DE1237622B - Verschieberegister mit je eine Mehrzahl OEffnungen aufweisenden Magnetkernen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

GlIc

H03k

Deutsche Kl.: 21 al - 37/64

Nummer: 1237 622

Aktenzeichen: A 36033IX c/21 al

Anmeldetag: 15. November 1960

Auslegetag: 30. März 1967

Es sind Verschieberegister bekannt, bei denen als Speicherelemente in Serie geschaltete Magnetkerne Anwendung finden, die je eine mittlere Hauptöffnung und mindestens eine kleinere, von einer Ausgangswicklung durchsetzte Ausgangsöffnung aufweisen; aufeinanderfolgende Kerne sind durch von den äußeren Stromquellen der Schaltung unabhängige, die Ausgangsöffnung des übertragenden Kernes durchsetzende Ubertragerwicklungen gekoppelt, und die Kerne weisen ferner die Hauptöffnungen durchsetzende Löschwicklungen und eine die Übertragung vorbereitende, die Ausgangsöffnung durchsetzende Übertragungsvorbereitungswicklung auf, welch letztere die Polarisation an der Ausgangsöffnung eines jeden erregten Kernes, von dem eine Information zu übertragen ist, umkehrt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einhaltung enger Toleranzen des Verschiebestromes zu vermeiden, ohne daß dabei die Ausgangsöffnung auch von der dem Kern die Information zuführenden Eingangswicklung durchsetzt ist. Dabei vermeidet die Erfindung eine Rückwirkung des Ubertragungsvorganges auf den vorausgehenden Kern durch Anwendung einer Haltewicklung, die dem rückwirkenden Störfluß entgegenwirkt.

Die belgische Patentschrift 569 974, welche der britischen Patentschrift 878 156 entspricht, sieht zwar auch die Anwendung einer die Ausgangsöffnungen der Kerne durchsetzenden Übertragungsvorbereitungswicklung vor, welche eine Polarisationsumkehr an der Ausgangsöffnung eines erregten Kernes bewirkt, und vermeidet dadurch die Notwendigkeit der Einhaltung enger Toleranzen des Verschiebestromes, dieser Vorteil wird jedoch dadurch erkauft, daß durch die Ausgangsöffnung auch die dem Kern die Information zuführende Wicklung geführt ist. Bei der geringen Kerngröße ist in dem letztgenannten Umstand ein schaltungstechnischer Nachteil zu sehen.

Die Erfindung macht sich hiervon frei und verwendet grundsätzlich Kernanordnungen, bei denen die dem Kern die Information zuführende Wicklung nicht durch die Ausgangsöffnung, sondern durch eine andere Kernöffnung geführt ist. Durch diese die Schaltung der Kerne vereinfachende Maßnahme wird jedoch wiederum die Gefahr erhöht, daß der übertragende Kern auf den vorausgehenden Kern beim Übertragungsvorgang, d. h. beim Löschvorgang des Kernes, zurückwirkt.

Ein Verschieberegister mit einer Mehrzahl in Serie geschalteter, je eine mittlere Hauptöffnung und mindestens eine kleinere Ausgangsöffnung aufweisender Magnetkerne, bei dem aufeinanderfolgende Verschieberegister mit je eine Mehrzahl
Öffnungen aufweisenden Magnetkernen

Anmelder:

AMP Incorporated, Harrisburg, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. phil. G. B. Hagen, Patentanwalt,
ίο München-Solln, Franz-Hals-Str. 21

Als Erfinder benannt:

David Ralph Bennion,

Loma Mar, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 25. November 1959
(855 335)

Kerne durch von den äußeren Stromquellen der Schaltung unabhängige, die Ausgangsöffnung des übertragenden Kernes durchsetzende Übertragerwicklungen gekoppelt sind und den Kernen die Hauptöffnungen durchsetzenden Löschwicklungen und eine die Übertragung vorbereitende, die Ausgangsöffnungen durchsetzende Übertragungsvorbereitungswicklung zugeordnet sind, welch letztere die Polarisation an der Ausgangsöffnung eines jeden erregten Kernes, von dem eine Information zu übertragen ist, umkehrt, kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß eine bei Erregung einer Löschwicklung zur Erregung gelangende Haltewicklung vorgesehen ist und diese Haltewicklung dem dem übertragenden Kern, von welchem aus die Datenübertragung stattfindet, vorangehenden Kern eine solche magnetomotorische Kraft überträgt, daß der vorgeschaltete Kern gegen eine Störsignalerregung durch den Löschvorgang des übertragenden Kernes geschützt ist.

Zweckmäßigerweise durchsetzen die Haltewicklungen die Ausgangsöffnungen der Kerne in solcher Weise, daß die Polarisation im Außenschenkel einer Ausgangsöffnung eines jeden Kernes, dem Löschstrom nicht zugeführt wird, in der dem Löschzustand entsprechenden Richtung gehalten wird.
Daß die Haltewicklungen die Ausgangsöffnungen der Kerne ebenfalls durchsetzen, ist aber nicht als schaltungstechnischer Nachteil zu werten, weil die Haltewicklungen durchgehende Wicklungen sind,

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während die Ausgangswicklungen und damit auch die Eingangswicklungen eines Kernes für jede Kernstufe eine individuelle Wicklung darstellen, für die sich also nicht die Möglichkeit ergibt, die Wicklung als einen durchlaufenden längeren Faden durch samtliehe Öffnungen nacheinander durchzufädeln.

Hinsichtlich der Technik betreffende Verschieberegister mit Magnetkernen, die eine Mehrzahl Öffnungen aufweisen, ist insbesondere zu verweisen auf den Aufsatz in der Zeitschrift »Proceedings I.R.Ε.«, ίο 1959, S. 63 ff. Eine weitere ergänzende Veröffentlichung erschien im März 1959 unter dem Titel »Proceedings of the Western Joint Computer Conference« aus Anlaß der im März 1959 tagenden Konferenz in San Franzisko.

Die Erfindung und ihre Ausführung werden nachstehend an Hand der Figuren erläutert. Von den Figuren zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines bekannten Verschieberegisters mit Kernen, welche eine Mehrzahl Öffnungen haben,

Fig. 2A und 2B schematisch die Ausbildung verschiedener Zustände magnetischer Remanenz in den Kernen,

Fig. 2C und 2D Kerne in einer erfindungsgemäßen Anordnung, wobei verschiedene Zustände der magnetischen Remanenz gezeigt sind,

F i g. 3 bis 7 schematisch verschiedene Ausführungsformen von Schieberegistern gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Schaltungsanordnung eines Verschieberegisters, wie es im allgemeinen den vorgenannten Patenten entspricht. Das Schieberegister besteht aus den in Serie geschalteten Magnetkernen 11 bis 14, wobei unter praktischen Verhältnissen mindestens 20 Kerne Anwendung finden. Die mit ungeraden Ziffern bezeichneten Kerne der Schaltung werden im allgemeinen als ungerade Kerne bezeichnet und diejenigen mit geraden Ziffern als gerade Kerne. Zur Speicherung einer jeden Bitstelle sind ein ungerader Kern, beispielsweise der Kern 11, und ein gerader Kern, beispielsweise der nachfolgende Kern 12, vorgesehen. Das Eingangssignal zu dem Verschieberegister wird über eine Eingangswicklung 19 von der das Signal liefernden Vorrichtung 16 erzeugt, und das Ausgangssignal wird über eine Ausgangswicklung 20 an die das Signal aufnehmende Vorrichtung 18 geleitet.

Die Kerne sind im wesentlichen von Ringform und haben Hauptöffnungen UM bis 14M sowie Empfangsöffnungen 11R bis 14 R und Übertragungsöffnungen 11Γ bis 14 T. Übertragerwicklungen 21 bis 23 bewirken die Kopplung der ungeraden Kerne und der geraden Kerne miteinander und sind durch die Übertragungsöffnung des einen Kernes und die Empfangsöffnung des angekoppelten Kernes geführt.

Um sämtliche ungeraden Kerne zu löschen, damit sie einen solchen magnetischen Zustand annehmen, in welchem Information gespeichert werden kann, wird Strom von einer ersten Stromquelle 24' der für die ungeraden Kerne vorgesehenen Löschwicklung 24 zugeführt, wobei diese Wicklung induktiv mit den ungeraden Kernen dadurch gekoppelt ist, daß sie durch die Hauptöffnung UM, 13M geführt ist. In ähnlicher Weise wird, um die geraden Kerne zu löschen und sie in den Zustand zu versetzen, in welchem Informationsdaten aufgezeichnet werden können, Strom von einer zweiten Stromquelle 25' der für die geraden Kerne vorgesehenen Löschwicklung 25 zugeführt, welch letztere induktiv mit den geraden Kernen dadurch gekoppelt ist, daß sie durch die Hauptöffnungen 12 M und 14 M geführt ist. Ein gelöschter Kern enthält den BitO gespeichert, und ein erregter Kern enthält den Bit 1 gespeichert.

Um eine Verschiebung von einem geraden Kern auf einen ungeraden Kern zu bewirken, geht die Wicklung 30 von der Verschiebestromquelle 32 durch die Öffnung 11Γ des Kernes 11, um den Öffnungsschenkel, welcher zwischen der Übertragungsöffnung 11Γ und der Hauptöffnung UM liegt, d. h. um den inneren Öffnungsschenkel, sodann wiederum durch die Öffnung 11T, dann durch die öffnung UR des Kernes 12, durch die Öffnung 12 M und um den inneren Schenkel der Öffnung, wiederum durch die Öffnung 12 R und sodann durch die öffnung 13 T des nächsten ungeraden Kernes. Die Wicklung 30 bewirkt sowohl transformatorische Kopplung mit den Wicklungen 21 bis 23 als auch eine Übertragungsvorbereitung der Kerne, so daß der kritische Stromwert zum Umschalten der Magnetisierung der Kerne verringert wird.

Die Wicklung 34, welche eine Verschiebung von den geraden Kernen zu den ungeraden Kernen bewirkt, verläuft von der Verschiebestromquelle 36 durch die Öffnung 12 Γ des Kernes 12, die öffnung 13 R des Kernes 13 und ist im übrigen genauso angeordnet wie die Wicklung 30.

Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Anordnung soll nunmehr im Hinblick auf die Fig. 2A und 2B erläutert werden. In dem Kern40 nach Fig. 2A zeigen die Pfeile in der Nähe der Übertragungsöffnung und der Empfangsöffnung die Magnetisierung an, die beim Löschen in dem Kern erhalten wurde, indem beispielsweise der Löschwicklung 42, welche die Hauptöffnung des Kernes 40 durchsetzt, Strom zugeführt wurde. Die Pfeile in der Nähe der Empfangsöffnung und der Übertragungsöffnung zeigen an, daß im Löschzustand die Richtung des Magnetfeldes im äußeren Schenkel und im inneren Schenkel einer jeden öffnung im Uhrzeigersinn um die Hauptöffnung herum erfolgt.

Es wird nunmehr angenommen, daß gemäß Fig. 1 Löschstrom der Wicklung 24 zugeführt wurde und daß die ungeraden Kerne in den Löschzustand gemäß F i g. 2 A übergeführt wurden und daß gewünscht ist, einen Bit 1 von der Vorrichtung 16 auf den Kern 11 zu übertragen. Der Zustand der Magnetisierung in einem erregten Kern ist in Fig. 2B gezeigt. Wenn ein hinreichend starker Strom der Wicklung 19 zugeführt ist, welche die öffnungHi? nach Fig. 1 durchsetzt, ergibt sich eine Umkehr der Magnetisierung an dem magnetischen Weg, welcher die Hauptöffnung umgibt. Insbesondere wird die Richtung des Magnetflusses in dem äußeren Schenkel der Empfangswicklung umgekehrt und ferner in dem inneren Schenkel der Übertragungsöffnung. Der Magnetfluß im inneren Schenkel der Empfangsöffnung und im äußeren Schenkel der Übertragungsöffnung behält die gleiche Richtung wie zuvor. Der Strom, welcher die die Empfangsöffnung durchsetzende Wicklung durchfließt, muß eine hinreichend hohe Amplitude haben, mit anderen Worten gesagt, die magnetomotorische Kraft, welche in dem Kern durch dieEmpfangsöffnung zur Wirkung gebracht wird, muß so stark sein, daß eine Umkehr des magnetischen Feldes um die Hauptöffnung herum erfolgt. Es muß diese magnetomotoriscae

Kraft einen bestimmten Mindestwert überschreiten, damit die Umkehr des magnetischen Feldes erfolgt und nicht der Kern in dem in Fig. 2A dargestellten Zustand verbleibt. Um Daten auf die Kerne zu übertragen, muß daher die Stromquelle 16 einen Strom an die Wicklung 19 liefern, wenn jedoch der Strom niedriger ist als dem Minimalwert entspricht, wird die Magnetisierung im Kern 11 nicht geändert. Wenn der Strom jedoch diesen Schwellwert überschreitet, wird der Kern 11 in den Erregungszustand gebracht.

Die Wicklung 25 wird dann erregt, und es werden sämtliche geraden Kerne gelöscht. Darauf wird die Wicklung 30 mit einem Strom erregt, dessen Amplitude eine elektromotorische Kraft bewirkt, die etwas kleiner oder gleich dem kritischen Stromwert ist, welcher den Kern 12 in den Erregungszustand überführt, diesen Stromwert aber nicht überschreitet. Wenn der Kern 11 sich unter dem Einfluß der von der Vorrichtung 16 gelieferten Signale weiterhin im Löschzustand befindet, werden die Zustände der Kerne 11 und 12 nicht geändert. Auf diese Weise kann ein Signal 0 von dem Kern 11 auf den Kern 12 übertragen werden. Der der Wicklung 30 zugeführte Strom hat eine solche Richtung, daß eine Umkehr des Magnetflusses um die Übertrageröffnung des Kernes, mit welcher die Wicklung 30 gekoppelt ist, bewirkt wird. Wenn sich der Kern im Löschzustand befindet, kann nur eine Flußumkehr um die Hauptöffnung herum erfolgen, und da die zur Wirkung gebrachte magnetomotorische Kraft den Schwellwert nicht überschreitet, tritt eine solche Umkehr des Magnetflusses nicht ein.

Wenn ein Magnetkern sich in seinem Erregungszustand befindet, kann eine Umkehr des Magnetflusses um die Übertragungsöffnung dadurch erzeugt werden, daß eine magnetomotorische Kraft zur Wirkung gebracht wird, die geringer ist als dem genannten Schwellwert entspricht oder geringer ist als der Wert, welcher eine Umkehr des Magnetflusses um die Hauptöförung bewirkt. Wenn sich daher der Kern 11 im Erregungszustand befindet, kann ein Strom in der Wicklung 30 eine Umkehr des Magnetflusses an der Übertragungsöffnung des Kernes 11 bewirken, so daß eine Spannung in der Wicklung 21 erzeugt wird, welche sich dem bereits fließenden Strom hinzu addiert, so daß nunmehr der kritische Stromwert, welcher eine Umkehr des Magnetflusses um die Hauptöffnung des Kernes 12 herum bewirkt, überschritten wird, so daß der Kern 12 in seinen der Fig. 2B entsprechenden Erregungszustand gebracht wird. Nachdem die ungeraden Kerne durch die Wicklung 24 gelöscht wurden, wird die Wicklung 34 erregt, so daß ein Bit des Kernes 12 auf den Kern 13 übertragen wird. Der Kern 11 befindet sich jetzt in dem Zustand, daß er einen neuen Bit aufnehmen kann. Indem man der Reihe nach die Löschwicklungen und die Verschiebewicklungen erregt, können Daten von ungeraden Kernen auf die geraden Kerne übertragen werden und von den geraden Kernen auf die ungeraden Kerne, und schließlich können die Daten aus dem Verschieberegister hinausgeschoben werden.

Bei dem in Fig. 2C dargestellten Kern ist eine Übertragungsvorbereitungswicklung 46 mit der Übertragungsöffnung gekoppelt, die sich um den inneren Schenkel dieser Öffnung mit einer Anzahl Windungen N₁ erstreckt und sich um den äußeren Schenkel der öffnung mit einer Windungszahl N₂ erstreckt. Die Wicklung 46 ist mit der Übertragungsöffnung in ähnlicher Weise gekoppelt wie die Verschiebewicklungen mit der Empfangsöffnung und der Übertragungsöffnung gekoppelt sind, nämlich in Form einer 8. Es soll zunächst angenommen werden, daß ein Strom in der Wicklung 46 in solcher Richtung fließt, daß die S Richtung des Magnetflusses an der Übertragungsöffnung entsprechend Fi g. 2 C umgekehrt wird, ohne daß dabei die Richtung des Magnetflusses um die Hauptöffnung beeinflußt wird. Der Strom hat eine Größe, die unterhalb des kritischen Stromwertes liegt,

ίο wenn der Kern sich im Erregungszustand befindet, und wenn sich der Kern im Löschzustand befindet, ist er nicht hinreichend groß, um eine unerwünschte Umkehr des Magnetfeldes zu bewirken. Der Magnetfluß um die Übertragungsöffnung wird im Gegenuhrzeigersinn polarisiert entsprechend Fig. 2C, wenn der Kern vorbereitet wird, und wird im Uhrzeigersinn entsprechend Fig. 2D polarisiert, wenn der Kern nicht vorbereitet wird. Die Zuführung eines Stromes zu der Übertragungswicklung 48 bewirkt eine Umkehr des Magnetflusses um die Ubertragungsöffnung herum, auch wenn der Kern zuvor erregt war, so daß der Magnetfluß um die Übertragungsöffnung im Uhrzeigersinn polarisiert wird. Nachdem ein Kern in den Erregungszustand gebracht wurde, welches der Zustand ist, in welchem der Magnetfluß um die Übertragungsöffnung im Uhrzeigersinn verläuft, wird eine Übertragungsvorbereitung durch Erregen der Ubertragungsvorbereitungswicklung bewirkt, so daß der Magnetfluß um die Übertragungsöffnung umgekehrt wird.

Es wird nunmehr auf F i g. 3 Bezug genommen. Die Verschiebewicklungen 47, 49 zum Verschieben von einem ungeraden Kern zu einem geraden und umgekehrt sind mit den ungeraden bzw. geraden Kernen, beispielsweise wie in F i g. 1 gezeigt, gekoppelt. Die Polarität der Kopplung muß so sein, daß der Magnetfluß in bezug auf die Übertragungsöffnung in dem Uhrzeigersinn wirksam wird, wenn die Verschiebewicklungen erregt werden. Um die Übersichtlichkeit nicht zu stören, ist die Verschiebewicklung in F i g. 3 in vollständiger Form nur am Kern 11 gezeigt. Bei den anderen Kernen ist die Kopplung nur durch Pfeile angedeutet. Eine Übertragungsvorbereitungswicklung 50 eines geraden Kernes ist induktiv mit der Übertragungsöffnung sämtlicher geraden Kerne gekoppelt, wie dies in Fig.2C bei der Wicklung 46 gezeigt ist. Es ist jedoch, um. die Übersichtlichkeit der Figuren nicht zu stören, diese Kopplung bei den Kernen 11 bis 13 nur durch Pfeile angedeutet.

Eine ÜbertragungsvorbereitungswicklungSl für die ungeraden Kerne ist in ähnlicher Weise mit den Übertragungsöffnungen der ungeraden Kerne gekoppelt, entsprechend der Kopplungsweise der Wicklung 46 nach Fig. 2C. Eine Löschwicklung54 für die ungeraden Kerne ist in Serie mit den ungeraden Kernen gekoppelt, indem die Wicklung durch die Hauptöffnung geführt ist und von dort an den äußeren Schenkel der Übertragungsöffnung der geraden Kerne geleitet ist und danach wiederum durch die Hauptöffnung des folgenden ungeraden Kernes und dann durch den äußeren Schenkel an der Übertragungsöffnung des folgenden geraden Kernes geführt ist. In ähnlicher Weise ist eine Löschwicklung 56 durch die Hauptöffnung eines geraden Kernes und dann durch die Übertragungsöffnung eines ungeraden Kernes geführt. Der Teil einer jeden Löschwicklung, welcher mit der Übertragungsöffnung gekoppelt ist, dient dem Zweck, den betreffenden Kern gegen den Erregungs-

Vorgang zu schützen, welcher durch das Löschen des nachfolgenden Kernes, mit welchem die Übertragungswicklung gekoppelt ist, bedingt sein kann.

Die Reihenfolge der Erregung der verschiedenen Wicklungen nach Fig. 3 ist in der nachstehenden Tabelle 1 erläutert.

	»Ε 4Π	Tabelle	ti	1	Il	Strom der Übertr	agungswicklung ι
Taktfolge	54	Gerader Kern 12	ti		Il	Positiv
Verschieben O -s	50	It	Il	Ungerader Kern 13	ti
Löschen O	-O 49	It	ti		ti		Negativ
Vorbereiten E	56	It	Il		Il		Positiv
Verschieben £-5	52	It				Positiv
Löschen E		tt
Vorbereiten O	tt
tt
tt
It
It
It

Zur Erläuterung der Tabelle wird angenommen, daß der Kern 11 in den Erregungszustand gebracht wurde und danach vorbereitet wurde. Neben der Spalte, welche die Taktfolge der Erregungen der verschiedenen Wicklungen angibt, sind zwei Spalten in der Tabelle vorgesehen, die Pfeile aufweisen und den geraden Kern 12 betreffen; zwei weitere Spalten mit Pfeilen betreffen den ungeraden Kern 13. Die Pfeile in der ersten Teilspalte entsprechen dem Magnetfluß in dem äußeren und inneren Schenkel der Empfangsöffnungen des Kernes 12, und die Pfeile in der zweiten der beiden Spalten entsprechen der Richtung des Magnetflusses in den inneren und äußeren Schenkeln der Ausgangsöffnung bzw. Übertragungsöffnung.

Die Tabelle zeigt ferner die Richtung der Ströme in den Übertragungswicklungen 21 und 22. Diese Ströme sind mit /_i21 und I_L22 bezeichnet.

Bei Erregen der Wicklung 47 wird der Erregungszustand des Kernes 11 auf den Kern 12 übertragen. Der Magnetfluß in dem Kern 12 nimmt dann den Zustand an, der in der ersten Zeile der für den geraden Kern 12 maßgeblichen Spalte bezeichnet ist. Ein positiver Strom fließt in der Übertragungswicklung 21 und hat daher eine solche Richtung, daß durch ihn der Kern 12 erregt wird. Die Wicklung 54 wird darauf erregt und ändert den Zustand des Kernes 12 nicht, es wird indessen der Kern 13 gelöscht, wie dies in den Spalten des ungeraden Kernes 13 vermerkt ist.

Darauf wird die Wicklung 50 erregt, so daß der Magnetfluß in dem inneren Schenkel und dem äußeren Schenkel an der Übertragungsöffnung in jedem der geraden Kerne umgekehrt wird, mit Ausnahme desjenigen, der bereits im Erregungszustand ist; ein negativer Strom wird daher in der Übertragungswicklung 22 induziert infolge des Stromes, der durch die Wicklung 50 fließt, welcher eine solche Richtung und Amplitude hat, daß der Zustand der Magnetflüsse der ungeraden Kerne oder der geraden Kerne, die sich im Löschzustand befinden, nicht beeinflußt wird. Die Wicklung 49 wird jetzt erregt und bewirkt, daß der Kern 13 in den Erregungszustand übergeführt wird und der Kern 12 einen Zustand annimmt, der identisch mit dem Zustand ist, in welchem er das erste Mal in den Erregungszustand gebracht wurde. Ein positiver Strom fließt durch die Wicklung 22, was für das Erregen des Kernes 13 wünschenswert ist.

Es wird nunmehr die Wicklung 56 erregt. Durch das Löschen des Kernes 12 ergibt sich eine Umkehr des magnetischen Flusses in dem äußeren Schenkel des Kernes 12 an der Empfangsöffnung, was zur Folge hat, daß ein positiver Strom in der Wicklung 21 fließt; dieser Strom kann eine solche Amplitude annehmen, daß der Kern 11, mit welchem die Über-

ao tragungswicklung 21 gekoppelt ist, fälschlicherweise erregt wird. Um dies zu vermeiden, ist die Wicklung 56 mit den Ubertragungsöffnungen der ungeraden Kerne gekoppelt, und zwar in einem solchen Sinn, daß eine Gegenkopplung gegen die Erregung erfolgt, die durch den positiven Strom in der Übertragungswicklung in den ungeraden Kernen bewirkt wird. Derartige Gegenkopplungen der Wicklung 56 verhindern die ungewünschte Erregung von ungeraden Kernen. Die Wicklung 54 ist in ähnlicher Weise mit den geraden Kernen gekoppelt, um nicht gewünschte Erregungen zu verhüten. Würde man solche Gegenkopplungen nicht verwenden, so müßte die Amplitude des Löschimpulses einen niedrigen oberen Grenzwert haben, und die Impulsbreite des Löschimpulses würde einen hohen unteren Grenzwert haben, wodurch sich ungünstige Stromtoleranzen und eine Verringerung der Arbeitsgeschwindigkeit ergeben würden.

Die magnetomotorische Kraft, die durch die den inneren Schenkel umschließende Ubertragungsvorbereitungswicklung 50, 52 erzeugt wird, die in Fig. 2C mit der WindungszahlN₁ angegeben ist, liegt unterhalb des Schwellwertes der Hauptöffnung, damit teilweises Löschen des Kernes während des Übertragungsvorbereitungszustandes vermieden wird. Die magnetomotorische Kraft der auf den äußeren Schenkel wirkenden Übertragungsvorbereitungswicklung, die mit der Windungszahl N₂ wirkt, liegt ebenfalls unterhalb des Schwellwertes, der für die Hauptöffnung maßgeblich ist, so daß unerwünschte Erregungen der gelöschten Kerne vermieden werden. Die maximal mögliche magnetomotorische Kraft der Übertragungsvorbereitung ist daher gleich dem doppelten kritischen Schwellwert. Es ist auch möglich, irgendein Verhältnis der Windungszahlen N₁ zu den Windungszahlen N₂, welches größer als 1 ist, zu verwenden, und es ist im Prinzip auch möglich, mit irgendeinem Verhältnis der Windungszahlen N_T der mit der Übertragungsöffnung gekoppelten Übertragerwicklung zu der Windungszahl N% des mit der Empfangsöffnung gekoppelten Teiles der Übertragerwicklung zu arbeiten. Die minimale untere Grenze der Breite des Ubertragungsvorbereitungsimpulses ergibt sich, wenn AT₁ = N₂ ist und N_T = N_R ist, wo-

bei der Widerstand R_L der Ubertragerwicklung den oberen Grenzwert hat, der sich aus Betrachtungen der Magnetflußbedingungen ergibt. Dieser obere Grenzwert bestimmt die maximale Ubertragungsge-

schwindigkeit der Anordnung, da die Übertragungsgeschwindigkeit im wesentlichen durch die Zeitdauer beschränkt wird, welche für die Übertragungsvorbereitung benötigt wird.

Der wesentliche Unterschied zwischen dem Verschieberegister gemäß F i g. 1 und dem gemäß F i g. 3 besteht darin, daß bei der erstgenannten Ausführung eine Umschaltung des Magnetflusses stets bei einem Verschiebeimpuls entweder in beiden Schenkeln oder in keinem der Schenkel, welche mit einer Übertragerwicklung gekoppelt sind, auftritt; bei der Anordnung gemäß F i g. 3 erfolgt eine Umschaltung in nur einem Schenkel, welcher mit einer Übertragerwicklung gekoppelt ist, beispielsweise bei der Wicklung 22, wenn die Wicklungen 50 und 54 erregt werden.

Die entsprechenden elektromotorischen Kräfte Ν_ΤΦ_Ε bzw. Ν%Φ₀, wobei Φ_Ε und Φ_ο die entsprechenden Änderungen des magnetischen Flusses in den geraden bzw. ungeraden Kernen bedeuten, müssen durch das Spannungsgefalle R_LI_L ausgeglichen werden, wobei 1_L der Strom der Übertragerwicklung ist und R_L der Widerstand derselben. Dementsprechend ist der Werti?_L, welcher vom Durchmesser, der Länge und dem Material der Übertragerwicklung abhängt, von hoher Bedeutung bei einer Ausführungsform gemäß F i g. 3, während, vorausgesetzt, daß die Werte hinreichend niedrig sind, bei einer Anordnung gemäß F i g. 1 sich kein besonderer Einfluß ergibt.

