DE1226147B

DE1226147B - Magnetkernspeichervorrichtung

Info

Publication number: DE1226147B
Application number: DEN21746A
Authority: DE
Inventors: Wijnand Johannes Schoenmakers
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1961-06-27
Filing date: 1962-06-23
Publication date: 1966-10-06
Also published as: NL266427A; DK111271B; CH402065A; GB983767A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H03k

Deutsche KL: 21 al - 36/16

Nummer: 1226147

Aktenzeichen: N 21746 VIII a/21 al

Anmeldetag: 23. Juni 1962

Auslegetag: 6. Oktober 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine Magnetkernspeichervorrichtung mit Speicherkernen aus magnetischem Material, das Remanenz aufweist, und mit !Wenigstens zwei Gruppen von Leitungen zum Auswählen und Antreiben der Magnetkerne. S . Bei einer solchen bekannten magnetischen Speichervorrichtung sind die gleichzeitig den Leitungen den;, ersten und der zweiten Gruppe zugeführten Impulse je an mit den Leitungen gekoppelten Speicherkernen aus magnetischem Material mit rechteckiger Hystereseschleife wirksam, wobei der an der Kreuzungsstelle der Leitung der ersten Gruppe und der Leitung der zweiten Gruppe angebrachte Kern durch beide Impulse magnetisiert wird. Die Stärke des durch einen Impuls in einem Kern erzeugten, magnetischen Feldes darf die Koerzitivkraft nicht überschreiten, während die Stärke des magnetischen Feldes in dem durch beide Impulse magnetisierten Kern die Koerzitivkraft überschreiten muß, um den Remanenzzustand dieses Kernes ändern zu können. Die ao zulässige Impulsstärke ist bei diesen Speichern verhältnismäßig gering, so daß die Schaltzeit, d. h. die Zeit, während welcher der Kern unter der Steuerung beider Impulse seinen Remanenzzustand ändert, verhältnismäßig lang ist. ; Während der Ablesung von Remanenzzuständen eines Kernes in einem solchen bekannten Speicher unter der Steuerung von zwei Impulsen kann ein bereits gelesener Kern ein Ausgangssignal liefern, das von dem Verhältnis zwischen der Sättigungsinduktix» und der Remanenzinduktion abhängig ist, während ein noch nicht gelesener Kern unter der Steuerung eines Impulses ein Ausgangssignal liefern kann, das über die allen Kernen gemeinsame Ableseleitung auftritt und das von dem Verhältnis zwischen der Induktion bei einer magnetischen Feldstärke gleich d@$ Hälfte der Koerzitivkraft und der Remanenziriduktion abhängig ist. Um die beiden möglichen A,u.sgangssignale gleichzeitig auf ein Mindestmaß !^abzusetzen, werden bei den bekannten Speichern magnetische Materialien verwendet, deren Rechteckverhältnis, d. h. das Verhältnis zwischen der Sättigungsinduktion und der Induktion des in entgegengesetztem Sinne durch ein Megnetfeld der halben Koerzitivkraft magnetisierten Kernes dem Wert 1 möglichst näherkommt.

Zur Kompensation der unzureichenden Rechteckigkeit der Hystereseschleife von Magnetkernen mit hoher Remanenz und damit zur Neutralisierung von Störsignalen ist es bekannt, jedem Magnetkern einen Hilfskern mit hoher Remanenz bzw. verhältnismäßig geringer Remanenz zuzuordnen, wobei im Magnetkernspeichervorrichtung

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,

Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,

Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Wijnand Johannes Schoenmakers,

Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 27. Juni 1961 (266 427)

letzten Fall einem solchen Hilfskern mehrere Magnetkerne mit hoher Remanenz zugeordnet sein können. ; Demgegenüber ist es Zweck der Erfindung, einen Speicher eingangs erwähnter Art zu schaffen, bei dem die Schaltzeit der Kerne erheblich kürzer ist und Kerne anwendbar sind, die aus einem magnetischen Material bestehen, das Remanenz aufweist, wobei keine Anforderungen an das Rechteckverhältnis des Materials gestellt werden.

Die Magnetkernspeichervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß jeder Speicherkern in entgegengesetzten Richtungen gekoppelt ist mit zwei durch Parallelschaltung zu einer einzigen Leitung einer ersten Gruppe vereinigten Hilfsleitungen, welche¹ jede mit einem Hilfskern aus magnetisch sättigbarem Material gekoppelt sind, wobei der Leitung der ersten Gruppe unipolare Stromimpulse zugeführt werden, welche in zwei die zwei Hilfsleitungen durchfließende Teilströme aufgespalten werden, welche den Speicherkern in entgegengesetzten Richtungen magnetisieren, wobei jeder Hilfskern mit einer durch einen Vormagnetisierungsstrom durchflossenen Leitung der zweiten Gruppe verbunden ist, welche der magnetischen Wirkung der gegebenenfalls durch einen Teilstrom durchflossenen Hilfsleitung entgegenwirkt und den Hilfskern im Sättigungsbereich einstellt, und wobei Mittel vorhanden sind zur wenigstens teilweisen Aufhebung der Vormagnetisierung des einen oder

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des anderen zu einem Speicherkern gehörigen Hilfs- der zweiten^Griippe '-.gekoppelt. Ebenfalls-sind die kernes, derart, daß ein durch die mit diesem Hilfs- Wicklungen 22 der Ktrne Ceiner Speicherkolonne kern gekoppelte Hilfsleitung fließender Teilstrom in mit der gleichen Steuerleitung der zweiten Gruppe dem Kern dem Stromdurchgang entgegenwirkende gekoppelt. In dem Beispiel sind die Wicklungen 21 Flußänderungen hervorruft und ein der Leitung der 5 -ψιά'^Ι -miteinanler in ELeihe geschaltet und in Reihe ersten Gruppe zugeführter' unipolarer Stromimpuls an die betreffenden Steuerleitungen angeschlossen. · vorwiegend durch die andere Hilfsleitung fließt und In der Zeichnung ist eine mit allen Speicherkernen den Speicherkern in den gewünschten Remanenz- gekoppelte TDeseleitung einfachheitshalber wegzustand einstellt. ' " gelassen. Diese Leitung kann auf bekannte, hier nicht

Ein Vorteil dieser Vorrichtung besteht darhV'daß io interessierende Weise mit allen-Kernen gekoppelt und die den Leitungen der ersten Gruppe zugeführten an einen Verstärker angeschlossen werden, der an Impulse unabhängig von der Richtung, in der die dem Zeitpunkt, wenn der Remanenzzustand eines Impulse die Kerne magnetisieren müssen, die gleiche Kernes abgelesen wird, empfindlich gemacht wird.
Reiehtung haben können und die -Sehaltzeit der mit Die Wirkungsweise des Speichers ist folgende. Die den Leitungen der zweiten Gruppe gekoppelten Kerne 15 Torschaltungen 17 und 18 sind normalerweise in dem zum Überführen von dem magnetisch gesättigten Zu- leitenden Zustand und führen den Strom von den stand in den magnetisch ungesättigten Zustand in- Stromquellen 19-und-20 nach .den an die Torschalfolge der dabei auftretenden, geringen Flußänderun- tungen. angeschlossenen Leitungen der zweiten gen sehr kurz ist. Gruppe. Dieser Strom magnetisiert die Kerne 3 und 4

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der 20 bis in. den Bereich der magnetischen Sättigung. In

Zeichnung näher erläutert. · '. ■*- F i g. 2a ist die idealisierte magnetische Kennlinie der

Fig. 1 zeigt, ein Beispiel eines magnetischen Spei- Kerne 3: und 4 veranschaulicht, welche die Beziehung

chers nach der Erfindung, und zwischen der Induktion und dem Strom durch eine

F i g. 2 zeigt einige magnetische Kennlinien zur Wicklung. andeutet. Der Strom durch die Wicklun-

Erläuterung des in F ig. 1 dargestellten Beispiels·. 25 gen 21 und 22 ist z.B. gleich Z₁, so daß die Induk-

' In Fig. 1 bezeichnen K₁ bis K₉ Kerne aus"magne- tion in den flach verlaufenden Teil der Kennlinie

tischem Material, das Remanenz aufweist. Jeder der eingestellt wird. Die Änderung der Induktion infolge

Speicherkerne ist mit zwei Hilf sleitungen H₁ und H₂ einer Änderung der Stromstärke ist in diesem Falle

gekoppelt, die in Reihe mit Wicklungen 1 bzw. 2 besonders gering, so daß die Wicklungen 1 und 2

der Kerne 3 -und-4- aus magnetisch sättigbarem Mate- 30 eine niedrige Selbstinduktion aufweisen. Die Kerne 3

rial in Reihe geschaltet sind.. Die beiden Reihenschal- - und 4'und die darauf angebrachten Wicklungen sind

tungen der Leitung H₁ und der Wicklung 1 un<J der gleich bemessen,, so daß ein dem Verbindungspunkt

Leitung H₂ und der Wicklung 2 sind in bezug auf der Wicklungen 1 und 2 zugeführter Stromimpuls

eine Kopplung mit einem Speicherkern in entgegen- sich in zwei gleiche Teile aufspaltet, von denen ein

gesetztem Sinne parallel geschaltet. 35 Teil durch die Wicklung 1 und die Hilfsleitung H₁

Der Speicher enthält weiter eine erste Gruppe von «■- und der andere Teil durch die Wicklung 2 und die

Steuerleitüngen S^bis 7, an die die Impulsquellen 8 Hilf sleitung H₂ 'fließt. Die Hilf sleitungen. H₁ und H₂

bis 10 angeschlossen sind, und eine zweite Gruppe sind in entgegengesetztem Sinne mit den Speicher-

von Steuerleitungen 11 bis 16. Die zweite Gruppe ist kernen gekoppelt, so daß die magnetischen Wirkun-

in zwei Untergruppen geteilt, welche die Leitungen 40 gen des Stroms durch die Hilfsleitungen sich gegen-

11 bis 13 bzw. .14 bis 16 enthalten. Die Leitungen . seitig ausgleichen. Die beiden Stromimpulse treffen

der Untergruppen sind über die Torschaltungen 17 an dem Verbindungspunkt der. Hilfsleitungen H₁

bzw. 18 an die Gleichstromquellen 19 bzw, 20 an- und H₂ zusammen und fließen: gemeinsam nach dem

geschlossen. Verbindungspunkt der Wicklungen 1 und 2 der

-; Die Speicherkerne K₃ bis K₉ sind an Kreuzungen 45 nächstfolgenden Kerne 3 und 4 in der gleichen

stellen von Leitungen der ersten Gruppe und Leitun- Speicherreihe.

gen der zweiten Gruppe angeordnet und bilden auf Wird die Selbstinduktion einer der Wicklungen 1

diese Weise eine zweidimensionale Matrix von oder 2 größer gemacht, so verteilt sich der dem Ver-

Speicherelementen. Die Kerne an den Kreuzungs- bindungspunkt der. beiden Wicklungen zugeführte

stellen einer Leitung der ersten Gruppe und Leitun- 50 Impuls in zwei ungleiche.. Teile. Die magnetische

gen der zweiten Gruppe bilden eine Speicherreihe* Wirkung der Ströme durch die Hilfsleitungen H₁

Die Antiparallelschaltungen der mit den Speicher- und H₂ auf die damit gekoppelten Speicherkerne

kernen einer Speicherreihe gekoppelten Hilfsleitung gleichen sich in diesem Falle nicht aus, so daß der

gen sind mit der gleichen Steuerleitung der ersten Speicherkern in -einer bestimmten Richtung magnetic

Gruppe gekoppelt. In dem Beispiel sind die Anti- 55 siert und der Remanenzzustand entsprechend ein-

Parallelschaltungen miteinander in Reihe geschaltet gestellt wird. Wenn die Wirkung des Stroms durch

und in Reihe an die betreffende Steuerleitung ange^- die Hilfsleitung H₁ vorherrscht, wird der Kern z. B.

schlossen. ' in den positiven Remanenzzustand geführt, und wenn

Die Kerne 3 und 4 aus magnetisch sättigbarein die Wirkung des Stroms durch die Hilfsleitung H₂ Material sind mit den Wicklungen 21 bzw. 22 ver- 60 vorherrscht, gelängt er in den negativen Remanenzsehen, die mit verschiedenen Steuerleitungen verr zustand. Um einen bestimmten Speicherkern, z. B. schiedener Untergruppen der zweiten Gruppe ge- den Kern K₂ in einen bestimmten, z. B. positiven koppelt sind. Die Speicherkerne und die zugehörigen Remanenzzustand - zu führen, wird gleichzeitig ein Kerne 3 und 4, die an den .Kreuzungssteilen einer Impuls an die Leitung 5 und-an einer Steuerklemme Leitung der zweiten Gruppe und der Leitungen der 65 der Torschaltung 17 zugeführt, wodurch der Strom ersten Gruppe angebracht sind, bilden eine Speicher- --„ durch die Leitung 12 sich impulsförmig in einen kolonne. Die Wicklungen 21 der Kerne 3 einer Sp'eir Wert z_Q umwandelt, der dem Knickin der in F i g. 2 a cherkolonne sind mit der gleichen Steuerleitun^ dargestellten magnetischen Kennlinie -des Kernes 4

entspricht. Es tritt dabei keine Induktionsänderung auf, so daß die Schaltzeit des Kernes 4 sehr gering ist. Der Impuls der Leitung 5 wird über die Antiparallelschaltung der mit dem Kern K₁ gekoppelten Hilfsleitungen H₁ und H₂ an den Verbindungspunkt der Wicklungen 1 und 2 an der Kreuzungsstelle der Leitungen 12 und 15 mit der Leitung 5 zugeführt. Der Strom teilt sich über die Wicklungen 1 und 2, wpbei der größte Teil durch die Wicklung 1 fließt, da der durch die Wicklung 2 fließende Strom den Kern 4 entmagnetisiert längs des steilen Teiles der magnetischen Kennlinie, so daß die Wicklung 2 eine hohe Selbstinduktion hat, welche dem Stromdurchgang entgegenwirkt. Die magnetische Wirkung des Stroms durch die Hilfsleitung H₁ übertrifft die Wirkung des Stroms durch die Hilfsleitung H₂, und der Kern K₂ wird in den positiven Remanenzzustand geführt. Die Einstellung des negativen Remanenzzustandes erfolgt auf entsprechende Weise, indem ein Impuls einer Steuerklemme der Torschaltung 18 zugeführt wird, ao wodurch die Wicklung 1 eine hohe Selbstinduktion erhält, die dem Stromdurchgang entgegenwirkt. In diesem Falle ist der Strom durch die Hilfsleitung H₂ größer als der Strom durch die Hilfsleitung H₁, so ¹ " der Kern K₂ in negativem Sinne magnetisiert

Die Amplitude der Erregung eines Speicherkernes infolge des Unterschieds zwischen den Strömen durch die Hilfsleitungen kann viele Male größer als die Koerzitivkraft gewählt werden, wodurch die Speicherkerne innerhalb sehr kurzer Zeit ihren Remanenzzustand ändern können.

Fig. 2b zeigt eine Hystereseschleife, welche die Beziehung zwischen der Induktion B und dem magnetischen Feld H eines magnetischen Materials veranschaulicht, das sich zur Anwendung in dem Speicher nach der Erfindung eignet. Ein Speicherkern aus einem solchen Material hat die zwei Remanenzzastände P und N. Gemäß der eingangs gegebenen Definition ist das Rechteckverhältnis des Materials gleich dem Verhältnis zwischen der Sättigungsinduktion B_s und der Induktion B₁ bei Erregung in entgegengesetztem Sinne durch ein magnetisches Feld —|i?c gleich der halben Koerzitivkraft Hc. Fig. 2c zeigt eine idealisierte Hystereseschleife eines magnetischen Materials mit einem Rechteckverhältnis gleich 1, das sich zur Verwendung in bekannten Speichern eignet. Die Erfindung hat somit noch den Vorteil, daß Kerne mit einem stark von dem Wert 1 abweichenden Rechteckverhältnis anwendbar sind und daß die Speicherkerne aus einem billigeren Material hergestellt werden können.

Beim Ablesen des Remanenzzustandes eines Speicherkernes wird dieser in einen bestimmten, z. B.

den negativen Remanenzzustand gebracht, und die Induktionsänderung des Kernes wird durch eine mit allen Kernen gekoppelten Leseleitung untersucht. Ist ein Kern bereits in dem negativen Remanenzzustand, so wird er in negativem Sinne gesättigt, und nach Beendigung der Erregung kehrt die Induktion zurück in den negativen Remanenzzustand. Die dabei auftretenden Induktionsänderungen sind vorzugsweise minimal, so daß magnetische Materialien mit einem dem Wert 1 nahekommenden Verhältnis zwischen der remanenten Induktion und der Sättigungsinduktion bevorzugt werden.

Claims

Patentanspruch:

Magnetkernspeichervorrichtung mit Speicherkernen aus magnetischem Material, das Remanenz aufweist, und mit wenigstens zwei Gruppen von Leitungen zum Auswählen und Antreiben der Magnetkerne, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Speicherkern in entgegengesetzten Richtungen gekoppelt ist mit zwei durch Parallelschaltung zu einer einzigen Leitung einer ersten Gruppe vereinigten Hilfsleitungen, welche jede mit einem Hilfskern aus magnetisch sättigbarem Material gekoppelt sind, wobei der Leitung der ersten Gruppe unipolare Stromimpulse zugeführt werden, welche in zwei die zwei Hilfsleitungen durchfließende Teilströme aufgespalten werden, welche den Speicherkern in entgegengesetzten Richtungen magnetisieren, wobei jeder Hilfskern mit einer durch einen Vormagnetisierungsstrom durchflossenen Leitung der zweiten Gruppe verbunden ist, welche der magnetischen Wirkung der gegebenenfalls durch einen Teilstrom durchflossenen Hilfsleitung entgegenwirkt und den Hilfskern im Sättigungsbereich einstellt, und wobei Mittel vorhanden sind zur wenigstens teilweisen Aufhebung der Vormagnetisierung des einen oder des anderen zu einem Speicherkern gehörigen Hilfskernes, derart, daß ein durch die mit diesem Hilfskern gekoppelte Hilfsleitung fließender Teilstrom in dem Kern dem Stromdurchgang entgegenwirkende Flußänderungen hervorruft und ein der Leitung der ersten Gruppe zugeführter unipolarer Stromimpuls vorwiegend durch die andere Hilfsleitung fließt und den Speicherkern in den gewünschten Remanenzzustand einstellt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1 009 237;
USA.-Patentschriften Nr. 2 734182, 2 666 151,
367.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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