DE1191859B - Speichermatrix mit duennen magnetischen Speicherschichten mit einer Schaltungs-anordnung zur Beseitigung der Stoersignale - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al - 37/06

Nummer: 1191 859

Aktenzeichen: S 78507IX c/21 al

Anmeldetag: 15. März 1962

Auslegetag: 29. April 1965

Die Erfindung betrifft eine Speichermatrix mit dünnen magnetischen Schichten mit einer Schaltungsanordnung zur Beseitigung der Störspannungen in den Signalleitungen.

Zur Speicherung und Abfragung elektrischer Daten ist eine Reihe von Speicherelementen bekannt. So sind beispielsweise magnetische Ringkerne oder Transfluxoren derart in Zeilen und Spalten nebeneinander angeordnet und von den entsprechenden Einschreib-, Abfrag- und anderen Leitungen durchzogen, daß sich eine Speichermatrix mit einer Vielzahl derartiger Elemente ergibt.

Zur Verkürzung der Schaltzeiten und zur Vermeidung der recht Xostspieligen Bedrahtung der Speicherkerne sowie zur räumlichen Verkleinerung von Speicheranordnungen ist es bereits bekannt, Speichermatrizen mit dünnen magnetisierbaren Schichten als Speicherelemente herzustellen. Diese dünnen magnetisierbaren Schichten bestehen beispielsweise aus Permalloy, einer Eisen-Nickel-Legierung, und sind auf einer Unterlage, z. B. aus Glas, etwa 1000 A dick und mit einem Durchmesser von etwa einigen Millimetern aufgetragen. Zur Einspeicherung und Abfragung der elektrischen Daten sind bestimmte Leitungen vorgesehen, die je nach der Art des Speicherverfahrens parallel oder orthogonal zueinander über den Speicherschichten verlaufen. Die Überdeckungsstellen der orthogonal zueinander verlaufenden Leitungen befinden sich über den Speicherschichten.

Bei den sogenannten Orthogonalspeichern ist eine oder sind mehrere Leitungen parallel auf die magnetische Vorzugsrichtung der Speicherschicht, d. h. senkrecht zu der magnetisch harten Richtung, angeordnet. Diese Leitungen führen bei Stromdurchfluß zu einem magnetischen Feld in der magnetisch harten Richtung der Speicherschicht. Da dieses magnetische Feld sowohl beim Einspeichern von elektrischen Daten als auch beim Abfragen derselben eingeschaltet ist. wird diese Leitung im folgenden als »Schaltleitung« bezeichnet. Im anglikanischen Sprachgebrauch ist für diese Leitung der Ausdruck »word drive conductor« verwendet. Orthogonal auf diese Schaltleitung ist in Richtimg der magnetisch harten Richtung der Speicherschicht eine Leitung oder sind mehrere Leitungen — die sogenannten »Schreibleitungen« — geführt, die bei Stromdurchfluß ein magnetisches Feld in Richtung der magnetischen Vorzugsrichtung hervorrufen. Beim Einspeichern elektrischer Daten werden sowohl das Schaltleitungsfeld als auch das Schreibleitungsfeld erzeugt, so daß sich beide zu einem gemeinsamen Vektor zusammen-Speichermatrix mit dünnen magnetischen
Speicherschichten mit einer Schaltungsanordnung zur Beseitigung der Störsignale

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,

München 2, Witteisbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Karl-Heinz Walter, München

setzen. Die Schreibleitung wird im anglikanischen Sprachgebrauch als »information conductor« bezeichnet. Parallel zu dieser Schreibleitung ist eine weitere Leitung in Richtung der magnetisch harten Richtung über der magnetischen Schicht angeordnet. Diese Leitung sei »Signalleitung« genannt, da durch diese die eingespeicherten Daten beim Abfragen in Form von Spannungssignalen weitergeleitet werden. Im anglikanischen Sprachgebrauch sind diese Leitungen »sense conductors« genannt. Je nach der angegebenen Magnetisierung — positiv oder negativ in der magnetischen Vorzugsrichtung — wird ein positiver oder negativer Signalspannungsimpuls in der Signalleitung induziert.

Damit die Signalspannungen verhältnismäßig groß sein können, ist es notwendig, bei gegebenen Abmessungen der Speicherschicht und -leitungen kurze steile Impulse über die Schaltleitung zu senden.

