-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung zur Realisierung
logischer ODER- bzw. Sperr-Funktionen mit mehreren Mehrloch-Magnetkernen, die durch
isolierte, widerstandsbehaftete Drahtschleifen, die durch die Eingangs- und Ausgangsöffnungen
der Magnetkerne verlaufen, gekoppelt sind und unter denen sich mindestens zwei Eingangskerne
und ein Ausgangskern befinden.
-
Es ist bereits ein Schieberegister aus Mehrloch-Magnetkernen, die
durch widerstandsbehaftete Drahtschleifen gekoppelt sind, bekannt. Man verwendet
hierfür eine Reihe von Magnetkernen, von denen jeder eine Hauptöffnung und zwei
kleinere Nebenöffnungen aufweist; - letztere werden als Eingangs-und Ausgangsöffnungen
bezeichnet. Benachbarte Kerne sind durch isolierte Drahtschleifen miteinander verbunden.
Jede Drahtschleife verläuft hierbei durch die Ausgangsöffnung des einen Kerns und
die Eingangsöffnung des nächsten. Eine Rückstellwicklung verläuft durch die Hauptöffnung
jedes Kerns, ferner weist jede Ausgangsöffnung eine Vorspannungswicklung auf. Darüber
hinaus kann auch eine Haltewicklung mit jeder Ausgangsöffnung gekoppelt sein. Alle
Wicklungen werden in der Praxis mit mehreren Windungen ausgeführt. Dieses System
wird als Zweiphasensystem betrieben, wobei die Rückstell-, Vorspannungs- und Haltewicklungen
(soweit vorhanden) in Reihe geschaltet sind.
-
Während des Betriebes werden die beiden Gruppen von Rückstellwicklungen
abwechselnd mit Impulsen beaufschlagt. Die Vorspannungswicklungen können kurz vor
den zugehörigen Rückstellwicklungen mit Impulsen beaufschlagt werden oder ständig
erregt werden. Immer wenn eine Vorspannungswicklung mit Impulsen beaufschlagt wird,
wird der nächste Kern im Register gemäß dem Zustand des Kerns, dessen Vorspannungswicklung
erregt ist, eingestellt. Der folgende Rückstellimpuls stellt den Kern auf einen
Bezugszustand ein, bereit, von dem vorhergehenden Kern im Register eingestellt zu
werden. Falls eine Haltewicklung vorhanden ist, wird diese in Stufen mit den Rückstellwicklungen
mit Impulsen beaufschlagt, um einen Informationsrückfluß zu verhindern.
-
In einem solchen System ist der Widerstand der Kopplungsschleifen
besonders wichtig. So darf der Schleifenwiderstand nicht zu groß sein, damit ein
ordnungsgemäßer Informationsfluß von einem Kern zum nächsten erfolgt. Andererseits
darf der Schleifenwiderstand nicht zu klein sein, um eine ordnungsgemäße Rückstellung
der Kerne zu ermöglichen. In der Praxis hat sich ein Widerstand in der Größenordnung
von Milliohm als optimal erwiesen. Man erhält diesen aus dem inneren Widerstand
geeignet ausgewählter Drähte für die Kopplungsschleifen.
-
Zur Realisierung logischer Funktionen mit Hilfe derartiger Schaltungen
sind verschiedene, noch kompliziertere Kernformen entwickelt worden. Hierbei ergeben
sich jedoch Schwierigkeiten, die mit der Verwendung verschiedener Kernformen und
deren entsprechend verschiedenen Eigenschaften in einem Schaltkreis verbunden sind.
Es ist daher auch schon bekannt, in einem solchen System eine Reihe von getrennten
Eingangskernen mit einem gemeinsamen Ausgangskern mit Hilfe entsprechender Kopplungsschleifen
zu verbinden. Hierbei bestimmen die Kopplungsschleifen die logische Funktion, die
durch den Schaltkreis realisiert wird. Ein solcher Schaltkreis erweist sich als
befriedigend für UND-Gatter, er weist jedoch verschiedene Nachteile -für ODER- und
Sperr-Gatter auf.
-
Die vorliegende Erfindung überwindet diese Nachteile bei einer Schaltung
der eingangs genannten Art überraschenderweise dadurch, daß eine einzige Kopplungsschleife
verwendet ist, die durch alle Ausgangsöffnungen der Eingangskerne und die Eingangsöffnung
des Ausgangskerns verläuft, wobei der Richtungssinn, in dem die Schleife durch jede
Ausgangsöffnung verläuft, bestimmt, ob der zugehörige Kern einen ODER- oder einen
Sperr-Term bildet.
-
Eine magnetische logische Schaltung gemäß der Erfindung wird im folgenden
beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben, in welcher die Schaltung schematisch
dargestellt ist.
-
Nach der Zeichnung umfaßt die Schaltung drei Mehrlochkerne, welche
aus einem magnetischen Kernmaterial hergestellt sind, das eine im wesentlichen rechteckige
Hystereseschleife aufweist. Die Kerne umfassen zwei Eingangskerne 10,11 und
einen Ausgangskern 12. Jeder Kern weist eine Hauptöffnung 10
a, 11 a und 12 a, eine Eingangsnebenöffnung 10 b,11
b und 12 b und eine Ausgangsnebenöffnung 10c, 11c und
12c auf. Die Rückstellwicklungen 13 und 14 sind mit den Hauptöffnungen
10 a und 11a verbunden und so angeordnet, daß sie gleichzeitig durch
Rückstell-Stromimpulse erregt werden, während eine Rückstellwicklung 15 mit
der Hauptöffnung 12 a verbunden und so angeordnet ist, daß sie durch andere
Rückstell-Stromimpulse angeregt wird, welche alternierend mit den Rückstell-Stromimpulsen
auftreten, die die anderen beiden Rückstellwicklungen erregen.
-
Die Eingangsnebenöffnungen 10 b und 11
b sind mit den Eingangswicklungen versehen, durch die sie mit den beiden
Eingangskreisen verbunden und an diese angeschlossen sind, um Systemeingangsdatensignale
zu empfangen. Die Ausgangswicklungen, mit welchen die Ausgangsöffnungen
10c und 11c der der Eingangskerne versehen sind, sind in Serie an einen geschlossenen
elektrischen Übertragungskreis geschaltet, welcher außerdem eine Eingangswicklung
umfaßt, die durch die Eingangsöffnung 12 b des Ausgangskerns hindurchführt.
Der übertragungskreis umfaßt nur eine Drahtleitung und weist einen vorbestimmten
Widerstandswert auf, welcher durch die Stärke, das Material und die Länge des Drahtes
bestimmt ist.
-
Die Ausgangsöffnung 12c des Ausgangskerns ist mit einer Ausgangswicklung
versehen, welche Ausgangssignale erzeugt, indem sie auf Eingangssignale der Schaltung
anspricht, welche an die Eingangswicklungen der Eingangskerne gelegt werden. Der
Ausgangskreis umfaßt nur eine Drahtschaltung, weist einen vorbestimmten Widerstandswert
auf, welcher durch die Stärke, das Material und die Länge des Drahtes bestimmt ist,
und ist direkt mit einer Eingangsöffnung eines anderen magnetischen Mehrlochkerns
verkettet, welcher durch die Schaltung gespeist werden soll. Es ist zu beachten,
daß der elektrische übertragungskreis und der »Nur-Draht«-Ausgangskreis keine Verstärkereinrichtungen
mit veränderlicher Impedanz, wie beispielsweise Transistoren, zur Verstärkung der
Ausgangsimpulse der Kerne aufweisen.
-
Durch jede der Ausgangsöffnungen 10 c,11 c und 12 c führt außerdem
eine Haltewicklung und eine Vorspannwicklung. Die Vorspannwicklungen sind so
angeordnet,
daß sie durch einen Vorspanngleichstrom gleicher Richtung erregt werden, während
die Haltewicklungen so angeordnet sind, daß sie gleichzeitig mit den Rückstellwicklungen
an dem nächstfolgenden Kern durch Impulse erregt werden.
