DE1219082B - Differentialverstaerkerschaltung fuer einen Matrix-Schreib-Lese-Kreis - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

HO3k

Deutsche Kl.: 21 al - 37/60

A39111IXc/21al
27. Dezember 1961
16. Juni 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine Differentialverstärkerschaltung für einen Matrix-Schreib-Lese-Kreis, der an eine Lese-Inhibit-Wicklung angeschlossen ist.

Es ist bekannt, zum Zweck der Kompensierung von auf induktive Weise entstehenden Störimpulsen in einer Speichermatrix eine aus zwei Hälften bestehende Lese-Inhibit-Wicklung zu benutzen, welche mit ihren Ausgängen (Eingängen) an eine Differentialauswerteeinrichtung geschaltet ist. Zur Erzielung eines einfacheren Aufbaus und zur Vermeidung von Wickelarbeit an den Ringkernen ist es dabei bekannt, die Lesewicklung einer Matrixebene auch als Inhibitwicklung zu benutzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die durch einen Inhibitimpuls, insbesondere die beim Abschalten eines solchen Inhibitimpulses entstehenden störenden Einflüsse auf den das Nutzsignal auswertenden Lesekreis zu beseitigen. Diese störenden Einflüsse bestehen in der Größe der auslaufenden Flanke des Inhibitimpulses, die über eine unliebsame lange Zeit die Aufnahme des bedeutend kleineren Nutzsignals durch die Auswerteeinrichtung verhindert, da sie das Nutzsignal einfach überdeckt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Differentialverstärkerschaltung eingangs genannter Art dadurch gekennzeichnet, daß die Lese-Inhibit-Wicklung als zweiteilige Wicklung ausgebildet ist und daß die Ansteuerung dieser Lese-Inhibit-Wicklung über eine an ihr vorgesehene Mittelanzapfung und über einen an ihre Enden angeschlossenen Ziffernebenentreiber erfolgt und daß ein ebenfalls an diese Enden angeschlossener Differentialverstärker zur Verstärkung der aus der Matrix kommenden Lesesignale vorgesehen ist.

Durch die Differentialverstärkerschaltung nach der Erfindung gelingt es, die Wirkung der Störung auf die Auswerteeinrichtung zu beseitigen und nur das Nutzsignal der somit kurz auf den Inhibitvorgang möglichen Speicherabfrage auf die Auswerteeinrichtung gelangen zu lassen.

Die Differentialverstärkerschaltung nach der Erfindung weist für die in einer Ebene zusammengefaßten abzufühlendeii Speicherelemente zwei Ziffernebenen-Wicklungen auf. Jede dieser Wicklungen ist induktiv mit der einen Hälfte der Impulsspeicherelemente in der Ebene verkoppelt. Diese Ziffernebenen-Wicklungen werden zum Eintragen von Daten zugleich erregt. Bei Auftreten eines Magnetisierungssignals zum Ablesen der Daten wird in der einen oder der anderen dieser beiden Wicklungen ein Signal induziert, das von dem Speicherungszustand der Im-Differentialverstärkerschaltung für einen
Matrix-Schreib-Lese-Kreis

Anmelder:

Ampex Corporation,
Redwood City, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dr.-Ing. A. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann

und Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke, Patentanwälte,

München 27, Möhlstr. 22

Als Erfinder benannt:
William Stanley Knowles,
Malibu, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. Dezember 1960
(78757)

pulsspeicherelemente bestimmt wird. Nach der Erfindung ist ferner ein Differentialverstärker mit zwei Transistoren vorgesehen, mit denen die beiden Ziffernebenen-Wicklungen gekoppelt sind. Mit den Kollektorelektroden dieser beiden Transistoren sind Verzögerungseinrichtungen gekoppelt, wobei die Ausgangsleistung von den beiden Kollektorelektroden dieser beiden Transistoren abgenommen wird. Die Verzögerungseinrichtungen bewirken eine Beseitigung unerwünschter Signale und eine Erhaltung eines Gleichspannungspegels, wobei die Ermittlung einer Abweichung von diesem Pegel das Vorliegen eines Ablesesignals aus dem Impulsspeicher anzeigt.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der beiliegenden Zeichnung ausführlich beschrieben.
Die Zeichnung zeigt nur drei durch Rechtecke dargestellte Ziffernebenen 1Ö, 12 und 14. Selbstverständlich enthält ein Magnetkernspeicher, bei dem die Erfindung Anwendung findet, eine sehr große Anzahl solcher Ziffernebenen. Ferner wird darauf hingewiesen, daß für jede Ziffernebene je eine dargestellte Schaltung erforderlich ist. Diese Ziffernebene enthält eine Anzahl von Kernen, von denen die Kerne 16 und dargestellt sind. Diese Kerne werden üblicherweise

