DE1212148B

DE1212148B - Circuit arrangement for magnetic pulse counting

Info

Publication number: DE1212148B
Application number: DEG35495A
Authority: DE
Inventors: Frank P Rennie
Original assignee: General Time Corp
Current assignee: General Time Corp
Priority date: 1961-07-19
Filing date: 1962-07-18
Publication date: 1966-03-10

Description

Schaltungsanordnung zur magnetischen Impulszählung Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Impulszählung mit einem sättigbaren Kern mit einer (direkt oder indirekt) von den Eingangsimpulsen beaufschlagten Sättigungswicklung, einer nach Erreichen der Sättigung betätigten Auslösewicklung und einer Rückstellwicklung, die über einen durch die Auslösewicklung gesteuerten elektronischen Schalter Strom erhält und eine Rückstellung (Ummagnetisierung) des Kerns sowie die Abgabe eines Ausgangssignals bewirkt, nachdem eine vorherbestimmte Anzahl (beispielsweise zwischen 1 und 10) von Eingangsimpulsen empfangen wurde. Eine derartige Schaltungsanordnung zur Impulszählung ist bekannt.Circuit arrangement for magnetic pulse counting The invention relates to a circuit arrangement for pulse counting with a saturable core with a saturation winding acted upon (directly or indirectly) by the input pulses, a release winding activated after saturation has been reached and a reset winding, the current via an electronic switch controlled by the release winding receives and a return (magnetic reversal) of the core as well as the delivery of a Output signal after a predetermined number (e.g. between 1 and 10) has been received by input pulses. Such a circuit arrangement for pulse counting is known.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, zum Ausgang der ersten Stufe einen veränderlichen Widerstand parallel zu schalten, durch den das Impulsverhältnis der nachgeschalteten Stufe auf einen gewünschten Wert gebracht werden kann.It has also already been suggested that the outcome of the first stage to connect a variable resistor in parallel, through which the pulse ratio the downstream stage can be brought to a desired value.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Schaltungsanordnung zu verbessern, insbesondere sie zu vereinfachen und zu verbilligen und sie betriebssicherer und unabhängiger von Änderungen der umgebenden Raumtemperatur und der Batteriespannung zu machen.The invention is based on the object of the known circuit arrangement to improve, in particular to simplify and make them cheaper and make them more reliable and more independent of changes in the ambient room temperature and battery voltage close.

Da Schaltungsanordnungen dieser Art (beispielsweise bei elektronischen Rechenmaschinen) in großer Zahl zur Anwendung gelangen, sind Vereinfachungen und Verbilligungen sowie eine Verringerung des Raumbedarfs als Folge der Vereinfachung von entscheidender Bedeutung. Von ähnlicher oder noch größerer Bedeutung ist eine Erhöhung der Unempfindlichkeit gegenüber Änderungen der Raumtemperatur und der Batteriespannung.Since circuit arrangements of this type (for example in electronic Calculating machines) are used in large numbers, are simplifications and Discounts and a reduction in space requirements as a result of the simplification vital. Of similar or greater importance is one Increased insensitivity to changes in room temperature and battery voltage.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß in Reihe mit der Rückstellwicklung der ersten Stufe und der Sättigungswicklung der zweiten Stufe ein Widerstand derart angeordnet ist, daß sowohl die Spitze des Rückstellstromes wesentlich verkleinert als auch die Stabilität der Anordnung so erhöht wird, daß sie von Spannungsschwankungen der Betriebsstromquelle weitgehend unabhängig ist.The essence of the invention is that in series with the reset winding the first stage and the saturation winding of the second stage have a resistance of this type is arranged that both the peak of the reset current is significantly reduced as well as the stability of the arrangement is increased so that it is protected from voltage fluctuations the operating power source is largely independent.

Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung ist in Reihe mit dem genannten, parallel zum Ausgang der ersten und zum Eingang der zweiten Stufe geschalteten Widerstand eine Diode angeordnet, die einen mehr oder weniger starken Kurzschluß der Sättigungswicklung der zweiten Stufe verhindert, wenn die Rückstellwicklung dieser Stufe Strom erhält. Ferner ist parallel zur Reihenschaltung der Rückstellwicklung der ersten Stufe und des Begrenzungswiderstandes ein Dämpfungswiderstand angeordnet. Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung hervor.According to a further embodiment of the invention is in series with the said, resistor connected in parallel to the output of the first stage and to the input of the second stage a diode is arranged which causes a more or less strong short circuit of the saturation winding the second stage prevents the reset winding of that stage receiving power. Furthermore, the reset winding of the first stage and is parallel to the series connection of the limiting resistor, a damping resistor is arranged. more details of the invention are based on the following description of an exemplary embodiment Hand drawing out.

F i g. 1 ist ein Schaltbild einer Anordnung zur Impulszählung nach der Erfindung; F i g. 2 zeigt die Wellenform des Rückstellstromes; F i g. 3 zeigt die Hysteresisschleife des Kerns der Zählstufe.F i g. 1 is a circuit diagram of an arrangement for pulse counting according to FIG the invention; F i g. Fig. 2 shows the waveform of the reset current; F i g. 3 shows the hysteresis loop of the core of the counting stage.

