DE1070677B - Magnetische Impulsspeichereinrichtung mit toroidförmigen Magnetkernen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Speichereinrichtung, insbesondere auf einen Speicher mit toroidförmigen Magnetkernen, deren Hysteresiseigenschaften ausgenutzt werden.

Bei derartigen Magnetspeichern ist es allgemein üblich, die »1« durch positive und die »0« durch negative Magnetisierung zu kennzeichnen. Um die eingeschriebene Information zu lesen, werden den Kernen Impulse zugeführt, die alle Toroide auf »0« zurückstellen. Man erhält dabei von allen Toroiden, in denen eine »1« gespeichert war, ein großes Ausgangssignal, das von einem relativ kleinen Signal umgekehrter Polarität begleitet ist. Beim Lesen einer »0« erhält man ein kleines Ausgangssignal, das bekanntlich als Störsignal bezeichnet wird und das ebenfalls von einem zweiten Ausgangssignal begleitet ist, wobei die beiden Ausgangssignale gleich groß, aber von umgekehrter Polarität sind. Bei Toroiden ist das Ausgangssigna], das dem »1 «-Signal folgt, in Größe und Polarität dem Ausgangssignal, das dem Störsignal folgt, gleich.

In der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Ausdruck »Toroid« ein magnetisches Speicherelement, das aus magnetischem Material mit nahezu rechteckiger Hysteresisschleife besteht. Das magnetische Material kann zu einem Ring geformt sein, durch den der bzw. die Leiter geführt sind. Das magnetische Material kann aber auch seinerseits um die Leiter geführt sein.

Es ist bekannt, bei Schieberegistern die toroidförmigen Speicherelemente paarweise so anzuordnen, daß bei einer durch die Schiebewicklungen erzeugten Änderung des magnetischen Flusses die in den Ausgangswicklungen induzierten Spannungen einander entgegengesetzt sind. Derartige Anordnungen sind jedoch sehr unwirtschaftlich, da die Anzahl der .Magnetkerne verdoppelt ist. Die paarweise Zusammenschaltung der Magnetkerne ist auch schaltungstechnisch nicht sehr günstig, so z. B. bei Matrixspeichern.

Es ist auch schon bei Magnetkernspeichern zur Erzielung eines ganz bestimmten Verlaufs der Hysteresisschleife im Sättigungsgebiet vorgeschlagen worden, mindestens eine Ausgangswicklung des Magnetkreises mit hoher Remanenz und parallelogrammförmiger Hysteresisschleife mit mindestens einem anderen ferromagnetischen Kreis mit verhältnismäßig geringer Remanenz zu koppeln. Man kann auf diese Weise also eine Hysteresisschleife ganz bestimmter Form erzeugen.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Speicher- und Kompensationstoroide hinsichtlich ihrer Windungen nicht identisch zu sein brauchen. Erfindungsgemäß ist daher bei magnetischen Impulsspeichereinrichtungen mit toroidförmigen Magnet-Magnetische Impulsspeichereinrichtung
mit toroidförmigen Magnetkernen

Anmelder:

International Standard

Electric Corporation,

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

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 1. April 1955

Desmond S. Ridler und Robert Grimmond, London,
sind als Erfinder genannt worden

"

kernen, auf denen sich je eine Eingangs-, Lese- und Ausgangswicklung befindet und dessen beim Lesen der eingespeicherten »0« auftretendes Störsignal beseitigt ist, für den gesamten Speicher bzw. eine Speichergruppe von mindestens zwei Toroiden ein einziges Kompensationstoroid gleicher Hysteresiseigenschaften wie die Speichertoroide vorgesehen, dessen Ausgangswicklung so mit den Wicklungen der einzelnen Speicherelemente zusammengeschaltet ist, daß sich die in den Ausgangswicklungen auftretenden Störsignale kompensieren. Neben der bedeutenden Materialersparnis gegenüber den bekannten Anordnungen besitzt der Speicher gemäß der Erfindung auch den Vorteil großer Anwendungsmöglichkeiten.
Die Erfindung wird an Hand der Fig. 1 bis 11 beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Speichertoroid bekannter Art,
Fig. 2 die Hysteresiskurve eines derartigen Toroids, Fig. 3 einen Impuls, der zum Lesen der Speicherungen dient,

Fig. 4 das Ausgangssignal beim Lesen einer »1«,
Fig. 5 das Ausgangssignal beim Lesen einer »0«,
Fig. 6 das Ausgangssignal des Kompensationstoroids,

Fig. 7 das Ausgangssignal beim Lesen einer »1« nach der Kompensation,

Fig. 8 ein einzelnes Speichertoroid mit Kompensationstoroid,

Fig. 9 einen Speicher gemäß der Erfindung,

3 4

Fig. 10 eine Speichermatrix, auf die die Erfindung weggelassen; es kann jedoch irgendeine bekannte Art

angewendet ist, dazu verwendet werden. Am Ende jeder Reihe der

Fig. 11 ein Schieberegister, auf die die Erfindung Matrix ist ein Kompensationstoroid 7 vorgesehen. Die

angewendet ist. Leseleitung jeder Reihe ist so angeordnet, daß sie

Fig. 2 zeigt die Hysteresiskurve des in Fig. 1 dar- 5 durch jedes Toroid 5 der entsprechenden Reihe und gestellten Speicherelementes. Φ bezeichnet den ma- schließlich durch das zugeordnete Kompensationsgnetischen Fluß und H das magnetisierende Feld. toroid hindurchführt. Die Leseleitungen aller Reihen <P_R stellt den remanenten Fluß und Φ_Μ den maxi- liegen gemeinsam an Erdpotential. Für jede senkmalen Fluß dar. Wenn eine »1« gespeichert ist, dann rechte Reihe der Matrix ist eine Ausgangsleitung 6 befindet sich der magnetische Fluß des Toroids in io vorgesehen, die durch jedes Toroid 5 der entsprechendem Zustand +Φ«, und wenn eine »0« gespeichert ist, den senkrechten Reihe hindurchführt. Die Leitungen 6 dann ist der Fluß — Φ_κ. Der Leseimpuls ist so stark, sind zusammengeschaltet, und die gemeinsame Leidaß er jedes Toroid in die »O«-Stellung bringen tung führt in Serie durch alle Kompensationstoroide 7 kann. Wenn daher eine »1« gelesen wird, geht der hindurch zur Erde.
Fluß in dem Toroid von + Φ/j zu —Φμ und dann von 15 Die Matrix wird gelesen, indem ein Impuls auf die

— Φ/Λ zu —Φχ über. Die dabei entstehenden Aus- Leseleitung 4 der gewünschten Reihe gegeben wird. Es gangssignale sind in Fig. 4 dargestellt. Der große entstehen dann gleichzeitig Ausgangssignale in allen Bereich über der Bezugslinie ist das Signal, das dem Leitungen 6, die mit Speichertoroiden verbunden sind. Flußwechsel von + Φ^ zu —Φμ, d.h. (Φ^+Φμ) pro- in denen eine »1« gespeichert war. Der Leseimpuls portional ist. Der kleine Bereich unterhalb der Be- 20 gelangt aber auch zu dem Kompensationstoroid 7, das zugslinie ist der Flußänderung von — Φ_Μ zu — Φ κ mit allen Speichertoroiden 5 der betreffenden Reihe in proportional. Serie liegt. Das Ausgangssignal des Toroids 7 wird

Beim Lesen einer »0« ändert sich der Fluß von daher zu dem Ausgangssignal jedes der Toroide 5 der

— Φ/ι zu —Φμ und dann von —Φμ zu —Φχ. Die betreffenden Reihe gegeben, so daß das Toroid 7 als hierbei entstehenden Ausgangssignale sind in Fig. 5 as Kompensationstoroid im Sinne der Anordnung gemäß dargestellt. Der Bereich oberhalb der Bezugslinie Fig. 9 wirkt.

stellt das Störsignal dar, während der Bereich unter- Die Erfindung kann auch auf Zählketten und Schiebehalb der Bezugslinie das Folgesignal darstellt, das register angewendet werden. An Hand der Fig. 11 gleich ist dem kleinen Signal in Fig. 4. wird die Anwendung auf ein Schieberegister bekann-

Gemäß Fig. 8 ist mit dem Speichertoroid ein 30 ter Art beschrieben. Es besteht aus den beiden Spei-

Kompensationstoroid zusammengeschaltet, das jedoch cherelementengruppen 11,13,15 ... und 12,14, 16 ....

keine Eingangswicklung besitzt. Die Lesewicklungen so daß eine Serie von Toroiden 11, 12, 13, 14, 15,

der beiden Kerne sind identisch und in Serie mitein- 16 ... entsteht, bei der die Ausgangswicklung 25 jedes

ander geschaltet. Die Ausgangswicklungen sind auch Toroids mit der Eingangswicklung 26 des nächsten

identisch miteinander, jedoch in umgekehrtem Sinne 35 Toroids verbunden ist. Die Eingangswicklungen 26

miteinander in Serie geschaltet. Das Kompensations- sind über Widerstände 27 mit einer gemeinsamen Lei-

toroid arbeitet folgendermaßen: tung 28 verbunden, die mit der Ausgangswicklung 29

Der Leseimpuls bringt das Kompensationstoroid in des Kompensationstoroids 17 in Reihe geschaltet ist.

die Stellung »0«. Die Ausgangssignale beider Toroide Um das Schieberegister in Betrieb zu nehmen, vver-

sind einander entgegengesetzt, wie in Fig. 6 dar- 40 den Fortschalte- oder Leseimpulse abwechselnd den

gestellt ist. Das schließlich beim Lesen der in dem Leitungen 8 und 9 zugeführt. Die Leitung 8 ist in

Speichertoroid gespeicherten »1« auftretende Signal Serie mit den Lesewicklungen der Speicherelemente

ist in Fig. 7 wiedergegeben. Der Signalumfang ist der 11, 13, 15 ... verbunden, und ein auf dieser Leitung

gesamten Flußänderung proportional, d. h., er ist ankommender Impuls schiebt die gespeicherte Infor-

proportional (Φ/j + φ_Μ) in dem ersten Toroid, ver- 45 mation von den Elementen 11, 13, 15 ... zu den zwi-

mindert um (Φλι~Φ/?) in dem zweiten Toroid. Das schengeschalteten Speicherelementen 12,14, 16 .... Die

Signal ist also 2 Φ_κ proportional. Leitung 9 ist in Serie mit den Lesewicklungen der

Es ist bekannt, die beiden Toroide hinsichtlich ihrer Toroide 12, 14, 16 ... verbunden, und ein auf dieser

Wicklungen gleichzumachen und daher paarweise zu- Leitung ankommender Impuls schiebt die gespeicherte

sammenzuschalten. Der Erfindung liegt die Erkennt- 50 Information von den Speicherelementen 12, 14, 16 ...

nis zugrunde, daß diese Voraussetzungen nicht nötig zu den Speicherelementen 13, 15 .... Alle Impulse, die

sind. Fig. 9 zeigt einen Speicher gemäß der Er- zu der Leitung 8 und 9 gegeben werden, werden auch

findung, der aus den Speichertoroiden 1, 2, 3 ... η mit zu der Eingangswicklung 30 des Kompensationstoroids

der gemeinsamen Leseleitung 18 und dem zusätzlichen 17 geführt. Der Ausgang des Toroids 17 ist in ent-

Toroid 10, das keine Eingangswicklung besitzt, be- 55 gegengesetztem Sinne mit dem Ausgang jedes dcr

steht. Die Lesewicklung 19 des Toroids 10 ist in Serie Toroide 11, 12, 13, 14, 15, 16 ... verbunden, so daß

mit den Lesewindungen 20 der Speichertoroide ge- das Toroid 17 als Kompensationstoroid funktioniert,

schaltet. Die Ausgangswicklung 21 des Toroids 10 ist Einige Impulsspeicher werden auch^für ein zykli-

zwischen Erde und die gemeinsame Leitung 22 der sches Arbeiten ausgelegt. Wenn dies erwünscht ist.

Ausgangswicklungen 23 der Speichertoroide in der 60 dann wird die Ausgangswicklung des letzten Toroids.

Weise geschaltet, daß der Ausgang des Toroids 10 z. B. des Toroids 16, mit der Eingangswicklung des

dem Ausgang jedes der Speichertoroide entgegen- Toroids 11 verbunden. In diesem Falle müßte auch

gesetzt ist. Das Kompensationstoroid 10 kompensiert die Eingangswicklung 31 des Toroids 11 über einen

also die Störsignale aller Speichertoroide. Die Ein- Widerstand an Erdpotential liegen, und zwar über die

gangswicklungen 24 dienen zur Einspeicherung. 65 Ausgangswicklung des Kompensationstoroids wie bei

Fig. 10 zeigt eine Speichermatrix, auf die die Erfin- den Toroiden 12, 13, 14 ....

dung angewendet ist. Die Speichermatrix besteht aus Die in dem Schieberegister fließenden Ströme wer-

fünf Reihen mit je fünf Speichertoroiden 5 mit den den wahrscheinlich größer sein als in den anderen be-

Leseleitungen 4 und den Ausgangsleitungen 6. Der schriebenen Beispielen. Der in der Ausgangswicklung

Übersichtlichkeit halber sind die Einschreibleitungen 70 des Kompensationstoroids 17 fließende Strom soll

jedoch groß genug sein, um auf das magnetische Feld in den Speichertoroiden einzuwirken. Der Eingang muß daher stark genug sein, d. h., die Zahl der Windungen der Eingangswicklung muß vergrößert werden. Das Kompensationstoroid 17 ist also nicht mit den Speichertoroiden 11, 12, 13 . .., mit denen es zusammenarbeitet, identisch.

Bei allen beschriebenen Beispielen wird das Kompensationstoroid nur in einer Richtung magnetisiert. Wenn es erwüscht ist, können daher die Magnetisierungswicklungen weggelassen und bei dem Kompensationstoroid durch permanente Magnetisierung ersetzt werden.

Claims (3)

Patentansprüche: 1S

1. Magnetische Impulsspeichereinrichtung mit toroidförmigen Magnetkernen, auf denen sich je eine Eingangs-, Lese- und Ausgangswicklung befindet und dessen beim Lesen der eingespeicherten ao »0« auftretendes Störsignal beseitigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß für den gesamten Speicher bzw. eine Speichergruppe von mindestens zwei Toroiden ein einziges Kompensationstoroid gleieher Hysteresiseigenschaften wie die Speichertoroide vorgesehen ist, dessen Ausgangswicklung so mit den Wicklungen der einzelnen Speicherelemente zusammengeschaltet ist, daß sich die in den Ausgangswicklungen auftretenden Störsignale kompensieren.

2. Anwendung eines Magnetspeichers nach Anspruch 1 auf eine Speichermatrix, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Reihe der Matrix ein Kompensationstoroid zugeordnet ist.

3. Anwendung eines Magnetspeichers nach Anspruch 1 auf ein Schieberegister, dadurch gekennzeichnet, daß alle Eingangswicklungen der Speichertoroide über je einen gleichen Widerstand parallel geschaltet sind und die Ausgangswicklung des Kompensationstoroids einerseits mit der gemeinsamen Leitung und auf der anderen Seite mit Erde verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 725 689.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 009 237.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen