DE1098540B

DE1098540B - Magnetkernschalter

Info

Publication number: DE1098540B
Application number: DEI16660A
Authority: DE
Inventors: Gregory Constantine Jun
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1958-06-30
Filing date: 1959-06-30
Publication date: 1961-02-02
Also published as: NL133372C; GB992404A; GB915630A; DE1165083B; US3126528A; FR1233187A; NL245386A; GB929502A; DE1127398B

Description

DEUTSCHES

In datenverarbeitenden Maschinen werden als Speicher Magnetkerne verwendet. Sie werden in Art einer Matrix innerhalb einer Ebene angeordnet und mehrere solcher Ebenen bei Bedarf vereinigt. Die Wicklungen der Speicherkerne sind längs der Zeilen bzw. Spalten in Reihe geschaltet. Wenn mehrere Ebenen vorhanden sind, werden entsprechende Zeilen und Spalten wieder in Serie geschaltet. Wenn einer Spalte und einer Zeile gleichzeitig ein Strom zugeführt wird, so läßt sich bei richtiger Bemessung der Halbströme der magnetische Zustand des Kernes am Kreuzungspunkt der erregten Leitungen verändern. Im Falle mehrerer Ebenen von Speicherkernen erfährt je ein Kern einer Ebene eine Veränderung.

Zur Erzeugung der genannten Erregerströme sind Magnetkernschalter geeignet. Bei einer Ausführungsform dieser Schalter sind die Magnetkerne in gleicher Weise matrixartig angeordnet wie die Speicherkerne und werden in ähnlicher Weise ausgewählt. Bei einer anderen Ausführungsform von Magnetkernschaltern trägt jeder dieser Magnetkerne eine Mehrzahl von Windungen, die nach einem bestimmten Schlüssel auf die Kerne aufgewickelt und miteinander verbunden sind. In jedem Falle ist eine Ausgangswicklung jedes Magnetkernes an eine Spaltenleitung oder Zeilenleitung der Speicherkerne angeschlossen.

Durch gleichzeitige Stromzufuhr zur ausgewählten dieser seriengeschalteten Wicklung der Speicherkerne wird nur einer von ihnen in bestimmter Richtung magnetisiert und liefert ein Ausgangssignal, während die übrigen Kerne mehr oder weniger in der Richtung ihres schon bestehenden Ausgangs-Remanenzzustandes in Sättigungsrichtung magnetisiert werden oder eine geringe oder gar keine Magnetisierung erfahren. Der Vorteil dieser Magnetkernschalterausführung besteht darin, daß die Magnetisierungsströme sich in ihrer Wirkung auf dem ausgewählten Magnetkern addieren, so daß jeder nur einen Bruchteil der gesamten Leistung aufzubringen hat. Nachteilig bei beiden Ausführungsformen von Magnetkernschaltern ist es, daß bei jedem Auswahlvorgang eine ganze Reihe von Kernen eine mehr oder weniger starke Magnetisierung in der einen oder anderen Richtung erfährt. Wenn diese Magnetisierung auch nicht so groß ist, daß sie zur bleibenden Änderung des Magnetisierungszustandes der Schaltkerne führen kann, oder wenn sie einen Kern vom Remanenzzustand zur Sättigung in derselben Richtung treibt, so ruft sie doch Störsignale hervor, die zu den Speicherkernen gelangen. Die Störsignale gelangen zu nicht ausgewählten Wicklungen des Speichers und können — besonders bei häufiger Einwirkung — den Speicherinhalt durch bleibende Änderung des Magnetisierungszustandes der Speicherkerne zerstören. Schließlich muß die Leistung für die Störsignale von dem Erregerstrom des Magnetkernschalters aufgebracht werden. Hier setzt die Erfindung ein. Ihr Ziel ist die Schaffung eines Magnetkernschalters, der keine Magnetkerns chalter

Anmelder:

IBM Deutschland
Internationale Büro-Maschinen

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

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 30. Juni 1958

Gregory Constantine jun., Poughkeepsie, N. Y.

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Störsignale liefert und dessen Leistung von mehreren Erregerleitungen aufgebracht wird. Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Magnetkernschalter mit mehreren Magnetkernen und je mehreren Wicklungen, mit Reihenschaltung jeder Wicklung eines Magnetkernes mit je einer Wicklung aller anderen Magnetkerne sowie mit Einrichtungen zur Stromzufuhr an einige ausgewählte der Reihenschaltungen zwecks Ummagnetisierung eines Magnetkernes mit dem Merkmal, daß die Wicklungen der ausgewählten Reihenschaltungen ihre Magnetkerne in solchem Sinn umschlingen, daß sich die magnetischen Wirkungen der zugeführten Ströme nur in einem Magnetkern addieren, sich in allen übrigen Magnetkernen jedoch gegenseitig vollständig aufheben.

In der folgenden Beschreibung werden an Hand von Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele und ein Anwendungsbeispiel für Magnetkernschalter beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform des Magnetkernschalters;

Fig. 2 ist eine die Fig. 1 erläuternde Hysteresekurve;

Fig. 3 zeigt eine matrixartige Anordnung der Schalter nach Fig. 1;

Fig. 4 ist eine Hysteresekurve zur Erläuterung der Fig. 3;

Fig. S ist eine zweite Ausführungsform des Schalters;

Fig. 6 ist eine Hystereseschleife zur Erläuterung der Fig. 5;

Fig. 7 zeigt die Form der Ausgangsimpulse des Schalters nach Fig. 5.

109 508/258

Der Schalter nach Fig. 1 enthält vier Magnetkerne 10, 12, 14 und 16, für die im Beispiel die Toroidform gewählt wurde. Vier Paar Eingangswicklungen 26, 28, 30 und 32 sind in verschiedener Weise durch die vier Kerne 10, 12, 14 und 16 hindurchgeführt* und an eine gemeinsame Gleichstromquelle -\-B angeschlossen. Die Wicklungen eines Paares umschlingen jeden Kern in entgegengesetzter Richtung. Jeder Kern trägt außerdem eine Ausgangswicklung 34, die mit den Spalten oder Zeilen des Speichers, hier dargestellt durch Widerstand 36, verbunden ist. Vier Paare von NPN-Transistoren 18, 20, 22 und 24 sind mit den vier Paar Wicklungen 26, 28, 30 und 32 verbunden. Statt der Transistoren können auch andere, gleichartige Einrichtungen verwendet werden. Wenn der Basis der Transistoren ein positives Signal zugeführt wird, werden diese leitfähig und gestatten den Durchgang eines Stromes durch sie und die Wicklungen der Kerne.

In der Hysteresekurve der Fig. 2 sind die beiden von einemMagnetkerneinnehmbarenMagnetisierungszustände mit »0« und »1« bezeichnet. Der Übergang von dem einen zu dem anderen Zustand ist nur möglich, wenn die Größe des zugeführten Stromes einen bestimmten Wert — den Schwellwert — überschreitet. Ströme kleiner als der Schwellwert verursachen keine bedeutende Änderung des Magnetisierungszustandes. Nach dem Abklingen der Ströme stellt sich der Zustand »0« oder »1« annähernd wieder her. Zur Definition des Wicklungssinnes sei angenommen, daß bei immer gleicher Stromrichtung eine Wicklung den Kern in Richtung auf den Zustand »1« der Fig. 2 bringt, wenn diese Wicklung zuerst über und dann unter dem Kern verläuft (Fig. 1). Wenn die Wicklung zuerst unter und dann über dem Kern verläuft, so soll sie den Wickelsinn »0« haben. Um einen Kernzustand »0« der Fig. 2 zum Zustand »1« zu bringen, muß ein Strom zugeführt werden, der den SchweHwert übersteigt. Er bringt den Kern zunächst zum Sättigungspunkt a, und nach Aufhören dieses Stromes stellt sich der Zustand »1« ein. Der dabei entstehende Ausgangsimpuls dient als Schreibimpuls für den angeschlossenen Speicher. Ein gleich großer Strom in einer Wicklung entgegengesetzten Wickelsinnes führt den Kern vom Punkt »1« (Fig. 2) nach b, und nach Aufhören des Stromes kehrte er zum Zustand »0« zurück. Die dabei entstehende Ausgangsspannung sei als Leseimpuls für den angeschlossenen Speicher betrachtet. Bei den vorstehenden grundsätzlichen Betrachtungen wurde angenommen, daß ein Strom in einer Wicklung den magnetischen Zustand des Kernes ändert. Bei der Ausführungsform der Fig. 1 des erfindungsgemäßen Magnetkernschalters wird der erforderliche Strom von mehreren Wicklungen gleichzeitig aufgebracht, von denen also jede nur einen Bruchteil des Gesamtstromes zu führen braucht. Wenn Ht die gesamte von einer Wicklung aufzubringende Feldstärke darstellt, so

hat jede Wicklung nur den Betrag -^- aufzubringen.

Dieser Wert ist in Fig. 2 mit Hu bezeichnet.