Die in F i g. 1 dargestellte Schaltung enthält eine Impulsformerstufe 10 und eine Zählstufe 11. Die gesamte Schaltung hat eine gemeinsame Erd- oder Masseleitung 14. Die Eingangsimpulse werden zwischen der Erdleitung und der Eingangsklemme 12 auf die Schaltung gegeben; die Ausgangsimpulse werden zwischen der Erdleitung und der Ausgangsklemme 13 abgenommen. Die Schaltung ist derart ausgebildet, daß nach Empfang einer vorherbestimmten Anzahl von Eingangsimpulsen ein Ausgangsimpuls bestimmter Energie (in Voltsekunden) abgegeben wird. Das Verhältnis der Zahl der Eingangsimpulse zur Zahl der Ausgangsimpulse wird als Impulsverhältnis bezeichnet. Die Eingangsimpulse können periodisch und rasch hintereinander oder auch in unregelmäßigen und großen zeitlichen Abständen voneinander erfolgen. Die Einrichtung speichert die erhaltene Impulszahl auch dann, wenn zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen ein großer zeitlicher Zwischenraum liegt. Vorrichtungen dieser Art finden vielfache Anwendung in der elektronischen Technik, insbesondere für Regelungszwecke und für elektronische Rechenmaschinen. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel soll angenommen werden, daß die Vorrichtung für einen elektronischen Rechner verwendet wird, wobei das Impulsverhältnis beispielsweise 10 beträgt, was dem Wertverhältnis zwischen den Stellen eines Dezimalspeichers entspricht.The in F i g. 1 includes a pulse shaper stage 10 and a counting stage 11. The entire circuit has a common earth or ground line 14. The input pulses are between the earth line and the input terminal 12 given to the circuit; the output pulses are between the earth line and the output terminal 13 removed. The circuit is designed such that after Receiving a predetermined number of input pulses an output pulse of particular Energy (in volt seconds) is delivered. The ratio of the number of input pulses to the number of output pulses is referred to as the pulse ratio. The input pulses can be periodic and in rapid succession or in irregular and large time intervals from each other. The facility saves the received Pulse count even if there is a large one between two consecutive pulses temporal interval lies. Devices of this type are used in many ways in electronic technology, especially for control purposes and for electronic calculating machines. In the embodiment described, should assume that the apparatus is used for an electronic calculator where the pulse ratio is, for example, 10, which is the value ratio between the digits of a decimal memory.

Die Impulsformerstufe 10 enthält eine sättigbare Reaktanz (Eisenkernspule) 20 mit einem magnetischen Kern und einer Mehrzahl von Wicklungen. Die Wicklungen bestehen aus einer Sättigungswicklung 21, einer Auslösewicklung 22 und einer Rückstellwicklung 23. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Sättigungswicklung 21 als getrennte Wicklung ausgeführt; statt dessen kann auch eine durchgehende, angezapfte Wicklung Verwendung finden. Der Eisenkern wird dadurch hergestellt, daß ein wärmebehandeltes, eisenhaltiges Band einer speziellen Zusammensetzung, die eine mehr oder weniger rechteckige Hysteresisschleife ergibt, schraubenlinienförmig aufgewickelt wird. Ein solches Band ist im Handel unter dem Namen »Mo-Permalloy« erhältlich. Die Wicklungen bestehen aus dünnem isoliertem Draht. Die Arbeitsweise der Reaktanz ist kurz gesagt folgende: Im Ruhezustand befindet der Eisenkern sich im Zustand der maximalen negativen Sättigung. Jeder Impuls einer bestimmten Polarität und Stärke, der die Sättigungswicklung 21 durchfließt, ändert den magnetischen Zustand des Kerns um einen gewissen Betrag von der negativen Sättigung in Richtung auf die positive Sättigung. Der Kern verbleibt in dem erreichten Zustand bis zum Empfang des' nächsten Impulses, der unmittelbar darauf oder beispielsweise auch erst am nächsten Tag eintreffen kann. Es ist eine bestimmte Impulszahl erforderlich, um den Kern aus dem Zustand der negativen Sättigung in den Zustand der positiven Sättigung zu bringen. Für die Impulsformerstufe 10 sei angenommen, daß das Impulsverhältnis 1:1 beträgt. Die Impulsstärke muß in diesem Fall so groß sein, daß ein einziger Impuls mehr als ausreichend ist, um den Kern aus dem Zustand der negativen Sättigung in den der positiven Sättigung zu bringen. Der Kern wird dabei, solange der Impuls andauert, etwas über die positive Sättigungsgrenze hinaus magnetisiert. Sobald der Stromstoß aufhört, sinkt der Magnetfluß auf die positive Sättigungsgrenze zurück. Das Zusammenbrechen dieses überschüssigen Magnetfeldes induziert in der Auslösewicklung 22 einen Stromstoß, der mittels eines Schalttransistors die Rückstellwicklung23 unter Strom setzt, die den Kern dann in den Zustand der negativen Sättigung zurückführt. Der Rückstellstrom erzeugt gleichzeitig einen Ausgangsimpuls, der an die nächstfolgende Stufe weitergegeben wird.The pulse shaper stage 10 includes a saturable reactance (iron core coil) 20 having a magnetic core and a plurality of windings. The windings consist of a saturation winding 21, a release winding 22 and a reset winding 23. In the illustrated embodiment, the saturation winding 21 is designed as a separate winding; instead, a continuous, tapped winding can also be used. The iron core is produced in that a heat-treated, iron-containing tape of a special composition, which results in a more or less rectangular hysteresis loop, is helically wound. Such a tape is commercially available under the name "Mo-Permalloy". The windings are made of thin insulated wire. In short, the way in which reactance works is as follows: In the state of rest the iron core is in the state of maximum negative saturation. Each pulse of a certain polarity and strength that flows through the saturation winding 21 changes the magnetic state of the core by a certain amount from negative saturation towards positive saturation. The core remains in the state it has reached until the next impulse is received, which may arrive immediately afterwards or, for example, only the next day. A certain number of pulses is required to bring the nucleus from the state of negative saturation to the state of positive saturation. For the pulse shaper stage 10 it is assumed that the pulse ratio is 1: 1. The pulse strength in this case must be so great that a single pulse is more than sufficient to bring the nucleus from the state of negative saturation to that of positive saturation. As long as the pulse lasts, the core is magnetized a little beyond the positive saturation limit. As soon as the current surge stops, the magnetic flux falls back to the positive saturation limit. The collapse of this excess magnetic field induces a current surge in the release winding 22 which, by means of a switching transistor, energizes the reset winding 23, which then returns the core to the state of negative saturation. At the same time, the reset current generates an output pulse which is passed on to the next stage.