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in allen Ziffernebenen in Spalten und Reihen angeordnet, wobei durch die in allen Ziffernebenen die gleiche Stelle einnehmenden Kerne die Magnetisierungswicklungen 20, 22 hindurchgeführt sind. Für jede Ziffernebene 10, 12, 14 ist eine erste Ziffernebenen-Wicklung 24 und eine zweite Ziffernebenen-Wicklung 26 vorgesehen. Jede dieser Ziffemebenen-Wicklungen ist mit der einen Hälfte der Kerne in einer Ziffernebene induktiv gekoppelt. So ist beispielsweise die Ziffernebenen-Wicklung 24 induktiv mit dem Kern 16 und die Ziffernebenen-Wicklung 26 mit dem Kern 18 verkoppelt. Das eine Ende jeder Ziffernebenen-Wicklung ist geerdet, während das andere Ende mit einer Anschlußklemme 28 bzw. 30 verbunden ist.

Zwecks Eintragung von Daten in jeden der Kerne 16, 16', 16" usw. führt der Schreib- und Abfragetreiber 32 der Wicklung 20 einen Strom mit einer bestimmten Polarität zu. Der Wert der magnetomotorischen Kraft, die dem Kern 16 und den anderen, in den anderen Kernebenen die gleiche Stelle einnehmenden Kernen zugeführt wird, reicht aus, um diese Kerne aus dem einen in den anderen ihrer Zustände magnetischer Remanenz zu versetzen. Diejenigen Kerne, die von dem Treiber 32 unbeeinflußt bleiben sollen, erhalten Strom über die beiden Ziffernebenen-Wicklungen 24, 26. Ein Ziffernebenentreiber 36 führt einem Stromtreibtransistor 38 ein Signal zu. Die Kollektorelektrode dieses Transistors steht über die beiden Widerstände 40, 42 mit den "betreffenden Anschlußklemmen 28, 30 in Verbindung. Der Emitterelektrode des Transistors 38 und Erde wird ein Betriebspotential zugeführt. Daher fließt durch die beiden Wicklungen 24, 26 ein Strom, der verhindert, daß die Kerne in der Kernebene 10 von dem Strom beeinflußt werden, der diesen aus einem der Schreib- und Abfragetreiber 32, 34 zugeführt wird.

Es ist erwünscht, das Eintragen von Information in den Impulsspeicher so rasch wie möglich zu beenden. Der Strom, der den Ziffernebenen-Wicklungen zugeführt wird, und der eine Beeinflussung der Kerne in der Kernebene verhindern soll, ist ziemlich stark. Das beim Ablesen des Kerns abgeleitete Signal, das erhalten wird, wenn der Kern mit einem Strom ummagnetisiert wird, der entgegengesetzt zu dem Schreibstrom verläuft, wobei in der Abfühlwicklung eine Spannung induziert wird, ist ziemlich schwach. Das plötzliche Abschalten eines Schreibstroms verursacht die Induktion einer Störspannung in der Inhibitwicklung, welche unterdrückt werden muß, damit die in der Ziffernebenen-Wicklung kurz darauf beim Ablesen induzierte Spannung ermittelt werden kann. Nach der Erfindung wird dies durch eine besondere Art einer Differentialverstärkerschaltung erreicht. Der Verstärker selbst arbeitet mit zwei Transistoren 400, 420. Die Basiselektrode des Transistors 400 steht mit der Anschlußklemme 30 in Verbindung, an die das eine Ende der Ziffernebenen-Wicklung 26 angeschlossen ist. Die Basiselektrode des Transistors 420 steht mit der Anschlußklemme 28 in Verbindung, an die das eine Ende der Ziffernebenen-Wicklung 24 angeschlossen ist. Alle Signale, die in den betreffenden Ziffernebenen-Wicklungen induziert werden, treten an den betreffenden Widerständen 44, 46 auf, die zwischen die Klemmen 28,30 und Erde geschaltet sind. Diese Signale werden daher den Basiselektroden der Transistoren 400, 420 zugeführt.

Die Transistoren 400 und 420 werden aus einer Gleichspannungsquelle gespeist. Dies erfolgt über einen Transistor 48, der über einen Widerstand 50 mit den Emitterelektroden der Transistoren 400, 420 in Verbindung steht. An die Emitterelektrode des Transistors 48 wird über einen Widerstand 52 eine Spannung in der Größenordnung von 15 Volt angelegt. An die Basiselektrode des Transistors 48 wird eine Vorspannung angelegt, die den Transistor bei

ίο einem gewünschten Strompegel leitend erhält. Die Kollektorelektroden der Transistoren 400, 420 sind an eine Betriebspotentialquelle, im vorliegenden Fall von — 9 Volt, über die Verzögerungsstrecken 54, 56 angeschlossen, zu denen die Widerstände 58 bzw. 60 parallel geschaltet sind. Die Ausgangsleistang wird an den Kollektorelektroden der Transistoren 400, 420 abgenommen und zu dem nachfolgenden Diskriminatorkreis 62 geleitet.

Mit Hilfe der dargestellten Anordnung werden

ao Störsignale, die im allgemeinen beide Wicklungen 24, 26 beeinflussen, von den Transistoren 400, 420 in gleichem Ausmaß verstärkt und leicht ausgelöscht. Die Transistoren sättigen sich nicht während der Zeit, in der der Ziffernkreis vom Transistor 38 betrieben wird und zeigen eine ausgezeichnete Erholungszeit. Wegen der Begrenzungsmerkmale der Anordnung werden die Spannungsanstiege an den Kollektorelektroden infolge von Störspannungen auf einen Wert begrenzt, der nicht mehr als das Zwei- oder Dreifache der Amplitude eines Signals beträgt, das beim Ummagnetisieren eines Kerns während des Ablesens erhalten wird. Ein weiterer Vorzug dieser Verstärkerschaltung ist darin zu sehen, daß die Kopplung zwischen den Ziffernleitungen 24, 26 auf einem Mindestwert gehalten wird, da die Eingangsimpedanz etwas größer ist als diejenige, die in der Praxis bei Verwendung eines Abfühltransformators erzielt werden kann, wie es bisher üblich war. Dies ist wichtig, da durch eine solche Kopplung ein Abfühlsignal geschwächt werden kann.

Obwohl das Signal an irgendeiner Kollektorelektrode der Differentialverstärker ziemlich rein ist, so bleibt immer noch die Aufgabe bestehen, eine Basisleitung zu schaffen, wobei die Ermittlung einer Abweichung von dieser eine Anzeige ermöglicht, ob der Kern während der Ablesung ummagnetisiert wurde oder nicht. Da eine Abweichung vom Gleichgewicht der Ströme zwischen den beiden Transistoren 400, 420 unvermeidlich ist, so kann der Gleichstrom, bei dem das Ablesesignal beginnt, nicht genau definiert werden. Bei einer Untersuchung des Signals, das von den Abfühlleitungen erwartet werden kann, ist leicht einzusehen, daß höchstens ein verschwindend kleiner Zeitpunkt verfügbar ist, um als Bezugsbasis erfaßt werden zu können, da fast der gesamte Zyklus sich auf die Magnetisierungszeit und die Abfühlzeit verteilt.

Es wird nunmehr die Funktion der Verzögerungsstrecken 54, 56 in der Schaltung erläutert. Es sei eine Verzögerungsstrecke mit einer elektrischen Länge von 0,1 Mikrosekunde betrachtet, die mit den Kollektorelektroden der Transistoren 400,420 verbunden und ordnungsgemäß abgeschlossen ist. Ist zum Abfühlen der relativen Spannung an den beiden Enden einer solchen Strecke eine Einrichtung vorgesehen und werden die auf die Transistoren 400 und 420 folgenden Ablesekreise zur Ablesezeit eingeschaltet, welche Funktion von der Lesesignalauftastquelle 64

ausgeübt wird, dann liegt beim Auftreten eines Signals aus einem Kern am Anfang der Verzögerungsstrecke die Spitze des Ummagnetisierungssignals, während das entfernte Ende der Verzögerungsstrecke immer noch die Basisleitungsspannung kurz vor dem Beginn des Ummagnetisierungssignals verzeichnet. Alle Störsignale als Folge der vorhergehenden Ummagnetisierung werden nach Durchwandern der Verzögerungsstrecke vom Abschlußwiderstand vernichtet.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Schaltung, nach der die Verzögerungsstrecken 54, 56 zwischen die Kollektorelektrode und die Betriebspotentialquelle parallel mit einem gesonderten Widerstand 58, 60 geschaltet sind, dessen Widerstandswert gleich der charakteristischen Impedanz der Verzögerungsstrecke ist, wird die oben beschriebene Arbeitsweise ausgenutzt. Die Länge der Verzögerungsstrecke beträgt die Hälfte der erforderlichen elektrischen Länge oder 0,05 Mikrosekunden. Das Ende der an die Betriebspotentialquelle (-9VoIt) angeschlossenen Verzögerungsstrecke ist im wesentlichen kurzgeschlossen. Ein Abschlußwiderstand ist am Verbindungspunkt zwischen dem Eingang der Verzögerungsstrecke und den Kollektorelektroden der Transistoren vorgesehen. Im Betrieb werden daher die Störsignale, die auftreten, durch Reflexion und Absorption am bzw. im Abschlußwiderstand am Eingangsende der Verzögerungsstrecke wirksam vernichtet. Zu Beginn der Ableseperiode, ist die an der Kollektorelektrode liegende Spannung gleich der der Basisleitung und eine Abweichung von dieser während der Ableseperiode zeigt an, daß ein Kern auf Grund des Ablesestromes ummagnetisiert wurde.

Bei einer in der Praxis aufgebauten Ausführungsform der Erfindung wurden für die Widerstände 44, 46 je 180 Ω, für die Widerstände 40, 42 je 200 Ω, für die Widerstände 50, 58, 60 je 330 Ω, für Widerstand 52 1 IcQ verwendet. Es wurden Transistoren der Type 2N710 verwendet. Soll eine sehr große Speicherkapazität geschaffen werden, so kann die Lese-Inhibit-Wicklung in mehrere Abschnitte unterteilt werden, wobei die gleiche Anzahl von Transistoren zu den in der Zeichnung dargestellten Transistoren 400, 420 parallel geschaltet wird, während für alle Transistoren dieselben Verzögerungsstrecken benutzt werden können. Das Rechteck mit der Beschriftung »Diskriminatorkreis 62« soll die an sich bekannte Schaltung darstellen, desgleichen die Lesesignalauftastquelle 64. Es wird darauf hingewiesen, daß der Transistor 38 vom Typ N-P-N ist, während die Transistoren 48, 420 und 400 vom P-N-P-Typ sind. Diese Angaben zum Typ der Transistoren wie auch zu den Werten der Widerstände und des Verzögerungsintervalls der Verzögerungsstrecke werden als Beispiel für eine betriebsfähige Ausführungsform der Erfindung gegeben.

In den vorstehenden Zeilen wurde eine neuartige und nützliche Schaltung beschrieben, mit deren Hilfe in Speichern der beschriebenen Art eine Wicklung sowohl für Schreib- als auch für Abfühlzwecke benutzt werden kann, ohne daß die Geschwindigkeit, mit der die Anordnung arbeiten kann, dadurch vermindert wird, und ohne daß Verstärkerelemente infolge von in diesen Leitungen auftretenden unerwünschten Signalen gesättigt werden. Es wurde eine Einrichtung zum Auslöschen unerwünschter Signale und für die Anzeige eines Basispegels geschaffen, wobei ein erwünschtes Signal in der Weise ermittelt wird, daß bestimmt wird, ob während des Ableseintervalls Abweichungen von diesem Basispegel auftreten.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Differentialverstärkerschaltung für eines Matrix-Schreib-Lese-Kreis, der an eine Lese-Inhibit-Wicklung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß» die Lese-Inhibit-Wicklung als zweiteilige Wicklung (24, 26) ausgebildet ist und daß die Ansteuerung dieser Lese-Inhibit-Wicklung über eine an ihr vorgesehene Mittelanzapfung und über einen an ihre Enden (28, 3©) angeschlossenen Ziffernebenentreiber (36) erfolgt und daß ein ebenfalls an diese Enden angeschlossener Differentialverstärker zur Verstärkung der aus der Matrix kommenden Lesesignale vorgesehen ist.

2. Differentialverstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (28, 30) mit den Basen von ihnen zugeordneten Transistoren (420,400) gekoppelt sind, daß an die Kollektoren dieser Transistoren Verzögerungsstrecken (56, 54) angeschlossen sind, die von Widerständen (60, 58) etwa ihnen gleicher Impedanz überbrückt sind, welche ihrerseits an einem Gleichspannungspotential (-9V) liegen, daß die Emitter dieser Transistoren an einem Gleichspannungspotential (über Widerstand 5§) liegen und daß zwischen ihre Kollektoren ein Verbraucher (62) geschaltet ist.

3. Differentialverstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ziffernebenentreiber (36) an der Basis eines Schalttransistors (38) liegt und daß der Kollektor dieses Transistors mit den Enden (28, 30) über Widerstände (40,42) verbunden ist.

4. Differentialverstärkerschaltung nach Anspruch 2, bei der den Emittern der beiden Transistoren ein Gleichspannungspotential über einen steuerbaren Transistor zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des steuerbaren Transistors (48) mit den Emittern der erstgenannten Transistoren (42®, 400) über einen Widerstand (50) verbunden ist, daß sein Emitter an einem Gleichspannungspotential liegt und daß seine Basis an einem Vorspannungspotential liegt, das ihn im Leitzustand hält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1077 899;
»IRE Transactions on Electronic Computers«, 1956, S. 219 bis 223, bes. S. 222.

Hierzu 1 Blatt Zeiclmungen

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