Von den N Paar Wicklungen, die mit jedem Kern verkettet sind, durchsetzt eine von jedem Paar den Kern im »1 «-Sinne und die andere im »0«-Sinn. N Wicklungen durchsetzen den Kern also im »1«-Sinn und N Wicklungen den Kern im »0«-Sinn. Durch Zufuhr von Strom zu N Wicklungen, die im »1«-Sinn gewickelt sind, werden also iVEinheiten magnetischer Feldstärke kombiniert, und diese können einen Kern, der im »O«-Zustand befindlich ist, in den »1«-Zustand überführen. Der Ausgangsimpuls bei diesem Vorgang soE z. B. als Leseimpuls für eine Spalte oder Zeile des Speichers dienen. Entsprechend können N Wicklungen des umgekehrten Wickelsinnes zur Erzeugung eines Schreibimpulses benutzt werden.

Um zu erreichen, daß bei der Erregung von N Wicklungen des mit N Paar Wicklungen ausgestatteten Schalters der Fig. 1 nur ein einziger Kern ausgewählt wird und daß keine Störsignale von den übrigen nicht ausgewählten Kernen erzeugt werden, ist ein besonderes Wicklungsmuster nötig. Dieses Wicklungsmuster ist in der folgenden Tabelle I gezeigt.

Tabelle I

IH₁

„IV

Hierbei stellt eine Zeile einen einzelnen Kern dar, und !5 eine Spalte stellt ein Paar im entgegengesetzten Sinn gewickelter Wicklungen, ein komplementäres Paar von Wicklungen, dar. Dabei möge eine »1« ein komplementäres Wicklungspaar darstellen, welches den Kern im Sinn »1-0« durchsetzt, und eine »0« ein solches Wicklungspaar darstellen, welches den Kern im Sinn »0-1« durchsetzt. Dieses grundsätzliche Schema kann am besten dadurch auf eine größere Anzahl von Kernen ausgedehnt werden, indem man es jeweils verdoppelt und das vorhergehende Schema in Quadranten I, II, III einschreibt und im Quadranten IV das Komplement dieses Schemas. Für einen Magnetkernschalter mit vier Ausgängen sieht das Muster also folgendermaßen aus:

	Tabelle	II	1
1	1	1	0
1	0	1	0
1	1	0	1
1	0	0

In gleicher Weise erfolgt die Anpassung an größere Kernzahlen. Die Anwendung des Schaltungsmusters der Tabelle II auf den Magnetkernschalter nach Fig. 1 ist in der folgenden Tabelle III wiedergegeben.

Tabelle III

Kern-	Wicklungs-	schema	1	1	26α	26δ	-0	Windungssinn	286	30« I 30δ	32α	32δ	-0
Nr.		1	1	0	1-0	28 α	1-0	1-0	1-0
10	1	0	0	0	1 -0	0-1	1-0	0-1
12	1	1	0	1	1 -0	1-0	0-1	0-1
14	1	0			1	0-	0-1	1
16	1	■1

. Beim Betrieb des Magnetkernschalters erfolgt die Auswahl eines Kernes, der vom Zustand »0« in den Zustand »1« getrieben werden soll, durch Erregung derjenigen Wicklung der Wicklungspaare, welche diesen Kern im Sinn »1« in Übereinstimmung mit dem Schaltungsmuster durchsetzen. Ebenso erfolgt die Auswahl eines Kernes, der vom Zustand »1« zum Zustand »0« gebracht werden soll, durch Erregung der Wicklungen der Wicklungspaare, welche diesen Kern im Sinn»0« entsprechend dem Schaltungsmuster durchsetzen.

Befinden sich also alle Kerne 10, 12, 14 und 16 der Fig. 1 im »0«-Zustand und soll der Kern 12 ausgewählt und in den Zustand »1« gebracht werden entsprechend dem Muster 1010, so müssen die Transistoren 18 a, 20 b, 22 α und 24 b angesteuert und durchlässig gemacht werden, so daß die Wicklungen 26a, 28b, 30a und 32δ Ströme zuführen. Aus Tabelle III ist ersichtlich, daß Kern 12 der einzige Kern ist, der vier Feldstärkeeinheiten in »1«- Richtung erhält. Nur Kern 12 wird also vom Zustand »0«

