DE1084951B - Speichermatrix mit ferromagnetischen oder ferroelektrischen Speicherelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Speichersystem für elektrische Informationen unter Benutzung von ferromagnetischen oder ferroelektrischen Speicherelementen, wobei in der Speichermatrix je eine Reihenleitung und je eine Spaltenleitung, welche die Speicherelemente der Matrix durchsetzen, vorgesehen

Die zur Zeit am meisten gebräuchlichen Speichersysteme für Informationen, welche aus binären Zeichenelementen bestehen, beruhen auf der Anwendung ferromagnetischer Speicherelemente, die zwecks Speicherung einer Information oder zwecks Ablesens einer solchen durch Zuführung von Gleichstromimpulsen aus einem ersten Zustand magnetischer Sättigung in einen zweiten Zustand magnetischer Sättigung übergeführt werden.

Speichersysteme der vorstehend gekennzeichneten Art eignen sich insbesondere für Anlagen, bei denen die Zeichenelemente einer Information durch Gleichstromimpulse ausgedrückt werden. Es sind in der letzten Zeit auch Informationen verarbeitender Anlagen bekanntgeworden, bei denen die Zeichenelemente durch Wechselströme verschiedener Phasenlage repräsentiert werden. Das leistungsfähigste Bauelement für eine solche Anlage besteht aus einem sogenannten Parametronkreis, der aus einem vorzugsweise ferromagnetischen Kern gebildet wird und auf eine bestimmte Resonanzfrequenz abgestimmt ist. Dem Parametron wird eine erregende Schwingung der doppelten Frequenz der Resonanzfrequenz zugeführt, und darüber hinaus wird eine phasenmäßig um 180° getastete Schwingung von der Frequenz der Resonanzfrequenz des Parametrons demselben als steuernde Schwingung zugeführt. Im Wege eines Mischungsvorganges ergibt sich im Ausgangskreis des Parametrons eine gesteuerte Schwingung von der Frequenz der Resonanzfrequenz des Parametrons, wobei die Phasenlage in den Kastphasen der steuernden Frequenz der Phasenlage der letzteren entspricht.

Die Erfindung betrifft ein Speichersystem, welches auf die Verwendung von Informationen, die durch phasengesteuerte Zeichenelemente charakterisiert sind, sich eignet. Insbesondere eignet sich das erfindungsgemäße System für die Speicherung binärer Informationssignale, welche durch eine binär-phasengetastete Schwingung charakterisiert sind.

Eine erfindungsgemäße Speichermatrix mit ferromagnetischen oder ferroelektrischen Speicherelementen kennzeichnet sich dadurch, daß zur Aufzeichnung der Information dem ausgewählten Element über die eine der beiden dem Element zugeordneten Leitungen ein Gleichstrom bzw. eine Gleichspannung und über die andere Leitung ein Wechselstrom bzw. eine Wechselspannung zugeführt werden, wobei die Größe der ge-Speichermatrix

mit ferromagnetische]!

oder ferroelektrischen Speicherelementen

Anmelder:

Kokusai Denshin Denwa

Kabushiki-Kaisha,

Oto-Machi, Chiyoda-Ku_r Tokio-To

(Japan)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Maler, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 4

Beanspruchte Priorität:
Japan vom 4. Juli und 5. November 1956

Shintaro Oshima, Kichijoji, Musashino-SM, Tokio-To, und Hajime Enomoto, Sugano-Machi, Ichikawa-Shi,

Chiba-Ken (Japan),
sind als Erfinder genannt worden

nannten Ströme bzw. Spannungen so gewählt ist, daß keine Steuerung in das Sättigungsgebiet erfolgt.

Für die Zwecke der Wiedergabe einer Information wird dem ausgewählten Element der Speichermatrix über die eine der vorgenannten Leitungen ein Wechselstrom bzw. eine Wechselspannung zugeführt, und es wird die Information über die andere Leitung durch Auswertung der 0 bzw. 180° betragenden Phasenlage der in der genannten Leitung induzierten Wechselfrequenz entnommen, wobei die Amplitude des Wechselstromes bzw. der Wechselspannung, welche dem Speicherelement zugeführt wird, so bemessen ist, daß keine Steuerung in das Sättigungsgebiet erfolgt.

Als grundsätzlicher Unterschied gegenüber den

allgemein üblichen Speichermatrixanordnungen ist daher festzustellen, daß eine Steuerung in das Sättigungsgebiet vermieden wird und daß weiter Wechselströme bzw. Wechselspannungen zur Aufzeichnung bzw. Entnahme der Information Anwendung finden. Eine erfindungsgemäße Speicheranordnung ist auch zur Speicherung von Analogsignalen verwendbar. In diesem Fall kann die Amplitude des aufzuzeichnenden Informationssignals durch das Maß der sich ergebenden Remanenz in dem Kern bestimmt sein, während das Vorzeichen des Analogsignals dadurch repräsen-

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tiert werden kann, ob der remanente magnetische Zu- Abb. 3 B ändert, nimmt die magnetische Induktion

stand einer positiven oder negativen magnetischen einen der durch die Punkte α oder b wiedergegebenen

Feldstärke entspricht. Bei der Entnahme der Infor- Werte an, wenn das magnetische Feld verschwindet,

mation äußert sich dann der Amplitudenwert des Dementsprechend kann, solange die magnetische Analogsignals in der Amplitude der entnommenen 5 Feldstärke auf einem geeigneten Wert gehalten wird,

Schwingung, während das Vorzeichen des Analog- der Polarisationszustand eines polarisierten ferro-

signals durch die Phasenlage der entnommenen magnetischen Elementes nicht dadurch verändert

Schwingung bestimmt ist. werden, daß nur das durch den Gleichstrom oder den

Es ist bei einer erfindungsgemäßen Speichervorrich- Wechselstrom erzeugte magnetische Feld verändert tung zur Aufzeichnung nur eine geringe Leistung er- _i0 wird. In diesem Falle nimmt der remanente Magne-

forderlich. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in tismus, wenn das magnetische Feld verschwindet,

der räumlich gedrängten Anordnung der Speicher- wieder den durch die Polarisation bedingten Wert an.

vorrichtung, wodurch die Erfindung insbesondere für Wenn indessen sowohl ein Gleichstromfeld -H₁ als

elektronische Hochleistungs-Rechengeräte und elek- auch ein Wechselstromfeld in dem polarisierten ferro-

trische Nachrichtengeräte anwendungsfähig ist, ins- ig magnetischen Element erzeugt werden und das

besondere unter Benutzung von Parametronkreiseii. Element zuvor im Punkt α polarisiert war, so wird

Nachstehend sollen nunmehr an Hand der Zeich- der Magnetisierungszustand, der durch das magne-

nungen Anwendungsformen und Ausführungsbeispiele tische Gleichstromfeld auf den Punkt c gebracht

der erfindungsgemäßen Speichermatrix beschrieben wurde, sich vom Punkt c zum Punkt q ändern, wobei

werden. 20 die in Abb. 3 C dargestellte Spiralkurve durchlaufen

Abb. 1 zeigt das Schaltschema eines erfindungs- wird. Die Entstehung der Spiralkurve ist dabei durch

gemäßen Speicherelementes; das magnetische Wechselstromfeld bedingt, und zwar

Abb. 2 zeigt die 5-ii-Kurve eines magnetischen dergestalt, daß der remanente magnetische Fluß an

Kernes, wie er bei den erfindungsgemäßen Speicher- Stelle des durch den Punkt α den durch den Punkt b

elementen Anwendung findet; 25 gekennzeichneten Wert annimmt. Wenn andererseits

Abb. 3 A, 3 B und 3 C zeigen I?-i7-Kurven zur Er- das ferromagnetische Element gemäß Punkt & polari-

läuterung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen siert war und ihm gleichzeitig ein umgekehrt gerich-

Speicherelemente; tetes magnetisches Gleichstromfeld und ein Wechsel-

Abb. 4 ist das Blockschaltbild einer Ausführungs- stromfeld zugeführt werden, so wird das ferromagne-

form der gemäß der Erfindung aufgebauten Speicher- ₃₀ tische Element im umgekehrten Sinne polarisiert,

matrix; Wenn nun andererseits das ferromagnetische Element

Abb. 5 ist das Blockschaltbild einer anderen Aus- gemäß Punkt α oder b polarisiert ist und einem

führungsform gemäß der Erfindung, Gleichstromfeld H₁ bzw. -H₁, dessen Polarität der

Abb. 6 zeigt einige Kurven, die die Abhängigkeit Polarisationsrichtung des Elementes entspricht, und

der Wiedergabespannung von dem der einen Wicklung ₃₅ zusätzlich einem Wechselstromfeld ausgesetzt wird,

eines Kerns zugeführten Gleichstrom erkennen lassen; _so ändert sich die magnetische Induktion längs einer

Abb. 7 ist das Blockschaltbild einer weiteren Aus- geschlossenen Kurve im Punkt p oder q und kehrt bei

führungsform der erfindungsgemäßen Speichermatrix. Verschwinden der magnetischen Felder wieder zum

Abb. 2 zeigt die Anfangs- und Sättigungszustände Punkt α oder b zurück. Es kann daher ein ferrodes in Abb. 1 mit M bezeichneten Magnetkernes, und ₄₀ magnetisches Element mit derselben Polarität wie der zwar in Form von gestrichelten und strichpunktierten des magnetischen Gleichstromfeldes polarisiert wer-Ivurven. Wenn ein solcher entmagnetisierter Kern den, _wenn die stärke des magnetischen Wechselstromdurch die Einwirkung eines Gleichstromfeldes H₁ feldes entsprechend gewählt wird,
magnetisiert wird, so nimmt die magnetische In- Wenn nun ein ferromagnetischer Kern gemäß duktion längs der gestrichelten Kurve O-p zu und 45 p_unkt α oder b polarisiert ist und durch einen längs der ausgezogenen Kurve p-a ab, wenn das durch Wechselstrom magnetisiert wird, wird in einer den den Gleichstrom erzeugte magnetische Feld H₁ ge- Kern umgebenden Wicklung infolge der nichtlinearen schwächt wird, so daß es wieder den Wert 0 annimmt; Charakteristik des Kernes eine Wechselspannung ines ergibt sich dann im Punkt α der remanente Magne- duziert, die der zweiten Harmonischen der angelegten tismus B₁. Wenn nun der Kern M nach seiner Ent- ₅₀ Wechselspannung entspricht. Die nichtlineare Charakmagnetisierung durch das Gleichstromfeld -H₁ teristik im Punkt α ist entgegengesetzt gekrümmt wie magnetisiert wird, so ändert sich die magnetische In- die im Punkt b (vgl. Abb. 2). Die der zweiten Harduktion längs der Kurve O-q und nimmt dann längs monischen entsprechenden Wechselspannungen unterder Kurve q-b ab, wenn das Feld H₁ wieder auf den scheiden sich daher in bezug auf ihre Phase um 180° Wert 0 gebracht wird, so daß sich in dem Punkt b ₅₅ voneinander. Somit können den verschiedenen Polari-•eine restliche magnetische Induktion -B₁ einstellt. sationsrichtungen des Kernes entsprechende Wechsel-Wenn indessen, nachdem der Kern M in den Punkten α spannungen von der Spule abgenommen werden,
oder b mit remanentem Magnetismus polarisiert Dj_e Erfindung stützt sich auf diese Erscheinung wurde, die magnetische Induktion verändert wird, ver- _und nutzt dieselbe für die Schaffung eines Speicherläuft sie längs der voll ausgezogenen Linien c-p oder 60 systems aus, dem die gespeicherten Signale durch ihre d-q (vgl. in Abb. 3A), selbst wenn ein durch einen Phasendifferenz unterscheidbar in binärer Form der-Gleich- oder Wechselstrom erzeugtes magnetisches _art entnommen werden können, daß die gespeicherten Feld der Stärke// oder —H auf den Kern einwirkt, Werte erhalten bleiben.

