DE1224365B - Magnetisches Schieberegister - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

GlIc

H03k
Deutsche Kl.: 21 al-37/64

Nummer: 1224 365

Aktenzeichen: S81184IXc/21 al

Anmeldetag: 30. August 1962

Auslegetag: 8. September 1966

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Schieberegister für datenverarbeitende Maschinen.

Bei solchen Schieberegistern wird eine Information von einer Stufe zur anderen verschoben, so daß nach Beendigung einer Verschiebung sich in jeder Stufe die Information befindet, die vorher in der vorangehenden Stufe enthalten war. In bekannten Schieberegistern werden Magnetkerne verwendet, welche bei der Verschiebungsoperation von einem Magnetisierungszustand in einen anderen geschaltet werden, so daß jeweils in einer Wicklung eines Magnetkernes eine Spannung erzeugt wird, um einen Strom in einer Wicklung des nächstfolgenden Magnetkernes zu erzeugen und diesen Magnetkern zu veranlassen, den gleichen Magnetisierungszustand anzunehmen, wie ihn der vorangehende Magnetkern besaß. Auf diese Weise wird eine Information von einem Magnetkern zum anderen verschoben.

Es hat sich aber gezeigt, daß bei solchen Schieberegistern die Gefahr besteht, daß Daten über die nächstfolgende Stufe hinaus oder auch rückwärts verschoben werden. Wenn nämlich durch das von einem Magnetkern erzeugte Signal der Magnetkern der nächstfolgenden Stufe von einem Magnetisierungszustand zum anderen geschaltet wird, entsteht durch die in diesem Kern hervorgerufene Änderung des Magnetflusses ein Signal, welches die Magnetkerne der benachbarten Stufen zu schalten versucht. Auf diese Weise kann es-zu unerwünschten Fehlschaltungen kommen.

Die vorliegende Erfindung weist diese Nachteile nicht auf. Sie ist gekennzeichnet durch einen ersten Steüertransistor, welcher mit den Steuerwicklungen der »geraden« Magnetkerne in Serie geschaltet ist und zudem in Serie mit der Primärwicklung jedes »ungeraden« Magnetkernes liegt; einen zweiten Steuertransistor, welcher mit den Steuerwicklungen der »ungeraden« Magnetkerne in Serie geschaltet ist und zudem in Serie mit der Primärwicklung jedes »geraden« Magnetkernes liegt, wobei die Transistoren einerseits als Schalter oder Verstärker für die Schiebeimpulse und andererseits als Impedanz gegen die in den Primär- und Sekundärwicklungen auftretenden Störströme dienen.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform des Schieberegisters;

F i g. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform.

In Fig. 1 sind vier Kerne I, II, III, IV dargestellt, von denen zwei, I, III, in der nachfolgenden Beschreibung als »ungerade« und zwei weitere. Π, IV, Magnetisches Schieberegister

Anmelder:

Sperry Rand Corporation, New York, N. Y.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Weintraud, Patentanwalt,

Frankfurt/M., Mainzer Landstr. 136-142

Als Erfinder benannt:

Siegfried J. Strobl, Center Square, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 11. Januar 1962 (165 556)

als »gerade« bezeichnet werden. Selbstverständlich kann ein Schieberegister jede gewünschte Größe mit einer dieser entsprechenden Anzahl von Magnetkernen aufweisen. Jeder Magnetkern besitzt drei Wicklungen, nämlich eine Primärwicklung 1, 29, 35, 39, eine Sekundärwicklung 43, 27, 37, 6 und eine Steuerwicklung 2, 3, 4, 5. Bei jeder Wicklung ist ein Punkt eingezeichnet, welcher darauf hinweist, daß, wenn das mit einem solchen Punkt bezeichnete Ende der Steuerwicklung sich z. B. positiv verhält, ebenfalls alle anderen mit einem Punkt bezeichneten Wicklungsenden sich positiv verhalten.

Der Kollektor des Steuertransistors 19 ist in Serie mit den Steuerwicklungen 2,4 aller »ungeraden« Magnetkerne I, III über den Widerstand 25 mit dem Minuspotential 23 verbunden.

In ähnlicher Weise ist der Kollektor des Steuertransistors 21 mit den Steuerwicklungen 3,5 aller »geraden« Magnetkerne II, IV in Serie über den Widerstand 25 mit dem Minuspotential 23 verbunden.

Es sei nun angenommen, daß im Magnetkern II eine binäre »1« und in den anderen Magnetkernen eine binäre »0« gespeichert sind und daß diese »1« mit einem Schiebeimpuls in den Magnetkern III gebracht werden soll. Dieser Impuls wird in Form eines negativen .Impulses der Basis des Steuertransistors 21 zugeführt. Dieser bewirkt einen Strom über die Steuerwicklungen 3,5 aller geraden Magnetkerne II, IV und den Widerstand25 zum Minuspotential 23. Dadurch werden die Magnetkerne II und IV in den Zustand »0« gebracht bzw. in diesem belassen.

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Es soll nun näher untersucht werden, welche Vorgänge beim Schalten des Magnetkernes II vom Zustand »I« in den Zustand »0« auftreten. Da eine Ummagnetisierung stattfindet, tritt beim Umschalten in den Zustand »0« eine Flußänderung auf. Diese erzeugt in den Wicklungen 27 und 29 eine Spannung. In der Wicklung 27 ist das markierte Ende negativ, wenn ein Steuerstrom erzeugt wird, und entsprechendes gilt auch in bezug auf das markierte Ende der Wicklung 29. Ein Stromfluß entsteht nun vom nicht markierten Ende der Wicklung 27 über Masse, Emitter und Kollektor des Transistors 21, Diode 8, Leiter 31, Diode 33 und Wicklung 35 zum markierten Ende der Wicklung 27. Infolgedessen wird durch den durch die Primärwicklung 35 erzeugten Magnetfluß der Magnetkern III auf den »l«rZustand ummagnetisiert, und damit ist der Übergang der Information aus dem Magnetkern II auf den Magnetkern III bewerkstelligt. Bei dieser Ummagnetisierung wird in der Wicklung 37 eine Spannung erzeugt. Infolgedessen weist ihr markiertes Ende positive Polarität auf. Es findet jedoch kein Stromfluß vom markierten Ende über Wicklung 39, Dioden 41 und 7, Transistor 19 und zurück zu dem nicht markierten Ende der Wicklung 37 statt, denn die Dioden 41 und 7 und der Transistor 19, wirken als hohe Impedanzen. Diese verhindern, daß durch einen Störstrom der Magnetkern IV unerwünschterweise in einen anderen Zustand der Magnetisierung versetzt wird.

Es wurde bereits erwähnt, daß auch in der Wicklung 29 eine Spannung erzeugt wird, wenn der Magnetkern II von einem Zustand der Magnetisierung in einen anderen gekippt wird. Das nicht markierte Ende der Wicklung 29 ist positiv. Es fließt jedoch kein Strom über den Emitter des Transistors 19 zu dessen Kollektor und weiter über die Dioden 45 und 7, Wicklungen 29 und 43 zur Erde, denn der Transistor 19 stellt eine hohe Impedanz dar und ver-r hindert, daß der Magnetkern I unerwünschterweise in einen anderen Zustand der Magnetisierung gebracht wird.

Es zeigt sich also, daß jeder der Steuertransistoren 19 und 21 nicht nur die Magnetkerne zu einem Verschiebungsvorgang veranlaßt, sondern auch als hohe Impedanz gegen auftretende Störströme wirkt. Der Transistor 19 liefert den Strom, um die »ungeraden« Magnetkerne I und III umzuschalten und dient zugleich als Impedanz gegen die von den ungeraden Magnetkernen erzeugten Störströme; der Transistor 21 besitzt dieselben Aufgaben bei den geraden Magnetkernen II und IV,

F i g. 2 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel. Die hier verwendeten Bezugszeichen sind die gleichen wie in Fig. 1, mit der Ausnahme, daß den Kernen eine römische X und den anderen Bezugszeichen die Ziffer 2 vorangestellt ist. Neu sind hier die Transformatoren 246 und 247, welche die Transistoren 219 und 221 mit den Steuerwicklungen der Magnetkerne kuppelt, sowie zwei Dioden 248, 249, die an den Kollektor der entsprechenden Transistoren 219 und 221 geschaltet sind. Jeder der Transformatoren 246 und 247 besitzt ein Übersetzungsverhältnis n:l, z. B. 10:1 zwischen seiner Primär- 251, 257 und seiner Sekundärwicklung 253,261. Dies gestattet, Transistoren mit kleiner Maximalbelastbarkeit zu. verwenden.