1 09Ö Ö4U
5 6

zum Zustand »1« gebracht, und nur die Ausgangswick- spannung angewendet; eine Wicklung, die alle Kerne lung 34 δ wird der Last 36 δ einen Ausgangsimpuls durchsetzt, führt einen Gleichstrom, welcher eine zuführen. Aus der Tabelle III ist weiter zu entnehmen, magnetische Feldstärke hervorruft, die größer als die von daß bei der genannten Auswahl von erregten Wicklungen einer Spalten- oder Zeilenwicklung hervorgerufene ist. die Kerne 10, 14 und 16 je zwei Einheiten magnetischer 5 Diese in Fig. 4 mit H]₃ bezeichnete Feldstärke bringt alle Feldstärke in Richtung »1« und zwei Einheiten magne- Kerne zum Punkt α der Hystereseschleife. Die gesamte tischer Feldstärke in Richtung »0« empfangen, welche zur Umschaltung eines Kernes erforderliche Feldstärke sich gegenseitig auslöschen, so daß auf den Ausgangs- hat den Betrag Ht, die sich aus zweimal dem Betrag Hß wicklungen 34a, 34c und 34i£ keine Störsignale entstehen. der Zeilen- und Spaltenwicklungen zusammensetzt. Die Auswahl der anderen Kerne erfolgt in analoger Form. io Nicht ausgewählte Kerne erfahren jetzt nur noch eine

Soll mit Hilfe der eben beschriebenen Auswahl des Flußänderung vom Betrag Δ S₂, die kleiner ist als Δ B₁ Kernes 12 das ausgelesene Bit oder Wort des Kern- und die vergleichsweise vernachlässigbar ist. Speichers wieder eingeschrieben werden, so muß dem Bei einem Magnetkernschalter in Matrixform ohne

Magnetkernschalter ein Schreibimpuls gleicher Größe, Vormagnetisierung ist die von einem Zeilen- oder Spaltenaber entgegengesetzter Polarität geliefert werden. Das 15 strom aufzubringende magnetische Feldstärke Η_υ geschieht durch Überführen des vorher ausgewählten wesentlich kleiner als die Feldstärke H_D, die im Falle der Kernes 12 vom »!.«-Zustand in den »O«-Zustand. Dazu Vormagnetisierung aufgewendet werden muß. Die werden die Transistoren 18 δ, 20 α, 22 δ und 24 α ange- Treiberströme (in den Spalten und Zeilen) müssen deshalb steuert, welche Stromdurchfluß durch die Wicklungen wesentlich größer sein, wenn eine Vormagnetisierung 26 δ, 28 α, 30 δ und 32 α zulassen. Wie aus der Tabelle III ao angewendet wird. Will man den Erfindungsgedanken auf zu entnehmen ist, wird nur der vorher beim ersten Aus- einen Magnetkernschalter in Matrixform anwenden, so wahlvorgang gewählte Kern 12 vier Einheiten magne- lassen sich die Treiberströme ebenfalls klein halten, ohne tischer Feldstärke in Richtung auf den »O«-Zustand daß zusätzliche Störspannungen wie bei bekannten erhalten. Beim Übergang von dem Zustand »1« in den Magnetkernschaltern in Matrixform zu befürchten sind. Zustand »0« gibt der einen Ausgangsimpuls in entgegen- 35 Jeder Transistor braucht außerdem nur einen Bruchteil gesetzter Richtung ab. Auch jetzt können die übrigen der gesamten an den Verbrauch abzugebenden Leistung Kerne keine Störsignale verursachen. zu hefern.

Die Wahl der Spalten und Ströme für die Eingangs- Zu diesem Zweck werden die Spalten und Zeilen der

ströme, die Wicklungszahlen der Eingangs-und Ausgangs- Magnetkernschaltermatrix von Fig. 3 entsprechend der wicklungen, die Kernabmessungen und das Kernmaterial 30 Tabelle III verdrahtet. Die Spaltenwicklungen 65, 66, 67 sind Angelegenheiten des speziellen Entwurfs und für das und 68 werden gleichartig durch die Kerne 40, 44, 48 Prinzip des Schalters ohne Bedeutung. und 52 nach dem Muster 1111 gewickelt. Die Spalten-