-
Beim Betrieb verhält sich jeder der Kerne in der Weise, wie es im
folgenden in bezug auf den Eingangskern 10 beschrieben wird. Die Anlegung
eines Rückstellimpulses an die Rückstellwicklung 13 bewirkt, daß der magnetische
Fluß in dem Kern in demselben Umfangssinn, beispielsweise im Uhrzeigersinn, um den
ganzen Kern und in allen seinen Teilen wirkt. Der Magnetfluß wirkt, in Blickrichtung
der Zeichnung betrachtet, in Richtung nach oben, und zwar sowohl in den inneren
wie auch den äußeren Flußbahnen, welche der Eingangsöffnung 10 b benachbart liegen,
und er wirkt abwärts in den inneren und äußeren Flußbahnen, welche der Ausgangsöffnung
10 c benachbart liegen.
-
Die Anlegung eines Eingangsstromimpulses an die Eingangswicklung bewirkt,
daß sich der Fluß in der äußeren Flußbahn, welche der Eingangsöffnung benachbart
ist, umkehrt, was zur Folge hat, daß sich der Fluß in der inneren Flußbahn, welche
der Ausgangsöffnung benachbart ist, ebenfalls umkehrt, und zwar unabhängig von dem
Fluß in der zugeordneten äußeren Flußbahn. Es wird also keine Ausgangsspannung in
der Ausgangswicklung induziert, wenn ein Eingangssignal an die Eingangswicklung
gelegt wird, so daß man sagen kann, daß die Ausgangswicklung elektromagnetisch von
der Eingangswicklung getrennt ist, so daß keine gegenseitige elektromagnetische
Wechselwirkung zwischen den Eingangs-und Ausgangswicklungen des Kerns vorhanden
ist.
-
Die Umkehrung des Flusses in der inneren Flußbahn der Ausgangsöffnung
hat jedoch zur Folge, daß die Flüsse sowohl in den inneren wie auch äußeren Flußbahnen,
welche der Ausgangsöffnung benachbart sind, dann in demselben Umfangssinn um die
öffnungen verlaufen. Die Vorspannwicklung, welche ständig durch einen geeigneten
niedrigen Gleichstrom erregt wird, bewirkt daraufhin eine Umkehrung des Flusses
um die ganze Ausgangsöffnung. Dadurch wird eine Spannung in der Ausgangswicklung
induziert; diese Spannung kann, falls erwünscht, als Ausgangssignal benutzt werden.
Es ist zu beachten, daß die Erregung der Vorspannwicklung an sich nicht ausreicht,
den Fluß in der äußeren Flußbahn der Ausgangsöffnung umzukehren, sondern erst nachdem
ein Eingangssignal vorher bewirkt hat, daß die der Ausgangsöffnung benachbarten
Flüsse im selben Umfangssinn in bezug auf diese Öffnung verlaufen.
-
Ein darauffolgend an die Rückstellwicklung gelegter Stromimpuls bewirkt,
daß sich der gesamte magnetische Fluß in dem Kern in seinen früheren Rückstellzustand
im Uhrzeigersinn umkehrt. Während dieser Flußänderung erfolgt wiederum eine Umkehrung
des Flusses in der der Ausgangsöffnung benachbarten äußeren Flußbahn, so daß in
der Ausgangswicklung eine andere Spannung induziert wird, welche als ein alternatives
Ausgangssignal aufgefaßt werden kann, das als Folge des Anlegens eines Eingangssignals
an die Eingangswicklung entsteht.
-
Es ist ersichtlich, daß insofern, als die Ausgangswicklung elektromagnetisch
mit einer Eingangsöffnung eines nächsten nachfolgenden Kerns verbunden ist, die
Signale dazu neigen, in die Ausgangswicklung zurückgeführt zu werden, wenn der nächste
nachfolgende Kern zurückgestellt wird, es sei denn, daß Mittel vorgesehen sind,
um diesen Vorgang zu verhindern. Diesem Zweck dient die Haltewicklung, welche aus
diesem Grund gleichzeitig mit. der Rückstellwicklung des nächsten nachfolgenden
Kerns erregt wird.
-
Die Schaltung arbeitet in der folgenden Weise: Wenn Eingangsimpulse
an eine der Eingangswicklungen der Eingangskerne angelegt werden; nachdem vorher
alle Kerne zurückgestellt wurden, wird ein Ausgangssignal in der Ausgangswicklung
des betreffenden Eingangskerns induziert, was zur Folge hat, daß ein Eingangssignal
durch die Ausgangswicklung über den übertragungskreis an die Eingangswicklung des
Ausgangskerns gelegt wird. Als Folge davon wird daraufhin ein Ausgangssignal in
der Ausgangswicklung des Ausgangskerns induziert, wodurch angezeigt wird, daß ein
Eingangssignal von einer der Eingangswicklungen eines der Eingangskerne empfangen
wurde. Da die Ausgangswicklungen der Eingangskerne in dem elektrischen Übertragungskreis
so geschaltet sind, daß ihre Ausgangssignale in demselben Sinn wirken, arbeitet
die Schaltung so, daß Ausgangssignale erzeugt werden, welche die logische ODER-Funktion
der Eingangssignale darstellen.
-
Falls erwünscht, kann die Schaltung zweckentsprechend abgewandelt
werden, so daß die durch die Eingangskerne erzeugten Ausgangssignale in dem übertragungskreis
entgegengesetzt zueinander wirken.
-
Ein Ausgangssignal von der Ausgangswicklung des Kerns 11 ist daher
bestrebt, ein gleichzeitig auftretendes Ausgangssignal von der Ausgangswicklung
des Kerns 10 unwirksam zu machen, so daß kein Eingangssignal von der Eingangswicklung
des Ausgangskerns empfangen und kein Ausgangsimpuls von der Schaltung erzeugt wird.
Diese abgewandelte Schaltung kann daher ein Ausgangssignal nur erzeugen, indem es
auf die Anwesenheit eines an den Kern 10
angelegten Eingangssignals und die
gleichzeitige Abwesenheit eines Eingangssignals von dem Kern 11 anspricht. In anderen
Worten, die von der modifizierten Schaltung erzeugten Ausgangssignale stellen die
logische Sperr-Funktion der Eingangssignale dar, d. h. A - B, wobei
A und B die Eingangssignale der Schaltung darstellen.
-
Die oben in bezug auf die Zeichnung beschriebene Schaltung kann erweitert
werden durch Hinzufügung weiterer gleichartiger Eingangskerne und zugeordneter Wicklungen
zum Empfang anderer Eingangssignale und zur Schaffung geeigneter Ausgangssignale.
Die Ausgangswicklungen der zusätzlichen Kerne können in Reihe mit denen der Kerne
10 und 11 in dem geschlossenen übertragungskreis geschaltet werden, wodurch Ausgangssignale
durch ein Ansprechen auf vorbestimmte logische Funktionen der an die verschiedenen
Eingangswicklungen gelegten Eingangssignale erzeugt werden können.
-
Die oben in bezug auf die Zeichnung beschriebene Schaltung kann weiterhin
erweitert werden, indem in den verschiedenen Eingangs- und Ausgangskernen andere
Eingangs- und Ausgangsöffnungen vorgesehen sind, welche einen geeigneten Abstand
aufweisen und so dimensioniert sind, daß in jeder Ausgangswicklung der verschiedenen
Kerne Ausgangssignale induziert werden können, welche vorbestimmte logische Funktionen
der verschiedenen Eingangssignale darstellen, welche den verschiedenen Eingangswicklungen
des Kerns eingegeben werden.
Weiterhin kann jede Eingangsöffnung
eines Kerns ändere Eingangswicklungen-aufweisen, welche damit verbunden sind, wodurch
Flußänderungen in der der Ausgangsöffnung des Kerns benachbarten inneren Flußbahn
in Abhängigkeit von der Resultierenden der Eingangssignale auftreten können, welche
gleichzeitig an die verschiedenen Eingangswicklungen gelegt werden, die mit der
Eingangsöffnung verbunden sind. -Die besondere Form der Mehrlochkerne
10, 11
und 12 -kann durch andere Kernformen ersetzt werden, welche für Nur-Drahtschaltungen
zwischen den Kernen geeignet sind.
-
Die Kerne 10 und 11 können beispielsweise durch knopfförmige Keine
ersetzt werden, um Eingangssignale für die Eingangswicklung des Ausgangskerns zu
schaffen, von denen jedes Signal eine UND-Funktion der beiden anderen Eingangssignale
darstellt. In diesem Fall stellt das Ausgangssignal der Schaltung eine ODER-Funktion
von zwei UND-Funktionen von zwei Systemeingangssignalen dar, beispielsweise
(P # Q) + (R - S)-