DE1223879B - Anordnung mit magnetischen Speicher-elementen fuer Coder und Decoder in Pulscode-Modulationssystemen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H 03 k

Deutsche Kl.: 21 al - 36/12

Nummer: 1223 879

Aktenzeichen: J16681 VIII a/21 al

Anmeldetag: 2. Juli 1959

Auslegetag: 1. September 1966

Zum Aufbau von Codern in Pulscode-Modulationssystemen ist schon vorgeschlagen worden, zur Auswertung und Speicherung Magnetkerne zu verwenden (deutsche Patentschrift 1164 472). Bei dem dort vorgeschlagenen PCM-Coder ist eine gewisse Anzahl von Magnetkernen durch verschieden große Amperewindungszahlen vorgespannt und bilden die den gewünschten Quantisierungsstufen zugeordneten Quantisierungs- oder Codierkerne. Dementsprechend nimmt die Zahl der Amperewindungen mit den Quantisierungsstufen in der Reihenfolge der Magnetkerne zu. Das zu codierende kontinuierliche Analogsignal wird dazu benutzt, die Vorspannung in dem Quantisierungskern, der dem Momentanwert des zu codierenden Signals entspricht, genau zu Null zu machen. Ein fernerhin zugeführter Abtastimpuls ermöglicht es dann, diesen Kern, und nur diesen Kern zu kippen, so daß er das zugehörige Codezeichen in der Ziffernwicklung erzeugt.

Entsprechende Wicklungen der einzelnen Quantisierungskerne sind in Reihe geschaltet. Im Anschluß an den Abtastimpuls muß ein Rückkippimpuls folgen. Dessen Amplitude muß wegen der streuenden Koerzitivkraft der Kerne so groß sein, daß er mit Sicherheit jeden Kern in seinen Ausgangszustand zurückkippt. Gleichzeitig erscheinen die Ziffernimpulse der einzelnen Kerne, die zusammen die Codegruppe bilden, parallel an den Ausgängen der Ziffernwicklungen.

Im allgemeinen erfolgt indessen die Übertragung der Elemente einer Codegruppe im Zeitmultiplex, so daß eine Umwandlung der Paralleldarstellung in die Seriendarstellung durchgeführt werden muß.

Hierbei tritt nun die Schwierigkeit auf, daß der Kern, der abgelesen werden soll, durch den Kern, der ihn in den derzeitigen Zustand gekippt hat, »belastet« wird, was aber nichts anderes heißt, als daß er diesen Kern in unerwünschter Weise beeinflussen kann. Diese einer solchen Beeinflussung unterliegenden Kerne sind aber die Quantisierungskerne, deren Wicklungen in Reihe liegen.

Nun würde es zwar kaum stören, wenn die Ablesung eines Kernes eine Beeinflussung nur des oder der ihm zugeordneten Kerne(s) hervorrufen würde, da deren Aufgabe ja im Grunde erfüllt ist. Die Beeinflussung droht aber auch allen anderen in Reihe liegenden Quantisierungskernen, deren Ergebnis erst später (Serienablesung) abgefragt werden soll. In diesen Fällen kann die Beeinflussung zu einer Zerstörung bzw. Beeinflussung der abzulesenden Codeelemente führen.

Mithin wird klar, daß ein sicheres und störungs-

Anordnung mit magnetischen Speicherelementen für Coder und Decoder in Pulscode-Modulationssystemen

Anmelder:

International Standard Electric Corporation,

New York, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,

Stuttgart W, Rotebühlstr. 70

Als Erfinder benannt:

Arthur Edward Brewster, London

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 3. Juli 1958 (21295)

freies Arbeiten der Parallelserienumsetzung nicht gewährleistet ist.

Mit diesem Problem befaßte sich bereits An Wang (Magnetic Delayline Storage, Proc. IRE, April 1951), der vorschlug, eine Diode in die Übertragungswicklung zwischen Kernen zu schalten, um eine Rückwärtsbeeinflussung der oben geschilderten Art zu verhindern. Bei der vorliegenden Anwendung bringt indessen diese Maßnahme eine zu große Erhöhung der Impedanz mit sich.