Im Eingangskreis ist als Impulserzeuger schematisch eine Wechselstromquelle 30 angegeben. Eine Diode 31 schließt die negativen Halbwellen zur Erde hin kurz, so daß nur die positiven Halbwellen weitergeleitet werden. Im Eingang ist ein Widerstand 32 angeordnet, der als Strombegrenzer für die Eingangsimpulse dient. Da die Schaltung so ausgebildet sein soll, daß Eingangsimpulse verschiedener Stärke verarbeitet werden können, sind besondere Vorkehrungen getroffen, um dafür zu sorgen, daß die Sättigungswicklung 21 stets Impulse gleicher Energie erhält. Die Impulse werden daher über einen Transistor 35 weitergegeben und verstärkt. Der Transistor 35 hat eine Basis b, einen Emitter e und einen Kollektor c. Im Kollektor- oder Ausgangskreis des Transistors liegt in Reihe mit der Sättigungswicklung 21 ein Widerstand 37 an einer Spannungsquelle 36. Der Widerstand 37 dient als Strombegrenzer, wenn der Sättigungszustand erreicht ist.In the input circuit, an alternating current source is schematically used as a pulse generator 30 specified. A diode 31 short-circuits the negative half-waves to earth, so that only the positive half-waves are passed on. There is a resistor in the entrance 32 arranged, which serves as a current limiter for the input pulses. Because the circuit should be designed so that input pulses of different strengths are processed special precautions are taken to ensure that the saturation winding 21 always receives pulses of the same energy. The pulses are therefore passed through a transistor 35 passed on and reinforced. The transistor 35 has a base b, an emitter e and a collector c. Located in the collector or output circuit of the transistor in series with the saturation winding 21, a resistor 37 at a voltage source 36. The resistor 37 serves as a current limiter when the saturation state is reached is.

Um im Fall der positiven Sättigung sowohl ein Ausgangssignal als auch einen Rückstellimpuls zu erzeugen, wird ein elektronischer Schalter benutzt, der mit der Auslösewicklung 22 und mit dem Ausgang der Impulsformerstufe verbunden ist; er läßt einen Strom durch die Rückstellwicklung 23 fließen, der den Eisenkern aus dem Zustand der positiven Sättigung in den der negativen Sättigung zurückführt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dient als elektronischer Schalter ein Transistor 40 mit einer Basis b, einem Emitter e und einem Kollektor c. Die Basis dient als Eingang und ist mit dem linken Ende der Auslösewicklung 22 verbunden. Vorzugsweise gelangt ein npn-Flächentransistor mit gemeinsamem Kollektor zur Anwendung. Der Emitter ist an die Anzapfung 41 zwischen den Spulen 22 und 23 angeschlossen. Der Kollektor ist mit der Spannungsquelle 36 verbunden. Der Transistor steuert daher den durch die Rückstellwicklung 23 fließenden Strom seines Ausgangskreises.In order to generate both an output signal and a reset pulse in the case of positive saturation, an electronic switch is used which is connected to the release winding 22 and to the output of the pulse shaping stage; it allows a current to flow through the reset winding 23 which returns the iron core from the state of positive saturation to that of negative saturation. In the illustrated embodiment, a transistor 40 with a base b, an emitter e and a collector c serves as the electronic switch. The base serves as an input and is connected to the left end of the release winding 22. An npn junction transistor with a common collector is preferably used. The emitter is connected to the tap 41 between the coils 22 and 23 . The collector is connected to the voltage source 36. The transistor therefore controls the current flowing through the reset winding 23 of its output circuit.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Anordnung und Polung der Wicklungen sucht die durch einen Eingangsimpuls bewirkte Erhöhung des Magnetflusses den Transistor 40 stärker nichtleitend zu machen. Wie oben erwähnt, ist die durch die Spule 21 erzeugte Magnetisierung mehr als ausreichend, um den Kern zu sättigen. Wenn der Stromfluß in der Sättigungswicklung aufhört, induziert das Zusammenbrechen des über die Sättigungsgrenze hinausgehenden Magnetfeldes in der Wicklung 22 eine Steuerspannung, die als positives Signal auf die Basis des Transistors 40 gegeben wird, so daß dieser leitend wird, wobei in seinem Ausgangskreis ein Stromfluß durch die Spule 23 entsteht, die den Kern in den Zustand der negativen Sättigung zurückführt. Es ist zu beachten, daß die Magnetisierung in negativer Richtung sich derart auswirkt, daß das an die Basis des Transistors angelegte positive Steuersignal fortbestehen bleibt, so daß der Rückstellstrom automatisch so lange andauert, bis die volle negative Sättigung erreicht ist. Sobald dies der Fall ist, wird die Spannung an der Basis des Transistors negativ, so daß der Transistor nichtleitend wird; er ist nun bereit, den nächsten Impuls aufzunehmen.With the arrangement and polarity of the windings shown in the drawing the increase in magnetic flux caused by an input pulse seeks the transistor 40 to make it more non-conductive. As mentioned above, that is through coil 21 generated magnetization more than sufficient to saturate the core. If the Current flow in the saturation winding ceases, induces the breakdown of the over the saturation limit exceeding magnetic field in the winding 22 a control voltage, which is given as a positive signal to the base of the transistor 40, so that this becomes conductive, with a current flowing through the coil 23 in its output circuit, which returns the nucleus to the state of negative saturation. It should be noted that the magnetization in the negative direction has such an effect that the Base of the transistor applied positive control signal persists, so that the reset current automatically lasts until full negative saturation is reached. Once it does, the voltage is applied to the base of the transistor negative, so that the transistor becomes non-conductive; he is now ready for the next one To absorb impulse.

