DE1018461B

DE1018461B - Verfahren zur Beseitigung der Stoerspannungen im Lesesignal von Magnetkernspeichern

Info

Publication number: DE1018461B
Application number: DEI10385A
Authority: DE
Inventors: Munro King Haynes
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1954-07-08
Filing date: 1955-07-06
Publication date: 1957-10-31
Also published as: FR1152068A; GB783918A; NL107907C; NL198689A; BE539624A; US2881414A

Description

DEUTSCHES

Es ist bekannt, magnetische Werkstoffe mit annähernd rechteckiger Hystereseschleife und zwei magnetisch stabilen Zuständen zum Aufbau von Speichern für binäre Werte zu verwenden. Die gewöhnlich toroidförmigen Speicherkerne solchen Werkstoffes werden in Spalten und Zeilen in einer Ebene angeordnet und tragen zwei Magnetisierungswicklungen, die spalten- und zeilenweise verbunden sind. ZurAufzeichnung und Entnahme eines Wertes wird je einer Spalte und Zeile der halbe zur Ummagnetisierung nötige Strom zugeführt, wobei die Wirkung dieser Halbströme sich nur in dem am Kreuzungspunkt der gewählten Spalte und Zeile befindlichen Kerns addiert und dieser umgepolt wird. Bei einem Entnahmevorgang liefern wegen der nicht streng rechteckigen .B-H-Kurve auch die nicht gewählten Kerne !deine Aus- ¹S gangsspannungen.

Für das Lesen und Schreiben von Magnetkernspeichern, die durch Magnetkernschalter betrieben werden, ist es bekannt, das Auslesen durch aufeinanderfolgende Magnetisierung des gewählten Kerns in beiden Richtungen zu bewerkstelligen und zur Identifizierung der Speicherwerte das Integral der Ausgangsspannung über die Dauer der beiden Magnetisierungsschritte zu benutzen. Ebenso ist für dieselbe Anordnung bekannt, beim (Wieder-) Einschreiben das Rückkippen des einen beteiligten Schalterkerns abhängig vom gewünschten Speicherwert zeitlich zu steuern.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur weitgehenden Beseitigung der Störspannungen im Lesesignal von Magnetkernspeichern, deren Kerne beim Lesevorgang durch die Koinzidenz von zwei oder mehreren Impulsen in nur einer Richtung magnetisiert werden. Dabei werden erfindungsgemäß die Magnetisierungsleseimpulse der Spalten und Zeilen bezüglich ihres Auftretens in zwei oder mehreren Wicklungen eines Kerns unter Einhaltung einer Überlappung zeitlich gegeneinander verschoben. Als weitere Maßnahme dient die Integration der Ausgangsspannung und die zeitliche Begrenzung der Integration auf die Magnetisierungszeit in Leserichtung. Schließlich wird im Anschluß an eine Wiederaufzeichnung derbetroffene Magnetkern mit dem halben Ummagnetisierungsstrom beaufschlagt.

Zur Erläuterung der folgenden Beschreibung dienen Zeichnungen, die in

Fig. 1 die magnetische Kennlinie eines für Speicherkerne verwendbaren Werkstoffes, in

Fig. 2 die schematische Darstellung eines zweidünensionalen Magnetkernspeichers, in

Fig. 3 a die Form der Magnetisierungsimpulse zu Fig. 2, in

Fig. 3 b eine Abwandlung von Fig. 3 a, in
Fig. 4 ein Schaltschema der erfindungsgemäßen Integrierschaltung, in

Fig. 5 die schematische Darstellung eines dreidimen-Verfahren zur Beseitigung

der Störspannungen im Lesesignal

von Magnetkernspeichern

Anmelder:

IBM Deutschland

Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m.b.H.,

Sindelfingen (Württ),

Böblinger Allee 49

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 8. Juli 1954

Munro King Haynes, Poughkeepsie, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

sionalen Magnetkernspeichers unter Verwendung der Schaltung von Fig. 4 und in

Fig. 6 Impulsformen für die Schaltung nach Fig. 4 zeigen.

Wenn einem Werkstoff mit einer .B-iZ-Kurve nach Fig. 1 eine magnetische Feldstärke -J- H aufgedrückt wird, erreicht er seine Sättigungsinduktion und geht nach dem Aufhören des Magnetisierungsstromes auf den Remanenzpunkt α zurück.' Eine Feldstärke — H überführt den Werkstoff über die linke senkrechte Flanke der Kurve zum Punkt b und ruft eine starke Flußänderung in ihm hervor. Die Feldstärke + H führt wieder zum Punkt α usw. Wenn im Punkt a die FeId-

stärke —— einwirkt, ergäbe sich bei streng rechteckiger

B-H-Kurve keine Remanenzänderung. Mit der gegebenen Abweichung von der idealen Form erfolgt eine Änderung, die durch die Linie g dargestellt wird und zum Punkt c

führt. Ein voller Magnetisierungszyklus mit + — und

— von c aus ergibt eine geschlossene kleine Schleife

über i zurück nach c. Wiederholte Einwirkung von —

im Punkt c bewirkt keine weitere Remanenzänderung, sondern nur wiederholtes Durchlaufen der Kurve i. Entsprechende Zustandsänderungen sind in Fig. 1 auch

709 758/150

3 4

für den Ausgangspunkt b dargestellt. Die Feldstärke verharrt, je nachdem, ob er vorher bei α oder b stand.

, H r--i i -τ. j- τ· · ι π ii · w 11 Beim Entnahmevorgang durchlaufen die Maenetisie-

H fuhrt über die Linie h zum Punkt e; em Zyklus ... , ι ·. ■ ■.. ■■-, TT ^"cusre

'2 .j- rungszustande solcher nicht ausgewählter Kerne die

,H H ,..„. ·,· c· -Ui -χ -τ, ι r j ι. Schleife« oder /, d.h., es erfolgt insgesamt keine Fluß-

+-—-, —— laßt die Schleife zwischen e und f durch- - .. , txr j· _Λ , %i

2 2 5 änderung. Wenn man die Ausgangsspannung der Ent-

ι χ TTr- j ι. υ -C-- · -i H , . , , _c, , . nahmewicklung über die Entnahmezeit integriert, liefern

laufen. Wiederholte Einwirkung von —— bewirkt Stabi- , , _T, ^ö, - _D .. . ^ö ' "^CiC1"

^b 2 solche Kerne keinen Beitrag zur Ausgangsspanmmg.

lisierung auf den. Punkt f mit wiederholtem Durchlaufen Eine dafür geeignete Schaltung ist in Fig. 4 gezeigt.

der Kurve /. Beim Durchlaufen der Kurven g, h, i, j Der links in Blockform angedeutete Magnetkernspeicher

entstehen in den Entnahmewicklungen der betreffenden ¹⁰ ist in Fig. 5 etwas ausführlicher als dreidimensionaler

Kerne ebenfalls entsprechend kleinere Spannungen, die Speicher dargestellt, von dem jedoch zur Erhöhung der

als Störspannungen die Eindeutigkeit der Anzeige beein- Übersichtlichkeit nur die acht Eckkerne mit je vier

trächtigen. Wicklungen aufgenommen wurden. Eine Leitung X

Der in Fig. 2 schematisch dargestellte zweidimensionale (1,2 ... N) verbindet alle Kerne gleicher Zeilen in

Magnetkernspeicher enthält toroidförmige Kerne 10 vor- *5 sämtlichen Ebenen, ebenso eine Leitung Y (1, 2 ... N)

stellend beschriebener magnetischer Charakteristik mit alle Kerne gleicher Spalten in sämtlichen Ebenen. Je

je zwei zeilen- und spaltenweise verbundenen Magneti- eine Zeile und Spalte werden über die Vorrichtungen 11

sierungswicklungen X undY. Die Vorrichtungen 11 und und 12 ausgewählt, welche zum Schreiben und Ent-

12 enthalten Schalter und Stromquellen, um wählbaren nehmen Ströme in der einen oder anderen Richtung

Zeilen und Spalten einen Strom zuzuführen, der jeder für ao durch die Kernwicklungen schicken. Dadurch wird in

. , ,. „ ,, ... . . H , H. . _ΎΤ , jeder Ebene ein Speicherkern beim Schreiben in Richtung

sich die Feldstarke -\ oder -=- in einem Kern hervor- _£r> ι ^ /τ-· i\ j-l- t- ^ -u ■ r>· ι.*

2 2 auf Punkt α (Fig. 1) und beim Entnehmen m Richtung

ruft. Nur der im Schnittpunkt der gewählten Zeile und auf Punkt b magnetisiert. Da eine solche Gruppe von Spalte befindliche Kern erreicht die für Aufzeichnung Kernen, je einer in jeder Ebene, in beliebiger Folge die

j -n . , ...· τ- υ λ.» ι ο H _TT j . 25 Werte Eins oder Null darstellen soll, müssen beim

und Entnahme notige Feldstarke 2 · -— = H, und seine _c , ., ..,,, _T^ , _TT ,

^b 2 Schreibvorgang wahlbare Kerne an der Umpolung ge-

Flußänderung erzeugt in der Entnahmewicklung 15 hindert werden. Dies geschieht mittels der Klemmen

einen Spannungsstoß. »Wahl der Ebene«, durch die ein Strom in der dritten

Gleichzeitig erfahren aber die übrigen Kerne in den Wicklung eines Kerns gesteuert wird, die mit Lei-

stromdurchflossenen Zeilen und Spalten bei der Ent- 3° tungZ (1,2 ... N) alle Kerne einer Ebene verbindet.

i_ ■ T-IJi-I" j -^Tx₁ j Die Ströme der Leitungen X und Y erzeugen beim

nähme eine Feldstarkeanderung —. Infolge der an H

. , , . . _T .. ,.... j „ , , . , Schreiben ie eine Feldstärke + —, die sich in der ge-

sich bekannten Leitungsfuhrung der Entnahmewick- 2 °

lung 15 heben sich zwar die Störspannungen, deren wählten Kerngruppe zum Wert H addieren. Durch die Ursache eingangs an Hand der Fig 1 beschrieben wurde, 35 _{Leitung(en)Z wird} die Feldstärke-# erregt, so daß teilweise auf; es sind aber bei umfangreichen Speichern ^Ol ' 2 °

trotzdem Fehlanzeigen möglich. die über Z ausgewählten Kerne nicht umgepolt werden.

Es sei willkürlich angenommen, daß der Punkt α Die Leitungen 15 verbinden zickzackartig die vierten

(Fig. 1) eine Eins, der Punkt b eine Null darstellt und Wicklungen der Kerne einer Ebene und dienen der Entdaß die Entnahme durch Aufprägung der Feldstärke — H 40 nähme der Speicherwerte. An sie ist (Fig. 4) ein Vererfolgt. Die Störspannungen der halberregten Kerne stärker 20 und Gleichrichter 21 angeschlossen. Dessen können dann zur Folge haben, daß beim Ablesen eines Ausgangsspannung lädt über den Widerstand 22 den Kerns, der eine Null enthält, ein Signal entsteht, das Kondensator 23 auf, an dem das Integral der Gleichsich in der Amplitude nicht viel unterscheidet von dem richterspannung nach folgender Beziehung entsteht: Signal, das beim Ablesen eines den Wert Eins enthaltenden 45 τ τ

Kerns entsteht. . dO dv C f i

Erfindungsgemäß werden die Störspannungen auf die i = —~- = C -yr', V=V — F₀ = I dv = I -pr dt

Hälfte verringert, wenn die Schalter der Vorrichtungen 11 at at JJ^

und 12 zeitlich nacheinander geschlossen werden, jedoch
so, daß noch eine Überlappung der Impulse in den Zeilen 50 1 Γ 1 Γ

und Spalten besteht (Fig. 3a). Die Störspannungen der V= / idt = — | E dt,

ZeilenX sind dann schon abgeklungen, wenn der Strom Cj RCJ

der Spaltenwicklungen einsetzt.

Die Störspannungen sind proportional dem Magneti- wo E die Gleichrichterspannung, K der Widerstand 22, sierungsstrom. Sie ließen sich also weiter vermindern, 55 C der Kondensator 23 und V dessen Spannung ist. wenn man die Ummagnetisierung nicht durch zwei, son- Zur Zeit T = O sei V₀ = 0.

dem durch drei koinzidente Ströme veranlaßt, wie mit Die Integrationszeit T wird festgelegt durch den

Fig. 3 b angedeutet. Erst das Auftreten eines Stromes in Impulsgeber 25, welcher dem Gitter 27 der Röhre 24 der dritten Wicklung bewirkt die Umpolung und auch über eine Diode 28 und einen Widerstand 29 dauernd nur die Entstehung von Störspannungen von einem 60 eine positive Spannung zuführt, die nur während der Drittel der Amplitude. Zeit T abgeschaltet wird. Die während der Integrations-

Durch das Verfahren der zeitlichen Verschiebung der zeit beim Ablesen einer Eins am Kondensator auf-Auswahlimpulse wird die Störsicherheit bei gleicher Kern- laufende Spannung kann die Öffnung der Röhre 31 über dezahl erhöht oder bei gleicher Störsicherheit die zulässige rendritttesGitter32nurbewirken,wennderImpulsgeber26 Kernzahl um den Faktor Zwei (bzw. Drei) erhöht. 65 am Ende der Integrationszeit einen Übertragsimpuls an

Bei der Besprechung der magnetischen Kerneigen- das Gitter 30 liefert; Röhre 31 läßt den angeschlossenen schäften wurde an Hand der Fig. 1 gezeigt, daß der Trigger 35 umkippen, der das Signal an die Leitung 36 Magnetisierungszustand eines Kerns, der schon wieder- weitergibt. Nach der Entnahme des Speicherwertes ist τ. u T-H i» 1 , H ,., _TJ .,,, ,j- der Wert im Speicher gelöscht und wird für den Fall

holt Feldstarken ± — erlitten hat, am Punkt c oder f _{yo der} wiederverwendung neu aufgezeichnet.

Wie an Hand der Fig. 1 besprochen wurde, nimmt ein

TT

Magnetkern nach Einwirkung der Feldstärke — einen

annähernd stabilen Remanenzzustand an und trägt bei integrierender Entnahme nicht mehr zu Störspannungen bei. Deshalb wird anschließend an eine Wiederaufzeichnung über entsprechende Leitungen Z der halbe Magnetisierungsstrom zugeführt.

In Fig. 6 sind die bei einem Entnahmevorgang in einer Schaltung nach Fig. 4 auftretenden Impulsfolgen zusammengefaßt: Während des Schrittes 1 werden zeitlich verschoben Impulse auf die Spalten- und Zeilenwicklungen gegeben. Der Impulsgeber 25 legt den Beginn der Integrationszeit zwischen den Vorderfianken der X- und Y-Impulse fest. Schritt 2 beginnt mit dem Übertragsimpuls des Impulsgebers 26, der (beim Ablesen einer Eins) den Trigger umschaltet, bestimmt das Ende der Integrationszeit und bereitet die Integrierschaltung für eine neue Ablesung vor. Schritt 3 umfaßt die Wiederaufzeichnung, die ohne Impulsverschiebung vor sich gehen kann, da die Röhre 24 wieder gesperrt ist. Zuletzt erfolgt mit Schritt 4 die Vormagnetisierung über Lei-

tung Z mit der Feldstärke

gleichzeitig können in

12 auf

dieser Zeit die Auswahlvorrichtungen 11 und
andere Leitungen umgestellt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Beseitigung der Störspannungen im Lesesignal von Magnetkernspeichern, deren Kerne beim Lesevorgang durch die Koinzidenz von zwei oder mehreren Impulsen in nur einer Richtung magnetisiert werden, gekennzeichnet durch die gegenseitige zeitliche Verschiebung unter Wahrung einer Überlappung der den Kernzeilen und -spalten zugeführten Leseimpulse in zwei oder mehreren Wicklungen eines Kerns.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung der Entnahmewicklung integriert wird, wobei die Integration über die Zeit der Magnetisierung in Leserichtung erstreckt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Steuereinrichtung (25) die Zeit der Integration auf die Überlappung der Magnetisierungsimpulse beschränkt und später der Ausgangszustand der Integrierschaltung wiederhergestellt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine zweite Steuereinrichtung (26,31) die Übertragung des Speicherwertes zeitlich festgelegt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Speicherkernen nach der Wiederaufzeichnung eines entnommenen Wertes eine Feldstärke aufgeprägt wird, die kleiner ist als die zur Ummagnetisierung erforderliche.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Proceedings of thel.R.E., Okt. 1953, S. 1407 bis 1421.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen