DE1010990B - Spinecho-Speicherverfahren zur Speicherung von insbesondere in elektronischen Rechenmaschinen und Informationen verarbeitenden Einrichtungen auftretenden Angaben - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Verfahren zur Speicherung von Impulsen mittels Spinecho sind an sich bekannt. Die Grundzüge dieser Technik sind in dem Aufsatz: »Spin-Echoes« von E.L.Hahn in "Physical Review« vom 15. November 1950 in mathematischer Form behandelt worden. Nach diesem Verfahren sind mehrere Arten von Speicherung möglich. Wenn das die Präzession bewirkende Magnetfeld in die Z-Achse gelegt wird und wenn die Ebene, in der der präzedierende resultierende Momentvektor zur Zeit des Echos wieder aus seinen mit verschiedenen Larmorfrequenzen umlaufenden Teilvektoren gebildet wird, als X-Y-Ebene bezeichnet wird, kann die eine Art von Speicherung als Z-Achsenspeicherung und die andere Art als XY-Ebenenspeicherung bezeichnet werden. Die ursprünglich in erster Linie verwendete Speicherungsart, die auch den einfacheren Mechanismus aufweist, ist die -ΧΎ-Ebenenspeicherung. Bei dieser Speicherung treten sogenannte Spiegelechos auf, d. h., die Angabenimpulse und ihre Echos liegen zu dem Erinnerungsimpuls spiegelbildlich. Bei dem etwas komplizierteren Mechanismus der Z-Achsenspeicherung wird, wie bei der .XY-Ebenenspeicherung, der auf der Z-Achse liegende resultierende Momentvektor durch einen ersten Impuls, der aber kein Angabeimpuls ist, sondern als Vorimpuls bezeichnet wird, in die XY-Ebene umgeklappt. Nach einer gewissen Zeit erfolgt der erste Angabeimpuls. Der resultierende Vektor hat sich inzwischen, nach dem allgemeinen Prinzip des Spinecho-Verfahrens, in seine Teilvektoren aufgelöst, und diese Teilvektoren werden nun durch den ersten Angabenimpuls um die X-Achse gegen die Z-Achse zu gekippt und präzedieren auf Kegeln um die Z-Achse so lange, bis der Erinnerungsimpuls die Kegelachse wieder in die XY-Ebene kippt. Eine gegenüber der Larmorfrequenz langsame Änderung des Gleichfeldes zerstört also offenbar die Organisation der in der XY-Ebene rotierenden Teilvektoren, die dann kein Echo mehr bilden können. Die zur Speicherzeit bei der Z-Achsenspeicherung, die die sogenannte »Angeregten Echos« erzeugt, auf Kegeln um die Z-Achse rotierenden Teilvektoren werden durch eine Feldänderung zwar auf diesem Kegel verschoben; dies hindert aber nicht die Möglichkeit der Echobildung nach dem Erinnerungsimpuls, wie nachstehend noch genauer erläutert wird.

Die durch die Erfindung zu lösende Aufgabe besteht nun in der Schaffung eines Verfahrens, durch das die insbesondere in elektronischen Rechenanlagen oder anderen informationsverarbeitenden Einrichtungen auftretenden Angaben aus einem derartigen Spinecho-Speichersystem wiederholt entnommen werden können, ohne daß eine mehrfache Wiedereintragung der ursprünglichen Daten erforderlich wird und ohne daß die bei einer solchen wiederholten Entnahme entstehenden unechten Echos die Ausbildung der gewünschten Echos stören oder sogar verhindern können.

Spinecho-Speicherverfahren

zur Speicherung von insbesondere in elektronischen Rechenmaschinen

und Informationen verarbeitenden

Einrichtungen auftretenden Angaben

Anmelder:

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m.b.H., Sindelfingen (Württ), Böblinger Allee 49

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 10. Februar und 8. März 1955

Richard Lawrence Garwin, Scarsdale, N. Y.,

Robert Murell Walker, Closter, N. J.,

Arthur George Anderson, Riverdale, N. Y.,

und John Wesley Horton, New York, N. Y. (V. St. A.}_r

sind als Erfinder genannt worden

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die durch Anlegen einer bestimmten Kombination von mehreren ein Drehmoment erzeugenden hochfrequenten Angabenimpulsen in den Kernen des Speichermediums erfolgende Z-Achsen-Speicherung jeweils durch die Zuführung eines ein bestimmtes Drehmoment bewirkenden hochfrequenten Vorimpulses vorbereitet wird und daß zur Erzielung einer mehrfachen Ablesung dieser Angabenimpulskombination dem Speichersystem eine Mehrzahl hochfrequenter sogenannter Teilerinnerungsimpulse zugeführt wird, die ihrerseits ein Drehmoment erzeugen, das kleiner als das durch den Vorimpuls verursachte ist, und daß weiterhin jedem der Teilerinnerungsimpulse zu einem bestimmten Zeitpunkt ein das Maß der Inhomogenität des polarisierenden Magnetfeldes ändernder Gleichstromimpuls zugeordnet wird und daß außerdem zur Unterdrückung von Störungen durch unerwünschte Zwischenimpulsechos die hochfrequenten Schwingungen dieser unechten Echos zueinander und in bezug auf die hochfrequenten Schwingungen der Angabenimpulse zeitlich so gelegt werden, daß sie sich bei einer Überlagerung nicht phasenrichtig addieren können.

709 550/132

3 4

Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens Fig. 3 ist eine graphische Darstellung des grundsind den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden legenden Unterschiedes zwischen direkt erzeugten und Beschreibung zu entnehmen. gespiegelten Spinechos;

Die Kerninduktion beruht auf dem Zusammenwirken Fig. 4 zeigt die zeitliche Verteilung der einzelnen Vorvon magnetischen und mechanischen Eigenschaften der 5 gänge in einer Spinecho-Speichervorrichtung, in der die Atomkerne einer chemischen Substanz, wie z. B. den einzelnen Echos direkt erzeugt werden, während Protonen oder Wasserstoffkernen des Wassers oder ver- Fig. 5 in ähnlicher Weise mehrfache »Erinnerungen« schiedener Kohlenwasserstoffe. Eine der wesentlichen in einem mit gespiegelten Impulsen arbeitenden Spinmechanischen Eigenschaften eines solchen Kerns ist die echo-Speichersystem veranschaulicht; eines bei bestimmten charakteristischen Frequenzen auf- io Fig. 6 veranschaulicht die Auswirkung von Zwischentretenden Drehimpulses um seine Hauptachse. Weiterhin impulsechos auf ein Spiegelecho-Speichersystem, in dem besitzt der Kern, da er eine bestimmte Masse hat, auch die zeitliche Beziehung zwischen den Angaben- und ein Drehmoment und stellt somit einen Kreisel kleinster Zwischenechoimpulsen nicht so festgelegt ist, daß eine Dimensionen dar, ohne jedoch die üblichen mechanischen phasenrichtige Addition dieser Impulse bei einer ÜberEigenschaften eines solchen zu haben. Weiterhin besitzt 15 lagerung derselben verhindert wird, während die der Kern ein in bezug auf seine Kreiselachse ausgerich- Fig. 7 die Unterdrückung der durch ein unerwünschtes tetes magnetisches Moment. Jeder Kern kann daher Zusammenwirken von Angaben- und Zwischenechoals ein um seine Längsachse beweglicher kleiner Stab- impulsen entstehenden Störungen wiedergibt; magnet angesehen werden. Für jede chemische Substanz Fig. 8 zeigt das Schaltbild einer Einrichtung zur besteht ein festes Verhältnis zwischen dem magnetischen 20 Erzeugung der für die Unterdrückung von unechten Moment und dem Drehmoment. Diese Größe wird all- Echos erforderlichen Phasenungleichheit, und in der gemein als gyromagnetisch.es Verhältnis bezeichnet Fig. 9 ist der Verlauf von in verschiedenen Punkten und durch den griechischen Buchstaben γ kenntlich der Schaltung gemäß Fig. 8 auftretenden Steuerimpulsen gemacht. veranschaulicht.

Eine Ideine Probe einer chemischen Substanz, wie 25 Auf der verschiedenen Präzession im inhomogenen

z. B. Wasser, enthält eine sehr große Zahl von als Kreisel Feld beruht, wie gesagt, die Technik der Speicherung

wirkenden Kernen. Wenn die Probe nun in ein starkes mittels Spinechos. Zum besseren Verständnis der M-

magnetiscb.es Gleichfeld gebracht wird, ordnen sich die genden allgemeinen Beschreibung soll vorerst kurz an

Kerne in derselben Weise mit ihren magnetischen Achsen Hand der Fig. 1 und 2 der Zeichnungen eine Vorrichparallel zum Feld an, wie sich ein großer Kreisel im 30 tung zur Erzeugung von Spinechos beschrieben werden.

Schwerefeld der Erde einstellt. Wie weit dabei die In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 30 die Probe

einzelnen magnetischen Momente der verschiedenen einer chemischen Substanz, z, B. Wasser oder Glyzerin,

Kerne mit dem oder gegen das Feld ausgerichtet werden, in der Angaben gespeichert werden sollen, bezeichnet,

ist vom Zufall abhängig. Obwohl auf diese Weise eine Die Probe 30 ist zwischen den Oberflächen der Polschuhe große Zahl entgegengesetzt angeordneter magnetischer 35 eines Magneten 31, vorzugsweise eines permanenten

Momente einander aufhebt, besteht jedoch immer ein Halbringmagneten, angeordnet.

bestimmtes Übergewicht in einer Richtung, die im fol- Das magnetische FeIdH₀ verläuft in der Darstellung genden als mit der Richtung des Feldes zusammenfallend gemäß Fig, 1 in senkrechter Richtung, während die angenommen werden soll. Die dem Magnetfeld aus- senkrecht auf der Achse dieses Feldes stehende Achse gesetzte Probe nimmt somit ein bestimmtes magnetisches 40 des durch die Spule 32 erzeugten hochfrequenten Wechsel-Moment M₀ und ein bestimmtes Drehmoment J₀ an, und feldes als durch die Fläche der Zeichnung hindurchdiese beiden Größen können als Vektorsumme der gehend zu denken ist.

magnetischen Momente und Drehimpulse aller Kerne Weiterhin ist ein Paar gleichstromdurchflossener

aufgefaßt werden. Spulen 33 und 34 vorgesehen, die in bezug auf den Solange die Probe im Feld nicht bewegt wird, bleiben, 45 Magneten 31 und die Spule 32 in der durch die Zeichnung

wie gesagt, die als Kreisel wirkenden Kerne parallel zum wiedergegebenen Lage angeordnet sind. Diese Spulen

Feld ausgerichtet. Wenn jedoch eine Kraft angelegt haben den Zweck, die Inhomogenität des Feldes H₀ so

wird, die die Kerne aus ihrer durch das Hauptfeld zu ändern, wie das im folgenden beschrieben werden

bestimmten Anordnung herausbringt, kehren nach Auf- wird.

hören dieser Kraft die Kerne wieder in die durch die 50 Die Fig. 2 zeigt in einer teilweise in Blockform aus-Wirkung des magnetischen Feldes bestimmte Anordnung geführten Darstellung eine elektrische Einrichtung, mit zurück und rotieren oder präzedieren in üblicher Weise deren Hilfe in der Probe 30 Impulse gespeichert und um die Feldachse. Die Präzession erfolgt mit einer als Echos wieder entnommen werden können. Soweit radialen Frequenz ω_ο = γ H₀, wobei Ji₀ die auf jeden der Aufbau und die Arbeitsweise der im einzelnen Kern wirkende Feldstärke und γ das gyromagnetische 55 gekennzeichneten Blockteile allgemein bekannt sind, Verhältnis bedeuten. Die Präzessions- oder Larmor- werden diese nur so weit beschrieben, wie dies zum frequenz ω₀ ist, da γ für jeden Kerntyp einen konstanten Verständnis ihrer Wirkungsweise im Zusammenhang Wert (für Protonen oder Wasserstoffkerne in Wasser mit der vorliegenden Erfindung notwendig ist. z. B. 2,68 X 10*) besitzt, für jeden beteiligten Kern eine Ein Impulsgenerator 35 erzeugt die Angaben- und direkte Funktion der auf ihn wirkenden Feldstärke. 60 Erinnerungsimpulse sowie andere Steuerimpulse für den Wenn daher die Feldstärke H₀ an verschiedenen Stellen Betrieb des Speichersystems. Die durch Impulse des der Probe verschiedene Werte hat, werden somit auch Generators 35 gesteuerte und einen, Oszillator sowie eine die an diesen verschiedenen Stellen befindlichen Kern- Mehrzahl von Frequenzverdopplerstufen enthaltende gruppen bestimmte magnetische Momente aufweisen, Erregereinheit 36 dient als Treiberstufe für den Hochdie mit verschiedenen Larmorfrequenzen präzedieren. 65 frequenzleistungsverstärker 37. Ein von dem Gene-Nachstehend wird an Hand der Zeichnungen ein rator 35 erzeugter Impuls bewirkt zuerst die Abgabe Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens eines hochfrequenten Signals von der Einheit 36 an den beschrieben. Verstärker 37 und veranlaßt sodann den Verstärker zur Fig. 1 und 2 zeigen eine typische Spinecho-Speicher- Abgabe eines entsprechenden Ausgangssignals. Dieses vorrichtung; 70 Ausgangssignal wird über ein Abstimmnetzwerk 38 an

