DE1013319B

DE1013319B - Anordnung zum Abfuehlen des Speicherzustands eines magnetischen Speicherkerns

Info

Publication number: DE1013319B
Application number: DEI11242A
Authority: DE
Inventors: Frederick Murray Demer
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1955-02-01
Filing date: 1956-01-31
Publication date: 1957-08-08
Also published as: US2811710A

Description

Als Speicherelemente besonders in der Rechenmaschinentechnik sind Magnetkerne bekannt. Sie bestehen aus einem geschlossenen Kreis eines Werkstoffes mit rechteckiger Hystereseschleife, welcher durch eine oder mehrere mit ihm verkettete Wicklungen wahlweise in einen der beiden möglichen stabilen Remanenzzustände versetzt werden kann, welchen man willkürlich z. B. die binären Werte 1 und 0 zuordnet. Es ist weiter bekannt, den Zustand oder Inhalt des Kerns mittels einer weiteren mit dem Kern verketteten Wicklung zu prüfen. Die Stromrichtung in dieser Anzeigewicklung ist verschieden je nach der Richtung der Ummagnetisierung des Speicherkerns.

Die erfindungsgemäße Anordnung liefert für beide Magnetisierungsrichtungen Signale gleicher Polarität. Mit dem Speicherkern wird ein zweiter magnetischer Kreis niedriger Koerzitivkraft so verbunden, daß beide einen Teil ihres Kernvolumens gemeinsam haben. Der zweite Kreis führt einen schwachen, nach Größe und Richtung konstanten Fluß. Im gemeinsamen Kernteil kreuzen sich die Flüsse beider Kerne unter einem vorzugsweise rechten Winkel.

Ein Ausführungsbeispiel, dessen geometrische Anordnung nur als Prinzipdarstellung zu werten ist, wird nachfolgend beschrieben und durch Zeichnungen erläutert, die in

Fig. 1 die Hysteresekurve eines Speicherkernwerkstoffes, in

Fig. 2 ein Schaltschema einer Speicherkernanordnung bekannter Art, in

Fig. 3 das Schema einer erfindungsgemäßen Speicherkernanordnung und in

Fig. 4 die Form einiger Flüsse und Spannungen aus der Anordnung nach Fig. 3 zeigen.

Werkstoffe für Speicherkerne haben Magnetisierungskennlinien, wie sie etwas idealisiert in Fig. 1 über den Koordinaten magnetische Feldstärke H und Induktion B aufgetragen sind. Die Punkte α und f sind stabile Zustände des Werkstoffes und bedeuten die Remanenz, die sich einstellt, wenn vorher eine Magnetisierung bis zur Sättigung nach den Punkten j bzw. e stattfand. Ein Übergang von dem einen zum anderen Zustand erfolgt erst unter der Wirkung einer ausreichenden Feldstärke (größer als H₁) mit Durchlaufen der Kennlinienpunkte a, b, c, d, e nach f bzw. f, g, h, i, j nach a. Auf jedem dieser Wege geht die Induktion, das ist die Kraftliniendichte, einmal durch Null.

Ein Schaltbild, das einen solchen Magnetisierungsweg zu durchlaufen gestattet, ist in Fig. 2 gezeigt. Der Speicherkern 1 trägt die Wicklungen 2 und 3. Das Betätigen der Taste 4 läßt ein Relais 5 anziehen, dessen einer Kontakt die Entladung eines Konden-

Anordnung zum Abfühlen

des Speicherzustands eines

magnetischen Speicherkerns

Anmelder:

IBM Deutschland

Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m.b.H.,
Sindelfingen (Württ), Böblinger Allee 49

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 1. Februar 1955

Frederick Murray Deiner, Johnson City, N. Y. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

sators 6 über einen niedrigen Widerstand 7 und das Relais 8 bewirkt. Der Kondensator wird dauernd über den Hochohmwiderstand 9 aus der Spannungsquelle 10 aufgeladen. Die Entladung des Kondensators läßt das Relais 8 kurzzeitig anziehen; sein Wechselkontakt legt die Wicklung 3 des Kerns an Spannung, welche dessen Ummagnetisierung vornimmt. Diese erzeugt einen Spannungsstoß in der Wicklung 2 und der Ausgangsleitung 11. Nach Entladung des Kondensators fällt das Relais 8 wieder ab, und die (durch Punkte gekennzeichnet) entgegengesetzt gewickelte Spule 2 veranlaßt die Magnetisierung des Kern 1 in der anderen Richtung. Am Ausgang 11 erscheint ein Impuls, der dem vorherigen entgegengerichtet ist.

Die erfindungsgemäße Speicherkernanordnung (Fig. 3) besteht aus einem Kern 12 hoher Koerzitivkraft mit der in Fig. 1 dargestellten Charakteristik und einem zweiten Kern 13 von möglichst geringer Koerzitivkraft. Beide Kerne durchdringen sich derart, daß sich in dem gemeinsamen Teil ihres Kernvolumens ihre magnetischen Flüsse unter einem Winkel, in Fig. 3 unter 90°, kreuzen. Der eigentliche Speicherkern 12 trägt zwei Wicklungen 14 und 15 zur Magnetisierung in der einen oder anderen Richtung. Kern 13 trägt eine Wicklung 16, die in der Zeichnung schematisch an eine Gleichspannung gelegt wurde und dem Kern 13 einen konstanten Fluß aufdrückt. Eine weitere Wicklung 17 liefert das Ausgangssignal.

Der Flußverlauf in dem gemeinsamen Kernteil und das Verhalten seines magnetischen Widerstandes bei gekreuzten Flüssen ist recht kompliziert. Messungen zeigten jedoch, daß die Hysteresekurve eines ge-

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gebenen Materials schmaler wird und sich neigt, wenn ein kleiner Teil davon einer unter 90° zu seiner Flußrichtung wirkenden magnetischen Feldstärke ausgesetzt ist. Die Folge ist eine Erhöhung des magnetischen Widerstandes oder bei konstanter eingeprägter Feldstärke ein Flußabfall.

Auf Fig. 3 übertragen bedeutet dies: Solange sich der Kern 12 in einem der Magnetisierungszustände α oder / (Fig. 1) befindet, führt der Kern 13 einen bestimmten Fluß. Während der Ummagnetisierung geht der Fluß des Kerns 12 durch Null und verringert kurzzeitig den magnetischen Widerstand des gemeinsamen Kernvolumens. Der magnetische Fluß des Kerns 13 wird kurzzeitig erhöht und erzeugt in der Wicklung 17 einen Spannungsstoß. Fig. 4 zeigt diesen Vorgang mit starker Zeitdehnung für einen Magnetisierungszyklus, dem Punkt/ wurde dabei der Wert 1, α der Wert 0 zugeordnet. Die Ausgangsspannung hat in beiden Fällen den gleichen Verlauf.

Da der Nulldurcligang des Flusses in Kern 12 ao rasch erfolgt, wird in der Ausgangswicklung des Kerns 13 ein kräftiger Spannungsstoß erzeugt, dessen Höhe außerdem von der Geometrie der Anordnung, dem Kernmaterial 13 und der Vormagnetisierung durch Wicklung 16 abhängt.

In Fig. 3 ist der Kern 13 als geschlossener Kreis dargestellt, während Kern 12 mit einem von Kern 13 erfüllten Luftspalt versehen ist. Auch die umgekehrte Ausführung ist möglich. Die Wahl ist eine vorwiegend konstruktive Frage. Die Gleichfeldstärke des Kerns 13 kann statt durch eine mit Gleichstrom erregte Spule auch von einem Dauermagneten erzeugt sein und soll nicht größer sein als die Amplitude der Flußänderung.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Abfühlen des Speicherzustands eines magnetischen Speicherkerns, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem hochkoerzitiven Speicherkern ein zweiter Kern hoher Permeabilität und geringer Koerzitivkraft so verbunden ist, daß er mit dem Speicherkern einen Teil seines Kernvolumens gemeinsam hat und in ihm die Zustandsänderung des Speicherkerns als Flußänderungsamplitude konstanter Richtung angezeigt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Flüsse der beiden Kerne in dem gemeinsamen Teil unter einem rechten Winkel kreuzen.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Kernteil aus dem Werkstoff geringer Koerzitivkraft besteht.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kern geringer Koerzitivkraft ein schwacher magnetischer Fluß konstanter Größe und Richtung aufrechterhalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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