Eine Schaltungsanordnung gemäß F i g. 3 kann wesentlich vereinfacht werden, wie F i g. 4 zeigt. Es zeigt sich aus der Reihenfolge der Änderungen des magnetischen Kraftflusses, wie sie in Tabelle 1 dargestellt sind, daß während eines vollständigen Zyklus der Taktgeberimpulse die Wicklungen 54 und 56 zur gleichen Zeit erregt werden wie die Wicklungen 47 und 49. Da die Gegenkopplungsteile der Wicklungen 54 und 56 im wesentlichen identisch mit den koppelnden Teilen der Wicklungen 47 und 49 an den Kernen sind, kann eine gemeinsame Wicklung an der Übertragungsöffnung eines jeden Kernes für die Zwecke der Verschiebung und der Gegenkopplung verwendet werden, wenn die Windungszahl der Gegenkopplungswicklung gleich der Windungszahl der Übertragerwicklung an einer Übertragungsöffnung ist. Eine derartige Anordnung der Wicklungen ist in F i g. 4 gezeigt. Eine zum Löschen der ungeraden Kerne dienende Wicklung 60 erstreckt sich durch die Hauptöffnungen der ungeraden Kerne 11 und 13, und eine dem Löschen der geraden Kerne dienende Wicklung 62 erstreckt sich durch die Hauptöffnungen der geraden Kerne 12 und 14. Nach Durchsetzen der Hauptöffnungen der geraden bzw. ungeraden Kerne sind die Wicklungen 60 und 62 miteinander verbunden und in Serie geschaltet mit einer Verschiebe- und Gegenkopplungswicklung 64. Die Wicklung 64 ist mit der Übertragungsöffnung eines jeden Kernes des Verschieberegisters gekoppelt und wird erregt, wenn entweder die Wicklung 60 oder 62 erregt wird. Für die Zwecke der Einstellung der Vorpolarisation in den Kernen durchsetzt eine Wicklung 69 in Serie die Hauptöffnungen sämtlicher Kerne 11 bis 14 mit einer Wicklungszahl N_B.

Eine einzige Übertragungsvorbereitungswicklung 66 ist induktiv mit der Übertragungsöffnung eines jeden Kernes des Verschieberegisters gekoppelt. Da die magnetomotorische Kraft der Ubertragungsvorbereitung niemals den Schwellwert überschreitet, welcher erforderlich ist, um den Magnetfluß um die Hauptöffnung herum umzukehren, kann die magnetomotorische Kraft der Übertragungsvorbereitung auch an den ungeraden Kernen zur Wirkung gebracht werden, wenn die geraden Kerne vorerregt werden, d. h., die Übertragungsvorbereitung kann an allen Kernen gleichzeitig wirken. Der Strom der Übertragungsvorbereitung kann sämtlichen Kernen kontinuierlich zugeführt werden, wenn die Löschströme

ίο so eingestellt sind, daß sie die zusätzliche magnetomotorische Kraft, welche durch den kontinuierlichen Übertragungsvorbereitungsstrom erzeugt wird, aufheben; dadurch kann eine einzige Ubertragungsvorbereitungswicklung, die sämtliche Kerne durchsetzt, verwendet werden. Es kann die nachfolgende Art der Erregung und Taktfolge verwendet werden:

Tabelle 2

Impuls-Übertragungsvorbereitung

Löschen ungerade Kerne
Vorbereitung
Löschen gerade Kerne
Vorbereitung

Gleichstrom-Übertragungsvorbereitung

Löschen gerade Kerne
Löschen ungerade Kerne

Wenn die Wicklungen gemäß F i g. 4 angeordnet sind, kann das Verschieberegister durch eine Folge von Erregungen von nicht mehr als vier Wicklungen betrieben werden, wobei nur drei Impulsgeneratoren benötigt werden, da zwei der Erregungen durch die Übertragungsvorbereitung gebildet werden.

Mit einer geeigneten Anzahl Windungen kann für die Übertragungsvorbereitung Gleichstrom verwendet werden, so daß eine Folge von zwei Phasen sich bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 ergibt. Die zum Löschen der geraden Kerne und zum Löschen der ungeraden Kerne vorgesehenen Wicklungen 60 bzw. 62 sind mit den Kernen in gleicher Weise gekoppelt wie in Fig. 4. Eine Verschiebe- und Gegenkopplungswicklung 68 ist mit den Übertragungsöffnungen sämtlicher Kerne gekoppelt und liegt in Serie mit den Wicklungen 60 und 62, so daß eine Steuerung erfolgt, wenn entweder eine Wicklung 60 oder eine Wicklung 62 erregt wird.

Eine Übertragungsvorbereitungswicklung 70 ist induktiv mit den Ubertragungsöffnungen sämtlicher Kerne gekoppelt. Bei der Gleichstromvorerregung wird die in Tabelle 2, rechte Spalte, dargestellte Zeitfolge benutzt.

Eine Wicklung66 durchsetzt gemäß Fig. 4 die Hauptöffnungen sämtlicher Kerne und kann dem Zweck dienen, eine positive Übertragungsvorbereitung im Sinne des Erregungszustandes der Kerne zu bilden, so daß sämtliche Signale aufnehmenden Kerne während des Übertragungsvorganges einen geringeren Übertragungsstrom benötigen und dementsprechend die Amplitude der für die Verschiebung benötigten magnetomotorischen Kraft geringer wird. Die Anwendung einer solchen magnetomotorischen Übertragungsvorbereitung an allen übertragenden Kernen wirkt sich lediglich auf die Wahl der Windungszahl Nc der Löschwicklungen aus. Die Wicklung 66 kann in Serie mit der Wicklung 64 liegen, wobei sich in diesem Fall eine enge obere Grenze für die Amplituden der erregenden Ströme der Wicklungen 60 und 62 ergibt. Wenn der vorgenannte

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durch Gleichstrom erzeugte Vormagnetisierungsstrom verwendet wird, müssen die Werte von JV₁ und N₂ in geeigneter Weise aufeinander abgestimmt werden.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 ist die Vormagnetisierungswicklung fortgelassen. Wenn Gleichstrom für die Übertragungsvorbereitung benutzt wird, wie dies nach F i g. 5 der Fall ist, so hat eine Ubertragungsvorbereitungswicklung an dem inneren Schenkel einer Übertragungsöffnung den Einfluß, welchen ein negativer Gleichstrom als Vormagnetisierung eines empfangenden Kernes ausübt. Dieser Einfluß muß entweder durch einen Impulsvormagnetisierungsstrom, welcher dem inneren Schenkel der Ubertragungsöffnung zugeführt wird, ausgeglichen werden, oder es muß eine zusätzliche Beschränkung der vormagnetisierenden magnetischen Kräfte F_B und der vorbereitenden magnetomotorischen Kräfte Fp in Kauf genommen werden. Diese beschränkende Bedingung kann ausgedrückt werden als

wobei F₂ der magnetische Schwellwert für die Hauptöffnung ist und

-F₂<F_B<F₂

ist. Die Übertragungsvorbereitungswicklung 70 in Fi g. 5 ist nur mit den äußeren Schenkeln der Übertragungsöffnungen der betreffenden Kerne gekoppelt, wobei Fβ — 0 und F_P ^. F₂.

Wenn die Hysteresisschleife des Kernmaterials vollkommen rechteckig wäre, würde sich theoretisch kein oberer Grenzwert für die Amplitude des der Verschiebewicklung zugeführten Impulses und auch nicht für die Geschwindigkeit der Übertragung ergeben, da in Anbetracht der Übertragungsvorbereitung der Kerne der Verschiebungsimpuls sich so auswirkt, daß eine Änderung des Magnetflusses in Richtung auf den Löschzustand sich ergibt. Eine gewisse elastische Flußkopplung im übertragenden Kern, d. h. ein Magnetfluß, welcher sich sofort rückbildet, sobald die erregende magnetomotorische Kraft aufhört, bewirkt, daß ein gewisser Übertragungsstrom auch fließt, wenn ein Wert 0 übertragen wird. Wenn dieser Strom hinreichend stark ist und sich hinreichend schnell ändert, wird eine hinreichend nichtelastische Flußänderung in dem empfangenden Kern erzeugt, so daß ein Aufbau des Löschzustandes beginnt, und dadurch ist dem Verschiebestrom eine obere Grenze gesetzt. Es hat sich unter praktischen Verhältnissen jedoch gezeigt, daß die obere Grenze des Verschiebestromes mindestens dreimal so groß ist wie der untere Grenzwert.

Für die Löschamplitude besteht kein oberer Grenzwert, vorausgesetzt, daß das Verhältnis N_HIN_C, nämlich das Verhältnis der Gegenkopplungswindungszahl zur Löschwindungszahl, einen bestimmten Wert überschreitet, beispielsweise den Wert 2, wenn N₇JN_R = 2.

Aus Tabelle 1 war zu erkennen, daß an dem inneren Schenkel eines Kernes in der Nähe der Empfangsöffnung während eines vollständigen Arbeitszyklus keine Änderung auftritt. Es kann daher die Empfangsöffnung bei einem Kern fortgelassen werden, wenn erfindungsgemäß Übertragungsvorbereitung verwendet wird, so daß sich nicht nur eine einfachere Konstruktionsweise des Kernes ergibt, sondern auch der Bau des Verschieberegisters selbst beträchtlich einfacher wird, da die Übertragerwicklung durch die große Hauptöffnung und nicht durch die kleine Empfangsöffnung eines Kernes geführt werden kann. Läßt man die Empfangsöffnung in Fortfall kommen, so kann ein sehr viel niedrigerer steuernder Strom verwendet werden, da Verluste, die sich durch elastische Flußänderungen um die Empfangsöffnung herum ergeben, vermieden werden.

F i g. 6 zeigt, wie Kerne ohne Empfangsöffnung verwendet werden können, wobei die Übertragerwicklung in jedem Fall durch die Übertragungsöffnung eines Kernes und die Hauptöffnung des folgenden Kernes geführt ist. Nach F i g. 6 haben die Kerne 81 bis 84 nur Hauptöffnungen 81M bis 84 M und Ubertragungsöffnungen 81T bis 84 T. Daten darstellende Signale werden von der Vorstufe 86 geliefert, die mit dem ersten Kern 81 über die Eingangswicklung 88 gekoppelt ist, welche durch die öffnung 81M geführt ist. Übertragerwicklungen 91 bis 93 koppeln die Kerne 81 bis 84 miteinander in solcher Weise, daß eine Übertragung von Daten von einem Kern auf den nächsten möglich ist. Jede Übertragerwicklung durchsetzt die Ubertragungsöffnung des übertragenden Kernes und die Hauptöffnung des Kernes, auf welchen die Übertragung stattfindet, während eine Ausgangswicklung 94 durch die öffnung 84 T des letzten Kernes und an die nachgeschaltete Stufe 96 geschaltet ist.

Eine Wicklung 98 zum Löschen der ungeraden Kerne ist an eine Löschimpulse liefernde Stromquelle 100 angeschlossen und durchsetzt die ungeraden Kerne, indem sie durch ihre Hauptöffnungen geführt ist. Eine Wicklung 102 zum Löschen der geraden Kerne ist an eine Stromquelle 104 angeschlossen, welche Löschimpulse liefert, wobei die Wicklung 102 die Hauptöffnungen der geraden Kerne durchsetzt. Die Enden der Wicklungen 98 und 102 sind miteinander verbunden und bilden eine Verschiebe- und Gegenkopplungswicklung 106, die in Serie sämtliche Übertragungsöffnungen 81T bis 84 T durchsetzt. Eine Übertragungsvorbereitungswicklung 108 erhält Strom von einer Stromquelle 110. Die Wicklung 108 ist durch sämtliche Hauptöffnungen der Reihe nach geführt und durch sämtliche Übertragungsöffnungen. Die Windungszahl an den Hauptöffnungen ist JV₁, und die Windungszahl an den Ubertragungsöffnungen ist JV₁ und N₂. Diese Anordnung der Übertragungsvorbereitungswicklung kann statt der in F i g. 4 vorgesehenen Art verwendet werden. Es ist indessen die Folge der Erregung der Wicklungen die gleiche wie in F i g. 4. Es kann entweder eine impulsmäßig oder eine durch Gleichstrom betriebene Übertragungsvorbereitung Anwendung finden, wobei in F i g. 6 die Polarität angedeutet ist.

Gemäß F i g. 7 ist eine weitere Vereinfachung dadurch erzielt, daß die Verschiebe- und Gegenkopplungswicklung einen Teil der Übertragungsvorbereitungswicklung bildet. In F i g. 7 sind diejenigen Teile, welche die gleichen Funktionen wie in F i g. 6 erfüllen, in gleicher Weise bezeichnet. Die Löschwickhingen für die geraden Kerne und die ungeraden Kerne 98, 102 durchsetzen zunächst die Hauptöffnungen der betreffenden Kerne, sind dann miteinander verbunden und an das eine Ende der Verschiebe- und Gegenkopplungswicklung 112 angeschlossen, welch letztere der Reihe nach sämtliche Übertragungsöffnungen durchsetzt. Das andere Ende der Wicklung 112 ist an die Stromquellen 100 und 104 angeschlossen, welche die Löschströme für die

geraden bzw. ungeraden Kerne liefern. Die Enden der Wicklungen 98, 102, welche miteinander verbunden sind, sind ebenfalls an einen Teil der Ubertragungsvorbereitungswicklung 114 angeschlossen, welche letztere sämtliche Hauptöffnungen der Kerne in umgekehrter Reihenfolge durchsetzt und zu einer die Übertragungsvorbereitung bewirkenden Stromquelle 110 geführt ist. Das andere Ende der Wicklung 112 ist ebenfalls an die Stromquelle 110 angeschlossen.

Wenn entweder die Stromquelle 100 oder die Stromquelle 104 erregt wird, so bewirken die betreffenden Wicklungen 98 und 102, wie zuvor erörtert, den Löschvorgang und das Vorrücken der Daten zu den geraden oder ungeraden Kernen und verhindern das Auftreten nicht gewünschter Erregungen in den Kernen, die sich durch Induktion von Spannungen in den Übertragungsleitungen beim Löschen eines Kernes ergeben könnten. Das Erregen der Wicklung 114 durch die Stromquelle 110 sendet einen Strom durch die Wicklungen 114 und 112, die hier als eine einzige Übertragungsvorbereitungswicklung wirken. Die elektrischen Stromquellen 100, 104 und 110 sind in bekannter Weise voneinander isoliert.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verschieberegister mit einer Mehrzahl in Serie geschalteter, je eine mittlere Hauptöffnung und mindestens eine kleinere Ausgangsöffnung aufweisender Magnetkerne, bei dem aufeinanderfolgende Kerne durch von den äußeren Stromquellen der Schaltung unabhängige, die Ausgangsöffnung des übertragenden Kernes durchsetzende Übertragerwicklungen gekoppelt sind und den Kernen die Hauptöffnungen durchsetzende Löschwicklungen und eine die Übertragung vorbereitende, die Ausgangsöffnungen durchsetzende Übertragungsvorbereitungswicklung zugeordnet sind, welch letztere die Polarisation an der Ausgangsöffnung eines jeden erregten Kernes, von dem eine Information zu übertragen ist, umkehrt, dadurch gekennzeichnet, daß eine bei Erregung einer Löschwicklung zur Erregung gelangende Haltewicklung (54, 56; 64; 68; 106; 112) vorgesehen ist und diese Haltewicklung dem dem übertragenden Kern, von welchem aus die Datenübertragung stattfindet, vorangehenden Kern eine solche magnetomotorische Kraft überträgt, daß der vorgeschaltete Kern gegen eine Störsignalerregung durch den Löschvorgang des übertragenden Kernes geschützt ist.

2. Verschieberegister nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltewicklungen (54, 56; 64; 68; 106; 112) die Ausgangsöffnungen der Kerne durchsetzen und die Polarisation im Außenschenkel einer Ausgangsöffnung eines jeden Kernes, dem Löschstrom nicht zugeführt wird, in der dem Löschzustand entsprechenden Richtung halten.

3. Verschieberegister nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die geraden Kerne und für die ungeraden Kerne je eine zugleich als Verschiebewicklung wirkende Löschwicklung (54, 56; 60, 62; 98, 102) vorgesehen ist und die sämtliche Ausgangsöffnungen der Kerne in Serie durchsetzende Haltewicklung (64; 68; 106) in Serie mit den beiden Löschwicklungen (60, 62; 98, 102) liegt.

4. Verschieberegister nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Löschwicklungen (98, 102) durchfließende Strom anschließend den die Ausgangsöffnung durchsetzenden Teil (112) der Ubertragungsvorbereitungswicklung (112) durchfließt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1138 564;
französische Patentschrift Nr. 1111263;
belgische Patentschrift Nr. 569 979.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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