Es hat sich nun gezeigt, daß störende induzierte Spannungsimpulse in der Signalleitung beim Abfragen durch die orthogonale Führung der Schalt- und Signalleitung weitgehend vermieden werden können. Dagegen treten durch Influenzerscheinungen infolge der kapazitiven Wirkung zwischen Schalt- und Signalleitung Störspannungsimpulse in der Signalleitung auf, die unter Umständen eine derartige Größe annehmen können, daß die Nutzspannungen sehr verwischt werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, bei einer einfachen aufzubauenden Speichermatrix die Störspannungen auf den Signalleitungen zu kompensieren, um zu einer Vergrößerung des Nutz-Störspannungsverhältnisses beizutragen. Dabei sollen die Signalleitungen die magnetisierbaren Schichten möglichst eng umschließen. Ihr Wellenwiderstand ist im Interesse

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einer geringen Beeinflussung der Schicht und einer findungsgemäß die Schaltimpulspaare auf den Schaltgeringen, von der Schaltleitung influenzierten Stör- leitungen einer Matrixebene entgegengesetzt zur Richspannung möglichst hoch zu wählen. Dies führt zu tung in der anderen Matrixebene und die Schreibeiner schmalen Signalleitungsbreite. Die Schreib- impulspaare auf den Schreibleitungen beider Matrixleitung ist in zwei Hälften aufgespalten, um die Si- 5 ebenen in der gleichen Richtung verlaufen.
gnalleitung elektrostatisch abzuschirmen und um das In den F i g. 1 bis 6 sind Beispiele für die Erfindung Schreibfeld symmetrisch in der Speicherschicht zu angegeben.

erzeugen. Durch Vergrößerung des Abstandes In F i g. 1 ist ein Ausschnitt aus einer Speicherzwischen Signal- und Schaltleitungen könnte der matrix dargestellt. Eine magnetische dünne Schicht 1 Influenzeinfluß verringert werden. Gleichzeitig würde io ist auf einer Glasunterlage 2 aufgetragen. Über die dafür der Wellenwiderstand wachsen und eine erhöhte magnetische Schicht 1 verläuft die Signalleitung 3 Ausgangsleistung des Schaltgenerators notwendig senkrecht auf die magnetische Vorzugsrichtung V in machen. Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb der Speicherschicht. Rechts und links parallel zur Siweiterhin darin, den Abstand zwischen Signal- und gnalleitung ist die aufgeteilte Schreibleitung 4 isoliert Schaltleitung klein zu halten, etwa in der Größen- 15 von der Signalleitung und der Speicherschicht geordnung 100 μ, um die Ausgangsleistung des Schalt- führt. Orthogonal zu den Signal- und Schreibleitungen generators klein halten zu können. ist die Schaltleitung 5 ebenfalls isoliert von den

Die Erfindung bei einer Speichermatrix mit dünnen anderen Leitungen angeordnet, so daß sich die Übermagnetischen Speicherschichten, über denen ortho- deckungsstellen über der magnetisch dünnen Schicht gonal zu den Schaltleitungen in ihrer kapazitiven und 20 ergeben.

induktiven Kopplung miteinander kompensierte In F i g. 2 ist ein Schnitt durch einen Ausschnitt Schreib- und Signalleitungen verlaufen, besteht aus einer erfindungsgemäßen Speichermatrix dardarin, daß jede Speicherstelle als ein Speicherpaar gestellt. Eine in der Symmetrieebene der Matrix anaus zwei Speicherschichten aufgebaut ist, daß die geordnete Metallschicht 6 ist beidseitig mit einer Speichermatrix aus einer geraden Anzahl von gleich- 25 dünnen Glasschicht 2 überzogen. Auf der Glasschicht artig aufgebauten Matrizen besteht, wobei ein Matrix- sind die magnetisch dünnen Schichten 1 niederpaar in zwei Ebenen symmetrisch miteinander vereint geschlagen und isolierend abgedeckt. Auf dieser Isoist, und daß in je einer Ebene eines Matrixpaares lierschicht 7 sind die Signal- 3 und Schreibleitungen 4 eine Speicherschicht jedes Speicherpaares derart an- entlanggeführt. Von diesen isoliert verlaufen senkgeordnet ist, daß sich die Speicherschichten jedes 30 recht zur Richtung der Signal¹ und Schreibleitungen Speicherpaares überdecken. die Schaltleitungen 5. Die Glasschichten sind etwa

Durch die erfindungsgemäße Anordnung werden 100 μ dick, die Speicherschichten weisen eine Dicke in beiden Leitungen beider Matrizenebenen die von etwa 1000 A auf. Die isolierenden Trenngleichen Störspannungen erzeugt. Jeweils zwei über- schichten 7 bestehen aus einer unter dem Wareneinanderliegende Speicherschichten der beiden Ma- 35 zeichen »Mylar« bekannten Polyesterharzfolie. Die trizen speichern ein Bit. Die Beschaltung einander Schreib- und Signalleitungen sowie die Schaltleitungen entsprechender Leitungen des Matrizenpaares und die sind durch Herausätzung aus kupferkaschierten Polarisation der Magnetisierung zweier einander zu- Mylarfolien hergestellt. Die Isolationsschicht ist etwa geordneter Speicherschichten, d. h. eines Speicher- 100 μ und die Leitungsbahnen sind etwa 30 μ dick. paares, wird derart vorgenommen, daß eine Kompen- 40 Es kann ebenso möglich sein, anstatt der in der sation der von den Schalt- in den Signalleitungen in- Symmetrieebene angeordneten Rückleitung 6 die fluenzierten Signalstörspannungen und z. B. eine Schaltleitungen 5 in der Symmetrieebene anzuordnen, Addition der Signalnutzspannung erfolgt. so daß für beide Matrixebenen die gleichen Schalt-

Erfindungsgemäß wird die Schaltung derart an- leitungen verwendet werden können. Die Rückleitung geordnet, daß beim Schalten die Störspannungen in 45 wird dann in je eine jeder Matrixebene zugeordnete der der einen Matrixebene zugeordneten Signalleitung Rückleitungsplatte unterteilt und diese anstatt der gleichphasig und in der der anderen Matrixebene zu- Schaltleitungen 5 zu beiden Seiten außerhalb der geordneten Signalleitung gegenphasig zu den Nutz- Speichermatrix befestigt. Diese Anordnung bildet für spannungen influenziert werden und die Signal- die Schaltleitungen eine »Triplate«. Sie hat die einer leitungen derart geschaltet sind, daß sich die Stör- 50 solchen Anordnung eigenen niedrigen Dämpfungsspannungen weitgehend kompensieren. Nach der Art eigenschaften. Die in F i g. 9 dargestellte erfindungsder Schaltung der Schaltleitungen bei einer erfindungs- gemäße Anordnung stellt für die Schaltleitungen dagemäßen Doppelmatrix richtet sich die Verschaltung gegen einen Bandleiter über einer »unendlich ausder Schreibleitungen und der Signalleitungen, damit gedehnten« metallischen Fläche dar. Hinsichtlich der die Störspannungskompensation eintritt. 55 Impulsübertragungseigenschaften ist diese Anordnung

Dies kann erfindungsgemäß entweder dadurch ge- der »Triplate« gegenüber benachteiligt. Sie hat dafür schehen, daß bei Differenzbildung der Signal- technologische Vorteile beim Aufbau der erfindungsspannungspaare die Schaltimpulspaare auf den Schalt- gemäßen Matrix. Der reflexionsfreie Abschluß ist bei leitungen beider Matrixebenen in der gleichen Rieh- den Leitungen, die steile Impulse übertragen sollen, tung und die Schreibimpulspaare auf den Schreib- 60 zu empfehlen. Dadurch können kurze Schaltzeiten in leitungen einer Matrixebene entgegengesetzt zur Rieh- der Größenordnung von einer Nanosekunde erreicht tung in der anderen Matrixebene verlaufen. Durch werden. Die Leitungen selbst sollen verlustarm und Verwendung des Differenzbilders wird am Ausgang homogen gestaltet sein. Der Wellenwiderstand der der Signalleitungspaare die doppelte Nutzspannung Schaltleitungen beträgt etwa 10 Ohm, der Wellengemäß der Superposition der Nutzspannungen der 65 widerstand der Signalleitungen ewa 50 Ohm.
beiden Matrixebenen und eine Kompensierung der In den Fig. 3 bis 6 sind übersichtlichkeitshalber Störspannungen erreicht. Werden die Signalleitungs- nur die stromführenden Leitungen bzw. die mapaare dagegen parallel geschaltet, dann sollen er- gnetischen Speicherelemente für ein Speicherpaar

sowie die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dargestellt.

In F i g. 3 sind die Schaltleitungen 5 derart geschaltet, daß die Schaltspannungen U_Sa von der Schaltleitung zur Grundplatte 6 gerichtet sind. Der Wellenwiderstand jeder Matrixebene beträgt Z₁. Die Leitungen sind mit R₁ = Z₁ abgeschlossen. Die Schaltstromimpulse /_Sl( verlaufen in beiden Matrixebenen in der gleichen Richtung.

In F i g. 4 ist die in F i g. 3 angegebene Schaltungsanordnung um 90° aus der Zeichenebene herausgedreht dargestellt und derart geschaltet, daß die Schreibleitungen 4 einen in beiden Matrixebenen entgegengesetzten Verlauf der Schreibstromimpulse ermöglichen. Die Schreibleitungen haben gegen die Grundplatte 6 einen Wellenwiderstand von Z₂, und sie sind gegen diese mit R₂ = Z₂ abgeschlossen. Die Signalleitungen 3 sind mit R₃ = Z₃ abgeschlossen, wenn der Wellenwiderstand dieser Leitungen gegen die Grundplatte Z₃ beträgt. Die Signalleitungen sind an einen Differenzbilder 8 angeschaltet, so daß am Ausgang die Signalnutzspannung 2 U_Si auftritt. Die Signalstörspannungen U_sw werden kompensiert.

In F i g. 5 sind die Schaltleitungen 5 derart geschaltet, daß die Schaltstromimpulse in beiden Matrixebenen entgegengesetzt verlaufen. Diese Leitungen sind gegen die Grundplatte ebenfalls mit R₁ = Z₁ abgeschlossen. Bei einer derartigen Schaltung der Schaltleitungen werden gemäß Fig. 6 — eine um 90° gedrehte Darstellung der in F i g. 5 angegebenen Anordnung — die Schreibleitungen, die mit R₂ = Z₂ abgeschlossen sind, derart geschaltet, daß die Schreibstromimpulse I_Se in beiden Matrixebenen in der gleichen Richtung verlaufen. Dagegen sind die Signalleitungen 3, ebenfalls wieder mit R₃ — R₃ abgeschlossen, parallel zur Grundplatte 6 geschaltet, so daß unter Kompensieren der Signalstörspannungen U_Sta nur die Signalnutzspannungen U_Si am Ausgang auftritt.

Claims (7)

Patentansprüche: 40

1. Speichermatrix mit dünnen magnetischen Speicherschichten, über denen orthogonal zu den Schaltleitungen in ihrer kapazitiven und induktiven Kopplung miteinander kompensierte Schreib- und Signalleitungen verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Speicherstelle als ein Speicherpaar aus zwei Speicherschichten aufgebaut ist, daß die Speichermatrix aus einer geraden Anzahl von gleichartig aufgebauten Matrizen besteht, wobei ein Matrixpaar in zwei Ebenen symmetrisch miteinander vereint ist, und daß in je einer Ebene eines Matrixpaares eine Speicherschicht jedes Speicherpaares derart angeordnet ist, daß sich die Speicherschichten jedes Speicherpaares überdecken.

2. Speichermatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalleitungen dünn ausgebildet sind und in geringem räumlichem Abstand von den Speicherschichten in der Ebene der Mittellinie und etwa parallel zur magnetisch harten Richtung der Speicherschichten verlaufen.

3. Speichermatrix nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibleitungen symmetrisch zu beiden Seiten der Signalleitungen in den gleichen Ebenen über den Speicherschichten verlaufen.

4. Speichermatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als gemeinsame Rückleitung für die Impulse eines Speicherpaares eine elektrisch leitfähige Grundplatte oder ein Satz Leitungsbahnen dient.

5. Speichermatrix nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Störspannungen in den der einen Matrixebene zugeordneten Signalleitungen gleichphasig und dem der anderen Matrixebene zugeordneten Signalleitungen gegenphasig zu den Nutzspannungen beim Schalten influenziert und die Signalleitungen derart geschaltet sind, daß sich die Störspannungen weitgehend kompensieren.

6. Speichermatrix nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Differenzbildung der Signalspannungen am Ausgang der Signalleitungen die Schaltimpulspaare auf den Schaltleitungen beider Matrixebenen in der gleichen Richtung und die Schreibimpulspaare auf den Schreibleitungen in der einen Matrixebene entgegengesetzt zur Richtung in der anderen Matrixebene verlaufen.

7. Speichermotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Parallelschaltung der Signalleitungspaare die Schaltimpulspaare auf den Schaltleitungen in der einen Matrixebene entgegengesetzt zur Richtung in der anderen Matrixebene und die Schreibimpulspaare auf den Schreibleitungen beider Matrixebenen in der gleichen Richtung verlaufen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 930 242;

Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 069 681,
677, 1077 899;

The Journal of the British Radio Engineers, 20, Nr. 10, Oktober 1960, S. 765 bis 784.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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