Ein anderer Vorschlag (L. A. Russell, Diodeless Magnetic Core Logical Circuits, IBM Research Centre; Research Report RC 2 vom 19. 3. 1957) ersetzt die Diode durch einen weiteren, genau vorgespannten Magnetkern. In diesem Fall wird jedoch ein zusätzlicher Kippimpuls notwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum rückwirkungsfreien Einschreiben und Ablesen von Binärziffern in magnetische Speicherelemente mit im wesentlichen rechteckiger Hysteresisschleife, die abwechselnd zwei verschiedene Sättigungszustände einnehmen können, zum Aufbau von Codern und Decodern in Pulscode-Modulationssystemen zu schaffen, die eine Vereinfachung und Erhöhung der Betriebssicherheit bringt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Einspei-

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cherkern, ein (Speicher- und) Ausgangskern und ein Schnittpunkt der Wicklungen mit dem Magnet-Ablesekern vorgesehen sind, die je eine gleichsinnig kern verlaufenden senkrechten Striche 4 und 5 gewickelte Eingangswicklung tragen, daß der Ein- kennzeichnen Leitungen, die mit den Wicklunspeicherkern eine hierzu gleichsinnig gewickelte Aus- gen 2 und 3 in Serie geschaltet sind. Die Wickgangswicklung trägt und der Ausgangskern und der 5 lung. 2 ist »vorwärts« und die Wicklung 3 »rück-Ablesekern eine gegensinnig gewickelte Ausgangs- wärts«. gewickelt, so daß ein in der Leitung 4 nach wicklung sowie der. Ausgangskern eine gegensinnig unten bzw. in der Leitung 5 nach oben fließender gewickelte Vorspannungswicklung tragen, daß die Strom in dem Kern 1 einen von links nach rechts — Ausgangswicklung des Einspeicherkernes, die Ein- wie durch den Pfeil angezeigt — verlaufenden Fluß gangswicklung des Ausgangskernes und die Aus- io hervorruft. Ein in der Leitung-4 von unten nach oben gangswicklung des Ablesekernes in einer Schleife bzw. in der Leitung 5 von oben nach unten verlauliegen, daß die Binärziffern über einen Gleichrichter fender Strom ruft einen Fluß entgegengesetzter Richan die Eingangswicklung des Einspeicherkernes ge- rung hervor. Der in Fig. 1 als Stab dargestellte legt werden und an die Eingangswicklung des Ab- Kern wird in der.Praxis vorzugsweise ein Ringkern, lesekernes die Ableseimpulse, daß die Vorspannung 15 sein.

für den Ausgangskern über dem genannten Gleich- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in richter abgenommen und der Vorspannungswicklung Fig. 2 dargestellt. Es enthält drei Magnetkerne6, 7 über einen weiteren Gleichrichter zugeführt wird, und 8, die im folgenden als Speicherkern, Ablesekern der relativ zum erstgenannten Gleichrichter so gepolt und Ausgangskern bezeichnet seien. Der Speicherist, daß die Öffnung des einen Gleichrichters die 20 kern 6 trägt eine Eingangswicklung 9 und eine Aus-Sperrung des anderen bewirkt, und umgekehrt, und gangswicklung 10, die beide »vorwärts« gewickelt daß das Material aller Kerne, ihre geometrischen sind. Der Ablesekern 7 trägt eine »vorwärts« gewik-Abmessungen und die Windungszahlen der Aus- kelte Eingangswicklung 11 und eine »rückwärts« gegangswicklungen des Einspeicherkernes und des wickelte Ausgangswicklung 12. Der Ausgangskern 8 Ablesekernes und die Eingangswicklung des Aus- 25 trägt eine »vorwärts« gewickelte Eingangswicklung gangskernes so bemessen sind, daß bei Umkehr des 13, eine »rückwärts« gewickelte Vorspannwicklung Sättigungszuständes des Einspeicherkernes oder des 14 und eine ebenfalls »rückwärts« gewickelte Aus-Ablesekernes durch die an deren Eingangswicklun- gangswicklung 15. Eine Speicherimpulsquelle 16 ist gen angelegte Binärziffer bzw. durch den Ablese- mit der Wicklung 9 und eine Ableseimpulsquelle 17 impuls ein Impuls abgegeben wird, dessen. Span- 30 mit der Wicklung 11 verbunden. Diese Quellen, die nungs-Zeit-Produkt gerade, und nur gerade aus- die Wicklungen 9 und 11 mit den Strömen I₅ und I_R reicht, um den Sättigungszustand des Ausgangskernes speisen, sollen einen möglichst hohen Innenwiderumzukehren. .. stand haben. Wie weiter unten näher erläutert wer-

Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung ist im den wird, haben die Ströme /_s und I_R zu Beginn

Kreis der zu seiner Eingangswicklung gegensinnigen 35 negatives Vorzeichen, so daß beide Kerne 6 und 7

Ausgangswicklung des Ausgangskernes ein Gleich- durch einen von rechts nach links verlaufenden Fluß

richter angeordnet, der so gepolt ist, daß nur bei der magnetisch vorgespannt werden. Die Wicklungen 10,

Ablesung ein Ausgangsimpuls an die Ausgangsklem- 12 und 13 sind zu einer geschlossenen Schleife ver-

men gelangt. bunden, so daß ein im Uhrzeigersinn in dieser

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der 40 Schleife verlaufender Strom durch die Wicklungen

Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt 12 und 10 von unten nach oben und durch die

Fig. 1 ein Diagramm zur Erläuterung der in der Wicklung 13 von oben nach unten fließt. Die Vor-

Fig. 2 verwendeten Darstellung von Kernen und spannwicklung 14 ist mit der Wicklung9 des Spei-

Wicklungen, cherkernes 6 über einen Gleichrichter 18 in Serie

Fig. 2 das schematische Schaltbild einer Anord- 45 geschaltet. Der Gleichrichter ist so gerichtet, daß er

nung zum Ausspeichern der Informationswerte aus einen durch die Wicklung 14 von oben nach unten

einem magnetischen Speicher nach der Erfindung, fließenden Strom /_s nur dann durchläßt, wenn er

Fig. 3 Diagramme zur Erläuterung der Arbeits- negatives Vorzeichen hat. Somit fließt, wenn /_s posi-

weise der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 und . tiv ist, der Strom von der Quelle 16 durch die Wick-

Fig. 5 ein schematisch.es Schaltbild eines Coders 50 lung 9 und den Gleichrichter 19. Wenn /_s negativ ist, unter Verwendung der Erfindung. fließt er jedoch von der Quelle 16 durch die Wickln der Anordnung nach der Erfindung werden als lung 9, den Gleichrichter 18 und die Wicklung 14. Speicherelemente Kerne aus Ferrit oder einem ahn- Die Ausgangswieklung 15 ist über einen Gleichrichter liehen Material mit im wesentlichen rechteckiger Hy- 22 mit den Ausgangsklemmen 20 und 21 verbunden, stereseschleife, die zwei Sättigungszustände einneh- 55 Wie aus Fig. 3 hervorgeht, haben zu Beginn der men können, verwendet. Die Kerne können durch Speicherstrom /_s den Wert -I₁ und der Ablesestrom Ströme oder Impulse in auf ihnen angebrachten Ir den Wert —1₂. Somit sind, wie bereits gesagt Wicklungen von einem Sättigungszustand in den wurde, die beiden Kerne 6 und 7 auf etwa einen • anderen umgeschaltet werden. Um die Schaltbilder Punkt 23 auf dem unteren Ast der Hystereseschleife zu vereinfachen, wird ein Magnetkern durch eine 60 (F i g. 4) magnetisch vorgespannt. Da bei diesen Vorstarke, im allgemeinen horizontale Linie und die zeichen von /_s und I_R der Gleichrichter 18 leitet und Wicklungen auf ihnen durch kurze, geneigte Striche, der Gleichrichter 19 gesperrt ist, ist der Kern 8 ebenderen Neigungsrichtung den Wicklungssinn erkennen falls auf einen gleichen Punkt vorgespannt. Zum läßt, dargestellt. So trägt der in Fig. 1 dargestellte. Zeitpunkt^ (Fig. 3) tritt durch die Änderung des Kern 1 eine durch einen kurzen, nach links oben ge- 63 Speicherstromes I₈ von -I₁ auf +I₁ gekennzeichnet, neigten Strich dargestellte Wicklung 2 und eine eine Binärziffer auf. Dadurch wird der Sättigungsweitere, durch einen nach rechts oben geneigten zustand des Kernes 6 auf einen Punkt 24 auf dein Strich dargestellte Wicklung 3. Die durch den oberen Zweig der Hystereseschleife (Fi g. 4) umge-

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schaltet. Durch die plötzliche Flußänderung wird in verwenden, die um 90° gegeneinander verschoben der Wicklung 10 eine EMK induziert, die einen sind. In diesem Fall haben dann die Zeitpunkte t_x Stromimpuls Z₁ hervorruft, der dann von oben nach bis i₄ gleichen Abstand voneinander,
unten durch die Wicklung 13 fließt. Da jedoch zum In dem oben an Hand der Fig. 3 beschriebenen Zeitpunkt t_x sich das Vorzeichen des Stromes 7_S 5 Fall wird die Binärziffer zum Zeitpunkt t_v wenn sich ändert und dadurch der Gleichrichter 19 geöffnet der Speicherstrom von -I₁ auf +I₁ ändert, gespei- und der Gleichrichter 18 gesperrt werden, verschwin- chert und wieder abgelesen, wenn sich der Ablesedet die magnetische Vorspannung im Kern 8. Er be- strom von -I₂ auf +I₂ ändert. Zu den Zeitpunkten findet sich jedoch in einem, durch den Punkt 25 r₃ und t_i wird die Schaltung wieder in ihren Normalgekennzeichneten Remanenzzustand auf dem Ast der io zustand gebracht, so daß weitere Binärziffern gespei-Hystereseschleife und wird daher durch den Strom- chert werden können. In der Praxis braucht die zu impuls Z₁ in einen durch den Punkt 26 auf dem obe- speichernde Binärziffer jedoch nicht unbedingt in ren Ast der Hystereseschleife gekennzeichneten Form einer Stromumkehr aufzutreten. Sie kann z. B. Remanenzzustand umgeschaltet. Diese Flußänderung auch durch kurze unipolare Impulse dargestellt werinduziert in der Ausgangswicklung 15 eine EMK; 15 den. Der Fachmann ist ohne weiteres in der Lage, der Gleichrichter 22 ist jedoch so gerichtet, daß da- Schaltmittel anzugeben, die dann aus kurzen Impuldurch kein Stromimpuls hervorgerufen wird. Der sen Rechteckimpulse ableiten, wie sie in F i g. 3 dar-Ziffernimpuls ist somit in der Ausgangswicklung 8 gestellt sind. Entsprechend dem oben Gesagten läßt gespeichert. Um ihn zu einem späteren Zeitpunkt t₂ sich dann der Stromimpuls Z₁ als Binärziffer ansehen, wieder herauszulesen, wird der Strom I_R von der ao Es sei darauf hingewiesen, daß in der Schaltungs-Quelle 17 von -I₂ auf +I₂ umgekehrt. Da die Wick- anordnung (Fig. 2) der Ablesekern 7 auf einen lung 12 »rückwärts« gewickelt ist, wird in ihr ein Punkt 23 (F i g. 4) vorgespannt wird, wenn der Aus-Stromimpuls i₂ erzeugt, der durch die Wicklung 13 gangskern 8 durch den Speicherkern 6 umgeschaltet fließt und den Remanenzzustand des Kernes 8 vom wird. Der Kern 7 befindet sich somit in einem ZuPunkt 26 in den Punkt 25 (Fig. 4) umschaltet. Die 25 stand, in dem er für den Speicherstromimpuls I₁ keihierdurch in der Wicklung 15 induzierte EMK hat nen nennenswerten Widerstand darstellt. Ebenso dieses Mal entgegengesetztes Vorzeichen, so daß der befindet sich der Speicherkern 6 in einem Zustand, Gleichrichter 22 geöffnet ist und an den Klemmen 20 in dem er für den Ablesestromimpuls Z₂ keinen nen- und 21 ein Ausgangsimpuls auftritt. nenswerten Widerstand darstellt. Daraus geht hervor,

Zum Zeitpunkt t₃ (F i g. 3) ändert sich der Spei- 30 daß der Kern, der zur Zeit negativ ist, die Ausgangscherstrom 7_S wieder auf den Wert -I₁. Dadurch wicklung des Kernes, der den Ausgangskern umwird in der Schleife (Wicklungen 10, 12 und 14) ein schaltet, nicht belastet.

Stromimpuls -Z₁ hervorgerufen und der Ausgangs- Ein weiterer Vorteil der Schaltungsanordnung nach

kern 8 vom Punkt 25 auf einen Punkt23 (Fig. 4) Fig. 2 ergibt sich aus der geeigneten Wahl der Win-

negativ vorgespannt. Der Stromimpuls Z₁ hat somit 35 dungszahl der Wicklung 13. Die durch das Umschal-

auf den Ausgangskern 8 und den Ablesekern 7 kei- ten des Kernes 6 in der Wicklung 10 induzierte EMK

nen Einfluß; auf den Kern7 deshalb nicht, weil er ist e_x = η_χ· άΦ-Jdt, darin ist H₁ die Windungszahl

auf den Punkt 24 (Fig. 4) vorgespannt ist. Schließ- der Wicklung 10 und άΦ nach dt ist die Änderungs-

lich ändert sich zum Zeitpunkt t_t (Fig. 3) der Strom geschwindigkeit des magnetischen Flusses im Kern 6.

IH der Lesestromquelle 17 von +I₂ auf -I₂. Da- 40 Da die gesamte Flußänderung auf einen Wert Φ_α be-

durch wird in der Schleife ein Stromimpuls — i₂ her- grenzt ist, tritt der Wert e_± nur für eine kurze Zeit I₁

vorgerufen, der jedoch auf den Speicherkern 6 keinen auf und fällt dann schnell auf Null ab. Der Strom Z₁

Einfluß hat, da dieser Kern auf einen Punkt 23 steigt an, bis der Kern 8 umgeschaltet wird und eine

(Fig. 4) vorgespannt ist. Dieser Stromimpuls würde Rück-EMK e₂ induziert wird, die e_x entgegengerich-

jedoch den Ausgangskern 8 wiederum umschalten, 45 tet ist und den Stom Z₁ begrenzt. Dann ist

wenn nicht der Speicherstrom 7_S (mit negativem e₂ = n₂ ■ άΦ₂/άί, darin ist n₂ die Windungszahl der

Vorzeichen) durch die Vorspannwicklung 14 fließen Wicklung 13, und άΦ₂/άί ist dieÄnderungsgeschwin-

würde. Dieser Vorspannstrom wird entsprechend der digkeit des magnetischen Flusses im Kern 8. Die ge-

Erfindung vorgesehen, um zu verhindern, daß der samte Flußänderung ist wiederum auf einen Wert Φ₆

Ausgangskern 8 umgeschaltet wird, wenn der Ablese- 50 begrenzt, und e₂ tritt nur für eine Zeiti₂ auf. Wenn

kern 7 zum Zeitpunkt t_t in seinen normalen Sätti- t₂ kleiner ist als t_v so kann Z₁ über einen Wert an-

gungszustand zurückgeschaltet wird. steigen, der nötig ist, um den Kern 8 umzuschalten.

Es sei darauf hingewiesen, daß an die Abstände Dieser Überschuß ist jedoch wirkungslos und stört

der einzelnen Zeitpunkte Z₁ bis i₄ im allgemeinen nur. Die beste und wirkungsvollste Anordnung ergibt

keine Bedingungen zu stellen sind. Es ist in besonde- 55 sich, wenn t_x — t₂ gemacht wird, d. h., U₁ Φ_α muß

ren Fällen jedoch vorzuziehen, die Abstände zwi- = n₂ Φ_ΰ sein. Bestehen die Kerne 6 und 8 aus dem

sehen diesen Zeitpunkten gleich zu wählen. Die gleichen Material, dann ist Φ_α = Φ_ύ, und die eben

Speicher- und Ableseströme7_S und 1_R sind in Fig. 3 genannte Bedingung vereinfacht sich von H₁ zu n_r

als Rechteckimpulse dargestellt worden. Sie sind Bei Einhaltung dieser Bedingung wird alle durch das

jedoch- nicht an diese Form gebunden. So können 60 Umschalten des Kernes erzeugte Energie zum Um-

z. B. Sinuswellen so angeordnet werden, daß die schalten des Kernes 8 verbraucht. Daraus folgt, daß

Zeitpunkte ^₁ bis i₄ durch ihre Null-Durchgänge be- die Wicklung 12 auf dem Ablesekern 7 die gleiche

stimmt werden. In diesem Fall sollen die Sinuswellen Windungszahl wie die Wicklungen 10 und 13 haben

jedoch eine ausreichende Amplitude besitzen, um soll, dabei ist vorausgesetzt, daß alle Kerne aus dem

sicherzustellen, daß die Flußänderung in den Kernen 65 gleichen Material aufgebaut sind,

zu diesen Zeitpunkten möglichst rasch vor sich geht. Die Verwendung der Anordnung nach F i g. 2

Wen Sinuswellen verwendet werden, ist es vorzu- zum Aufbau eines Coders für die Pulscode-Modula-

ziehen, Speicher- und Ableseströme 7_S und 7^ zu tion (PCM) zeigt die Fig. 5. Es ist hier ein Coder

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für die PCM in vereinfachter Form dargestellt, im Pegel m—l entspricht. Die Wicklung 34 hat dann

die Arbeitsweise einfacher beschreiben zu können. m Windungen (oder das gleiche Vielfache davon)

In dieser Figur haben gleiche Teile die gleiche Be- und die Wicklung 35 m—l Windungen (oder das

zeichnung wie in Fig. 2 erhalten. Diese Anordnung gleiche Vielfache davon).

enthält einen Einspeicherkern 6 (auch als Abtastkern 5 Die Signalamplitude sei im Moment der Abtastung

zu bezeichnen), einen Ablesekern 7 und einen Aus- so, daß der Kern durch das angelegte Signal und die

gangskern 8 wie die in F i g. 2 dargestellte Anord- Vorspannung einen Zustand entsprechend dem

nung. Der die Wicklungen 10, 12 und 13 enthaltende Punkt 42 auf dem unteren Ast einnimmt, der zwi-

Kreis ist jedoch jetzt in zwei Kreise aufgeteilt, die scheii H_c und H_c-H_q liegt. Dann aber nimmt der

über die Codierkerne des Coders gekoppelt sind. Es io Kern 28 einen Zustand ein, der durch den Punkt 43

sind hier nur zwei Codierkerne 27 und 28 dargestellt. zwischen H₀-H₁₁ und H₀-IH₉ gekennzeichnet ist.

Der Coder wird durch eine Abtastquelle 29 mit Die Abtastung beginnt mit der positiven Halbhohem Innenwiderstand gesteuert, die den zwei welle des Stromes I₃ (entsprechend J₁ in Fi g. 3). Quellen 16 und 17 der Fig. 2 entspricht. Von dieser Durch den positiven Strom wird der Einspeicher-Quelle wird ein sinusförmiger Strom 7_S an die Lei- 15 kern 6 umgeschaltet, und es wird von der Wicklung rung 30 und ein anderer sinusförmiger Strom I_R an 10 ein Stromimpuls z₃ an die in Reihe geschalteten die Leitung 31 abgegeben. Diese zwei Ströme haben Wicklungen 32 und 33 abgegeben. Durch diesen — wie schon bei der Anordnung nach F i g. 2 — Stromimpuls ändert sich die magnetisierende FeIduntereinander eine Phasenverschiebung von 90°. Die stärke, d.h., in der Fig. 4 werden die Punkte42 Frequenz dieser Ströme entspricht der gewünschten ao und 43 nach rechts verschoben. Wie schon erwähnt, Abtastfrequenz des Coders. Die negativen Halb- steigt der Strom Z₃ an bis der Kern 27 umschaltet, wellen des. ..Stromes/_s fließen über die Wicklung 9, wenn der Punkt 42 die untere rechte Ecke derHysteden Gleichrichter 18 und die Wicklung 14 (wie in resiskurve erreicht. Wenn die Wicklungen 10 und 32 Fig. 2), während die positiven Halbwellen durch die die gleiche Windungszahl haben, ist die gesamte Wicklung 9 und den Gleichrichter 19 fließen, also 25 Pulsenergie für das Umschalten des Kernes 27 vernicht über die Wicklung 14. Der Strom I_R fließt wie braucht, und der Kern 28 kann nicht mehr umgebei Fig. 2 über die Wicklung 11 des Ablesekernes 7. schaltet werden, da keine Energie mehr vorhanden

Die Codierkerne 27 und 28 haben Abtastwicklun- ist. Mit dem Ende des Impulses z₃ bleibt der Kern 27 gen 32, 33 und Vorspannungswicklungen 34, 35, die in einem Zustand, wie er durch den Punkt 44 auf »vorwärts« gewickelt sind und Signalwicklungen 36, 30 dem oberen Ast der Hysteresiskurve angedeutet ist. 37, die »rückwärts« gewickelt sind. Jeder Kern hat Die Abtastwicklungen der anderen Codierkerne eine oder mehrere Ziffernwicklungen, die bei einem (nicht dargestellt) liegen in Reihe mit den Wick-Λ-stelligen Code in Reihe mit η Ziffernleitungen ver- lungen 32 und 33, jedoch kann keiner dieser Kerne bunden sind. Die Verteilung der Ziffernwicklungen umgeschaltet werden, da die Kerne, die eine Vorauf den Kernen hängt vom gewählten Binärcode ab. 35 spannung kleiner als m—l haben, magnetisch so Eine dieser Ziffernwicklungen ist als »vorwärts« ge- vorgespannt sind, daß sie auf dem oberen Ast der wickelt auf dem Kern 27 angebracht und mit 38 be- Hysteresiskurve liegen, und die Kerne, die eine Vorzeichnet. Diese Wicklung liegt in Reihe in der Ziffern- spannung größer als m haben, so vorgespannt sind, leitung 39. Der Kern 28 hat keine Ziffernwicklung in daß sie links vom Punkt 43 liegen,
der Ziffernleitung 39. Beide Kerne können jedoch 40 Durch das Umschalten des Kernes 27 wird auf der noch weitere, nicht dargestellte Ziffernwicklungen Leitung 39 ein Stromimpuls Z₁ erzeugt, der den haben, die in Reihe mit anderen, ebenfalls nicht dar- Kern 8 umschaltet, wie es schon an Hand der Fi g. 2 gestellten Ziffernleitungen liegen. Auch in der Ziffern- erläutert wurde.

leitung 39 können noch andere, nicht dargestellte Da die Ströme /_s und I_R gegeneinander eine

Ziffernwicklungen von anderen, nicht dargestellten 45 Phasenverschiebung von 90° haben, erhält der Ab-

Codierkernen liegen. Die Abtastwicklungen 32 und lesekern 7 zu dieser Zeit durch den Strom I_R eine

33 liegen in Reihe mit der Ausgangswicklung 10 des negative Vorspannung, so daß er nicht umgeschaltet

Einspeicherkernes 6. Die Ziffernleitung 39 liegt in werden kann und auch keine Belastung für den Im-

Reihe mit den Wicklungen 12 und 13 des Ablese- puls Z₁ darstellt.

kernes 7 bzw. des Ausgangskernes 8. Die Vorspan- 50 Wenn die positive Halbwelle des Stromes I₁^ benungswicklungen34 und 35 der Kerne27 und 28 ginnt (entsprechend t₂ in Fig. 3), wird .ein Leseliegen an einer Vorspannungsquelle 40, die einen impuls z₂ erzeugt, der den Kern 8 wieder in den positiven Strom abgibt. An die Signalwicklungen 36 ersten Zustand umschaltet, und man erhält an- den und 37 wird aus der Quelle 41 das zu codierende Si- Anschlüssen 20, 21 einen Ausgangsimpuls, wie schon gnal angelegt. Es handelt sich dabei um ein stets 55 an Hand der F i g. 2 erläutert,
positives Signal. Die Wicklungen 32 und 36 haben Der Impulsstrom Z₂ fließt durch die Wicklung 38 die gleiche Windungszahl wie die Wicklungen 33 und des Codierkernes 27, der dann einen Impuls z'₄ in 37, während die Windungszahlen bei den Vorspan- dem die Wicklungen 10, 32 und 33 enthaltenden nungswicklungen unterschiedlich sind. Durch den Si- Kreis durch transformatorische Kopplung zwischen gnalstrom und den Vorspannungsstrom werden ent- 60 den Wicklungen 38 und 32 des Kernes 27 erzeugt, gegengesetzte Flüsse in den Kernen erzeugt. Da zu diesem Zeitpunkt der Kern durch die positive

Die Anordnung ist so ausgelegt, daß die Stufe Halbwelle des Stromes /_s vorgespannt ist, stellt die

zwischen benachbarten zwei Amplitudenpegeln Wicklung 10 einen vernachlässigbaren Widerstand

einem magnetischen Feld H_q entspricht, das kleiner in der Schleife dar. Da auch der Schleifenwiderstand

als 2 H₀ ist, wobei H₀ der Koerzitivwert des magneti- 65 vernachlässigbar ist, ist der Widerstand der Wick-

schen Materials ist (Fig. 4). Zur Beschreibung der lung 38 für den Stromimpuls.Z₂ ebenfalls vernach-

Arbeitsweise wird jetzt angenommen, daß der Kern lässigbar und behindert das Umschalten des Kernes 8

27 einem Amplitudenpegel m und der Kern 28 einem nicht. ■

Da die Wicklung 32 durch die Schleife praktisch kurzgeschlossen ist, kann der Fluß im Kern 27 durch den Stromimpuls i₂ nicht geändert werden. Auch der Strom Z₄ kann während dieser Zeit nicht groß werden. Man kann daraus entnehmen, daß keiner der Codierkerne durch die Steuerung des Kernes 7 zu dieser Zeit beeinflußt wird.

Wenn die negative Halbwelle des Stromes 7_S beginnt (entsprechend^ in Fig. 3), wird ein Impuls — z_s an die Wicklung des Kernes 27 angelegt, der dann wieder umgeschaltet wird (vom Zustand 44 in den Zustand 42).

Beim Beginn der negativen Halbwelle des StromesI_R (entsprechend i₄ in Fig. 3) wird der Ablesekern 7 in den ersten Zustand umgeschaltet, ohne den Kern 8 zu beeinflussen, da dieser über die Wicklung 14 eine negative Vorspannung durch den Strom J₅ hat.

Bei einem vollständigen Coder hat man einen Einspeicher- bzw. Abtastkern 6, dessen Wicklung 10 mit den Abtastwicklungen (z. B. 32) aller Codierkerne verbunden ist. Weiterhin hat man η getrennte Ziffernleitungen (z. B. 39), von denen jede einen Ablesekern 7 und einen Ausgangs&ern 8 hat. Die Ausgangswicklungen 15 der η Ausgangskerne 8 sind in Reihe geschaltet. Durch entsprechende Wahl von Vorspannungen kann erreicht werden, daß die η Ablesekerne 7 nacheinander durch den Strom/^ gekippt werden.

Die in Fig. 5 beschriebene Anordnung dient nur zur Erläuterung, wie die Ausbildung von Codern unter Anwendung der Erfindung durchgeführt werden kann, ist aber selbst nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Claims (2)

Patentansprüche: 35

1." Anordnung zum rückwirkungsfreien Einschreiben und Ablesen von Binärziffern in magnetische Speicherelemente mit im wesentlichen rechteckiger Hysteresisschleife, die abwechselnd zwei verschiedene Sättigungszustände einnehmen können, zum Aufbau von Codern und Decodern in Pulscode-Modulationssystemen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einspeicherkern (6), ein (Speicher- und) Ausgangskern (8) und ein Ablesekern (7) vorgesehen sind, die je eine gleichsinnig gewickelte Eingangswicklung (9, 11, 13) tragen, daß der Einspeicherkern eine hierzu gleichsinnig gewickelte Ausgangswicklung (10) trägt und der Ausgangskern und der Ablesekern eine gegensinnig gewickelte Ausgangswicklung (15,12) sowie der Ausgangskern eine gegensinnig gewickelte Vorspannungswicklung (14) tragen, daß die Ausgangswicklung des Einspeicherkernes, die Eingangswicklung des Ausgangskernes und die Ausgangswicklung des Ablesekernes in einer Schleife liegen, daß die Binärziffern über einen Gleichrichter (19) an die Eingangswicklung des Einspeicherkernes gelegt werden und an die Eingangswicklung des Ablesekernes die Ableseimpulse, daß die Vorspannung für den Ausgangskern über dem genannten Gleichrichter abgenommen und der Vorspannungswicklung über einen weiteren Gleichrichter (18) zugeführt wird, der relativ zum erstgenannten Gleichrichter so gepolt ist, daß die Öffnung des einen Gleichrichters die Sperrung des anderen bewirkt, und umgekehrt, und daß das Material aller Kerne, ihre geometrischen Abmessungen und die Windungszahlen der Ausgangswicklungen (10 bzw. 12) des Einspeicherkernes und des Ablesekernes und die Eingangswicklung (13) des Ausgangskernes so bemessen sind, daß bei Umkehr des Sättigungszustandes des Einspeicherkernes oder des Ablesekernes durch die an deren Eingangswicklungen angelegte Binärziffer bzw. durch' den Ableseimpuls ein Impuls abgegeben wird, dessen Spannungs-Zeit-Produkt gerade, und nur gerade ausreicht, um den Sättigungszustand des Ausgangskernes umzukehren.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kreis der zu seiner Eingangswicklung gegensinnigen Ausgangswicklung (15) des Ausgangskernes ein Gleichrichter (22) angeordnet ist, der so gepolt ist, daß nur bei der Ablesung ein Ausgangsimpuls an die Ausgangsklemmen (20, 21) gelangt.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1164 472.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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