Die Zählstufe 11 erhält ihren Eingangsimpuls von der Impulsformerstufe 10. Die Zählstufe 11 enthält eine sättigbare Reaktanz 50, die ähnlich ausgebildet ist wie die Reaktanz 20 der Impulsformerstufe. Die Reaktanz 50 enthält eine Sättigungswicklung 51, eine Auslösewicklung 52 und eine Rückstellwicklung 53. Mit der Auslösewicklung und der Rückstellwicklung verbunden ist ein elektronischer Schalter in Form eines Transistors 60 mit einer Basis b, einem Emitter e und einem Kollektor c. Der Kollektor c ist mit einer Spannungsquelle 36 verbunden. Dies kann auch die gleiche Spannungsquelle sein wie die der Impulsformerstufe. Die Arbeitsweise der Zählstufe ist ähnlich wie die der Impulsformerstufe. Die Sättigungswicklung 51 magnetisiert den Kern mehr und mehr, erzeugt nach Erreichen der Sättigung in der Auslösewicklung 52 einen positiven Impuls, der an die Basis des Transistors 60 gelegt wird und den Transistor leitend macht, so daß die Rückstellwicklung 53 Strom erhält, den Kern in den Zustand der negativen Sättigung zurückführt und an der Klemme 13 ein Ausgangssignal erzeugt. Erfindungsgemäß ist in Reihe mit der Rückstellwicklung 23 der ersten Stufe und der Sättigungswicklung 51 der zweiten Stufe ein Widerstand 70 derart angeordnet, daß sowohl die Spitze des Rückstellstromes wesentlich verkleinert als auch die Stabilität der Anordnung so erhöht wird, daß sie von Spannungsschwankungen weitgehend unabhängig ist. Wie bei dem erwähnten älteren Vorschlag, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel außerd-m zur Einstellung des Impulsverhältnisses ein Nebenschlußwiderstand 65 vorgesehen, der einerseits an die Verbindungsklemme 42 zwischen den beiden Stufen und andereseits (über eine noch zu besprechende Diode) an Erde gelegt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Rückstellwicklung 23 der Impulsformerstufe direkt mit der Sättigungswicklung 51 der Zählstufe verbunden. Der Nebenschlußwiderstand 65 ist derart angeordnet, daß ein Teil des Ausgangssignals der Impulsformerstufe die Sättigungswicklung 51 der Zählstufe durchfließt, während der Rest zur Erde abgeleitet wird. Das zwischen den Stufen 10 und 11 übertragene Signal verläuft folgendermaßen: Von der positiven Klemme der linken Batterie 36 zum Kollektor des Transistors 40, zum Emitter, zum (weiter unten erläuterten) Widerstand 70 und über die Spulen 23 und 51 zur Erde und damit zur negativen Batterieklemme. Der Rückstellstrom der ersten Stufe wird daher direkt als Sättigungsstromstoß für die zweite Stufe verwendet. Infolge der Anordnung des Nebenschlußwiderstandes 65 zwischen den Stufen jedoch fließt ein Teil des Stromes direkt zur Erde, ohne die Sättigungswicklung 51 zu durchfließen. Anders gesagt: Durch entsprechende Bemessung der Größe des Nebenschlußwiderstandes 65 wird erreicht, daß nur ein vorherbestimmter Teil der Energie des Ausgangssignals der Impulsformerstufe 10 der Zählstufe 11 zugeführt wird, so daß durch entsprechende Einstellung des Widerstandes 65 das Impulsverhältnis der Zählstufe auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann, d. h., daß die Zählstufe einen Ausgangsimpuls abgibt, nachdem sie eine vorherbestimmte Anzahl von Eingangsimpulsen erhalten hat.The counting stage 11 receives its input pulse from the pulse shaping stage 10. The counting stage 11 contains a saturable reactance 50, which is designed similarly is like the reactance 20 of the pulse shaper stage. The reactance 50 contains a saturation winding 51, a release winding 52 and a reset winding 53. With the release winding and the reset winding is connected to an electronic switch in the form of a Transistor 60 having a base b, an emitter e and a collector c. The collector c is connected to a voltage source 36. This can also be the same voltage source be like that of the pulse shaper stage. The operation of the counting stage is similar to that of the pulse shaper stage. The saturation winding 51 magnetizes the core more and more, produces a positive in the trigger coil 52 upon reaching saturation Pulse that is applied to the base of transistor 60 and the transistor makes conductive, so that the reset winding 53 receives current, the core in the state of negative saturation and generates an output signal at terminal 13. According to the invention is in series with the reset winding 23 of the first stage and the Saturation winding 51 of the second stage, a resistor 70 arranged such that both the peak of the reset current and the stability are significantly reduced the arrangement is increased so that it is largely independent of voltage fluctuations is. As with the earlier proposal mentioned, is in the illustrated embodiment a shunt resistor 65 is also provided for setting the pulse ratio, on the one hand to the connecting terminal 42 between the two stages and on the other hand (via a diode to be discussed) is connected to earth. With the one shown Embodiment is the reset winding 23 of the pulse shaper stage directly connected to the saturation winding 51 of the counting stage. The shunt resistor 65 is arranged such that part of the output signal of the pulse shaper stage Saturation winding 51 of the counting stage flows through, while the rest is diverted to earth will. The signal transmitted between stages 10 and 11 is as follows: From the positive terminal of the left battery 36 to the collector of transistor 40, to the emitter, to the resistor 70 (explained further below) and via the coils 23 and 51 to earth and thus to the negative battery terminal. The reset current of the first Stage is therefore used directly as the saturation current surge for the second stage. However, due to the placement of the shunt resistor 65 between the stages part of the current flows directly to earth without flowing through the saturation winding 51. In other words: by appropriately dimensioning the size of the shunt resistance 65 it is achieved that only a predetermined part of the energy of the output signal the pulse shaper stage 10 of the counting stage 11 is fed, so that by appropriate Adjustment of the resistor 65 the pulse ratio of the counting stage to a desired one Value can be set, d. This means that the counting stage emits an output pulse, after receiving a predetermined number of input pulses.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist im Ausgangskreis des Transistors 40 ein Widerstand vorgesehen, der das Maximum des Rückstellstromes auf einen Bruchteil des Wertes begrenzt, der ohne diesen Widerstand im Rückstellkreis auftreten würde. Zu diesem Zweck ist im Emitterkreis des Transistors 40 der bereits erwähnte Widerstand 70 vorgesehen, durch den der Rückstellstrom fließt. Der Spannungsabfall an diesem Widerstand ist vorzugsweise derart, daß der Höchstwert der Stromstärke im Rückstellkreis, welcher im Augenblick der erreichten Sättigung auftritt, nur um 25 bis 50010 größer ist als der vor erreichter Sättigung fließende Strom; ohne Anordnung des Widerstandes 70 wäre der Maximalwert etwa um 200% höher. Um die Strombegrenzung zu erläutert, sei auf F i g. 2 verwiesen, wo bei a der Verlauf des unbegrenzten Stromes und bei b der des begrenzten Stromes dargestellt ist. Wie aus F i g. 2 bei a ersichtlich, hat die Stromwelle im wesentlichen eine Rechteckform, jedoch steigt der Rückstellstrom bei erreichter (negativer) Sättigung plötzlich an, da dann die Impedanz der Rückstellwicklung 23 sprunghaft auf einen Wert in der Größenordnung von wenigen Ohm sinkt, wodurch die Stromspitze 72 entsteht. Durch Anordnung des Reihenwiderstandes 70 wird die Stromspitze wesentlich verkleinert, wie bei 73 im Teil b der F i g. 2 dargestellt.According to the preferred embodiment of the invention is in the output circuit of the transistor 40, a resistor is provided, which the maximum of the reset current limited to a fraction of the value without this resistance in the reset circuit would occur. For this purpose, the transistor 40 is already in the emitter circuit mentioned resistor 70 is provided through which the reset current flows. The voltage drop at this resistor is preferably such that the maximum value of the current intensity in the reset circuit, which occurs at the moment when saturation is reached, only is 25 to 50010 greater than the current flowing before saturation was reached; without If the resistor 70 were arranged, the maximum value would be approximately 200% higher. To the current limit to be explained, see FIG. 2, where at a the course of the unlimited Current and at b that of the limited current is shown. As shown in FIG. 2 at a, the current wave is essentially rectangular in shape, but rises the reset current suddenly increases when the (negative) saturation is reached, since then the Impedance of the reset winding 23 jumped to a value in the order of magnitude of a few ohms drops, resulting in the current peak 72. By ordering the Series resistor 70, the current peak is significantly reduced, as at 73 in the Part b of FIG. 2 shown.