und kehrt zum Nullpunkt zurück, wenn das überge- B_ei der Ausführungsform gemäß Abb. 4 ist eine ordnete magnetische Feld ±H verschwindet. Wenn in 65 Vielzahl magnetischer Kerne 1,2, 3, 4 ... 100 vorgedem ferromagnetisehen Kern, dessen Polarisations- sehen, wobei jeder Kern beispielsweise aus Ferritzustand durch einen der Punkte α oder b wieder- material, das eine B-H-Kurve mit Hystereseverhalten gegeben wird, ein schwaches magnetisches Wechsel- besitzt, besteht; die Kerne sind in Matrixform in zehn feld erzeugt wird und die magnetische Induktion des Zeilen und zehn Spalten angeordnet. Für die Spalten Kernes sich längs der ausgezogenen Linie gemäß 70 sind die Leitungen 101 bis 110 und für die Zeilen

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Leitungen 200 bis 209 vorgesehen, die die Kerne der 203 aufhört, durch einen Punkt wiedergegeben, der in

entsprechenden Zeilen und Spalten miteinander ver- der Nähe eines der Ausgangspunkte α oder b liegt,

binden. Es sei nun beispielsweise angenommen, daß Das gespeicherte Signal wird daher bei dem Ablese-

im Kern 36 ein Signal gespeichert werden soll. In vorgang nicht gelöscht. Es ist daher so lange eine diesem Falle müssen die Spaltenleitung 106 und die 5 wiederholte Ablesung ohne Löschung des gespeicherten

Zeilenleitung 203 des Kerns 36 beispielsweise mittels Signals möglich, bis die Aufzeichnung eines anderen

eines Relais, einer Vakuumröhre oder eines Para- Signals vorgenommen wird.

metrons ausgewählt werden. Sodann müssen den Lei- Die obige Beschreibung bezog sich auf die Speichetungen 106 und 103 je nachdem, ob die zu speichernde rung und die Ablesung einer Information in bzw. aus Ziffer eine »0« oder eine »1« ist, ein positiver oder io einem bestimmten ferromagnetischen Kern. In gleicher negativer Gleichstrom und ein Wechselstrom kleiner Weise können aber auch in allen anderen Kernen Amplitude zugeführt werden. Die Frequenz dieses Informationen gespeichert und wieder entnommen Wechselstromes kann bei der Aufzeichnung jeden be- werden).

liebigen Wert haben. Wenn jedoch die Anordnung bei Die vorstehende Ausführungsform der erfmdungseinem elektronischen Rechengerät mit Parametron- 15 gemäßen Speichermatrix bedingt, daß magnetische kreisen verwendet wird, wird die Frequenz Vorzugs- Elemente mit Hystereseeigenschaften als Speicherweise gleich der halben Resonanzfrequenz f der Para- elemente verwendet wurden. Die Erfindung kann aber metronkreise gewählt. auch mit ferroelektrischen Elementen verwirklicht Im vorliegenden Falle wird das durch den Gleich- werden, und zwar beispielsweise mit dielektrischen strom verursachte Magnetfeld auch in allen anderen 20 Materialien, z. B. Barium-Titanat, die Hysterese-Kernen, durch die die Spaltenleitung 106 hindurch- verhalten in Form remanenter Polarisation besitzen, führt, erzeugt. Von dem Kern 36 soll dabei zunächst Abb. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ferroabgesehen werden. In derselben Weise wird auch das elektrische Elemente la, 2 a, 2a, 4a als Speicherdurch den Wechselstrom bedingte Magnetfeld in allen elemente verwendet sind. Jedes dieser Elemente beKernen erzeugt, die mit der Zeilenleitung 203 ver- 25 steht aus Barium-Titanat mit beiderseits aufgebunden sind. Auch hierbei soll zunächst der Kern 36 brachten elektrisch leitenden Schichten. Die einzelnen außer Betracht bleiben. Die Erzeugung nur eines der Elemente sind an Spaltenleitungen 101,102,103 ... vorgenannten Magnetfelder ändert jedoch die Polari- und an Zeilenleitungen 200, 201.. . angeschlossen. Die sationsrichtung nicht, wie dies im Zusammenhang mit Arbeitsweise der ferroelektrischen Elemente entspricht den Abb. 3 A und 3 B bereits beschrieben wurde. 30 der von ferromagnetischen Elementen mit der Aus-Da aber in dem Kern 36 gleichzeitig sowohl ein nähme jedoch, daß die der magnetischen Kerne auf magnetisches Gleichstrom- als auch ein magnetisches elektrische Ströme, die ferroelektrischen Elemente Wechselstromfeld erzeugt werden, ändert sich die aber auf elektrische Spannungen ansprechen. Polarisationsrichtung des Kernes entsprechend der Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt sich, Magnetisierungsrichtung des Gleichstromfeldes, wie 35 wie dies aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, bei der dies im Zusammenhang mit Abb. 3 C besprochen Aufzeichnung der Signale ein nur geringer Leistungswurde. Es ändert sich daher nur die Polarisations- bedarf, um die remanente Polarisation zu erzeugen, richtung nur des Kernes 36, und zwar in einer Weise, und es ist daher nur die Anwendung von Zwischendie durch die Art des Eingangssignals bedingt ist. stufen geringer elektrischer Leistung erforderlich. Das den Wert »0« oder »1« aufweisende Eingangs- 40 Wenn im Rahmen der Erfindung ein ferromagnesignal wird somit in Form einer bestimmten Polari- tischer Kern M mit den Spulen L₁, L₂ und L₃, wie in sationsrichtung aufgezeichnet und entsprechend seiner Abb. 1 dargestellt, ausgestattet ist und in ihm zur ErPolarität im Punkt α oder Punkt b gespeichert er- zeugung einer bestimmten Polarisation ein Gleichhalten, auch wenn die den Leitungen 106 und 203 zu- strom und ein Wechselstrommagnetfeld hervorgerufen geführten. Ströme abgeschaltet werden. 45 werden, indem den Spulen L₁ und L₂ ein Gleich- und Zur Ablesung der in dem Kern 36 gespeicherten In- ein Wechselstrom zugeführt werden, kann eine lineare formation wird nur einem der Leiter 106 und 203, die Abhängigkeit zwischen der Polarisationsstärke des zuvor für die Zwecke der Aufzeichnung benutzt wur- Kernes M und der Größe des Gleichstrommagnetfeldes den, ein Wechselstrom zugeführt, beispielsweise der durch geeignete Wahl der Amplitude des Wechsel-Leitung 203. Hierdurch wird in der anderen ausge- 50 stromes erreicht werden.

wählten Leitung 106 eine Spannung induziert. Die Es wurde festgestellt, daß, wenn der Kern M, in zweite Harmonische der induzierten Spannung kann dem in der zuvor erörterten Weise eine Polarisation, als Lesesignal, das dem Eingangssignal entspricht, die proportional dem durch den Gleichstrom bedingten entnommen werden. Die Phase dieses Signals kann Magnetfeld ist, erzeugt wurde, zusätzlich durch einen um 180° verschieden sein, je nachdem ob die Polari- 55 Wechselstrom erregt wird, der infolge seiner Kleinheit sation des Kernes 36 dem Punkt α oder dem Punkt d die Polarisation nicht zerstört, eine elektrische entsprach. Wenn daher dieser Strom als Steuerstrom Wechselspannung der Spule L₃ entnommen werden für ein Parametron benutzt wird und die Frequenz kann, die die zweite Harmonische des vorgenannten, des Wechselstromes, der der Leitung 203 zugeführt der Spule L₂ zugeführten Wechselstromes ist und in wird, halb so groß wie die Resonanzfrequenz f des 60 linearer Beziehung zur Polarisationsstärke des Parametrons ist, kann ein Signalstrom mit der der Kernes M steht. In Fig. 6 sind Charakteristiken wie- »0« oder der »1« entsprechenden Phasenlage dem dergegeben, die die Ergebnisse zeigen, die hinsichtlich Leiter 106 als Steuerstrom für das Parametron ent- dieses Vorganges erhalten wurden. Der ferromagnenommen werden. tische Kern bestand in diesem Falle aus Ferrit, dessen Wenn in diesem Falle ein Wechselstromsignal durch 65 Dicke, dessen Außendurchmesser und dessen Innenden Leiter 203 fließt, so ändert sich die magnetische durchmesser 1, 4 und 2 mm betrugen. Die Windungs-Induktion des Kernes 36, der gemäß einem der zahlen der Spulen L₁, L₂ und L₃, die auf dem Kern M Punkte α oder b polarisiert war, längs der geschlos- aufgebracht waren, betrugen 1,1 und 4. Die Charaksenen Kurven gemäß Abb. 3 B, und die Polarisation teristiken zeigen die Abhängigkeit zwischen dem des Kernes wird, wenn der Wechselstrom im Leiter 70 Gleichstrom I_dc, der der Spule L₁ als aufzeichnender

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Strom zugeführt wurde, und der der zweiten Har- leitung 106 und die Zeilenleitung 203 in derselben monischen entsprechenden Spannung Vf, die die Art, wie zuvor betrachtet, ausgewählt. Während dann Wiedergabespannung war und eine Frequenz von der einen der beiden Leitungen, beispielsweise der 1 MHz besaß, so daß in der Spule L₂ ein Wechsel- Leitung 106, ein Gleichstromsignal zugeführt wird, strom If/2 mit einer Frequenz von 500 kt/z erzeugt 5 dessen Polarität und Größe dem zu speichernden Inwurde. Die Spannung V₁ wurde der Spule L₃ ent- formationssignal entsprechen, wird ein Wechselstromnommen. Der Wechselstrom ///2 wurde der Spule L₂ signal konstanter Amplitude, das die Polarisationszugeführt, nachdem der Kern durch Zuführung der stärke des Kernes proportional dem obengenannten Ströme I_dc und // polarisiert war, wobei die Größe des Gleichstromsignal macht, der Leitung 203 zugeführt. Stromes If/2 als Parameter aufzufassen ist. io Auf diese Weise werden ein magnetisches Gleich-

Die Kurven A, B und C entsprechen den Strom- stromfeld und ein magnetisches Wechselstromfeld im stärken 300, 200 und 15OmA des Stromes///2. Die Gegensatz zu den übrigen Kernen der Matrix nur in augezogenen Kurven entsprechen dem Fall, daß der dem magnetischen Kern 36 überlagert. Die Polari-Strom I_dc nach der Entmagnetisierung zugeführt sation hat dabei eine Richtung und eine Größe, die wurde, und die gestrichelten Kurven entsprechen dem 15 der Polarität und der Größe des Gleichstromsignals Fall, in dem die Polarität des Stromes I_dc umgekehrt, entspricht. Auf diese Weise wird eine Speicherung die Polarisation des Kernes aber beibehalten wurde. der Information nur in den Kern 36 bewirkt. Die InWenn in diesem Falle der die Spule L₂ durchfließende formation bleibt auch dann erhalten, wenn der Strom Wechselstrom zu 200 mA gewählt wird, so kann, wie in dem Leiter 36 auf Null herabgeht,
ersichtlich, die Wiedergabespannung V₁ proportional 20 Um eine Ablesung der in dem Kern 36 in Form dem Aufzeichenstrom I_dc sein (vgl. Kurve E). Für der Polarisationsrichtung und Polarisationsstärke gedie Aufzeichnung ist dabei nur eine geringe Leistung speicherten Information zu bewirken, werden die erforderlich, weil der Aufzeichenstrom gering ist. Leitungen 106 und 203 wie bei dem vorhergehenden

Im vorausgehenden Beispiel ist die Amplitude des Auf zeichenvorgang ausgewählt. Ein Wechselstrom-Wechselstromes If/2 bei der Aufzeichnung und bei 25 signal bestimmter Stärke, das jedoch nicht die Polarider Wiedergabe gleich, doch ist dies nicht unbedingt sation auslöscht, wird an eine der genannten Leinötig. Der Wiedergabestrom muß lediglich innerhalb tungen, beispielsweise an die Leitung 203, gelegt und des Bereiches gewählt werden, in dem die Polarisation bewirkt auf induktivem Wege das Entstehen einer des Kernes M nicht beeinträchtigt wird. elektrischen Wechselspannung in der Leitung 106,

Es wurde zum Ausdruck gebracht, daß die der 30 wodurch die zweite Harmonische als Wiedergabezweiten Harmonischen entsprechende Spannung pro- signal entnommen werden kann und dieses Signal portional der Polarisationsstärke des Kernes M ist, eine Amplitude hat, die proportional der Polariwobei die genannte Spannung an der Spule L₃ auf- sationsstärke des Kernes 36 ist, und ferner eine tritt und durch Zuführen des Stromes /_f/2 zur Spule Phasendifferenz aufweist, die je nach der Polari-L₂ erhalten wird. Hierunter ist zu verstehen, daß die 35 sationsrichtung des Kernes 36 um 180° schwankt,
quadratische Komponente in der nichtlinearen Charak- Die vorstehende Erörterung betrifft die Aufzeichteristik in linearer Beziehung zu der Polarisations- nung und Wiedergabe irgendeiner Information in stärke des Kernes M steht. Wenn man diesen Vor- dem Kern 36. In gleicher Weise kann aber auch in gang ausnutzt und wenn elektrische Ströme der Fre- jedem beliebigen anderen Kern der Anordnung eine quenz f₂, f₃ den Spulen L₁ und L₂ (vgl. Abb. 1) züge- 40 Information gespeichert bzw. aus demselben entführt werden — diese Ströme sollen in folgendem mit nommen werden, indem entsprechende Leitungen aus- If₂ und If₃ bezeichnet werden —, so ergibt sich eine gewählt und Informationseingangssignalen beaufelektrische Wechselspannung der Frequenz (f₂+f₃) =f_t schlagt werden.

und einer Amplitude, die proportional der Polari- Die Anordnung gemäß Abb. 7 betrifft ein Aus-

sationsstärke des Kernes JW ist und dem Produkt der 45 führungsbeispiel, bei dem Wechselströme If₁ und I_f2

genannten Ströme in der Spule L₃. der Frequenz J₁ und /₂ verwendet und den Lei-

Im vorliegenden Fall soll die Amplitude der elek- tungen 106 und 203 zugeführt werden. Es ergibt sich trischen Wechselströme I_f2 und If₃ nicht den Wert dann eine Ausgangsfrequenz, die dem Modulationsüberschreiten, bei dem die Polarisation beseitigt wird, produkt (Z₁ + f₂) und (Z₁ — /₂) der Frequenzen der und es können die Ströme I_f2 und If₃, einander über- 50 beiden StrömeI_fl und Jf₂ entspricht; entsprechend lagert, der einen der Spulen L₁ und L₂ zugeführt der Polarisationsstärke des Kernes 36 und dem Prowerden, dukt der Amplituden der Ströme/_fl und /_f2 kann

Wenn ein Wechselstrom der Frequenz f/2 nur der dem Leiter 300 das Ausgangssignal entnommen Spule L₂ zugeführt wird, ergibt sich das folgende werden. Es wird in diesem Falle die Komponente, Resultat: es wird Z₂ = Z₃ (wobei f₂ und ^₃ beide f/2). 55 die die Mischfrequenz trägt, nur dem Kern36 entWenn andererseits derselbe Strom der Frequenz nommen, während die Komponenten, die die Fre-/72 den Spulen L₁ und L₂ zugeführt wird, so ergibt quenz 2^₁ und 2/₂ tragen, den anderen Kernen entsich folgende Frequenz: f/2 + f/2 = f. nommen werden. Hierbei ist besonders vorteilhaft

Die vorstehende Beschreibung betrifft nur den Fall, darin zu sehen, daß nur die Komponente, die der

in dem ferromagnetische Kerne verwendet werden. 60 Mischfrequenz entspricht, dem Kern 36 entnommen

Die Wirkungs- und die Arbeitsweise einer Anord- wird. Auf diese Weise kann die Information dem

nung mit ferroelektrischen Elementen sind aber Kern 36 entnommen werden, ohne daß Störungen

durchaus von gleicher Art, mit der Maßgabe jedoch, durch die den anderen Kernen entnommenen Kompodaß das elektrische Feld an die Stelle des magneti- nenten auftreten,

sehen Feldes tritt. 65 Die Anordnung gemäß Abb. 7 bezieht sich auf ein

In dem die Abb. 4 betreffenden Beschreibungsteil Ausführungsbeispiel, bei dem ferromagnetische Kerne,

ist ein Ausführungsbeispiel beschrieben, in dem das Hysteresecharakter als Speicherelemente verwendet vorstehend erörterte Prinzip benutzt ist. Um ein Si- werden; die Anordnung kann aber auch unter Angnal in einem magnetischen Kern, beispielsweise dem wendung dielektrischer Elemente, die ebenfalls die

Kern 36, zu speichern, werden zunächst die Spalten- 7° Eigenschaft remanenter Polarisation aufweisen, auf-

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gebaut werden, beispielsweise dadurch, daß Barium-Titanate als Speicherelemente verwendet werden. In diesem Falle werden die dielektrischen Elemente nicht durch Ströme, sondern durch elektrische Spannungen erregt.

Es ergibt sich aus dem Vorangehenden, daß durch die erfindungsgemäße Anlage Speicherung von Informationssignalen bestimmter Größe und auch in binärer Form durchgeführt werden kann. Auf diese Weise ist die Speicherkapazität im Vergleich zu den üblichen Speichersystemen sehr beträchtlich, was das erfindungsgemäße Speichersystem insbesondere für elektronische Rechengeräte geeignet macht.

Es ist ferner offensichtlich, daß die erfindungsgemäße Anordnung als Speicherwerk für elektronische Rechengeräte, die mit Binärziffern rechnen, so verwendet werden kann, daß eine Umformerstufe vorgesehen wird, die Binärzeichen in Analogwerte umformt, und man diese Stufe zwischen dem Speicherwerk und der Rechenvorrichtung im Falle der Aufzeichnung anordnet; für die Zwecke der Wiedergabe wird eine Stufe zur Umformung von Analogzeichen in Binärzeichen zwischen den genannten Geräten angeordnet.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Speichermatrix mit ferromagnetischen oder ferroelektrischen Speicherelementen, denen je eine Reihenleitung und je eine Spaltenleitung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufzeichnung der Information dem ausgewählten Element über die eine der beiden Leitungen ein Gleichstrom bzw. eine Gleichspannung und über die andere Leitung ein Wechselstrom bzw. eine Wechselspannung zugeführt werden und daß die Größe der genannten Ströme bzw. Spannungen so gewählt ist, daß keine Steuerung in das Sättigungsgebiet erfolgt.

2. Speichermatrix mit ferromagnetischen oder ferroelektrischen Speicherelementen, denen je eine Reihenleitung und je eine Spaltenleitung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zwecke der Wiedergabe dem ausgewählten Element über die eine der genannten Leitungen ein Wechselstrom bzw. eine Wechselspannung zugeführt wird und die Information über die andere Leitung durch Auswertung der 0 bzw. 180° betragenden Phasenlage, der in der genannten Leitung induzierten Wechselfrequenz erfolgt, wobei die Amplitude des Wechselstromes bzw. der Wechselspannung, welche dem Speicherelement zugeführt wird, so bemessen ist, daß keine Steuerung in das Sättigungsgebiet erfolgt.

3. Speichermatrix nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselstromsignal der einen der Zeilen- bzw. Spaltenleitungen zugeführt wird und von der anderen Leitung das Informationssignal entnommen wird, das der Restpolarisation desjenigen Speicherelementes entspricht, das an der Kreuzungsstelle liegt.

4. Speichermatrix nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeilenleitung und der Spaltenleitung Wechselströme bzw. Wechselspannungen unterschiedlicher Frequenz gleichzeitig zugeführt werden und die Information mittels einer dritten Leitung entnommen wird, die in Serie sämtliche Speicherelemente durchsetzt und einen der Differenzfrequenz beider Wechselströme bzw. Wechselspannungen entsprechenden Wechselstrom liefert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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