DE1069188B - - Google Patents

Description

DEUTSCHE S

Bei der bekannten Speicherung binärer Wertdar-Melluiigen in Fnnn von Magnetisierungszuständcn Instabiler Magnetkerne i-t der Aufwand zur Erzeugung der Magnet!sierungsströme beachtlich. Fine Verminderung 'lii-so Aufwandes gelingt durch die Benutzung ähnlicher Magnetkerne als Schalter. Fs i-t bekannt, die Auswahl der in Form einer Matrix angeordneten Schalterkerne durch Ruhrenströme in Spalteui'.nd Zeilenwicklungen oder durch eine (weitere) Diodenmatrix zu bewirken. Für solche Aiiswalil- -ehaltungen wurde auch schon die (jleichstromvormagnetisierung vorgeschlagen.

Weiter ist es bekannt, einen aus einer Mehrzahl von Magnetkernen auszuwählen, indem einigen von mehreren Reihenschaltung«.'!! von Frregerwicklungen Strom zugeführt wird. Die Polung der Wicklungen jeder Reihenschaltung ist dabei -o gewählt, dall durch die Frregung einer Gruppe von Reihenschaltungen jeweils nur ein Magnetkern zum Wechsel seines magnetischen Zustandes veranlal.lt wird. Auch die Anwenrluiig der ¹ deichstromvormagnetisierung bei diesem Auswahl- \ erfahren ist bekannt.

L"m die FTöhe der Störspannungen, herrührend von den nicht ausgewählten Magnetkernen, klein zu halten und um die Anzahl der zur Frzeiigung des abzugebenden Xutzimpulses erforderlichen Steuersignale zu verringern, erfolgt gemäß der Frtindung die Auswahl in zwei Schritten. Gegenstand der Frfmdung ist ein Schalter aus einer Mehrzahl von Magnetkernen, die alle durch eine ( Ilcichstromwicklung in einer Richtung gesättigt sind und von denen einer durch Frregung einer oder mehrerer weiterer mit ihm verketteter Auswahl wicklungen in den entgegengesetzten >ättigungszu'-taiid versetzt und dabei zur Abgabe eines Ausgangsimpulses veranlaßt werden kann, mit dem Merkmal, dall die Auswahlwicklungen den gewünschten aus den durch die Gleichstrom wicklung weit in der Sättigung in einer Richtung gehaltenen kernen hi> zur resultierenden Felstärke Xull oder nahe zu diesem Wert magnetisieren und daß auf ■edem Kern eine weitere Wicklung vorgesehen ist und diese weiteren Wicklungen in Reihe geschaltet nach der Auswahl einen Strom zugeführt bekommen, der der ( deiehstruimvicklung entgegenwirkt und infolge seiner !/rolle nur den gewünschten Kern in den entgegengesetzten Sättigungszustand treiben kann.

Zwei Au.sführuiigsbeispiele werden an Hand von Zeichnungen Iieschrieben.

Fig. 1 stellt die Iiysteresisschleife eines geeigneten magnetischen Materials dar:

Fig. 2 zeigt das Blockschema einer Koinzidenzst rom.speicheranlage;

Fig. 3 zeigt das Schaltschema einer Ausführungs-Magnetkernschalter
mit Vormagnetisierung

Anmelder:

IBM Deutschland
Internationale Büro-Maschinen
Gesellschaft m.b.H.,
Sindelfingen (Württ.), Tübinger Allee 49

Beansprudite Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. November 1954

Richard George Counihan,
Poughkeepsie_l N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

form der Erfindung, bei der die Gleichstrom vormagnetisierung aller Schaltkerne gleich ist:

Fig. 4 zeigt das Sclialtschema einer anderen Au.--führungsform, bei der die Schaltkerne nicht alle gleich stark vormagnetisiert sind.

Magnetkerne, wie sie im Speichersvstem verwendet werden, sollen eine möglichst rechteckige ITystcrcsisschleife und eine geringe Koerzitivkraft besitzen.
Fig. 1 zeigt die I Ivsteresisschleife eines solchen Kernes; auf der ( )rdinate ist die Induktion Ii und auf der Abszisse die magnetische Feldestärke H aufgetragen. Wenn durch die Wicklungen eines Kernes eine genügend hohe Feldstärke erzeugt wird, erfolgt schließlich eine Sättigung. Gellt die angelegte Feid-Stärke zurück, dann behält der Kern eine Remanenz. Damit kann man FIXS- und XULL-Wertc eines Dualsystems darstellen. Punkt a auf der Kurve in Fig. 1 sei der Anfangs- oder der binäre Xullzustand ; der andere Sättigungspunkt'? wird erreicht, indem man eine Feldstärke anlegt, die größer als die Koerzitivkraft oder von der Größe ff ist. Bei größer werdender Feldstärke erreicht man im Sclmittpunkt mit der Ordinate 2 H den Punkt b1. Wird die Feldstärke Null, dann erreicht man den Punkt c. der den positiven Remanenzzustand des Kernes, die binäre F.TXS. darstellt. Um festzustellen, ob eine Information im Kern gespeichert wird, legt man eine negative Feldstärke, die größer als die Koerzitivkraft ist. an cU-.i Kern und mißt die in einer Ausgangswicklung indusi» 649 277

zierte SiiatmuiiL,'. Ist 'Ier Kern im magnetischen Zustand des Puuktcs₁/ mid Ieyt man eine negative Feldstärke Ζ/ an den Kern, dann wird der Kern bis zum Punkti/ magnetisiert: bei Wegnahme der Feldstärke gelangt IiKin wieder zum l'uuktu. Ide relative Flul.iäiidcnmg uiul damit die induzierte Spannung Ht dabei gering. Befindet sich andererseits der Kern im magnetischen Zustand, der durch den l'uukt r ausgedrückt wird, dann wird mit dem Übergang von c nach (.' eine verhältnismäßig grolle Spannunti in die Ausgang»- wieklung induziert. Wird der Kern durch eine größere Feldstärke als —// magnetisiert, dann erreicht man nacheinander die Punkte <i'l. </2 und i/3 im Gebiet der negativen SiittIL_l ^rUnyeu.

Iu einem mit koinzidierenden impulsen arbeitenden Speichersystem wird der gewählte Kern durch zwei Wicklnnyen maynetisiert. wovon iede eine geringere Feldstärke als die Koerzitivkrait aufbringt. Das Blockschema eines solchen Systems ist in Fiy. 2 dargestellt. Die Maynetkerue 20 sind als Toroide ausyebildet und in Zeilen und Spalten angeordnet, in jeder Spalte sind die X-Wickkinyen der entsprechenden Kerne 20 verbunden, und in jeder Zeile sind die F-Wickhniyen der entsprechenden Kerne ebenfalls untereinander verbunden. Xur Iiei Koinzidenz zweier Auslösc-impulsc soll die Koerzitivkraft des entsprechenden Kernes überschritten werden: deshalb werden die X- und die F-Wieklunyen zur Speicherkernauswahl ,yet renin durch die Koordinaienausloser Λ" und F gespeist. Wenn sich die Speicherkerne 20 zu Anfany im magnetischen Zustand a befinden und eine binare FIXS gespeichert werden soll, dann werden die Kerne 20 der gewühlten Zeile und Spalte gleichzeitig mit —11:2 maynetisiert, außer dem Kern 20 im Schnittpunkt, der mit —// maynetisiert wird. L'm einen gewählten Kern abzufragen, liefert der entsprechende Zeilen- und Spaltenauslöser einen Impuls umgekehrter Polarität; dadurch werden die entsprechenden Kerne 20 je mit

— II'2 magnetisiert, und der gewählte Kern 20 mit

— II. Wie oben schon erwähnt, folgt im allgemeinen die Sehreiboperatinn der Lese- oder Abf rageoperatioii, wobei die Intonnation im Speicherkern wieder gespeichert oder überhaupt eine neue Information aufgebracht wird. Wird verlangt, eine binäre FIX'S zu speichern bzw. wieder zu speiehern, dann müssen die Λ - und F-Ivoordinatenauslöser in Koinzidenz arbeiten, um in dem gewählten Speicherkern eine Feldstärke —// — wie beschrieben — aufzubringen; soll aber eine binäre Xb'FF gespeichert werden, dann dürfen die beiden Knnrdinatciiauslöser keine koinzidierenden Impulse liefern, und infolge der nacheinander angelegten Feldstärken A II-2 bleiben die Kerne im magnetischen Zustand des !¹Uiiktes a, wo sie sich auch vorher befanden oder wohin sie durch die Leseoperation gebracht worden waren.

Die X- und F-Ivoordinatenauslöser sind untereinander gleich. Fig. 3 zeigt eine mögliche Schaltung. Sie besteht aus einer Anzalil von Magnetkernen, bezeichnet mit 30-1 bis 30-8. Auf jedem Kern liefuiden sieh die Auswabhvickluiigspaare 31 a, 31 />. 32</. 32'). 33a und 33'', die entsprechend miteinander verbunden sind und an einem Punkt 34 alle an einer positiven Spamuing liegen. Die anderen linden dieser Auswahlwieklungen werden getrennt an die Anoden entsprechender Treiberröhren geführt. Die Kernwahl geschieht dabei durch Anlegen der eigentlichen Steuerimpulse an das Gitter der entsprechenden Treiberrohre. Jedem der 30-;;-Kerne entspricht eine der 41 -»/-Ausgangswick 1 ungen, die in geeigneter Weise an die Λ- ijfle-r F-Koijrdiiiateinvicklungeii der Speicher-

anordnung nach Fig. 2 angeschlossen werden können. Jeder dieser 30-)!-Kerne hat weiterhin eine Wicklung 42. deren Wiiidunyszahl und Polaritiit gleich sind. Sie sind ebenfalls untereinander verbunden und an einem Ende an den Punkt 34 geführt. Das andere Fnde geht über den Widerstand 43 und Drosseln 44 an linie.

Die Wicklungen 31 a bis 33/> sind in dem Sehallbild (Fig. Ji so dargestellt, drill man aus der Lage der Schleifen nach links oder nach rechts bzw. aus dem

ίο beigefügten Xurzeichen die Polarität erkennen kanu. Diese Wicklungen haben entsprechend dein benutzten Biuäi's) stern entgegengesetzte Polarität, wobei die Feldstärke innner den Betrag II hat. Alle diese Kerne 30-)i werden im Au-gangszustand durch die ι ilcicV strom vormagnetisierung der Wickhmgen 42 bis zum Punkti.' der Hysteresisschleife in Fiy. 1 vormagnetisiert (mit —II). In dem daryestelltcn aeht-tuügeu Schalter erhält der gewählte Kern eine resultierende Feldstärke von +2 //. während alle nicht gewählur Kerne mit einei Gesamtteldstürkc von 0, —21! oder — 4M magnetisiert werden. Der gewählte Kern wird also in den magnetischen Zustand des Punktes gebracht und die restlichen Kerne in den der Punkte ι:. (/ oder d 3.

²·5 Zur Auswahl des Ausgangs 41-1 müssen die Röhren 35. 37 und 39 die entsprechenden Magnetisierungs impulse für die Wicklungen 31 a. 32a und 33i/ liefern. Alle diese Wicklungen magnetisieren jede für sich den gewählten Kern mit einer Feldstärke von —II. Da» ergibt mit der XOrmagnetisierung von —II eine Gc samtieldstärkc von —211 in dem Kern 301: er geht von Punkt </ nach Punkt />. Der Iveru 30-8 erhält eine Gcsamttcldstärke von —411. er wird also bis zum Punkt (/3 magnetisiert, die Kerne 30-4. 30-6 und 30-7 werden mit —211 bis zum Punkt-.'1 und die Kerne 30-2, 30-3 und 30-5 bleiben bei einer Gesamtfeldstärke von 0 im Zustand des Punktes i,\ und der Kern 30-1 sehliel.llich wird vom Punkt ./ bis zum Punkt h maynetisiert.

Der gewählte Kern ist jeweils der einzige, der ummagnetisiert wird, während die restlichen, nicht gewählten Kerne nur Magnetisierungsänderungen in dem unteren Sättigungsbereich erfahren, wo die Steigerung der Hysteresisschleife und entsprechend auch

+5 die Ausgangsspannuiig verhältnismäßig klein ist. Auf diese kleine Ausgangsspannung spricht aber die Speicheranlage nicht an.

Ist der Impuls, der infolge der Auswahl eines der Kerne 30-/; in der entsprechenden Ausyrinyswickltiiig erzeugt wurde und der als Ableseimpuls in das Speichersvsteni gelangte, abgeklungen, dann bringt d'e X'ormagnetisierung der Wicklung 42 die Magnetiskrting des gewählten Kerns vom Punkt !> in den Punkt d zurück. Fin impuls entgegengesetzter Polar; tat wird in der entsprechenden Aufgangs wicklung hervorgerufen, der dann als Sehretbimpu!- in das Speichersystem gelangt.

Ganz allgemein erfolgt also nach der Ableseoperation die Schreiboperation. XXVrdcn die Auswahl röhren im X- und im F-Koordinateuauslöiser gleichzeitig gesperrt, dann registriert das Spetchersvsteni eine binäre FIX'S, dagegen empfängt das Speichersystem eine binäre XL'LD. wenn die Sperrung nacheinander erfolgt.

f>5 Die erfindunysyemäi.ie Ausführung des Xlaynetkcnischalters bringt Fig. -f. Bei derselben Anzahl von Ausgängen werden hier nur drei AuswaIiIIeitungen und damit nur eine Ausvvalilwicklung pro Kern gebraucht, gegenüber zwei in der vorherigen Ausführung. Die acht Auswahlkerne werden mit 50-1 bis 50-8 be-

Claims (5)

zeichnet. Die Auswahlwieklungen haben die XumiiRTii 51 hi- 53 um! die ( ileichstromvormagnetisiei ungswickluugen die .Vunuuer 54. Die Winduugszahlen der Yormagnetisieruugswiekluugcn sind mehr gleich und jeweils angegeben; sie sind so dimen-inniert. dai.'i sich die Ruheiuagiietisieriing der Kerne 50 auf den Punktciii/. ,-/1. i/2 und i/3 der Kurve in Fiir. 1 befindet. Des weiteren haben die Kerne ie eine Abfragewicklung vi in zwei Windungen, die eine Feldstärke von — 211 hervorruft. Fntspreehend dem binären Schlüssel zur Auswahl lies gewünschten Kerns rliel.lt ein Strom in den Auswahlleituugcn 51 Ins 53, oder er tliel.lt nicht. Soil /.. 1!. der Kern 50-5 gewählt werden, tun einen Ablesennpuls in der Austrank wicklung 60-5 zu erzeugen, is dann gibt man einen Impuls auf die Treiberrohren 72 und 73. Dadurch wird der Kern 50-5 vom Punkt t!2 bis /um Funkt d in der Kurve nach Fit;. 1 magnetisiert, entsprechend einer Feldstärke von —//. Gleichzeitig erhalten alle anderen Kerne Magnetisierungen I.-is zu den Punkten i/3, </2 oder dl. Wenn rlie Auswalilstrome sich stabilisiert haben, wird ein linpuks auf die Röhre 75 und damit auf die LeituntrSS gegeben, wobei der Kern 50-5 von —// auf — ff magnetisiert wird. (Punkt:/ bis Punkt/' auf der Kurve"). Fin entsprechender Ausgangsimpuls wird in der Aiisgangswicklung 60-5 erzeugt. Dit Magnctisierungszustand der anderen Kerne wird von //3, i/2. 1/1 nach dl, d und a gebracht. Die Flußänderung bei diesen Kernen und damit die in die Ausgringswicklung induzierte Spannung ist gering. Xach Peendignng des Abfratrcimpulses kehren alle Kerne in den Zustand der Ruhemagnetisierung zurück", wobei der Kern 50-5 wiederum als einziger (-ine relativ ^roUc Fluliande-π 1 iitr erleidet und -Iabei einen Impuls eiitgegcngesetzter Richtunt;. einen Schreibimpnls, in der Austrantrsu i ck 1 u nt; h e r vo r ru f t. Die Tabelle bringt eine Zusammenstellung der Auswahlkerne mit den Feldstärken der einzelnen Wicklungen. Abi'r.i-e 55Vor- ri κι Lin et I- sieriiiii; 5451Auswahl 5253Ausgang 60-n-2 H-4//-r- //-ff+ ff60-1-2 a-Ml+ ff- fl60-2-211-Mi-If-If60-3-2 H-211-ff60-4+ 21!-Mi\ -If-1!60-5-- 2 ff-21!1 + ff60-6+ 211-2 U-H60-7-21!-ii60-8 55 Während hier nur ein achtstufiger Schalter dargestellt wird, kann die .Anzahl der Auswahlleitungen ohne weiteres vergrößert werden. Weiterhin kann man die Ausführung so ändern, daß man die Windungszahlen aller Wicklungen 54 und 55 je um eine ver- ringert und damit um II deren Feldstärken herabsetzt. In diesem !"alle wird der nach der Tabelle ausgewählte Kern durch den Impuls auf Keitum; 55 vom Punkti/ zum Punkt h 1 magnetisiert. Ist der Impuls auf I .eitung 55 zu Filde, dann fällt die Matrnetisieruntr des Kerns auf den 'Punkt c zurück, und eine zusätzlich eingeschaltete Wicklung mit gegenüber den Wicklungen 55 umgekehrter Polarität muli den gewählten Kern in den magnetischen Ausgangszustaiid zurückführen. Patentansprüche:

1. Schalter aus einer Mehrzahl von Magnetkernen, die alle durch eine lileichstroniwicklung in einer Richtung gesättigt sind und von denen einer durch Frregung einer oder mehrerer weiterer mit ihm verketteter Auswalilwieklungen in den entgegengesetzten Siittigungszustand versetzt und dabei zur Abgabe eines Ausgaiigsimpulscs veranlaßt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dall die Aiiswahlwicklungeii den gewünschten aus den durch die (ileichstromwicklung weit in der Sättigung in einer Richtung gehaltenen Kernen bis zur resultierenden Feldstärke Xull oder nahe zu diesem Wert magnetisieren und dal'- auf ic«Ictn KiTii eine weitere Wicklung vorgesehen ist und diese weiteren Wicklungen in Reihe geschaltet nach der Auswal·.! einen Strom zugeführt bekommen, der der ("ileichstromwicklung entgegenwirkt und infolge seiner (iröfV nur den gewünschten Kern in den entgegengesetzten Sättigmigsziistand treiben kann.

2. Schalter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kern .1/ Paar Auswalilwieklungen (31 bis 33) gleicher Windungszahl und paarweise entgegengesetzter Polling für eine Feldstärke // und eine ('ileichstromwicklung für eine Feldstärke -(M-Z)H beträgt, wo 2.1/ die Zahl der Schalterkerne ist.

3. Schalter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die AW-Zahl der t lleichstromwicklungen gestaffelt und eine zusätzliche, alle Kerne gleichartig und der < ilcich-tromwiekhmg entgegenge richtet niagneti sierende Rück führ wicklung vorgesehen ist.

4. Schalter nach ilen Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet. 1 la Ii die Auswahl eines Schaltkerns durch koinz.idente Impulsgabe auf je eine aus jedem Paar von Auswahlleiuuigcier folgt.

5. Schalter nach den Ansprüchen 1 und 3. da durch gekennzeichnet, daß die Auswahl eineSchalterkernes durch koinz.idente Impulsgabe air eine oder mehrere der Auswahlleitungeii erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegesehrift Xr. 1 051 034:
französische Patentschrift Xr. 1 0Q5°(>7;
Proc of the IRK, 1^53. Oktober. S. 1407 bis 1421.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

G 909 649/277 11.