Durch umfangreiche Versuche wurde festgestellt, daß der Reihenwiderstand 70 nicht nur die Stromspitze des Rückstellstromes verringert, sondern auch die Betriebssicherheit der Anordnung wesentlich erhöht und sie weitgehend von Spannungsschwankungen der Stromquelle36 unabhängig macht. Die Spannung der Stromquelle 36 kann daher in weiten Grenzen schwanken, ohne daß dies praktisch einen Einfluß auf den Energiegehalt der Ausgangsimpulse der Impulsformerstufe hat. Dies hat weiter den Vorteil, daß die nächstfolgende Stufe direkt an die Impulsformerstufe angeschlossen werden kann, ohne daß eine Zwischenschaltung eines Schalttransistors erforderlich ist, so daß für die Zählstufe nur ein einziger Transistor erforderlich ist und die gesamte Anordnung sehr billig und betriebssicher wird.Extensive experiments have shown that the series resistance 70 not only reduces the current peak of the reset current, but also the operational safety the arrangement significantly increased and they largely from voltage fluctuations of the Stromquelle36 makes it independent. The voltage of the current source 36 can therefore widen Limits fluctuate without this having any practical effect on the energy content of the Output pulses of the pulse shaper stage. This has the further advantage that the the next stage can be connected directly to the pulse shaper stage, without the interposition of a switching transistor is required, so that only a single transistor is required for the counting stage and the entire arrangement becomes very cheap and reliable.

Um sicherzustellen, daß in der Wicklung 22 kein Auslöseimpuls erzeugt wird, bevor der Eisenkern positiv gestättigt ist, ist ein Dämpfungswiderstand 75 vorgesehen. Dieser ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen den Ernitter des Transistors 40 und den Verbindungspunkt der Sättigungswicklung 51 und des Nebenschlußwiderstandes 65 gelegt. Es liegt auf der Hand, daß der Widerstand 75 statt dessen auch direkt an die Klemmen der Rückstellwicklung 23 gelegt werden kann.To ensure that no trigger pulse is generated in the winding 22 before the iron core is positively saturated, a damping resistor 75 is intended. In the illustrated embodiment, this is between the emitters of the transistor 40 and the connection point of the saturation winding 51 and the shunt resistor 65 laid. It is obvious that the resistor 75 can also be used directly instead can be placed on the terminals of the reset winding 23.

Es war oben angenommen worden, daß die Impulsformerstufe 10 ein Impulsverhältnis von 1:1 hat, d. h., daß für jeden Eingangsimpuls ein Ausgangsimpuls erzeugt wird. Es liegt auf der Hand, daß es ohne weiteres möglich ist, die Energie der der Sättigungswicklung 21 zugeführten Impulse durch einen Nebenschlußwiderstand derart herabzusetzen, daß eine Mehrzahl von Impulsen erforderlich ist, um die Sättigung zu erzielen. In diesem Fall würde die ImpuIsformerstufe 10 gleichzeitig als erste Zählstufe arbeiten. Es ist in diesem Fall wichtig, daß die Anwesenheit des Dämpfungswiderstandes 75 dafür sorgt, daß in der Auslösewicklung 22 jedesmal dann kein Auslöseimpuls induziert wird, wenn bei Beendigung eines Zwischenimpulses (vor der endgültigen Sättigung des Kerns) ein geringfügiger Rückgang des magnetischen Flusses auftritt.It was assumed above that the pulse shaper stage 10 has a pulse ratio of 1: 1, i.e. That is, an output pulse is generated for each input pulse. It is obvious that it is easily possible to use the energy of the saturation winding 21 pulses supplied by a shunt resistor so reduce that a plurality of pulses is required to achieve saturation. In this In this case, the ImpuIsformerstufe 10 would work at the same time as the first counting stage. It it is important in this case that the presence of the damping resistor 75 for this ensures that no trigger pulse is induced in the trigger winding 22 each time becomes, if at the end of an intermediate pulse (before the final saturation of the core) there is a slight decrease in the magnetic flux.

Wie bereits oben erwähnt, ist in Reihe mit dem Widerstand 65 eine Diode 76 angeordnet. Diese Diode beeinträchtigt die Nebenschlußwirkung des Widerstandes 65 nicht, da der Ausgangsimpuls in Leitrichtung der Diode 76 fließt. Wenn jedoch in der Wicklung 53 der Rückstellstrom auftritt, induziert er in der Wicklung 51 einen Strom der entgegengesetzten Richtung, der durch die Diode 76 gesperrt wird. Ohne die Diode 76 würde der Widerstand 65, wenn er einen kleinen Wert hat, einen mehr oder weniger starken Kurzschluß für die Wicklung 51 darstellen und dadurch die Rückstellzeit erhöhen. Die Diode 76 gewährleistet daher einen kurzen Ausgangsimpuls und damit eine Erhöhung der verarbeitbaren FrequenzzahI der Eingangsimpulse; sie ist insbesondere dann wichtig, wenn das Impulsverhältnis der folgenden Zählstufe größer ist als 6, d. h. wenn der Widerstand 65 einen kleinen Wert hat. Um die Zählstufe unempfindlich gegenüber Schwankungen der Versorgungsstromquelle zu machen, ist ein Widerstand 70 a in den Ausgangskreis des Transistors 60 gelegt, ähnlich wie bei der Impulsformerstufe. Darüber hinaus ist vorzugsweise ein Nebenschlußwiderstand 65a zwischen die Ausgangsklemme 13 und Erde gelegt, um die Energie des Ausgangssignals zu begrenzen. Dieser Widerstand ist vorzugsweise ein einstellbarer Widerstand, um das Impulsverhältnis einer etwaigen weiteren (in der Zeichnung nicht dargestellten) Zählstufe verändern zu können. Schließlich ist ein Widerstand 75a, der für Dämpfungszwecke vorgesehen ist, praktisch parallel zur Wicklung 53 geschaltet, um zu verhindern, daß der Rückgang des Magnetflusses bei Beendigung eines Zwischenimpulses den Transistor 60 leitend macht.As already mentioned above, a diode 76 is arranged in series with the resistor 65. This diode does not affect the shunting effect of the resistor 65, since the output pulse flows in the conduction direction of the diode 76. If, however, the reset current occurs in winding 53, it induces a current in the opposite direction in winding 51, which is blocked by diode 76. Without the diode 76, the resistor 65, if it has a small value, would represent a more or less strong short circuit for the winding 51 and thereby increase the reset time. The diode 76 therefore ensures a short output pulse and thus an increase in the processable frequency of the input pulses; it is particularly important when the pulse ratio of the following counting stage is greater than 6, ie when the resistor 65 has a small value. In order to make the counter stage insensitive to fluctuations in the supply current source, a resistor 70 a is placed in the output circuit of transistor 60, similar to the pulse shaper stage. In addition, a shunt resistor 65a is preferably connected between output terminal 13 and ground to limit the energy of the output signal. This resistor is preferably an adjustable resistor in order to be able to change the pulse ratio of any further counting stage (not shown in the drawing). Finally, a resistor 75a, which is provided for damping purposes, is connected practically in parallel with the winding 53 in order to prevent the decrease in the magnetic flux from making the transistor 60 conductive when an intermediate pulse is terminated.

Es sei angenommen, daß der Widerstand 65 einen solchen Wert hat, daß das Impulsverhältnis der Zählstufe 11 den Wert 10: 1 hat, d. h., daß die Zählstufe 11 für jeden zehnten Eingangsimpuls einen Ausgangsimpuls abgibt. Die sich in diesem Fall ergebenden Magnetisierungsverhältnisse des Kerns der Zählstufe sind in F i g. 3 graphisch dargestellt. Die im wesentlichen rechteckig verlaufende Hysteresisschleife ist mit dem B ezugszeichen 80 bezeichnet. Wie aus der Zeichnung zu ersehen, ist die Schleife jedoch nicht genau rechteckig, so daß der Kern über die bleibende Sättigung hinaus magnetisiert werden kann. Diese besondere Form der Magnetisierungskuve ist für die Arbeitsweise der Vorrichtung wichtig, da das Zusammenbrechen desjenigen Teiles des Magnetfeldes, der die Sättigungsgrenze überschreitet, dazu benutzt wird, den Rückstellimpuls und das Ausgangssignal zu erzeugen. Jeder Impuls, der durch die Sättigungswicklung 51 fließt, erhöht die Magnetisierung des Kerns um eine Stufe. Der erste Impuls bewirkt eine Magnetisierung, die mit dem Bezugszeichen 81 der F i g. 3 bezeichnet ist. Der neunte Impuls erhöht die Magnetisierung auf den mit dem Bezugszeichen 89 bezeichneten Wert, der etwas unterhalb der Sättigungsgrenze liegt. Der Rückgang des Magnetflusses bei Beendigung eines jeden Zwischenimpulses ist klein und wird in jedem Fall durch den Dämpfungswiderstand 75 a unschädlich gemacht. Der zehnte Impuls, dessen magnetische Wirkung mit dem Bezugszeichen 90 bezeichnet ist, übersteigt die Sättigungsgrenze erheblich. Bei Beendigung des zehnten Impulses bricht der die Sättigungsgrenze überschreitende Teil des Magnetflusses zusammen und induziert dabei in der Auslösewicklung 52 einen Impuls, der den Transistor 60 leitend macht. Infolge der Tatsache, daß die Stärke der der Wicklung 51 zugeführten Impulse durch Einstellung des Nebenschlußwiderstandes 65 auf einen genau begrenzten Wert gebracht wurde, und da der Energiegehalt dieser Impulse infolge der Anordnung des Reihenwiderstandes 70a auch bei Schwankungen der Batteriespannung mit großer Genauigkeit konstant bleibt, bleibt die Größe der Magnetisierungsstufen stets gleich, so daß die Sättigung des Kerns stets zwischen dem vorletzten und dem letzten Impuls einer Zählreihe erfolgt. Da Rechenmaschinen eine außerordentliche Genauigkeit und Zuverlässigkeit verlangen, liegt es auf der Hand, daß die Zählvorrichtung nach der Erfindung hervorragend geeignet ist für Rechenmaschinen und digitale .Steuerungsvorrichtungen.It is assumed that the resistor 65 has such a value that the pulse ratio of the counting stage 11 has the value 10: 1, ie that the counting stage 11 emits an output pulse for every tenth input pulse. The magnetization ratios of the core of the counting stage resulting in this case are shown in FIG. 3 shown graphically. The essentially rectangular hysteresis loop is denoted by reference numeral 80. As can be seen from the drawing, however, the loop is not exactly rectangular, so that the core can be magnetized beyond the remaining saturation. This particular shape of the magnetization curve is important for the operation of the device, since the collapse of that part of the magnetic field which exceeds the saturation limit is used to generate the reset pulse and the output signal. Each pulse that flows through the saturation winding 51 increases the magnetization of the core by one step. The first pulse causes magnetization, which is identified by the reference numeral 81 in FIG. 3 is designated. The ninth pulse increases the magnetization to the value denoted by the reference symbol 89, which is slightly below the saturation limit. The decrease in the magnetic flux at the end of each intermediate pulse is small and is in any case made harmless by the damping resistor 75 a. The tenth pulse, the magnetic effect of which is denoted by the reference numeral 90, exceeds the saturation limit considerably. At the end of the tenth pulse, that part of the magnetic flux which exceeds the saturation limit collapses and induces a pulse in the triggering winding 52 which makes the transistor 60 conductive. As a result of the fact that the strength of the pulses supplied to the winding 51 has been brought to a precisely limited value by setting the shunt resistor 65, and since the energy content of these pulses remains constant with great accuracy, even with fluctuations in the battery voltage, due to the arrangement of the series resistor 70a the size of the magnetization steps is always the same, so that the saturation of the core always takes place between the penultimate and the last pulse of a counting series. Since calculating machines require extraordinary accuracy and reliability, it is obvious that the counting device according to the invention is excellently suited for calculating machines and digital control devices.

Gewünschtenfalls kann der Nebenschlußwiderstand 65 verstellbar ausgebildet und derart geeicht sein, daß er direkt auf jedes Impulsverhältnis (beispielsweise zwischen 1 und 10) eingestellt werden kann. Die beschriebene Vorrichtung ist keineswegs kritisch hinsichtlich der Kennlinien der verwendeten Transistoren. Bei einer ausgeführten Vorrichtung wurden billige Flächentransistoren vom Typ 2N321 verwendet. Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wurden npn-Transistoren verwendet. Es versteht sich, daß mit einer einfachen Schaltungsänderung, d. h. bei Umkehr der Batterieklemmen, auch pnp-Transistoren verwendet werden können.If desired, the shunt resistor 65 can be designed to be adjustable and calibrated in such a way that it can be set directly to any pulse ratio (for example between 1 and 10). The device described is by no means critical with regard to the characteristics of the transistors used. In one embodiment , inexpensive junction transistors of the 2N321 type were used. In the embodiment described above, npn transistors were used. It goes without saying that pnp transistors can also be used with a simple change in the circuit, ie when the battery terminals are reversed.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet ebensogut mit periodischen Eingangsimpulsen bis zu etwa 18000 Hz wie mit Einzelimpulsen, die in weitem Abstand voneinander auftreten, beispielsweise je ein Impuls pro Tag. Die Vorrichtung arbeitet darüber hinaus innerhalb eines weiten Bereiches von Raumtemperaturen zuverlässig, so daß sie auch dort verwendet werden kann, wo die bisher gebräuchlichen Zählvorrichtungen infolge unvermeidlicher Temperaturschwankungen nicht verwendet werden konnten.The device described works just as well with periodic input pulses up to about 18000 Hz as with single pulses that occur at a great distance from each other, for example, one pulse per day. The device also works within a wide range of room temperatures reliably so that they can also be used there can be where the previously used counting devices as a result of inevitable Temperature fluctuations could not be used.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for magnetic pulse counting, which have a saturable core in both a first and a second stage, a saturation winding acted upon by input pulses, a release winding and a reset winding and an electronic switch for resetting (Magnetic reversal) of the core and for generating an output pulse after reception contains a predetermined number of input pulses, with one to the output variable resistor connected in parallel to the first stage, through which the Pulse ratio of the downstream stage brought to a desired value can be, characterized in that in series with the reset winding (23) the first stage and the saturation winding (51) of the second stage a resistor (70) is arranged such that both the peak of the reset current is substantial and the stability of the arrangement is increased so that it is affected by voltage fluctuations the operating power source (36) is largely independent.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a diode (76) polarized in the direction of the output signals is arranged in series with the resistor (65) arranged parallel to the output (terminal 42 and line 14) of the first stage.

3. Circuit arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that a damping resistor (75) is arranged parallel to the series connection of the reset winding (23) of the first stage and the limiting resistor (70). Older patents considered: German Patent No. 1 124 090.