DE1067863B

DE1067863B - Vorrichtung mit einem magnetischen Element

Info

Publication number: DE1067863B
Application number: DEN15243A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Ernst Enz; Henricus Petrus Johannes Wijn
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1957-06-24
Filing date: 1958-06-20
Publication date: 1959-10-29
Also published as: BE558662A; GB884431A; FR1197397A; US3123807A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung lit einem magnetischen Element, dessen remanenter ilagnetisierungszustand maßgebend ist für die Ereugung eines Ausgangsimpulses unter dem Einfluß ines Steuerimpulses. Solche Vorrichtungen werden . B. als Speicherelemente bei elektrischen Rechenlaschinen verwendet. Dabei beruht die Erzeugung [es Ausgangsimpulses darauf, daß die remanente .fagnetisierung unter dem Einfluß des Steuerimpules ihre Richtung umkehrt. Ein solches Element hat leshalb nur zwei remanente Magnetisierungszutände.

Die Erfindung benutzt eine Erscheinung bestimmer Magnetwerkstoffe, welche mehrere remanente i'Iagnetisierungszustände aufweisen können und bei lenen deshalb eine größere Anzahl von Informationsnöglichkeiten je Element vorhanden ist. Die Erfinlung hat das Merkmal, daß das Magnetmaterial des Elementes von 180° verschiedene Winkel miteinander »ldende Remanenzzustände hat, wobei ein Ausgangsmpuls durch Richtungsänderung der reman enten Magnetisierung entsteht.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung; Fig. 2 zeigt Charakteristiken zur Erläuterung von

Fig. 3 ist eine Abwandlung von Fig. 1;

Fig. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung mit Vorichtungen nach Fig. 1; Fig. 5 zeigt eine Vereinfachung von Fig. 1.

Tn Fig. 1 ist K ein .Kristall eines Materials, des- ;eu remanente Magnetisierungszustände I, II, III ,On 180^c verschiedene Winkel, im dargestellten Beiipiel 120°, miteinander bilden. Derartige Werkitoffe findet man unter dem aus der Literatur becannten Ferroxplanen. das z. B. eine Zusammensetzung entsprechend der chemischen Formel 3a₂ Me₂ Fe₁₂ O₂₂ oder Ba₃Me₂Fe₂₄O₄₁ hat, wo Me vorzugsweise wenigstens Kobalt darstellt. Diese Stoffe haben eine Kristallenergie c, die als Funktion ies Winkels γ, in der Ebene senkrecht zur hexagonaen Achse des Einkristalls gemessen, in Fig. 2 darge- ;tellt ist. In Richtungen, in denen die Kristallener- *ie c ihre Minima hat, wird der Magnetisierungsvektor Vorzugslagen haben. Fällt der Magnetisierungsvektor z. B. mit der Richtung I zusammen, so ist ein bestimmtes, den Schwankungen der Kristall-Energie c entsprechendes Minimalfeld, z. B. in Richtung II, erforderlich, um den Magnetisierungsvektor in diese Richtung umkehren zu lassen. Tatsächlich zeigt Fig. 2 sechs Minima der Kristallenergie c, die paarweise Winkel von 180° miteinander bilden.

Der Kristall K ist von einem Ring JT aus weich-Vorrichtung mit einem magnetischen
Element

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Lengner, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Belgien vom 24. Juni 1957

Ulrich Ernst Enz, Simon Duinker
und Henricus Petrus Johannes Wijn,

Eindhoven (Niederlande),
sind als Erfinder genannt worden

magnetischem Material umgeben, z. B. Ferrit, in dem Aussparungen zur Anordnung von Wicklungen 1,2,3 vorgesehen sind. Wird der Wicklung 1 ein Strom zugeführt, so wird der Magnetisierungsvektor die Richtung I annehmen. Durch die Zufuhr eines Stromimpulses zur Wicklung 2 wird der Magnetisierungsvektor die Richtung II annehmen und dabei außerdem Impulse in den Wicklungen 1 und 3 erzeugen. Wird dagegen den Wicklungen 1 und 3 ein Stromimpuls solcher Polarität zugeführt, daß der Magnetisierungsvektor wieder die Richtung II annimmt, so wird in der Wicklung 2 ein entsprechender Stromimpuls erzeugt. Auf diesen Erscheinungen beruht die Vorrichtung nach der Erfindung.

Als Speicherelement werden den zwei Wicklungen z. B. gleichzeitig Speicherstromimpulse zugeführt, wodurch der Magnetisierungsvektor die Richtung senkrecht zur Ebene der dritten Wicklung annimmt. Die Impulse werden aber so klein gewählt, daß ein Impuls an nur einer Wicklung nicht in der Lage ist, eine bleibende Richtungsänderung der Magnetisierung zu bewirken.

Zum Ablesen kann dann einer der Wicklungen ein kleiner Impuls zugeführt werden, wodurch die Magnetisierung in geringem Maße um die eingelesene Vorzugsrichtung schwankt, aber der Informationszustand beibehalten wird. Aus den in den

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anderen Wicklungen erzeugten Impulsen kann dann die Yorzugsrichtung abgeleitet werden, in der sich der Magnetisierungsvektor befindet. Wäre dies z. B. die Richtung I und führt man der Wicklung 1 einen schwachen Stromimpuls zu, so werden in den Wicklungen 2 und 3 geringfügige und entgegengesetzte Spannungen erzeugt. Wäre dagegen die Magnetisierungsrichtung die Richtung II, so wird in der Wicklung 3 ein beträchtlich stärkerer Impuls als in der Wicklung 2 erzeugt; Umgekehrtes gilt, wenn die Magnetisierung ursprünglich die Richtung III hätte. In ähnlicher Weise kann die Information auch mit einem so starken Impuls abgelesen werden, daß die Magnetisierung außerdem die Richtung annimmt, die der (den) Wicklung (en) entspricht, der (den) der Ableseimpuls zugeführt wird. Das Ablesen kann auch vereinfacht werden, z. B. dadurch, daß die Wicklungen II und III zu einer einzigen Wicklung 4 kombiniert werden, deren Ebene sich senkrecht zu der der Wicklung 1 erstreckt, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Das Speichern erfolgt entsprechend der folgenden Tabelle dadurch, daß eine Kombination positiver und negativer Impulse den Wicklungen 1 und 4 zugeführt wird, das Ablesen dadurch, daß der Wicklung 1 ein Impuls zugeführt und dann der in der Wicklung 4 erzeugte Impuls geprüft wird.

Speichern

Impuls in der Wicklung

1 I 4

+ 2

-1

-P

Ergebnis

II
III

Ablesen

Impuls in der Wicklung 4 nach Testimpuls — 2

in der
Wicklung 1

+ ρ -P

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In der Praxis kann auch mit gleich großen positiven und negativen Speicherimpulsen hinreichender Stärke in den Wicklungen 1 und 4 gearbeitet werden; die dann erzeugte Magnetisierung sucht selbsttätig nach Ablauf der Impulse die gewünschte Vorzugslage. Die gleichen Möglichkeiten, wie oben geschildert, können selbstverständlich auch bei der Einrichtung nach Fig. 1 erhalten werden. Auch können dadurch, daß den Wicklungen 1 und 4 die entgegengesetzte Kombination positiver und negativer Speicherimpulse zugeführt wird, die entgegengesetzten remanenten Magnetisierungszustände —I, —II, —III erhalten werden. Zum Ablesen kann dann die Größe und das Vorzeichen der Spannungen in einer der Wicklungen 2 bzw. 3 sowie die Differenz dieser Spannungen dienen.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann auch als Additionselement bei Rechenmaschinenschaltungen dienen. Steht der Magnetisierungsvektor z. B. ursprünglich in der Lage —I, und werden den Wicklungen 2 und 3 Impulse zugeführt, die je für sich unzulänglich sind, um die Lage —I zu ändern, aber zusammen die Magnetisierung zur Lage +1 versetzen, so wird nur im letztgenannten Fall ein hinreichend starker Ausgangsimpuls in der Wicklung 1 erzeugt, um als Maß für die Addierung zu dienen.

Auch läßt sich mit einem Element nach Fig. 1 eine Koinzidenzschaltung herstellen. Angenommen, daß ursprünglich die Magnetisierung die Lage —II hatte und den Wicklungen 2 bzw. 3 so starke nicht zusammenfallende Impulse zugeführt werden, daß die Magnetisierung von der Lage —II in die Lage —III und umgekehrt umzukippen vermag. Bei diesen Übergängen wird aber nur ein vernachlässigbarer Impuls in der Wicklung 1 erzeugt, weil die Komponente des von dieser Wicklung umfassten Magnetflusses gleichbleibt. Fallen dagegen die Impulse in den Wicklungen 2 und 3 zusammen, so daß die Magnetisierung die Lage I einnimmt, so wird ein beträchtlicher Ausgangsimpuls in der Wicklung 1 erzeugt. Durch Integrierung des Impulses in der Wicklung 1 läßt sich das Kriterium der Koinzidenz noch verbessern.

Fig. 4 zeigt eine Impulsdifferentionsschaltung mit zwei Elementen 7 und 8 nach Fig. 1. Die Wicklungen 1, 2 und 3 bzw. 1', 2', 3' dieser Elemente sind durch die Richtungen I, II, III bzw. I', IF, III' senkrecht zur Ebene dieser Wicklungen charakterisiert; diese Richtungen entsprechen außerdem den Vorzugsrichtungen der Magnetisierung. Ein Zeitimpulsgenerator 9 ist mit den Wicklungen 3 und 3', eine Quelle 10 der zu prüfenden Impulse mit der Wicklung 1 des Elementes 7 verbunden. Die Wicklungen 2 und 2' sind miteinander verbunden; die Wicklung 1' des Elementes 8 dient als Ausgang.

Solange Koinzidenz zwischen den Impulsquellen 9 und 10 besteht, wird die Magnetisierung im Element 7 die Richtung II, im Element 8 die Richtung — III' beibehalten, so daß in der Ausgangswicklung 1' kein Impuls erzeugt wird. Beim Fehlen eines Impulses von der Quelle 10 geht die Magnetisierung des Elementes 7 in die Lage —III über, und bei der nächsten Koinzidenz der Impulse der Quellen 9 und 10 wird ein Impuls in der Wicklung 2 erzeugt, wodurch die Magnetisierung des Elementes 8 die Richtung Γ annimmt und ein Impuls in der Ausgangswicklung 1' erzeugt wird. Folgt darauf wieder eine Koinzidenz der beiden Impulse, so kehrt die Magnetisierung des Elementes 8 wieder in die Lage —III' zurück, und es wird ein entgegengesetzter Impuls in der Ausgangswicklung 1' erzeugt.

Um die Vorrichtung nach Fig. 1 zu vereinfachen, kann der scheibenförmige Kristall K auf einem Ring 15 aus weichmagnetischem Material (Fig. 5) angeordnet werden, der mit Schlitzen 16, 17, 18 zur Aufnahme der Wicklungen 19, 20, 21 ausgestattet ist.

Claims

Patentansprüche.·

1. Vorrichtung mit einem magnetischen Element, dessen remanenter Magnetisierungszustand maßgebend ist zur Erzeugung eines Ausgangsimpulses unter dem Einfluß eines Steuerimpulses, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetmaterial des Elementes von 180° verschiedene Winkel miteinander bildende Remanenzzustände hat, wobei ein Ausgangsimpuls durch Richtungsänderung der remanenten Magnetisierung entsteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Magnetmaterial ein vorzugsweise Kobalt enthaltender keramischer Werkstoff mit anisotroper Permeabilität, vorzugsweise in Einkristallform, verwendet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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