiger- strom dem Kern B (d. h. der gleiche, wie der an den sinn umzuschalten, wodurch wiederum ein Strom 35 Kern A gelegte) und ein begrenzter Treiberstrom im Uhrzeigersinn in der Kurzschlußwicklung SC dem Kern C zugeführt werden außer dem dem erzeugt wird. Dieser versucht seinerseits, den Kern C Kern A zugeführten Treiberstrom. In diesem Ausentgegen dem Uhrzeigersinn umzuschalten. Jedoch führungsbeispiel wird der Kern B zwangläufig durch wirkt der Stromfluß durch den Widerstand RDb Strom auf der Treiberwicklung D so erregt, daß dem in der Kurzschlußwicklung SC fließenden Strom 4° während einer Operationsfolge mit Eingangssignal entgegen, so daß der Kern C nicht umschalten kann. der Kern B umschalten kann. Das Umschalten des Da dem Kurzschlußstrom durch den Kern C der Kerns C wird während einer Folge ohne Eingangs-Strom durch RDb entgegenwirkt, hat der Kern C signal durch den durch Widerstand RDb fließenden keine Wirkung auf den Stromfluß durch die Kurz- Strom verhindert.

schlußwicklung SC. Daher kann eine maximale elek- 45 Die Ausführungsbeispiele nach F i g. 2 und 3 tromotorische Kraft am Kern B erzeugt werden, könnten einen oder mehrere zusätzliche Ausgangsund wenn der der Treiberwicklung D zugeführte kerne A, A' enthalten, wie im Ausführungsbeispiel Strom die richtige Größe hat (höher als im Ausfüh- nach Fig. Ic. Die Zahl der Ausgangskerne spielt rungsbeispiel nach Fig. la bis Id), bewirkt der keine Rolle für die Wirkungsweise irgendeines der Strom in der Kurzschlußwicklung SC, der durch die 50 gezeigten Ausführungsbeispiele, da das Erregen der Neigung des Kerns A zum Umschalten induziert Ausgangskerne A, A' (oder weiterer Ausgangskerne) wird, die Umschaltung des Kerns B, wodurch eine durch eine zugeordnete Treiberwicklung D, D' (oder rückwirkende elektromotorische Kraft entsteht, die weitere Treiberwicklungen) vollständig unabhängig ausreicht, um die Umschaltung des Kerns A zu von der Rückstellung der Schaltung ist mit der unterstützen. Anders ausgedrückt findet der Kern A 55 Ausnahme, daß der Kern B imstande sein muß, zur beim Versuch zum Umschalten eine »Belastung« im gleichen Zeit wie der ausgewählte Ausgangskern Kern B, deren elektromotorische Kraft zum Kern A umzuschalten.

durch die Kurzschlußwicklung SC reflektiert wird; „, ,,.,„. . , __λ

daher schaltet der Strom in der Treiberwicklung D ^{Ebene Matnx} (^Fl§· ^{4 und 5})

diese beiden Kerne gleichzeitig um. 60 Gemäß der Erfindung können Sätze von toroid-

Wenn kein Eingangssignal angelegt wird, ist der förmigen Kernen in beliebig großen Matrizen ange-

Kern B entgegen dem Uhrzeigersinn gesättigt, so daß ordnet werden. Die Matrizen brauchen nicht auf nur

der durch den Kern A induzierte, entgegen dem wenige Schieberegister in jeder Koordinate begrenzt

Uhrzeigersinn in der Kurzschlußwicklung fließende zu werden, sondern können in jeder Koordinate

Strom keine Wirkung auf den Kern B hat. Da dem 65 Hunderte von Schieberegistern enthalten. Ein in

Kern C Strom durch die Treiberwicklung D züge- F i g. 4 gezeigtes Ausführungsbeispiel der Erfindung

führt wird, der dazu neigt, den Kern C im Uhrzei- ist eine 2X2-Matrix aus zwei Ebenen von Toroid-

gersinn umzuschalten, verhindert dies das Umschal- kernen, die so angeordnet sind, daß alle Wicklungen

gerade Drähte sein können, die ebenso lang wie die Abmessungen der Ebene sind.

Außer durch die Kurzschlußwicklungen SC sind die obere und die untere Ebene nicht durch Leitungen innerhalb der Ebene verbunden. Die rechts in F i g. 4 gezeigten Rückstell- und Treiberwicklungen (R, Du, D'u, Du', Dt, D't und Dt') liegen nicht innerhalb der Ebene, sondern sind außerhalb der Ebene verbunden; ebenso ist die Zahl der benötigten externen Leitungen nur durch die gewünschte Zahl von Eingängen und Ausgängen begrenzt, da z.B. die Rückstellwicklung R zur Verfügung steht, um alle Kerne in der Ebene ohne Berücksichtigung der benutzten Zahl von Kernen zurückzustellen. Die Schaltung nach F i g. 4 ist eine 2 X 2-Matrix, die vier Schieberegister umfaßt, von denen jedes mit dem des in F i g. 1 d gezeigten Ausführungsbeispiels identisch ist. Jedes Schieberegister hat vier Kerne, und zwar zwei Ausgangskerne A, A', einen Speicherkern B und einen Schaltkern C. Die Kerne gemäß F i g. 4 sind entsprechend ihrer Lage innerhalb der Matrix numeriert, wobei die ein Schieberegister bildenden vier Kerne gleiche Ziffern haben, z. B. A 02, A'02, B 02 und C02, die ein Schieberegister bilden.

Wie es unten links in F i g. 4 gezeigt ist, verläuft as eine Eingangswicklung 1-2 nach rechts durch die Kerne C12 und C 02 und nach links durch die Kerne B 02 und B12. Diese Wicklung stellt einen Grundzahleingang dar, d. h. einen Eingang für »Ziffern«, und kennzeichnet die Ziffer »2«. Eine zweite Grundzahleingangswicklung /-1 stellt die Ziffer »1« dar. Sie erstreckt sich nach rechts durch die Kerne CIl und COl und nach links durch die Kerne BOl und B11. Unten in F i g. 4 sind die Ordnungszahleingangswicklungen dargestellt. Die Wicklung I-u stellt »Einer« oder 10° dar und erstreckt sich nach links durch die Kerne B 01 und B 02 und nach rechts durch die Kerne C 02 und COl. Eine weitere Ordnungszahleingangswicklung I-t stellt »Zehner« oder 10¹ dar und verläuft nach links durch die Kerne BIl und B12 und nach rechts durch die Kerne C12 und CIl. Obwohl gemäß der Zeichnung jede dieser Eingangswicklungen zur Erde führt, versteht es sich, daß sie durch weitere Kerne hindurchgehen oder direkt an eine Nicht-Erde-Rückkehrleitung an einer Signalquelle angeschlossen sein können.

Wie oben in F i g. 4 dargestellt, sind vier Treiberwicklungen vorgesehen. Die Wicklung Du verläuft nach rechts durch die Kerne ,4 02 und ,401. Die Wicklung D'u verläuft nach rechts durch die Kerne A'02 und ΑΌ1. Die beiden Treiberwicklungen Du und D'u vereinigen sich und erstrecken sich abwärts zu einem gemeinsamen Widerstand RDua, der den Strom (in Verbindung mit RDub) ebenso aufteilt, wie es die Widerstände RDa und RD'a gemäß F i g. 1 d tun. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein einziger Widerstand RDIa gewählt worden, da es erwünscht ist, daß eine einzelne Wicklung Du' nach links von RDua aus und nach rechts durch zwei Kerne B 02 und BOl zu dem anderen Stromteilerwiderstand RDub verläuft. Wie in Verbindung mit F i g. 1 d beschrieben, wird jeweils nur eine Treiberwicklung (D oder D') erregt, so daß außer in den Ausgangskernen (A) die getrennten Identitäten nicht aufrechterhalten zu werden brauchen. Ebenso erstreckt sich die Treiberwicklung Dt nach rechts durch die Kerne A12 und ./411 und vereinigt sich dann mit der Treiberwicklung D't, die nach rechts durch die Kerne ,4'12 und ,4'Il führt. Diese Wicklungen vereinigen sich dann und sind an den Stromteilerwiderstand RDta angeschlossen. Eine gemeinsame Treiberwicklung Df verläuft nach links von RDta aus und dann nach rechts durch die Kerne B12 und B11 hindurch zu dem anderen Stromteilerwiderstand RDtb.

Oben rechts in F i g. 4 sind die Ausgangswicklungen gezeigt, die jeweils den schon erwähnten »Eins«- und »Zwei«-Eingängen entsprechen. Die Ausgangswicklung O-2 und die Ausgangswicklung O'-2 bilden Ausgänge aus den Kernen in den der »2« entsprechenden Reihen; die Ausgangswicklungen O-l und O'-l liefern Ausgangssignale aus Kernen in den »1 «-Reihen. Ob das Ausgangssignal auf einem Ausgang mit oder ohne Indexstrichkennzeichnung erscheint, hängt nur davon ab, ob eine Treiberwicklung mit oder ohne Indexstrichkennzeichnung erregt wird, um ein Ausgangssignal abzuleiten, wie in Verbindung mit F i g. 1 d beschrieben.

In der obersten rechten Ecke in Fig. 4 ist die Rückstellwicklung R dargestellt. Diese Wicklung verläuft nach links durch jeden der Kerne in der Ausgangsebene (.402 bis A'IV) und dann abwärts in die Eingangsebene. Die Rückstellwicklung R erstreckt sich nach links durch die »C«-Kerne und nach rechts durch die »B«-Kerne und ist dann geerdet.

Für jedes der Schieberegister gemäß Fig. 4 ist eine Kurzschlußwicklung vorgesehen. Zum Beispiel sind die das »O2«-Schieberegister bildenden Kerne ,4 02, Λ'02, B02 und C02 durch die Kurzschlußwicklung SC 02 miteinander verbunden. Ebenso sind die Kerne des »^«-Schieberegisters durch die Kurzschlußwicklung SC12, die des »!!«-Schieberegisters durch die Kurzschlußwicklung SCIl und die des »©!«-Schieberegisters durch die Kurzschlußwicklung SCOl verbunden. Es sei darauf hingewiesen, daß SC12 mit SCOl einen gemeinsamen Arm hat.

Jetzt sei die Wirkungsweise der Anordnung gemäß F i g. 4 an Hand eines Beispiels beschrieben. Es sei angenommen, daß die Zahl »12« gespeichert und später aus der Anordnung gemäß F i g. 4 wieder entnommen werden soll. Zunächst werden die »Einer«- Eingangswicklung I-u und die Ziffer-»2«-Eingangswicklung 1-2 gleichzeitig erregt. Dadurch wird Strom von rechts nach links durch den Kern B 02 auf zwei Wicklungen und gleichzeitig von links nach rechts durch den Kern C 02 auf zwei Wicklungen geschickt. Da jede der Eingangswicklungen I-u und 1-2 eine Hälfte des Stroms, der zum Umschalten der Kerne nötig ist, führt, reichen die gleichzeitigen Ströme aus, um die Kerne B 02 und C 02 umzuschalten, wie oben beschrieben. Als nächstes werden die »Zehner«-Eingangswicklung I-t und die Ziffer-»!«-Eingangswicklung /-1 gleichzeitig erregt, um die Kerne BU und CH umzuschalten. Zu einem späteren Zeitpunkt wird dann der Zustand des Registers abgefühlt (oder — anders ausgedrückt — die darin enthaltenen Daten werden ausgelesen) durch das Anlegen von Signalen an die Treiberwicklungen.

Es sei hier darauf hingewiesen, daß jeder beliebige Satz von Treiberwicklungen (Du, Dt oder D'u, D't) gleichzeitig erregt werden kann oder daß sie nacheinander erregt werden können. Es spielt keine Rolle für die Wirkungsweise dieser Vorrichtung und ist nur insofern von Bedeutung, als die Ausgangssignale die Auswertungsvorrichtung beeinflussen

können, die die Ausgangssignale empfangen soll. Der Einfachheit halber sei eine Operation mit aufeinanderfolgender Erregung beschrieben.

Wenn zunächst angenommen wird, daß Ausgangssignale ohne Indexstrichkennzeichnung erwünscht sind, wird ein Treibersignal an die Treiberwicklung Du gelegt, die Strom nach rechts durch den Kern A 02 und den Kern A 01 sendet. Da die »5«- und »C«-Kerne für das »©!.«-Schieberegister während des Anlegens von Eingangssignalen nicht umgeschaltet worden sind, kann der Kern A 01 jetzt nicht umschalten. Da jedoch die Kerne B 02 und C 02 vorher umgeschaltet worden sind, weil Strom gleichzeitig den Eingangswicklungen I-u und 7-2 zugeführt wurde, kann der Kern /102 umschalten und liefert einen Ausgangsimpuls auf der »2«-Ausgangswicklung 0-2. Nun wird ein Treibersignal an die Treiberwicklung Dt gelegt, welche Strom nach rechts durch die Kerne All und ,411 sendet. Der Kern AlZ kann nicht umschalten, aber der Kern AU kann umschalten (da gleichzeitige Eingangssignale vorher über die Leitungen 7-i und 1-1 zugeführt worden sind) und erzeugt ein Ausgangssignal auf der »1«- Ausgangsleitung O-l. Natürlich hätten die Treiberwicklungen D'u und D't anstatt der Treiberwicklungen ohne Indexstrichkennzeichnung erregt werden können, und die Ausgangssignale wären dann in derselben Weise auf den Ausgangswicklungen O'-2 bzw. O'-l erschienen.

Als nächstes Beispiel sei angenommen, daß nur die Zahl »1« in die Anordnung eingegeben wird. Es wird kein Strom an die »Zehner«-Eingangswicklung 7-i gelegt, so daß keiner der »Zehner«-Schieberegistereingangskerne CIl, BIl, C12 oder B12 umgeschaltet wird. Gleichzeitig wird Strom der »Einerc-Eingangswicklung I-u und der Ziffer-»1«- Eingangswicklung /-1 zugeführt. Diese vereinigen sich und senden Schaltstrom nach links durch den Kern #01 und nach rechts durch COl. Wenn angenommen wird, daß Ausgangssignale mit Index-Strichkennzeichnung erwünscht sind, wird später der Treiberwicklung D'u ein Signal zugeführt und sendet Strom abwärts durch den Kern ΑΌ2 und den Kern A' 01. Da die Eingangskerne COl und SOl umgeschaltet worden sind, wird der Ausgangskern /4'Ol umgeschaltet, und der Ausgangskern ΑΌ2 wird nicht umgeschaltet. Daher wird ein Ausgangssignal auf der »1 «-Ausgangswicklung O'-l erzeugt. Als nächstes wird ein Treibersignal der »Zehner«-Treiberwicklung D't zugeführt. Diese sendet Strom abwärts go durch die Kerne ΑΊ2 und A'11, aber da das »11«- Schieberegister und das »^«-Schieberegister keine Eingangssignale empfangen haben, kann keiner dieser Kerne umschalten, und es wird daher kein Ausgangssignal erzeugt. Dies gestattet die aufeinanderfolgende Entnahme verschiedener Stellen einer Zahl, zuerst die Einer, zuletzt die höchste Stelle, um viele bekannte Datenverarbeitungsverfahren zu erleichtern.

Bei den vorstehenden beiden Beispielen muß man daran denken, daß der Strom, der nötig ist, um die »B«-Kerne zu unterstützen (801, B 02 und BIl, B12), über die kombinierten Treiberwicklungen Du' bzw. Dt' angelegt wird, obwohl das nicht so beschrieben worden ist. Aus der vorstehenden Be-Schreibung der Wirkungsweise geht hervor, daß die Eingangssignale dadurch an den richtigen Kern angelegt werden, daß ein Halbwählstrom entweder auf der »Einer«- oder auf der »Zehner«-Wicklung gleichzeitig mit einem Halbwählstrom auf der Ziffer-»!«- oder auf der Ziffer-»2«-Eingangswicklung vorliegt. Die Ausgangswicklungen sind anders angeordnet, so daß alle gleichen Stellen (z. B. alle »Zehner«) gleichzeitig erregt werden, und es erscheinen Ausgangssignale auf Wicklungen, die ihrem numerischen Wert entsprechen (z. B. »Zweien« und »Einsen«).

Die Wicklungen in den Matrixebenen gemäß F i g. 4 könnten auch in anderer Weise angeordnet sein. Zum Beispiel könnten die Lagen der Grundzahleingangswicklungen (7-1,7-2) und der Ordnungszahleingangswicklungen (7-M und 7-i) ausgetauscht werden. Dann würden die Treiberwicklungen Zahlen und die Ausgangswicklungen Potenzen von zehn darstellen. In einer solchen Anordnung erfolgt das Auslesen durch Anlegen von Strom an die »2«-Treiberwicklung und die »!«-Treiberwicklung, und die resultierenden Ausgangssignale erscheinen auf der »Zehner«- oder auf der »Einer«-Ausgangswicklung.

Die beschriebene 2X2-Matrix ist nur zur Veranschaulichung gewählt worden. In der Praxis werden viel größere Matrizen verwendet.

Bei der in Fi g. 4 gezeigten Matrix in zwei Ebenen könnte auch nur ein einziger Ausgangskern in jedem Schieberegister vorgesehen werden. Das geschieht durch Weglassen der Treiberwicklungen D'u und D% der Kerne A'01, ΑΌ2, A'U und A'12 und der Ausgangswicklungen O'-2 und O'-l. Ebenso könnte eins der Ausführungsbeispiele nach F i g. 2 und 3 als Grundeinheit mit einem oder mehreren Ausgangskernen gewählt werden.

In der Anordnung gemäß F i g. 4 sind keine internen Verbindungen zwischen den Ebenen außer den Kurzschlußwicklungen nötig. Diese lassen sich leicht herstellen (wie in F i g. 5 gezeigt), indem kurze senkrechte Verbindungsdrähte 39 abwärts durch ein Trägerelement 40 hindurchgeführt werden. Die Drähte, die tatsächlich durch die Kerne hindurchgehen (in Fig. 5 als waagerechte Drähte dargestellt), könnten auch automatisch und maschinell unter Druck durch Punktschweißen miteinander verbunden werden, so daß ein Draht in der oberen Ebene mit einem entsprechenden Draht in der unteren Ebene an jedem der Löcher in der Platte 40 verbunden wird. Die Art der Verbindung ist für die Erfindung nicht kritisch. Diese Konstruktion ermöglicht die Verwendung sehr großer ebener Matrizen, ohne daß die Herstellung viel schwieriger wird.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Schieberegisterstufe mit wenigstens einem Ausgangskern, einem Speicherkern und einem Schaltkern, die über eine Kurzschlußwicklung miteinander verbunden sind und in welcher eine Eingangswicklung derart durch den Speicher- und den Schaltkern gelegt ist, daß ein Eingangsimpuls beide Kerne von ihrem Ausgangszustand in den jeweils anderen Zustand kippt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückstellwicklung (R) mit allen Kernen (A, B, C) verbunden ist, um diese mittels eines Rückstellimpulses in den Ausgangszustand zu bringen, und daß eine Treiberwicklung (D) derart durch den Ausgangskern (A) und den Schaltkern (C) und/oder den Speicherkern (B) geführt ist, aber der dem Ausgangskern (A) zugeführte Treiber-

IS

impuls derart in der Amplitude begrenzt ist, daß er nur umschaltet und dabei einen Ausgangsimpuls erzeugt, wenn gleichzeitig der Speicherkern (B) durch einen auf der Kurzschlußwicklung (SC) induzierten Impuls und gegebenenfalls einen dem Speicherkern (B) zugeführten Treiberimpuls in der anderen Richtung umgeschaltet wird.

2. Schieberegisterstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkern mit der Treiberwicklung derart verkoppelt ist, daß der diesem Kern zugeführte Treiberimpuls kleiner als der dem Ausgangskern zugeführte ist.

3. Schieberegisterstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkern mit der Treiberwicklung derart verkoppelt ist, daß der diesem Kern zugeführte Treiberimpuls kleiner als der dem Ausgangskem zugeführte ist und dem auf der Kurzschlußwicklung durch den Treiberimpuls im Ausgangskem induzierten Im- ao puls entgegenwirkt.

4. Schieberegisterstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberwicklung mit dem Speicherkern und dem Schaltkem derart verkoppelt ist, daß der dem Speicherkern zugeführte Treiberimpuls gleich dem dem Ausgangskem zugeführten ist und daß der dem Schaltkem zugeführte Treiberimpuls kleiner als der dem Ausgangskem zugeführte ist und dem auf der Kurzschlußwicklung durch den Treiberimpuls im Ausgangskem induzierten Impuls entgegenwirkt.

5. Schieberegisterstufe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Treiberimpulsamplitude im Speicher- oder Schaltkem die Treiberwicklung nach dem Ausgangskem in zwei parallele Zweige mit ohmschen Widerständen ausgespaltet ist, von denen einer durch den Speicher- oder Schaltkem läuft.

6. Schieberegisterstufe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ausgangskeme vorgesehen sind und daß je eine Treiberwicklung mit einem Ausgangskem verkoppelt ist.

7. Schieberegisterstufe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten Treiberwicklungen hinter den Ausgangskernen zu einer Leitung zusammengefaßt sind.

8. Schieberegister unter Verwendung von Schieberegisterstufen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkerne in mehreren Ebenen nach Art einer Matrix angeordnet sind, daß die Eingangs-, Ausgangs- und Treiberwicklung innerhalb der Matrizenebenen geführt sind und daß die Kurzschlußwicklungen durch Verbindungen zwischen den Ebenen gebildet sind.

9. Schieberegister nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsimpulse den Speicher- und Schaltkernen in Form von koinzidierenden Halbwählimpulsen über je zwei Eingangswicklungen zugeführt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 068 487;
IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 3, Nr. 3, August 1960, S. 57.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 658/335 8.65 © Bundesdruckerei Berlin