DE1021888B - Aus mehreren Schaltstufen mit je einem Magnetkern bestehender Informationsspeicher - Google Patents

Description

DEUTSCHES

kl. 21 al

INTERNAT. KL. H 03 k

PATENTAMT

ANMELDETAG: 12. AUGUST 1 9 5 3

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 2. JANUAR 1958

Die Erfindung bezieht sich auf eine aus mehreren Schaltstufen gebildete Kettenschaltung mit magnetischen Schaltelementen zur Aufnahme von Speicheraufträgen für vorzugsweise Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen.

Kettenschaltungen, bei welchen die einzelnen Speicherelemente aus Relais oder Gasentladeröhren bestehen, sind bekannt. Derartige Schaltungsanordnungen werden vorzugsweise zur Aufnahme von Wahlimpulsreihen benutzt. Jeweils entsprechend der gewählten Impulsreihe wird ein bestimmtes Speicherglied einer solchen Kette wirksam gemacht, so daß im Bedarfsfall ein Abgriff bzw. eine Auswertung der eingespeicherten Information durchgeführt werden kann.

Bei den bekannten Kettenschaltungen sind besondere Stromquellen für die Speicherelemente notwendig, um den jeweils eingespeicherten Schaltzustand bis zum Abgriff aufrechtzuerhalten.

Man hat aus diesem Grunde auch bereits Speichereinrichtungen, insbesondere Schiebespeicher, unter Verwendung magnetischer Speicherelemente entwickelt, bei denen diese mit Kernen aus magnetischem Material mit angenähert rechteckiger Hysteresiskurve versehen sind. Speicher dieser Art sowohl in zwei- als auch in dreidimensionaler Anordnung sind bereits bekannt. Sie ermöglichen in gleicher Weise wie die aus elektronischen Schaltmitteln aufgebauten Speicher die Aufzeichnung von Nachrichteninhalten auf binärer Basis.

Diese bekannten Speicher haben jedoch den Nachteil, daß sie pro Nachrichtenelement jeweils zwei Speicherkerne benötigen.

Zur Beseitigung dieses Nachteils sind weiterhin Speichereinrichtungen, insbesondere Schiebespeicher, vorgeschlagen worden, bei denen je Nachrichtenelement stets nur ein entsprechend beschalteter Ringkern vorgesehen werden muß. Die einzelnen Speicherelemente sind dabei über Verzögerungsglieder miteinander verbunden, um auf diese Weise eine eindeutige Einspeicherung zu ermöglichen. Bei diesen Speicheranordnungen ist jedoch ein Eingriff in einen gespeicherten Nachrichteninhalt nicht in der Weise möglich, daß nur ei.n einziges Nachrichtenelement geändert wird.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es nun, Speichereinrichtungen, insbesondere Schiebespeicher, zur Aufzeichnung von Informationen zu schaffen, bei denen jedes beliebige gespeicherte Nachrichtenelement direkt durch einen entsprechenden Eingriff von außen geändert werden kann, ohne daß deshalb die gesamte eingespeicherte Nachricht gelöscht und neu gespeichert werden muß. Zu diesem Zweck werden gemäß der Erfindung Informationsspeicher Aus mehreren Schaltstufen

mit je einem Magnetkern

bestehender Informationsspeicher

Anmelder: International

Standard Electric Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.)

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

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 13. August 1952

zo Desmond Sydney Ridler und Robert Grimmond,

London,
sind als Erfinder genannt worden

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vorgesehen, die aus mehreren Schaltstufen mit je einem Magnetkern bestehen und in denen die Informationen, beispielsweise Zahlen, als Schema von betätigten und nicht betätigten Schaltstufen gespeichert werden. Diese gespeicherten Informationen werden in an sich bekannter Weise als Ganzes innerhalb des Speichers jeweils auf Grund eines allen Magnetkernen gemeinsam zugeführten Fortschalteimpulses stufenweise verschoben. Zur Durchführung dieses Vorganges sind jeweils zwischen den Ausgangsund den Eingangswicklungen zweier aufeinanderfolgender Schaltstufen Verzögerungsmittel vorgesehen. Entsprechend der Erfindung wird nun auf jedem Magnetkern außer der Schiebewicklung sowie der Eingangswicklung, mittels der die Impulse vom vorhergehenden Kern empfangen werden, und der Ausgangswicklung, mittels der die Impulse zum nachfolgenden Kern übertragen werden, eine weitere Eingangswicklung vorgesehen, die die Einspeicherung neuer Informationen ermöglicht.

Die Erfindung wird unter Zuhilfenahme der Fig. 1 und 2 näher erklärt. Fig. 1 zeigt eine magnetische Speicher- bzw. Verteileranordnung, bei welcher magnetische Materialien mit hoher Anfangspermeabilität und mit einer rechteckigen Hysteresisschleife benutzt werden. Eine solche magnetische Speichereinrichtung soll im Hinblick auf vielseitige Anwendungsmöglichkeiten folgende Eigenschaf ten haben:

709 847/112

1. Die Anzahl der Speicher- bzw. Verteilerpunkte soll variabel sein, was durch Hinzufügen oder Hinwegnehmen von magnetischen Elementen erreicht wird. Fig. 1 zeigt vier solcher Elemente (Tl bis T4).

2. Es sollen mehrere Elemente vorhanden sein, die jeweils in einer Zeiteinheit schalten und jeweils einen Speichereffekt erzeugen.

3. An jedem Speicherelement soll während der Impulseinspeicherung eine entsprechende Ausgangsleistung entnommen werden können.

4. Die aufzunehmenden Impulsreihen sollen eine Frequenz bis zu 10 kHz haben. Mit neueren geeigneten Materialien sollen noch höhere Impulsgeschwindigkeiten erreicht werden.

5. Bei jedem Speicherelement soll zu einem beliebigen Zeitpunkt unabhängig von der Gesamtspeicherung eine Änderung des eingespeicherten Nachrichtenelementes durch einen direkten Eingriff von außen möglich sein.

6. Die Speichereinrichtung soll billig, einfach und ao widerstandsfähig ausgeführt sein.

Die für die Speichereinrichtung verwendeten magnetischen Bauelemente sollen aus Materialien bestehen, die magnetisch gesättigt werden können und allel an der gemeinsamen Impulsleitung +P. Die Wicklungen Wd sind mit individuellen Stromquellen und Schaltern versehen, um den jeweiligen Ringkern unabhängig von den normalen Speichervorgängen in eine gewünschte magnetische Lage zu bringen.

Es wird angenommen, daß das magnetische Element T1 vorher in die Lage "I" (Fig. 2) gebracht ist, und zwar dadurch, daß Strom über seine Wicklung Wd in der entsprechenden Richtung gebracht wird. Die magnetischen Elemente T2 bis T4 befinden sich im Hinblick auf ihre Magnetisierung in der Lage "0" (Fig. 2), weil der Stromfluß in ihren Wicklungen Wd im entgegengesetzten Sinn erfolgt.

Wenn jetzt ein Speicherimpuls an die Irnpulsleitung +P mit einer solchen Polarität angelegt wird, um eine Magnetisierung nach der Lage "0" zu veranlassen, tritt in den magnetischen Elementen T 2 bis T4 keine Flußänderung auf, da sich diese bereits in der Lage "0" befinden. Jedoch das Schaltelement Tl, welches die Lage "1" eingenommen hat, wird durch den Speicherimpuls in die Lage "0" gebracht. Das Speicherelement Tl wirkt jetzt als Impulstransformator und induziert diesen Impuls auf seine Wicklung Wo, wogegen alle anderen Schalt-

die zusätzliche Eigenschaft haben, nachdem sie durch 25 elemente dieser Speicherstufe unbeeinflußt bleiben,
einen Eingangsimpuls beeinflußt sind, die eine oder Die induzierte EMK auf die Wicklung Wo des