5 6

eine Spule 39 gelegt, die mit einer zweiten Spule 40 unten noch erklärt werden wird, für das richtige Verinduktiv gekoppelt ist. Diese Spule 40 ist so bemessen, hältnis zwischen der Zeit und der Feldbedingung gesorgt daß sie auf die Brücke 41 Energie übertragen kann. wird, gelangen die Drehmomente schnell in Überein-Ein Zweig dieser Brücke enthält die bereits erwähnte Stimmung und verstärken sich dabei gegenseitig bei der Hf-Spule32 (vgl. Fig. 1), während eine zweite, gleiche 5 Erzeugung eines Signals in der Hf-Spule32. Dieses Hf-Spule42 in dem Abgleichzweig der Brücke liegt. Signal ist das »Echo« des hochfrequenten Eingabe-Die Eingangsleitung 44 eines Signalverstärkers oder impulses, der den Vorgang eingeleitet hat. Dieses Empfängers 43 liegt an dem Verbindungspunkt der Signal wird dem Verstärker 43 zugeführt und nach Spulen 32 und 42 der Brücke 41. Der Ausgang 45 des erfolgter Verstärkung dem Oszillographen 46 oder einer Verstärkers 43 ist mit einer Einrichtung zur Nutzbar- io anderen Einrichtung zur Nutzbarmachung zugeführt, machung der Echoimpulse verbunden. Diese Einrichtung Für die vorstehende Beschreibung wurde zur Verist im vorliegenden Falle als ein Kathodenstrahloszillo- anschaulichung der einfache Fall eines einzigen Echos graph 46 dargestellt, dessen horizontale Ablenkplatten gewählt. In diesem Falle wird das maximale Echosignal über die Leitung 47 mit dem Impulsgenerator 35 ver- durch die Anwendung eines Eingabeimpulses erzeugt, bunden sind. 15 der genügend stark ist, um die Gruppe von Momenten Die Probe 30 ist, wie dargestellt, innerhalb der Hf-Spule um 90°, d. h. völlig in die XY-Ebene, zu kippen. Geangeordnet. Da die Brückenanordnung abgeglichen ist, ringere Kippwinkel erzeugen ebenfalls brauchbare Moerregen die über die Spule 40 an die Brücke gelangenden mentgruppierungen, so daß durch das Anlegen aufein-Hf-Impulse die Spulen 32 und 42 in gleichem Maße. anderfolgender Eingabeimpulse von geeigneter Dauer Somit gelangt, während die Probe 30 die gewünschten ao und Amplitude eine Mehrzahl von Eingaben in gleicher Eingangsimpulse empfängt, nur wenig Hochfrequenz- Weise durchgeführt werden kann, um einen entsprechenspannung über die an dem Verbindungspunkt der den Zug von Echos zu erzeugen. Die Grundlage der Spulen 32 und 42 liegende Leitung 44 an den Ver- Echoerzeugung bleibt jedoch in allen Fällen dieselbe, stärker 43. Auf diese Weise kann die Probe 30 starken nämlich die in einem Magnetfeld erfolgende systematische Hf-Impulsen ausgesetzt werden, ohne daß der Signal- as Zerstreuung und die nachfolgende systematische Wiederverstärker 43 unzulässig belastet wird. In der Probe anordnung gleichsinniger Momente von mit einem induzierte Echoimpulse wirken dagegen nur auf die Drehimpuls behafteten Teilchen.

Spule 32 und gelangen daher, da sich die Brücke nicht In der Praxis bestehen zwei Möglichkeiten für die

im Gleichgewicht befindet, in gewünschter Weise auf Bildung von Spinechos, nämlich die »Spiegelechoerden Verstärker 43. 30 Methode und die Methode der »angeregten« Echos.

Eine ebenfalls durch den Generator 35 steuerbare Beide Methoden sind in der Darstellung der Fig. 3 Gleichstromquelle 48 dient dazu, die Spulen 33 und 34 miteinander verglichen. In dieser Darstellung entspricht mit Strom zu versorgen und damit die Inhomogenität die Ordinate der an den Klemmen der die Probe entdes Feldes in der bereits erwähnten Weise zu beeinflussen. haltenden Spule 32 stehenden Spannung, während die Bei Beginn des Speichervorgangs wird die Probe 30 35 Abszisse den Verlauf der Zeit wiedergibt. Um überhaupt zuerst dem polarisierenden Magnetfeld so lange aus- eine Darstellung zu ermöglichen, sind die Echoimpulse gesetzt, bis sich die gyromagnetischen Kerne in der 10⁵ mal größer wiedergegeben als sie in einem für die bereits erwähnten Weise ausgerichtet haben. Für den graphische Darstellung von Speicher- und Erinnerungseinfachsten Fall, nämlich für die Erzeugung nur eines impulsen zutreffenden Maßstab sein würden. Die Dauer einzigen Echos, wird die Probe einem Impuls eines 40 eines jeden Speicherimpulses liegt in der Größenordnung magnetischen Wechselfeldes H₁ ausgesetzt. Dieses Feld von wenigen Mikrosekunden, während die Zeitinterwird durch einen hochfrequenten Wechselstrom in der valle r, d. h. die »Erinnerungs«- oder »Speicher«-InterSpule 32 erzeugt und ist somit in bezug auf die Richtung valle, wenn z. B. Wasser als das die Probe 30 enthaldes Hauptfeldes H₀ senkrecht angeordnet. Dieser hoch- tende Speichermedium benutzt wird, in der Größenfrequente Magnetfeldimpuls übt eine drehende Wirkung 45 Ordnung von Sekunden liegen.

auf die mit einem Drehimpuls behafteten Kerne aus. Der grundlegende Unterschied zwischen den mit der Hierdurch werden die Kerne aus ihrer durch das Feld H₀ Erzeugung von Spiegelechos und angeregten Echos arbedingten Anordnung herausgekippt und beginnen bei beitenden Speichermethoden ist im einzelnen in der einBeendigung des Impulses um die Achse des Hauptfeldes, gangs erwähnten Veröffentlichung eingehend behandelt die Z-Achse, mit ihrer charakteristischen Larmor- 50 worden und soll daher im folgenden nur so weit erklärt frequenz zu präzedieren. Ihre magnetischen Momente werden, wie dies zum Verständnis der vorliegenden Er- oder deren Komponenten rotieren somit in der zur findung erforderlich ist. Bei der mit Spiegelechos arbei-Z-Achse senkrechten XY-Ebene. Wird z. B. das Ver- tenden Speicherung laufen, wie aus der Darstellung der halten einer bestimmten Gruppe von Kernen als charak- Fig. 3 ersichtlich, die den Kernen aufgedrückten Einteristisch für alle in der Probe enthaltenen Kerne an- 55 gabeimpulse den Erinnerungsimpulsen voraus, während genommen, dann ist leicht ersichtlich, daß die in ver- die Echoimpulse den Erinnerungsimpulsen in umgekehrschiedenen Teilen der Probe vorhandene Inhomogeni- ter Reihenfolge folgen. Auf diese Weise haben die Echotät H₀ des Feldes eine unterschiedliche Larmorpräzession und die Eingabeimpulse in bezug auf die Mitte des Erbewirkt. Während daher die Gruppe als Ganzes mit innerungsimpulses Spiegelsymmetrie. Im Falle der Meeinem mittleren Wert von a>₀ weiter rotiert, rotieren die 60 thode der angeregten Echos wird der Probe, wie das einzelnen Teile derselben mit einem Betrag, der ihren ebenfalls aus der Darstellung der Fig. 3 ersichtlich ist, unterschiedlichen Larmorfrequenzen entspricht. So lange, zuerst ein hochfrequenter »Vorimpuls« Pp zugeführt, wie diese Aufteilung besteht, verhindert die Streuung Dieser Vorimpuls muß eine ausreichende Amplitude und der beteiligten Momente der Gruppe ihr Zusammen- eine genügende Dauer haben, um alle Kernmomente der wirken zur Erzeugung eines Signals. 65 Probe um 90°, d. h. in die .ΧΎ-Ebene, zu kippen, in der Um eine Echobildung zu erzielen, wird die Probe sie sich während eines Zeitintervalls T₁ wegen ihrer untereinem stark drehend wirkenden HF-Impuls, dem so- schiedlichen Larmorpräzession über die ganze Ebene ausgenannten »Erinnerungsimpuls« ausgesetzt. Dieser Im- breiten und verteilen können. Nach Ablauf des Zeitinterpuls verwandelt die bestehende Divergenz der beteiligten vails T₁ werden sodann die Eingabeimpulse zugeführt. Momente wieder in eine Konvergenz. Wenn, wie weiter 70 Diese Impulse bewirken die Bildung von Gruppen oder

7 8

»Familien« von Momentvektoren in einem System von trachtet werden. Auf diese Weise erreicht nur ein Teil

um die Z-Achse oder die Richtung des Feldes H₀ kreisen- aller beteiligten Momente die XY-Ebene, um Echos zu

den Kegeln, d. h., die Impulse können als in die Z-Achsen- bilden oder, mit anderen Worten, um eine Teilablesung

Speicherung eingebracht betrachtet werden. Der Erinne- zu ermöglichen. Es muß jedoch beachtet werden, daß,

rungsimpuls Pr hat eine solche Dauer und eine solche 5 weil alle Kegel der Z-Achsen-Speicherung betroffen sind,

Amplitude, daß er die kreisenden Momentkegel wieder in die Ablesung nur in bezug auf die Amplitude der erzielten

die XY-Ebene kippt und gleichzeitig die relativen Win- Echos als teilweise angesprochen werden kann. Die Zahl

kelbewegungen zwischen den Bestandteilen jeder Mo- und die Reihenfolge der Echos entspricht in jedem Falle

mentgruppe umkehrt. Daraufhin ordnen sich die Be- der der ursprünglichen Eingabeimpulse. Die Anwendung standteile der betreffenden Gruppen wieder an, um einen io weiterer Erinnerungsimpulse auf den verbleibenden

Echoimpuls in der Spule 32 zu erzeugen. Z-Achsen-Speicherinhalt erzeugt in ähnlicher Weise zu-

Diese Echoimpulse beginnen am Ende des zweiten sätzliche Ablesungen, und die Amplitude der erzeugten

Zeitintervalls T₁ nach dem Erinnerungsimpuls und er- _{Echos verhä}lt sich annähernd wie 1/5, wobei iV die Zahl

scheinen m derselben Reihenfolge wie die ihnen ent- \ N sprechenden Eingangsimpulse. 15 der gewünschten Ablesungen ist.

Die Darstellung der Methode der angeregten Echos Aus der Fig. 4, die ein typisches Anwendungsbeispiel

ergibt daher, wie aus der Fig. 3 ersichtlich, eine »fort- der Methode zeigt, ist ersichtlich, daß ein »Wort« oder

schreitende« Symmetrie der Eingabeimpulse in bezug eine beliebige andere Kombination hochfrequenter Im-

auf die Vorimpulse sowie der Echos in bezug auf die Er- pulse P₁ ein Zeitintervall T₁ später in die Probe eingeführt innerungsünpulse. 20 wird als der bereits erwähnte Vorimpuls P_v. Vor dem

Die vorstehende Beschreibung hat die Speicherung und ersten Teilerinnerungsimpuls P_Tl wird ein Gleichstromdie anschließend in Form von Echoimpulsen erfolgende impuls C₁ durch die Spulen 33 und 34 (vgl. Fig. 1 und 2) Entnahme einer Angabe für den Fall behandelt, daß nur geschickt und damit ein örtliches Kompensationsmagneteine einzige Ablesung aus einer gegebenen Kombination feld erzeugt, das kurzzeitig die relativen örtlichen Werte von Eintragungen vorgenommen wird und daß der ein- 25 der Inhomogenität Δ H₀ des Feldes ändert, zige, für eine solche Ablesung erforderliche Erinnerungs- Wenn es erwünscht ist, eine Ablesung vorzunehmen, impuls ausreicht, um die präzedierenden Kerne oder Teil- wird der erste hochfrequente Teilerinnerungsimpuls P_rl chen im Falle der Methode der angeregten Echos z. B. an die Spule 32 angelegt und bewirkt so eine teilweise um 90° zu kippen. Andererseits kann es aber, wie gesagt, Verschiebung der gespeicherten Momentkombinationen P_t bei Anwendung dieser Speichermethode in Rechen- 30 von dem Z-Achsen-Speicher zu den .ΧΎ-Ebenen. Darauf geräten, bei denen ein und dieselbe Angabenkombination erscheint bei Beendigung eines Zeitraumes T₁ eine erste mehrfach in einer Rechnung auftreten kann, vorteilhaft Wiedergabe des die Angabe verkörpernden Impulszuges sein, wiederholte Ablesungen einer einzelnen Speicher- als Echo-Impulszug E₁. In gleicher Weise bewirkt nach eingabe vornehmen zu können. Da viele Rechenopera- Anlegen eines zweiten Stromimpulses C₂ ein zweiter Teiltionen, wie z. B. solche, die mit binären Zahlen durchge- 35 erinnerungsimpuls P_r2 eine zweite teilweise Angabenentführt werden, die Wiedergabe der die Angaben verkör- nähme aus dem im Z-Achsen-Speicher verbliebenen Anpernden Impulskombinationen in der Reihenfolge ihrer .gabeninhalt zur Erzeugung eines zweiten Echoimpuls-Eingabe erfordern, und da weiterhin die Methode der zuges E_z. Ebenso kann der auf einen dritten Stromangeregten Echos außer einer großen Anpassungsfähig- impuls C₃ folgende Teilerinnerungsimpuls P_r3 zur Erzeukeit bezüglich der zeitlichen Festlegung der Ablesung aus 40 gung einer dritten Ablesung E_s verwendet werden, usw. der Z-Achsen-Speicherung gerade diese wichtige Eigen- Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Zeiträume schaft aufweist, ist dieselbe besonders für derartige Auf- von P₃, bis P_rl, von P_rl bis P_r2 und von P_r2 bis P_r3 vergaben geeignet. schieden lang dargestellt.. Dies kennzeichnet einen der Wenn jedoch ein System von Momenten erst einmal sich durch die Anwendung der Methode der angeregten völlig aus der Z-Achsen-Speicherung entfernt worden ist, 45 Echos bei mehrfacher Ablesung ergebenden Vorteile, kann es nur durch eine erneute Eingabe wiederhergestellt nämlich den, daß jede gewünschte Ablesung zu jedem werden. Hieraus folgt, daß für die mehrfache Ablesung passenden Zeitpunkt vorgenommen werden kann, der einer einzigen Eingabe der Wiedergabeprozeß so beschaf- durch besondere Rechen- oder andere Einrichtungen, in fen sein muß, daß er die Speicherung so lange nicht er- denen das Spinecho-Speichersystem zur Anwendung geschöpft, bis alle gewünschten Ablesungen durchgeführt 50 langt, bestimmt ist. Die einzige Grenze ist in dieser Hinworden sind. Dies wird gemäß der vorliegenden Erfin- sieht dadurch gesetzt, daß sich die Ablesungen nicht dung durch eine sogenannte teilweise Ablesung erreicht. überschneiden dürfen und daß alle Ablesungen in der für Wie vorstehend bei der Erklärung der mehrfachen Im- die als Speichermedium verwendeten Substanz charakpulseintragung bereits erwähnt wurde, erzeugen auch teristischen Erinnerungsdauer erfolgen müssen. Eintragungswinkel von weniger als 90° noch brauchbare 55 Gemäß der Erfindung haben die eine verschiedene Echos. Diese Tatsache bildet daher die Grundlage für die Dauer und Amplitude aufweisenden Stromimpulse C₁ mehrfache Eintragung und Wiedergabe von Angaben. In usw. eine doppelte Funktion, und zwar wirken sie zuerst ähnlicher Weise können auch Erinnerungsimpulse mit als »Diskriminator-Impulse« zur Beseitigung irgendwel-Ablenkungen von weniger als 90° zur Ablesung einzelner eher unerwünschter Spiegelechoeffekte. Angabenteile aus der Z-Achsen-Speicherung verwendet 60 Zum besseren Verständnis wurde bisher bei der Erläuwerden, wobei immer noch ein brauchbarer Restbetrag terung der grundlegenden Unterschiede zwischen Spiegelim Speicher verbleibt. Diese Impulse können ihrer Wir- echos und angeregten Echos diese Vorgänge notwendigerkung entsprechend als yTeilerinnerungsimpulse« bezeich- weise auf das einfachste beschrieben, d. h., es wurde annet werden. Diese Impulse stellen im allgemeinen Bruch- genommen, daß alle Vorgänge für sich und ohne die teile der Vorimpulse dar, und ihre Größe hängt davon ab, 6g Anwesenheit eines anderen ablaufen. Wegen der verwie oft eine Ablesung erfolgen soll. Während die tatsäch- wickelten Beziehungen, die in praxi zwischen den einliche gegenseitige Beeinflussung der Momentvektoren zelnen Momenten bestehen, kann jedoch die Anwendung weitgehend komplex ist, kann der auftretende Gesamt- der Methode der angeregten Echos, wenn nicht Übereffekt als ein Kippen der bereits erwähnten Drehmoment- haupt verhindert, so doch durch sekundäre Spiegelechokegel, die nur weniger von der Z-Achse entfernt sind, be- 70 effekte erheblich behindert werden. Desgleichen können ^:

sich bei Anwendung der Methode der Spiegelechos uner- tiven Richtungen umkehrt und damit einen Zug von wünschte angeregte Echos störend bemerkbar machen. Echoimpulsen erzeugt, der das Spiegelbild des ersten Ab-Im erfindungsgemäßen Falle werden die Spiegelecho- leseimpulses darstellt. In gleicher Weise erzeugen weitere effekte dadurch vermieden, daß ein zu ihrer Entstehung 180"-Erinnerungsimpulse weitere Spiegelechoablesungen, erforderlicher Umstand beseitigt wird, nämlich das Vor- 5 Zur Unterdrückung von sekundären angeregten Echos handensein von Spiegelsymmetrie der Zeit- und Feldbe- werden zweckmäßig Diskriminatorirnpulse C₁, C₂ und C₃ dingungen in bezug auf den Erinnerungsimpuls. Auf angelegt, die sich in Spiegelsymmetrie zu ihren zugehöridiese Weise bewirkt z. B. der Stromimpuls C₁, kurz bevor gen Erinnerungsimpulsen befinden, der Teilerinnerungsimpuls P_rl auftritt, einen Wechsel des Wenn auch die Methode der Spiegelechos zur Erzielung

Zustandes des magnetischen Feldes. Ein das Feld wieder io einer mehrfachen Ablesung in bestimmten Fällen gut anausgleichender Impuls tritt jedoch unmittelbar nach dem wendbar ist, so ist sie doch im allgemeinen wegen be-Erinnerungsteilimpuls nicht auf. Infolgedessen kann be- stimmter charakteristischer Merkmale der vorstehend bezüglich des Impulses P_n keine Spiegelsymmetrie im Zu- schriebenen Methode der angeregten Echos unterlegen, stand des magnetischen Feldes auftreten, und es können und zwar liegt der wesentliche Nachteil der Spiegelechosomit auch keine nennenswerten Spiegelechos gebildet 15 methode in ihrer verhältnismäßig großen Starrheit in werden. In derselben Weise verhindern die Stromimpul- bezug auf die Zeitbestimmung. Das heißt, wenn nach se C₂ und C₃ das Auftreten von Spiegeleffekten in bezug einer Eingabe eine beträchtliche Zeit vergeht, bevor eine auf die Teilerinnerungsimpulse P_r2 und P_r3. Da die Ablesung erwünscht ist, muß auch nach dem Anlegen des Z-Achsen-Speicherung im wesentlichen von Feldände- Erinnerungsimpulses ein entsprechend langes Zeitinterrungen unabhängig ist, haben die vor den entsprechenden 20 vall verstreichen, bis die gewünschten Echos erscheinen. Teilerinnerungsimpulsen auftretenden Stromimpulse kei- Dieselbe Schwierigkeit besteht für spätere Ablesungen, nen nennenswerten Einfluß auf die in einem derartigen Gleichzeitig stellt die Forderung nach Spiegelsymmetrie Speichersystem bestehende ursprüngliche oder verblie- innerhalb jedes Stromimpulses C₁, C₂ usw. und nach bene Angabenordnung. Auch bei wiederholter Ablesung seiner genauen Beziehung zu einem zentral gelegenen Erwerden daher die Impulszüge der angeregten Echos ohne 25 innerungsimpuls eine beträchtliche praktische Schwieriginterferenz erzeugt. keit dar. Schließlich bedingt auch die Anwendung der Die zweite Funktion der Stromimpulse besteht darin, Spiegelechomethode noch den Nachteil, daß die Ablesedie Bildung unechter angeregter Echos, die aus dem Zu- impulsgruppen abwechselnd in ursprünglicher und umsammenwirken von Vorimpulsen und Erinnerungsteil- gekehrter Reihenfolge erscheinen (vgl. Fig. 5). Gerade impulsen entstehen können, zu verhindern. Ohne eine 30 diese Tatsache stellt aber bei der Anwendung der Spinderartige Vorkehrung könnte z. B. der auf den Vor- echo-Technik auf dem Rechenmaschinengebiet insbesonimpuls P_v folgende Impuls P_rl als Eingabeimpuls wirken dere dann, wenn im Binärsystem gearbeitet wird, einen und eine falsche Eintragung in den Z-Achsen-Speicher offensichtlichen Nachteil dar.

verursachen. Diese Eintragung würde dann durch den Die teilweise erfolgende Ablesung nach der Methode

Impuls P₁.2 als ein unechtes angeregtes Echo E_s (vgl. die 35 der angeregten Echos gemäß der Erfindung vermeidet strichpunktierte Darstellung in Fig. 4) abgelesen werden. dagegen die vorstehend geschilderten Nachteile. Der ein-Da jedoch die Stromimpulse C₁, C₂ und C₃, wie bereits zige mit dieser Methode verbundene Zeitfaktor ist die erwähnt, merklich voneinander verschieden sind, erzeugen Länge des Intervalls T₁. Diese kann jedoch erforderlichensie daher auch merklich verschiedene Schwankungen der falls so klein gehalten werden, daß die Verzögerung Feldinhomogenität A H₀. Eine Vorbedingung für die 40 zwischen dem Erinnerungsimpuls und dem darauffolgenwirksame Erzeugung von angeregten Echos ist daher die den Echo vernachlässigbar klein wird. Eine besondere fortschreitende Symmetrie in zusammenhängenden Zeit- Symmetrie irgendwelcher Art ist normalerweise nicht und Feldbedingungen zwischen der Vor- und Eingabe- erforderlich, und zwar weder im inneren Aufbau des impulsfolge sowie zwischen der Teilerinnerungsimpuls- Systems noch bezüglich der Lage der Stromimpulse C₁, und der Echoimpulsfolge. Das Fehlen eines Äquivalents 45 C₂ usw. Außerdem erscheinen die Impulse in jedem Echozu dem Stromimpuls C₁, das kurz vor dem Zeitpunkt, impulszug in derselben Reihenfolge wie die ursprünglich in dem E_s normalerweise erscheinen würde, auftritt, ver- eingegebenen Angabenimpulse und können daher ohne hindert die Entstehung der obenerwähnten Übersetzungs- weiteres auch anderen Einrichtungen zur weiteren Bearsymmetrie und damit die Bildung des unechten Echos E_s. beitung zugeführt werden.

In derselben Weise verhindern die merklich untereinander 50 Das Verfahren wurde in seiner Anwendung auf die verschiedenen Stromimpulse auch die Bildung unechter Durchführung mehrfacher Ablesungen eines einzigen AnEchos zwischen irgendwelchen anderen Kombinationen gabeimpulszuges beschrieben, der auf einen Vorimpuls P₉ der Vorimpulse und/oder Teilerinnerungsimpulse. In der von annähernd 90° folgt. Das Verfahren läßt sich jedoch Zeichnung sind die Stromimpulse als bezüglich der durch in gleicher Weise auch für den Fall anwenden, daß mehihre Dauer und ihre Amplitude gegebenen Fläche unter- 55 rere Angabeimpulszüge vorliegen, wobei im Anschluß an schiedlich dargestellt. Die Unterschiede können selbst- einzelne Vorimpulse von weniger als 90° verschiedene verständlich aber auch durch andere Mittel, wie z. B. Angabenimpulszüge in das Speichermedium eingeführt eine verschiedene räumliche Anordnung, erzielt werden. werden. In beiden Fällen ist der Vorgang der wieder-In Fig. 5 ist die Erzeugung mehrfacher Ablesungen holten Entnahme derselbe, indem Teilerinnerungsimpulse durch Spiegelechos veranschaulicht. Bei diesem Verfahren 60 angewandt werden, die Kippwinkel erzeugen, die ihrerkehren die 180°-Erinnerungsimpulse, nach der Eintragung seits Bruchteile der entsprechenden Vorimpulswinkel der Angabeimpulse und der darauffolgenden Divergenz sind und deren Größen von der Zahl der vorgesehenen der zusammenhängenden Momente in die ZY-Ebene, tat- Wiederholungen abhängig sind.

sächlich, wie das im Zusammenhang mit der Fig. 3 be- Es darf jedoch nicht übersehen werden, daß wegen der

reits beschrieben worden ist, die relativen Präzessions- 65 gegenseitigen Beeinflussung der zahlreichen Kerne in der richtungen um, so daß die Momente wieder konvergieren Probe bei einer mehrfachen Eintragung von Angaben und Echoimpulse erzeugen. Nach erfolgter Konvergenz und damit auch bei einer vielfachen Echobildung die kehren die Momentvektoren um und divergieren wieder. Größe der Impulszahl durch die Ausbildung unechter Wenn eine zweite Ablesung erwünscht ist, wird ein zweiter Echos begrenzt wird. Diese Zwischenimpulseffekte, die 180°-Erinnerungsimpuls angelegt, der wiederum die rela- 70 nicht nur den Geräuschpegel des Speichersystems erhöhen,

11 12

sondern auch die Amplitude der gewünschten Echos ver- Fig. 6). Das heißt, daß das Signal-Geräusch-Verhältnis mindern, beruhen weitgehend auf der Wirkung jedes ein- des Systems verkleinert wird. In derselben Weise entzelnen Angabenimpulses auf den vorhergehenden. stehen auch bei der Erzeugung angeregter Echos Zwischen-

Wenn dem Speichersystem Angaben in Form eines impulsechos, die die gleiche nachteilige Wirkung Impulszuges zugeführt werden, wirkt jeder auf den ersten 5 haben.

folgende Angabenimpuls als halber Erinnerungsimpuls Die vorstehende Beschreibung hat gezeigt, daß die

und erzeugt daher Echos. Wenn nun viele solcher Zwi- störenden Wirkungen der Zwischenimpulsechobildungen schenimpulsechos gleichzeitig mit einem gewünschten weitgehend darauf beruhen, daß sie sich diese Effekte Echo auftreten, ist die wirksame Ausgangsspannung er- addieren, und zwar ist diese Addition dadurch bedingt, heblich kleiner als die des gewünschten Echos. Dies ist io daß die Effekte bei konstanter Eingangsfrequenz in Phase besonders bei den Angabeirripulszügen der Fall, bei denen sind. Wenn daher diese Phasenübereinstimmung beseitigt die einzelnen Impulse gleichen Abstand voneinander werden kann, wird damit auch die Bildung und insbehaben. Die nachteilige Wirkung dieser »Zwischenimpuls- sondere die Anhäufung unechter Echos ausgeschaltet echos>i ist in der Fig. 6 veranschaulicht, in der die Er- oder zumindest weitgehend vermindert werden. Gemäß zeugung von Spiegelechos 7, 6, 5, 4, 3, 2 und 1 aus den 15 der vorliegenden Erfindung wird dies durch eine Ändeentsprechenden Angabenimpulsen 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7 rung der Eingabefrequenz erreicht, die während der Eindargestellt ist. Die dabei auftretenden Zwischenimpuls- gäbe der Nachrichtenimpulse erfolgt. Das heißt, es wird echos sind mit a, b, c, d und D, C, B, A bezeichnet. also eine Frequenzmodulation angewandt. Diese Fre-

Derartige unechte Echos zerfallen allgemein in drei quenzmodulation kann z. B. in der Erregerstufe 36 durch Kategorien. Die erste Kategorie entsteht durch Teilable- 20 eine Einrichtung bewirkt werden, wie sie in der Fig. 8, sungen durch den Erinnerungsimpuls der Z-Achsen- die den schaltungsmäßigen Aufbau der Erregerstufe ver-Speicherung und ist dadurch verursacht, daß jeder Ein- anschaulicht, dargestellt ist. Wie aus der Fig. 8 ersichtgabeimpuls den ihm vorangehenden Impuls beeinflußt. hch, enthält diese Stufe einen Oszillator 49 sowie mehrere Die Stärke eines jeden dieser Speicherelemente ist pro- Frequenzverdopplerstufen 50, 51 und 52. Die letzte dieser portional sin² Q₁, wobei Q_{ der durch den Eingangs- 25 Frequenzverdopplerstufen arbeitet auf einem Pufferverimpuls verursachte Kippwinkel ist. Die Ablesung er- stärker 53, dessen Ausgang über die Leitung 54 mit dem scheint, wie aus Fig. 6 ersichtlich, als eine Reihe ange- Verstärker 37 (vgl. Fig. 2) verbunden ist. regier Echos«, b usw., die auf den Erinnerungsimpuls Der Oszillator 49 ist mit einer Schaltröhre 55 versehen,

folgen, und zwar jedes in einem Intervall, das durch den deren Steuergitter über den Kondensator 56 mit der von Abstand des auslösenden Impulses bestimmt ist. 30 dem Impulsgenerator 35 (vgl. Fig. 2) kommenden Schalt-

So entsteht z. B. bei einem Impulsabstand ö und einer leitung 57 verbunden ist.

Dauer t_T des Erinnerungsimpulses im Zeitpunkt (t_r + δ) Außerdem ist diese Schaltleitung 57 über den Widerern zusammengesetztes Echo, das durch die Impuls- stand 58, die Leitung 59, das Potentiometer 60, einen paare 1-2, 2-3, 3-4 usw. verursacht ist; bei Λ^τ Impulsen weiteren Widerstand 61 und den Kondensator 62 mit dem sind also (N — 1) solcher Paare vorhanden. Bei einer 35 Steuergitter einer Reaktanzröhre 63 verbunden. Die Leikonstanten Frequenz des hochfrequenten Eingangs ad- tung 59 ist außerdem über die Leitung 64 und den Kondieren sich diese unechten Echos und, wenn der Erinne- densator 65 mit Erde verbunden.

rungsimpuls eine Nutation vom Betrag Q₁. verursacht, ist Die Anode der Reaktanzröhre 63 ist über den Konden-

das im Zeitpunkt (t_r + δ) entstehende unechte Echo pro- sator 66 mit dem Tankkreis 67 des Oszillators 49 verportional (N — 1) sin² Q₁ sin Q_T. In gleicher Weise folgt, 40 bunden. Der Tankkreis 67 enthält die Induktivität 68, daß das unechte Signal im Zeitpunkt (t_r + Jv δ) propor- zwei Hauptkondensatoren 69 und 70 und die aus den tional (N—k) sin² Q₁ sin Q_r ist, wobei k s£ N. Somit neh- parallel hegenden Kondensatoren 71 und 72 bestehende men die Echos mit der Zeit ab und verschwinden im Abstimmeinheit. Die Reaktanzstufe ist auf die Grund-Zeitpunkt (t_r + K δ) gänzlich. Wenn jedoch der Ein- frequenz des Oszillators abgestimmt, die bei dem vorliegabeimpuls mehr als die Hälfte des gesamten Zeitinter- 45 genden Ausführungsbeispiel einen Wert von 4 MHz hat. valls zwischen dem ersten Impuls und dem Erinnerungs- Im Betrieb dreht der von dem Tankkreis 67 an die Anode impuls einnimmt, fallen die vorstehend beschriebenen der Röhre 63 gelieferte hochfrequente Wechselstrom die unechten Echos der Kategorie I in das Intervall des ge- Phase des Anodenwechselstroms dieser Röhre um anwünschten Echos und verursachen eine Interferenz. nähernd 90°. Die Röhre 63 wirkt somit als eine Teilkapa-Die unechten Echos der zweiten und dritten Kategorie 50 zität des Tankkreises. Jeder Wechsel dieses Steuerhaben im wesentlichen dieselbe Ursache wie die vorste- stromes ändert daher die wirksame Kapazität des hend beschriebenen. Das heißt, ein angeregtes Zwischen- Tankkreises und damit die Oszillatorfrequenz, und zwar impulsecho wird durch jede beliebige Kombination dreier setzt ein Anstieg des Stromes die Frequenz herauf, Eingabeimpulse hervorgerufen und hat eine Stärke, die während ein Abfall desselben eine niedrigere Frequenz proportional sin³ Q₁ ist. Diese angeregten Echos werden 55 bedingt.

dann durch den 180"-Erinnerungsimpuls unmittelbar ge- Nachstehend soll unter der Annahme, daß sich der

kippt. Hierdurch entsteht ein Spiegelecho der angeregten Oszillator 49 anfänglich in Ruhe befindet, veranschau-Zwischenimpulsechos der Kategorie II. Weiterhin wird licht werden, wie dieser Effekt bei einer Spinechofolge eine Reihe von Echos der Kategorie III erzeugt, die eine angewandt wird.

Wiederholung des Zwischenimpulszuges der Kategorie II 60 In der Fig. 7 stellt T₀ einen Zeitpunkt dar, der vor dem darstellt. Zwischenimpulsechos, deren Amplituden höhe- Zeitpunkt T₁, in dem der erste Angabenimpuls zugeführt ren Potenzen von sin Q₁ proportional sind, können auch wird, liegt. T₂ kennzeichnet einen Zeitpunkt, der entmit eingeschlossen werden. Die vorstehenden Dar- weder mit der Beendigung des Erinnerungsimpulses P_r legungen genügen jedoch zur Deutung der beobachteten zusammenfällt oder unmittelbar auf diesen folgt. Im Effekte. 65 Zeitpunkt T₀ gibt der Impulsgenerator 35 einen nega-

Wie bereits dargelegt, verursacht das Auftreten von tiven bis T₂ dauernden und in diesem Zeitpunkt endenden Zwischenimpulsechos unerwünschte Nebenwirkungen, die Rechteckimpuls an die Leitung 57. In der Fig. 9 ist ein einmal in der Erzeugung unerwünschter Echos und zum derartiger auf den Punkt A dieser Darstellung gelangenanderen zu einer Verminderung der Amplitude und der der Rechteckimpuls, dessen Amplitude — 40 Volt beGleichförmigkeit der gewünschten Echos bestehen (vgl. 70 trägt, wiedergegeben. Durch diesen Spannungsabfall :

wirkt das rechte System der Schaltröhre 55 als ein das linke System betätigender Inverter. Das letztere, als Kathodenverstärker betriebene System wirkt sodann auf das Schirmgitter der Oszillatorröhre und setzt so den Oszillator in Betrieb.

Wie in der Fig. 9, in der die gebräuchlichen Werte für den Widerstand 58 und den Kondensator 65 angegeben sind, ersichtlich, integriert dieses i?C-Glied den angelegten Rechteckimpuls und erzeugt an dem Verbindungspunkt B des Widerstandes und des Kondensators eine bis zum Zeitpunkt T₂ annähernd gleichförmig abfallende Spannung. Der gesamte Spannungsabfall beträgt während eines Zeitintervalls von 3 see etwa 8 Volt (vgl. die Fig. 9). Ein durch das Potentiometer 60 einstellbarer Teil dieser Spannung wird an das Gitter der Reaktanzröhre 63 gelegt und bewirkt, daß der vorauseilende von dem Tankkreis 67 des Oszillators gelieferte Anodenwechselstrom dieser Röhre nach und nach abnimmt. Hierdurch entsteht, wie bereits erwähnt, ein allmähliches Absinken der Oszillatorfrequenz. Diese Verminderung der Frequenz wird über die Frequenzverdopplerstufen und den Pufferverstärker 53 dem Verstärker 37 (vgl. Fig. 2) zugeleitet. Der Verstärker 37 erhält daher während des Zeitintervalls T₀ bis T₂ eine sich konstant ändernde Hf-Spannung. Im Zeitpunkt T₂ wird der Oszillator durch die Beendigung des von dem Impulsgenerator kommenden Rechteckimpulses wieder abgeschaltet. Während der folgenden Ruheperiode, die die Echoperiode und die »Wiederherstellzeit « der Probe 30 einschließen, steigt die Spannung im Punkt B und damit auch am Gitter der Reaktanzröhre 63 allmä'ilich wieder auf den normalen Wert an.

In dem folgenden Zeitpunkt T₁ werden sodann die Angabenimpulse P_t angelegt und ihre Eintragung wird mit der vorstehend beschriebenen Frequenzmodulation durchgeführt.

Hierdurch werden die Kombinationen der Zwischenimpulsechos, die sonst die gewünschten Echos stören oder unterdrücken würden, mit solchen Phasendifferenzen zur Addition gebracht, daß ihre Summe vernachlässigbar klein wird. Hierdurch wird der in der Fig. 7 dargestellte einwandfreie und gleichförmige Echoimpulszug bei beträchtlich vermindertem Störpegel ermöglicht.

Der hierzu benötigte Frequenzhub ist verhältnismäßig klein und beträgt im vorliegenden Falle etwa 4 kHz.

Wenn trotzdem noch einige geringfügige Zwischenimpulsechoeffekte verbleiben, empfiehlt es sich, diese durch einen oder mehrere Diskriminatorimpulse zu beseitigen.

Im Gegensatz zu der beschriebenen Frequenzmodulationsmethode kann der »Antikohärenz-«Effekt aber auch mit einer ungeänderten Eingabefrequenz erzielt werden, die dann jedoch zwischen den einzelnen Angabeimpulsen unterbrochen werden muß. Die Schwingungen für jeden Angabenimpuls werden hierbei stets in demselben, durch die zeitliche Beziehung

NT₉₉+CT_f

60

bestimmten Punkt begonnen. T_V1> ist hierbei die zeitliche Lage des Zwischenimpulses im Angabenimpulszug, T₁ eine Periode der hochfrequenten Schwingung, C eine ganze Zahl und N die Anzahl derjenigen Angabenimpulse, die sich in einem kritischen Abstand voneinander befinden, d. h. daß sie genügend dicht aufeinanderfolgen, um mit Kohärenz durch gegenseitige Beeinflussung beträchtliche unechte Echos zu erzeugen. Bei verhältnismäßig kurzen Echoimpulszügen kann N alle Impulse des Zuges umfassen, während bei langen Impulszügen der kritische Abstand zahlenmäßig kleiner sein kann als die Anzahl der Impulse. Auf jeden Fall sieht der vorstehend angegebene Ausdruck vor, daß die Zwischenimpulsfrequenz und die Frequenz des Oszillators in keinem ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen, so daß eine in Phase erfolgende Addition der unechten Echoeffekte verhindert wird.

Um das gewünschte Ergebnis mit einer gleichbleibenden Eingabefrequenz zu erzielen, kann der Verstärker 37 zweckmäßig mit einem selbsterregten Oszillator versehen werden. Die besondere Erregerstufe 36 ist dann überflüssig. Für den Fall, daß die hochfrequenten Schwingungen für jeden Angabe- und jeden Erinnerungsimpuls an- und abgeschaltet werden, muß die Frequenz der von dem Generator 35 gelieferten Steuerimpulse für die Eintragung von Angabeimpulsen so bemessen werden, daß sie zu der Eingabefrequenz in dem obenerwähnten Verhältnis steht.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Spinecho-Speicherverfahren zur Speicherung von insbesondere in elektronischen Rechenmaschinen und Informationen verarbeitenden Einrichtungen auftretenden Angaben, bei dem die mittels der Z-Achsen-Speicherung durchgeführte Eingabe und mehrfache Entnahme von Angaben durch die in einem inhomogenen polarisierenden Magnetfeld erfolgende Beeinflussung der unterschiedlichen Präzessionsgrade der gyromagnetischen Kerne einer als Speichermedium dienenden chemischen Substanz bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Anlegen einer bestimmten Kombination von mehreren ein Drehmoment erzeugenden hochfrequenten Angabenimpulsen in den Kernen des Speichermediums erfolgende Z-Achsen-Speicherung jeweils durch die Zuführung eines ein bestimmtes Drehmoment bewirkenden hochfrequenten Vorimpulses vorbereitet wird und daß zur mehrfachen Ablesung dieser Angabenimpulskombination dem Speichersystem eine Mehrzahl hochfrequenter, eine Ablesung einzelner Angabenteile aus der Z-Achsen-Speicherung ermöglichender Teilerinnerungsimpulse zugeführt wird, die ihrerseits ein Drehmoment erzeugen, das kleiner als das durch den Vorimpuls verursachte ist.

2. Spinecho-Speicher verfahr en nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der Teilerinnerungsimpulse zu einem bestimmten Zeitpunkt ein das Maß der Inhomogenität des polarisierenden Magnetfeldes ändernder Gleichstromimpuls zugeordnet wird.

3. Spinecho-Speicherverfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Inhomogenität des Magnetfeldes ändernden Gleichstromimpulse unterschiedliche Form (Daver, Amplitude) aufweisen und vor den Teilerinnerungsimpulsen zugeführt werden.

4. Spinecho-Speicherverfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung von Störungen durch unerwünschte Zwischenimpulsechos die hochfrequenten Schwingungen dieser unechten Echos zueinander und in bezug auf die hochfrequenten Schwingungen der Angabenimpulse zeitlich so gelegt werden, daß sie sich bei einer Überlagerung nicht phasenrichtig addieren können.

5. Spinecho-Speicherverfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zur

Störunterdrückung erforderliche zeitliche Beziehung zwischen den Angaben- und Zwischenechoimpulsen durch eine während einer Speicherperiode erfolgende fortschreitende Änderung der Frequenz der Angabenimpulse erzielt wird.

6. Spinecho-Speicherverfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die fortschreitende Änderung der Impulsfrequenz durch die Anwendung einer Frequenzmodulation bei einem von den Angabenimpulsen gesteuerten Oszillator erreicht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen