DE1006893C2 - Anordnung zum Aufzeichnen und Wiederaussenden von kodierten Mitteilungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT 1006 ANMELDETAG:

B EKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:

AUSGABE DER PATENTSCHRIFT:

DBP 1006893 kl. 21a¹ 36

INTERNAT. KL. H 03 k 3. MAI 19 5 4

25. APRIL 19 5 7
17.OKTOBEK 1957

STIMMT ÜBEREIN MIT AUSLEGESCHRIFT

1 006 893 (N 8841 VIII a / 21 a ^l)

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Aufzeichnen und Wiederaussenden von kodierten Mitteilungen, die aus einer Kippschaltung mit zwei stabilen elektrischen Zuständen, denen bestimmte Potentialwerte entsprechen, und einer Vergleichsschaltung besteht, wobei die Kippschaltung sich bei einer gegebenen aufgezeichneten Mitteilung in einem für die Mitteilung charakteristischen Zustand befindet, dessen Entsprechungspotential mit mindestens einem anderen vorgegebenen Potential mittels der Vergleichsschaltung verglichen wird, wobei unter ' dem Einfluß eines der Vergleichsschaltung zugeführten elektrischen Impulses in dieser eine Regelgröße erzeugt wird, deren Größe und Richtung durch den Unterschied der beiden verglichenen Potentiale bestimmt werden und die zum Steuern der Kippschaltung dient.

Die Erfindung bezweckt, eine Anordnung zu schaffen, bei der auf einfache Weise die Kippschaltung entsprechend der Größe der · beiden zu vergleichenden Zustände gesteuert wird, und sie weist das Merkmal auf, daß die Vergleichsschaltung eine durch Richtleiter mit den Punkten, an denen die zu vergleichenden Potentiale auftreten, verbundene Impedanz enthält, welcher der Impuls über eine Anzapfung derart zugeführt wird, daß die Regelgröße an dieser Impedanz auftritt und beim Überschreiten eines vorgeschriebenen Wertes in einer bestimmten Richtung die Kippschaltung von ihrem ursprünglichen in den anderen stabilen Zustand überführt.

Die Erfindung ist insbesondere anwendbar als elektrisches Verschiebungsregister, bei dem in einer Anzahl in Kaskade geschalteter Kippschaltungen unter dem Einfluß von zu Vergleichsschaltungen zugeführten Impulsen eine Kippschaltung der Kaskade eine Angabe empfängt, die derjenigen einer vorangehenden oder einer nächsten Kippschaltung der Kaskade entspricht. Zu diesem Zweck ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung bei einer Kaskade von mindestens zwei Kippschaltungen zwischen je zwei aufeinanderfolgende Kippschaltungen der Kaskade eine Vergleichsschaltung der erwähnten Art geschaltet.

Für die Anordnung nach der Erfindung eignen sich insbesondere Kippschaltungen von der magnetischen bzw. dielektrischen Art. Eine unter Zuhilfenahme von gegebenenfalls gasgefüllten Elektronenröhren aufgebaute Kaskade von Kippschaltungen wird im Zusammenhang mit der großen Anzahl benötigter Elektronenröhren leicht schadhaft, und es kommt häufig vor, daß Röhren ersetzt werden müssen. Außerdem ist die Wärmeentwicklung solcher Kaskaden beträchtlich.

Man hat daher auch vorgeschlagen, die Aufzeichnung auf mit magnetischem Werkstoff gleichmäßig Anordnung zum Aufzeichnen

und Wiederaussenden von kodierten

Mitteilungen

Patentiert für:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 5. Mai 1953

Simon Duinker, Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

überzogenen Trommeln zu bewirken; in diesem Material wird die aufzuzeichnende Angabe magnetisch aufgezeichnet. Für die Rückgewinnung der Aufzeichnung ist aber eine mechanische Bewegung zum Erzeugen von Spannungen in einer Abtastspule erforderlich. Es leuchtet ein, daß diese mechanische Bewegung die Brauchbarkeit 'solcher Aufzeichnungstrommeln stark verringert. Um diese mechanische Be- wegung zu vermeiden, hat man eine solche Einrichtung aus statischen magnetischen Kippschaltungen aufgebaut, bei denen die elektrisch stabilen Zustände vom positiven und negativen remanenten Magnetismus magnetischer Kerne herbeigeführt werden. Einer solchen Anordnung haftet aber der Nachteil an, daß bei einer gegebenen Anzahl von Angabeelementen die doppelte Anzahl Kippschaltungen erforderlich ist, von der jede Hälfte von unabhängigen, zeitlich nicht miteinander zusammenfallenden elektrischen Impulsen gesteuert wird. Außerdem bereitet das Ablesen der Angaben große Schwierigkeiten, wenn diese unverändert bleiben sollen.

Um diese Nachteile zu vermeiden, werden nach einem weiteren Merkmal der Erfindung Kippschaltungen der dynamischen magnetischen bzw. dielektrischen Art mit einer veränderlichen Reaktanz verwendet, die mit einem im nicht linearen Teil ihrer Kennlinie betriebenen Mittel versehen ist, wobei dieser Reaktanz ein Speisewechselstrom und impuls-

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förmige Signalschwingungen derart zugeführt werden, daß bei bestimmter Polarität der Signalschwingungen der Spannungsabfall des Speise-Wechselstroms an der Reaktanz einen verhältnismäßig großen und bei entgegengesetzter Polarität einen verhältnismäßig kleinen Wert annimmt. Falls es sich um eine magnetische dynamische Kippschaltung handelt, besteht die Impedanz der Vergleichsschaltung, an der die Regelgröße auftritt, aus einer

Fig. 11 eine Kippschaltung, bei der unter anderem die Trägheit der Übergänge von der einen stabilen Lage in die andere regelbar ist,

Fig. 12 eine Abwandlung des Registers nach Fig. 8,

Fig. 13 ein Verschiebungsregister mit Kippschaltungen von der Transistorart und

pi_g. 14 die beim Register nach Fig. 13 verwendete Kippschaltung

_{Fig Λ zeigt eine} Anordnung nach der Erfindung

tanz aus einer oder mehreren Spulen mit ferromagnetischem Kern, dessen Magnetisierungskurve nicht linear ist. Falls es sich um eine dielektrische

_{Fig Λ zeigt eine} Anordnung nach der Erfindung

auf einem oder mehreren ferromagnetische!! Kernen 10 _unter Verwendung einer an sich bekannten Kippangeordneten Wicklung und die veränderliche Reak- schaltung von der dynamischen magnetischen Art, bei

_{der die} beiden stabilen elektrischen Zustände dadurch herbeigeführt werden, daß die an der veränderlichen, _in diesem Fall induktiven Reaktanz auftretende dynamische Kippschaltung handelt, besteht die ver- 15 Schwingung nach Gleichrichtung zur veränderlichen änderhche Reaktanz aus einem oder mehreren Kon- Reaktanz zurückgeführt wird. Deutlichkeitshalber ist densatoren, deren Dielektrikum eine nicht lineare in Fig. 2 eine solche an sich bekannte Kippschaltung Kennlinie besitzt, und die Impedanz der Vergleichs- gesondert dargestellt. Der schematisch dargestellte schaltung aus einem in Reihe mit einem jeden der Kern K, der aus ferromagnetischem Material mit Kd _{20 nicht}

g
Kondensatoren liegenden Widerstand.

Es sei hier bemerkt, daß als dynamische magnetische oder dielektrische Kippschaltungen solche bezeichnet werden, welche nur als Kippschaltung wirksam sind, wenn ein Speisewechselstrom der ver-

linearer Magnetisierungskurve B = f (H) be_{steht; bi}i_{det mit den} Wicklungen L die veränderliche Reaktanz. Der vom Speisegenerator G durch L ge_sandte Wechselstrom wird über die Graetzschaltung _zum Kern K zurückgeführt. Betrachtet man nun die

g t n n

änderlichen Reaktanz zugeführt wird, dies in Gegen- 25 _{an der} Impedanz Z auftretende Gleichspannung als satz zu den statischen agetische ode dilk Fki i Glih/ d b 'k

satz zu den statischen magnetischen oder dielektrischen Kippschaltungen, deren Ferromagnetikum oder Dielektrikum eine hohe Remanenz aufweist, wobei die in Kodeform gekleideten Angaben durch die

Funktion eines Gleichstroms/, der über die Wic'klungen U auf den Kern K einwirkt, so zeigt sich, daß bei genügend starker Rückkopplung dieser funktio_nelle Zusammenhang durch die Kennlinie nach Fig. 3

_nelle Zusammeng du die Kennie h Fg

Remanenzlage des Ferromagnetikums oder des Di- 30 dargestellt wird, wo der gestrichelte Teil unstabile elektrikums bedingt sind. h

Die gleichen Nachteile werden aber ebenfalls durch Anordnungen vermieden, bei denen Transistor-Kippschaltungen verwendet werden. Nach einem weiteren

Zustände darstellt. Wenn man nun den Gleichstrom/ auf einen Wert I₀ einstellt und die Schaltung _si_cn j_m Arbeitspunkt A befindet, bringt ein von der Impulsquelle P gelieferter und in Fig. 3 mit 1 bezeich-Merkmal der Erfindung sind dann auch die Tran- 35 _neter Stromimpuls die Schaltung in den Arbeitssistor-Kippschaltungen mit zwischen die Elektroden punkt C, und zwar über, die Punkte O und B der des Transistors geschalteten, geeignet bemessenen,
mindestens einen Kondensator enthaltenden Impe-

danzen versehen, derart, daß die Kippschaltung je

Charakteristik, wobei der Übergang von O zu B nicht kontinuierlich ist. Durch einen nächsten Impuls entgegengesetzter Polarität, in Fig. 3 mit 2 bezeichnet, nach dem Vorzeichen einer der Eingangselektrode ₄₀ gelangt die Schaltung wieder in den Arbeitspunkt A, des Transistors zugeführten impulsförmigen Signal- _aber j_{etzt über d};_e p_unkte D und E, wobei der Überschwingung zwei stabile Lagen besitzt, von denen die
eine einer verhältnismäßig hohen, die andere einer

verhältnismäßig niedrigen Elektrodenspannung ent-

_mj_t gegensinniger Reihenschaltung der beiden Spulenhälften L, dargestellt, die im allgemeinen erwünscht, aber nicht notwendig ist.

I_n Fig. 1 ist eine mit dieser Kippschaltung aufgebaute Anordnung nach der Erfindung dargestellt, _bei der die Vormagnetisierung von der den Strom I₀ führenden Wicklung GW herrührt. Der Kreis RF, Q formt die an der Wicklung L liegende Wechsel-

_{gang von} # _zu β nicht kontinuierlich ist. Es sei bemerkt, daß die von I₀ herbeigeführte Vormagnetisie_rung sinngemäß auch mit einem Permanentmagneten

spricht, und daß die Impedanz der Vergleichsschal- 45 erzielt werden kann. Ferner ist die Schaltung nach

tung, an der die Regelgröße auftritt, aus der Primär- p;_g 2 in einer ausgeglichenen Ausführungsform, d. h.

wicklung. eines Transformators besteht, dessen hh d Sekundärwicklung über ein verzögerndes Netzwerk
mit der genannten Eingangselektrode verbunden ist.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Anordnung nach der Erfindung mit einer Kippschaltung von der magnetischen dyna-

mischen Art, ₁ g g

Fig. 2 die bei der Anordnung nach Fig. 1 verwen- 55 spannung in eine Gleichspannung um. Je nachdem,

dete Kippschaltung, ob sich die Kippschaltung im Arbeitspunkt A oder C

Fig. 3 eine Kennlinie einer solchen Schaltung, befindet (Fig. 3), liegt am Punkt M eine niedrige oder

Fig. 4 eirf aus Einrichtungen nach der Erfindung eine hohe Gleichspannung gegen Erde. Die Spannung

aufgebautes Verschiebungsregister, der Gleichspanungsquelle V₁ entspricht der Spannung

Fig. 5 die bei den Anordnungen nach Fig. 4 ver- 60 am Punkt M, wenn sich die Kippschaltung im

wendete Kippschaltung, Arbeitspunkt C befindet, und die Spannung der

Fig. 6 eine Kennlinie einer solchen Schaltung, Gleichspannungsquelle V₂ entspricht der Spannung M,

Fig. 7 eine Abwandlung des Registers nach Fig. 4, wenn die Kippschaltung den Arbeitspunkt A aufweist.

Fig. 8 ein Verschiebungsregister, das seinen Inhalt Je nach der Stellung des Schalters 5" weist der

sowohl in die eine als auch in die andere Richtung zu 65 Punkt Q eine hohe oder niedrige Gleichspannung

verschieben mag, gegen Erde auf. Die Vergleichsschaltung besteht aus

Fig. 9 ein Verschiebungsregister mit Kippschal- den Elementen H₀, H₁ und W, wobei H₀ und H₁

tungen von der dielektrischen dynamischen Art, Richtleiter und W (eine auf dem Kern K aufgebrachte

Fig. 10 die beim Register nach Fig. 9 verwendete Wicklung) die Impedanz darstellen. Der Anzapfungs-Kippschaltung, 70 pu.ikt T der Wicklung W ist mit dem Impulsgene-

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rator IG verbunden. Wenn die durch den inneren Anforderung darin, daß, wenn ein Übergang vom

Widerstand der. Gleichspannungsquellen F₁ und F₂ einen in den anderen Arbeitspunkt gewünscht wird,

gebildete Impedanz und die Impedanz des Gleich- -die auftretende Regelgröße mindestens dem Impuls

richters H₀ der durch den i?-C-Kreis und H₁ gebil- entspricht, der mindestens benötigt wird, um wie die

deten Impedanz entspricht, wird der Anzapfungs- 5 Impulse 1 und 2 einen Übergang nach Fig. 3 zu

punkt T zweckmäßig als Mittelanzapfung von W ge- bewirken. Soll kein Übergang erfolgen, so muß die

wählt. . Regelgröße kleiner als dieser Impuls sein.

Es sei nun angenommen, daß der Schalter S mit F₁ In Fig. 4 ist ein aus Einrichtungen nach der Erverbunden ist, so daß der Punkt Q eine Spannung hat, findung aufgebautes Verschiebungsregister dargedie einem Arbeitepunkt C der Kippschaltung ent- io stellt.

spricht, daß sich aber die Kippschaltung im Arbeits- Statt der an Hand von Fig. 2 geschilderten Kipppunkt A befindet.. Solange kein Impuls auftritt, hat schaltung finden in Fig. 4 Kippschaltungen Andie Anzapfung T der Wicklung W Erdpotential, so wendung, die an sich bereits anderweitig vorgedaß, sowohl wenn die Punkte Q und M eine hohe als schlagen wurden und bei denen die veränderliche auch wenn sie eine niedrige positive Spannung gegen 15 Reaktanz mit einer solchen von entgegengesetztem Erde haben, die Gleichrichter H₀ und H₁ nicht- Vorzeichen gekoppelt ist, und deren Wirkungsweise leitend sind. Die maximale Spannung eines vom Im- an Hand von Fig. 5 näher erläutert wird. In dieser pulsgenerator IG gelieferten Impulses ist nun derart Figur stellt K einen ferromagneti'schen Kern dar, gewählt, daß sie zwischen den Spannungen von F₁ dessen · Magnetisierungskurve einen nicht linearen und F₂ liegt, d. h. zwischen den Spannungen, die den 20 Verlauf hat. Mit L und U sind' auf diesem Kern zwei Zuständen entsprechen, in denen sich die Kipp- angeordnete Wicklungen bezeichnet, C ist ein schaltung befinden kann. Im gewählten Beispiel wird gegebenenfalls linearer Kondensator, G ein Wechselalso nur der Gleichrichter JJ₁ leitend. Lediglich die stromerzeuger und J? ein Widerstand, in dem außer-Wicklungshälfte b wird also von einem Strom durch- dem die übrigen Verluste des Kreises, wie z.B. der flössen, der von IG über diese Wicklungshälfte, H₁ 25 Innenwiderstand des Generators G und der Spule L und den J?-C-Kreis zur Erde fließt. Der Wicklungs- vereinigt zu denken sind. Betrachtet man nun den sinn der Wicklung W ist derart gewählt, daß ein Effektivwert V_eff oder den Scheitelwert der Wechselsolcher Impuls die gleiche Richtung wie der Impuls 1 spannung, die an einem der Elemente L, C, R oder U nach Fig. 3 in bezug auf die Kennlinie der Schal- unter dem Einfluß einer Speisespannung E mit einer tungen hat. Die Kippschaltung geht also von dem 30 Frequenz f entsteht, als Funktion der Vormagneti-Zustand A in den Zustand C über, mit anderen sierung, die z. B. von einem U durchfließenden' Worten, sie übernimmt gewissermaßen ein Ent- Gleichstrom J¹ erzeugt wird, so erhält man die in sprechungspotential von F₁. Ein nächster Impuls an Fig. 6 dargestellte Kurve, sofern bestimmte Beder Anzapfung T vermag jetzt aber keinen der Gleich- dingungen in bezug auf E, C, f und R erfüllt sind, richter H₀ und H₁ leitend zu machen, da nun die 35 Wird die Vormagnetisierung auf I = I₀ eingestellt, Punkte Q und M eine höhere Spannung als der Im- so ist·gemäß Fig. 6 der Wert von V_en entweder F₂ puls selbst gegen Erde haben. Es tritt folglich keine (Arbeitspunkt C) oder F₃ (Arbeitspunkt A). Ange-Regelgröße in der Wicklung W auf, d. h., die Kipp- nommen, daß dieser Wert V₂ beträgt, so läßt ein schaltung verbleibt im Arbeitspunkt C. Legt man aber Stromimpuls in der Wicklung U von der Größe AI₁ den Schalter J? von F₁ nach F₂ um, so daß der 40 oder größer und von gleicher Richtung wie J₀ die Punkt Q eine Spannung hat, die dem Arbeitspunkt A Spannung V_eft von F₂ zu F₃ übergehen. Ein weiterer der Kippschaltung entspricht, so macht ein von IG gleichartiger Impuls bewirkt keine Zustandsänderung, stammender Impuls jetzt H₀ leitend. Es kann somit so daß V_eff wenigstens annäherungsweise den Wert F₃ nur ein Strom von IG über die Wicklungshälfte α beibehält. Folgt aber ein Impuls, dessen Amplitude über H₀ und V₂ nach Erde fließen. Dieser Impuls 45 größer als oder gleich AI₂ ist und dessen Richtung J₀ bringt also gerade beim gewählten Wicklungssimi die entgegengesetzt ist, so läßt er V_eU von F₃ zu F₂ überKippschaltung vom Arbeitspunkt C in den Arbeits- gehen. Auch jetzt führt ein weiterer gleichartiger punkt A, oder, mit anderen Worten, ein Ent- Impuls keinen Übergang der Spannung V_eit von F₂ sprechungspotential von F₂ wird übernommen. So- nach F₃ herbei. Das Ausgangssignal der Kippwohl der Punkt Q als auch der Punkt M haben jetzt 50 schaltung mit einer Charakteristik nach Fig. 6, also eine Spannung gegen Erde entsprechend dem eine Wechselspannung von großer oder kleiner Arbeitspunkt A in Fig. 3. Ein von IG stammender Amplitude, je nachdem sich die Schaltung in der Impuls macht jetzt beide Gleichrichter H₀ und H₁ einen oder anderen stabilen Lage befindet, kann leitend. Dann fließt Strom aus IG sowohl über die grundsätzlich einem jeden der Elemente L, C, U Wicklungshälfte a, H₀ und F₂ als auch über die 55 oder R, aber auch Wicklungen entnommen werden, Wicklungshälfte b, H₁ und den J?-C-Kreis. Die Rieh- die magnetisch parallel zu L oder U liegen; d. h. tung des Stromes in der Wicklungshälfte α ist aber Wicklungen, die derart auf dem Kern angeordnet der in b entgegengesetzt, und wenn man bewirkt, daß sind, daß sie vom gleichen Fluß'wie die Windungen die sich ergebende Amperewindungszahl eine Regel- von L oder U durchsetzt werden.

größe liefert, die kleiner als ein Impuls 1 oder 2 nach 60 In Fig. 4 ist ein aus solchen Kippschaltungen auf-Fig. 3 ist, so verbleibt die Kippschaltung im ur- gebautes Verschiebungsregister gezeigt, bei dem die sprünglichen Zustand. Wenn die Impedanz von F₂ Vormagnetisierung von den Strom J₀ führenden und H₀ gleich der Impedanz von H₁ und des R-C- Wicklungen GW in den Kernen K erzeugt wird. Die Kreises ist und T eine Mittelanzapfung von W dar- . Kreise RF, R, C formen die an den Wicklungen L stellt, so ist die sich ergebende Amperewindungszahl 65 vom gemeinsamen Generator G erzeugten Wechselgerade Null und also auch die Regelgröße. spannungen in Gleichspannungen um. Je nachdem

Nun sei angenommen, daß die Spannungen von F₁ sich die betreffenden Kippschaltungen im Arbeitsund V₂ den Spannungen am Punkt M in den beiden punkt A oder C (Fig. 6) befinden, liegt an den Arbeitspunkten der Kippschaltung entsprechen. Tat- Punkten M₁, M₂ usw. eine niedrige oder hohe Gleichsächlich besteht die einzige an F₁ und F₂ gestellte 70 spannung gegen Erde. Diese Kippschaltungen können

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nun Angaben in Form eines Binärkodes enthalten, von einem Strom von IG über diese Wicklungsz. B. kann ein hoher Spannungszustand eines hälfte, H₀ und V₀ nach . Erde durchflossen. Der Punktes M der Binärzahl »1« und ein niedriger Wickelsinn der Wicklungen W ist wieder derart Spannungszustand eines Punktes M der Binär- gewählt, daß ein solcher Impuls die gleiche Richzahl »0« entsprechen. Diese Angaben können der 5 tung in bezug auf die Kennlinie der Schaltung Einrichtung z. B. mittels der Wicklungen RW züge- wie der Impuls ZlZ₁ nach Fig. 6. hat. Die Schaltung I führt werden. Entsprechend der Richtung des die geht also von dem Arbeitspunkt C in den Arbeitsunterschiedlichen Wicklungen durchfließenden Strom- punkte über, d. h., sie nimmt als Inhalt »0« an; oder impulses, gelangt die entsprechende Kippschaltung in mit anderen Worten, sie übernimmt den Inhalt den Arbeitspunkt A oder C. Die Punkte .M₁, M₂, M₃ io von V₀. Der Impuls an der Mittelanzapfung von W₂ sind über Gleichrichter H₁, H₁", H₂', H₂" usw. mit , vermag aber keinen der Gleichrichter H₁ und H₂ den Enden der Wicklungen W verbunden. Die Mittel- leitend zu machen, da die beiden Punkte Af₁ und M₂ anzapfungen dieser Wicklungen W sind alle an den eine höhere Spannung als der Impuls selbst gegen Impulsgenerator IG angeschlossen. Vorläufig sei Erde haben. Es tritt also kein Schaltimpuls in der angenommen, daß die Wicklung W der ersten Kipp- 15 Wicklung W₂ auf, d. h., daß die Schaltung II den schaltung der Kaskade an der nicht mit dem Punkt M₁ Inhalt »1« beibehält, mit anderen Worten den Inhalt verbundenen Seite über einen Gleichrichter H₀ und von I übernimmt, der ja auch »1« war. Der Impuls eine Gleichspannungsbatterie V₀ an Erde liegt, wobei an der Mittelanzapfung von W₃ kann schließlich nur V₀ eine Klemmenspannung hat, die z. B. der Span- den Gleichrichter H₃' leitend machen. Es kann also nung an den Punkten M₁, M₂ oder M₃ entspricht, 20 nur ein Strom fließen von IG über die Wicklungswenn die entsprechende Kippschaltung den Arbeits- hälfte b der Wicklung W₃, H₃' und den i?₃-C₃-Kreis punkt A aufweist, also nach der erwähnten Annahme nach Erde. Dieser Impuls führt die Schaltung von ein Angabeelement »0« enthält. dem Arbeitspunkt A in den Arbeitspunkt C, so daß

Wird nun vom Impulsgenerator IG sämtlichen der Inhalt der Stufe III von »0« auf »1« kommt, Mittelanzapfungen der Wicklungen W ein Impuls 25 wieder mit anderen Worten: III übernimmt den zugeführt, und zwar bei der geschilderten Lage der Inhalt von II. Der Inhalt des Registers ist nun also Gleichrichter ein positiver Impuls gegen Erde, dessen wie folgt: I: »0«, II: »1«, III: »1«. Ein nächster Maximalspannung kleiner als die Spannung am Impuls von IG schiebt diesen Inhalt in gleicher Weise Punkte M ist, wenn sich die entsprechende Kipp- wieder um einen Platz weiter. Hierbei tritt ein Fall schaltung im Arbeitspunkt C befindet, aber größer 30 auf, der oben noch nicht erwähnt wurde, nämlich der, als die Spannung in diesem Punkt, wenn die ent- daß ein Impuls an der Mittelanzapfung einer Wicksprechende Kippschaltung den Arbeitspunkt A auf- lung W die beiden Gleichrichter leitend macht, und weist, so ist nachweisbar, daß die Angabe des zwar bei I, wo jetzt M₁ sowie V₀ eine Spannung entRegisters nach dem Zuführen eines Impulses um sprechend dem Arbeitspunkt A nach Fig. 6 hat.'Es einen Platz im Register weitergerückt ist, d. h. wenn 35 fließt jetzt Strom von IG sowohl über die Wicklungsder Inhalt der Kippschaltung I z. B. »1« ist, von II hälfte α von W₁, H₀ und V₀ als auch über die Wickebenfalls »1« und von III »0«, so ist nach der Zu- lungshälfte b von W₁, H₁ und den R₁-C₁-KTeIs nach führung des Impulses der Inhalt von II »1«, von Erde. Wie bereits dargetan, tritt dann kein Impuls III »1« und von der picht dargestellten Kipp- auf, wenigstens nicht von hinreichender Größe, d. h. I schaltung IV »0«. Der Inhalt von I ist »0«, im 40 behält den Inhalt »0« bei und übernimmt also wieder Zusammenhang mit der Wahl von V₀. Ein nächst- sozusagen den Inhalt von V₀, d. h. »0«.
folgender Impuls hat zum Ergebnis, daß jetzt der Bisher erfolgte das Registrieren dadurch, daß die Inhalt der Kippschaltungen wie folgt ist: von I ist Wicklungen RW entweder zugleich oder gar nicht er »0«, von II ebenfalls »0«, von III »1«, von IV »1« erregt werden. Dies kann aber auch in einer aus Fig I und von der ebenfalls nicht dargestellten Kipp- 45 ersichtlichen Art erfolgen, wobei die dort gezeigte schaltung V wiederum »0«. Kippschaltung mit entsprechender Vergleichsschal-

Ist III die letzte Kippschaltung der Kaskade, so tung als die erste einer Kaskade solcher Einrichtungen kann von M₃ das Ausgangssignal des Registers ab- zu betrachten ist. Die Spannung der Gleichspannungsgegrifren werden. Im gewählten Fall also »0«, »1«, quelle V₁ entspricht, wenn die entsprechende Kipp- »1«, »0«, »0«, »0« ... Der Inhalt der letzten Kipp- 50 schaltung den Arbeitspunkt C aufweist, der Spanschaltung wird in diesem Fall so ausgesandt, nung an einem Punkt M, also einem Inhalt »1«, und aber es leuchtet ein, daß ein Ausgangssignal auch die Spannung der Gleichspannungsquelle V₂ entvon einer, jeden der anderen Kippschaltungen ab- spricht dem Inhalt »0«. Je nach der Stellung des lesbar ist. Schalters 5" nimmt die Kippschaltung I bei einem von

Um dies zu erläutern, wird wieder das gewählte 55 IG stammenden Impuls den Inhalt »1« oder »0« auf.

Beispiel betrachtet, also I: »1«, II: »1«, III: »0«, Bei einem nächsten Impuls Übernimmt I den Inhalt,

d. h., M₁ hat eine hohe Spannung gegen Erde, ent- der wieder durch S bedingt wird, aber außerdem

sprechend dem Arbeitspunkt C von I, M₂ ebenfalls übernimmt II den Inhalt von I. Auf diese Weise kann

eine hohe Spannung gegen Erde, M₃ jedoch eine eine bestimmte Angabe vom Register aufgenommen

niedrige. Die Spannung von V₀ entspricht dem 60 werden. Der Komplex V₁, V₂, S kann sinngemäß

Arbeitspunkt A der Kippschaltungen, d. h. einer durch eine beliebige andere Schaltung ersetzt werden,

niedrigen Spannung gegen Erde. Beim Fehlen eines die zwischen dem Punkt Q und Erde dem Inhalt »1«

Impulses besitzen die Mittelanzapfungen der Wick- und »0« entsprechende Spannungen erzeugen oder

lungen W Erdpotential, so daß die Gleichrichter H, ■ aufnehmen kann. .

sowohl wenn die Punkte M eine hohe als auch wenn 65 Befindet sich in Fig. 4 der Schalter 5" in der ge-

sie eine niedrige positive Spannung gegen Erde strichelten Stellung, so wird bei einer einmal regi-

haben, nichtleitend sind. Der Impuls an der Mittel- strierten Angabe der Inhalt von III beim Auftreten

anzapfung von W₁ kann nun durch die Wahl seiner eines Impulses von IG wieder auf I übertragen; dies

Maximalspannung nur den Gleichrichter H₀ leitend ist eine Schaltungsart, die für verschiedene Zwecke

machen. Nur die Wicklungshälfte α von W₁ wird also 70 Anwendung findet.

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In Fig. 7 ist ein Verschiebungsregister entsprechend dielektrischen dynamischen Art zur Verwendung

dem nach Fig. 4 dargestellt, bei dem aber zwei Gleich- kommen.

richter H' und H" durch einen gemeinsamen Gleich- In Fig. 10 ist die bei Fig. 9 verwendete Kipprichter H ersetzt sind. Es leuchtet ein, daß dies ohne schaltung deutlichkeitshalber gesondert dargestellt. Beeinträchtigung der Wirkungsweise erfolgen kann. S Hier stellt M_a einen dielektrischen Stoff dar, dessen Manchmal aber ist es vorteilhaft, zwei Gleichrichter Polarisationskennlinie D =/ (F), wobei D die dieleknicht durch einen einzigen zu ersetzen. An den Wick- trische Verschiebung und F die dielektrische Feldlungen W liegen ■ nämlich Spannungen, deren Korn- stärke bedeutet, einen nichtlinearen Verlauf hat. ponenten bei der geschilderten ausgeglichenen Aus- Ferner sind C₁ und C₂ entsprechende dieses Mabildung Frequenzen enthalten, die gerade Harmo- io terial M_a als Dielektrikum enthaltende Kondensatoren, nische der Speisefrequenz sind. Die Spannungen L₁ und L₂ entsprechende, gegebenenfalls lineare können im Falle der Fig. 7 Ströme erzeugen, die ent- Selbstinduktionsspulen, S₁, S₂ und S₃ Trenntranssprechend den Windungb Verhältnissen der Wick- formatoren, G ein Wechselstromerzeuger, V₀ eine lungen L und W und der Impedanz, die der Reihen- Gleichspannungsquelle und T eine Impulsspannungskreis der Wicklungen W für diese Ströme bildet, 15 quelle. Betrachtet man nun z. B. den Effektivwert V_eif unangenehm groß werden können. Die Verwendung der Wechselspannung an einem der Klemmenzweier Gleichrichter H' und H" verhindert aber paare a-b, c-d oder e-f als Funktion der Polarisation, selbstverständlich das- Auftreten solcher Ströme. die von einer an C₁ und C₂ liegenden Gleich-Andererseits können die erwähnten geraden harmo- spannung V erzeugt wird, so zeigt es sich, daß der nischen Komponenten benutzt werden, um die den 20 gleiche Zusammenhang zwischen V_eif und V wie Zustand der Kippschaltung charakterisierende Gleich- zwischen V_elf und / bei der Schaltung nach Fig. 5 spannung zu erzeugen. besteht. Bei richtiger Wahl der Vorspannung V₀ Die soweit geschilderten Schaltungen sprachen nur kann man also in gleicher Weise durch Spannungsauf Impulse aus IG von bestimmter Polarität an. In impulse richtiger Größe und Richtung dem Effektiv-Fig. 4 und 7 z. B. mußten infolge der in diesen 25 wert der Wechselspannung an einem der erwähnten Figuren dargestellten Lage der Gleichrichter diese Klemmenpaare einen großen oder einen kleinen Wert Impulse positiv gegen Erde sein. Negative Impulse erteilen. Es sei bemerkt, daß bei der ausgeglichenen üben hierbei keinen Einfluß aus, und außerdem Schaltung nach Fig. 10 die Spannungen an den kennen die* geschilderten Einrichtungen nur eine Klemmenpaaren a-b und c-d nur Komponenten enteinzige Richtung, in der der Inhalt einer Kipp- 30 halten, deren Frequenzen ein ungerades Vielfaches schaltung der nächsten weitergegeben wird. der Speisefrequenz sind, und daß die Spannungen am Fig. 8 zeigt ein Verschiebungsregister, bei dem je Klemmenpaar e-f nur Komponenten enthalten, deren nach der Polarität des sämtlichen Kippschaltungen Frequenzen ein gerades Vielfaches der Speisefrequenz zügeführten Impulses eine Kippschaltung den Inhalt sind.

der vor ihr in der Kaskade liegenden Kippschaltung 35 In Fig. 9 liegt die polarisierende Gleichspannung G₀ oder der hinter ihr liegenden Kippschaltung über- an den einzelnen Kippschaltungen über den gemeinnimmt, samen Widerstand R₀, den Zweig b des Widerin der in Fig. 8 dargestellten Lage der Gleich- Standes R, die Kapazität C_g und den Widerstand R_g. richter haben die Punkte M immer eine positive, die Die Spannung G₀ tritt jetzt an der Kapazität C_g auf, Punkte N immer eine negative Spannung gegen Erde. 40 die also die Rolle der Spannungsquelle V₀ nach Dies bedeutet, daß ein z. B. der Wicklung W der Fig. 10 spielt. Der Widerstand R₀ muß in der geKippschaltung II zugeführter positiver Impuls nur schilderten Schaltung groß gewählt werden, um zu einem Regelimpuls entsprechend den Spannungen keinen Kurzschluß für den Impulsgenerator IG nach der Punkte M₁ und M₂ Veranlassung geben kann, Erde zu bilden. Dieser Impulsgenerator IG, der über wobei die Gleichrichter Lf₁ oder Lf₂ von Strom durch- 45 einen Trennkondensator an den Mittelanzapfungen flössen werden, d. h., daß bei positiven Impulsen II der Widerstände R liegt, muß hierbei Impulse liefern, den Inhalt von I übernimmt. Ein negativer Impuls deren Maximalspannung um den Betrag G₀ größer kann aber nur zu einem Regelimpuls entsprechend ist als bei den bisher betrachteten Schaltungen, denn den Spannungen der Punkte N₂ und JV₃ Veranlassung die Mittelanzapfungen der Widerstände R befinden geben, wobei die Gleichrichter F₂ und F₃ von Strom 50 sich auf einem Potential —G₀ gegen Erde. Die Größe durchflossen werden, d. h., daß bei negativen Im- der von IG gelieferten Spannungsimpulse ist also pulsen II den Inhalt von III übernimmt. Wenn die wieder derart gewählt, daß bei niedrigem Potential direkte Reihenschaltung der Wicklungen W durch eines Punktes M gegen Erde — was also einem unerwünschte Kopplungen Schwierigkeiten bereitet, Inhalt »0« der zug „hörigen Kippschaltung entbraucheh die Punkte JV nicht, wie oben geschildert, 55 spricht — der entsprechende Gleichrichter H beim über Gleichrichter F mit den Wicklungen W ver- Auftreten der Impulse leitend wird, und daß wenn M bunden zu werden, sondern man verbindet sie mit ein hohes Potential gegen Erde hat (was also einem gesonderten, im übrigen W identischen Wicklungen V Inhalt »1« entspricht), der Gleichrichter H nicht-(Fig. 12), wobei die Gleichrichter H und F durch je leitend wird. Der bei Leitung auftretende Strom verzwei Gleichrichter H' und H" bzw. F' und F" ersetzt 60 ursacht an dem von ihm durchflossenen Teilet oder b sind, und führt unter den gewählten Umständen die eines Widerscandes R einen Spannungsabfall, der positiven Imp'ulse von IG den Mittelanzapfungen der über die entsprechende Kapazität C an¹ die das Di-Wicklungen W, die negativen den Mittelanzapfungen elektrikum enthaltenden Kondensatoren der betreffender Wicklungen F zu. den Kippschaltung gelangt. Wenn die beiden Teile a Bisher wurde der Fall betrachtet, daß die Anord- 65 und b eines Widerstandest unter dem Einfluß eines nung aus Kippschaltungen besteht, wobei das in der Mittelanzapfung von R zugeführten Impulses von einem nichtlinearen Teil seiner Kennlinie betriebene Strom durchflossen werden, was also der Fall ist, Mittel von ferromagnetischer Natur ist. Man kann wenn die beiden mit dem betreffenden Widerstand R aber auch dielektrische Mittel verwenden. Fig. 9 verbundenen Gleichrichter leitend werden, so ist der zeigt eine Einrichtung, bei der Kippschaltungen der 70 resultierende Spannungsunterschied am Widerstand R

Null. Diese Spannungsimpulse bewirken bei richtig gewählter Richtung der polarisierenden Vorspannung die gewünschten Übergänge im Zustand der Kippschaltungen.

Bei den Kippschaltungen, die aus einer veränderliehen Reaktanz, gekoppelt mit einer zweiten Reaktanz von entgegengesetztem Vorzeichen, bestehen, entsprechend Fig. 5 und 10, kann das Vormagnetisierungs- bzw. Polarisationsintervall Z)Z₁ + ^iJ₂ bzw. A V₁ + A V₂ beliebig vergrößert oder verkleinert werden, indem in den Kreis, der den Speisegenerator mit den erwähnten Reaktanzen verbindet, eine zusätzliche Impedanz eingeschaltet wird. Eine solche Regelung von Ai₁ + Al ₂ bzw. A V₁ + A V₂ kann dazu dienen, den Einfluß von Differenzen dieser Größen zwischen verschiedenen Kippschaltungen aufzuheben. Diese Größen sind auch noch auf andere Art regelbar, und zwar dadurch, daß die an einer der erwähnten Reaktanzen oder einer mit der Reaktanz gekoppelten Impedanz liegende Spannung gleichgerichtet und die gleichgerichtete Spannung zur veränderlichen Reaktanz zurückgeführt wird. In Fig. 11 ist eine magnetische Kippschaltung dargestellt, bei der eine solche Rückführung Anwendung findet. Diese Schaltung, die im wesentlichen der Schaltung nach Fig. 5 entspricht, und deren Elemente in gleicher Weise bezeichnet sind, besitzt eine Wicklung T, die über eine Gleichrichterzelle RF und einen Widerstand RT in sich geschlossen ist. Die in T induzierte Spannung verursacht in diesem Kreis einen pulsierenden Gleichstrom, der gegebenenfalls noch geglättet werden kann und dessen Gleichstromkomponente I_t im stabilen Zustand entweder gleich α V₂ oder gleich α V_s ist (Fig. 6) und deren Richtung durch RF bedingt wird, wobei α eine Proportionalitätskonstante ist, die das Verhältnis zwischen den im Kreise T, RF, RT (Fig. 11) fließenden Gleichstrom I_t und der an T auftretenden Spannung angibt und mittels RT regelbar ist. Hierbei zeigt es sich außerdem, daß der Übergang von dem einen in den anderen stabilen Zustand verzögert oder beschleunigt stattfindet, je nachdem die von der zurückgeführten Spannung bewirkte Magnetisierung die gleiche oder die entgegengesetzte Richtung wie die Vormagnetisierung hat. Wenn man die erwähnte Übergangsgeschwindigkeit größer macht, kann natürlich die Wiederholungsfrequenz der von IG gelieferten Impulse ebenfalls zunehmen.

Die Erfindung beschränkt sich aber nicht auf Einrichtungen, bei denen magnetische bzw. dielektrische Kippschaltungen benutzt werden. Fig. 13 stellt z. B. ein Verschiebungsregister dar, bei dem die Kippschaltungen mit Transistoren aufgebaut sind. Ein Beispiel einer solchen an sich keinen Gegenstand der Erfindung bildenden Kippschaltung ist in Fig. 14 gesondert dargestellt. Hierbei wird ein Spitzenkontakttransistor verwendet; der Transistor T ist mit einer Emissionselektrode e, einer Kollektorelektrode c und einer Basiselektrode b versehen. In die Elektrodenkreise sind geeignet bemessene Widerstände R₁, R₂ und R₃ sowie Gleichspannungsquellen G₁ und G₂ eingeschaltet, und die Emissions- und die Kollektorelektrode sind über einen Kondensator C miteinander verbunden, wodurch bekanntlich die Schaltung, je nach dem Vorzeichen der der Basiselektrode aus der Impulsquelle zugeführten Impulse, zwei stabile Zustände hat, der eine mit einer verhältnismäßig hohen, der andere mit einer verhältnismäßig niedrigen Basiselektrodenspannung. Die Vergleichsschaltungen bestehen bei den Anordnungen nach Fig. 13 aus zwei Gleichrichtern und einem Transformator T₁., dessen Primärwicklung P die Impedanz bildet, an welcher die Regelgröße auftritt, und dessen Sekundärwicklung 5" dazu dient, die Regelgröße über ein .RC-Netzwerk zur Basiselektrode der entsprechenden Kippschaltung zu leiten. Das .RC-Netzwerk dient im vorliegenden Fall dazu, die impulsförmige Regelgröße zu verzögern; diese im übrigen geringe Verzögerung fördert bei diesen Transistorschaltungen die richtige Wirkungsweise.

Ein mit Transistoren aufgebautes Verschiebungsregister benötigt, abgesehen natürlich von dem Impulsgenerator, keine Wechselspannungsquellen, wie es bei den Registern der Fall ist, die mit magnetischen hzw. dielektrischen Kippschaltungen aufgebaut sind. Es ist also auch keine Demodulation notwendig.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Aufzeichnen und Wiederaussenden von kodierten Mitteilungen, die aus einer Kippschaltung mit zwei stabilen elektrischen Zuständen, denen bestimmte Potentialwerte entsprechen, und einer Vergleichsschaltung besteht, wobei die Kippschaltung sich bei einer gegebenen aufgezeichneten Mitteilung in einem für die Mitteilung charakteristischen Zustand befindet, dessen Entsprechungspotential mit mindestens einem anderen vorgegebenen Potential mittels der Vergleichsschaltung verglichen wird, wobei unter dem Einfluß eines der Vergleichsschaltung zugeführten elektrischen Impulses in dieser eine Regelgröße erzeugt wird, deren Größe und Richtung durch den Unterschied der beiden verglichenen Potentiale bestimmt werden und die zum Steuern der Kippschaltung dient, dadurch gekennzeichnet, daß, die Vergleichsschaltung eine durch Rkhtleiter mit den Punkten, an denen die zu vergleichenden Potentiale auftreten, verbundene Impedanz enthält, welcher der Impuls über eine Anzapfung derart zugeführt) wird, daß die Regelgröße an dieser Impedanz auftritt und beim Überschreiten eines vorgeschriebenen Wertes in einer bestimmten Richtung die Kippschaltung von ihrem ursprünglichen in den anderen stabilen Zustand überführt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dynamische magnetische Kippschaltung mit einer veränderlichen Reaktanz verwendet wird, die aus einer oder mehreren Spulen mit einem ferromagnetischen Kern mit nichtlinearer Magnetisierungskurve besteht, daß dieser Reaktanz ein Speisewechselstrom und impulsförmige Signalschwingungen derart zugeführt werden, daß bei bestimmter Polarität der Signalschwingungen der Spannungsabfall des Speisewechselstroms an der Reaktanz einen verhältnismäßig großen und bei entgegengesetzter Polarität einen verhältnismäßig kleinen Wert annimmt, und daß ferner die Impedanz der Vergleichsschaltung, an der die Regelgröße auftritt, aus einer auf einem oder mehreren der vorgenannten ferromagnetischen Kerne angeordneten Wicklung besteht. . ·

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dynamische dielektrische Kippschaltung mit einer veränderlichen Reaktanz verwendet wird, die aus einem oder mehreren Kondensatoren mit einem Dielektrikum mit nicht

linearer Polarisationskennlinie besteht, daß dieser Reaktanz ein Speisewechselstrom und irnpulsförmige Signalschwingungen derart zugeführt werden, daß bei bestimmter Polarität der Signalschwingungen der Spannungsabfall des Speise-Wechselstroms an der Reaktanz einen verhältnismäßig hohen und bei entgegengesetzter Polarität einen verhältnismäßig niedrigen Wert annimmt und daß ferner die Impedanz der Vergleichsschaltung, an der die Regelgröße auftritt, aus einem Widerstand besteht, der in Reihe mit einem jeden der Kondensatoren liegt.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Transistor-Kippschaltung verwendet wird mit zwischen die Elektroden des Transistors geschalteten, geeignet bemessenen, mindestens einen Kondensator enthaltenden Impedanzen, derart, daß die Kippschaltung je nach dem Vorzeichen einer der Eingangselektrode des Transistors zugeführten impulsförmigen Signalschwingung zwei stabile Lagen besitzt, von denen die eine einer verhältnismäßig hohen, die andere einer verhältnismäßig niedrigen Elektrodenspannung entspricht, und daß die Impedanz der Vergleichsschaltung, an der die Regelgröße auftritt, aus der Primärwicklung eines Transformators besteht, dessen Sekundärwicklung über ein verzögerndes Netzwerk mit der genannten Eingangselektrode verbunden ist.

5. Verschiebungsregister zum Aufzeichnen und Wiederaussenden von kodierten Mitteilungen, unter Verwendung von Anordnungen nach den Ansprüchen 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabile Kippschaltung nebst der zugeordneten Vergleichsschaltung mit mindestens einer weiteren derartigen Kipp- und Vergleichsschaltung in Kaskade geschaltet ist, wobei zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Kippschaltungen der Kaskade jeweils eine der Vergleichsschaltungen liegt.

6. Verschiebungsregister nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kippschaltungen zusätzlich eine weitere Vergleichsschaltung eingeschaltet ist, wobei die beiden Vergleichsschaltungen unterschiedlich mit zwei Vergleichspunkten einer gleichen Kippschaltung derart verbunden sind, daß an deren beiden Vergleichspunkten den Zustand dieser Kippschaltung bedingende Spannungen auftreten, die sich bei einer Arbeitsp'unktänderung der betreffenden Kippschaltung gegensinnig ändern, und daß die Richtleiter der einen Vergleichsschaltung nur durch impulsförmige, der entsprechenden Impedanz zugeführte Signalschwingungen der einen Polarität und die Richtleiter der anderen Vergleichsschaltung nur durch solche der anderen Polarität leitend gemacht werden können.

7. Verschiebungsregister nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzen der beiden zwischen die gleichen Kippschaltungen geschalteten Vergleichsschaltungen durch eine einzige Impedanz ersetzt sind.

8. Verschiebungsregister nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden mit ein und demselben Vergleichspunkt verbundenen Richtleiter zweier aufeinanderfolgender Vergleichsschaltungen durch einen einzigen Richtleiter ersetzt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 540 654.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 709 506/151 4. (709 723/180 10.57)