andere Lage einzunehmen (Fig. 2 der Wechsel von Speicherelementes T1 veranlaßt die Aufladung des unterer, 1, zu oberer Kante 0 der Schleife). Die Kondensators Cl über den Gleichrichter U 2, bevor magnetischen Speicherelemente bleiben in der ver- die Sättigung der "0"-Lage erreicht ist. Es besteht

hierbei keine Verbindung über den Gleichrichter U 3, da dieser Gleichrichter durch den über die Wicklung Wa des Speicherelementes T 2 angelegten Impuls gesperrt ist. Nach Beendigung des Impulses an der Leitung +P wird die Ladung von dem Kondensator Cl 35

änderten Lage so lange, bis sie durch einen umgekehrten Impuls wieder zurückgeschaltet werden. Diese Speichereinrichtungen stimmen in ihrer Arbeitsweise grundsätzlich mit den bereits vorgeschlagenen Schiebespeichern überein und können daher in gleicher Weise für Speicher- und Zählschaltungen angewendet werden. Von den \^rorgeschlagenen Einrichtungen unterscheiden sie sich jedoch in der Möglichkeit, ein einzelnes eingespeichertes Nachrichtenelement unabhängig von dem übrigen Speicherüber den Gleichrichter U 3 auf die Wicklung Wa des Speicherelementes T2 gegeben, so daß letzteres von der Lage "0" in die Lage "\" übergeht. Die in der Wicklung Wo des Speicherelementes T 2 induzierte EMK ist negativ, und da der Gleichrichter [74 ge

inhalt zu ändern. Gegenüber den bekannten Speicher- 40 sperrt ist, kann der Kondensator C2 nicht aufgeladen

Schaltungen mit Gasentladungsröhren haben sie weiterhin, ebenso wie die bereits vorgeschlagenen Magnetspeicher, den Vorteil, daß sie keine leitenden bzw. nichtleitenden Schaltstellungen besitzen, so daß zur Aufrechterhaltung des gerade herrschenden Schaltzustandes in keinem Fall ein Stromverbrauch eintritt. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, nehmen die einzelnen Speicherelemente, je nach dem zu speichernden Nachrichteninhalt, entweder eine positive oder werden. Die Gleichrichter US, U7 und i/9 erfüllen in den weiteren Kopplungskreisen die gleiche Aufgabe wie der Gleichrichter UZ im Kopplungskreis zwischen Tl und T2.

45 Die Speicherelemente T 3 und T4 sind bisher unbeeinflußt, weil nur ein Einzelimpuls angelegt wurde. Es ist in der Speichereinrichtung die Lage "1" im Speicherglied Tl auf das Speicherglied T 2 verschoben worden, wobei im Speicherglied Tl die eine negative Magnetisierung gleichen Absolutwertes 50 Lage "0" hergestellt wurde. Das Speicherkennzeichen an. Der einmal angenommene magnetische Zustand ist somit um eine Stufe nach rechts weitergeschaltet

worden.

Wenn das Anfangsspeicherkennzeichen aus mehreren Speicherelementen mit der Lage "\" bestanden hätte, dann würde der Speicherimpuls unabhängig von der Zahl solcher Speicherglieder jeden in die "0"-Lage bringen und die Lage "1" auf die nächste Speicherstufe geben, sobald der Impuls beendet wäre.

Das Anfangskennzeichen kann, wie bereits bemagnetische Elemente, welche vorzugsweise als Ring- 60 schrieben, über die Wicklungen Wd parallel oder in kerne ausgebildet sind und deren Hysteresisschleife Reihe über die Wicklung Wa des ersten Speicherrechteckig verläuft, wie in Fig. 2 dargestellt. Jeder gliedes T1 gegeben werden. Hierbei wird bei jedem Ringkern trägt vier getrennte Wicklungen Wa bis Wd, Impuls ein Speicherelement umgeschaltet,
welche unabhängig für die Magnetisierung des je- In gleicher Weise kann auch zu jedem beliebigen

weiligen Kernes benutzt werden. Die Wicklungen 65 Zeitpunkt an jedem beliebigen Speicherelement über Wa und Wo sind zwischen den aufeinanderfolgenden dessen Wicklung Wd eine Änderung der eingespei-

bleibt ohne weiteren Aufwand an Strom grundsätzlich für eine beliebig lange Zeit erhalten und wird lediglich durch das Eintreffen eines entsprechenden kurzzeitigen Steuerimpulses geändert.

Nunmehr werden die Einzelheiten der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung näher betrachtet. Diese Figur zeigt einen vierstufigen magnetischen Verteiler bzw. Speicher. Tl bis T4 sind sättigbare

Ringkernen über die Gleichrichter U 2, [74, [76, [78 usw. verbunden. Die Kondensatoren Cl bis C 4 sind Speicher- oder Gedächtniskondensatoren. Die Wicklungen Wb sind Impulswicklungen und liegen par-

70 cherten Nachricht vorgenommen werden.

Das Absetzen der Speicherkennzeichen während der Impulsgabe erfolgt durch die Kondensatoren Cl bis C 4.

Die Erfindung ist an Hand eines einzigen Ausführungsbeispiels unter Benutzung einer magnetischen Schalteinrichtung mit Ringkernen beschrieben worden. Während in derartigen Einrichtungen jede bekannte Magnetform verwendbar ist, ist die Ringkernausführung zur Zeit die zweckmäßigste Form mit Rücksicht auf die benutzten Materialien. Diese Materialien haben eine hohe Anfangspermeabilität, so daß die Luftspalte in den Eisenkreisen von Wichtigkeit sind. Die Ringkernausführung bietet die vorteilhafteste Lösung, wenn der Kern aus magnetischem Streifenmaterial gewickelt ist und dadurch große Übergangsflächen zwischen den einzelnen Wicklungen vorhanden sind.

Eine andere mögliche Konstruktionsform besteht darin, daß Streifen aus Material mit hoher Permeabilität zwischen Weicheisenbacken eingeklemmt werden, wobei diese Streifen ebenfalls große Querschnitte haben. Die Güte einer solchen Konstruktionsform hängt davon ab, einen wirklich niedrigen magne- tischen Übergangswiderstand zu erreichen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Aus mehreren Schaltstufen mit je einem Magnetkern bestehender Informationsspeicher, in dem die Informationen, z. B. Zahlen, als Schema von betätigten und nicht betätigten Schaltstufen gespeichert und als Ganzes innerhalb des Speichers jeweils auf Grund eines allen Magnetkernen gemeinsam zugeführten Fortschalteimpulses stufenweise verschoben werden können, wobei zwischen der Ausgangs- und der Eingangswicklung zweier aufeinanderfolgender Schaltstufen Verzögerungsmittel \Orgesehen sind, vorzugsweise zur Aufnahme von Speicheraufträgen in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Magnetkern außer der Schiebewicklung sowie der Eingangswicklung, mittels der die Impulse vom vorhergehenden Kern empfangen werden, und der Ausgangswicklung, mittels der die Impulse zum nachfolgenden Kern übertragen werden, eine weitere Eingangswicklung (Wd) für die Einspeicherung neuer Informationen trägt.

2. Informationsspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkerne Ringkerne sind und eine hohe Anfangspermeabilität besitzen (Fig. 2).

3. Informationsspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils bei Beginn eines Impulses eine bestimmte Magnetkernschaltstufe (T) in eine vorgegebene Arbeitsstellung geht und bei Beendigung dieses Impulses ein dieser Schaltstufe nachgeordneter Ladungsspeicher (C) über eine Wicklung (Wa) der nachfolgenden Magnetkernschaltstufe zu deren Umschaltung entladen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Journal of Applied Physics, Januar 1950, S. 49

bis 54;

Proceedings of the I. R. E., Juni 1950, S. 626

bis 629;

Journal of Applied Physics, Januar 1951, S. 44

bis 48. ■

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 709 847/112 12.57