DE1279743B

DE1279743B - Zerstoerungsfrei ablesbare Speichervorrichtung und Verfahren zu ihrer Ansteuerung

Info

Publication number: DE1279743B
Application number: DEB58130A
Authority: DE
Inventors: Tillmann Robert Milton
Original assignee: Burroughs Corp
Current assignee: Unisys Corp
Priority date: 1959-06-05
Filing date: 1960-06-04
Publication date: 1969-04-24
Also published as: GB957515A; US3214741A; GB957516A; GB957514A; US3521249A

Description

Die Erfindung betrifft eine zerstörungsfrei ablesbare Speichervorrichtung mit mindestens einem geschlossenen magnetischen Kreis in Form eines geschlossenen Kerns, der eine Öffnung aufweist und gemäß einer in Umfangsrichtung verlaufenden Magnetisierung verschiedene remanente Zustände annehmen kann, mit einer ersten Wicklung, die mindestens mit einem Teilbereich des Kerns gekoppelt ist und in ihm ein in Umfangsrichtung gerichtetes Magnetfeld zu erzeugen vermag, dessen Richtung von der Stromflußrichtung in der ersten Wicklung abhängt, und mit einer zweiten Wicklung, die mit dem Kern gekoppelt ist und in einander" gegenüberliegenden Bereichen im Kern Magnetfelder zu erzeugen vermag, die zueinander gegensinnig gerichtet sind.

Um die oben angeführten Magnetfelder erzeugen zu können, weisen die bekannten magnetischen Vorrichtungen eine relativ komplizierte Wicklungsanordnung auf, die beim Verdrahten der Kerne allgemein und insbesondere in einer Matrix erhebliche Schwierigkeiten bereiten, da die Kernöffnungen sehr klein sind, die Isolation der Wicklungsdrähte beim mehrmaligen Durchfädeln beschädigt werden kann und die Drähte beim oftmaligen Verbiegen zum Brechen neigen.

Aufgabe der Erfindung ist es, magnetische Vorrichtungen der eingangs genannten Art zum nichtinformationszerstörenden Lesen anzugeben, die eine sehr vereinfachte Wicklungsanordnung aufweisen. Ferner sollen bei magnetischen Vorrichtungen der oben beschriebenen Art stärkere Lesesignale erzeugt werden, ohne daß die Verdrahtungstechnik hierdurch komplizierter wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die eingangs genannte zweite Wicklung eine oder mehrere Windungen aufweist, die den Kern in Kerndurchmesserrichtung umgeben, ohne daß eine der Windungen die Öffnung des Kerns durchsetzt. Die Drähte dieser Wicklung brauchen also nicht mehr durch die Kernöffnungen gefädelt zu werden.

Die Amplitude der Lesesignale bei den erfindungsgemäßen magnetischen Vorrichtungen kann erheblich gesteigert werden, wenn eine Vormagnetisierungsvorrichtung oder eine Magnetfeldverstärkungsvorrichtung dicht beim Kern und dicht bei mindestens einer der Wicklungen vorgesehen ist.

Eine noch einfachere Verdrahtung erzielt man, wenn die erste Wicklung in an sich bekannter Weise mit zwei Teilbereichen des Kerns in der Weise gekoppelt ist, daß sie sich unter Durchsetzung der Kern-Öffnung mindestens teilweise in Kerndurchmesserrichtung erstreckt.

Bei Verwendung einer Magnetfeldverstärkungsvorrichtung z. B. in Form eines Schildes von hoher Permeabilität in der Nähe der Kerne bildet der Schild einen Flußpfad von geringer Reluktanz dicht bei den Kernen. Dadurch wird ein größerer Entmagnetisierungsfluß geschaffen, weil die Reluktanz des Flußpfades, von dem der Schild ein Teil ist, stark herabgesetzt wird. Dies hat gegenüber Vorrichtungen, die keinen Schild verwenden, eine etwa dreifach-'*■ »_> größerung des Lesesignals zur Folge. -ΐ; «

Die Vormagnetisierungsvorrichtung erzeugt dagegen entgegengesetzt gerichtete Vormagnetisierungsfelder in gegenüberliegenden Kernabschnitten. Dadurch wird ein Teil des örtlichen magnetischen Kernmaterials reorientiert. Insbesondere wird dasjenige Material reorientiert, welches mit dem Feld der zweiten oder Solenoidwicklung ausgerichtete Domänen aufweist, so daß das aktive örtliche magnetische Material in dem Kern während eines Abfragesignals vermehrt wird. Dadurch ist die Amplitude des Lesesignals größer, und zwar etwa fünfmal größer als bei Ausführungsformen ohne eine Vormagnetisierungsvorrichtung.

Zahlreiche Speicherelemente werden normalerweise zu einer Matrix zusammengebaut. Man wendet dann vielfach die sogenannte Koinzidenzschreibtechnik an. Da die Durchmesserwicklung nach der Erfindung innerhalb des Ringkerns entgegengesetzte Magnetfeldkomponenten erzeugt, braucht man besondere Schreib Wicklungen. Bei einem bekannten Matrixspeicher sind für jeden Ringkern vier Wicklungen erforderlich. In weiterer Ausbildung der Erfindung wird eine besondere Koinzidenzschreibtechnik vorgeschlagen, die eine unmittelbare Ausnutzung des vereinfachten Verdrahtungsaufbaus nach der Erfindung erlaubt.

Dieses koinzidente Steuerungsverfahren zum Einschreiben in eine Speichervorrichtung der obengenannten Art, wo durch eine mit der ersten Wicklung verbundene Kerntreiberstufe in jedem Ringkern ein erstes magnetisches Feld erzeugt wird, das kleiner als das Umschaltfeld für den jeweiligen Remanenzzustand ist, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig durch eine mit der zweiten Wicklung verbundene zweite Kerntreiberstufe ein pulsierendes zweites magnetisches Feld erzeugt wird, das beim Umschalten des Kerns in den entgegengesetzten Remanenzzustand mitwirkt.

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsformen zur Erläuterung der Erfindung als Beispiele dargestellt. Es zeigen

Fig. IA und 1 B schematisch eine Ausführungs¹ form einer Vorrichtung, die durch Signale entgegengesetzter Polarität abgefragt wird,

F i g. 2A und 2 B Kurven, die zur Erklärung der Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß den Fig. IA und 1B verwendet werden,

F i g. 3 A und 3 B schematisch eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Vorrichtung;

F i g. 4 ist eine schematische Darstellung eines Speicherzustandes der Vorrichtung gemäß den Fig. 3A und 3B. jy;;

F i g. 5 A und 5 B zeigen Hystereseschleifen, die in Verbindung mit F i g. 4 zur Erklärung des Aufzeichnungsvorganges verwendet werden;

F i g. 6 zeigt schematisch eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Vorrichtung;

F i g. 7 ist ein Schnitt nach der Linie 7-7 der F i g. 6:

Fig. 8A, 8B und 8C sind Diagramme, die zur Erklärung der Theorie der Wirkungsweise der magnetischen Speichervorrichtung verwendet werden;

F i g. 9 zeigt schematisch eine vierte Ausführungsform einer magnetischen Speichervorrichtung;

Fig. 10 zeigt eine matrixartige Anordnung magnetischer Speichervorrichtungen gemäß der Erfindung;

Fig. 11 veranschaulicht die Anwendung der Grundsätze der Erfindung auf eine magnetische Speicheranordnung zum Speichern und Lesen einer Vielzahl von Worten, die wiederum aus einer Vielzahl von Elementen bestehen;

Fig. 12 ist eine schaubildliche, teilweise geschnittene Ansicht einer fünften Ausführungsform;

Fig. 13 und 14 sind schematische Darstellungen, die zur Erklärung der Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 12 verwendet werden.

An Hand der Fig. IA, IB, 2A und 2B wird zunächst das bekannte Prinzip des zerstörungsfreien Ablesens erläutert. .

In den Fig. IA und IB ist ein magnetischer Körper in Form eines Ringkerns 10 dargestellt, der als binäres Element verwendet wird. Der Kern kann aus festem Material oder aus Magnetband hergestellt werden, das auf einen nichtmagnetischen Spulenkörper gewickelt wird. Die einzige Bedingung ist, daß der sich ergebende magnetische Bauteil eine im wesentlichen rechteckige Hystereseschleife aufweist. Der Kern kann beispielsweise aus einem keramischen Ferrit oder aus einem dünnen Band einer ferromagnetischen Legierung bestehen, das auf einen nichtferromagnetischen Spulenkörper gewickelt ist. Eine Abfragewicklung 12 besteht aus einer Anzahl von Drahtwindungen, die symbolisch durch die Spulen 14 und 16 dargestellt sind, welche in Reihenschaltung auf den Ringkern 10 gewickelt sind. Wie sich aus F i g. 1 ergibt, weisen die Spulen 14 und 16 eine gleiche Anzahl von Windungen auf und sind einander gegenüberliegend an die Klemmen 28 und 30 angeschlossen. Ein (nicht bezeichneter) Abfrage- oder Schreibimpulsgeber liegt an den Klemmen 28 und 30. Eine Lese- oder Schreibwicklung 18 besteht aus Spulen 20 und 22, die mit gleichem Wicklungssinn in Reihe geschaltet sind. Die Spulen 20 und 22 weisen eine gleiche Anzahl von Windungen auf und sind mit Klemmen 19 und 21 verbunden. Ein Ausgangswiderstand 24 ist zu den Klemmen 19 und 21 parallel geschaltet. Eine (nicht bezeichnete) Leseeinrichtung bzw. ein Schreibimpulsgeber ist zum Ausgangswiderstand 24 parallel geschaltet.

Bei dieser Ausführungsform und den übrigen zu beschreibenden Ausführungsformen kann der Abfrage- und Schreibimpulsgeber irgendein Geber sein, welcher in der erforderlichen Weise die den entsprechenden Gleichstrorn, Wechselstrom oder Pulssignale liefert. Die Leseeinrichtung soll aus irgendeiner Gleichrichter- oder Verstärkereinrichtung bestehen.

Es sei willkürlich angenommen, daß ein im Uhrzeigersinn gesättigter Kern mit »1« bezeichnet wird. L" ekehrt wird ein im Gegenuhrzeigersinn gesättigter Kern mit »0« bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform kann entweder durch ein Signal, das auf die Lesewicklung 18 allein oder durch gleichzeitig an der Abfragewicklung 12 und an der Lesewicklung 18 liegende Signale geschrieben werden. Beim letzteren Verfahren, dem sogenannten Koinzidentenschreiben, ist das auf die Lesewicklung einwirkende Signal ein eingeschwungener Gleichstrom- oder ein Wechselstromimpuls, während an die Abfragewicklung eine Folge von Gleichstrom- oder Wechselstrom-Impulssignalen gelegt wird. Die Dauer der auf die Lesewicklung 18 einwirkenden Gleichstromimpulse muß mindestens zu einer Zeit erfolgen, die mit dem Auftreten der Gleichstromimpulse oder den positiven und negativen Halbwellen der auf die Abfragewicklung 12 einwirkenden Wechselstrom-Impulssignale zusammenfällt. Die theoretische Erklärung des Koinzidentenschreibens wird in Verbindung mit der Ausführungsform gemäß F i g. 3 gegeben. Die. gleichen theoretischen Erwägungen spielen jedoch beim Koinzidentenschreiben eine Rolle, das bei allen noch zu beschreibenden Ausführungsformen verwendet wird.

Ein wichtiger Vorteil des Koinzidentenschreibens liegt in der Tatsache, daß die Amplitude des Signals (Gleichstromimpuls oder konstanter Gleichstrom), das auf die Lesewicklung einwirkt (in der Rechenmaschinentechnik als Datenstrom bezeichnet), unterhalb der für das Umschalten der Kerne notwendigen Amplitude liegen kann. Wenn die Y-Zeilen-Spalten- · auswahl zum Schreiben in einer Bit-Stelle in einer Speicherebene verwendet wird; ist eine Voraussetzung, daß der Datenstrom unterhalb des Umschaltwertes liegt, weil sonst der Strom in der Lesewicklung alle Kerne schaltet, durch die dieselbe hindurchgeführt ist.

Gemäß den Fig. IA und 2A soll angenommen werden, daß der Ringkern 10 im Uhrzeigersinn gesättigt ist, der in den Fig. IA und IB durch den Pfeil 26 bezeichnet ist. Dieser Zustand wird mit »1« bezeichnet. Wenn ein positiver Abfrageimpuls an den Klemmen 28, 30 der Abfragewicklung 12 anliegt, ist das Eingangssignal für eine Augenblicksbetrachtung im wesentlichen einer Sprungfunktion gleichwertig. Durch die Klemme 28 fließt daher Strom in der in Fig. IA durch die Pfeilspitzen angegebenen Richtung. Gemäß der bekannten Rechten-Hand-Regel induziert dieser die Wicklung 12 durchfließende Strom im Bereich der Spule einen Fluß im Uhrzeigersinn und im Bereich der Spule 16 einen Fluß im Gegenuhrzeigersinn. Der Strom in den Spulen 14 und 16 erzeugt ein resultierendes Magnetfeld H in der in den Fig. IA und IB gezeigten Richtung. Im Bereich der Spule 14 erfolgt nur eine geringe Änderung der Flußdichte, da der Kern im wesentlichen gesättigt ist und das Signal einen Fluß gleicher Richtung erzeugt. Im Bereich der Spule 16 wird jedoch der remanente Fluß geschwächt, und es erfolgt eine Veränderung der Flußdichte. Der Fluß im Bereich der Spule 20 wird ebenfalls geschwächt, und nach dem Gesetz von Lenz wird in der Wicklung 18 eine elektromotorische Kraft induziert, so daß in den Spulen 20 und 22 Strom in der durch die Pfeilspitzen gezeigten Richtung fließt. Das Ergebnis ist, daß ein Stromimpuls durch den Widerstand 24 in der durch den Pfeil 32 angegebenen Richtung geschickt wird. Wie F i g. 2A zeigt, ist dies ein positiver Impuls 34.

Am Ende des Abfrageimpulses kehren sich die Verhältnisse um, und es ergibt sich gemäß F i g. 2A ein negativer Impuls 36.

In Fig. IB ist der gleiche Ringkern dargestellt wie in F i g. 1A. Man sieht, daß der Leseimpuls die gleiche Polarität hat, unabhängig davon, ob der Abfrageimpuls ein positiver oder ein negativer Impuls ist. Wenn ein negativer Abfrageimpuls an den Klemmen 28, 30 liegt, wird Strom durch die Klemme 30 in der durch die Pfeilspitzen an den Spulen 14 und 16 angegebenen Richtung geschickt. Im Bereich der Spule 16 erzeugt der Strom einen Fluß im Uhrzeigersinn, während im Bereich der Spule 14 der entgegengesetzte Zustand auftritt. Der entmagnetisierenden Wirkung im Bereich der Spule 20 wird wieder durch ei"' elektromotorische Kraft entgegengewirkt, die ⁽ in der durch die Pfeilspitzen angegebenen

Kiou. diig durch die Spulen 20 und 22 fließen läßt, wieder ein positiver Impuls 34 erzeugt, auf den am Ende des Abfrageimpulses ein negativer Impuls 36 folgt. Wenn der Ringkern 10 im Gegenuhrzeigersinn gesättigt ist, d. h. sich im Zustand »0« befindet, ist das Ausgangssignal (Fig.2B) zuerst ein negativer Impuls 38, auf den ein positiver Impuls 40 folgt.

Wieder ein positiver Impuls 34 erzeugt auf den am Polarität des Abfrageimpulses unabhängig.

Am Ende des Abfrageimpulses kehrt der Ringkern in den ursprünglichen Sättigungszustand zurück, so daß das Abfragen des Ringkerns nicht zerstörend ist. Die Gründe für diese Rückkehr in den ursprünglichen Zustand sind zur Zeit noch nicht vollkommen verständlich. Es wird jedoch angenommen, daß die Erklärung in den vom Elektronenspin herrührenden magnetischen Momenten und von ihrer Umlenkung in Abhängigkeit von der Bildung und Wegnahme örtlich einwirkender Felder liegt.

Die Träger des Magnetismus sind die Elementarteilchen, Elektronen, Protonen usw. Jedes dieser Elementarteilchen besitzt ein ihm innewohnendes Winkeldrehmoment, das als Spin bezeichnet wird. Mit diesem Spin ist ein magnetisches Moment verbunden. Das magnetische Moment eines Elementarteilchens steht zum Spin in dem sogenannten gyromagnetischen Verhältnis. Da das Verhältnis eine· reziproke Funktion der Masse des Teilchens ist, braucht hier nur das magnetische Moment des Elektrons berücksichtigt zu werden, da seine Masse zweitausendmal geringer ist als die des leichtesten Kerns. Das hier in Betracht ■ kommende magnetische Verhalten beruht daher auf der Doppelwirkung:

a) der gegenseitigen Einwirkung der Momente in

Gegenwart eines äußeren Feldes und
- b) der gegenseitigen Einwirkung der Momente aufeinander.

Wenn bei dem eben beschriebenen Beispiel der Abfrageimpuls zur Wirkung kommt, übt die entmagnetisierende Wirkung im Bereich der Spule 20 ein Drehmoment aus und bewirkt, daß die magnetischen Momente der Elektronen in diesem örtlichen Bereich in Drehung versetzt werden. Die Gesamtwirkung der verdrehten magnetischen" Momente erzeugt einen örtlichen entmagnetisierten Bereich. In der Lesewicklung 18 wird dann nach dem Gesetz von Lenz eine Ausgangsspannung erzeugt. Wenn die Störgröße, d. h. der Abfrageimpuls, beseitigt ist, richten sich die magnetischen Momente, die sich um weniger als 90° verdreht haben, leicht wieder in der •ursprünglichen Magnetisierungsrichtung aus, die durch andere Einflüsse bewirkt wird, wie z. B. durch das Drehmoment, das vorzugsweise von magnetischen Momenten ausgeübt wird, die längs besonderer kristallographischer Richtungen liegen, oder Vorzugsweise von magnetischen Momenten, die sich nach den Wegen niedrigen magnetischen Widerstands im magnetischen Material ausrichten und nicht nach den Wegen hohen magnetischen Widerstands, wenn es sich um Ringkerne handelt. Wenn sich ein einzelnes magnetisches Moment um weniger als 90° verdreht hat, ist die durch seine Spin-Wechselwirkung mit jenen der anderen Momente erzeugte Koerzitivkraft ausreichend, um dieses magnetische Moment wieder in die alte Lage zu bringen.

Das vorstehend beschriebene Abfrageverfahren, das die gegenseitige Einwirkung zueinander senkrecht stehender Magnetfelder verwendet, ermöglicht Ablesegeschwindigkeiten, die größer sind als 10 MHz, ohne daß eine spürbare Erhitzung des Ringkerns erfolgt. Die Abfrage kann mit einem einzigen unipolaren Impuls von nicht kritischer Dauer, Amplitude und Polarität ausgeführt werden. Verhältnismäßig starke bipolare Ausgangsimpulse erhält man, wenn die Anstiegsgeschwindigkeit der Abfrageimpulse hoch ist. Es wurde bei Versuchen festgestellt, daß die Lesesignale durch Temperaturen von —63 bis 125° C unbeeinflußt bleiben und daß der Betrieb sogar innerhalb noch weiter auseinanderliegender Grenzwerte durchführbar ist.

Die Polarität der Lesespannung (und nicht — wie bei manchen Kernspeichern — die Amplitude) zeigt den Zustand des Ringkerns an. Die beobachteten Lesespannungen folgen der Beziehung:

r ^ rr . ^u" Abfrageimpuls

Lese ^- Abfrageimpuls J *.

oder, da

* Abfrageimpuls

dt

proportional ist H_Abfrag_eimpuls, wenn die Anstiegzeit des Abfrageimpulses die gleiche bleibt, erhält man

Lese max ~ H Abfrageimpuls

worin U^ = die Lesespannung, H_Abfmgeimpuls = das vom Abfrageimpuls herrührende Magnetfeld,

dH

Abfrageimpuls

dt

= die Ableitung von H_Abfngeimmls nach der Zeit und Vvcemax = das Maximum der Lesespannung ist.

Bei der in den Fig. 3 A und 3 B dargestellten Ausfiihrungsform ist eine einzige Abfragewicklung 42 rund um den ganzen Ringkern 10 gewickelt und mit den Klemmen 44 und 46 verbunden, mit denen auch ein (nicht bezeichneter) Abfragesignalgeber verbunden ist. Eine Lesewicklung 48, die aus einer einzigen Windung bestehen kann, ist im rechten Winkel zur allgemeinen Richtung der Abfragewicklung 42 angeordnet. Die in der Abfrage wicklung und der Lese wicklung fließenden Ströme erzeugen daher ein Magnetfeld H, dessen Vektoren im rechten Winkel zueinander stehen. Die Enden der Lesewicklung 48 sind mit den Klemmen 49 und 51 verbunden. Eine (nicht bezeichnete) Lesevorrichtung oder ein nicht bezeichneter Schreibsignalgeber ist mit Klemmen 49 und 51 verbunden. Ein Widerstand 50 liegt zwischen den Klemmen 49 und 51.

Wenn Sättigung im Uhrzeigersinn angenommen wird, wie durch die Pfeile 52 in den Fig. 3 A und 3 B angedeutet "ist, fließt der Strom durch den Ausgangswiderstand 50 in der durch den Pfeil 54 angegebenen Richtung. Das Lesesignal hat den in Fig. 2A angegebenen Kurvenverlauf, und zwar unabhängig von der Polarität des Abfrageimpulses. Gemäß Fig. 3A hat beispielsweise ein an den Eingangsklemmen 44,46 anliegender positiver Impuls die durch die Pfeilspitzen an der Abfragewicklung 42 angegebene Richtung, während umgekehrt ein an den Klemmen 44,46 anliegender negativer Impuls die durch die Pfeilspitzen an der Abfragewicklung 42 in F i g. 3 B angegebene Richtung hat. Die Polarität des Leseimpulses ist in beiden Fällen die gleiche, weil nach dem Gesetz von Lenz eine entgegenwirkende elektromotorische Kraft erzeugt wird, um den Fluß wieder herzustellen. In beiden Fällen fließt der remanente Fluß im Uhrzeigersinn, und die entgegenwirkenden elektromotorischen Kräfte liegen daher in der gleichen Richtung.

Der vom Strom durch die Abfragewicklung 42 herrührende Vektor des Magnetfeldes H wird durch die Pfeile angegeben, die auf der linken Seite der Fig. 3 A und 3 B gezeigt sind.

Das koinzidente Schreiben wird nun in Verbindung mit den F i g. 4, 5 A und 5 B erklärt, obwohl -selbstverständlich die gleiche theoretische Erklärung für das Schreiben bei der Ausführungsform gemäß den Fig, IA und 1B sowie auf alle anderen Ausführungsformen zutrifft.

Es sei angenommen, daß sich der in F i g. 4 dargestellte Ringkern 10 im Zustand »1« befindet, d. h. im Uhrzeigersinn gesättigt ist, wie durch den Pfeil 52 angegeben wird, und daß eine »0« aufgezeichnet werden soll, d. h., daß der Ringkern 10 im Gegenuhrzeigersinn gesättigt wird. Ein konstanter Gleichstrom oder ein Gleichstromimpuls von genügender Zeitdauer wird durch die Wicklung 48 in der durch den Pfeil 60 angegebenen Richtung geschickt. Dieses Signal trachtet, den Ringkern in der durch den Pfeil 62 angegebenen Richtung im Gegenuhrzeigersinn zu sättigen. Wie oben angegeben wurde, muß die Dauer des auf die Lesewicklung 48 einwirkenden Gleichstromsignals mindestens zu der Zeit erfolgen, die mit dem Auftreten des Gleichstromsignals oder der positiven und negativen Halbwellen an der Abfragewicklung 42 zusammenfällt. Die in der Wicklung 48 erzeugte magnetmotorische Kraft MMK liegt jedoch unterhalb des Kernumschaltwertes und ist für sich nicht ausreichend, um den Ringkern in den remanenten Zustand »0« zu bringen. Bei der beschriebenen Ausführungsform hatte die MMK einen Umschaltwert von 450 mA Windungen.

An die Eingangsklemmen 44, 46 der Abfragewicklung 42 werden Gleichstromimpulse oder Wechselstromimpulse angelegt. Der Einfachheit halber ist die Abfragewicklung symbolisch als aus einer einzigen Windung bestehend dargestellt. Es sei angenommen, daß die auf diese Windung einwirkenden Impulse Gleichstromimpulse sind und daß der Strom in der durch die Pfeile 64 angegebenen Richtung fließt. Dieser Strom trachtet, in der durch die Pfeile 66 angegebenen Richtung ein Magnetfeld H zu erzeugen.

In den F i g. 5A und 5 B sind Hystereseschleifen für das unmittelbar unterhalb der Abfragewicklung 42 in den mit 56 und 58 bezeichneten Bereichen liegende Kernmaterial dargestellt.

Der in der Lesewicklung 48 fließende Strom bewirkt im Kern eine Gleichstrom-Vormagnetisierung, so daß der Arbeitspunkt auf der Hystereseschleife nach dem Punkt 68 verschoben wird. Wenn der erste Impuls zur Wirkung kommt, wird der Bereich 56 nach dem Punkt 70 (F ig. 5A) verschoben, während der Bereich 58 nach dem Punkt 72 (F i g. 5 B) verschoben wird. Dies ist ein unstabiler, vorübergehender Zustand.

Aus F i g. 4 ist ersichtlich, daß im Bereich 56 die durch die Lesewicklung 48 und die Abfragewicklung 42 erzeugten Magnetfelder H in der gleichen Richtung liegen, während sie sich im Bereich 58 aufheben (vgl. die Vektoren 62 und 66). Im Bereich 58 tritt daher eine geringe entmagnetisierende Wirkung auf. Die magnetmotorische Kraft der Abfragewicklung treibt daher das Kernmaterial in den Bereichen 56 und 58 vorübergehend in entgegengesetzte Richtungen.

Während des Impulses liegt der Arbeitspunkt des Ringkerns in den Punkten 70 und 72. Wenn der Impuls beendet ist, wandert der Arbeitspunkt nach 74 bzw. 76 zurück. Wie oben angegeben wurde, sind die bei 74 und 76 angegebenen magnetischen Zustände der Bereiche 56 und 58 aus zwei Gründen unstabil und vorübergehend:

a) Die Flußdichten B an den Punkten 74 und 76 sind ungleich,

b) die Energiegleichung gibt an, daß die magnetischen Energien innerhalb des Materials ein

j₀ Minimum anstreben.

Dieser Zustand wird verändert, wenn sich der Bereich 56 vom Punkt 74/zum Punkt 78 bewegt und wenn sich der Bereich 58 vom Punkt 76 zum Punkt 80 bewegt. Es ist zu beachten, daß S₇₈ = B₈₀ ist.

Wenn an die Abfragewicklung 42 weitere Impulse angelegt werden, so bewegen sich die sich im Ruhezustand einstellenden Punkte in Stufen nach der Remanenz »0«. Aus diesem Grund wird diese Art des Schreibvorganges als »Sägezahnschreiben« bezeichnet. Es ist daher B₇₈ = B₈₀, B₈₂ = B₈₄, B₈₆ = B₈₈ usw.

Schließlich nähern sich die Kernbereiche der Remanenz »0«. Wenn sich beispielsweise der Bereich 56 im Punkt 90 befindet, ist der Bereich 58 im Punkt 92. Der letzte auf die Abfragewicklung 42 einwirkende Gleichstromimpuls bringt den Bereich 56 zum Punkt 94, während der Bereich 58 nach 96 bewegt wird. Wieder ist der Zustand vorübergehend, und Stabilität wird erreicht, wenn der Bereich 56 zum Punkt 98 und der Bereich 58 zum Punkt 100 zurückkehrt. Die Schreibimpulse sind nunmehr beendet. Der konstante Gleichstrom oder die in der Wicklung 48 fließenden Gleichstromimpulse hören daher auf, und die Bereiche 56 und 58 bewegen sich über den größeren Teil der Hystereseschleife nach den Punkten 102 und 104. Die durch die Punkte 102 und 104 symbolisch angegebenen magnetischen Zustände rühren von dem durch die Abfragewicklung 42 erzeugten permanenten magnetischen Effekt her, d. h., Punkt 102 liegt auf der Ordinatenachse so weit links, wie Punkt 104 auf derselben rechts liegt. In der Praxis können diese Abweichungen von den idealen Remanenzpunkten vernachlässigt werden. Der Kern befindet sich nunmehr praktisch im Zustand der Remanenz ·>>0«.

Der Schreibvorgang wurde unter Bezugnahme auf die Hysterese in den Bereichen 56 und 58 beschrieben. Der Grund für die Auswahl dieser Bereiche liegt in der Tatsache, daß in denselben die stärksten Fluß-Veränderungen auftreten. Selbstverständlich treten ähnliche Wirkungen gleichzeitig in geringerem Maße im übrigen Teil des Kernes auf, so daß sich der Kern bei Beendigung des Vorgangs im Zustand der Remanenz »0« befindet.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel" hatte der auf die Lesewicklung 48 einwirkende Impuls eine Zeitdauer von 30 μβεο und eine Amplitude von 175 mA. Die Abfrageimpulse hatten eine Zeitdauer von 0,7 μ8εΰ und eine Amplitude von 1,5 A bei einem vier Windungen aufweisenden Ringkern. Fünfzehn Impulse waren erforderlich, um den Kern aus dem einen remanenten Zustand in den anderen zu bringen.

Es wurde durch Versuche festgestellt, daß weder die

Anstiegsgeschwindigkeit des Schreibimpulses noch

seine Zeitdauer die Anzahl der Impulse beeinflußt, die erforderlich ist, um den Ringkern aus dem einen Zustand der Remanenz in den entgegengesetzten Zustand der Remanenz zu bringen. Eine Zunahme

909 517/483

IO

der Amplitude des Schreibimpulses hingegen vermindert proportional die Anzahl der Impulse, die zur Ummagnetisierung des Ringkernes erforderlich ist. Das gleiche gilt umgekehrt: Je kleiner die Amplitude der Schreibimpulse ist, desto mehr Impulse sind erforderlich.

Eine andere Art eines nicht zerstörenden Leseverfahrens gemäß der Erfindung ist in den F i g. 6 und 7 veranschaulicht. Eine Lesewicklung 106, die aus wenigstens einer Windung besteht, ist durch den Kern 10 hindurchgeführt, wobei sie zuerst unter dem, dann über demselben verläuft. Eine Abfragewicklung 42 ist quer zum Ringkern 10 und senkrecht zur Lesewicklung 106 gewickelt. Die Abfragewicklung 42 ist mit den Klemmen 44, 46 verbunden, so daß je nach der Richtung des durch diese Klemmen fließenden Stromes einer der Bereiche 56 oder 58 örtlich entmagnetisiert wird. Auf einer oder auf beiden Seiten des Ringkernes 10 können dicht anliegend an diesem und an den Wicklungen Teile 108, 110 aus Material von niedrigem magnetischem Widerstand auf irgendeine beliebige Weise angeordnet werden.

Es sei angenommen, daß sich der Ringkern 10 im Zustand der Sättigung im Uhrzeigersinn befindet, wie durch den Pfeil 52 angedeutet ist. Die Einwirkung eines positiven oder negativen Abfrageimpulses erzeugt am Ausgang das in Fig. 2A gezeigte Signal. Wenn umgekehrt der Ringkern im Gegenuhrzeigersinn gesättigt ist, wird die Einwirkung eines positiven oder negativen Impulses am Ausgang das in F i g. 2 B gezeigte Signal erzeugen.

Zu dieser Erscheinung wird noch eine andere theoretische Erklärung gegeben. Es sei angenommen, daß sich der Ringkern im Zustand der Sättigung im Uhrzeigersinn befindet, wie durch den Pfeil 52 angedeutet ist, und daß ein Abfrageimpuls an der Klemme 44, 46 anliegt, so daß der Strom an der Klemme 44 eintritt und an der Klemme 46 austritt.

In dem angenommenen Beispiel erzeugt nun gemäß F i g. 8 A der durch die Abfragewicklung 42 hindurchgehende Strom ein Magnetfeld H in der durch die Pfeile 112 angegebenen Richtung. Das Ergebnis ist wenig Änderung der Flußdichte im Bereich 58 und eine starke Veränderung in abnehmender Richtung im Bereich 56. Die voll ausgezogenen Pfeile symbolisieren den remanenten Zustand der Magnetisierung, während die strichlierten Pfeile symbolisch die Drehung der magnetischen Momente der Elektronen angeben. Beim Fortschreiten vom Bereich 58 im Uhrzeigersinn werden die magnetischen Momente um einen immer größeren Winkelbetrag verdreht, wie durch die Vektoren 114, 116 und 118 angegeben ist. Das magnetische Moment 118 wird um einen Winkel verdreht, der größer ist als 90° und etwa kleiner als 180°. Im Bereich 56 ist das resultierende magnetische Moment 120 umgekehrt. Beim Fortschreiten im Uhrzeigersinn erfolgen ähnliche Verdrehungen, die symbolisch durch die Vektoren 124,126 und 128 angegeben sind.

Wenn die Wirkung des Abfrageimpulses aufhört, werden die meisten Vektoren der magnetischen Momente in ihre Ausgangsstellungen zurückgedreht. Wie F i g. 8 B zeigt, werden jedoch einige magnetische Momente vorübergehend umgekehrt, wie die Vektoren 120,130 und 132 zeigen.

Der Grund für diese Umkehrung rührt von der Tatsache her, daß die Momente um einen Winkel verdreht worden sind, der größer ist als 90°. Bei Aufhören der Wirkung des äußeren Magnetfeldes ist es daher für das Moment viel leichter, sich um den spitzen Winkel in die entgegengesetzte Richtung zu verdrehen oder an seinem Platz zu bleiben wie der Vektor 120.

Diese Verdrehung ist jedoch nur vorübergehend. Da die meisten Vektoren der magnetischen Momente im Uhrzeigersinn ausgerichtet sind, werden auch die Vektoren 120,130 und 132 wieder in dieser Richtung ausgerichtet, wie bei 134, 136 und 138 in Fi g. 8 C gezeigt ist.

Die Ausführungsform gemäß den F i g. 6 und 7 kann ohne die Materialien 108, 110 von niedrigem magnetischem Widerstand verwendet werden. Bei Verwendung dieses Materials kann jedoch ein 2,5mal so starker Leseimpuls erzeugt werden als ohne die Materialien. Der Grund hierfür rührt von der Tatsache her, daß ein stärkerer Entmagnetisierungsfluß erzeugt wird, wenn die Materialien von niedrigem magnetischem Widerstand mit dem Ringkern verbunden sind. Bekanntlich ist

Φ =

MMK R

worin

Φ = der Fluß,
MMK = die magnetomotorische Kraft,

R = der magnetische Widerstand ist.
Wenn die Materialien 108,110 nicht mit dem Ringkern verbunden sind, ist

Φ₁ =

MMK R, '

worin R₁ = der magnetische Widerstand des Flußweges ist, der hauptsächlich durch Luft hindurchgeht. Wenn die Materialien 108, 110 mit dem Ringkern verbunden sind, ist

40 Φ, =

MMK R, '

worin R₂ = der magnetische Widerstand des Flußweges ist, der durch die Materialien 108,110 hindurchgeht.

Da R₂ < K₁, ist bei gleichbleibender MMK* der Fluß Φ₂ > Φ₁. Da dies ein entmagnetisierender Fluß ist, muß gemäß F i g. 7 eine größere elektromotorische Kraft erzeugt werden, um einen stärkeren Fluß zu erzielen, der dieser Veränderung entgegenwirkt.

Bei der Ausfünrungsform gemäß F i g. 9 ist die Abfragewicklung mit 140 und die Lesewicklung mit 142bezeichnet. Die Wicklungen 140,142 bestehen aus Spulen, die eine gleiche Anzahl von Windungen aufweisen, d. h., die Wicklung 140 besteht aus zwei Spulen, die eine gleiche Anzahl von Windungen aufweisen, und die Wicklung 142 besteht aus zwei Spulen, die eine gleiche Anzahl von Windungen aufweisen. Bei dieser Ausführungsform ist die Lesewicklung 142 nicht senkrecht zur Abfragewicklung 140 angeordnet. Die Wicklungen sind vielmehr auf dem Ringkern 10 in unmittelbarer Nähe angeordnet, aber d&/ Wicklungssinn ist so, daß die Ströme in den beiden Hälften der Lesewicklung 142 gleich und entgegengesetzt sind, so daß wechselseitige Kopplungswirkungen, die vom Fluß durch die Abfragewicklung 140 herrühren, neutralisiert oder auf einen vernachlässigbaren Wert verringert werden. Die Lesewicklung 142 ist mit den Klemmen 156 und 158 verbunden.

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Die Wirkungsweise der Ausführungsform gemäß F i g. 9 ist ähnlich jener der anderen vorher beschriebenen Ausführungsformen. Es sei angenommen, daß der Ringkern im Uhrzeigersinn so gesättigt ist, wie der Pfeil 144 anzeigt. Wenn auf die Klemmen 146, 148 ein Abfrageimpuls von solcher Polarität einwirkt, daß Strom in der durch den Pfeil 150 angegebenen Richtung fließt, wird in der Lesewicklung 142 im Bereich 152 des Ringkerns 10 ein Strom in der durch den Pfeil 154 angegebenen Richtung induziert. Die Ausgangs-Signalformen für positive und negative Abfrageimpulse sind in den F i g. 2A und 2 B gezeigt.

Eine nach den Prinzipien der Erfindung ausgebildete Speichereinheit für 20 Wörter mit je 10 Bits ist in F i g. 11 dargestellt. Um die Wirkungsweise dieses Speichers klarzustellen, ist in Fig. 10 ein Speicher 160 gezeigt, der zwei Wörter mit je 4 Bits umfaßt. 1 Bit bildet das kleinste Datenelement. Es kann eine binäre Zahl »1« oder »0« sein, oder es kann ein »ja« oder »nein« sein. Das Wort wird aus einer Anzahl Bits gebildet. Das Wort wird gewöhnlich als eine Einheit gespeichert und übertragen. Das Wort wird von der Steuereinheit einer Zahlenrechenmaschine als ein Befehl und von der arithmetischen Einheit als eine Menge behandelt.

Gemäß Fig. 10 sind die Bits in Ringkernen 162, 164,166,168,170,172,174,176 gespeichert. Die Ringkerne 162 bis 168 bilden ein Wort, während die Ringkerne 170 bis 176 ein anderes Wort bilden. Die Abfragewicklung 178 ist in der Querrichtung rund um alle Ringkerne 162 bis 168 gewickelt und ist mit den Klemmen 180,182 verbunden. In ähnlicher Weise ist die Abfragewicklung 184 rund um die Ringkerne 170 bis 176 gewickelt und mit den Klemmen 186 verbunden. Die Lesewicklungen 190, 192, 194, 196 sind in der dargestellten Weise durch aufeinanderfolgende Spalten geschlungen. Die Wicklungen sind mit den Klemmen 198,200,202,204,206,208,210,212 verbunden.

Es sei willkürlich angenommen, daß die Sättigung eines Ringkernes im Uhrzeigersinn eine »1« und die Sättigung im Gegenuhrzeigersinn eine »0« bedeutet. Das aus 4 Bits bestehende Wort (Ringkerne 162, 164, 166,168) weist dann den durch die Pfeile angegebenen SäUigungszustand auf. Die Ringkerne haben die folgenden Werte:

Ringkern 162
Ringkern 164
Ringkern 166
Ringkern 168

0
0
1

Das Wort lautet daher 1001. Es soll nun das Wort gelesen werden, ohne die Aufzeichnung zu zerstören oder zu löschen. Ein Abfrageimpuls wird im richtigen Zeitpunkt an Klemmen 180,182 gelegt, so daß Strom in der angegebenen Richtung fließt. Dieser Strom erzeugt ein Magnetfeld in der durch die Pfeile 214 angegebenen Richtung. Wie oben beschrieben wurde, bewirbt dieses Magnetfeld eine Verdrehung der magnei hen Momente, und die Lesewicklung erzeugt eine Spannung, welche einen Strom in die Richtung schickt, die der Veränderung entgegenwirkt. Diese Richtung des Stromes in der Lesewicklung wird durch die Pfeile 216,218,220,222 angegeben. Das sich ergebende Ausgangssignal an den Klemmen 198, 200, 202, 204, 206, 208, 210, 212 wird durch eine entsprechende Einrichtung angezeigt, welche dann dieses Ausgangssignal in die binäre Information 1001 übersetzt. Am Ende des Abfrageimpulses werden die magnetischen Momente der Elektronen in die Ausgangsstellung zurückgedreht, und die Kerne behalten die gespeicherte Information 1001.

Eine praktische Ausführungsform eines Speichers, der das eben beschriebene Verfahren anwendet, ist· in F i g. 11 dargestellt. Die Ringkerne sind in Löcher eingeklebt, die in einer dünnen Platte 221 aus Phenolharz vorgebohrt sind. Zwei Abfragewicklungen 224 und alle Lesewicklungen 226 sind dargestellt. Der in Fig. 11 gezeigte Speicher faßt zwanzig Wörter mit je 10 Bits.

Wie sich aus den Fig. 10 und 11 ergibt, haben diese Ausführungsformen Schreibeinrichtungen, die den Vorteil aufweisen, daß ein oder mehrere Bits nach Bedarf verändert werden können, ohne daß die übrige Information beeinflußt wird. Wenn in dem zur Erklärung der Fig. 10 dienenden Ausführungsbeispiel die Information in 1000 verändert werden soll, werden entsprechende Schreibimpulse an die Klemmen 180, 182 und 210, 212 gelegt, wodurch das Bit im Ringkern 168 in »0« verändert wird.

Das Ausgangssignal der in F i g. 11 dargestellten Speichereinheit kann durch Anwendung des in Verbindung mit der Ausführungsform gemäß den F i g. 6 und 7 beschriebenen Verfahrens verstärkt werden. Wenn daher Materialien von geringem magnetischen Widerstand im Abstand voneinander zu beiden Seiten der Abfragewicklung angeordnet werden, kann das Ausgangssignal auf das 2,5fache verstärkt werden.

Eine andere Ausführungsform zur Erzielung eines verstärkten Signal-Geräusch-Verhältnisses mittels Vormagnetisierung ist in den Fig. 12 und 13 dargestellt.

Gemäß Fig. 12 sind die Ringkerne wie bei der Ausführungsform der F i g. 10 und 11 in Löcher eingeklebt, die in einer dünnen Platte 228 aus Phenolharz vorgebohrt sind. In F i g. 12 sind auch die (nicht bezeichneten) Abfragewicklungen und die Lesewicklungen dargestellt. Die Ringkerne 230, 232 usw. sind ein Teil einer Reihe von Kernen, und die Ringkerne 230, 234 usw. liegen in einer Spalte der Matrix. Das ablenkende Magnetfeld kann auf verschiedene Weise erzeugt werden. Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 12 und 13 ist ein dünner Film 238 mit einer Dicke von 0,127 mm aus hochkoerzitivem Nickel-Kobalt-Material auf einer mit Kupfer überzogenen Unterlage 240 niedergeschlagen, z. B. auf einer gedruckten Schalttafel.

Der dünne Film 238 aus hochkoerzitivem Nickel— Kobalt wird auf elektrochemischem Wege abgelagert. Später wird der Film in einem starken Feld (von ungefähr 7000 Gauß) in der gewünschten planaren Richtung magnetisiert und behält seinen Magnetismus (in Gegenwart der von der Abfragewicklung herrührenden Impulsfeder in der Größe von 30 bis 50 Gauß) infolge seiner hohen Koerzitivkraft (200 bis 300 Oersted) bei. Der Film 238 entwickelt einen Magnetisierungsvektor M in der Richtung des ablenkenden Feldes.

Irgendein magnetisches Material, das niedergeschlagen, ausgewalzt, gegossen oder auf andere Weise geformt ist, kann verwendet werden, wenn es die richtige oder gewünschte Form hat und eine genügend hohe Koerzitivkraft aufweist, ohne von Abfrageimpulsfeldern einen Verlust an Magnetismus zu erleiden. Diese Materialien umfassen auch mit Gummi imprägnierte magnetische Materialien (Piastiform),

aus Kunststoff und Gummi bestehende magnetische Materialien in Folienform und Vicalloy-Metallbleche.

Die Richtung der in dem dünnen Film 238 erzeugten Magnetisierung M (Vektor) liegt in der Ebene des dünnen Films und in Richtung des durch die Abfragewicklung erzeugten Magnetfeldes H. In der schaubildlichen Darstellung gemäß Fig. 12 kann die Richtung des Magnetfeldes H in einer durch die Pfeile 242, 244 angegebenen Richtungen liegen. Wenn daher die aus dem dünnen Film und der Unterlage bestehenden Einheit 238, 240 oberhalb einer Gruppe von Ringkernen angeordnet wird, muß in den Abfragewicklungen Strom in einer solchen Richtung fließen, daß sie ein Magnetfeld H in der gleichen Richtung wie der Vektor M erzeugen.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß F i g. 12 ist am besten aus der schematischen Schnittansicht der Fig. 13 zusammen mit dem Diagramm nach F i g. 14 verständlich. Die Richtung der Magnetisierung M in dem dünnen Film 238 ist durch den Pfeil 246 angegeben und ergibt einen Fluß in der durch die Pfeilspitzen 248 angegebenen Richtung. Der dünne Film wirkt daher wie ein permanenter Magnet mil Nord- und Südpolen, wie in F i g. 13 angegeben ist. Ringkerne, wie sie in allen früheren Ausführungsformen verwendet werden, sind mit 250 und 252 bezeichnet. Bei dem in den Fig. 12 und 13 gezeigten Gleichstromvormagnetisierverfahren wird das sich ergebende Lesesignal gegenüber den in den Fig. IA, IB und 3 A und 3 B gezeigten Ausführungsformen fünffach verstärkt und kann mathematisch wie folgt ausgedrückt werden:

ULese ~ ™Gst Magnet "·" «Abfrageimpuls '

¹ Abfrageimpuls

dt

35

^Lese = die Lesespannung,

Hast Magnet = das zu M proportionale Magnetfeld, das von dem ablenkenden Magneten herrührt,

'Abfrageimpuls = ^{das vom} Abfrageimpuls herrührende Magnetfeld,

dt * ^die

nach der Zeit ist.

vnn H

von ti _Abf_rageimtulll

₄₅

Eine andere Erklärung, warum die Lesespannung ULese größer wird, ergibt sich aus Fig. 14. Die Ordinate H_Abf_rage ist das Magnetfeld, das vom Abfragestrom der Abfragewicklung herrührt. Die Abszisse B_r ist der Vektor der remanenten magnetischen Flußdichte in einem Kern in dem Bereich, in dem die größte Veränderung auftritt (überall in der ganzen Querschnittsfläche eines Ringkernes ist der Vektor B_r relativ zu H_Abf_rage verschieden eingestellt). Die MagnetisierungM des dünnen Films 238 verdreht den remanenten Vektor B_r um einen Winkel α in die mit B₁ bezeichnete Vektorstellung. Dies ergibt eine Änderung der Flußdichte von B_r bis B₁ cos a = JB₁. Die Einwirkung des Abfragestroms auf die Abfragewicklung verdreht den Vektor B₁ um einen Winkel Θ in die Vektorstellung B₂- Die Änderung des Flusses ist daher:

B₁ cos α — B₂ cos (α + Φ) — JB₂.

Die Änderung Δ B₁ der Flußdichte erzeugt eine Änderung des Flusses ΔΦ_ν. In ähnlicher Weise erzeugt die Änderung J B₂ der Flußdichte eine größere

65 Änderung des Flusses Λ Φ₂. Das Lesesignal ist selbstverständlich proportional der Änderung des Flusses Δ Φ. Die Änderung der Flußdichte Δ Β nimmt daher zu (vgl. die Größe von Δ B₂ mit Δ B₁). . Das ablenkende Magnetfeld kann auf irgendeine' Weise erzeugt werden:

'. a) Mittels eines permanenten Magneten, wie z. B. eines Stabmagneten,

b) mittels eines Elektromagneten,

c) mittels eines Gleichstromes, der durch die Abfragewicklung fließt,

d) mittels eines dünnen Filmes aus permanent magnetisiertem, hochkoerzitivem Material, wie z. B. Nickel—Kobalt od. dgl., in der in den Fig. 12 und 13 veranschaulichten Weise,

e) mittels einer festen Platte aus permanent magnetisiertem hochkoerzitivem magnetischem Material.

Bei dem unter Punkt c) erwähnten Verfahren verwendet man eine Urstromquelle, die von dem Abfrageimpulsgeber entkoppelt ist '(damit sie diesen nicht auflädt). Dabei wird ein ablenkendes Magnetfeld erzeugt," daß ein Fluß in der gleichen gewünschten Richtung hervorruft wie das permanent magnetisierte Material.

Zusammenfassend kann bemerkt werden, daß die in Verbindung mit den Fig. IA, IB und 3A, 3B beschriebenen Abfrage- und Schreibverfahren auch bei den Ausführungsformen gemäß den F i g. 6, 7, 9, 10, 11, 12 und 13 verwendet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Zerstörungsfrei ablesbare Speichervorrichtung mit mindestens einem geschlossenen magnetischen Kreis in Form eines geschlossenen Kerns, der eine öffnung aufweist und gemäß einer in Umfangsrichtung verlaufenden Magnetisierung verschiedene remanente Zustände annehmen kann, mit einer ersten Wicklung, die mindestens mit einem Teilbereich des Kerns gekoppelt ist und in ihm ein in Umfangsrichtung gerichtetes Magnetfeld erzeugen kann, dessen Richtung von der Stromflußrichtung in der ersten Wicklung abhängt, und mit einer zweiten Wicklung, die mit dem Kern gekoppelt ist und in einander gegenüberliegenden Bereichen im Kern Magnetfelder zu erzeugen vermag, die zueinander gegensinnig gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wicklung (42) eine oder mehrere Windungen aufweist* die den Ringkern (10) in Kerndurchmesserrichtung umgeben, ohne daß eine der Windungen die öffnung des Ringkerns durchsetzt.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wicklung (106) in an sich bekannter Weise mit zwei Teilbereichen des Kerns in der Weise gekoppelt ist, daß sie sich unter Durchsetzung der Kernöffnung mindestens teilweise in Kerndurchmesserrichtung erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf mindestens einer Seite und dicht bei dem Ringkern (10) sowie dicht bei der zweiten Wicklung (42) eine deren Magnetfeld konzentrierende Vorrichtung (108,110) hoher Permeabilität vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vormagnetisierungsvorrichtung (z. B. 238) dicht bei dem Ring-

kern (10) und bei wenigstens einer der Wicklungen (42,48,106) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkern (10) auf seiner einen Seite von einem geradlinig magnetisierten, in den gegenüberliegenden Bereichen des Ringkerns die gegensinnig gerichteten, vormagnetisierenden Magnetfelder erzeugenden Teil (238) bedeckt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der geradlinig magnetisierle Teil (238) ein Permanentmagnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (238) eine magnetische dünne Schicht ist, die auf einem unmagnetischen Träger (240) niedergeschlagen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Schicht der zweiten Wicklung (42) zugewandt und dicht bei ihr angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (238) ein dünnes festes Blech aus permanentmagnetischem, hochkoerzilivem Material ist.

10. Vorrichtung mit spalten- und zeilenweise in einer Matrix angeordneten Magnetkernen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle eine Zeile oder Spalte bildenden Ringkerne

(z. B. 162 bis 168) verbindende zweite Wicklung (178. 184) aus einer einzigen gemeinsamen Wicklung besteht, deren Windung bzw. Windungen alle eine Zeile oder Spalte bildenden Kerne in Kerndurchmesserrichtung überkreuzt, ohne die Kernöffnungen zu durchsetzen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, sämtliche eine Zeile oder Spalte bildenden Ringkerne (z. B. 162. 170) verbindende Wicklung (z. B. 190) eine einzige gemeinsame Windung ist. die durch sämtliche eine Zeile oder Spalte bildenden Ringkerne hindurchgeschlungen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Matrix auf ihrer einen Seite von dem geradlinig magnetisierten Teil (238) bedeckt ist, der magnetisch mit den Kernen der Matrix gekoppelt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (238) relativ zur Matrix so angeordnet ist, daß sein Feld mit den Feldern fluchtet, die von den gemeinsamen ersten Wicklungen (z. B. 190) erzeugt werden.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Wicklung mit ihren Wicklungsachsen senkrecht zueinander ausgerichtet sind.

15. Koinzidentes Steuerungsverfahren zum Einschreiben in eine Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wo durch eine mit der ersten Wicklung verbundene Kerntreiberstufe in jedem Ringkern ein erstes magnetisches Feld erzeugt wird, das kleiner als das Umschaltfeld für den jeweiligen Remanenzzustand ist, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig durch eine mit der zweiten Wicklung (42, z. B. 178) verbundene zweite Kerntreiberstufe ein pulsierendes zweites magnetisches Feld (66) erzeugt wird; das beim Umschalten des Kerns in den entgegengesetzten Remanenzzustand mitwirkt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein unipolares pulsierendes Magnetfeld (66) verwendet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein bipolares pulsierendes Magnetfeld (66) verwendet wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Magnetfeld (62) während eines Zeitraums angelegt wird, in dem eine Anzahl von Impulsen des pulsierenden zweiten Magnetfelds (66) auftreten, wobei der Zeitraum genügend lang gewählt wird, um ein Umschalten des Remanenzzustandes des Kerns (10) durch das Zusammenwirken des ersten und des pulsierenden Magnetfeldes zu bewirken.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß für das zweite Magnetfeld (66) eine Frequenz in der Größenordnung von MHz gewählt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 909 517 483