DE1019346B - Schaltung zum Weiterleiten von gespeicherten Informationen durch Impulse - Google Patents

Description

Bei Schaltungen zum Weiterleiten von Informationen durch Impulse unter Verwendung mehrerer magnetischer Speicher treten Rückübertragungsimpulse und bei der Entnahme aus dem Speicher Impulse auf, die den einwandfreien Betrieb der Schaltung stören und daher die Verwendbarkeit derartiger Speicher einschränken. Diese den bisherigen bekannten magnetischen Speichern anhaftenden Mangel sind bei den Schaltungen gemäß der Erfindung beseitigt.

Ein magnetischer, binärer Speicher besteht im wesentlichen aus einem Transformator mit einem Kern, dessen Material einen hohen remanenten Magnetismus und eine geringe Koerzitivkraft aufweist. Ein solcher Kern kann bei seiner Magnetisierung in der einen Richtung zur Speicherung einer binären »1« und bei seiner Magnetisierung in der anderen Richtung zur Speicherung einer binären »0« dienen. Ein ideales Kernmaterial müßte eine rechteckige Hysteresisschleife aufweisen. Wenn der binäre Speicher sich in seinem »O«-Zustand befindet und eine »1« in ihm gespeichert werden soll, wird ein Einfuhrimpuls auf die Primärwicklung des Transformators gegeben, wodurch der Kraftlinienfluß im Kern umgekehrt wird. Wenn diese gespeicherte »1« aus dem Speicher entnommen werden soll, wird durch einen an die Entnahmewicklung des Transformators angelegten Impuls der magnetische Fluß wiederum umgekehrt. Durch diese Änderung des Kraftflusses im Kern wird ein Ausgangsimpuls in der Sekundärwicklung, der Ausgangswicklung, des Transformators induziert. Wenn vor dem Anlegen des Entnahmeimpulses eine »0« in dem Transformator gespeichert ist, so tritt keine Änderung des Kraftflusses im Kern ein, und somit wird kein Ausgangsimpuls erzeugt.

Derartige binäre Speicher werden vielfach in aufeinanderfolgenden Stufen angeordnet, und z\var kann jede Stufe aus einem Speicher oder aus einer Kombination von Speichern bestehen, die eine bestimmte Ausgangsspannung liefern. Je zwei benachbarte Stufen sind durch einen Kopplungskreis miteinander verbunden. Eine Änderung des Zustandes in dem einen Speicher kann eine Änderung des Zustandes in der folgenden Stufe hervorrufen. Als einfaches Beispiel sei eine Weiterleitspeicherschaltung angeführt. Die einzelnen Stufen dieser Schaltung sollen sich in dem binären »O«-Zustand befinden. Zum Einführen einer binären »1« in eine beliebige Stufe wird ein Einführimpuls an die Primärwicklung des Speichers dieser Stufe gelegt, der darauf den Magnetfluß im Kern dieses Speichers umkehrt. Zur Entnahme dieser nun gespeicherten »1« wird ein Entnahmeimpuls auf die Entnahmewicklung dieses Speichers gegeben, wodurch der Kraftfluß im Kern wiederum umgekehrt wird und somit dieser Speicher in seinen ursprünglichen, den Schaltung zum Weiterleiten

von gespeicherten Informationen

durch Impulse

Anmelder:

IBM Deutschland

Internationale Büro-Maschinen

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

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 29. Mai 1952

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

»O«-Zustand zurückgeschaltet wird. Der Impuls, der nun in der Ausgangswicklung dieses Speichers bei seinem Umschalten von dem binären »1 «-Zustand in seinen binären »O«-Zustand erzeugt wird, gelangt als Weiterleitimpuls an die Eingangswicklung des binären Speichers der folgenden Stufe, wodurch dieser Speicher von seinem »O«-Zustand in seinen »!«-Zustand umgeschaltet wird.

Die einen Kopplungskreis speisende Stufe kann aus mehreren einzelnen Speichern aufgebaut sein, durch die geprüft wird, ob die dieser Stufe zugeführten Impulse einer bestimmten, z. B. vorher festgelegten Bedingung entsprechen. So können diese Speicher als »Und «-Stromkreis geschaltet sein, so daß mehrere oder alle Speicher einer Stufe wirksam werden müssen, damit der nächsten Stufe eine Eingangsspannung zugeführt wird. Es sind Mittel vorgesehen, durch die festgestellt wird, ob die gemeinsame Ausgangsspannung mehrerer binärer Speicher einer Stufe den Anforderungen genügt, um zur nächsten Stufe weitergeleitet zu werden. Diese Prüfmittel sind in die Kopplungskreise zwischen zwei Stufen eingebaut. Durch sie werden die normalen Impulse weitergeleitet und die Störimpulse, die den gestellten Anforderungen nicht genügen, unterdrückt.

Diese Störimpulse können aus verschiedenen Gründen entstehen. Wenn z. B. aus einer beliebigen Stufe außer der ersten Stufe eine gespeicherte »1« entnommen werden soll, wird ein Rückübertragungsimpuls in der Einführwicklung des Speichers, in dem die »1« gespeichert gewesen ist, induziert. Dieser

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Störimpuls sucht eine falsche »1« in die vorhergehende Stufe einzuführen und muß daher in fast allen Fällen unterdrückt werden. Ein weiterer Störimpuls kann dadurch auftreten, daß infolge des Kernmaterials, das praktisch nie eine genau rechteckförmige Hysteresisschleife aufweist, eine kleine magnetische Flußänderung entsteht, wenn der Kern von seinem negativen stabilen Zustand beim Anlegen eines Entnahmeimpulses an einen eine »0« enthaltenden Speicher in seinen negativen Sättigungszustand übergeht. Dieser bei der Entnahme einer »0« auftretende Störimpuls ist zwar kleiner als der Weiterleitimpuls, der bei dem Umschalten des Speichers vom »1 «-Zustand in den »O«-Zustand erzeugt wird; er kann jedoch genügen, um eine falsche »1« in die nächste Stufe einzuführen. Außerdem treten Störimpulse bei kombinierten Speicherkreisen auf, wenn die bei derartigen Speicherkreisen gestellten Bedingungen nicht erfüllt worden sind. Diese schädlichen Ausgangsspannungen müssen unterdrückt werden.

- Dazu wurde bereits die Maßnahme bekannt, in der Koppelschaltung zwischen zwei Stufen Richtleiter vorzusehen, welche die gewünschte Impulsübertragungsrichtung freigeben, Impulse in Gegenrichtung aber sperren und vernichten. Der hierbei auftretende Energieverlust muß von der Schaltimpulsquelle aufgebracht werden.

Die Erfindung befaßt sich unter Vermeidung dieses Nachteils mit der Unterdrückung aller dieser oben angeführten Störimpulse. Um dieses Ziel zu erreichen, sind je zwei aufeinanderfolgende magnetische Speicherstufen durch eine Schaltung mit einem von einer oder mehreren Schwellwert-Vorspannungsquellen vorgespannten richtungsempfindlichen Schaltelement gekoppelt, die eine Spannung nur weiterleitet, wenn der beim Wechsel des Zustands der vorhergehenden Stufe von einem vorgegebenen ersten in einen vorgegebenen zweiten Speicherzustand entstehende Impuls den Schwellwert der Kopplungsschaltung überschreitet und als Informationsimpuls mit die Einführmindestspannung der zweiten Stufe übersteigender Amplitude die Kopplungsschaltung durchläuft. Dieser Kopplungslcreis kann einen vorgespannten Gleichrichter oder Transistor enthalten. Diese Schaltelemente weisen einen Schwellwert auf, dessen Größe 10 einstellbar ist, daß nur Ausgangsamplituden, die diesen Schwellwert überschreiten, weitergeleitet werden und eine Eingangsspannung der nächsten Stufe zuführen. Die feste Vorspannung für den Gleichrichter oder den Transistor wird von einer Spannungsquelle, insbesondere von einer Batterie, zuverlässig geliefert, die nur sehr gering belastet ist und daher auch für mehrere Stufen die Vorspannung liefern kann. Die Schaltung liegt auf oder fast auf Erdpotential. Da die Streukapazität dieser Stromquelle sehr gering gehalten werden kann, ist mit der Schaltung gemäß der Erfindung eine große Arbeitsgeschwindigkeit zu erzielen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen im einzelnen näher beschrieben.

Fig. 1 stellt die Schaltung eines zweistufigen, magnetischen binären Speichers mit einem Kopplungsstromkreis mit vorgespannter Diode gemäß der Erfindung dar;

Fig. 2 zeigt verschiedene Spannungsimpulse, die beim Betrieb der beschriebenen Stromkreise verwendet werden;

Fig. 3 ist ein Diagramm, das die ideale und die im praktischen Betrieb auftretende Hysteresisschleife des in einem magnetischen binären Speicher verwendeten Kernmaterials zeigt; Fig. 4 ist das Schaltbild eines Weiterleitspeichers mit magnetischen binären Speichern gemäß der Erfindung ;

Fig. 5 zeigt das Schaltbild eines »Und«-Stromkreises mit magnetischen binären Speichern gemäß der Erfindung;

Fig. 6 ist das Schaltbild einer anderen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes;

Fig. 7 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, in der ein Halbleiterverstärker als Impulssiebschaltung verwendet wird.

Der Ausdruck »binär« ist in seinem weitgefaßten Sinne zu verstehen; durch ihn soll ein Schalten zwischen zwei stabilen Zuständen eines Speichers zum Ausdruck gebracht werden. Die Erfindung soll jedoch durch Verwendung dieses Ausdrucks nicht lediglich auf Systeme zur Behandlung binärverschlüsselter Angaben beschränkt werden.

Fig. 1 zeigt die Schaltung für einen zweistufigen magnetischen binären Speicher mit einem Diodenkopplungskreis, der einen normalen Übertragungsimpuls durchläßt und alle anderen Impulse, die über die beiden Stufen zu laufen suchen, sperrt. Die erste Speicherstufe 10 weist einen binären Transformator auf, dessen Kern 11 aus einem ferromagnetische!! Material besteht, das eine im wesentlichen rechteckförmige Hysteresisschleife hat. Die ideale Magnetisierungskurve für ein solches Kernmaterial ist durch die ausgezogenen Linien in Fig. 3 dargestellt, welche die magnetische Induktion B in Abhängigkeit von der Magnetisierungskraft H darstellt. Es sei zunächst angenommen, daß der Kern 11 auf dieser Kennlinie arbeitet. Im Ruhezustand der Speicherstufe 10 entspricht die dann herrschende magnetische Polarität des Kerns 11 der gespeicherten »0«. In der idealisierten Hysteresisschleife in Fig. 3 besteht dieser Zustand des Kerns 11 bei dem negativen Arbeitspunkt 12.

Zur Speicherung einer binären »1« in der ersten Stufe wird ein Einführungsimpuls auf die Eingangsklemme 13 gegeben, der die Primärwicklung 16 auf dem Kern 11 erregt. Die Amplitude des Einführungsimpulses ist so hoch zu wählen, daß die Magnetisierungskraft H (vgl. Fig. 3), in positiver Richtung über den Wert der geringsten Koerzitivkraft (+Hl), die zum Umkehren des magnetischen Flusses im Kern 11 erforderlich ist, ansteigt. Beim Zuführen einer Kern-Magnetisierungskraft über die Wicklung 16 verändert sich die Induktion B des Kerns von dem negativen Arbeitspunkt 12 zu dem positiven Sättigungspunkt 15. Wenn der Einführungsimpuls sinkt, kehrt der magnetische Zustand des Kerns 11 auf den positiven Arbeitspunkt 16 zurück. Die magnetische Polarität des Kerns 11 entspricht jetzt einer gespeicherten binären »1« in dem Transformator 10.

Zur Entnahme einer in der ersten Stufe 10 gespeicherten binären »1« muß der magnetische Kraftlinienfluß im Kern umgekehrt werden. Dies erfolgt durch Anlegen eines Entnahmeimpulses an die Klemmen 17, wodurch die Entnahmewicklung 18 auf dem Kern 11 erregt wird und ein magnetisches, negativ gerichtetes Feld aufgebaut wird. Wenn die magnetische Kraft in der negativen Richtung die minimale Koerzitivkraft Hl, die zu einer Flußumkehrung benötigt wird, übersteigt, geht die magnetische Induktion von dem positiven Arbeitspunkt 16 auf den negativen Sättigungspunkt 20 über und kehrt danach zu dem negativen Arbeitspunkt 12 zurück, wenn der Entnahmeimpuls aufhört.

Der binäre Transformator 10 besitzt eine sekundäre Wicklung 21, die in Reihe mit einer Diode, z. B. mit

einer Germaniumdiode 22, einer Spannungsquelle E, z. B. der Batterie 23, und der Einführwicklung 25 der magnetischen binären Speicherstufe 26 geschaltet ist. Die Hauptaufgabe dieses Schaltungsteiles ist, einen ' eine binäre »1« darstellenden Impuls in die zweite Speicherstufe 26 einzuführen, wenn der erste Speicher 10 gelöscht wird und somit die gespeicherte »1« von der ersten zu der zweiten Stufe weiterzuleiten. Durch diese Schaltung kann daher ein normaler Impuls stets von der Wicklung 21 zur Wicklung 25 übertragen werden, wenn die erste Speicherstufe von ihrem binären »1 «-Zustand in ihren binären />O«-Zustand zurückgeschaltet wird.

Bei dem Umschalten des Speichers 10 von seinem »O«-Zustand in seinen »1 «-Zustand wird in der Sekundärwicklung 21 ebenfalls ein Spannungsimpuls induziert; jedoch ist die Polarität dieses Impulses derartig, daß die Diode 22 den Strom sperrt. Wenn die Speicherstufe 10 gelöscht wird, indem sie von ihrem »!«-Zustand wieder in ihren »0«~Zustand gelangt, ist die in der Wicklung 21 induzierte Spannung derart gepolt, daß das obere Ende der Wicklung 21 positiv ist. was durch den Punkt in der Fig. 1 angedeutet ist. Daher wird dieser Spannungsimpuls, der sogenannte »Normalübertragungs«-Impuls, nicht von der Diode

22 gesperrt.

Die Punkte, die sich in den Schaltbildern jeweils an einem Ende jeder Wicklung befinden, zeigen an, daß diese Enden der Wicklungen während des Einführens einer binären »1« eine negative Polarität und während der Entnahme einer binären »1« eine positive Polarität aufweisen.

Gemäß der Erfindung dient die z. B. von der Batterie 23 gelieferte Spannung als Vorspannung für die Diode 22 und ist somit eine feste und betriebssichere Schwellspannung, die jeder Übertragungsimpuls um einen bestimmten Betrag überschreiten muß, damit ein beachtlicher Strom durch die Wicklung 25 der zweiten Speicherstufe 26 fließen kann. Das eingezeichnete Batteriesymbol soll eine beliebige Quelle für eine stetige Vorspannung mit vernachlässigbarem innerem Widerstand darstellen; sie ist eine feste Spannungsquelle zum Unterschied von einer bekannten pulsierenden Spannungsquelle mit einem Scheinwiderstand, durch den ein Stromimpuls zum Erzeugen eines erwünschten Spannungsabfalls geschickt wird. Die Spannungsquelle 23 ist im Betrieb praktisch unbelastet.

Nach Fig. 2 hat der Spannungsimpuls V, der in der Wicklung 21 induziert wird, wenn der Speicher 10 von »1« auf »0« zurückgeschaltet wird, einen so hohen Wert, daß die Gegenspannung E der Batterie

23 überwunden wird, wodurch ein Strom durch die Wicklung 25 des Speichers 26 fließt. Die Differenz zwischen der Spannung V und der Gegenspannung E genügt, um den Mindestwert der Spannung Vl zu überschreiten, der zum Einführen einer binären »1« in den Speicher 26 benötigt wird.

Wenn die in der zweiten Stufe 26 gespeicherte binäre »1« entnommen werden soll, wird ein Entnahmeimpuls an die Klemmen 27 gelegt, um die zweite Stufe zu löschen. Hierdurch wird die Entnahmewicklung· 28 erregt. Infolge dieser Erregung wird der magnetische Kraftlinienfluß in dem Kern 29 umgekehrt, und dadurch wird ein Ausgangsimpuls in der Sekundärwicklung 30 der Speicherstufe 26 induziert. Gleichzeitig wird hierdurch die Speicherstufe 26 in ihren »O«-Zustand zurückgeschaltet.

Durch das Rückschalten der Speicherstufe 26 in ihren »O«-Zustand wird ein Spannungsimpuls V2 in die Einführwicklung 25 infolge der Flußumkehrung im Kern 29 rückübertragen. Die Polarität dieses Impulses, die durch den Punkt unten an der Wicklung 25 angedeutet ist, ist dieselbe wie die eines normalen Übertragungsimpulses. Da dieser Impuls infolgedessen durch die Diode 22 nicht gesperrt wird, sucht er einen Strom durch die Ausgangswicklung 21 der ersten Speicherstufe 10 zu erzeugen. Nach Fig. 2 hat dieser Rückübertragungsimpuls V2 eine Größe, die genügen würde, um den magnetischen Kraftlinienfluß in dem Kern 11 der ersten Speicherstufe 10 beträchtlich zu ändern, wenn ihm nicht die Gegenspannung E der Batterie 23 entgegenwirken würde. Die bezüglichen Größen des Rückübertragungsimpulses V2 und der Gegenspannung E sind nun so gewählt, daß ein Umkehren des Magnetflusses in dem Kern 11 durch die Spannung V2 und somit auch eine Rückübertragung zur ersten Stufe von der binären »1«, die aus der zweiten Stufe entnommen wird, verhindert werden.

Außer der Sperrwirkung hat die Batterie 23 noch eine andere Aufgabe zu erfüllen. Nach Fig. 3 weist die im Betrieb wirklich durchlaufene Hysteresisschleife des in den Speicherstufen verwendeten Kernmaterials keine vollkommen rechteckige Form auf, sondern gleicht mehr der gestrichelten Kurve. Der normale Ruhewert der Magnetflußdichte B würde also in Wirklichkeit nicht dem negativen Sättigungswert, d. h. dem Punkt 12, entsprechen, sondern geringer sein, wie der Punkt 32 zeigt. Wenn nun ein Entnahmeimpuls an den Speicher 10 gelegt wird, während in diesem schon eine binäre »0« gespeichert ist, dürfte keine Ausgangsspannung in der ersten Stufe entstehen. Da sich jedoch der Kern 11 nicht in einem völlig gesättigten Zustand befindet, tritt durch das Anlegen eines Entnahmeimpulses an die Wicklung 18 eine leichte Flußänderung auf, die durch die Differenz Y in Fig. 3 angedeutet ist. Hierdurch wird in der Sekundärwicklung 21 ein »Entnahme-Null«-Impuls V5 erzeugt, der die gleiche Polarität hat wie ein normaler Übertragungsimpuls. Die Größe dieses Impulses VZ kann so sein, daß durch ihn, wenn keine Gegenspannung vorhanden wäre, die falsche Einführung einer binären »1« in den zweiten Speicher 26 erfolgen würde. Durch die dem Impuls V3 entgegenwirkende Spannung E wird jedoch eine solche falsche Einführung verhindert.

Außer den erwähnten Vorzügen wird durch die feste Spannungsquelle 23 ein Betrieb der Schaltung bei oder nahe bei Erdpotential ermöglicht, wodurch bei leicht durchzuführender Isolierung ein sicherer Betrieb gewährleistet ist. Ferner ist die von der Spannungsquelle 23 in die Schaltung eingeführte Streukapazität vernachlässigbar klein, so daß die Arbeitsgeschwindigkeit der Schaltung nicht nachteilig beeinflußt wird.

Ein weiterer Vorteil der in allen Figuren dargestellten Schaltungen ist der, daß die Kopplungskreise zwischen den Stufen elektrisch von den Entnahmewicklungen isoliert sind. Infolgedessen finden keine unerwünschten Kopplungen zwischen den Kopplungskreisen und den Entnahmekreisen statt.

Der verwendete Ausdruck »Wicklung« bedeutet nicht unbedingt mehrere Drahtwindungen. Er kann sich genauso gut auf eine einzige Drahtwindung beziehen, wie sie z. B. entsteht, wenn ein Leiter durch einen Ringkern hindurchgeht. Es ist üblich, die Leiter durch solche Kerne hindurchzuführen, damit nicht jeder Kern einzeln bewickelt zu werden braucht.

Fig. 4 zeigt, wie ein Weiterschal tspeicher gernäß der Erfindung aufgebaut sein kann. Nur vier Stufen des Speichers sind dargestellt, obwohl die Schaltung auch

noch weitere Stufen enthalten kann, ohne daß die Stromkreise wesentlich geändert zu werden brauchen. Jede "Stufe besteht aus einem Speicher 35 mit einer Einführwicklung 36, einer Sekundärwicklung 37 und einer Entnahmewicklung 38.4 bzw. 38B₁ je nachdem, ob es sich um eine Stufe mit einer ungeraden oder einer geraden Stellenzahl handelt. Zwischen je zwei benachbarten Stufen befindet sich ein Kopplungskreis, der aus der Ausgangswicklung 37 der niederen Stufe, der Einführwicklung 36 der höheren Stufe, der Diode 39 und der allen Stufen gemeinsamen Batterie 40 besteht.

Wenn nun eine binäre »1« in der ersten Stufe gespeichert worden ist und diese gespeicherte »1« von Stufe zu Stufe weitergeschaltet werden soll, so wird zunächst ein Entnahmeimpuls an die Klemmen A und somit an alle Entnahmewicklungen Z%A angelegt. Da die erste Stufe im vorliegenden Falle die einzige Stufe ist, in der eine »1« gespeichert ist, übt nur die Wicklung 38^4 dieser Stufe eine Wirkung aus. Die »1« wird daher von der ersten zur zweiten Stufe übertragen. Zum Weiterleiten der »1« von der zweiten zur dritten Stufe wird jetzt ein Entnahmeimpuls auf die Klemmen B und somit auf alle Entnahmewicklungen 385 gegeben. Die Wicklung 385 in der zweiten Stuf ^ ist die einzige, die wirksam ist, und durch sie wird die gespeicherte »1« von der zweiten Stufe zur dritten Stufe übertragen. Zum Weiterleiten der binären »1« durch die Schaltung werden also Entnahmeimpulse abwechselnd an die Klemmen A und B gelegt. Rückübertragungen werden durch die Batterie40 verhindert. Wie bei der Schaltung nach Fig. 1 ist die Batterie 40 praktisch unbelastet und kann einer großen Anzahl von Kopplungskreisen dienen, ohne daß irgendwelche unerwünschten Kopplungen zwischen den Schaltungen infolge des geringen inneren Widerstandes der Batterie auftreten können.

Jede beliebige Impulsfolge kann in dem Speicher nach Fig. 4 gespeichert und übertragen werden, wenn die binären Einsen nicht in benachbarte Stufen des Geräts eingeführt werden.

Fig. 5 und 6 zeigen, wie die Ausgänge mehrerer wahlweise betätigter magnetischer binärer Elemente in einer einzigen Stufe kombiniert werden können und wie die kombinierten Ausgangsimpulse nach einer vorherbestimmten Norm erzielt oder unterdrückt werden können.

Fig. 5 zeigt einen »Und«-Stromkreis, in dem die erste Stufe mehrere Speicherelemente, z. B. 45 und 46, enthält, von denen jedes einen binären »1«- oder einen binären »O«-Zustand beim Auftreten bzw. beim Nichtauftreten von Einführimpulsen annehmen kann, die an die Wicklungen 47 bzw. 48 dieser Speicherelemente angelegt werden. Soll ein Weiterleiten von der ersten zur zweiten Stufe erfolgen, so werden den Entnahmewicklungen 49 und 50 gleichzeitig Impulse zugeführt, wodurch die vorher im »1 «-Zustand befindlichen Speicherelemente in den »O«-Zustand umgeschaltet werden. Weiterleitimpulse werden in den Sekundärwicklungen 51 und 52 derjenigen Speicherelemente induziert, in denen durch den Entnahmeimpuls der magnetische Fluß umgekehrt wird. Das heißt, es wird durch den Entnahmeimpuls eine Ausgangsspannung erzeugt, wenn vorher eine binäre »1« in dem betreffenden Element gespeichert worden ist, jedoch wird bei vorheriger Speicherung einer »0« im wesentlichen keine Ausgangsspannung auftreten.

Die in den Sekundärwicklungen 51 und 52 induzierten Ausgangsspannungen werden addiert, und zwar in der Schaltung, die aus der Reihenschaltung des Gleichrichters 54, z. B. einer Diode, der Einführwicklung 55 des Speichers 56 der zweiten Stufe und der Batterie 58 besteht. Die Spannungsquelle 58 liefert eine dauernd gleichbleibende Spannung zuverlässiger Größe. Die Spannung E ist so hoch gewählt, daß sie nur überwunden werden kann, wenn die kombinierte Ausgangsspannung der Speicherelemente 45 und 46 einen bestimmten Schwellwert übersteigt. Dieser Fall tritt nur auf, wenn beide Speicherelemente 45 und 45

ίο in der ersten Stufe gleichzeitig von ihren »1 «-Zuständen in ihre »O«-Zustände umgeschaltet werden. Die durch die Größe der Gegenspannung E eingestellte Schwelle liegt jedoch so hoch, daß die kombinierte Ausgangsspannung der Speicherelemente 45, 46 usw.

der ersten Stufe gesperrt wird, wenn sich vor der Entnahme eine oder mehrere dieser Speicherelemente in dem »O«-Zustand befunden haben.

Nach Fig. 2 weist der kombinierte Weiterleitimpuls, der in der Schaltung nach Fig. 5 auftritt, die Größe VA auf, wenn alle Speicherelemente vor Anlegen des Entnahmeimpulses in dem »!«-Zustand gewesen sind. Er hat die geringere Größe VS, wenn sich eine oder mehrere der Speicherelemente im »O«-Zustand befunden haben. Die Ausgangsspannung V5 genügt nicht, um den Kraftlinienfluß im Kern des zweiten Speicherelementes 56 umzukehren. Sie wird daher unterdrückt, während ein Übertragungsimpuls von der Größe Vk weitergeleitet wird. Die in der Fig. 5 gezeigte Schaltung ist also besonders brauchbar, wenn das gleichzeitige Auftreten von Schaltzuständen oder Spannungen festgestellt werden soll.

Die Schaltung nach Fig. 5 besitzt außerdem die anderen, bei den bereits beschriebenen Schaltungen erwähnten Vorteile. Wenn die Entnahmewicklung 60 des zweiten Speichers 56 Impulse empfängt, wird eine Rückübertragungsspannung in der Einführwicklung 55 induziert, die jedoch unterhalb des durch die Vorspannung E bedingten Schwellwertes liegt. Daher kann sie nicht auf die Speicherelemente 45 und 46 in der ersten Stufe zurückwirken. Desgleichen sind durch geringe Flußänderungen in den Kernen der Speicherelemente 45 und 46 ausgelöste Störimpulse aus dem gleichen Grunde unwirksam.

Fig. 6 stellt eine »Und-Odere-Schaltung mit zwei »Oder«-Zweigen, die in Reihe mit »Und-Oder«-Schaltelementen liegen, dar. In diesem Falle sind die magnetischen binären Elemente 65 und 66 so angeordnet, daß ihre Ausgangswicklungen 67 und 68 in Reihe gegeneinandergeschaltet sind. Außerdem liegen diese Wicklungen 67 und 68 in Reihe mit zwei Parallelzweigen einer Schaltung, die die Ausgangswicklungen 69 bzw. 70 der magnetischen binären Elemente 71 und 72 enthalten. In diesen Parallelzweigen sind die Dioden 73 bzw. 74 in Reihe mit den Wicklungen 69 bzw. 70 geschaltet. Die feste Spannungsquelle 75 liefert die Gegenspannung E für die Dioden 73 und 74. R₁ und i?₀ stellen Einführungs- bzw. Entnahmewicklungen dar.

Die Schaltung nach Fig. 6 arbeitet so, daß beim Speichern einer binären »1« in jedem der Elemente 65, 66, 71 und 72 die in den Wicklungen 67, 69 und 70 während des Anlegens eines Entnahmeimpulses induzierten Spannungen der Vorspannung E entgegengesetzt gerichtet sind, während die in dieser Zeit in der Wicklung 68 induzierte Spannung den Dioden 73 und 74 entgegenwirkt. Der in der Wicklung 68 während der Entnahme einer binären »1« aus dem Speicher 66 induzierte Spannungsimpuls hält die kombinierte Ausgangsspannung des Netzwerks auf einem Wert unterhalb des durch die Größe der Vorspan-

nung E bedingten Schwellwertes. Daher kann ein Impuls nur weitergeleitet werden, wenn eine binäre »0« in dem Element 66 gespeichert ist und wenn außerdem binäre Einsen in dem Element 65 und in einem der Elemente 71 und 72 oder in beiden gespeichert sind.

In Fig. 7 ist eine Angabenspeicher- und Weiterleitschaltung, die einer der vorstehenden Ausführungen ähnlich ist, dargestellt, nur wird in diesem Falle der Schwellwert für die Übertragungsimpulse durch einen Germaniumtransistor 80 oder einen anderen Halbleiterverstärker erreicht, dessen Steuerelektrode 81 durch die Spannungsquelle 82 vorgespannt ist. Die Elektrode 81 und die Grundelektrode 83 des Transistors 80 liegen in Reihe mit der Ausgangswicklung 84 des magnetischen binären Speichers 85 der ersten Stufe. Die erste Stufe muß außerdem eine Kombination von Elementen, wie sie z. B. in der Fig. 5 oder 6 dargestellt sind, enthalten. Die in der Wicklung 84 während der Entnahme einer binären »1« aus dem Element 85 induzierte Spannung übersteigt die Vorspannung E der Quelle 82 und erhöht das Potential der Steuerelektrode 81 gegenüber der Grundelektrode 83 bis zu einem Pegel, bei dem die Leitfähigkeit zwischen der Elektrode 83 und der Kollektorelektrode 86 des Transistors 80 einsetzt. Die Leitung für den Kollektorkreis wird während der Entnahme aus der Spannungsquelle 87 entnommen. Während zum Betrieb dieser Schaltung bei der Entnahme eine geringe Energiemenge erforderlich ist, gestattet sie jedoch, daß die erste Stufe mit sehr wenig Energie wegen der durch den Transistor 80 erzielten Verstärkung betrieben werden kann, wodurch der Vorteil des geringen Energieverbrauchs, der die vorher beschriebenen Ausführungen der Eriindung auszeichnet, ebenfalls auftritt.

Während der Entnahme einer im Speicher 30 der zweiten Stufe gespeicherten binären »1« wird ein Rückübertragungsimpuls in der Einführwicklung 91 dieses Elementes induziert. Die Wicklung 91 liegt im Kollektorstromkreis des Transistors 80. Jedoch kann der Rückübertragungsimpuls keinen Strom durch diesen Stromkreis wegen der von der Batterie 82 an die Steuerelektrode 81 angelegten negativen Vorspannung hervorrufen. Der Transistor 80 hat wie die oben beschriebenen vorgespannten Dioden die Wirkung, »Entnahme-Null«-Impulse und andere Störimpulse im Kopplungskreis zu unterdrücken. Ferner können auch Elektronenröhren verwendet werden, wenn Energieverbrauch und Kosten keine wichtige Rolle spielen. Von größerer Wichtigkeit ist jedoch, daß der Kopplungskreis eine feste und zuverlässige Schwellenspannung zum Unterdrücken der Impulse aufweist, die nicht die richtige Größe haben.

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Claims (11)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltung zum Weiterleiten von gespeicherten Informationen durch Impulse mit mehreren hintereinandergeschalteten Stufen, von denen jede wenigstens ein bistabiles magnetisches Speicherelement enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zweier aufeinanderfolgender Stufen über eine oder mehrere Schwellwert-Vorspannungsquellen und ein durch diese vorgespanntes Halbleiterelement erfolgt bei solcher Wahl des Schwellwertes, daß nur der beim Umschalten der ersten Stufe von einem vorgegebenen ersten in einen vorgegebenen zweiten Speicherzustand entstehende Impuls den Schwell wert des Kopplungskreises überschreitet und als Informationsimpuls mit die Einführmindestspannung der zweiten Stufe übersteigender Amplitude den Koppelkreis durchläuft.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiterelement ein Halbleiterverstärker ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Speicherstufe mehrere Speicherelemente aufweist und ein Inifo-rmationisübertragungsimpuls über den Kopplungskreis nur weitergeleitet wird, wenn die Amplitude des kombinierten Impulses, der beim Umschaltern der einzelnen· Speicherelemente in dem Kopplungskreis entsteht, den Schwell wert überschreitet.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert einstellbar ist.

5. Schaltung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherelemente als »Und«-Stromkreis geschaltet sind und über den Kopplungskreis ein Impuls nur weitergeleitet wird, wenn alle Speicherelemente gleichzeitig vom einem vorgegebenen aktiven »1«- in einen vorgegebenen inaktiven »0«-Zustand: übergehen.

6. Schaltung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherelemente als »Und.-Oder«-Stromkreis geschaltet sind und ein Impuls von dem Kopplungskreis nur durchgelassen wird, wenn eine vorher bestimmte Kombination von Schaltzustänidem der Speicherelemente auftritt.

7. Schaltung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherelemente als »Oder«-Stramkreis .geschaltet sind.

8. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Speicherstufe eine Einführwicklunig, eine Entnahmewicklung und eine Weiterleitwicklung, die im Kopplungkreis liegt, enthält und daß durch den Kopplungskreis die störenden Rückübertragungsimpulse unterdrückt werden., die in der Einführwicklung einer Speicherstufe bei deren Umschalten von einem vorgegebenen aktiven»! <~ in einen vorgegebenen inaktiven »O«-Zustand induziert werden.

9. Schaltung nach den Ansprüchen 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß ein sogenannter falscher Entnahmeimpuls, der beim Anlegen eines Entnahmeimpulses an eine im inaktiven Zustand befindliche Speicherstufe entsteht, durch den Kopplungskreis unterdrückt wird.

10. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Kopplungskreisen verwendeten Halbleiterelemente Gleichrichter oder Transistoren sind und durch konstante Spannungsquellen mit geringer Streukapazität vorgespannt werden.

11. Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle die Vorspannung für mehrere Kopplungskreise liefert.

In Betracht gezogene Druckschriften: Electronics, Januar 1951, S. 109, 110; Proceedings of the I. R. E., April 1951, S. 401 bis 407.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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