DE1144948B - Verfahren und Schaltung zum Ablesen gespeicherter Werte aus ferromagnetischen oder ferroelektrischen Speichern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft; ein Verfahren und eine Schaltung zum Ablesen gespeicherter Werte aus ferromagnetischen oder ferroelektrischen Speichern. Bei den gespeicherten Werten handelt es sich im allgemeinen um Zifferangaben, welche in Form von Ziffersymbolen darstellbar sind, die einerseits von einer Art (beispielsweise entsprechend dem Zahlenwert »1«) bzw. andererseits von einer davon verschiedenen weiteren Art (beispielsweise entsprechend dem Zahlenwert »0«) sein können. Derartige Speicher werden in weitem Maße als Angabenspeicher in Rechenmaschinen benutzt, bei welchen das Binär-Darstellungssystem Anwendung findet.

Angabenspeicher, bei welchen als Speicherelemente Spulenkerne aus magnetischem Material von entsprechendem Remanenzwert verwendet werden und bei welchen die Richtung der remanenten magnetischen Induktion der einzelnen Kerne zur Anzeige der darin aufzuzeichnenden Zifferelementarten benutzt wird, sind bereits bekannt. Das einzelne magnetische Speicherelement besteht meist aus einem kreisringförmigen Kern aus einem ferromagnetischen Material, auf welchen eine oder mehrere Erregungswicklungen gewickelt sind. Die Eingangs- und Ausgangssignale werden über diese Wicklungen zugeführt bzw. abgeleitet. Wenn die Größe des erregenden Feldes in der Erregungswicklung groß genug ist, wird die Richtung der magnetischen Induktion in dem betreffenden Speicherelement umgekehrt, falls das Speicherelement nicht schon vorher in der dem erregenden Feld entsprechenden Richtung magnetisiert war.

Derartige Nachrichtenspeicher weisen im allgemeinen eine Vielzahl solcher Speicherelemente innerhalb eines Systems zueinander koordinierter elektrischer Verbindungen auf, wobei jeweils ein einzelner Magnetkern zur Speicherung jeweils eines Angaben-Zifferelements benutzt wird. Um den wahlweisen Zugang zu den einzelnen Magnetkernen bei Einbringung bzw. beim Ablesen der zu speichernden Werte zu ermöglichen, sind derartige Systeme im allgemeinen so geschaltet, daß jeweils ein solcher Magnetkern am Kreuzungspunkt jeweils zweier in entsprechendem Maße erregter Koordinationselemente des Schaltungssystems liegt, dessen Koordinierung somit also durch die Lage der einzelnen Magnetkerne bestimmt ist. Die Einspeicherung des betreffenden Wertes in den betreffenden Magnetkern erfolgt hierbei in der Weise, daß der betreffende Magnetkern bis zum Sättigungspunkt magnetisiert wird, wobei die Richtung dieser Magnetisierung so gewählt ist, daß durch diese Richtung die jeweils gewünschte Art des darzustellenden Zifferelements versinnbildlicht wird. Das Ablesen des Verfahren und Schaltung

zum Ablesen gespeicherter Werte

aus ferromagnetischen oder ferroelektrischen

Speichern

Anmelder:

National Research Development Corporation,

London

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Holzer, Patentanwalt,
Augsburg, Philippine-Welser-Str. 14

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 31. August 1954 (Nr. 25 304)

ao Tom Kilburn, Urmston,

und George Richard Hoffmann,
Whalley Range (Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden

gespeicherten Wertes erfolgt dann in der Weise, daß in dem betreffenden Magnetkern eine magnetische Induktion von bestimmter Richtung erzeugt und da^ nach ermittelt wird, ob der Kern dabei eine Umkehr seiner Magnetisierungsrichtung erfährt oder nicht. Findet keine Richtungsumkehr statt, dann ist der gespeicherte Wert von einer Art, die durch die entsprechende Richtung der magnetischen Induktion dargestellt wird. Findet eine Magnetisierungsumkehr statt, dann gehört der gespeicherte Wert der anderen Art an.

Andere Speicheranordnungen benutzen für die Speicherelemente Materialien, die als »ferroelektrisch^ Stoffe« bekannt sind. Bei diesen handelt es sich um solche Stoffe, bei denen die elektrische Polarisation in nicht reversibler Weise von der anliegenden elektrischen Feldstärke abhängt. Wenn man die Polarisation in Abhängigkeit von dem anliegenden elektrischen Feld aufträgt, erhält man eine Hysteresiskurve, die eine ähnliche Gestalt wie die der ferromagnetischen Stoffe aufweist. Es existiert eine Sättigungspolarisation und eine Remanenz der Polarisation.