Die Fig. 3 zeigt schematisch ein Anwendungsbeispiel wicklungen 65,66,67 und 68 laufen dann weiter durch die der Erfindung. Sie enthält einen Magnetkernschalter Kerne 41, 45, 47, 49 und 53 und durchdringen diese Kerne mit — willkürlich gewählt — sechzehn Kernen 40 bis 55, 35 nach dem Muster 1010. In der Spalte mit den Kernen 42, die in Zeilen und Spalten matrixartig angeordnet sind. 46, 50 und 54 werden dieselben Wicklungen nach- dem Die toroidförmigen Kerne haben Rechteckcharakteristik. Muster 1100 durch die Kerne geführt. Schließlich sind Eine Leitung 64 durchsetzt alle Kerne der Reihe nach und dieselben Wicklungen in der Spalte mit den Kernen 43, verursacht eine magnetische Vorspannung, auf die später 47, 51 und 55 nach dem Muster 1010 gewickelt. Die näher eingegangen werden soll. Vier Paar Eingangs- 40 Zeilenwicklungen 69, 70, 71 und 72 durchlaufen die wicklungen 65,66,67 und 68 sind spaltenweise verbunden Kerne 52, 53, 54 und 55 nach dem Muster 1111, die Kerne und führen zu der Gleichspannungsquelle -\-B. Das 48, 49, 50 und 51 nach dem Muster 1010, die Kerne Wicklungsschema ist für alle Kerne einer Spalte gleich, 44, 45, 46 und 47 nach dem Muster 1100 und schließlich aber von Spalte zu Spalte verschieden. Vier Paar die Kerne 40, 41, 42 und 43 nach dem Muster 0. Wicklungen 69, 70, 71 und 72 sind zeilenweise verbunden 45 Um einen gewünschten Kern vom Zustand »0« nach und ebenfalls an die Spannungsquelle +B geführt. Auch dem Zustand »1« zu magnetisieren, muß eine Wicklung hier ist das Wicklungsschema innerhalb einer Zeile für aus jedem Wicklungspaar der Spalten und Zeilen, die den alle Kerne gleich, aber von Zeile zu Zeile verschieden. gewünschten Kern in der »1«-Richtung durchsetzt, erregt Die Wicklungen eines Wicklungspaares durchsetzen den werden. Zur Ummagnetisierung eines bestimmten Kernes Kern im entgegengesetzten Sinn. Jeder der sechzehn 50 vom Zustand »1« in den Zustand »0« muß gleichzeitig aus Kerne 40 bis 55 trägt eine Ausgangswicklung 73 bis 88, jedem Wicklungspaar der Spalten- und Zeilenwicklungen die mit Zeilen- oder Spaltenwicklungen eines Kern- diejenige Wicklung erregt werden, welche den betreffenden Speichers verbunden sind, dargestellt hier durch einen Kern im »0«-Sinn durchsetzt.

Belastungswiderstand. Transistoren 56 bis 59 sind an die Zur Erläuterung eines Beispiels sei angenommen, daß

vier Paar Spaltenwicklungen 65 bis 68 angeschlossen; 55 anfangs alle Kerne 40 bis 55 im »0«-Zustand sind und daß gleiche Transistoren 60 bis 63 an die Zeilenwicklungen 69 der Kern 45 entsprechend dem Spaltenmuster 1010 und bis 72. Bisher wurden die Magnetkernschalter mit in dem Zeilenmuster 1100 in den »1«-Zustand übergeführt Matrixform angeordneten Schalterkernen so betrieben, werden soll. Es müssen also positive Signale gleichzeitig daß den Zeilen und Spalten Ströme zugeführt wurden, an die Basiselektroden der Transistoren 56 a, 57 δ, 58 a, welche in den Kernen Feldstärken erzeugten, die dem 60 59 δ, 60 α, 61α, 62 δ und 63 δ angelegt werden. Es führen Betrag Hy in Fig. 4 entsprechen. Jeder Strom für sich dann die Spaltenwicklungen 65 a, 66 δ, 67 a und 68 δ sowie vermochte den magnetischen Zustand des Kernes nicht die Zeilenwicklungen 69 α, 70 α, 71 δ, 72 δ Strom. In den vom Zustand »0« in den Zustand »1« zu überführen, nur Kernen 40, 44, 48 und 52, die in dem Schema 1111 ihre vereinte Wirkung war dazu imstande. Die Wirkung gewickelt sind, rufen die Spaltenwicklungen 65 a, 66 δ, 67a dieser Erregerströme auf die nicht ausgewählten Kerne 65 und 68 δ zwei Feldstärkeeinheiten in »1 «-Richtung und hatte zur Folge, daß die Hystereseschleife vom Punkt »0« zwei Feldstärkeeinheiten in »0«-Richtung hervor, die sich zum Punkt c durchlaufen wurde. Es wurde eine Fluß- gegenseitig aufheben und in den Ausgangswicklungen 73, änderung Δ B₁ hervorgerufen, die Störimpulse von den 77,81 und 85 keine Störsignale hervorrufen. Die Kerne41, nicht ausgewählten Kernen zur Folge hatte. Zur Ver- 45, 49 und 53, die nach dem Schema 1010 gewickelt sind, meidung dieser Störimpulse wurde die magnetische Vor- 70 erhalten vier Feldstärkeeinheiten in »!«-Richtung und

werden vom Punkt « zum Punkt δ der Hystereseschleife magnetisiert. Die Kerne 41, 49, 53 erfahren eine Flußänderung A B₂₁ die in den Ausgangswicklungen 74, 82 und 86 vernachlässigbare kleine Störspannungen hervorruft. In den nach dem Schema 1010 gebildeten Kernen 42, 46, 50 und 54 entstehen je zwei Feldstärkeeinheiten in »1«- und »O«-Richtung, die sich aufheben und in den Ausgangswicklungen 75, 79, 83 und 87 keine Störspannungen entstehen lassen. Dasselbe gilt für die Kerne 43, 47, 51 und 55, die nach dem Schema 1001 gewickelt sind. Auch hier liefern die Ausgangswicklungen 76, 80, 84 und 88 keine Störspannungen. Wenn man nun die Spaltenerregungen der Fig. 4 betrachtet, so entspricht die Kernzeile mit dem Kern 45 dem Kernschalter der Fig. 1.

Durch die Zeilenwicklungen 69«, 70«, 71 δ und 72 δ werden die Kerne 52, 53, 54 und 55 gewickelt nach dem Schema 1111, mit je zwei Feldstärkeeinheiten in »1«- und in »O«-Richtung beaufschlagt und liefern keine Ausgangsspannungen an ihren Ausgangswicklungen 85, 86, 87 und 88. Für die nach dem Schema 1010 gewickelten Kerne 48, 49, 50 und 51 gilt dasselbe; die Ausgangswicklungen 81,82,83 und 84 liefern keine Störsignale. Die Kerne 44,45,46 und 47, gewickelt nach dem Schema 1100, empfangen je vier Feldstärkeeinheiten in »le-Richtung, welche die Kerne vom Punkt « zum Punkt δ derHystereseschleife zu bringen versucht, so daß die nicht ausgewählten Kerne 44, 46 und 47 eine Flußänderung AB₂ erfahren, welche in den Ausgangswicklungen 77, 79 und 80 verhältnismäßig vernachlässigbare Störspannungen hervorrufen. Im ausgewählten Kern 45 jedoch addieren sich die vier Feldstärkeeinheiten in »1 «-Richtung, herrührend von den Zeilenströmen, zu den vier Feldstärkeeinheiten in »1 «-Richtung, herrührend von den Spaltenströmen, so daß dieser Kern von dem »0«- zum »1 «-Zustand übergeführt wird und in seiner Ausgangswicklung 78 einen als Leseimpuls eines angeschlossenen Kernspeichers verwendbaren Ausgangsimpuls abgibt. In den nach dem Schema 1001 bewegten Kernen 40, 41, 42 und 43 heben sich die Teil-Feldstärken wieder auf, so daß an die Ausgangswicklungen 73, 74, 75 und 76 keine Störspannungen geliefert werden. Es erhalten also die jeweils nicht ausgewählten Kerne ausgewählter Zeilen und Spalten vernachlässigbare Erregungen, während die restlichen nicht ausgewählten Kerne die Erregung »0« erhalten.

Um den vorher ausgewählten Kern rascher von dem Zustand »1« zum Zustand »0« zurückzubringen, können positive Signale gleichzeitig den Basiselektroden der Treiber zugeführt werden, die das Komplement der vorher ausgewählten sind, nämlich den Treibern 56 δ, 57«, 58 δ, 59«, 60 δ, 61 δ, 62« und 63«, so daß in den Spaltenwicklungen 65δ, 66«, 67 δ und 68« sowie in den Zeilenwicklungen 69 δ, 70 δ, 71« und 72« ein Strom fließt. Im Kern 45 werden dabei von den Spalten- und von den Zeilenwicklungen je vier Feldstärkeeinheiten zugeführt, und das in Wicklung 78 entstehende Ausgangssignal kann als Schreibimpuls im angeschlossenen Kernspeicher benützt werden. Diese nicht gewählten Magnetkerne der ausgewählten Spalten und Zeilen erhalten vernachlässigbare Erregung im »0«-Sinn, während die übrigen nicht gewählten Kerne keine Erregung erfahren. Die Abwandlung des Magnetkernschalters nach Fig. 3 für größere Kernzahlen kann in derselben Weise geschehen, wie es im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschrieben wurde. Wenn statt der in den Fig. 1 und 3 gezeigten unipolaren Treiber (Transistoren) bipolare Treiber verwendet werden, kann die komplementäre Windung eingespart werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 sind ein Paar Wicklungen mit unterschiedlichem Wicklungsschema jedem Kern so verbunden, daß bei der Auswahl je einer Wicklung jedes Wicklungspaares nur ein Kern ausgewählt wird und ein Impuls für den Lesevorgang des angeschlossenen Kernspeichers liefert. Zum Unterschied vom Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird hier ein nicht ausgewählter Kern, dessen Wicklungsschema das Kornplement des ausgewählten Kernes darstellt, eine gleich große, aber entgegengesetzte Erregung wie der ausgewählte Kern erhalten.

Diese Erregung des nicht ausgewählten einen Kernes spielt sich im Sättigungsbereich ab, so daß in der Ausgangswicklung nur eine kleine Störspannung erscheint. Die übrigen nicht gewählten Kerne des Schalters erhalten die Erregung »0« und liefern demnach auch keine Ausgangsspannung. Der Schreibimpuls für den Kernspeicher wird bei diesem Beispiel dadurch erzeugt, daß eine einzige Wicklung alle Kerne des Schalters durchsetzt und den vorher ausgewählten Kern in den Ausgangszustand zurückbringt.

Für diese Arbeitsweise ist ein besonderes Wicklungsschema erforderlich, welches in der folgenden Tabelle IV wiedergegeben ist.

Tabelle IV	1
1	1
1	0
1	0
0	1
0

Auch hier stellt eine Zeile der Tabelle einen einzelnen Kern und eine Spalte ein komplementäres Paar Wicklungen dar. Zur Vergrößerung des Grundmusters bei der Anwendung auf Schalter mit mehr Kernen kann jeweils eine Verdoppelung erreicht werden, indem man das in Tabelle IV enthaltene Schema in die Quadranten I, II, III und in den Quadranten IV das komplementäre Schema einzeichnet. In der folgenden Tabelle V ist das Grundschema für einen Magnetkernschalter mit acht Ausgängen abgewandelt.

TabeUe V

Aus dieser Tabelle V ist in der nachfolgenden Tabelle VI das Wicklungsschema für den Magnetkernschalter mit acht Ausgängen nach Fig. 5 entnommen.

1	1	1	1	I
1	0	1	0	IV
0	1	0	1
II 0	0	0	0
III 1	1	0	0
1	0	0	1
0	1	1	0
0	0	1	1

	Wicklungs-	TabeUe VI	38 α	386	1	Windungssinn	406	0	42« I 426	44« j 446
⁵⁵ ττ Kern-	schema		1 - 0		40«	1 - 0	1 - 0	1 - 0
Nr.	1111	1 - 0	0 - 1	1 - 0	0 - 1
10	10 10	1 - 0	1 - 0	0 - 1	0 - 1
	110 0	1 - 0	0 - 1	0 - 1	1 - 0
⁶⁰ 14	10 0 1	0 - 1	0-1	0 - 1	0 - 1
16	0 0 0 0	0 - 1	1 - 0	0 - 1	1 - 0
18	0 10 1	0 - 1	0 - 1	1 - 0	1 - 0
20	0 0 11	0 -	1 -	1 - 0	0 - 1
_c ²²	0 110
65 24

Zur Auswahl eines der Kerne wird auch hier von jedem

Wicklungspaar diejenige Wicklung ausgewählt und erregt, welche den ausgewählten Kern in der »1 «-Richtung durchsetzt. Es sei angenommen, daß sich alle Kerne 10, 12, 14,

16,18, 20, 22 und 24 am Anfang im »O«-Zustand befinden und daß der Kern 14 ausgewählt werden soll, der durch Überführung in den »1«-Zustand ein Lesesignal entsprechend dem Wicklungsschema 1100 abgeben soll. Es werden die Basiselektroden der Transistoren 28 α, 30 α, 32 δ, 34 δ gleichzeitig positiv gemacht, die Transistoren werden leitend und liefern Strom zu den Wicklungen 38 a, 40«, 42 δ und 44 δ. Der ausgewählte Kern 14 liefert ein in Fig. 7 dargestelltes Ausgangs signal an seiner Ausgangswicklung 46, deren Belastung durch den Widerstand 48 c dargestellt wird. Aus der Tabelle VI geht weiter hervor, daß bei der Erregung der vorstehend genannten Wicklungen zur Auswahl des Kernes 14 die Kerne 10, 12, 16, 18, 20 und 24 die jeweils zwei Feldstärkeeinheiten in »1 «-Richtung und zwei Feldstärkeeinheiten in»0«-Richtung erhalten, sich gegenseitig aufheben und in Ausgangswicklungen 46«, 46 δ, 46 d, 46 e, 46 f und 46 h kein Signal hervorrufen können. Der Kern 22 jedoch, der das komplementäre Wicklungsschema von Kern 14 hat, wird mit vier Feldstärkeeinheiten in »0«-Richtung beaufschlagt. Sein Magnetisierungszustand wandert also vom Punkt »0« der Fig. 6 zum Punkt δ der Hystereseschleife. Es entsteht eine Flußänderung Δ B₁, welche ein Störsignal mit dem in Fig. 7 dargestellten Kurvenverlauf erzeugt.

Soll dem Kernspeicher nun ein Schreibsignal zugeführt werden, so wird der Basiselektrode des Transistors 26 ein positives Signal zugeführt. Der Strom in der Wicklung 36, der alle Kerne in »0«-Richtung durchsetzt, verursacht allen Kernen eine Feldstärke, die gleich den vier

Feldstärkeeinheiten im »1«-Sinn war, wie sie vorher zur Umschaltung des Kernes 14 angewandt wurden. Da jetzt nur der Kern 14 im »1«-Zustand ist, wird nur er bei der Umschaltung in den »0«-Zustand ein wesentliches Ausgangssignal hervorrufen, das dem in Fig. 7 gezeigten gleich, aber entgegengesetzt ist, während alle übrigen Kerne nur die Flußänderung AB₁ aufweisen und ein kleines Störsignal infolge der Auslenkung auf der Hystereseschleife vom Punkt »0« zum Punkt B hervorrufen.

Wie aus der Tabelle VI hervorgeht, sind jeweils zwei Kerne mit einem komplementären Wicklungsschema gewählt. Es sind dies die Kerne 10,18 bzw. 12,20 bzw. 14, 22 bzw. 16, 24. Bei jeder möglichen Auswahlkombination von je einer Wicklung der Paare wird also ein Kern von einem zum anderen Magnetisierungszustand gebracht, während der komplementär gewickelte eine gleich große, aber entgegengesetzte Magnetisierung in die Sättigung erfährt.

Die Anordnung nach der Fig. 5 ist auch auf die Matrixanordnung der Fig. 3 anwendbar. Dabei würde eine alle Kerne durchsetzende Gleichstromvormagnetisierung vorzusehen sein, welche auch die Rückstellung nach der Leseauswahl bewirkt. Bei Beibehaltung derselben Treiberzahl wären in den Spalten vier Paar Wicklungen in Reihe

zu schalten mit einem für alle Spalten gleichen Wicklungsschema, welches der Tabelle VI entsprechen müßte. Auch die Zeilenwicklungen müßten dem Schema der Tabelle VI entnommen werden.

Die Auswahl je einer Wicklung jedes Wicklungspaares hätte zur Folge, daß nur ein Kern am Schnittpunkt der gewählten Zeilen und Spalten den alle Wicklungen in »1«-Richtung durchsetzenden voll erregt und umgeschaltet würde. Alle anderen Kerne der ausgewählten Spalten oder Zeilen erhielten eine Erregung halber Größe in »1 «-Richtung. Alle Kerne bis auf einen in einer Spalte und Zeile mit dem komplementären Wicklungsschema würden halbe Erregung in »O«-Richtung erleiden, während der Kern am Schnittpunkt der komplementären Spalte und Zeile in »0«-Richtung voll erregt würde. Der Kern am Schnittpunkt einer gewählten Spalte und einer komplementären Zeile sowie der Kern am Schnittpunkt einer komplementären Spalte und einer gewählten Zeile erführe die Erregung »0«, ebenso alle übrigen Kerne der Matrix. Wenn also das Auftreten geringer Störsignale erträglich ist, könnte mit diesem Wicklungsschema entsprechend der Fig. 5 eine Magnetkernschaltermatrix entworfen werden, die viermal soviel Ausgangswicklungen aufweist als die nach Fig. 1. Auch hier läßt bich durch Ersatz der unipolaren Treiber durch bipolare Treiber die komplementäre Wicklung einsparen.

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetkernschalter mit mehreren Magnetkernen und je mehreren Wicklungen, mit Reihenschaltung jeder Wicklung eines Magnetkernes mit je einer Wicklung aller anderen Magnetkerne sowie mit Einrichtungen zur Stromzufuhr an einige ausgewählte der Reihenschaltungen zwecks Ummagnetisierung eines Magnetkernes, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen der ausgewählten Reihenschaltungen ihre Magnetkerne in solchem Sinn umschlingen, daß sich die magnetischen Wirkungen der zugeführten Ströme nur in einem Magnetkern addieren, sich in allen übrigen Magnetkernen jedoch gegenseitig vollständig aufheben.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hälfte der Wicklungen eines Kernes diesen Kern in einem Wickelsinn und die andere Hälfte der Wicklungen denselben Kern im anderen Wickelsinn umschlingen.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabe eines Ausgangsimpulses (Leseimpuls) durch Stromzufuhr zu der einen Hälfte der Wicklungs-Reihenschaltungen und die Abgabe eines Ausgangsimpulses entgegengesetzter Polarität (Schreibimpuls) durch Stromzufuhr zu der anderen Hälfte der Wicklungs-Reihenschaltungen erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen