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Magnetische Impulsspeichermatrix
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Impulsspeichermatrix mit hoch- remanenten Magnetkernen. Bei einer Speichermatrix für dekadische Zahlen sind Reiheneingänge für die
Dekaden und Spalteneingänge für die Einer vorgesehen. Die Einzelspeicher selbst sind mit zwei Eingängen versehen, von denen der eine jeweils an einen Reiheneingang und der andere an einen Dekadeneingang angeschlossen ist. Somit kann jeder Einzelspeicher durch Einspeisung eines Stromes in den Dekaden- und
Einer-Eingang aufmagnetisiert werden. Die Anordnung wird dabei meist so getroffen, dass in den Spalten und Reihen jeweils die Hälfte des Sättigungsstromes für einen Magnetspeicher fliesst. Bei Matrixspeichern der genannten Art sind so viele Einzelspeicher vorhanden, als das Produkt aus der Anzahl der Reihen- und der Spalteneingänge ausmacht.
So besitzt etwa ein fünfzehn Dekaden und zehn Einer aufweisender
Matrixspeicher insgesamt einhundertfünfzig Einzelspeicher. Es wurden auch schon sogenannte drei- dimensionale Matrixspeicher vorgeschlagen, bei denen der Sättigungsstrom eines Kernes aus drei Komponenten zusammengesetzt ist, so dass sich eine Einsparung an Eingängen ergibt. Ein derartiger Speicher kann aber nur unter besonderen Voraussetzungen aufgebaut werden, weil dabei die Hysteresekurve der
Magnetkerne der Einzelspeicher einen rechtwinkeligen Knick aufweisen muss. Bei allen bekannten
Speichern dieser Art ergibt sich der Nachteil, dass die Lese- und Schreibimpulse nur sehr geringe Impulsdauer aufweisen, u. zw. etwa 1 - 30 Mikrosekunden.
Dies ist darauf zurückzuführen, dass die verwendeten
Speicher und insbesondere die Magnetkerne nur kleine Dimensionen aufweisen sollen, um einen handlichen Aufbau der Matrix zu ermöglichen. Bei den bisherigen Konstruktionen wird die Impulsdauer noch dadurch begrenzt, dass beim Ableseimpuls auch die benachbarten Speicher etwas erregt werden.
Die Erfindung bezweckt nun die Beseitigung der aufgezeigten Nachteile und besteht im wesentlichen darin, dass die zugleich der Speicherung und der Entnahme dienenden Wicklungen der Kerne in Serienschaltung mit einem Ventil an Reihen- und Spaltenverbindungsleitungen angelegt sind und die Impulseingänge in den von dem jeweiligen Impuls nicht zu steuernden Spalten durch eine angelegte Gegenspannung kompensiert sind. Durch die Anordnung des Ventiles in Serienschaltung mit der Kernwicklung wird erreicht, dass der Strom nur in der vorbestimmten Richtung durch die Kernwicklung fliessen kann.
Vagabundierende Ströme, die bisher bei solchen Schaltungsanordnungen Ablesefehler hervorriefen und insbesondere die Ursache für die nur kurzen Ableseimpulse waren, werden dadurch beseitigt. Weiterhin ist eine Verlängerung der Ableseimpulse durch die Kompensierung der Impulseingänge in den von dem jeweiligen Impuls nicht zu steuernden Spalten zufolge der angelegten Gegenspannung gewährleistet.
Zur Erzeugung der eben erwähnten Gegenspannung ist vorzugsweise jede der Spalten gegebenenfalls über einen Verstärker in Gegenschaltung mit den übrigen Spalten verbunden, so dass ein über eine Spalte fliessender Strom in den übrigen Spalten eine Gegenspannung erzeugt bzw. steuert.
Um eine leichte und sichere Löschung der in den Einzelspeichern enthaltenen bzw. gespeicherten elektrischen Befehle zu ermöglichen, ist in weiterer Ausbildung der Erfindung die der Speicherung und Entnahme dienende Wicklung des Kernes bzw. eine eigene am Kern vorgesehene Löschwicklung über ein ebenfalls in Serienschaltung mit ihr verbundenes, aber in bezug auf die Impulseingangsventile in entgegengesetzter Richtung wirkendes Ventil an einen Löschstromkreis angeschlossen, dessen einer Teil vorzugsweise - um eine weitere Vereinfachung der Schaltungsanordnung zu erzielen-aus den Reihenverbindungsleitungen besteht.
Da bei der erfindungsgemässen Matrix eine Vielzahl von Ventilen Verwendung findet, würde sich bei der Verdrahtung und dem Einbau der Ventile in der bisher üblichen Form ein äusserst unübersichtlicher,
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komplizierter und überdies zufolge der vielen Verbindungsstellen auch störungsanfälliger Gesamtaufbau ergeben. Erfindungsgemäss wird nun dieser Mangel dadurch beseitigt, dass die in den Speicher- und Entnahmestromkreisen und die in den Löschstromkreisen liegenden Ventile mit den Reihen- bzw. SpaltenVerbindungsleitern in der Weise zu baulichen Einheiten vereinigt sind, dass die Verbindungsleiter als bandförmiger Leiterstreifen ausgebildet sind, die an einer Seite eine zweckmässig durchgehende Halbleiterschicht tragen, an welcher entsprechend der Anordnung der Wicklungsanschlüsse voneinander isolierte Gegenelektrodenplättchen sitzen.
Es wurde bei Matrixspeichern schon vorgeschlagen, die Verbindungsleiter in der Technik der sogenannten gedruckten Schaltungen auf Trägerplatten aufzubringen. Bei den bekannten Ausführungen sind diese Trägerplatten einseitig mit den Verbindungsleitern bedruckt und haben die Magnetkerne mit ihren Wicklungen aufgesetzt. Diese Ausführung bringt gegenüber einer gewöhnlichen Verdrahtung kaum Vorteile mit sich, weil die Einzelspeicher vollkommen ungeschützt bleiben und viele Leitungsüberkreuzungen vorhanden sind, die voneinander isoliert werden müssen bzw. eine Leitungsführung über viele Umwege notwendig machen.
Bei der erfindungsgemässen Matrix wird nun eine Vereinfachung der Verdrahtung dadurch erreicht, dass die Einzelspeicher in Ausnehmungen der Trägerplatte angeordnet und die Verbindungsleitungen in bekannter Weise durch Bedrucken auf diese Trägerplatte aufgebracht sind, wobei zur Verbindung der Einzelspeicher mit diesen Verbindungsleitern leitende Stifte od. dgl. dienen.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen : Fig. l das Prinzipschaltschema einer Matrix mit zwei Reihen und zwei Spalteneingängen, Fig. 2 die Schaltungsanordnung eines mit einer der Speicherung und Entnahme dienenden Wicklung und einer Löschwicklung versehenen Magnetkernes, Fig. 3 einen Teil einer Matrix in Ansicht und Fig. 4 die zur Erzeugung der Gegenspannung in den Spalten bestimmte Schaltungsanordnung als Detailschaltbild.
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leitungen bl, b. Im dargestellten Schaltschema wurden nur zwei Reihen und Spalten dargestellt. Bei der praktischen Ausführung werden dagegen bei einer dekadischen Matrix wenigstens zehn Spalten und mehrere Dekadenreihen vorhanden sein.
In die Spalten- und Reihenverbindungsleiter sind Spulen c, cl bzw. dl, d eingeschaltet, über die die einzelnen Werte, die gespeichert werden sollen, eingespeist werden. Jedem Kreuzungspunkt der Reihen und Spalten ist ein Einzelspeicher mit einer Wicklung eu, erz eg,. e4 zugeordnet. Diese Wicklungen sind jeweils mit einem Ende an die Reihenverbindungsleiter au'as und mit dem andern Ende in Serienschaltung mit einem Ventil fl, f, fg, f an die Spaltenverbindungsleiter bu, bu angeschlossen. In jeden Spaltenverbindungsleiter ist noch eine Gegenspannungsquelle eingeschaltet, die allgemein mit gi, g bezeichnet wurde.
Falls beispielsweise der Einzelspeicher e aktiviert werden soll, so wird der Reiheneingang c und der Spalteneingang dl aktiviert. Es kann nunmehr über die Wicklung e ein Strom fliessen. Eine Stromverzweigung ist dabei sicher verhindert, weil über a
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der Wicklung e zugeordnete Magnetkern gekippt. Beim Lesevorgang können nun die in einer Dekadedie im vorliegenden Fall einer Reihe entspricht-gespeicherten Werte einzeln und nacheinander abgelesen werden. Die Leseimpulse werden über einen die Reihen nacheinander anschaltenden Schalter oder auch über einen Zwischenkreis in der Richtung der Schreibimpulse auf die jeweilige Reihe eingespeist.
Die Wicklungen jener Kerne, die noch nicht gekippt wurden, besitzen zunächst einen sehr hohen Widerstand, so dass durch diese Wicklungen kein Strom fliessen kann. Die Wicklungen der gesättigten Magnetkerne besitzen dagegen einen kleinen Widerstand und über sie fliesst ein entsprechend hoher Strom, der an den in die Spaltenleiter eingeschalteten Spulen dl bzw. d Spannungen induziert, so dass der vorher gespeicherte Wert gekennzeichnet ist. Die Ablesespannung selbst ist klein, weil auch der Kreiswiderstand niedrig ist. Da der Widerstand der einzelnen Kernwicklungen selbst klein ist, liegt auch an den ungesättigten Kernwicklungen nur eine niedrige Spannung. Für das Ummagnetisieren der Kerne ist das Zeitintegral der Spannung von Bedeutung und es kommt daher schon aus diesem Grund zu einer Verlängerung des Ableseimpulses.
Das bedeutet, dass der Ableseimpuls längere Zeit andauern kann als an sich notwendig ist, um einen einzelnen Kern zu kippen. Durch die Ventile fil..... wird der Strom, der durch die ungesättigten Kernwicklungen fliessen kann, begrenzt. Da die Ventile meist eine quadratische Kennlinie besitzen, fliesst durch sie bei einer niedrigen angelegten Spannung nur ein sehr kleiner Strom. Falls die vorgeschalteten Kerne gesättigt sind, liegt an deren Wicklungen eine erhöhte Spannung, die sich natürlich auch auf die Ventile auswirkt und es kann daher durch sie ein hoher Strom fliessen.
Bei der Ausführung nach Fig. l können die gespeicherten Werte über die der Speicherung und Entnahme dienenden Wicklungen el..... gelöscht werden. Zu diesem Zweck sind an das mit den Ven-
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tilen fl..... verbundene Ende der Wicklungen weitere Ventile hl...... die aber in bezug auf die Ventile fl..... in entgegengesetzter Richtung wirken, eingeschaltet. An diese Ventile kann dann der Löschimpuls gelegt werden. Dabei können die entsprechenden Leitungen zu jedem Ventil einzeln verlegt sein oder auch nur einzelne Reihen bzw. auch alle Ventile gleichzeitig mit der Löschimpulsquelle verbindbar sein.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist eine eigene Löschwicklung i vorgesehen, die in Serienschaltung mit einem Ventil k angeordnet ist und an einen eigenen Reihenverbindungsleiter 1 anschliesst.
Um eine Impulsverlängerung künstlich zu erzielen, kann eine Schaltung Verwendung finden, wie sie in Fig. 4 veranschaulicht ist. Dabei sind die Spaltenverbindungsleiter b, b ;, bg jeweils über einen Verstärker mu'mi und die Ventile 2,3 mit den übrigen Spaltenleitern in Gegenschaltung verbunden, so dass ein über eine Spalte fliessender Strom in den andern Spalten eine Gegenspannung erzeugt bzw. steuert. Falls beispielsweise im Spaltenleiter b2 ein Strom fliesst, so tritt an dem in ihn eingeschalteten Widerstand 5 ein Spannungsabfall auf, welcher Spannungsabfall im Verstärker m2 verstärkt und über die Ventile 3 den Spaltenleitern bl, bg als Sperrspannung zugeführt wird.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, besteht die Matrix aus einer Grundplatte 10, in der Ausnehmungen vorgesehen sind, in denen die Einzelspeicher 11 mit ihren Wicklungen untergebracht sind. Die Reihen und Spaltenverbindungsleitungen 12,13 sowie die Leitungen für den Löschstromkreis u. dgl. sind durch Bedrucken auf diese Trägerplatte aufgebracht und mit den Kernwicklungen über Stifte 14 verbunden.
Die Ventile f, h, k, 2,3 usw. werden zweckmässig in der Weise hergestellt, dass die Leiter 12,13 einseitig mit einer Halbleiterschicht versehen werden, auf die entsprechend der Anordnung der Ventilausgänge voneinander isolierte Gegenelektrodenplättchen aufgesetzt sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Magnetische Impulsspeichermatrix mit hochremanenten Magnetkernen, dadurch gekennzeichnet, dass die zugleich der Speicherung und der Entnahme dienenden Wicklungen (el'ez'es'e4) der Kerne in Serienschaltung mit einem Ventil (f1, f2, f3, f4) an Reihen- (al, a") und Spaltenverbindungsleitun-
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Spalten durch eine angelegte Gegenspannung (g, g ) kompensiert sind.