Angenommen, eine binäre »1« sei im »geraden« Magnetkern ΧΠ gespeichert und jeder der anderen Magnetkerne XI, XIII, XIV hätte eine binäre »0« gespeichert. Um in der Primärwicklung 257 einen Steuerstrom zu erzeugen, wird ein Schiebeimpuls an den Transistor 221 gelegt. Wenn somit ein Steuer-5, strom durch die Steuerwicklung 203 des Magnetkernes XII fließt, wird der Magnetkern von »1« auf »0« umgeschaltet. Die dadurch bewirkte Magnetflußänderung erzeugt in den Wicklungen 227 und 229 eine Spannung, wobei die nicht markierten

ίο Enden dieser Wicklungen positives Potential aufweisen. Wenn ein Steuerstrom vom Transistor 221 fließt, so fließt ein Teil davon vom Kollektor 222 über die Primärwicklung 257 des Transformators 247 zum Minuspotential 259. Die Schaltelemente sind so bemessen, daß der durch die Primärwicklung 257 fließende Strom in der Sekundärwicklung 261 eine Spannung erzeugt, die ausreicht, um die Minus-Vorspannung '-Vb zu kompensieren, so daß das markierte Ende der Sekundärwicklung 261 Erdpotential'aufweist. Mit positivem Potential an dem nicht markierten Ende der Wicklung 227 fließt Strom über Erde, Sekundärwicklung 261, Leiter 231, Diode 233 und Wicklung 235 zum markierten Ende der

. Wicklung 227. Der durch die Wicklung 235 fließende Strom schaltet den Magnetkern XIII auf »1«. Infolgedessen befindet sich nun die vorher im Kern XII enthaltene Information im Magnetkern XIII. Der absolute Wert der Spannung — Vb ist größer als die Spannungsspitze des vom Magnetkern abfließenden Stromes, und bewirkt somit, daß die Dioden 233,208 in den Übertragungsschleifen gegen Störstrom negativ vorgespannt sind.

Bei der Umschaltung des Magnetkernes XIII von »0« auf »i« entsteht in der Wicklung 237 eine Spannung. Da die markierten Enden der Wicklungen 235 und 237 beim Stromdurchfluß positiv sind, ist der Strom bestrebt, vom markierten Ende der Wicklung 237 über die Wicklung 239, in umgekehrter Richtung über die Diode 241, die Sekundärwicklung 253 zum Minuspotential 263 zu fließen. Dies wird jedoch durch die hohe Impedanz der negativ vorgespannten Diode 241 verhindert, die einem Stromfluß entgegenwirkt, so daß kein Störstrom in die Schleife eindringen kann, um eine unerwünschte Umschaltung des Magnetkernes XIV zu verursachen.

Betrachtet man nun die in der Wicklung 229 erzeugte Spannung, so ist festzustellen, daß das nicht markierte Ende der Wicklung 229 negativ ist, so daß der Strom bestrebt ist, über Wicklung 243 an Masse und weiter über Sekundärwicklung 253 des Transformators 246 und über Diode 245 zum markierten Ende der Wicklung 229 zu fließen. Da jedoch die Spannung -Vb einen größeren absoluten Wert hat als das höchste Signal in der Primärwicklung 229 des angesteuerten Magnetkernes XII, bleibt die Diode 245 negativ vorgespannt, und es erfolgt daher kein Stromfluß durch die oben beschriebene Schleife. Auf diese Weise wird jede irrtümliche Schaltung des Magnetkernes XI vermieden,

Die Verwendung eines Transformators zur Verbindung des Steuertransistors mit den Steuerwicklungen der Magnetkerne hat zur Folge, daß der Strom ausschließlich durch eine unabhängige Schleife geleitet wird und nur ein Bruchteil 1: η des Stromes durch den Transistor fließt. Der Steuertransistor überwindet die Vorspannung im Ubertragungsstromlcreis und gestattet den Durchfluß des Induktion.=- stromes. Der Transformator 247 arbeitet wie de*

Transformator 246, außer daß er an die Übertragungsstromkreise anderer Magnetkerne angeschlossen ist.

Daraus ist ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung ein magnetisches Schieberegister beinhaltet, das eine ungewollte Verschiebung von Information in jedweder Richtung verhindert, dabei aber weniger Schaltelemente benötigt als die bisher bekannten Schieberegister. Die Schaltelemente dienen gleichzeitig als hohe Impedanzen, die Störströme blökkieren, so daß keine weiteren Schaltelemente zu solchen Zwecken erforderlich sind.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Schieberegister für datenverarbeitende Maschinen mit Magnetkernen, welche zwei verschiedene, den Binärwerten »0« und »1« entsprechende Magnetisierungszustände annehmen können und so geschaltet sind, daß jeweils die Sekundärwicklung eines Magnetkernes mit der Primärwicklung des nächsten Magnetkernes gekoppelt ist, gekennzeichnet durch einen ersten Steuertransistor (21), welcher mit den Steuerwicklungen (3, 5) der »geraden« Magnet-

. kerne (II, IV) in Serie geschaltet ist, und zudem in Serie mit der Primärwicklung (1,35) jedes »ungeraden« Magnetkernes (I, III) liegt, einen zweiten Steuertransistor (19), welcher mit den Steuerwicklungen (2,4) der »ungeraden« Magnetkerne (I, III) in Serie geschaltet ist, und zudem in Serie mit der Primärwicklung (29,39) jedes »geraden« Magnetkernes (II, IV) liegt, wobei die Transistoren (21,19) einerseits als Schalter oder Verstärker für die Schiebeimpulse und andererseits als Impedanz gegen die in den Primär- und Sekundärwicklungen (1, 29, 35, 39, 43, 27, 37, 6) auftretenden Störströme dienen.

2. Schieberegister nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit jeder Primärwicklung (1, 29, 35, 39) eine Diode (9, 45, 33, 41) in Serie geschaltet ist.

3. Schieberegister nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem Transistor (21,19) eine Diode (8, 7) in Serie geschaltet ist.

4. Schieberegister nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (21,19) mit dem Kollektor mit der Diode (8,7) verbunden ist.

5. Schieberegister nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die Steuerwicklungen (2, 3, 4, 5) über einen Widerstand (25) an die Steuerspannungsquelle (23) gelegt sind.

6. Schieberegister nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuertransistoren (221, 219 [F i g. 2]) über je einen Transformator (247 bzw. 246) an die entsprechenden Primärwicklungen (201, 235 bzw. 229, 239) gekuppelt sind.

7. Schieberegister nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Ende der Primärwicklung (257, 251) eines Transformators (247, 246) an ein Minuspotential (—Vcc) angeschlossen ist, während das andere Ende der Primärwicklung (257 bzw. 251) mit dem Kollektor des entsprechenden Transistors (221 bzw. 219) verbunden ist.

8. Schieberegister nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (261 bzw. 253) eines Transformators (247, 246) in Serie zu den entsprechenden Primärwicklungen (201, 235, 229, 239) der Magnetkerne (XI, XIII, XII, XIV) liegt und an ein Minuspotential (—Vb) angeschlossen ist.

9. Schieberegister nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektoren der Steuertransistoren (221, 219) über je eine Diode (248, 249) an ein Minuspotential (-2Fc) angeschlossen sind.

10. Schieberegister nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine von den Steuertransistoren (221,219) an die Transformatoren (246, 247) angelegte Spannung so herabtransformiert wird, daß die Sekundärwicklung (261, 253) der Transformatoren einen für die Verschiebungsoperation und für Blockierungszwecke geeigneten Impuls liefert.

11. Schieberegister nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformatoren (246, 247) und die Transistoren (219,221) so geschaltet und bemessen sind, daß der über die Primärwicklung (257 bzw. 251) des Transformators fließende Strom in der Sekundärwicklung (261 bzw. 253) eine Spannung erzeugt, die ausreicht, um das an der Sekundärwicklung liegende Minuspotential (— Vb) zu kompensieren.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1089 198.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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