Die vorliegende Erfindung ist im allgemeinen genauso auch auf Speicheranordnungen mit polarisierbaren Speicherelementen anwendbar, wie sie auf die zuerst

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erwähnten magnetisch pblarisierbaren Anordnungen Weiterhin beinhaltet die Erfindung eine Schaltung

Anwendung finden kann. Da die Speieherwirkung in zur Ausführung eines solchen Verfahrens, welche jedem Fall in weitem Maße von der Hysteresis- durch einen Schaltkreis zur Zuführung der Eingangscharakteristik abhängt, und zwar entweder von der frequenz zum Speicherelement zwecks Änderung des magnetischen oder von der dielektrischen Hysteresis- 5 Erregungszustandes im nichtlinearen Bereich der kurve, je nachdem, weiche Speicherart angewandt Hysteresiskurve des Speicherelements ohne gleichwird, werden der Einfachheit halber in nachstehenden zeitige Änderung der Erregungsrichtung, ferner durch Ausführungen Anordnungen solcher magnetischer einen Schaltkreis zum Abgriff der in harmonischer bzw. ferroelektrischer Bauart mit dem Sammelbegriff Beziehung zur zugeführten Frequenz stehenden Aus- »Speicheranordnungen der Hysteresisbauart« bezeich- io gangsfrequenz und weiter durch einen Schaltkreis zur net. Bei den bisher vorgeschlagenen Formen solcher Bestimmung der Phasenbeziehung zwischen der Aus-Speicheranordnungen der Hysteresisbauart wurden gangsfrequenz und einer Bezugsfrequenz gekennzur Erzielung feines befriedigenden Betriebes ma- zeichnet ist, welch letztere eine konstante Phasengnetische oder dielektrische Materialien benötigt, bei beziehung zur zugeführten Frequenz hat. welchen der Remanenz-Induktionswert bzw. -Polari- 15 Die Erfindung wird nunmehr beispielsweise an sationswert soweit als möglich dem Sättigungs-Induk- Hand zweier Ausführungsformen der erfindungstionswert bzw. -Polarisationswert angenähert ist, wo- gemäßen Schaltung unter Bezug auf die Zeichnung bei die Hysteresiskurve soweit als möglich der so- beschrieben, in welcher

genannten Quadratform oder Rechteckform ange- Fig. 1 ein Schaltschema darstellt, welches einen

nähert sein soll. zo Ausschnitt aus einem Speichersystem zeigt, in wel-

Die bekannten Systeme haben den Nachteil, daß, _ch_em Magnetkernglieder verwendet werden und bei wenn man den Inhalt eines Speicherelements abzu- welchem eine Anordnung zum Herauslesen ohne Zerlesen wünscht, der zuvor in dem Speicherelement auf- störung der aufgezeichneten Nachricht entsprechend gezeichnete Wert natumotwendigerweise verloren- der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, geht. Wenn, was gewöhnlich der Fall ist, die Ursprung- 25 Fig. 2 eine Anzahl elektrischer Wellenformdialiche Aufzeichnung nach Beendigung des Ablesevor-' gramme zeigt und

ganges erhalten bleiben soll, dann muß dafür Vor- Fig. 3 ein ausschnittsweises Schaltschema zeigt,

sorge getroffen werden, daß nach dem Ablesevorgang welches eine Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten die Wiedereinschreibung des zuvor gespeicherten Ausbildungsform der Erfindung wiedergibt. Wertes in das Speicherelement erfolgt. 30 Es wird nunmehr auf Fig. 1 der Zeichnung Bezug

Es ist bereits ein Verfahren zum Ablesen gespei- ■-■< genommen. Die Figur zeigt eine Anzahl einzelner cherter Werte aus ferromagnetischen oder ferroelek- Speicherglieder der Hysteresisbauart in Form von irischen Speichern vorgeschlagen worden, gemäß wel- Magnetkernen a, b, c, d, e, f, g, h und i, die zusamchem dem jeweils abzulesenden Speicherelement min- _men eine Systemschaltung bilden, die ihrerseits wiedestens zwei verschiedene Frequenzen zugeführt wer- 35 derum nur einen Teil eines größeren Systems darden, deren Amplituden so bemessen sind, daß da- ' stellen kann. In der Figur sind die einzelnen Kerne a, durch der Aufzeichnungszustand des Speicherele- b ... h, i jeweils als ringförmige Kerne gezeigt, und ments nicht geändert wird, und gemäß welchem dieser _es sei angenommen, daß dieselben aus geeignetem Aufzeichnungszustand aus der Phasenlage einer magnetischem Material, wie z.B. einem Ferrit, ge-Mischfrequenz, die ihrerseits durch die Nichtlinearität 40 bildet seien.

der Hysteresiskurve in den Sättigungsgebieten ent- Jeder der Kerne a,b...h,i ist jeweils mit zwei gesteht, gegenüber einer festen Bezugsfrequenz von glei- trennten Wicklungen ausgestattet, deren jede von einer eher Schwingungszahl ermittelt wird. einzigen Anschlußleitung des Kernes gebildet wird.

Demgegenüber bezweckt die vorliegende Erfindung Die Kerne sind als System mit drei Horizontalreihen ein Verfahren zum zerstörungslosen Ablesen gespei- 45 _Und drei Vertikalspalten geschaltet, und die verschiecherter Werte aus ferromagnetischen oder ferroelek- denen Wicklungen sind jeweils in der gezeigten Weise trischen Speichern, welches hinsichtlich seines tech- längs der betreffenden Horizontalreihen und Vertikalnischen Ablaufs¹ einfacher ist als das bereits vorge- spalten in Serie geschaltet, so daß die Wicklungen im schlagen^ Verfahren und welches demgemäß auch ge- einzelnen von einer ersten Reihenleitung n, welche stattet, mit einer gegenüber der bereits vorgeschla- 50 den Kernen α, b und c zugeordnet ist, einer zweiten genen Schaltung wesentlich vereinfachten Schaltung Reihenleitung o, welche den Kernen d, e und / zugeausgeführt zu werden. ordnet ist, und einer dritten Reihenleitung p, welche

Die Erfindung beinhaltet dementsprechend ein Ver- den Kernen g, h und ζ zugeordnet ist, sowie einer fahren zum Ablesen eines gespeicherten Wertes aus ersten Spaltenleitung q, die den Kernen α, d und g einem ferromagnetischen oder ferroelektrischen Spei- 55 zugeordnet ist, einer zweiten Spaltenleitung r, die den eher durch Frequenzzuführung und somit Änderung Kernen b, e und h zugeordnet ist, und einer dritten des Erregungszustandes eines Speicherelements im Spaltenleitung s, die den Kernen c, f und i zugeordnet nichtlinearen Bereich der Hysteresiskurve unter gleich- ist, gebildet werden.

zeitiger Beibehaltung des Aufzeichnungszustandes des Die Reihenleitungen η, ο und ρ sind jeweils mit

Speicherelements und durch Phasenvergleich einer auf 60 ihrem einen Ende an jeweils eine Klemme von einGrund der Frequenzzuführung entstandenen, von die- zelnen Klemmen einer ersten oder Reihen-Wählsem Speicherelement abgeleiteten Frequenz mit einer Schaltereinrichtung RS angeschlossen, welche in der Bezugsfrequenz von zum Frequenzzugang fester Pha- Zeichnung symbolisch als handbetätigter einpoliger senlage, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß dem Dreiwege-Wählschalter dargestellt ist, mittels dessen Speicherelement nur eine einzige Frequenz Z₁ züge- 65 jeweils eine der gewählten Reihenleitungen η, ο und ρ führt wird und daß als mit der Bezugsfrequenz zu mit einer Einzelleitung t verbunden werden kann. Das vergleichende Ausgangsfrequenz eine Harmonische /₂ andere Ende jeder der Reihenleitungen η, ο und ρ ist dieser zugeführten Frequenz benutzt wird. an Erde gelegt. In gleicher Weise ist jede der Spalten-

leitungen q, r, s mit einer Klemme von einzelnen Klemmen einer zweiten oder Spalten-Wählschaltereinrichtung CS verbunden, die ihrerseits wiederum in der Zeichnung symbolisch als handbetätigter einpoliger Dreiwege-Wählschalter dargestellt ist, mittels dessen jede gewählte einzelne Spaltenleitung q, r oder s mit einer einzelnen Leitung u verbunden werden kann. Das entgegengesetzte Ende jeder der Spaltenleitungen q, r und s ist ebenfalls an Erde gelegt.

über das eine Ende der Leitung 11 mit der Frequenz Z₁ beschickt, während ihr anderes Ende an Erde gelegt ist. Die Wirkungsweise der dargestellten Schaltung ist die folgende:

Um ein Einschreiben in irgendeinen der Kerne a, b ... h,i des Systems herbeizuführen, werden die Schreibe-Lese-Steuerschalter WRSl und WRS 2 von der in der Figur dargestellten Stellung in die andere Schaltstellung umgelegt, wodurch die Leitungen t

Die Leitung t führt von der gemeinsamen Klemme io und u jeweils über die Leitung 10 mit der Gleichder Reihen-Wählschaltereinrichtung RS zu einer ge- stromquelle bzw. Gleichstrom-Impulsquelle WI vermeinsamen Klemme einer dritten Wählschalterein- bunden werden. Die Reihen-Wählschaltereinrichrichtung WRSl, die in der Zeichnung symbolisch als rung RS und die Spalten-Wählschaltereinrichtung CS handbetätigter Wechselschalter dargestellt ist. Die werden dann so eingestellt, daß die betreffende Leitung« führt von der gemeinsamen Klemme der 15 Reihen- und die betreffende Spaltenleitung jeweils Spalten-Wählschaltereinrichtung CS in gleicher Weise ausgewählt werden, welche sich an der Stelle

des jeweils gewünschten Kernes überschneiden. Wenn also beispielsweise gewünscht wird, daß eine Einschreibung in den Kern b erfolgen soll, 20 dann werden die Wählschaltereinrichtungen in eine Schaltlage gebracht, wie sie in der Zeichnung beispielsweise dargestellt ist. Der Zifferwert-Schalter D V wird dann auf den jeweils gewünschten der beiden verschiedenen Zifferwerte eingestellt, und sodann wird

der Schalter die erforderlichen Verbindungen für 25 die Schalttaste Kl betätigt, um ihren Stromkreis zu einen Herauslesevorgang aus dem Speicher fest, wäh- schließen. Dadurch wird bewirkt, daß zwei gleichrend er in der entgegengesetzten Schaltstellung diejenigen Verbindungen festlegt, die für die Durch-

zu der gemeinsamen Klemme einer vierten Wählschaltereinrichtung WRS 2, die in der Zeichnung ebenfalls symbolisch als handbetätigter Wechselschalter dargestellt ist.

Die Schalteinrichtungen WRSl und WRS 2 sind miteinander derart verbunden, daß sie gleichzeitig betätigt werden. Sie bilden somit einen Schreibe-Lese-Steuerschalter. In der dargestellten Schaltstellung legt

führung eines Einschreibevorganges benötigt werden.

zeitige Stromstöße über die Reihenleitung π und die Spaltenleitung r zu dem Kern b hinlaufen. Durch entsprechende Wahl des Einstellwertes des Wider-Die erne Klemme W₁ bzw. w₂ jeder der Schalteinrich- 30 Standes R können diese Ströme so eingestellt werden, tungen WjRSI und WRS 2 ist über eine Leitung 10 daß sie bewirken, daß der Kern b in einen magnemit der Klemme einer Stromquelle WI verbunden, tischen Sättigungszustand des gewünschten Magnetiwelche Gleichstrom oder Gleichstromimpulse liefert. sierungssinnes versetzt wird, welcher den gewählten Diese Stromquelle WI ist in der Zeichnung als Bat- Zifferwert darstellt. Wenn nun die Schalttaste Kl terie B angegeben, die mit einem Polwendeschalter 35 wieder losgelassen wird, so daß ihr Stromkreis wieder DV verbunden ist. Die Leitung 10 ist mit dem einen geöffnet wird, so bleibt der Kern b in diesem Sinne Pol des Schalters DV über eine Schalttaste Kl und magnetisiert.

einen Strombegrenzungswiderstand R verbunden, wäh- Wird die dargestellte Schaltung dazu verwendet,

rend der andere Pol des Schalters DV in der dar- um ein bereits in einem der Kerne a, b ... h, i gespeigestellten Weise an Erde gelegt ist. Der Schalter DV 4° chertes Nachrichtenelement herauszulesen, so werden bildet eine Steuereinrichtung, die es gestattet, festzu- die Lese-Schreibe-Steuerschalter WRS1 und WRS 2 legen, welcher der beiden verschiedenen Zifferwerte in die »Lese«-Stellung gebracht, die in der Zeichnung »0« oder »1« während des Einschreibevorganges in dargestellt ist. Die Reihen-Wählschalteinrichtung RS den Speicher eingeschrieben werden soll. Die andere wird in der Weise betätigt, daß diejenige Reihen-Klemme V₁ der Schalteinrichtung WRS1 ist über eine 45 leitung der Leitungen«, ο oder ρ ausgesucht wird, Leitung 11 mit einer Stromquelle 5 verbunden, welche welche den gewünschten Kern kreuzt, während die eine sinusförmige Wechselschwingung von der Fre- Spalten-Wählschaltereinrichtung CS in gleicher Weise quenz J₁ liefert und deren Tätigkeit mittels einer so eingestellt wird, daß diejenige Spaltenleitung q, r Schalttaste K 2 gesteuert werden kann. Die Form oder 5 ausgesucht wird, welche ebenfalls den gedieser Wechselschwingung ist in Fig. 2 (a) dargestellt. 5° wünschten Kern kreuzt. Die Stromquelle S, welche Die andere Klemme V₂ der Schalteinrichtung WRS 2 den Wechselstrom mit der Frequenz J₁ liefert, wird ist über eine Ausgangsleitung χ mit der Eingangs- dann durch Betätigung der Schalttaste K 2 wirksam klemme einer Siebeinrichtung F verbunden, die so gemacht, wodurch diese Frequenz der gewählten abgestimmt ist, daß sie nur die 2. Harmonische der Reihenleitung, beispielsweise der Reihenleitung n, zuFrequenz Z₁ der Stromquelle S annimmt. Die Aus- 55 geführt wird, wodurch eine Erregung aller in dieser gangsschwingung des Siebkreises F wird der einen Reihe liegenden Kerne a, b und c hervorgerufen wird. Eingangsklemme 12 eines phasenempfindlichen Gleich- Die Wicklung m des »Vergleichs «-Kernes y wird richterkreises PSR zugeführt. Die andere Eingangs- gleichzeitig durch diese Frequenz Z₁ erregt. Wegen der klemme 13 dieses phasenempfindlichen Gleichrichter- nichtlinearen Magnetisierungscharakteristik der Kerne kreises ist über eine Leitung 14 mit der einen Wick- 60 wird mindestens eine harmonische Ausgangsfrequenz lung / eines weiteren Magnetkernes y, des sogenannten der Frequenz /₂ in allen Spaltenleitungen q, r und 5 »Vergleichse-Kernes, verbunden, der im wesentlichen erzeugt. Da jedoch mittels der Wählschalteinrichtung eine mit Bezug auf die Kerne a ... i identische Form CS nur eine Spaltenleitung, beispielsweise die Leiaufweist. tung r, ausgewählt wurde, so wird nur die dort zur

Die Wicklung/, die wiederum die Form einer Ver- 65 Verfügung stehende Ausgangsfrequenz 2 f_v die von bindungsleitung hat, ist mit ihrem anderen Ende an dem Kern b induziert wird, über die Leitung r, die Erde gelegt. Eine andere diesem Kerny zugeordnete Schalteinrichtung WRS 2, die Leitung χ und den Sieb-Wicklungsleitung m wird von der Stromquelle S her kreis F zur Eingangsklemme 12 des phasenempfind-

lichen Gleichrichterkreises PSR zugeführt werden. Da der Eingangsklemme 13 dieses phasenempfindlichen Gleichrichterkreises PSR außerdem gleichzeitig die Ausgangsschwingung der Frequenz If₁ zugeleitet wird, die von der Wicklung I des »Vergleichse-Kernes y erzeugt wird, dessen anderer Wicklung m die Frequenz^ der Stromquelle S zugeführt wird, wird die Phasenbeziehung zwischen diesen beiden Eingangsschwingungen eine Anzeige des betreffenden Magne-

während sie von entgegengesetzter Polarität sein wird, wenn derselbe sich in dem anderen Magnetisierungszustand befindet.

Obwohl die verschiedenen Magnetkerne als Kerne von ringförmiger Gestalt dargestellt sind, dürfte es ohne weiteres klar sein, daß ihre Gestalt nicht von ausschlaggebender Bedeutung ist. Zur Bildung der Kerne kann jedes beliebige geeignete magnetische

ebenso ausgebildet wie die in Fig. 1 dargestellte Schaltung.

Das vorgenannte Schaltglied GA ist so beschaffen, daß es Strom nur dann durchläßt, wenn es durch die 5 Wirkung der positivläufigen Strobo-Impulse leitend gemacht ist. Da diese zeitlich so gelegt sind, daß sie mit den einzelnen gleichen Impulsspitzen der Ausgangsfrequenz Ij_x zeitlich zusammenfallen, wird die Ausgangsschwingung des Schaltgliedes GA eine be-

tisierungszustandes des gewählten Kernes b des Sy- io stimmte Polarität haben, wenn der ausgewählte Kern stems geben, da der »VergleichsÄ-Kerny so geschaltet sich in dem einen Magnetisierungszustand befindet, ist, daß er stets in einem bestimmten Magnetisierungszustand gehalten wird.

Wenn also der jeweils gewählte Kern sich in dem einen Magnetisierungszustand befindet, so wird die 15 der Klemme 12 des phasenempfindlichen Gleichrichters PSR zugeführte Ausgangsschwingung von der Frequenz 2Z₁ die in der Fig. 2 (b) dargestellte Form haben, während, wenn derselbe Kern sich in dem

anderen Magnetisierungszustand befindet, die der ao Material verwendet werden, welches eine zu fordernde Klemme 12 zugeführte Ausgangsschwingung die in Form der Hysteresischarakteristik aufweist. Ebenso Fig. 2 (c) gezeigte Form haben wird. können die verschiedenen Schalteinrichtungen, wie

Da die Ausgangsschwingung der Wicklung/ des z.B. RS, CS, WRSl und WRS2, irgendeiner geeig- »Vergleichs«-Kernes y stets die eine gewählte der bei- neten Bauart angehören. Sie können, falls eine elekden verschiedenen Wellenformen aufweisen wird, 25 ironische Steuerung von hoher Geschwindigkeit gewird die Ausgangsschwingung des phasenempfind- fordert wird, in an sich bekannter Weise aus einer liehen Gleichrichters, die auf der Leitung 15 abgreif- Anzahl von Koinzidenz-Schaltkreisen bestehen. Die bar ist, eine Anzeige für den Magnetisierungszustand Schalteinrichtungen können in Abwandlung dessen des jeweils gewählten Kernes darstellen. Wenn also auch eine Zusammenfassung weiterer Magnetkerndafür gesorgt wird, daß der Vergleichskern y der 30 glieder aufweisen, wie sie in Verbindung mit der Her-Klemme 13 des phasenempfindlichen Gleichrichter- beiführung einer Reihen-und Spaltenwahl bei Magnetkreises PSR stets eine Eingangsschwingung liefert, die kern-Speichergliedern bereits bekannt sind, der in Fig. 2 φ) gezeigten Form entspricht, dann Die Stromquelle 5 mit der Frequenz Z₁ kann irgendkann die Anordnung so getroffen werden, daß die eine zweckmäßige bekannte Form haben, beispiels-Ausgangsschwingung, welche in der Leitung 15 ge- 35 weise kann sie von einem Glühkathodenröhrenführt wird, den Nullwert annimmt oder im wesent- Oszillator gebildet sein, dessen Ausgangsschwingung liehen den Nullwert annimmt, wenn der gewählte durch Steuerung der Anodenstromzufuhr oder durch Kern des Systems sich in dem Magnetisierungszustand Zuführung geeigneter Sperrpotentiale zum Steuergitter befindet, der zur Darstellung des Zifferwertes »0« ge- gesteuert werden kann. Im Falle der Verwendung der wählt wurde, und es kann die Anordnung getroffen 40 Erfindung in Verbindung mit elektronischen Hochwerden, daß er einen wahrnehmbaren Potentialwert, leistungs-Rechengeräten müßte die Taste £2 durch ein entweder einen! positiven oder einen negativen Poten- Schaltglied oder eine ähnliche Einrichtung ersetzt tialwert, je nach der Schaltung des Gleichrichter- werden, die durch eine entsprechende Impuls-Wellenkreises PSR, annimmt, wenn der gewählte Kern sich form der Maschine gesteuert wird, beispielsweise in dem entgegengesetzten Magnetisierungszustand be- 45 durch die übliche Haupt- bzw. Zeitzeichenimpulsfindet, der gewählt wurde, um den Zifferwert »1« Wellenform.

darzustellen. Die Amplitude der Wechselstromschwingung mit

Fig. 3 zeigt Abweichungen der in Fig. 1 darge- der Frequenz Z₁, welche von der Stromquelle S abstellten Schaltung, die erforderlich sind, um eine ab- geleitet wird, ist nicht entscheidend. Bei kleinen gewandelte Schaltung zu schaffen, bei welcher die 5° Amplituden der Eingangsschwingung ist das Aus-Verwendung eines »Vergleichs«-Kernes gemäß Be- gangssignalf₂ der zweiten harmonischen Frequenz 2 Z₁, zugsziffer y in Fig. 1 vermieden ist. Bei dieser abge- welches von dem jeweils ausgewählten Kern abgeleitet wandelten Ausführungsform der Erfindung wird eine wird, naturnotwendigerweise selbstverständlich klein, kontinuierliche Folge von Strobo-Impulsen von einer denn bei nur kleinen Amplituden der Magnetisierungs-Form verwendet, die in Fig. 2 (d) dargestellt ist und 55 Stromänderung verläuft die Charakteristik des gedie von einem Impulsgeneratorkreis SPG abgeleitet sättigten Kernmaterials gewöhnlich im wesentlichen wird, der dadurch gesteuert wird, daß seine Steuer- linear. Wenn die Amplitude der Eingangsschwingung eingangsklemme 16 an die Frequenzquelle S ange- von der Frequenz Z₁ vergrößert wird, so wächst die schlossen ist, welche die Frequenz Z₁ liefert. Diese Amplitude der Ausgangsschwingung der harmonischen Strobo-Impulse, die stets in einer ganz bestimmten 6° Frequenz 2Z₁ schnell. Die stärksten Signale sind an zeitlichen Beziehung zu den Impulsspitzen der Fre- dem Punkt erzielbar, an welchem bereits die Gefahr quenz Z₁ auftreten, werden sodann über eine Leitung besteht, daß die in dem ausgewählten Kern gespeials Steuermittel zur Eingangsklemme 18 eines cherte Nachricht zerstört werden könnte, d. h. wenn Schaltgliedes GA zugeführt. Eine weitere Eingangs- die Amplitude der zugeführten Schwingung so groß klemme 17 dieses Schaltgliedes GA wird mit der ge- 65 ist, daß der Magnetisierungszustand des Kernes umwählten Ausgangsfrequenz 2Z₁ beschickt, die über die gekehrt wird. Eine geeignete Amplitude für die Strom-Leitung χ und den Siebkreis F von der Schalteinrich- schwingung mit der Frequenz Z₁, die wesentlich tung WRS2 herrührt. Der Rest der Schaltung ist niedriger liegt als der kritische Wert, die jedoch noch

ausreicht, um einen einigermaßen befriedigenden Ausgangsstrom zu bekommen, kann leicht durch Erprobung gefunden werden.

Um einen befriedigenden Betrieb des Systems zu erzielen, darf selbstverständlich keine merkliche zweite harmonische Komponente (von der Frequenz 2Z₁) in der ursprünglichen Eingangsfrequenz Z₁, die von der Stromquelle S herrührt, vorhanden sein. Die Anwesenheit irgendeiner solchen zweiten harmonischen Komponente kann dadurch vermieden werden, daß be- ίο kannte Sieb- und Ausgleichkreise verwendet werden. Wenn die Schaltkreise, die den Schaltern RS, CS, WRSl und WRS 2 entsprechen und welche zur Auswahl der jeweiligen Reihen- und Spaltenleitungen verwendet werden, der Magnetkernbauart angehören, dann ergeben sich aus der Erzeugung zweiter Harmonischer nur geringe oder gar keine Schwierigkeiten, da, wie auf Grund bisheriger Erfahrungen festgestellt werden konnte, irgendwelche in diesen Schaltern verwendete Magnetkerne jeweils oberhalb der linearen Bereiche ihrer Magnetisierungscharakteristiken betrieben werden.

Der Siebkreis F kann beispielsweise eine Induktanz-Kapazitäts-Schaltung oder eine andere bekannte Siebschaltung enthalten. Als phasenempfindlichen Gleichrichterkreis PSR kann man jeden bekannten Gleichrichterkreis benutzen, dessen Ausgangsspannung von der Phase gleichzurichtenden Spannung abhängt. Vorzugsweise enthält der Strobo-Impulsgenerator 5PG eine Schaltung zur Erzeugung von Rechteckimpulsen bzw. einen Multivibrator. An diesen Rechteck-Impulsgenerator schließt sich eine Differentiationsstufe an, deren Ausgangsimpulse einen monostabilen Kippkreis umschalten. Das Schaltglied GA gehört zweckmäßigerweise einer Bauart an, welche eine Pentodenröhre aufweist, deren Steuergitter die vom Siebkreis F herrührende Eingangsschwingung der harmonischen Frequenz/g zugeführt wird, während ihrem Bremsgitter die von dem Generator SPG gelieferte Strobo-Impulswellenform zugeführt wird. Die Strobo-Impulswellenform hat einen negativen Ruhepegel, der unterhalb des Unterbrechungspunktes des Bremsgitters liegt. Die an der Anode auftretenden Ausgangsimpulse der Pentodenröhre werden in einem geeigneten Widerstands-Kapazitätskreis integriert.

Es ist klar, daß, wenn ein solches Speicherglied der Magnetkernbauart mit nach dem Parallelverfahren auftretenden Ausgangssignalen betrieben wird, es möglich ist, die Inhalte aller Kerne innerhalb einer bestimmten Reihe dadurch herauszulesen, daß die Reihenleitung mit der Frequenz Z₁ beschickt wird und aus den einzelnen Spaltenleitungen gleichzeitig parallel herausgelesen wird, wobei die Phase der Ausgangsfrequenz 2 Z₁ von jeder einzelnen Spaltenleitung gleichzeitig nach Angabenwerten untersucht wird.

Während die beschriebenen Schaltungen in Form eines zweidimensionalen Speichersystems angeordnet sind, können dieselben selbstverständlich auch für jeweils eine Ebene eines dreidimensionalen Speichersystems Anwendung finden. Mehrziffrige Zahlensignale können in derartigen Speichern entweder in paralleler Form oder in Reihenform eingespeichert oder wiedergegeben werden, indem in an sich bekannter Weise die Reihen- und Spaltenleitungen mit entsprechenden Schalteinrichtungen verbunden sind.

Obwohl die Erfindung hier im einzelnen unter Bezug auf Hysteresis-Speichergeräte der Magnetkernbauart beschrieben wurde, ergibt sich dem Fachmann ohne weiteres, daß ähnliche Schaltungen mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung auch in Verbindung mit Speichergeräten der dielektrischen Bauart Anwendung finden können.

Claims (13)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Ablesen eines gespeicherten Wertes aus einem ferromagnetischen oder ferroelektrischen Speicher durch Frequenzzuführung und somit Änderung des Erregungszustandes des Speicherelements im nichtlinearen Bereich der Hysteresiskurve unter gleichzeitiger Beibehaltung des Aufzeichnungszustandes des Speicherelements und durch Phasenvergleich einer auf Grund der Frequenzzuführung entstandenen, von diesem Speicherelement abgeleiteten Frequenz mit einer Bezugsfrequenz von zum Frequenzzugang fester Phasenlage, dadurch gekennzeichnet, daß dem Speicherelement nur eine einzige Frequenz Cf₁) zugeführt wird und daß als mit der Bezugsfrequenz zu vergleichende Ausgangsfrequenz eine Harmonische (Z₂) dieser zugeführten Frequenz benutzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeführte Frequenz einer Erregungsleitung des Speicherelements zugeführt wird und daß die Ausgangsfrequenz von einer zweiten Erregungsleitung dieses Speicherelements abgegriffen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2 zur wahlweisen Ablesung gespeicherter Werte aus einem ferromagnetischen bzw. ferroelektrischen Speicher, der von einzelnen, in Form von Reihen und Spalten einander zukoordinierten Speicherelementen gebildet ist, wobei die Speicherelemente einer Reihe jeweils einer gemeinsamen Reihenleitung und die einzelnen Speicherelemente einer Spalte jeweils einer gemeinsamen Spaltenleitung zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeführte Frequenz jeweils derjenigen Reihenleitung zugeführt wird, welche dem gewünschten Speicherelement zugeordnet ist, und daß die Ausgangsfrequenz jeweils von derjenigen Spaltenleitung abgegriffen wird, die ebenfalls diesem gewünschten Speicherelement zugeordnet ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeleitete Ausgangsfrequenz die 2. Harmonische (2Z₁) der zugeführten Frequenz ist.

5. Schaltung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis (5, K₂, WRS₁, RS, n, o, p) zur Zuführung der Eingangsfrequenz (Z₁) zum Speicherelement (a . . . ι) zwecks Änderung des Erregungszustandes im nichtlinearen Bereich der Hysteresiskurve des Speicherelements ohne gleichzeitige Änderung der Erregungsrichtung desselben, ferner gekennzeichnet durch einen Schaltkreis (q, r, s, CF, WRS₂) zum Abgriff der in harmonischer Beziehung zur zugeführten Frequenz stehenden Ausgangsfrequenz (f_?) und weiter gekennzeichnet durch einen Schaltkreis (F, PSR) zur Bestimmung der Phasenbeziehung zwischen der Ausgangsfrequenz und einer Bezugsfrequenz, welch letztere eine konstante Phasenbeziehung zur zugeführten Frequenz hat.

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6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherelement (α... ί) einen Magnetkern mit an sich bekannter Hysteresischarakteristik aufweist, der mit mindestens zwei voneinander getrennten Induktionswicklungen zur Aufnahme der zugeführten Frequenz und zum Abgriff der Ausgangsfrequenz versehen ist.

7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von solchen Magnetkernen in einem System einander zukoordinierter, jeweils die Zuführungs- und Abgriffwicklungen für sich verbindender Verbindungsleitungen derart angeordnet ist, daß Reihen (n, o, p) und Spalten (q, r, s) gebildet werden, wobei die einzelnen Speicherelemente (α ... i) jeweils stets nur einer Reihe und einer Spalte zugeordnet sind.

8. Schaltung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis (RS) zur wahlweisen Zuführung der zuzuführenden Frequenz zu einer jeweils gewünschten Reihe (n, o, p) des Systems und ferner gekennzeichnet durch einen weiteren Schaltkreis (CS) zur Ableitung der Ausgangsfrequenz von einer beliebig gewählten Spalte (q, r, s) des Systems derart, daß die Auswahl jeweils nur eines Magnetkerns zwecks Herauslesung des darin gespeicherten Wertes sichergestellt ist.

9. Schaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch einen auf die 2. Hannonische (2Z₁) der zugeführten Frequenz Cf₁) abgestimmten Siebkreis (F), welcher an den Schaltkreis (CS) angeschlossen ist.

10. Schaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 7 mit einem Schaltkreis zur Erzeugung der Bezugsfrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß diese Bezugsfrequenz von einem gleichartigen Speicherelement (y) mit an sich bekannter Hysteresischarakteristik gebildet wird, die mit der zugeführten Frequenz beschickt und fortgesetzt in einem bestimmten Erregungszustand gehalten wird.

11. Schaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis zur Bestimmung der Phasenbeziehung zwischen der Ausgangsfrequenz und der Bezugsfrequenz in einem phasenempfindlichen Gleichrichterkreis (PSR) besteht.

12. Schaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 9 mit einem Schaltkreis zur Erzeugung der Bezugsfrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Schaltkreis einen Strobo-Impulsgenerator (SPG) aufweist, dessen Impulsabgabe zeitlich durch die zugeführte Frequenz gesteuert wird.

13. Schaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis zur Bestimmung der Phasenlage zwischen der Ausgangsfrequenz und der Bezugsfrequenz ein Schaltglied (GA) aufweist, dem als erste Steuerfrequenz die Ausgangsfrequenz und dem als zweite Steuerfrequenz die vom Strobo-Impulsgenerator (SPG) herrührende Bezugsfrequenz zugeführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Zeitschrift »Journal of Applied Physics«, 1950 (Januar), S. 49;

Zeitschrift »Proceedings of the Institute of Radio Engineers«, 1950 (Juni), S. 626; 1951 (April), S. 401; (Oktober), S. 1407;

Zeitschrift »Communications and Electronics«, (Januar), S. 395;

Zeitschrift »Electronics«, 1948 (September), S. 110 bis 118;

Zeitschrift »M. I. T. Radiation Laboratory Series«, Verlag McGraw-Hill, Bd. 21, 1948, S. 384 (Fig. 12 bis 14); Bd. 19, 1949, S. 10 (Fig. 1 bis 3) und S. 166 bis 171.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1035 941.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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