DE1260535B

DE1260535B - Schaltungsanordnung fuer Steuer- und Speicherzwecke, bei welcher der Leitfaehigkeitszustand eines Leiters umsteuerbar ist

Info

Publication number: DE1260535B
Application number: DEJ13859A
Authority: DE
Inventors: James William Crowe
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1956-10-15
Filing date: 1957-10-15
Publication date: 1968-02-08
Also published as: NL113734C; GB873624A; US3263220A; FR1192963A; BE453551A; NL221326A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

GlIc

Deutsche KL: 21 al-37/66

J13859IX c/21 al
15. Oktober 1957
8. Februar 1968

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Steuer- und Speicherzwecke in elektronischen Rechenmaschinen, bei welcher durch die Feldstärkeänderung eines elektrisch erzeugten Magnetfeldes der Leitfähigkeitszustand eines Leiters entsprechend niedrig gewählter Temperatur zwischen dem supraleitenden und dem normalleitenden Zustand umsteuerbar ist.

Von Kammerlingh Onnes ist im Jahre 1913, also zwei Jahre nach der Entdeckung der Supraleitfähigkeit gewisser Metalle und Metallegierungen, gefunden worden, daß ein im supraleitfähigen Zustand befindlicher Körper durch ein Magnetfeld bestimmter Mindestfeldstärke wieder in den normalleitenden Zustand zurückversetzt werden kann. Die hierzu benötigte Feldstärke hängt von der Temperatur sowie vom Material des Versuchskörpers ab.

Eine technische Verwertung hat dieser Effekt bei Schaltungsanordnungen gefunden, die unter der Bezeichnung »Cryotronschaltungen« bekanntgeworden sind. So ist in der Zeitschrift Radiomentor vom September 1956 im Aufsatz »Das Cryotron«, S. 578, eine Schaltungsanordnung beschrieben, deren Elemente aus Tantal versetzt in Serie geschaltet zwei Parallelzweige bilden und die so als bistabile Kippschaltung dient. Es ist in diesem Aufsatz weiter beschrieben, daß diese Schaltungen für logische Verknüpfungsschaltungen, z.B. für UND-Schaltungen und ODER-Schaltungen für elektronische Rechenautomaten, verwendet werden können. Die technische Ausführung der Cryotronelemente besteht nach dieser Veröffentlichung aus 0,25 mm dickem Tantaldraht mit einer 0,08 mm dicken Niobwicklung von hundert Windungen je Zentimeter, und das ganze Element ist etwa 2,5 cm lang. Weiterhin werden in Proceedings of the IRE, April 1956, S. 482 bis 493, insbesondere der Seite 487, Fig. 6, Cryotronanordnungen beschrieben, die neben Cryotrongruppen zum Speichern noch je eine Cryotrongruppe zum Eingeben und zum Lesen des Speichers aufweisen, dabei sind die Cryotrons der einzelnen Gruppen und die Gruppen untereinander galvanisch miteinander verbunden.

Die in den genannten Veröffentlichungen gezeigten prinzipiellen Ausführungen sind jedoch für eine Verwendung in Rechenmaschinen nicht brauchbar, weil sie technologisch nicht in einer solchen Vielzahl, wie sie für Rechenmaschinen benötigt werden, in dieser Form hergestellt werden können. Es ist z. B. nicht möglich, Tausende von Schaltungselementen mit einer Niobwicklung von je hundert Windungen ökonomisch herzustellen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,

Schaltungsanordnung für Steuer-
und Speicherzwecke, bei welcher
der Leitfähigkeitszustand eines Leiters
umsteuerbar ist

Anmelder:

IBM Deutschland

Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m. b. H.,

7032 Sindelfingen, Tübinger Allee 49

Als Erfinder benannt:

James William Crowe, Hyde Park, N. Y.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 15. Oktober 1956
(615 830)

eine Realisierungsmöglichkeit für Cryotronschaltungen zu Steuer- und Speicherzwecken zu schaffen, bei denen ein supraleitendes Leitersystem zwischen einem ersten, der Eingabe, und einem zweiten, dem Auslesen dienenden Leitersystem liegt, das sich technologisch für die Großserienfertigung eignet und für logische Verknupfungsschaltungen sowie für Speicherschaltungen für elektronische Rechenanlagen besonders geeignet sind.
Die erfindungsgemäße Lösung ist dadurch charakterisiert, daß eine oder mehrere Steuerleitungen an einer dünnen, flächenhaft ausgebreiteten, supraleitfähigen Schicht elektrisch isoliert derart entlang verlaufen, daß mit Hilfe von Steuerströmen ein engbegrenzter Bereich der Schicht oder ein ein Schichtloch elektrisch überbrückender supraleitfähiger Steg in den normalleitenden Zustand umsteuerbar ist und daß an dem umsteuerbaren Bereich oder Steg eine weitere, elektrisch isolierte Leitung zur Entnahme angeordnet ist.

Außer dem technologisch günstigen Aufbau weist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung noch den Vorteil auf, daß das erste Leitersystem mit dem

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zweiten Leitersystem nicht galvanisch verbunden ist, d. h., das Einlesen und das Auslesen erfolgt also durch elektromagnetische Felder, die vom ersten Leitersystem auf das supraleitende System bzw. auf das zweite Leitersystem wirken.

Weitere erfindungsgemäße Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausfiihrungsbeispiele in der nachfolgenden Beschreibung näher erklärt. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 die Widerstands-Charakteristik eines zur Supraleitfähigkeit anregbaren Körpers im Bereich der kritischen Temperatur,

Fig. 2 ein Diagramm, das für verschiedene Metalle und Metallegierungen die Abhängigkeit des kritischen Feldstärkewertes von der Temperatur angibt, .;

F i g. 3 eine Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung,

F i g. 4 eine andere Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung,

F i g. 5 einen Ζ-Γ-Koordinatenspeicher, bei welchem als Grundbauelernente Ausführungsformen der Schaltungsanordnung nach der Erfindung vorgesehen sind, in perspektivischer Ansicht,

F i g. 6 den in F i g. 5 dargestellten Z-F-Koordinatenspeicher im Gründriß,

F i g. 7 das Arbeitsdiagramm eines unter dem Einfluß eines äußeren magnetischen Feldes stehenden supraleitenden Ringes, in welchem ein Supra-Leiterstrom anregbar ist,

F i g. 8 eine weitere Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung, die als UND-Schaltung bzw. als ODER-Schaltung anwendbar ist,

Fig. 9 Eingangsimpulse und Ausgangsimpulse einer als Schalter verwendbaren Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung,

F i g. 10 die Eingangs- und Ausgangsimpulse einer als Frequenzteiler dienenden Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung,

F i g. 11 eine weitere Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung,

F i g. 12 Kurvenformen der Eingangs- und Ausgangsspannung der durch F i g. 11 veranschaulichten Schaltungsanordnung,

F i g. 13 eine weitere Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung,

F i g. 14 einen X-Y-Koordinatenspeicher, bei welchem als Grundbauelemente die durch F i g. 13 dargestellte Ausführungsform der Schaltungsanordnung zur Anwendung gelangen,

Fig. 15 den in Fig. 14 wiedergegebenen X-Y-Koordinatenspeicher im Grundriß.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist leichter erklärbar, wenn zunächst auf einige an sich bekannte Eigenschaften und Leitfähigkeitskennlinien verschiedener Metalle und Metallegierungen eingegangen wird, die in den supraleitenden Zustand versetzt werden können. In dem durch F i g. 1 veranschaulichten Diagramm sind die Widerstandskennlinien eines zur Supraleitfähigkeit anregbaren Körpers in Abhängigkeit von der Temperatur unter Zugrundelegung verschieden starker, auf den Versuchskörper einwirkender Magnetfelder als Parameter aufgetragen. Als Ordinatenwerte sind in diesem Diagramm auf den Widerstandswert R₀ normierte Widerstandswerte RfR₀ angegeben. Im Quotienten R/R_o bedeutet somit R den jeweiligen Widerstandswert entsprechend der Temperatur sowie der Feldstärke und R₀ den Widerstandswert bei Raumtemperatur. Wirkt kein Magnetfeld auf denVersuchskörper ein, so sinkt entsprechend der Kurve mit dem Parameterwert H₀ der Widerstand des Versuchskörpers auf Grund des Materials, aus dem er gefertigt ist, bei einer Temperatur von etwa 4,4° K von seinem endlichen, der normalen Leitfähigkeit entsprechenden ίο Wert fast unstetig auf den Wert Null. Man bezeichnet diejenige höchste Temperatur, bei welcher der Versuchskörper vollständige Supraleitfähigkeit zeigt, als »kritische Temperatur«. Falls der Versuchskörper einem Magnetfeld mit einem vergleichsweise kleinen Feldstärkewert H₂ ausgesetzt ist, so tritt die kritische Temperatur dieses Körpers erst bei 3,5° K in Erscheinung. Überdies ist dann der Übergang vom normalen zum supraleitenden Zustand nicht mehr so schroff. Mit steigenden Feldstärkewerten nähert sich, zo wie dies die mit den Parameterwerten H₁ ... H₄ gekennzeichneten Kurven in F i g. 1 erkennen lassen, die kritische Temperatur noch stärker dem absoluten Nullpunkt. Höheren Zahlenwerten der Indizes entspricht im Diagramm der Fi g. 1 jeweils ein erhöhter as Feldstärkewert des magnetischen Feldes. Steht der Versuchskörper unter dem Einfluß eines Magnetfeldes von verhältnismäßig hoher Feldstärke, beispielsweise eines Magnetfeldes mit einer Feldstärke, die zu der dem Parameterwert /Z₄ zuzuordnenden Widerstandskurve in Fig. 1 führt, so wird die kritische Temperatur erst bei einem Temperaturpunkt — nämlich 0,25° K — erreicht, der vom absoluten Nullpunkt sehr wenig weit entfernt liegt. Hierbei vollzieht sich dann der Übergang vom normalleitenden in den supraleitenden Zustand über einen relativ ausgedehnten Temperaturbereich hinweg. Diese Erscheinung wird zumeist als »Zwischenstadium« bezeichnet. Einige Theorien erklären dieses Zwischenstadium damit, daß zu Beginn des Zwischenstadiums, das im betrachteten Fall etwa bei der Temperatur 4,4° K einsetzt, zunächst nur eine kleine Anzahl aller Teilchen des Versuchskörpers in den supraleitenden Zustand gelangen und erst mit weiter fallender Temperatur die Zahl dieser supraleitenden Partikeln wächst, bis schließlich am Ende des Übergangsstadiums, das im betrachteten Fall bei der Temperatur 0,25° K sich einstellt, alle Teilchen des Versuchskörpers supraleitend geworden sind.

Wie bereits ausgeführt wurde, hängt die kritische Temperatur eines Körpers von dem Werkstoff ab, aus dem er gefertigt ist. In einem von Magnetfeldern freien Raum liegt die kritische Temperatur für Niobium bei etwa 8° K, für Blei bei 7,2° K und für Zinn bei 3,75° K. Diese Temperaturen sind auf der Abszisse des in F i g. 2 dargestellten Diagramms abzulesen, das die sogenannten kritischen Feldstärkewerte mit den kritischen Temperaturen zueinander in Beziehung setzt. In F i g. 2 kennzeichnen die Flächen unterhalb der einzelnen Kurven für die jewei- !igen Werkstoffe die Bereiche, in welchen der betreffende Werkstoff auch bei Vorhandensein eines Magnetfeldes sich im supraleitenden Zustand befindet, während die Flächen oberhalb der einzelnen Kurven diejenigen Wertepaare aus Feldstärke und Temperatür aufnehmen, die beim jeweiligen Werkstoff normale Leitfähigkeit zur Folge haben.

Wie aus Fig.2 ersichtlich, haben die die kritischen Feldstärkewerte mit den kritischen Tempe-

raturwerten in Beziehung setzenden Kurven bei allen Werkstoffen etwa parabolische Gestalt. Die in F i g. 2 wiedergegebenen Kennlinien beschreiben das Verhalten der dort angegebenen Materialien in Abhängigkeit von der Feldstärke der Magnetfelder, die auf sie einwirken, vollständig. Man bezeichnet daher die in F i g. 2 wiedergegebenen Kurven auch als »Supraleitfähigkeits-Charakteristiken«. Andere als die aufgeführten Werkstoffe weisen ebenfalls parabolische Charakteristiken auf, nur daß diese in der Regel etwas gegen die aus Fig. 2 entnehmbaren Kurven verschoben sind, d. h., alle diese Parabeln haben verschiedene Brennpunkte, aber eine gemeinsame Direktrix, die sich mit der Y-Achse deckt. Die Feldstärke, die gemäß F i g. 2 jeweils erforderlich ist, um bei der Temperatur 0° K den normalleitenden Zustand des Versuchskörpers aufrechtzuerhalten, ist natürlich eine hypothetische Größe, da diese Temperatur gar nicht erreicht werden kann. Jedoch sind die übrigen Abschnitte der in Fig. 2 eingetragenen Parabeln von der höchsten angegebenen Temperatur bis zu einigen tausendstel Grad Kelvin oberhalb des absoluten Nullpunktes durch Messungen ermittelt. Wenn die Temperatur eines aus einem bestimmten Material gefertigten Versuchskörpers, der einem magnetischen Feld gewisser Feldstärke ausgesetzt ist, unter die für die jeweiligen Feldstärkewerte aus F i g. 2 ablesbare kritische Temperatur sinkt, geht der Versuchskörper in den supraleitenden Zustand über und verharrt in diesem Zustand, falls nicht die Feldstärke des magnetischen Feldes auf einen Wert gesteigert wird, der gleich oder größer ist als der kritische Feldstärkewert des betreffenden Materials bei der herrschenden Temperatur, und falls nicht die Temperatur über die kritische Temperatur ansteigt. Die Steuerung der Leitfähigkeit eines Körpers aus zur Supraleitfähigkeit anregbarem Material durch Temperaturänderungen im Bereich der kritischen Temperatur wäre mit technisch nicht tragbaren Zeitkonstanten verbunden. Jedoch läßt sich die Steuerung der Leitfähigkeit durch Veränderung der Feldstärke des auf den Körper einwirkenden Magnetfeldes im Bereich des kritischen Feldstärkewertes mit geringer Zeitkonstante realisieren. Theoretisch ist die Geschwindigkeit, mit welcher der Leitfähigkeitszustand eines Körpers zwischen dem supraleitenden und dem normalleitenden Zustand durch ein Magnetfeld umsteuerbar ist, nur begrenzt durch die Zeit, die das Magnetfeld zur Durchdringung des umzusteuernden Körpers benötigt. Wenn der Versuchskörper als Schicht von etwa 10~⁵ cm Stärke ausgebildet ist, so liegt die Zeit, in welcher ein magnetisches Feld eine solche Schicht durchdringt, in der Größenordnung von etwa 10~⁹ Sekunden. Falls die Temperatur eines zur Supraleitfähigkeit anregbaren Körpers unterhalb der kritischen Temperatur seines Werkstoffes im feldfreien Raum gehalten wird und ein magnetisches Feld mit einer Feldstärke gleich oder größer dem kritischen Feldstärkewert des Werkstoffes dieses Körpers bei der gewählten Temperatur intermittierend auf den Versuchskörper einwirkt, so weist dieser Körper unter dem Einfluß des Feldes einen seiner normalen Leitfähigkeit entsprechenden Widerstand auf und verliert diesen Widerstand in den Zeiträumen, in denen kein Magnetfeld auf ihn einwirkt. Ein derartiger Wechsel im Leitfähigkeitsverhalten kann in der Praxis mit relativ kleinen Feldstärkewerten erzielt werden, wenn als Betriebstemperatur des Körpers eine Temperatur gewählt wird, die ganz geringfügig unterhalb der kritischen Temperatur des Werkstoffes des Körpers bei der Feldstärke Null liegt. Tantal wird beispielsweise im feldfreien Raum bei 4,4° K supraleitend. Bringt man einen Tantalkörper in flüssiges Helium ein, welches bei einem Druck von 1 Atm bekanntlich die Temperatur 4,2° K aufweist, so genügt gemäß dem Diagramm von F i g. 2 ein magnetisches Feld mit einer Feldstärke

ίο von etwa 50 bis 100 Oersted, um den Tantalkörper in den Zustand normaler Leitfähigkeit zurückzuführen. Der Grund, weshalb der Feldstärkebereich von 50 bis 100 Oersted und nicht ein exakter Einzelwert angegeben wurde, ist darin zu sehen, daß in der Praxis Messungen magnetischer Größen nicht mit derselben Genauigkeit durchführbar sind wie Messungen elektrischer Größen.

Aus F i g. 2 geht auch hervor, daß in dem Fall, daß die Temperatur des Versuchskörpers weit unterhalb der kritischen Temperatur seines Werkstoffes bei der Feldstärke Null gewählt wird, verhältnismäßig hohe Feldstärken aufzubringen sind, um den Versuchskörper vom supraleitfähigen in den normalleitenden Zustand überzuführen.

Bei der in F i g. 3 gezeigten Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung bildet der hinsichtlich seiner Leitfähigkeit zwischen dem supraleitenden und dem normalleitenden Zustand umsteuerbare Leiter allein die für das Fließen eines Supra-Leiterstromes bereitzustellende Leiterschleife dadurch, daß er als dünne flächenhaft ausgebildete Schicht 1 aus einem Material entsprechend niedrigen kritischen Feldstärkewerts ausgebildet ist, in welcher in noch näher zu erläuternder Weise der Supra-Leiterstrom in gewissen Strombahnen geführt ist. Der Leitfähigkeitszustand der Schicht 1 wird durch das Magnetfeld einer in gewissen Zeitabschnitten stromdurchflossenen Wicklung 2 in Form einer 8 bestimmt, die sich auf einer Seite der Schicht 1 in geringem Abstand sowie isoliert von dieser befindet. Der Abstand zwischen der Schicht 1 und dem Leitermaterial der Wicklung 2 kann beispielsweise durch die Isolation des Leitermaterials der unmittelbar an der Schicht 1 befestigten Wicklung 2 gebildet sein.

Die Wicklung 2 steht durch eine verdrillte Doppelleitung mit einer Impulsquelle 4 in galvanischer Verbindung. Auf der anderen Seite der Schicht 1 ist eine kreisringförmige Wicklung 3 isoliert von der Schicht 1 angebracht. Die Wicklung 3 steht mit einem Abtastverstärker 5 über eine gleichfalls verdrillte Leitung in galvanischer Verbindung. Die kreisringförmige Wicklung 3 ist so angeordnet, daß ihr Mittelpunkt sich mit dem Mittelpunkt der einen der beiden Schleifen der Wicklung 2 in Form einer 8 deckt. Der Durchmesser der kreisringförmigen Wicklung 3 kann dabei kleiner, gleich oder größer sein als der Durchmesser der einen der beiden Schleifen der Wicklung 2 in Form einer 8. Die Leitungen, welche die Wicklung 2 mit der Impulsquelle 4 sowie die Wicklung 3 mit dem Abtastverstärker 5 verbinden, sind zur Vermeidung magnetischer Kopplungen verdrillt. Als Schicht 1 eignet sich beispielsweise eine dünne Folie aus einer Blei-Zinn-Legierung, die etwa 60% Zinn und 40% Blei enthält. Die Folie hat beispielsweise eine Stärke von rund 10~³ mm.

Es werde angenommen, daß die Impulsquelle 4 einen Einzelimpuls an die Wicklung 2 abgibt. Die Amplitude dieses Impulses soll so hoch sein, daß

dieser Impuls während seiner Anstiegszeit in der Wicklung 2 ein magnetisches Feld von solcher Feldstärke hervorruft, daß die Schicht 1 an Stellen, die dem Leitermaterial der Schleife 2 am nächsten liegen, vom supraleitenden Zustand in den normalleitenden Zustand übergeführt wird. Die Bedingungen, unter welchen bereits ein Magnetfeld von verhältnismäßig kleiner Feldstärke genügt, um einen Körper vom supraleitenden in den normalleitenden Zustand zu

durch die Wirkung von in der Schicht 1 fließenden Supra-Leiterströmen weiter fortbestanden hat.

Auf diesem Verhalten der Schaltungsanordnung 5 nach F i g. 3 gegenüber Impulsen verschiedener Polarität beruht ihre Eignung als Speicherzelle, die imstande ist, auf Grund der ihr eigenen zwei möglichen stationären Zustände Information in binärer Form durch einen in der Technik der Informationsspeicher

versetzen, sind im Zusammenhang mit der Erläute- io zumeist als »Schreibvorgang« bezeichneten Vorgang rung von F i g. 2 bereits dargelegt worden. Auf Grund aufzunehmen und durch eine zumeist »Lesevorgang« der in gewissen Gebieten in der Schicht 1 hergestellten genannte Operation wieder abzugeben. Der eine der normalen Leitfähigkeit bildet sich längs des Leiter- beiden möglichen Zustände ist bei der Schaltungsmaterials der Wicklung2 ein magnetisches Feld in anordnung gemäß Fig. 3 durch die eine Richtung der üblichen Weise aus. Kennzeichnend für dieses 15 des von der Wicklung 2 erzeugten und durch SupraFeld sind unter anderem kreisringförmige Feldlinien, Leiterströme aufrechterhaltbaren Magnetfeldes gewelche die Schicht 1 innerhalb des Innenraumes der geben, während der andere mögliche Zustand durch einen Schleife der Wicklung 2 in der einen Richtung die entgegengesetzte Richtung der Feldlinien des von und den Innenraum der zweiten Schleife der Wick- der Wicklung 2 hervorgerufenen und durch Supra-Iung2 in der anderen Richtung durchsetzen. Das 20 Leiterströme gleichsam konservierten Magnetfeldes während der Anstiegszeit des von der Impulsquelle 4 charakterisierbar ist. Im folgenden sei angenommen, gelieferten Impulses sich ausbildende Magnetfeld der daß derjenige Zustand der Speicherzelle, der für die Wicklung 2 hat einen Induktionsstromstoß in der Speicherung einer binären 1 kennzeichnend ist, durch kreisringförmigen Wicklung 3 bestimmter Polarität einen Impuls positiver Polarität der Impulsquelle 4 zur Folge. Mit Beginn des Flankenabfalls des von 25 hervorgerufen wird und der andere Zustand der der Stromquelle 4 gelieferten Impulses setzt zugleich Speicherzelle durch einen von der Impulsquelle 4 der Abbau des von dem Einzelimpuls während seiner gelieferten Impuls negativer Polarität verursacht Anstiegszeit hervorgerufenen Magnetfeldes der Wick- wird.

lung 2 ein. Noch bevor jedoch alle Feldlinien dieses Im folgenden soll die Arbeitsweise der Schaltungs-

Feldes verschwunden sind, hat die Feldstärke des 30 anordnung nach F i g. 3 als Speicherzelle Schritt für Magnetfeldes der Wicklung 2 Werte gleich dem kri- Schritt erläutert werden.

tischen Feldstärkewert des Materials der Schicht 1 Es werde zunächst angenommen, daß der Wickerreicht, die hierdurch vom stellenweise normal- lung 2 vom Impulsgenerator 4 ein positiver Impuls leitenden Zustand wieder ganz in den supraleitenden zugeführt wird. Während der Anstiegszeit dieses Im-Zustand zurückkehrt. Von diesem Zeitpunkt an ist 35 pulses wird durch die Wicklung 2 ein die Schicht 1 ein weiterer Feldabbau des Feldes der Wicklung 2 zunächst stellenweise hinsichtlich ihres Leitfähigkeitstrotz des abklingenden Stromimpulses nicht mehr zustandes 'umsteuerndes und dann diese Schicht möglich, da bekanntlich Magnetfelder durch eine durchsetzendes Magnetfeld aufgebaut, dessen Feldsupraleitende Schicht hindurch nicht zusammen- linien eine Richtung aufweisen, die für die Speichebrechen können. Diese Erscheinung ist damit zu er- 40 rung der Binärziffer 1 charakteristisch sein soll. Auch klären, daß in der Schicht 1 durch das zusammen- während des Zeitraumes, in welchem die Impulsbrechende magnetische Feld der Wicklung 2 Ströme amplitude des betrachteten Impulses kleiner wird induziert werden, die vom Zeitpunkt der wieder- und der Impuls schließlich ganz abgeklungen ist, kehrenden vollständigen Supraleitfähigkeit der bleibt das von der Wicklung 2 aufgebaute Feld aus Schicht 1 an zur Hervorrufung von Supra-Leiter- 45 bereits näher erläuterten Gründen zu einem wesentströmen in dieser Schicht Anlaß geben, die ihrerseits liehen Teil erhalten. Während des Zeitraumes des

Impulsanstiegs wird in der als sogenannte Abfragewicklung dienenden kreisringförmigen Wicklung 3 eine Signalspannung induziert, die auf Grund der 50 gewählten Kopplungsverhältnisse zwischen den Wicklungen 2 und 3 negativer Polarität sein soll. Während eines Einspeicherungsvorganges der soeben beschriebenen Art soll jedoch der Signalverstärker S die Verstärkung Null aufweisen. Der zu Beginn des

gleiche Amplitude wie der erste Impuls aufweist, sich 55 Flankenabfalles des durch die Wicklung 2 geleiteten von diesem jedoch hinsichtlich der Polarität unter- positiven Impulses vor Einsetzen der Supra-Leiterscheidet, so ist nach Abklingen dieses zweiten Im- ströme in der Schicht 1 zunächst vor sich gehende pulses ein die Schicht 1 durchdringendes magne- Feldabbau des von der Wicklung 2 hervorgerufenen tisches Feld wahrzunehmen, das sich von dem nach Feldes führt in der Wicklung 3 zu einem Indukdem Abklingen des ersten Einzelimpulses in Erschei- 60 tionsspannungsstoß, der positives Vorzeichen aufnung getretenen Feld lediglich hinsichtlich der Feld- weist, nachdem verabredet worden ist, daß der durch linienrichtung unterscheidet. Im Endeffekt hat dem- den Impulsanstieg des· der Wicklung 2 zugeführten nach der zweite Einzelimpuls umgekehrter Polarität positiven Impulses verursachte Induktiönsspannungsden Wechsel der Feldlinienrichtung jenes Magnet- stoß von negativer Polarität sein soll. Der Impuls, feldes zur Folge gehabt, das von dem ersten, 65 der zu Beginn des Flankenabfalles des in die Wickdurch die Wicklung 2 geleiteten Stromimpulse in
dessen Anstiegszeit hervorgerufen wurde, und das
auch nach Abklingen dieses ersten Stromimpulses

ein Magnetfeld zur Folge haben, dessen Feldlinienbild mit dem Feldlinienbild des im Abbau begriffen
gewesenen Magnetfeldes der Wicklung 2 übereinstimmt.

Wird nach dem Abklingen des im vorhergehenden
betrachteten Einzelimpulses zu einem beliebig späteren Zeitpunkt von der Impulsquelle 4 an die Wicklung 2 ein weiterer Einzelimpuls abgegeben, der die

lung 2 geleiteten positiven Impulses, in der Wiklung 3 induziert wird und der gemäß Obigem von positiver Polarität ist, hat eine geringere Amplitude als der

zuvor in der Wicklung 3 induzierte Impuls negativer Polarität. Auch der Impuls mit der geringeren Amplitude unterliegt keiner weiteren Auswertung durch den Verstärker 5.

Zu einem späteren Zeitpunkt soll die in der oben beschriebenen Weise gespeicherte Binärziffer 1 aus der Schaltungsanordnung gelesen werden. Ein solcher Lesevorgang wird dadurch vollzogen, daß der Aufrufwicklung 2 vom Impulsgenerator 4 ein Impuls negativer Polarität zugeführt wird. Dieser Impuls ruft während der Zeit seines Flankenanstiegs nach zunächst stellenweise hergestellter normaler Leitfähigkeit der Schicht 1 und nach dem hiermit einhergehenden vollständigen Abbau des bis jetzt durch Supra-Leiterströme konservierten, eine binäre 1 charakterisierenden Magnetfeldes in der Wicklung 2 ein Magnetfeld hervor, das die zwei Schleifen dieser Wicklung in der gegenüber zuvor entgegengesetzten Richtung durchdringt. Dieser Richtungswechsel des Magnetfeldes der Wicklung 2 —■ die im folgenden vielfach auch als »Aufrufwicklung« bezeichnet wird — führt zu einem Induktionsspannungsstoß in der als Abfragewicklung dienenden Wicklung 3, der dem Verstärker 5 zugeleitet wird. Es ist gewährleistet, daß für den Zeitraum eines Lesevorganges der Verstärker 5 seine normale Empfindlichkeit aufweist und daher das von der Abfragewicklung 3 herrührende Lesesignal verstärkt und als Ausgangsimpuls abgibt. Ein solcher Ausgangsimpuls läßt erkennen, daß bis zum Zeitpunkt des Lesens an der betrachteten Speicherzelle eine binäre 1 enthalten war. Während der Abfallzeit des durch die Wicklung 2 geführten Leseimpulses negativer Polarität wird vor Einsetzen der Supra-Leiterströme in der Schicht 1 zunächst der Feldabbau des von diesem Impuls in seiner Anstiegszeit hervorgerufenen Magnetfeldes eingeleitet. Dies bedingt in der Abfragewicklung 3 einen Induktionsspannungsstoß, der eine kleinere Amplitude aufweist als der vorangehend in der Wicklung 3 aufgetretene Induktionsspannungsstoß und sich von diesem auch in der Polarität unterscheidet. Dieser kleinere Induktionsspannungsstoß wird nicht weiter durch den Verstärker 5 ausgewertet.

Soll in die durch F i g. 3 veranschaulichte Speicherzelle eine binäre 0 eingeschrieben werden, so wird der Aufrufwicklung 2 vom Impulsgenerator 4 ein Impuls negativer Polarität zugeführt, der in der Wicklung 2 ein Magnetfeld hervorruft, dessen Feldlinienrichtung entgegengesetzt derjenigen ist, die bei der Einspeicherung einer binären 1 entsteht. War vor dem betrachteten Einschreibvorgang die Speicherzelle bereits mit einer binären 0 als Informationsinhalt belegt, so wird durch den neuen Schreibvorgang nur eine kleine, wenn überhaupt eine, Signalspannung in der Abfragewicklung 3 induziert. Falls eine kleine Signalspannung induziert wird, so hat diese Signalspannung positive Polarität. Es sind jedoch wieder Maßnahmen getroffen, daß während des betrachteten Schreibvorganges der Signalverstärker 5 keine Verstärkung aufweist. Am Ausgang des Verstärkers erscheint daher kein Signal.

Wenn zu einem späteren Zeitpunkt die nunmehr in der Speicherzelle gespeicherte binäre 0 aus der Zelle gelesen werden soll, so wird der Aufrufwicklung 2 vom Impulsgenerator 4 ein Impuls negativer Polarität zugeführt. Dieser Impuls induziert in der Abfragewicklung 3 wiederum gar keinen oder höchstens einen sehr kleinen Spannungsstoß.

Aus dem Vorhergehenden ist ersichtlich, daß jeglicher der Wicklung 2 zugeführter Impuls — unabhängig davon, ob dieser Impuls als Schreibimpuls dienen soll und daher entweder positive oder negative PoIarität hat oder ob dieser Impuls als Leseimpuls gedacht ist und daher in jedem Fall nur negative Polarität hat —, der eine in der Zelle bereits bestehende Feldlinienrichtung des Magnetfeldes der Wicklung 2 erneut herzustellen bestrebt ist, in der Abfragewicklung 3 entweder überhaupt keine oder lediglich eine sehr kleine Signalspannung induziert.

Wenn die Schaltungsanordnung nach F i g. 3 als Speicherzelle dienen soll, wird für die Schicht 1 zweckmäßig eine Folie von etwa 10~³ mm Stärke aus der bereits erwähnten Blei-Zinn-Legierung mit 60% Zinn- und 40% Bleigehalt gewählt. Die Wicklung 2 ist aus etwa dreißig Windungen Niobiumdraht mit einem Drahtdurchmesser von 0,075 mm herstellbar. Die Wicklung 2 weist beispielsweise eine Längserstreckung von etwa 6 mm und eine Breite von 3 mm auf. Der Abstand der Wicklung 2 von der Schicht 1 beträgt größenordnungsmäßig 0,25 mm.

Die Betriebstemperatur der Anordnung wird so bemessen, daß sie nur ganz geringfügig unterhalb der kritischen Temperatur der Schicht 1 unter Zugrundelegung der Feldstärke Null liegt. Auf diese Weise sind die zur Umsteuerung der Schicht 1 vom supraleitenden Zustand in den normalleitenden Zustand erforderlichen Feldstärken, die von der Wicklung 2 aufzubringen sind, verhältnismäßig klein. Es ist möglich, die Schaltungsanordnung gemäß F i g. 3 so zu dimensionieren, daß ein Stromimpuls von etwa 600 mA Spitzenwert genügt, um in der Wicklung 2 ein Feld entstehen zu lassen, das stark genug ist, um die Schicht 1 bei einer Betriebstemperatur von 4,2° K an den der Wicklung 2 nächstliegenden Stellen in den normalleitenden Zustand überzuführen und dadurch die Herstellung eines normalen Feldbildes der Wicklung 2 zu ermöglichen. Die normalleitenden Gebiete der Schicht 1 exakt anzugeben, bereitet Schwierigkeiten.

Der Signalverstärker 5 ist, wie bereits erwähnt, so ausgebildet, daß er nur während eines Lesevorganges Signale verstärkt an seinem Ausgang weitergibt.

Wenn die Polarität der von der Impulsquelle 4 gelieferten Impulse mit der Richtung der Feldlinien des Magnetfeldes der Speicherzelle im weiter oben abgesprochenen Sinne verknüpft wird, ist es erforderlich, daß der Verstärker 5 ausschließlich positive Impulse der größeren Amplitude verstärkt und an seinen Eingang gelangende negative Impulse gleich welcher Amplitude unterdrückt. Es versteht sich von selbst, daß noch andere Zuordnungen von Impulspolarität und Art der Information denkbar sind und daß diese jeweiligen Zuordnungen maßgebend für die Ausbildung des Verstärkers 5 sind.

Bei der durch Fig. 4 veranschaulichten Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung besteht die für den Supra-Leiterstrom vorzusehende, in sich geschlossene Leiterschleife aus einem ersten Abschnitt, der durch den in seiner Leitfähigkeit umsteuerbaren schmalen Streifen 7 gebildet wird, und aus einem mit dem ersten Abschnitt in Reihe liegenden zweiten Abschnitt, in welchem der in bestimmten Zeiträumen fließende Supra-Leiterstrom auf zwei parallele Strombahnen aufgeteilt ist, die auf der stets im supraleitenden Zustand befindlichen Schicht 6 verlaufen. Die Schicht 6 weist eine kreisrunde Öffnung

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auf, die von dem schmalen Streifen 7 überbrückt wird, stärker weiterzugeben, der nur Spannungsstöße einer der mit der Unterseite der Schicht 6 leitend verbunden bestimmten Polarität verstärkt., ist. Der schmale Streifen? ist aus einem Werkstoff Im vorhergehenden wurde angenommen, daß die

gefertigt, dessen kritischer Feldstärkewert so niedrig Schicht 6 aus einem Material gefertigt ist, dessen ist, daß sein Leitfähigkeitszustand durch ein Magnet- 5 kritischer Feldstärkewert so hoch ist, daß die Schicht 6 feld geringer Feldstärke umsteuerbar ist. Dieses von den bei dieser Schaltung auftretenden Magnetmagnetische Feld entsteht in der Anstiegszeit eines feldern nicht ebenso wie das Stäbchen 7 in den Einzelimpulses, der dem Stäbchen 9 zugeleitet wird, normalleitenden Zustand umsteuerbar ist. Für die das die Funktionen einer Aufrufwicklung ausübt. Das grundsätzliche Wirkungsweise der Schaltungsanord-Stäbchen9 erstreckt sich dicht entlang dem Stab- io nung ist diese Annahme ohne Bedeutung, jedoch chen 7, ohne jedoch mit letzterem eine galvanische lassen sich unter dieser Voraussetzung die elektrischen Verbindung aufzuweisen. Wie bereits erwähnt, ist der Verluste und damit gleichzeitig die Wärmeverluste kritische Feldstärkewert des Materials, aus welchem auf ein Mindestmaß reduzieren, der Streifen 7 besteht, vergleichsweise niedrig. Auf Schon rein gefühlsmäßig läßt sich sagen, daß die

Grund dessen sowie durch eine entsprechende Be- 15 Feldstärke, die bei der Schaltungsanordnung gemäß messung seiner Amplitude versetzt ein der Leitung 9 F i g. 4 das vom Leiter 9 hervorgerufene Feld aufzugeführter Impuls das Stäbchen 7 in den normal- weisen muß, um das Stäbchen 7 in den normalleitenleitenden Zustand. Die Kraftlinien des durch den den Zustand überzuführen, kleiner ist als die Feld-Impuls um das Stäbchen 9 hervorgerufenen Magnet- stärke, die im Fall der Schaltungsanordnung gemäß feldes durchdringen nunmehr die eine Hälfte der 20 Fig. 3 von der Wicklung2 aufzubringen ist, um durch das Stäbchen 7 in zwei Hälften aufgeteilten Teilgebiete der Schicht 1 in den normalleitenden Zukreisrunden Öffnung der Schicht 6 in der einen Rieh- stand überzuführen. Bei diesem Vergleich ist selbsttung und die andere Hälfte dieser Öffnung in der verständlich vorauszusetzen, daß das Stäbchen 7 der anderen Richtung und umschlingen dabei auch das Schaltungsanordnung gemäß F i g. 4 und die Schicht 1 Stäbchen 7, in welchem hierdurch in der Anstiegszeit 25 der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 3 aus Material des der Leitung 9 zugeleiteten Impulses ein normaler gleichen kritischen Feldstärkewertes besteht. Strom induziert wird. Dieser. Strom fließt in dem Es ist bereits darauf hingewiesen worden, daß bei

Streifen 7 und teilt sich beim Übertritt in die Schicht 6 der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 4 die kritische in zwei Hälften, von denen die eine Hälfte in der Temperatur des supraleitenden Materials, das für die einen, die andere Hälfte in der anderen Richtung 30 Schicht 6 vorgesehen ist, wesentlich höher liegt als entlang den Rändern der Öffnung in der Folie 6 fließt, die kritische Temperatur des supraleitenden Mateum dann wieder in den Streifen 7 zu münden. Im rials, aus dem das Stäbchen 7 gefertigt ist. Diese AusZeitraum der abfallenden Flanke des durch das Stab- sage bezieht sich auf die kritischen Temperaturwerte chen 9 geleiteten Stromimpulses bricht auch das von der beiden Materialien im feldfreien Raum. Bei der ihm erzeugte Feld zusammen. Der durch den Impuls- 35 Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 eignet sich demabfall in dem Streifen 7 sowie in der Schicht 6 indu- nach als Material für die Schicht 6 Niobium, wenn zierte Strom geht auf Grund der nunmehr wieder- für den Streifen 7 eine Zinn-Blei-Legierung gewählt kehrenden Supraleitfähigkeit des Streifens 7 und der wird. Eine andere Kombination wäre: Blei für die von jeher bestehenden Supraleitfähigkeit der Schicht 6 Schichte und eine Zinn-Blei-Legierung für den in einen Supra-Leiterstrom über, der im Streifen 7 40 Streifen 7. Bei extrem tiefen Betriebstemperaturen in ein magnetisches Feld hervorruft, dessen Feldbild mit der Gegend von 3⁰K wächst die Auswahl an geeigdem zuletzt durch den Streifen 7 fließenden normalen neten Werkstoffen für den Streifen 7 beträchtlich an. Strom übereinstimmt. Dieser Supra-Leiterstrom hält Hier können Legierungen wie Blei und Thallium sich von selbst ohne äußere Energiezufuhr beliebig (2,2 bis 7,3° K), Thallium und Magnesium (2,75° K), lange aufrecht. 45 Blei und Gold (2 bis 7,3° K) wie auch andere Legie-

Auf der anderen Seite der Schicht 6 verläuft isoliert rungen und Verbindungen für den Streifen 7 Vervon dieser Schicht, jedoch in unmittelbarer Nähe von wendung finden und für die Schicht 6 Verbindungen ihr das Stäbchen 8, das als Abfragewicklung wirksam wie Blei oder Niobium vorgesehen werden, ist. Im Stäbchen7 fließende Ströme rufen um dieses Fig. 5 zeigt ein Speichersystem, das aus einer

Stäbchen ein Magnetfeld hervor, dessen Feldlinien 5° Mehrzahl von Speicherzellen der in Fig. 4 dargeauch das Stäbchen 8 umschlingen. Stromänderungen stellten Art aufgebaut ist. Die einzelnen Speicherim Stäbchen 7 führen somit zu Induktionsspannungs- zellen sind bei diesem Speichersystem an ein Aufrufstößen im Stäbchen 8. system angeschlossen, durch welches jede Zelle zur Folgt auf den im vorhergehenden betrachteten Einspeicherung von Information in binärer Form Impuls durch das Stäbchen 9 ein weiterer Impuls von 55 sowie zum Ablesen dieser Information zu einem gleichem Impulsspitzenwert, jedoch umgekehrter späteren Zeitpunkt bereitstellbar ist. In F i g. 5 sind Polarität, so tritt äußerlich die Erscheinung auf, daß der Anschaulichkeit halber die Schichten 10 ... 16, der Supra-Leiterstrom durch den Streifen 7 seine die normalerweise ganz dicht aufeinanderliegen und Richtung wechselt. Dieser Richtungswechsel des einen kompakten Körper bilden, in größeren Ab-Supra-Laiterstromes im Stäbchen 7 hat einen Induk- 6o ständen voneinander gezeichnet. Die Schichten tionsspannungsstoß am Stäbchen 8 zur Folge, dessen 10 ... 13 sowie die Schichten 15 und 16 sind aus Polarität der Polarität des Induktionsspannungsstoßes einem geeigneten Isolierstoff gefertigt. Die Schicht 14 entgegengesetzt ist, der am Stäbchen 8 während des hingegen besteht aus supraleitendem Material mit ersten, dem Stäbchen 9 zugeführten Impulses wahr- vergleichsweise hohem kritischem Feldstärkewert, nehmbar war. Wie bereits im Zusammenhang mit der 65 Als Werkstoff für die Schichten 10 ... 13 sowie die in F i g. 3 dargestellten Schaltungsanordnung ausge- Schichten 15 und 16 eignen sich Silikonmonoxyd, führt wurde, ist es möglich, die am Stäbchen 8 auf- Magnesiumfluorid oder andere Isolierstoffe. Die tretenden Induktionsspannungsstöße an einen Ver- Schicht 14 besteht aus Blei, Tantal oder anderen

bleibt das resultierende magnetische Feld am Ort der betrachteten Speicherzelle unterhalb jenes Feldstärkewertes, der zur Änderung des in der Speicherzelle fließenden Supra-Leiterstromes erforderlich ist. Die Einspeicherung einer binären 0 ändert also nichts an dem elektrischen Zustand der Speicherzelle, der durch die vorausgegangene Abfrage hergestellt worden ist. Ebensowenig ändert aber auch eine nunmehrige Abfrage der Speicherzelle etwas an der Stromrichtung des in ihr kreisenden Supra-Leiterstromes, denn diese erneute Abfrage bedeutet nur eine Wiederholung der vorausgegangenen Abfrage. Da diese erneute Abfrage keine Änderung der Stromrichtung in der betrachteten Speicherzelle zur Folge hat, wird in der Abfrageleitung 20 kein Induktionsspannungsstoß hervorgerufen. Das Fehlen eines solchen Induktionsspannungsstoßes zum Zeitpunkt des Lesens aus der betrachteten Speicherzelle ist kennzeichnend für die vorausgegangene Belegung der Speicherzelle mit einer binären 0.

Die Eindringtiefe des Supra-Leiterstromes in die C-Leitungen und in die Schicht 14 ist auf etwa 10~⁵ cm zu veranschlagen. Die in den einzelnen Speicherzellen der Speicheranordnung gemäß F i g. 5 kreisenden Supra-Leiterströme bauen um diejenigen Abschnitte der C-Leitungen, die sich quer über die Öffnungen in der Schicht 14 erstrecken, Magnetfelder auf. Diese Magnetfelder unterbinden das Weglaufen des Supra-Leiterstromes vom jeweiligen Standort der Speicherzelle dadurch, daß sie nach den Seiten hin durch die kreisrunden Öffnungen in der supraleitenden Schicht 14 an einer weiteren räumlichen Ausdehnung gehindert sind. Voraussetzung für diese sehr erwünschte Erscheinung ist, daß die Feldstärke der von den Supra-Leiterströmen an den einzelnen Abschnitten der C-Leitungen hervorgerufenen Felder kleiner sind als die kritische Feldstärke des Materials, aus welchem die Schicht 14 besteht.

Ein weiteres Aufrufsystem, das bei dem durch F i g. 5 veranschaulichten Speicher anwendbar ist, ist das sogenannte 3 :1-Auf ruf system. Bei diesem Aufrufsystem ist Voraussetzung für das Einschreiben der einen der beiden Binärziffern — beispielsweise der Binärziffer 1 — in die ausgewählte Speicherzelle, daß in den X-, Y- und Z-Leitungen, welche der zum Einschreiben bereitzustellenden Speicherzelle angehören, Ströme von der Größe der Einheit koinzident auftreten. Beim 3:1-Aufrufsystem reicht demnach ein Strom von der Größe zweimal 1 nicht aus, um einen Schreibvorgang für eine binäre 1 zu vollziehen. Im Unterschied hierzu reicht beim 2:1-Aufrufsystem ein Strom von der Größe 1 nicht aus, um den Schreibvorgang für eine binäre 1 durchzuführen. Der Ausdruck »Strom von der Größe 1« bzw. »Strom von der Größe der Einheit« hat im übrigen nur relative Bedeutung. In Wirklichkeit hängt die Amplitude der Stromimpulse, die den Aufrufleitungen zuzuführen sind, von einer Vielzahl von Faktoren ab, von denen hier nur die Betriebstemperatur der Speicheranordnung, die Art des für die leitenden bzw. supraleitenden Teile der Anordnung verwendeten Leitermaterials sowie der gegenseitige Abstand der induktiv sich gegenseitig beeinflussenden Leitungen genannt seien.

Beim 3:1-Aufrufsystem entspricht einem Strom von der Größe der Einheit aus leicht erklärlichen Gründen einer absoluten Stromstärke, die geringer ist als die Stromstärke, die der Strom von der Größe der Einheit beim 2:1-Aufrufsystem aufweist. Am Ort der zum Einschreiben der binären 1 bereitzustellenden Speicherzelle unterstützen sich die magnetischen Wirkungen der Ströme in der X-, Y- und Z-Leitung. Hierdurch entsteht am Ort dieser Speicherzelle ein Magnetfeld, dessen Feldstärke größer ist als die kritische Feldstärke der C-Leitung der betrachteten Speicherzelle. Derjenige Abschnitt der C-Leitung, der sich am Ort der zum Einschreiben der binären 1 aufzurufenden Speicherzelle befindet, wird hierdurch

ίο im Zeitraum des Impulsanstieges der drei koinzident auftretenden Impulse der X-, Y- und Z-Werte in den normalleitenden Zustand versetzt, und anschließend wird im Zeitraum des Impulsanstieges dieser beiden Impulse ein impulsförmiger Strom in der Leiterschleife der betrachteten Speicherzelle induziert. Zu Beginn des Flankenabfalles der drei koinzidenten Impulse wird gleichfalls zunächst ein normaler Strom in der Speicherzelle induziert, der zum Zeitpunkt der Wiederkehr der Supraleitfähigkeit der C-Leitung am Ort der betrachteten Speicherzelle in einen Supra-Leiterstrom übergeht, dessen Stromrichtung für den nunmehrigen Speicherinhalt, nämlich eine binäre 1, charakteristisch ist. Die Grundsätze für die Einspeicherung der anderen Binärziffer — im vorliegenden Fall der Binärziffer 0 — unter Anwendung des 3:2-Aufrufsystems bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 wird wiederum besser verständlich, wenn zunächst der Lesevorgang beim 3:2-Aufrufsystem erläutert wird. Zum Lesen einer Speicherzelle ist es beim 3:2-Aufrufsystem erforderlich, daß die X-, die Y- und die Z-Leitung, die der zur Abtastung bereitzustellenden Speicherzelle zugeordnet sind, mit koinzidenten Impulsen beschickt werden, deren Polarität der Polarität der Impulse in der X-, Y- und Z-Leitung beim Einschreiben einer binären 1 entgegengesetzt ist. Am Ort der zum Lesen aufgerufenen Speicherzelle erreicht das von den drei Einheitsströmen in den drei Leitungen erzeugte resultierende Magnetfeld eine Feldstärke, die höher ist als die kritische Feldstärke des Materials, aus welchem die C-Leitung gefertigt ist. Es wird daher derjenige Abschnitt der C-Leitung, der sich am Ort der zum Lesen aufgerufenen Speicherzelle befindet und der die dieser Speicherzelle zugehörende öffnung in der supraleitenden Schicht 14 überbrückt, in den normalleitenden Zustand versetzt. Auf Grund dessen durchdringt das resultierende Feld der drei Leiter diesen Abschnitt der C-Leitung während der Anstiegszeit der drei koinzidenten Impulse und verursacht einen wieder völlig abklingenden Induktionsspannungsstoß. Zu Beginn des Flankenabfalles der drei koinzidenten Impulse wird zunächst ein normaler Strom in der C-Leitung am Ort der ausgewählten Speicherzelle induziert, der zum Zeitpunkt der mit dem Flankenabfall der Impulse einhergehenden Wiederkehr der Supraleitfähigkeit der C-Leitung in einen Supra-Leiterstrom übergeht, der die entgegengesetzte Richtung aufweist wie der Supra-Leiterstrom, der im Fall der Einspeicherung einer binären 1 in der Zelle geflössen ist. Der Lesevorgang hat somit einen Richtungswechsel des in der abzulesenden Speicherzelle kreisenden Supra-Leiterstromes zur Folge gehabt. Dieser Richtungswechsel ruft in der Abfrageleitung 20 einen Induktionsspanungsstoß hervor. Dieser Ines duktionsspannungsstoß ist charakteristisch dafür, daß in der betrachteten Speicherzelle bis zum Zeitpunkt der Abfrage der betrachteten Speicherzelle eine binäre 1 gespeichert war.

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Supraleitern. Auf der Oberseite der Isolierschicht 10 der Größe einer Einheit gleichzeitig beschickt werden, befindet sich eine, im folgenden als Z-Leitung be- während die Z-Leitung stromlos bleibt. Das koinzizeichnete Leitung in Mäanderform, die, wie später dente Zusammenwirken der beiden Stromimpulse noch ausführlicher erläutert werden wird, ebenso wie führt dazu, daß am Ort der zum Einschreiben einer 1 andere Leitungen als Aufrufleitung dient. Von der 5 aufgerufenen Speicherzelle ein Magnetfeld entsteht, Z-Leitung sind durch die Isolierschicht 11 die Lei- dessen Feldstärke den kritischen Feldstärkewert jener tungen X-I. .. X-4 elektrisch getrennt. Die Leitungen C-Leitung übersteigt, die der ausgewählten Speicher- X-I... X-4 verlaufen zu den in F i g. 5 waagerecht zelle zugeordnet ist. Hierdurch wird in der betrachtegezeichneten Abschnitten der Z-Leitung in der Weise ten Speicherzelle im Zeitraum des Impulsanstieges parallel, daß die Leitungen X-I... X-4 sich mit jenen io der koinzidenten Impulse ein normaler Strom induwaagerecht gezeichneten Abschnitten der Z-Leitung ziert, der nach Beendigung des Impulsanstieges wieder decken. Auf der Unterseite der Isolierschicht 13 ist verschwindet. Zu Beginn des Flankenabfalles der eine Anzahl von Leitungen Y-I... Y-4 angeordnet, durch die X- und Y-Leitungen geleiteten Impulse die von den Leitungen X-I... X-4 durch die Isolier- wird in der Speicherzelle zunächst ein normaler Strom schicht 12 getrennt ist. Die Leitungen Y-I... Y-4 15 induziert, der zum Zeitpunkt der Wiederkehr der sind verschiedentlich gekröpft. Einzelne Abschnitte Supraleitfähigkeit der C-Leitung am Ort der betrachder Leitungen Y-I... Y-4 laufen dadurch den Lei- teten Speicherzelle in einen Supra-Leiterstrom übertungen X-I... X-4 parallel, während die anderen geht. Der auf diese Weise in der aufgerufenen Spei-Abschnitte der Leitungen Y-I... Y-4 zu den Lei- cherzelle eingespeicherte Supra-Leiterstrom, der sich tungen X-I... X-4 eine senkrechte Richtung ein- 20 dort beliebig lange aufrechterhält, weist eine Richtung nehmen. Auf der Oberseite der Schicht 13 sind die auf, die für die Einspeicherung einer binären 1 in Leitungen C-X ... C-4 vorgesehen. Diese Leitungen der zum Schreiben aufgerufenen Zelle charakteridecken sich mit den X-Leitungen. Die supraleitende stisch ist.

Schicht 14 ist unmittelbar über die C-Leitungen ge- Das Verständnis eines nach dem 2:1-Aufrufsystem

breitet, so daß eine galvanisch leitende Verbindung 25 vor sich gehenden Schreibvorganges, der die Einzwischen den C-Leitungen und der supraleitenden speicherung einer binären 0 zum Ziel hat, wird erSchicht 14 besteht. Die Mittelpunkte der in der leichtert, wenn zunächst der Lesevorgang beim 2:1-Schichtl4 vorgesehenen Öffnungen kommen dabei Aufrufsystem beschrieben wird. Eine der Speicherauf die Mittellinie der C-Leitungen zu liegen. Die zellen des in Fig. 5 veranschaulichten Speicher-Abfrageleitung 2© hat Mäanderform. Die in F i g. 5 30 systems wird dadurch zum Lesen aufgerufen, daß die in waagerechter Richtung verlaufenden Abschnitte X- und Γ-Leitungen, welchen die zum Lesen bereitder Leitung 20 erstrecken sich parallel zu den ver- zustellende Speicherzelle angehört, mit koinzidenten schiedenen C-Leitungen und decken sich mit diesen. Impulsen, den sogenannten Leseimpulsen, beschickt Die Abfrageleitung 20 ist von der supraleitenden werden, welche die gleiche Amplitude wie beim Schicht 14 durch eine Isolierschicht 15 getrennt. Die 35 Schreibvorgang jedoch umgekehrte Polarität zeigen. Abfrageleitung 20 besteht aus einem Material, das Die Z-Leitung bleibt dabei wieder stromlos. Ist die sich stets im normalleitenden Zustand befindet, da zum Lesen aufgerufene Speicherzelle mit einem die Abfrageleitung 20 Induktionsspannungsstöße Supra-Leiterstrom belegt, der eine Richtung aufweist, amplitudengetreu wiedergeben soll. Die Schichten 17 die für die Einspeicherung einer binären 1 in dieser und 18, die sich unterhalb bzw. oberhalb der Isolier- 40 Zelle charakteristisch ist, so findet durch die Leseschichten 10 und 16 befinden, sind aus einem Mate- impulse eine Umsteuerung der Stromrichtung des rial, das ständig supraleitend ist. In diesen Schichten Supra-Leiterstromes in der betrachteten Zelle statt, induzierte Supra-Leiterströme verwehren somit den Diese Umsteuerung der Stromrichtung ruft einen InFeldern, von welchen sie angeregt sind, den Durch- duktionsspannungsstoß in der Abfrageleitung 20 hertritt nach außen. Wenn daher eine Mehrzahl der in 45 vor, der kennzeichnend für die Belegung der abge-F i g. 5 gezeigten Speichersysteme übereinander an- fragten Speicherzelle mit einer binären 1 ist. geordnet wird, so verhindern die Schichten 17 und 18 Aus dem Vorhergehenden ist ersichtlich, daß die

eine gegenseitige magnetische Kopplung dieser Abfrage einer Speicherzelle eine ganz bestimmte Speichersysteme. Die Schichten 17 und 18 begrenzen Stromrichtung des nach der Abfrage in der Speicherferner die wirksame Induktivität der im Speicher- 50 zelle kreisenden Supra-Leiterstromes nach sich zieht, system befindlichen Leitungen und damit gleichzeitig Wird die abgefragte Speicherzelle von neuem mit die in diesen Speichersystemen aufgespeicherte einer binären 1 belegt, so hat diese neuerliche Bemagnetische Energie. Dies ist gleichbedeutend mit legung der Speicherzelle wieder die Umkehr der einer Begrenzung des Weges, den der in den Speicher- Stromrichtung des in ihr nach der Abfrage fließenden zellen erzeugte magnetische Fluß nimmt, und damit 55 Supra-Leiterstromes zur Folge. Soll dagegen die abauch gleichbedeutend mit einer Verringerung der gefragte Speicherzelle, die auf Grund einer voranbei Schreib- und Lesevorgängen entstehenden Wärme. gegangenen Abfrage eine ganz bestimmte Stromrich-Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um bei der tung des in ihr kreisenden Supra-Leiterstromes aufdurch Fig. 5 veranschaulichten Speicheranordnung weist, mit einer binären 0 belegt werden, so bedingt die Schreib- und Lesevorgänge zu bewirken. Eine 60 dies beim 2:1-Aufrufsystem die Beschickung der der dieser Möglichkeiten wird aus noch näher zu erläu- Speicherzelle zugeordneten X- und Γ-Leitung, ferner ternden Gründen als 2:1-Aufrufsystem bezeichnet aber auch die Beschickung der Z-Leitung mit koinzi- und im folgenden näher beschrieben. Die Einschrei- denten Stromimpulsen. Die Polarität des für die bung einer binären 1 kann beim 2:1-Aufrufsystem Z-Leitung vorgesehenen Einzelimpulses ist dabei so in der Weise erfolgen, daß die X- und Y-Leitungen, 65 gewählt, daß am Ort der aufgerufenen Speicherzelle die der zum Einschreiben einer binären 1 bereitzu- das von diesem Impuls entlang der Z-Leitung hervorstellenden Speicherzelle angehören, mit eine be- gerufene Feld das von den Strömen in den X- und stimmte Polarität aufweisenden Stromimpulsen von Y-Leitungen erzeugte Magnetfeld schwächt. Dadurch

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Aus der Erläuterung des Abfragevorganges geht Stärkenverhältnisse der einzelnen Schichten bei einer

hervor, daß beim 3:2-Aufrufsystem ebenso wie beim Schaltungsanordnung nach Fig. 5.

2:1-Aufrufsystem die Speicherzellen des Speichers Materialstärke

mach F i g. 5 jeweils einen Supra-Leiterstrom von ganz Teil (mm)

bestimmter Stromrichtung enthalten. Wenn die abge- 5 Unterlage 10 etwa 0 25

fragte Speicherzelle von neuem mit einer binären 1 Z-Leitung 10"³

beschrieben wird, so hat diese neuerliche Belegung Folie 11 10~³

der Speicherzelle wieder die Umkehr der Stromrich- Jf-Leitung 10~³

tung des in ihr nach der Abfrage kreisenden Supra- p_oy_e ^ 10-3

Leiterstromes zur Folge. Soll dagegen die abgefragte io Γ-Leitung ΙΟ""³

Speicherzelle, für die gemäß Obigem eine ganz be- Folie 13 10~^s

stimmte Stromrichtung des in ihr fließenden Supra- C-Leituns 0 2 bis

Leiterstromes charakteristisch ist, nunmehr mit einer q'^ . jq-s

binären 0 belegt werden, so bedingt dies beim 3:2- „ _{t llf r} _1d _in'_₈

Aufrufsystem die Beschickung der X-, Y- und 15 Folie 15 10"³

Z-Leitung mit Stromimpulsen, die am Ort der zu Abfraeeleitun's 20 10~³

beschreibenden Speicherzelle ein Magnetfeld hervor- Folie In 10-s

rufen, dessen Feldstärke niedriger ist als der kritische Mptnllfrti "*> 17 1 n-s

Feldstärkewert des Materials, aus dem die C-Leitun- fr^TH^e J« , n-s

« .. , . -, -r>.. π· . -ι *. .. λ jvietaiiioiie xo au

gen gefertigt smd. Die Einspeicherung einer binaren 0 20

läßt somit den nach der Abfrage einer Speicherzelle Die in der Tabelle angegebenen Materialstärken sich einstellenden Supra-Leiterstrom weiter bestehen. sollen lediglich Anhaltspunkte über die Größenord-Eine erneute Abfrage der eine binäre 0 enthaltenden nung der einzelnen Schichtdicken vermitteln. Im Speicherzelle ist gleichbedeutend mit einer Wieder- Einzelfall schwanken diese Materialstärken je nach holung des vorhergehenden Abfragevorganges. Diese 25 Wahl des Werkstoffes und der Betriebstemperatur, erneute Abfrage hat somit auch beim 3 : 2-Aufruf- Im übrigen lassen sich eine ganze Reihe von Faktoren system den Fortbestand des in der betrachteten angeben, die im Einzelfall von Einfluß auf die BeSpeicherzelle kreisenden Supra-Leiterstromes zur messung der Schichtstärken sind. So müssen beispiels-Folge. An der Abfrageleitung kann in einem solchen weise die Isolationsschichten stark genug sein, um Fall kein neuer Induktionsspannungsstoß entstehen. 30 hinreichend gute Isolation zwischen den einzelnen Das Fehlen eines solchen Induktionsspannungsstoßes Leitern zu gewährleisten. Den Aufrufleitungen ist ein zum Zeitpunkt des Lesevorganges ist somit auch beim ausreichend großer Querschnitt zu geben, damit die 3:2-Aufrufsystem kennzeichnend für die voraus- durch diese Leitungen fließenden impulsförmigen gegangene Belegung der betrachteten Speicherzelle Ströme, deren Amplitude im Hinblick auf die zu ermit einer binären 0. 35 reichenden Feldstärken ihrer magnetischen Felder zu

Es ist keineswegs zwingend notwendig, die durch bemessen sind, keine unzulässige Erwärmung der An-Fig. 5 veranschaulichte Speicheranordnung mittels Ordnung mit sich bringen. Bei der Wahl des Querder beschriebenen 2:1- bzw. 3:2-Aufrufsysteme zu schnitte der Leitungen ist ferner zu berücksichtigen, betreiben. Es sollte an Hand dieser beiden Aufruf- daß in rascher Folge Informationseinheiten dem systeme lediglich die Wirkungsweise der Schaltungs- 40 Speicher zuführbar und aus der Speicheranordnung anordnung nach F i g. 5 im grundsätzlichen erläutert wieder ablesbar sein sollen. Es sind also geringe zeitwerden. Neben den hier beschriebenen Aufruf- liehe Abstände der Einzelimpulse in Rechnung zu systemen sind auch andere Aufrufsysteme denkbar, setzen.

die für den Betrieb der Schaltungsanordnung nach Unter Heranziehung von F i g. 6 sollen noch weitere

Fig. 5 geeignet sind. 45 Einzelheiten der in Fig. 5 dargestellten Schaltungs-

Wenngleich für die Herstellung der in F i g. 5 ge- anordnung näher beschrieben werden. F i g. 6 zeigt

zeigten Schaltungsanordnung verschiedene Fertigungs- eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 5.

verfahren denkbar sind, erscheinen jedoch im Hin- Aus F i g. 6 ist daher die Breite der einzelnen X-, Y-

blick darauf, daß bei dieser Anordnung sowohl die und Z-Leitungen sowie der C-Leitungen und der

leitenden metallischen Beläge als auch die isolieren- 5° Abfrageleitüng 20 ersichtlich. Ferner geht aus F i g. 6

den Schichten vorzugsweise sehr dünn sind, insbeson- die räumliche Zuordnung der einzelnen Leitungen

dere Herstellungsverfahren geeignet, bei welchen zueinander noch deutlicher hervor als aus der in

von Vakuum-Aufdampfverfahren Gebrauch gemacht F i g. 5 gewählten perspektivischen Darstellung. In

wird. Fig. 6 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit die

Es genügt beispielsweise, lediglich die Isolations- 55 Schichten 10 ... 15 weggelassen,

schicht 10 von solcher Stärke auszubilden, daß sie Die strichpunktierten Kreise deuten in Fi g. 6 die

als Träger für die Schichten 11... 16 sowie für die Orte der Öffnungen in der Schicht 14 an. Die Z-Lei-

X-, Y- und C-Leiter geeignet ist. Für alle diese Bau- tung, welche in der Schaltungsanordnung gemäß

teile genügen Stärken, wie sie Folien eigen sind. Die Fig. 5 die unterste der leitenden Schichten bildet,

einzelnen Schichten sind dann zu einer kompakten 60 beginnt in F i g. 6 ebenso wie in F i g. 5 links unten

Einheit zusammengefaßt. Es ist bereits darauf hinge- und verläuft zunächst parallel unterhalb der Z-I-

wiesen worden, daß Fig. 5 die einzelnen Teile der Leitung. Anschließend biegt die Z-Leitung recht-

Speicheranordnung in weit auseinandergezogener winklig nach oben und dann rechtwinklig nach links

Darstellung zeigt. In Wirklichkeit handelt es sich bei ab und kommt dadurch unterhalb der X-2-Leitung

den Schichten um ganz dünne Folien, und lediglich 6g zu liegen. Durch die Mäanderform der Z-Leitung

die Schicht 10 gibt durch eine entsprechend stärkere wird erreicht, daß ihre Abschnitte mit der größeren

Ausführung der Einheit mechanisch festen Halt. Die Länge zwischen zwei Abbiegungen in ähnlicher Weise

folgende Tabelle vermittelt einen Überblick über die auch unterhalb der X~3- und X-4-Leitungen zu liegen

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kommen. Die Stromimpulse für die Z-Leitung werden von dem Impulsgenerator25 geliefert, der in Fig. 6 in Blockform angegeben ist. Dieser Impulsgenerator kann von üblicher Bauart sein. Aus Fig. 6 geht besonders deutlich hervor, daß die X-Leitungen, die Y-Leitungen und die Z-Leitungen Abschnitte aufweisen, in welchen sie parallel und übereinander verlaufen. Die in Blockform gezeichneten Impulsgeneratoren 26... 29 sind jeweils mit einer der

Ringes gleichgesetzt, um zu einer vereinfachten Erörterung der Vorgänge in der Leiterschleife der Schaltungsanordnung nach der Erfindung zu gelangen. In Fig. 7 ist als Ordinatenwert das magnetische 5 Moment aufgetragen, für dessen Größe auch der in der Leiterschleife fließende Strom charakteristisch ist. Die Abszissenwerte geben die Größe des auf die Leiterschleife einwirkenden äußeren Magnetfeldes an: Der bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung

Y-I- ... Y-4-Leitungen verbunden. Den Impulsgene- io in der Aufrufwicklung der in sich geschlossenen

ratoren 26 ... 29 ähnliche, jedoch in Fig. 6 zeichne- Leiterschleife fließende Strom ist ein Maß für die

risch nicht wiedergegebene Impulsgeneratoren sind Feldstärke des äußeren Magnetfeldes. Die Punkte

an die X-I- ... X-4-Leitungen angeschlossen. Da entlang der Ordinatenachse geben die Werte für die

die Ströme in den Z-Leitungen und in denjenigen Supra-Leiterströme an, die in der Leiterschleife nach

Abschnitten der Y-Leitungen, die parallel zu den 15 Entfernung eines zunächst angelegten äußeren Ma-

Z-Leitungen verlaufen, gleiche Richtung haben gnetfeldes ständig weiterfließen. Wenn angenommen

müssen;; damit sie sich am Ort der ausgewählten wird, daß die in sich geschlossene Leiterschleife ganz

Speicherzelle bei der Erzeugung von Magnetfeldern in den supraleitenden Zustand versetzt wurde und in

unterstützen, ist es in Anbetracht der für die Y-Lei- ihr noch kern Strom fließt, so ist der Zustand dieser

tungen gewählten Mäanderform zweckmäßig, wenn 20 Leiterschleife durch den Punkt A in F i g. 7 gekenn-

die X-Leitungen mit ihren Impulsgeneratoren so ver- zeichnet. Wenn der Aufrufwicklung der Leiterschleife

bunden werden, daß die Stromimpulse in zwei auf- ein in einer bestimmten Richtung anschwellender

einanderfolgenden Z-Leitungen in entgegengesetzter Strom zugeführt wird, beginnt in der Leiterschleife

Richtung fließen, während die Y-Leitungen dann so ein Strom zu fließen, dessen zunehmende Amplitude

an ihre Impulsgeneratoren anzuschließen wären, daß 25 durch die Strecke AB wiedergegeben wird. Nachdem

in diesen Leitungen gleiche Stromrichtung sich ergibt. der Punkt B erreicht worden ist, verkleinert sich

Wird bei der Speicheranordnung nach Fig. 5 wieder der Strom in der Leiterschleife, was im Dia-

und 6 das 2:1-Aufrüfsystem angewandt, so ist die gramm der Fig. 7 einem Fortschreiten längs dem

Z-Leitung mit Impulsen zu beschicken, die auf Grund Streckenzug BC entspricht. Der Punkt C gibt den

ihrer Stromrichtung ein Magnetfeld erzeugen, das am 30 Spitzenwert des Aufruf-Stromimpulses wieder. Das

Ort der aufzurufenden Speicherzelle dem durch die Abklingen dieses Impulses erscheint in dem Diagramm

Ströme in den X- und Y-Leitungen erzeugten Magnet- als ein Fortschreiten längs der Strecke CE, bis der

feld entgegenwirkt. Wird dagegen die durch die Punkt £ erreicht ist. Der Punkt E ist für den nun-

Fig. 5 und 6 veranschaulichte Speicheranordnung mehr wieder hergestellten stationären Zustand des

nach dem 3:2-Aufrufsystem betrieben, so ist es er- 35 Supra-Leiterstromes in der geschlossenen Leiter

schleife charakteristisch.

Der bisher erläuterte Vorgang ist mit dem auf Grund der oben getroffenen Verabredungen mit dem Schreiben einer binären 1 identisch, da die Ände-40 rungen des äußeren Feldes längs der positiven Abszissenachse auf einem positiven Impuls in der Aufrufwicldung zurückführbar sind. Der Punkts charakterisiert somit eine binäre 1. Es werde nach wie vor angenommen, daß ein Lesevorgang dadurch

forderlich, daß die Stromimpulse in der Z-Leitung ein Feld erzeugen, welches am Ort der aufzurufenden Speicherzelle das Magnetfeld, das von den Strömen in den X- und Y-Leitungen hervorgerufen wird, unterstützt.

Wie in Fig. 6 angedeutet, sind die C-Leitungen vorzugsweise viel schmaler ausgebildet als die X-, Y- und Z-Leitungen.

Die Fig. 7 zeigt die idealisierte Magnetisierungs-Charakteristik eines ringförmigen Leiters, der in den 45 ausgelöst wird, daß der Aufrufwicklung der Leitersupraleitenden Zustand überführbar ist. Diese ideali- schleife ein Stromimpuls gleicher Größe, jedoch entsierte Magnetisierungs-Charakteristik stimmt nicht gegengesetzter Polarität wie beim Einschreiben einer völlig mit der Magnetisierungs-Charakteristik der in binären 1 zugeführt wird. Im Diagramm der F i g. 7 sich geschlossenen Leiterschleife der verschiedenen drückt sich ein solcher Lesevorgang so aus, daß vom Ausführungsformen der Schaltungsanordnung nach 50 Punkt Z? aus längs der Strecke Ei⁷ bis zum Punkt F der Erfindung überein, da die in sich geschlossenen fortgeschritten wird und vom Punkte aus längs der Leiterschleifen der verschiedenen Ausführungsarten Strecke ,FG sich der Strom in der Leiterschleife der Schaltungsanordnung nach der Erfindung von wieder dem Wert Null nähert. Der Punkt G entspricht der Kreisringform abweichen. Dennoch erscheint es dabei dem Punkt, dessen Abszissenwert die Höchstzweckmäßig, auf die in F i g. 7 dargestellte idealisierte 55 amplitude des Leseimpulses kennzeichnet. Anschlie-Magnetisierungs-Charakteristik eines supraleitenden ßend verändert sich entsprechend dem nunmehr abRinges näher einzugehen, da diese Magnetisierungs- !dingenden Leseimpuls der in der Leiterschleife Charakteristik einige Grundprinzipien erkennen läßt, fließende Supra-Leiterstrom m einer Weise, die im die für den Entwurf der Schaltungsanordnung nach Diagramm durch ein Fortschreiten längs der Strecke der Erfindung von Bedeutung sind. Es wird im folgen- 60 G/ auszudrücken ist, d.h., der in der Leiterschleife den unter Außerachtlassung der Abweichungen, die fließende Strom wird zunächst kleiner, durchläuft den sich zwangläufig aus der Verschiedenheit der Form Wert Null und wächst dann von neuem an, bis der der Leiterschleife im einen und im anderen Fall er- Punkt/ erreicht ist. Ein Wandern längs des Streckengeben, die Magnetisierungs-Charakteristik der bei zuges EFGI ist somit charakteristisch für den Vorden einzelnen Ausführungsformen der Schaltungs- 65 gang des Herauslesens einer binären 1. Nach einem anordnung nach der Erfindung Anwendung finden- solchen Lesevorgang nimmt die Stromschleife einen den Leiterschleifen mit der in F ig. 7 wiedergegebenen Zustand an, der zugleich charakteristisch ist für die Magnetisierungs-Charakteristik eines supraleitenden Einspeicherung einer binaren 0. Es entspricht also

der Punkt E im Diagramm der Einspeicherung einer binären 1 und der Punkt/ im Diagramm der Einspeicherung einer binären 0. In der Abfragewicklung wird beim Lesevorgang eine Spannung induziert, wenn die Strecke FG durchlaufen wird.

Angenommen, es befinde sich die Stromschleife in einem Zustand, der die Speicherung einer binären 0 anzeigt, also in einem Zustand, der im Diagramm durch den Punkt/ zum Ausdruck kommt, und es

felder führen zu Stromamplituden in dem supraleitenden Ring, deren Änderung längs von Geraden vor sich geht, die parallel zu den Strecken LD und HK verlaufen. In den oben angeführten Beispielen waren 5 die Strecken //, CE, EF und GI solche Strecken. Wenn die Stromamplitude in der Leiterschleife einmal an den Grenzlinien DK oder HL angelangt ist, so können weiter zu erreichende Werte offenbar nur auf diesen Strecken liegen. Nur wenn längs der

und geht bei E wieder in den stationären Zustand über. Beim Durchlaufen der Strecke 7 C wird in der Abfragewicklung der Speicherzelle eine Spannung induziert.

Im folgenden werde wiederum davon ausgegangen, daß sich die Stromschleife in einem Zustand befindet, der durch den Punkt/ im Diagramm der F i g. 7 charakterisiert ist. Wenn nunmehr ein nega-

werde nunmehr der Aufrufwicklung wiederum ein io Grenzen DK und HL eine Veränderung stattfindet, Impuls von gleicher Größe und Polarität wie ein kann in der Abfragewicklung ein Signal induziert Impuls zugeführt, der das Einschreiben einer bi- werden, da kein Richtungswechsel im resultierenden, nären 1 bewirken soll, so verändert sich der Strom mit der Abfragewicklung verketteten Magnetfeld in der Leiterschleife längs dem Streckenzug//C. auftritt, bevor diese Grenzlinien überschritten wer-Während der Abklingzeit des Schreibimpulses ändert 15 den. Beispiele für derartige Veränderungen längs der sich der Strom in der Leiterschleife längs der Strecke Grenzlinien sind die vorangehend beschriebenen

Veränderungen längs den Strecken JC und FG.

Es ist bereits darauf hingewiesen worden, daß die Strecken DK, KH, HL und LD den Bereich umzo schließen, innerhalb welchem der Strom im supraleitenden Ring jeden Wert annehmen kann. Außerhalb dieses Bereichs ist kein rein supraleitender Zustand mehr möglich. Äußere Feldstärken, die größer sind als die Abszissenwerte der durch die

tiver Impuls, also ein Impuls wie er zur Auslösung 25 Punkte D und H bezeichneten Feldstärken, bringen des Lesevorganges dient, der Aufrufwicklung züge- den supraleitenden Ring in den Zwischenzustand, führt wird, so bedingt dies eine Änderung des Supra- für den auf Grund der beiden möglichen Feldrichtun-Leiterstromes in der Leiterschleife, die durch die gen die Geraden DP und HR charakteristisch sind. Strecke IG wiederzugeben wäre. Wenn der Lese- Wenn die von außen auf den Körper einwirkende impuls abklingt, stellt sich entsprechend einer rück- 30 Feldstärke die durch die Punkte P und R bestimmten läufigen Bewegung längs der Strecke G/ der vordem Werte erreicht, wird der Ring wieder völlig normalbestehende Zustand/ wieder ein. Beim Herauslesen leitend. Im Innern des Ringes existiert dann wieder einer binären 0 wird somit in der Abfragewicklung ein elektrisches Feld, und ein etwa in dem Ring keine Spannung induziert, da der Supra-Leiterstrom hervorgerufener Induktionsstromstoß wird in Joulekeiner Änderung unterworfen war, die im Diagramm 35 sehe Wärme umgewandelt.

einer Fortbewegung auf der Strecke GF entspricht. Im folgenden werde angenommen, daß in den

In der Praxis ist es nicht ganz einfach, einen Auf- Leiterschleifen der durch die Fig. 3 und 4 wiederrufimpuls so genau zu begrenzen, daß beim Ein- gegebenen Schaltungsanordnungen Ströme vorhanden schreiben einer binären 1 in eine Stromschleife, die seien, die beim Schreib- und Lesevorgang ein Parschon bisher mit einer binären 1 belegt war, gerade 40 allelogramm ähnlich dem in F i g. 7 wiedergegebenen der Punkt C erreicht wird und beim Ablesen einer Parallelogramm IJCEFGI durchlaufen. Aus Gründen,

auf die schon zu Anfang der Besprechung von F i g. 7 hingewiesen wurde, kann F i g. 7 nur zu einer qualitativen, nicht zu einer quantitativen Analyse der Vorder Linie GF und beim Schreiben einer binären 1 45 gänge in den Leiterschleifen der durch die Fig. 3 eine kleine Änderung auf der Linie C/ zu erwarten, und 4 wiedergegebenen Schaltungsanordnungen herangezogen werden. Damit die durch die Aufrufleitungen der in Fig. 3 und 4 dargestellten Schaltungsanordnungen geleiteten Ströme einen Schreib- oder

den Strecken CJ und GF bei Schreib- und Lese- 50 Lesevorgang auszulösen vermögen, ist es erfordervorgängen der oben näher bezeichneten Art auf- lieh, daß diese Stromimpulse Amplitudenrnindesttreten, wird ein Störsignal, also ein ungewolltes werte von + 5,25 Einheiten aufweisen. Amplituden-Signal, in der Abfragewicklung induziert. Die Ampli- werte dieser Größe rufen Magnetfelder hervor, die tude solcher Störsignale ist jedoch gering, und durch im Diagramm gemäß F i g. 7 durch die Punkte C eine gute Amplitudenbegrenzung des Impulsgenera- 55 bzw. G wiedergegeben werden. Im praktischen Betors oder in der Auf ruf einrichtung kann sie so klein trieb wird Vorsorge getroffen, daß diese Minimalwerte gehalten werden, daß sie sich nicht störend aus- überschritten werden, damit sichergestellt ist, daß wirkt. tatsächlich an den einzelnen Aufrufleitungen diese

Ein in einem supraleitenden Ring kreisender Supra- Minimalströme wirksam werden. Andererseits muß Leiterstrom kann praktisch unbegrenzt lange fließen, 60 gewährleistet sein, daß den durch den Aufruf der solange die Werte für das magnetische Moment und einzelnen X-, Y- oder Z-Leitungen teilweise erregten das Außenfeld Wertepaare ergeben, die innerhalb des Speicherzellen nicht Stromwerte zugeführt werden, durch die Punkte DKHLD umgrenzten Gebietes die ± 3,5 Einheiten überschreiten. Diese Werte sind liegen. Die bei Fehlen eines äußeren Magnetfeldes im Diagramm von Fig.7 durch die Punkte/ und F erreichbare Höchstamplitude des Supra-Leiterstromes 65 wiedergegeben. Das Überschreiten dieser Stromwerte ist durch die Punkte M und N charakterisiert. Von hätte die Anregung eines unerwünschten Signals in außen auf den supraleitenden Ring und den in ihm der Abfragewicklung durch eine nicht aufgerufene kreisenden Supra-Leiterstrom einwirkende Magnet- Zelle zur Folge.

Stromschleife, die mit einer binären 0 belegt ist, gerade der Punkt G erreicht wird. Es ist daher beim Ablesen einer binären 0 eine kleine Änderung längs

wenn die betrachtete Stromschleife schon mit einer binären 1 belegt war.

In dem Maß, wie solche kleinen Änderungen auf

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Es werde nunmehr angenommen, daß die Schal- Feldes von 5,25 Einheiten — entsprechend dem tungsanordnung gemäß Fig. 5 nach einem 2:1-Auf- Abszissenwert des Punktes C bzw. G von Fig. 7 — rufsystem betrieben werden soll. Die Aufruf ströme sicherzustellen, eine Feldstärke, die in dem gewählten sollen solche Amplitudenwerte aufweisen, daß sich Beispiel von der X-1-Leitung und von der Γ-4-Leials Arbeitsdiagramm für die einzelnen Speicherzellen 5 tung aufzubringen ist, muß jede einzelne Leitung am das Parallelogramm IJCEFGI gemäß F i g. 7 ergibt. Ort der aufgerufenen Speicherzelle eine Feldstärke Wenn verhindert werden soll, daß in der Abfrage- entsprechend einem Stromwert von 2,625 Einheiten leitung 20 ungewollte Signale durch Magnetfelder bereitstellen. Durch das Zusammenwirken der X-I-induziert werden, die von Speicherzellen herrühren, Leitung und der y-4-Leitung wird der in der aufdie durch den Aufruf bestimmter X- und y-Leitungen io gerufenen Zelle enthaltene Supra-Leiterstrom, dessen in den Zustand der teilweisen Erregung versetzt stationärer Zustand zunächst durch den Punkt/ im werden, so muß das magnetische Feld der einzelnen Diagramm wiedergegeben wird, über die Punkte J Aufrufleitungen auf Werte beschränkt bleiben, die und C in den stationären Zustand verbracht, der dem unter den Abszissenwerten liegen, die in dem Dia- Punkt i? entspricht. Damit weist der Supra-Leitergramm gemäß F i g. 7 die Punkte / und F aufweisen, 15 strom eine Stromrichtung auf, die für die Binärzahl 1 d. h., für die C-Leitungen dieser Zellen dürfen äußere charakteristisch ist. Das Einschreiben der binären 1 Feldstärken, die den Abszissenwerten der Punkte J in die aufgerufene Zelle ist damit beendet, und F entsprechen, nicht überschritten werden. Das Diejenigen Speicherzellen, die neben der aufgeruferesultierende magnetische Feld jedoch, das am Ort nen Speicherzelle der X-1-Leitung sowie der Y-A-der aufzurufenden Speicherzelle durch die mit einem 20 Leitung zugeordnet sind, also die Speicherzelle ober-Einzelimpuls beschickte X-Leitung und die mit einem halb der X-1-Leitung mit den Koordinatenwerten X₁ koinzidenten Einzelimpuls beschickte Γ-Leitung er- Y_&, X₁ Y₂, X₁ Y₁ und die oberhalb der Γ-4-Leitung zeugt wird, muß größer sein als die kritische Feld- befindlichen Speicherzellen mit den Koordinatenstärke des Materials, aus welchem die C-Leitungen werten Y^ X₂, Y₁ X₃, Y₁ X₄, werden lediglich mit bestehen. Es muß somit an der aufgerufenen Zelle 25 einem äußeren Feld beaufschlagt, dessen Feldstärke die Feldstärke des äußeren Feldes einen Wert errei- 2,625 Stromeinheiten entspricht. Die Feldstärken chen, der durch die Abszissenwerte der Punkte C dieser Felder liegen somit in jedem Fall unterhalb und G im Diagramm gemäß Fig. 7 vorgegeben ist. dem Feldstärkewert, der den Abszissenwerten des Das Vorzeichen dieser Abszissenwerte richtet sich Punktes/ in Fig.7 gleichkommt. Durch diese teildanach, ob die betrachtete Speicherzelle zum Ein- 30 weise aufgerufenen Zellen wird in der Abfrageleitung schreiben einer binären 1 oder zu einem Lesevorgang 20 der Speicheranordnung gemäß F i g. 3 keine Spanaufgerufen ist. Zur näheren Erläuterung werde ange- nung induziert, da das Arbeitsdiagramm dieser teilnommen, daß bei der Schaltungsanordnung gemäß weise aufgerufenen Zellen die Grenzlinie KD nicht F i g. 5 eine Speicherzelle aufzurufen sei, die am erreicht. Wie oben bereits näher erläutert wurde, muß Kreuzungspunkt der Y-4- und der X-1-Leitung liegt. 35 diese Grenzlinie KD erreicht werden, wenn in der Jede dieser Leitungen sei mit einem positiven, das Abfrageleitung 20 eine Spannung induziert werden Einschreiben einer binären 1 bewirkenden Impuls soll. Das einzige während der vorher besprochenen beschickt. Der vor dem betrachteten Schreibvorgang Schreiboperation induzierte Signal rührt von der aufin der Zelle bestehende Zustand sei durch einen gerufenen Speicherzelle her, in welcher, da sie nicht Dauerstrom charakterisiert, dessen Richtung der Ein- 40 schon vorher mit der Binärziffer 1 belegt war, der speicherung einer binären 0 in der Speicherzelle Dauerstrom im Arbeitsdiagramm den Weg von / entspricht. Im Diagramm gemäß F i g. 7 wird dieser über / und D nach E zurückgelegt hat, also ein Stück Zustand durch den Punkt / ausgedrückt. Wenn nun- auf der Grenzlinie KD gewandert ist. Das hierdurch mehr in dieser Speicherzelle eine binäre 1 einge- in der Abfrageleitung 20 induzierte Signal tritt jedoch schrieben werden soll, so muß am Ende dieses Ein- 45 nach außen hin nicht in Erscheinung, da während speicherungsvorganges in der Zelle ein Supra-Leiter- des Schreibens der ' Signalverstärker keine Verstärstrom fließen, der dem Punkt E in F i g. 7 entspricht. kung aufweist.

Damit dies erreicht wird, muß kurzzeitig ein Magnet- Es ist ohne weiteres möglich, ein Schaltelement

feld an der ausgewählten Speicherzelle wirksam sein, mit Gleichrichtereigenschaften, beispielsweise eine dessen Feldstärke durch den Abszissenwert des 50 Diode, zwischen die Abfrageleitung20 der in Fig. 5 Punktes C in F i g. 7 charakterisiert ist. Der Supra- gezeigten Schaltungsanordnung und dem dieser Ab-Leiterstrom erfährt dann in der ausgewählten Spei- frageleitung zugeordneten Signalverstärker zu schalcherzelle eine Amplitudenänderung, die durch die ten, so daß nur Signale einer Polarität, nämlich jener Strecken IJ₁ JC, CE vorgegeben ist. Die Strecke CE Polarität, wie sie beim Herauslesen einer binären 1 wird bei abklingendem Schreibimpuls durchlaufen. 55 aus den Speicherzellen auftreten, dem Signalverstär-Mit Erreichung des Punktes E stellt sich wieder der ker zugeführt werden.

stationäre Zustand des Supra-Leiterstromes in der Zur weiteren Erläuterung der Schaltungsanordnung

Leiterschleife ein. Der Supra-Leiterstrom fließt dabei gemäß Fig. 5 an Hand des in Fig. 7 wiedergegebein der Leiterschleife in einer Richtung, die auf Grund nen Diagramms sei ein Lesevorgang beschrieben, der vorhergehenden Absprachen die Einspeicherung 60 Dieser Lesevorgang reihe sich zeitlich an den Schreibeiner binären 1 zum Ausdruck bringt. Vorgang an, der im vorhergehenden näher dargelegt Beim 2:1-Aufrufsystem empfiehlt es sich, die worden ist und dazu geführt hat, daß der SupraAmplituden der durch die X- und Y-Leitungen zu Leiterstrom in der Speicherzelle den im Diagramm leitenden Impulse gleich groß zu wählen, so daß die durch den Punkt E gekennzeichneten Zustand einHälfte der erforderlichen Feldstärke durch den 65 nimmt. Es werden nunmehr Einzelimpulse negativer Stromimpuls in der X-Leitung und die andere Hälfte Polarität an die X-1-Leitung und an die Y-4-Leitung durch den Stromimpuls in der F-Leitung hervor- der in F i g. 3 dargestellten Schaltungsanordnung gegerufen wird. Um eine Gesamtfeldstärke des äußeren legt. Diese Impulse weisen einen Impulsspitzenwert

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auf, der jeder der beiden Leitungen mit einem magne- der Grenzlinie HL stattfindet, wird in der Abfragetischen Feld einer Feldstärke umgibt, die 2,625 Strom- leitung 20 keine Signalspannung induziert. In dem einheiten entspricht. Das an der zum Lesen aufgeru- Maß, in dem jedoch eine kleine Stromänderung längs fenen Zelle hierdurch hervorgerufene resultierende der Strecke GF auftritt, wird eine kleine Störspan-Magnetfeld hat eine Feldstärke, die dem Abszissen- 5 nung in der Abfrageleitung 20 induziert. Die Ampliwert des Punktes G in Fig. 7 entspricht. Da der tude dieser Störspannung ist außerordentlich klein. Leseimpuls negative Polarität hat, treten im vor- Zurückzuführen ist diese Störspannung darauf, daß liegenden Fall auch negative Feldstärkewerte auf. der Impulsgenerator nicht in der Lage ist, Strom-Das resultierende Feld der beiden Lesestromimpulse impulse mit genau 2,625 Stromeinheiten zu liefern, veranlaßt den Supra-Leiterstrom in der aufgerufenen io Auch in diesem Fall tragen im übrigen teilweise aufZelle mit dem Koordinatenwert X₁ Y_v sich vom gerufene Speicherzellen zu diesem kleinen Störsignal Punkt E aus über den Punkt F und den Punkt G zum überhaupt nicht bei. Bei dem Lesevorgang an einer Punkt / hin zu ändern. Während der Änderung längs. Speicherzelle mit einer Stromrichtung, die einer binäder Strecke FG, also auf einem Abschnitt der Grenz- ren 0 entspricht, entsteht somit an der Abfrageleitung linie LH, wird in der Abfrageleitung 20 eine Span- 15 20 ein sehr kleines, im günstigen Fall gar kein Storming induziert, deren Polarität entgegengesetzt dem signal.

Induktionsspannungsstoß ist, der beim oben erläu- Als nächstes werde ein Schreibvorgang erläutert, terten Einschreiben einer binären 1 in die zuvor mit durch den bei der Speicheranordnung gemäß F i g. 5 einer binären 0 belegt gewesene Speicherzelle wahr- einer Speicherzelle, in der bereits eine binäre 0 gezunehmen war. Dieses Signal ist für das Herauslesen 20 speichert ist, von neuem mit einer binären 0 belegt einer binären 1 aus einer Speicherzelle charakteri- werden soll. Wenn in die Speicherzelle mit den stisch. Während des nunmehr betrachteten Lese- Koordinaten X₁ Y₁ eine binäre 0 eingeschrieben Vorganges weist jedoch der Abfrage-Signalverstärker werden soll und die Speicherzelle bereits mit einer seine normale Empfindlichkeit auf. Falls dem Signal- binären 0 belegt ist, so wird entweder der X-l-Leiverstärker eine Diode vorgeschaltet ist, die während 25 tung oder der Y-4-Leitung kein Stromimpuls oder des Schreibvorganges auftretende Signale von diesem keiner der beiden Leitungen ein Stromimpuls zuge-Verstärker fernhält, ist diese Diode für Signale mit führt. Im letzteren Fall erleidet der Supra-Leiterstrom einer Polarität, die während des nunmehr beschrie- in der Speicherzelle nicht einmal eine vorübergehende benen Lesevorganges auftreten, leitend, so daß der Änderung. In den beiden erstgenannten Fällen ist der Abfrage-Signalverstärker ein Signal an seinen Aus- 30 Supra-Leiterstrom Änderungen unterworfen, die im gang abgibt. Zusammenhang mit der Erläuterung des Verhaltens Teilweise aufgerufene Speicherzellen, die sich ober- der Z-Leitung gegenüber den Speicherzellen bereits halb der Z-1-Leitung bzw. oberhalb der Y-4-Leitung beschrieben worden sind.

befinden, induzieren bei dem soeben beschriebenen Es soll nunmehr eine Erscheinung betrachtet wer-Lesevorgang kein Störsignal in der Abfrageleitung 20, 35 den, die an der Abfrageleitung 20 bei Schreib- und da an diesen Speicherzellen kein äußeres Feld von Leseoperationen auftritt. Die Abfrageleitung 20 beeiner Feldstärke in Erscheinung tritt, die dem Abszis- steht aus einem bei der Betriebstemperatur des Speisenwert des Punktes F in F i g. 7 entspricht. Es soll chers normalleitenden Material guter Leitfähigkeit, an dieser Stelle erwähnt werden, daß der Supra- wie etwa Kupfer, Silber oder Gold. Die Abfrage-Leiterstrom in teilweise aufgerufenen Zellen sich 40 leitung 20 hat hierdurch einen sehr niedrigen Ohmsehr wohl unter dem Einfluß eines äußeren Feldes, sehen Widerstand. Andererseits ist dieser Widerstand das 2,625 Stromeinheiten entspricht, verändern kann. jedoch noch hinreichend groß, um ein in der Abfrage-Aber nach Abklingen des aufgetretenen Impulses leitung induziertes Signal schnell abklingen zu lassen, kehrt der Supra-Leiterstrom in seinen stationären Wenn sich nun während eines Schreibvorganges der Zustand zurück. Es ist demnach festzustellen, daß 45 Supra-Leiterstrom in einer Speicherzelle längs der eine Speicherzelle durch einen Teilaufruf keinen Strecke JC oder während eines Lesevorganges längs Verlust bezüglich der in ihr gespeicherten Energie der Strecke FG ändert, so werden in der Abfrageerleidet, leitung 20 Signalspannungen induziert, die in der Es soll nunmehr der Lesevorgang bei einer Spei- Abfrageleitung 20 einen Stromfluß hervorrufen, der cherzelle mit den Koordinaten X₁ Y₁ unter der Vor- 50 seinerseits ein Magnetfeld erzeugt, das dem ursprüngaussetzung näher dargelegt werden, daß in dieser liehen Feld entgegenwirkt, das zu jenen Signalspan-Zelle ein Supra-Leiterstrom fließt, dessen Strom- nungen Anlaß gegeben hat. Ohne auf weitere Einzelrichtung für die Einspeicherung der binären 0 charak- heiten einzugehen, läßt sich bereits sagen, daß das teristisch ist. Im Diagramm der F i g. 7 wird dieser auf diese Weise um die Abfrageleitung entstehende Einspeicherungszustand der Zelle durch den Punkt/ 55 Magnetfeld bestrebt ist,

wiedergegeben. Werden nun die beiden Leseimpulse _{a) nkht aufgerufene Zellen} zu beschreiben, wenn

von je 2,625 Stromeinheiten der Z-1-Leitung und der _{aus dner aufgerufenen Ze}n_e gelesen wird,

Y-4-Leitung gleichzeitig zugeführt, so entsteht an der ,, . , . , „ „ ,

aufgerufenen Zelle ein resultierendes äußeres Feld ^b) ^mf^l aufgerufene Zellen zu lesen, wenn eine

mit einer Feldstärke, die 5,25 Stromeinheiten auf der 60 aufgerufene Zelle beschrieben wird,

negativen Abszissenachse entspricht. Die Abszisse des Die Größe dieser Störung kann jedoch auf ein

Punktes G gibt diesen Feldstärkewert an. Der Supra- unbedeutendes Maß herabgedrückt werden, wenn

Leiterstrom in der Zelle wird hierdurch in einer mit der Abfrageleitung ein Widerstand in Reihe ge-

Weise verändert, die im Diagramm als Begehung des schaltet wird, der den Strom in der Abfrageleitung

Weges von / nach G und nach Abklingen der beiden 65 und damit auch das von diesem Strom hervorgerufene

Leseimpulse in den Aufrufleitungen als Rückkehr Magnetfeld herabsetzt.

zum Punkt / unter Benutzung der Strecke GI in Die vorangegangene Erläuterung eines 2:1-Auf-

Erscheinung tritt. Da hierbei keine Änderung längs rufsystems zum Schreiben und Lesen von Speicher-

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zellen sollte dazu dienen, einige der Schwierigkeiten Teile des in F i g. 7 gezeigten Diagramms eignen sich aufzuzeigen, die bei der Dimensionierung der an die als Arbeitsdiagramme für Speicherzellen zur Durch- X-, Y- und Z-Leitungen anzuschließenden Aufruf- führung von Schreib- und Lesevorgängen. Es lassen einrichtungen zu überwinden sind. Bei dem 3 :2-Auf- sich z. B. mit allen jenen Parallelogrammen Schreibrufsystem müssen koinzidente Stromimpulse in drei 5 und Lesevorgänge bewerkstelligen, deren Endpunkte Leitern, nämlich der X- und F-Leitung sowie in der auf den Geraden KD und HL und deren längere Z-Leitung, ein magnetisches Feld von einer Feld- Seiten parallel zu HK und LD liegen. Es ist dabei stärke erzeugen, die 5,25 Stromeinheiten entspricht, unerheblich, ob die Parallelogramme ebenso nullwenn das Parallelogramm IJCEFGI als Arbeits- punktsymmetrisch sind, wie dies beim Parallelodiagramm vorgesehen ist. Falls die Stromimpulse in io gramm IJCEFGI der Fall ist. Beispielsweise eignet den X- und Y-Leitungen sowie in der Z-Leitung im sich auch das Parallelogramm MKJIGHM als Arbeitsgleichen Maß am Aufbau des äußeren Feldes be- diagramm: Es besteht in diesem Fall die Möglichkeit, teiligt sein sollen, das die Umsteuerung der Strom- etwa dem Punkt M die Binärzahl 0 und dem Punkt 1 richtung des Supra-Leiterstromes in einer Speicher- die Binärzahl 1 zuzuordnen. Wenngleich die Suprazelle zu bewirken hat, so entfällt auf jede der genann- 15 Leiterströme, die den Punkten M und / entsprechen, ten Leitungen eine Feldstärke, die 5,25 : 3, also gleiche Richtung aufweisen, so ist dennoch auch bei 1,75 Stromeinheiten entspricht. In diesem Fall werden der Wahl des genannten Parallelogramms als Arbeits-Speicherzellen, die sowohl von einer Z-Leitung als parallelogramm mit dem Übergang von dem durch auch von der Z-Leitung gleichsinnig erregt werden, den Punkt M gekennzeichneten stationären Zustand durch ein Magnetfeld mit einer Feldstärke teilerregt, 20 zu dem durch den Punkt / gekennzeichneten statioder ±3,5 Stromeinheiten entsprechen, während das nären Zustand und umgekehrt eine Flußänderung Feld jener Speicherzellen, die entlang der aufgerufe- analog der Flußänderung beim Übergang von / nach nen F-Leitung liegen, einem Teilaufruf mit einer E und dem Übergang von E nach I verbunden. Es Feldstärke ausgesetzt sind, die mit ± 1,75 Strom- wird also in der Abfrageleitung 20 einmal eine posieinheiten anzugeben ist. Der Teilaufruf einer nicht 25 tive und das andere Mal eine negative Signalspannung aufzurufenden Speicherzelle mit einer Feldstärke induziert. Allerdings ist die Größe der den Aufrufentsprechend ±3,5 Einheiten kann ohne weiteres leitungen zuzuführenden Stromimpulse bei Schreibzugelassen werden, da diese Feldstärken die Abszis- vorgängen eine andere als bei Lesevorgängen, wenn senwerte der Punkte J und F nicht überschreiten. mit dem Parallelogramm MKJIGHM gearbeitet wird. Teilweise aufgerufene Speicherzellen, die unter dem 30 Aus F i g. 7 geht nämlich hervor, daß ein Strom-Einfluß von Feldern stehen, deren Feldstärken mit impuls, der einen Feldstärkewert hervorruft, der Stromwerten unter 3,5 Stromeinheiten angebbar sind, 3,5 Stromemheiten entspricht, die Speicherzelle vom liefern noch keine Störsignale. Von teilweise auf- Punkt M über die Punkte K und / zum Punkt / umgerufenen Speicherzellen, die mit äußeren Magnet- steuert, während ein Stromimpuls mit einem sieben feldern von einer Feldstärke beaufschlagt werden, 35 Stromeinheiten gleichzusetzenden Feldstärkewert notdie 1,75 Stromemheiten entspricht, kann unter keinen wendig ist, um eine Umsteuerung des Supra-Leiter-Umständen ein Störsignal ausgehen. stromes von I über G, H nach M durchzuführen.

Aus der vorangegangenen Betrachtung des 2:1- Die bisherigen Darlegungen haben sich mit zwei-

Aufrufsystems und des 3 :2-Aufrufsystems kann ge- dimensionalen Speicherebenen befaßt. Es lassen sich schlossen werden, daß dann, wenn die in einer teil- 40 jedoch ohne weiteres durch Aneinanderreihen einer weise aufgerufenen Speicherzelle der Speicheranord- Anzahl solcher Speicherebenen dreidimensionale nung hervorgerufene Änderung des Supra-Leiter- Speicher aufbauen. In diesem Fall dient zweckmäßig stromes sich innerhalb der durch die Punkte/ und F die Z-Leitung zum Aufruf derjenigen Speicherebene, in F i g. 7 gegebenen Grenzen hält, keine zusätzliche aus der gelesen werden soll, bzw. derjenigen Speicher-Energie in der Zelle gespeichert wird. Von dieser 45 ebene, in der eine binäre Information eingespeichert Tatsache kann bei Maßnahmen zur Verringerung der werden soll.

Wärmeverluste der Gesamtanordnung Gebrauch ge- Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist

macht werden. Weiterhin wird kein Störsignal in der nicht nur als Speicherzelle verwendbar, sondern kann Abfrageleitung20 induziert, solange die Punkte/ auch so bemessen werden, daß sie eine Reihe logi- und F im Arbeitsdiagramm nicht erreicht werden. 50 scher Funktionen ausübt. Die in Fig. 8 gezeigte Wenn dafür gesorgt wird, daß die Punkte / und F Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der in den Arbeitsdiagrammen teilweise aufgerufener Erfindung ist beispielsweise zum Aufbau einer UND-Zellen nicht erreicht werden, so ist die Anzahl der oder einer ODER-Schaltung geeignet, zu einer Speicherebene zusammenfaßbaren Speicher- Wenn die Schaltungsanordnung nach F i g. 8 als

zellen unbegrenzt. Im grundsätzlichen ist nämlich 55 UND-Schaltung bzw. als ODER-Schaltung arbeiten die Zahl der zu einer Speicherebene zusammenfaß- soll, so muß in ihr erst ein Supra-Leiterstrom einer baren Zellen insofern nicht über ein gewisses Maß bestimmten Richtung hervorgerufen werden, damit steigerbar, als damit zu rechnen ist, daß teilweise eine definierte Anfangsbedingung entsteht, aufgerufene Speicherzellen im gemeinsamen Zusam- Wenn die Schaltungsanordnung als UND-Schal-

menwirken ein derart großes Störsignal liefern, daß 60 tung dient, so wird ihr über die Eingangklemmen 20, das Nutzsignal der aufgerufenen Zelle gegenüber 21 und 22 je ein Stromimpuls zugeleitet. Diese drei diesem Störsignal nicht mehr eindeutig unterschieden Impulse gelangen zum Leiter 23 und rufen dort im werden kann. Fall ihrer Koinzidenz um diesen Leiter ein Magnet-

Die oben wiedergebenen Erläuterungen sind davon feld bestimmter Richtung und Größe hervor, daß ausgegangen, daß als Arbeitsdiagramm für die 65 auch auf den Streifen 24 einwirkt, der hinsichtlich Speicherzellen das Parallelogramm IJCEFGI gewählt seiner Leitfähigkeit umsteuerbar ist und der die kreiswird. Diese Annahme wurde nur aus Gründen der ringförmige Öffnung in der dünnen Schicht 25 aus Vereinfachung der Darstellung getroffen. Auch andere stets supraleitendem Material leitend überbrückt.

Wenn das vom Streifen 23 herrührende Magnetfeld eine Stromänderung in der aus dem Streifen 24 und der Schicht 25 bestehenden Leiterschleife längs dem Streckenzug KDP oder LHR des in Fi g. 7 gezeigten Diagramms hervorruft, so wird in der Abfrageleitung 26 ein Ausgangssignal induziert. Um sicherzustellen, daß jedesmal, wenn die drei Eingangsklemmen gleichzeitig mit einem Stromimpuls beschickt werden, ein hinreichend großes Ausgangssignal im Abfragekreis 26 in Erscheinung tritt, wird vorher ein Schalter 27 geschlossen und wieder geöffnet. Der durch die Betätigung des Schalters 27 durch den Leiter 23 fließende Stromimpuls ist so bemessen, daß er genügend groß ist, um in der in sich geschlossenen Leiterschleife aus dem Streifen 24 und der Schicht 25 einen Supra-Leiterstrom bestimmter Richtung hervorzurufen, durch den die Anfangsbedingung definiert ist. Der Strom, der bei geschlossenem Schalter 27 durch den Leiter 23 fließt, hat eine Stromrichtung, die der Stromrichtung der impulsförmigen Ströme, die von den Eingangsklemmen 20 bis 22 her dem Leiter 23 zugeführt werden, entgegengesetzt ist. Es entsteht demnach am Ausgang des Abfragekreises 26 immer dann ein Signal, wenn drei koinzidente Stromimpulse über die Klemmen 20 bis 22 an den Leiter 23 gelangen und dort ein resultierendes Feld hervorrufen, das stark ist, den Zustand des in der Leiterschleife aus dem Streifen 24 und der Schicht 25 fließenden Supra-Leiterstromes hinsichtlich Amplitude oder Polarität aus der Anfangsbedingung für dauernd herauszuführen. Dies ist nur dann möglich, wenn diese Änderungen des Supra-Leiterstromes längs den Streckenzügen KDP oder LHR des Diagramms nach Fig. 7 sich vollzieht. Der Schalter 27 muß jedesmal geschlossen und wieder geöffnet werden, bevor die Schaltungsanordnung als UND-Gatter von neuem verwendbar ist.

Soll die in F i g. 8 dargestellte Schaltungsanordnung als ODER-Gatter Verwendung finden, so wird ebenfalls durch Schließen und Öffnen des Schalters 27 eine definierte Anfangsbedingung herbeigeführt. Anschließend wird einer der drei Eingangsklemmen 20 bis 23 ein Stromimpuls zugeführt, dessen Amplitude nun aber so groß sein muß, daß am Ort des Streifens 24 ein Magnetfeld entsteht, das eine Stromänderung in der aus dem Streifen 24 und der Schicht 25 bestehenden Leiterschleife längs den Strecken KDP bzw. LHR bewirkt. Es muß demnach bei der ODER-Schaltung der einzelne Stromimpuls die dreifache Amplitude des bei der UND-Schaltung verwendeten Stromimpulses aufweisen. Wird ein Stromimpuls von so hoher Amplitude einer der Eingangklemmen 20 bis 22 zugeführt, so entsteht am Ausgang des Abfragekreises 26 ein Signal.

Unabhängig davon, ob die Schaltungsanordnung gemäß F i g. 8 als UND- oder als ODER-Schaltung Verwendung finden soll, läßt sich die Anfangsbedingung auch automatisch herstellen. Ein Weg hierzu besteht darin, den Schalter 27 dauernd geschlossen zu lassen, was die Beschickung der Klemmen 20 bis 22 mit entsprechend stärkeren Stromimpulsen erfordert. Bei dauernd geschlossenem Schalter 27 fließt in den Zeiträumen, in welchen an den Klemmen 20 bis 22 keine Impulse anliegen, durch die Leitung 23 ein Strom von solcher Größe, daß die Anfangsbedingung wiederhergestellt wird. Die Amplitude, die den Stromimpulsen zu geben ist, die an den Klemmen 20 bis 22 der Schaltungsanordnung zugeführt werden, muß dann von solcher Größe sein, daß sie erstens den die Anfangsbedingung verursachenden Strom in seiner Wirkung aufhebt und zweitens die Stromzustandsänderung in der geschlossenen Leiterschleife der Schaltung ebenso wie im Fall einer Handbetätigung des Schalters 27 noch durchzuführen vermag. Wenn man annimmt, daß der Strom -I₁ die Anfangsbedingung ergibt und der Strom +I₁ eine Stromänderung in der in sich geschlossenen Leiterschleife

ίο von solcher Größe bewirkt, daß im Abfragekreis ein Ausgangssignal erscheint, dann sind in dem Fall, daß über den geschlossenen Schalter 27 der Strom -I₁ geleitet wird, dem Eingang der Schaltung Ströme von der Größe +2I₁ zuzuführen, damit ein Ausgangs-

signal an der Schaltungsanordnung auftritt. Soll die Schaltungsanordnung als UND-Schaltung dienen, dann hätte der einzelne Eingangsimpuls, der an die Klemmen 20, 21 und 22 anzulegen wäre, jeweils eine Amplitude +2/^3 aufzuweisen. Wenn dagegen unter

ao den obigen Voraussetzungen die Schaltung als ODER-Gatter betrieben werden soll, so wäre dem einer einzelnen der Eingangsklemmen zuzuführenden Stromimpuls die Größe +21 zu geben. Nach Abklingen der den Klemmen 20 bis 22 zugeführten Impulse bedingt dann der Strom -I₁ die selbsttätige Wiederherstellung der Anfangsbedingungen.

Es ist gefunden worden, daß sich mit der Schaltungsanordnung nach der Erfindung außergewöhnliche Schaltfunktionen ausbilden lassen. Wenn beispielsweise bei der in F i g. 3 gezeigten Schaltungsanordnung durch die Impulsquelle 4 der Aufrufwicklung 2 ein Impuls zugeleitet wird, der die in F i g. 9 (ä) wiedergegebene Form hat, so entstehen an der Abfragewicklung drei Impulse, die einen Impulszug von der in F i g. 9 (b) dargestellten Art ergeben. Die Form der Impulse ist der Einfachheit halber hier idealisiert rechteckig angenommen. Die Amplitude jedes Einzelimpulses ist hinreichend groß, um ein Ausgangssignal an der Wicklung 3 hervorzurufen. Die Impulse 30 ... 33 erzeugen an der Abfragewicklung 3 die Impulse 34 ... 37. Gelangt anschließend an den Impuls 33 ein Impuls 38 kleinerer Amplitude an die Aufrufwicklung 2, so ist an der Abfragewicklung nicht nur das Fehlen dieses Impulses kleiner Amplitude festzustellen, sondern auch das Fehlen aller eingangsseitig auf den kleineren Impuls folgenden Impulse 39 ... 41, die wieder die Amplitude der dem kleineren Impuls vorausgegangenen Impulse aufweisen. Hieraus ist ersichtlich daß die Schaltungsanordnung nach der Erfindung unter bestimmten Voraussetzungen die Funktion eines Gatters oder Schalters ausübt, der die von einer Stromquelle gelieferten Impulse durchläßt oder nicht. Die Sperrwirkung tritt bei einem solchen Schalter im Anschluß an einen Impuls auf, der kleiner ist als die vorher und nachher dem Eingang zugeführten Impulse. Wird nun ein Impuls von größerer Amplitude — in Fig. 9(a) ist dies der Impuls 42 — an die Aufrufwicklung gelegt, so erlangt die Schaltungsanordnung gemäß F i g. 3 wieder ihr normales Durchlaßverhalten. Zur Zeit gibt es noch keine befriedigende Erklärung für dieses eigenartige Verhalten der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3. Die Schaltungsanordnung gemäß F i g. 3 übt die an Hand von F i g. 9 beschriebene Schalterfunktion zuverlässig bei den verschiedensten Impulsfolgefrequenzen aus.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung kann ferner als Frequenzteiler Anwendung finden. Wenn

der Aufrufwicklung 2 der in Fig. 3 dargestellten Schaltungsanordnung ein Impulszug gemäß F i g. 10 (ö) zugeführt wird, so entsteht in der Abfragewicklung 3 ein Impulszug von der in Fig. 10(c) angegebenen Form. Es erscheint demnach am Ausgang der Schaltungsanordnung nur jeder zweite Eingangsimpuls positiver Polarität. Die Schaltungsanordnung verhält sich somit für die positiven Impulse als Frequenzteiler mit dem Teilerverhältnis 2:1. Schaltet man mehrere der in F i g. 3 gezeigten Schaltungsanordnungen in Kette, so daß jeweils der Ausgang der vorhergehenden Schaltungsanordnung mit dem Eingang der nachfolgenden Schaltungsanordnung verbunden ist, so lassen sich die Frequenzteilerverhältnisse 4:1, 8:1 usw. herstellen. Es sind aber auch mit einem einzigen Grundglied schon Frequenzuntersetzungen 2:1, 3:1, 4:1 erreichbar. Hierzu ist es erforderlich, Amplitude und Breite der Eingangsimpulse zu ändern. Verkleinerung der Amplitude führt zu einer Vergrößerung des Untersetzungsverhältnisses. Eine Ver- zo änderung der Impulsfolgefrequenz hat auf das Untersetzungsverhältnis keinen Einfluß.

Eine weitere Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist in Fi g. 11 gezeigt. Diese Schaltungsanordnung ist als Koinzidenzgatter verwendbar. Am Ausgangskreis 44 erscheint dann und nur dann ein Signal, wenn von der Stromquelle 43 gleichzeitig auch von der Impulsquelle 45 Ströme ganz bestimmter Amplitude und Kurvenform an den Leiter 46 gelangen. Der von der Impulsquelle 45 dem Leiter 46 zugeführte Impuls erzeugt um den hinsichtlich seiner Leitfähigkeit umsteuerbaren Streifen 47 herum ein Magnetfeld, dessen Feldstärke mindestens der kritischen Feldstärke des Materials entspricht, aus dem der Leiter 47 gefertigt ist. Dieser Feldstärke ist der Leiter 47 während des Auftretens der von der Impulsquelle 45 gelieferten Impulse ausgesetzt. Positive Impulse der von der Impulsquelle 45 gelieferten Art zeigt Fig. 12(α). Liefert nun die Stromquelle43 beispielsweise sinusförmige Ströme der in F i g. 12 (b) dargestellten Art, so erscheint am Ausgang des Abfragekreises 44 eine Signalspännung von der durch F i g. 12 (c) veranschaulichten Form. Die Spannungsspitzen, die bei den in Fig. 12(c) dargestellten Kurven jedem einzelnen Sinuszug vorangehen und folgen, rühren von den Anstiegs- und Abfallflanken der in F i g. 12 (a) wiedergegebenen Rechteckkurve her. Bei dieser Schaltungsanordnung werden die Signale der Stromquelle 43 rein induktiv auf den Ausgangskreis 44 in Zeiträumen übertragen, in welchen der Strom im Leiter 46, der von der Impulsquelle geliefert wird, dem Streifen 47 ganz oder teilweise in den normalleitenden Zustand versetzt. Gelangt kein Impuls von der Impulsquelle 45 an den Streifen 46, so befindet sich der Streifen 47 im supraleitenden Zustand, denn die Amplitude der von der Stromquelle 43 gelieferten Ströme reicht nicht aus, um in der Schaltungsanordnung eine Änderung des Supra-Leiterstromes längs der Linie KDP bzw. LHR des Diagramms nach F i g. 7 zu bewirken.

Eine weitere Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist durch F i g. 13 veranschaulicht. Hinsichtlich der grundsätzlichen Wirkungsweise gleicht die in Fig. 13 wiedergegebene Schaltungsanordnung der Schaltungsanordnung nach Fig. 3. Soweit die in Fig. 13 gezeigte Schaltungsanordnung Bestandteile aufweist, die auch bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltungsanordnung zu finden sind, wurden diese Bestandteile in Fig. 13 mit den gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung des Index α versehen. Ebenso wie bei der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 3 wird bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 13 von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß ein magnetisches Feld, das eine leitende Platte durchdringt, auch nach Verschwinden jenes Stromes, der das die Platte durchdringende Feld hervorgerufen hat, weiterbesteht, wenn nach vollzogenem Aufbau des magnetischen Feldes Supra-Leiterströme in der Platte zu fließen begonnen haben.

Auf der Oberseite aus Fig. 13 ersichtlichen Schicht IiZ, die bezüglich ihrer Leitfähigkeit zumindest an bestimmten Stellen der Gesamtfläche umsteuerbar ist, verlaufen isoliert von der Schicht la, jedoch in großer Nähe von ihr, die X- und Y-Aufrufleitungen, die sich rechtwinklig kreuzen, ohne daß am Kreuzungspunkt eine galvanische Verbindung zwischen diesen beiden Leitungen entsteht. Auf der Unterseite der Schichtig befindet sich in großer Nähe der Schicht, jedoch gleichfalls isoliert von ihr, die Abfrageleitung 3 a, die mit den X- und Y-Leitungen einen Winkel von 45° einschließt.

Die Speicherung von Information in binärer Form ist bei der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 13 dadurch möglich, daß mittels der X- und Y-Aufrufleitungen magnetische Felder hervorgerufen werden, die ein resultierendes Feld ergeben, dessen Feldstärke ausreicht, um die im supraleitenden Zustand befindliche Schicht la an den Stellen hoher magnetischer Feldstärke des resultierenden Feldes der beiden Aufrufleitungen in den normalleitenden Zustand zu versetzen. Nachdem die Schicht la unter der Wirkung des resultierenden Feldes der beiden Aufrufleitungen an gewissen Stellen normale Leitfähigkeit zurückerlangt hat, bildet sich jeweils im restlichen Zeitraum des Impulsanstiegs der durch die X- und Y-Leitungen koinzident geführten Impulse am Kreuzungspunkt dieser Leitungen ein Feld aus, für das kreisringförmige Feldlinien charakteristisch sind, die in einer Ebene liegen, welche die Ebene der Schicht senkrecht schneidet. Die Richtung dieser Feldlinien ist dabei einer der beiden Binärziffern zuordnenbar. Zu Beginn des Abfalls der durch die X- und Y-Leitungen geführten Impulse vermindert sich zunächst die Anzahl der Kraftlinien um den Kreuzungspunkt entsprechend der mit den Aufrufströmen abnehmenden Feldstärke. Wenn die Feldstärke des resultierenden Feldes um den Kreuzungspunkt der X- und Y-Leitungen unterhalb des kritischen Feldstärkewertes des Materials gesunken ist, aus dem die Schicht la besteht, wird die ganze Schicht la wieder supraleitfähig, und die zu diesem Zeitpunkt noch vorhandenen Feldlinien des resultierenden Feldes um den Kreuzungspunkt der X- und Y-Leitungen können aus Gründen, die im Zusammenhang mit der Erläuterung von F i g. 3 eingehend dargelegt wurden, nicht weiter abgebaut werden. Dieses restliche Magnetfeld bleibt auch nach vollkommenem Abklingen der Impulse durch die X- und Y-Leitungen beliebig lange erhalten. Die Schaltungsanordnung befindet sich nunmehr in einem Zustand, in dem sie entsprechend der Richtung der Feldlinien des in der Nähe des Kreuzungspunktes der X- und Y-Leitungen erhalten gebliebenen Feldes eine der beiden Binärziffern, beispielsweise eine binäre 1, speichert.

Die Art der eingespeicherten Information kann aus der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 13 jeder-

zeit dadurch abgelesen werden, daß den X- und Y-Leitungen koinzidente Impulse zugeführt werden, deren Richtung entgegengesetzt der Richtung ist, die für die Einspeicherung einer binären 1 verabredet ist. Solche Leseimpulse führen in dem Fall, daß in der Schaltungsanordnung zuvor eine binäre 1 gespeichert worden ist, zu einer Umkehr der Feldlinienrichtung des konservierten Magnetfeldes in der Nähe des Kreuzungspunktes der X- und Y-Leitungen. Diese Umkehr der Feldlinienrichtung hat einen Induktionsspannungsstoß an der Abfrageleitung 3 α zur Folge. Wenn vor dem Lesevorgang die Schaltungsanordnung ein Feldbild gezeigt hat, das demjenigen der binären 0 entspricht, so löst der Lesevorgang keinen Induktionsspannungsstoß in der Leitung 3 a aus.

Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 13 soll im folgenden noch naher erläutert werden. Zum betrachteten Zeitpunkt sollen den X- und y-Aufrufleitungen koinzidente Impulse zugeleitet werden. Der Stromimpuls durch die X-Leitung habe dabei die in Fig. 13 durch den Pfeil angedeutete Richtung von links nach rechts, während der Impuls durch die Y-Leitung die in Fig. 13 kenntlich gemachte Richtung von rechts nach links aufweisen soll. Die Stromimpulse sind von solcher Amplitude, daß die Feldstärke der um die X- und Y-Leitungen auftretenden Felder nicht ausreicht, um längs der X- und Y-Leitungen Gebiete normaler Leitfähigkeit in der Schicht la hervorzurufen. Lediglich das resultierende Feld am Kreuzungspunkt der X- und Y-Leitungen ist an gewissen, noch näher zu erläuternden Stellen der Leitungskreuzung von solcher Feldstärke, daß es den kritischen Feldstärkewert des Materials, aus welchem die Schichtig besteht, übersteigt. In der Nähe des Kreuzungspunktes der X- und Y-Leitungen entstehen somit in der Schicht la während der Anstiegszeit der Stromimpulse durch die X- und Y-Leitungen Gebiete normaler Leitfähigkeit. Es kann sich daher in der Nähe des Kreuzungspunktes der X- und Y-Leitungen im weiteren Verlauf der Anstiegszeit der koinzidenten Stromimpulse ein magnetisches Feld normalen Feldlinienbildes ausbilden. Charakteristisch für dieses Feld sind kreisringförmige Feldlinien, die in dem in Fig. 13 als Quadranten I bezeichneten Quadranten auf Grund der angenommenen Stromrichtungen in die Papierebene eindringen und in dem Quadranten III aus der Papierebene heraustreten. In den Quadranten II und IV ist die Kraftliniendichte bei den gewählten Stromrichtungen bedeutend geringer. Theoretisch wird die Linie, längs der sich die Abfrageleitung 3 α erstreckt, von keinen Kraftlinien durchsetzt. Im Zeitraum des Flankenabfalls der durch die X- und Y-Leitungen geleiteten Stromimpulse hat das magnetische Feld um den Kreuzungspunkt der Leitungen das Bestreben zu verschwinden. Bevor jedoch alle Feldlinien dieses Feldes von der durch das Bezugszeichen 48 charakterisierten Art und Richtung verschwunden sind, kehrt die Schicht 1 α in den supraleitenden Zustand zurück und verhindert dadurch den vollständigen Feldabbau. Es bleiben demnach Feldlinien von der mit dem Bezugszeichen 48 bezeichneten Art und Richtung auch nach dem vollkommenen Abklingen der durch die X- und Y-Leitungen geführten Stromimpulse erhalten. Die Richtung dieser Feldlinien ist eindeutig durch die Stromrichtungen der Impulse in den X- und Y-Leitungen bestimmt. Solange der supraleitende Zustand der Schicht 1 α aufrechterhalten wird, bestehen auch die am Ende des vorstehend dargelegten Schreibvorganges vorhandenen Feldlinien fort. Es werde angenommen, daß die in Fig. 13 wiedergegebene Feldlinienrichtung die Einspeicherung einer binären 1 in die Schaltungsanordnung charakterisiert.

Im Zeitraum des Aufbaues des magnetischen Feldes am Kreuzungspunkt der X- und Y-Leitungen

ίο wird in der Abfrageleitung 3 eine Spannung induziert, da diese Leitung mit dem entstehenden Feld verkettet ist. Während eines Schreibvorganges weist jedoch der Verstärker, der an die Abfrageleitung 3 α angeschlossen ist, keine Verstärkung auf; es kann sich somit das während des Schreibvorganges in der Abfrageleitung 3 a induzierte Signal nicht weiter auswirken.

Werden nun die X- und Y-Leitungen mit Stromimpulsen beschickt, die entgegen den in Fig. 13 angegebenen Pfeilrichtungen fließen, jedoch den gleichen Amplitudenwert wie zuvor haben und als Leseimpulse dienen, so wird gleichfalls ein Feld in der Nähe des Kreuzungspunktes der X- und Y-Leitungen aufgebaut, dessen Feldlinienbild, abgesehen von der

as Feldlihienrichtung, mit dem Feldlinienbild übereinstimmt, das sich bei dem vorher beschriebenen Schreibvorgang einer binären 1 eingestellt hatte. Die kreisringförmigen Kraftlinien nach Art der in F i g. 13 mit dem Bezugszeichen 48 versehenen Kraftlinien dringen nunmehr im Quadranten III in die Papierebene ein und treten im Quadranten I aus der Papierebene hervor. Im Zeitraum des Impulsabfalls der Stromimpulse werden wiederum diejenigen Feldlinien, die noch zum Zeitpunkt der Wiederkehr der Supraleitfähigkeit der ganzen Schicht vorhanden sind, »eingefroren«.

Die Umkehr der Feldlinienrichtungen im Zeitpunkt des Impulsanstiegs der koinzidenten Leseimpulse ruft in der Abfrageleitung 3 α einen Induktionsspannungsstoß hervor, der an den Leseverstärker weitergegeben wird, der zum Zeitpunkt des beschriebenen Lesevorganges die normale Verstärkung aufweist.

Die X- und Y-Leitungen werden zweckmäßig aus einem Material gefertigt, dessen kritischer Feldstärkewert so hoch ist, daß auch das bei den Schreib- und Lesevorgängen auftretende Eigenfeld dieser Leiter hinsichtlich seiner Feldstärke nicht ausreicht, um diese Leiter in den normalleitenden Zustand zu versetzen.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 13 ist zur Ausführung verschiedener logischer und verschiedener anderer Funktionen heranziehbar, ähnlich wie die Schaltungsanordnung nach F i g. 3 und die Schaltungsanordnungen nach F i g. 8 bis 12.

Durch F i g. 14 ist eine Speicher-Schaltungsanordnung veranschaulicht, bei welcher die in Fig. 13 gezeigte Schaltungsanordnung als Speicherzelle dient. Soweit in der Speicheranordnung gemäß F i g. 14 Teile zur Anwendung gelangen, die mit den Bestandteilen des Speichers gemäß F i g. 5 vergleichbar sind, sind diese Teile in Fig. 14 mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 5, jedoch unter Beifügung des Index α versehen. Der Übersichtlichkeit halber sind die einzelnen Bauteile in der Zeichnung weit voneinander gerückt. In Wirklichkeit besteht die Speicheranordnung gemäß F i g. 14 im wesentlichen aus dünnen Folien, die zu einer kompakten Einheit zusammengefügt sind. Die Stärke der einzelnen Folien

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liegt in der gleichen Größenordnung wie bei der Anordnung gemäß Fig. 5.

Auf einer Unterlage 10 a mit guten Isoliereigenschaften und von einer Stärke, die hinreicht, um der ganzen Speicherebene mechanische Festigkeit zu verleihen, sind die verschiedenen Folien und Leiter schichtweise übereinandergelegt. Zweckmäßig finden bei der Herstellung dieser Schichten Vakuum-Aufdampfverfahren sowie Verfahren Anwendung, die von der Technik der gedruckten Schaltungen Gebrauch machen. Auf der Schicht 10 a ist die Abfrageleitung 20 α aufgebracht. Die Abfrageleitung 20 a ist mit der Isolierschicht 49 bedeckt. Die Isolierschicht 49 trägt auf ihrer Oberseite eine Folie 14 α aus supraleitendem Material. Die X-Leitungen sind von der supraleitenden Folie 14 a durch die Isolierfolie 48 getrennt, und die X- und Y-Leitungen sind gegeneinander durch die Isolierfolie 12 a isoliert. Die Folie 18 α ist von den Y-Leitungen durch die Folie 16 a getrennt. Die oberste Schicht besteht aus einer Folie 18 a, die sich ständig im supraleitenden Zustand befindet. Die stets im supraleitenden Zustand befindliche Folie 18 a hindert die im Speicher hervorgerufenen Feldlinien an der Ausbreitung über den Raum des Speichers hinaus. Ferner wird durch die supraleitende Schicht 18 α wiederum die Weglänge der magnetischen Kraftlinien um die X- und Y-Leitungen verkürzt. Auf diese Weise genügen Ströme kleinerer Stromstärke, um eine vorgegebene magnetische Feldstärke um die X- und Y-Leitungen herum zu erzeugen. Die Folie 14 α besteht aus einem Material, dessen kritische Feldstärke so niedrig ist, daß an den Kreuzungspunkten der X- und Y-Leitungen im Fall ihrer Beschickung mit Stromimpulsen entsprechende Stellen normaler Leitfähigkeit auftreten.

Werden durch die X-Leitungen sowie durch die F-Leitungen, die einer zum Einschreiben einer binären 1 aufzurufenden Speicherzelle angehören, koinzidente Impulse geleitet, so bilden sich entlang den aufgerufenen X- und Y-Leitungen magnetische FeI-der aus, deren Feldstärke nicht ausreicht, um die Schicht 14 a entlang den ausgewählten X- und Y-Leitungen in den supraleitenden Zustand zu versetzen. Jedoch entsteht am Kreuzungspunkt der aufgerufenen X- und Y-Leitungen ein Magnetfeld, dessen Feldstärke oberhalb der kritischen Feldstärke der Schicht 14 a liegt. Dies hat zur Folge, daß das resultierende Feld am Kreuzungspunkt der aufgerufenen X- und Y-Leitung Gebiete der Schicht 14 a in den normalleitenden Zustand versetzt. Am Kreuzungspunkt der aufgerufenen X- und Y-Leitung kann sich dadurch ein Magnetfeld ausbilden, für das kreisringförmige Feldlinien nach Art der in F i g. 13 mit dem Bezugszeichen 48 bezeichnete Feldlinien charakteristisch sind. Der im Zeitraum des Impulsabfalls der koinzidenten Impulse der durch die aufgerufenen X- und Y-Leitungen geführten Impulse zunächst einsetzende Feldabbau schreitet nur so lange fort, bis auf Grund der verminderten Feldstärke die Supraleitfähigkeit der Folie 14 a am Kreuzungspunkt der aufgerufenen Leitungen wiederhergestellt ist. Die zu diesem Zeitpunkt noch vorhandenen Feldlinien bleiben dann eingefroren.

Die kreisringförmigen Feldlinien der einzelnen Speicherzellen liegen in einer Ebene, die von der Abfrageleitung 20 senkrecht durchdrungen wird. Werden nun die Aufrufleitungen der bisher betrachteten Zelle mit koinzidenten Stromimpulsen der entgegengesetzten Polarität beschickt, so führt dies äußerlich zu einer Richtungsumkehr der eingefrorenen Feldlinien am Ort der Speicherzelle. Durch diese Richtungsumkehr wird in der Abfrageleitung 20 α ein Signal induziert, das einem Verstärker zugeführt wird. Die Abfrageleitung 20 a besteht aus einem bei Betriebstemperatur nicht supraleitenden Material.

Der bei der Speicheranordnung gemäß F i g. 14 charakteristische Verlauf der X-, Y-Leitungen sowie der Abfrageleitung20α geht aus Fig. 15 besonders deutlich hervor. In Fig. 15 sind im Gegensatz zu F i g. 14 die einzelnen Schichten nicht mit eingezeichnet. F i g. 15 vermittelt insbesondere auch einen guten Überblick über den Verlauf der Abfrageleitung an den Schnittpunkten der X- und Y-Leitungen.

Wenn die Y-1-Leitung mit einem Stromimpuls beschickt wird, dessen Stromrichtung durch den in F i g. 15 angegebenen, nach unten weisenden Pfeil kenntlich gemacht ist, und wenn der X-5-Leitung ein Stromimpuls zugeführt wird, für dessen Polarität der der X-5-Leitung beigegebene Pfeil von rechts nach links maßgebend ist, so tritt am Kreuzungspunkt der oben näher bezeichneten Aufrufleitungen ein resultierendes Magnetfeld in Erscheinung, für das kreisringförmige Kraftlinien charakteristisch sind, deren Ebene zu der Richtung, welche die Abfrageleitung 20 a am Ort der betrachteten Speicherzelle aufweist, senkrecht verläuft. Kraftlinien, die in anderen als diesen Ebenen verlaufen, weisen eine Feldstärke auf, die auf den Ablauf der Vorgänge von keiner Bedeutung sind. Die Ausbildung eines solchen Feldes ist möglich, denn am Kreuzungspunkt der Y-1-Leitung und der X-5-Leitung weist das von den koinzidenten Impulsen der oben näher bezeichneten Richtung hervorgerufene Magnetfeld eine resultierende Feldstärke auf, die den kritischen Feldstärkewert des Materials, aus welchem die Folie 14 a besteht, übersteigt. Im Zeitraum des Abklingens der Impulse durch die Y-1-Leitung und die X-5-Leitung bleibt das in der Anstiegszeit dieser Impulse aufgebaute magnetische Feld teilweise erhalten.

Werden zu einem späteren Zeitpunkt die X-5-Leitung und die Y-1-Leitung mit Impulsen beschickt, deren Stromrichtung den in Fig. 15 eingetragenen Pfeilen entgegengesetzt ist, so bleibt mit Ausnahme der Feldlinienrichtung das Feldlinienbild am Kreuzungspunkt der X-5-Leitung und der Y-1-Leitung erhalten. Die Umkehr der Feldlinienrichtung bewirkt einen Induktionsspannungsstoß an der Abfrageleitung, der durch einen Leseverstärker weiter auswertbar ist.

Die Erzeugung der Schreib- und Leseimpulse für die oben beschriebenen Speicheranordnungen ist mit Impulsgeneratoren der üblichen Bauart möglich.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für Steuer- und Speicherzwecke, bei welcher durch die Feldstärkeänderung eines elektrisch erzeugten Magnetfeldes der Leitfähigkeitszustand eines Leiters entsprechend niedrig gewählter Temperatur zwischen dem supraleitenden und dem normalleitenden Zustand umsteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Steuerleitungen an einer dünnen, flächenhaft ausgebreiteten, supraleitfähigen Schicht elektrisch isoliert derart entlang verlaufen, daß mit Hilfe von Steuer-

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strömen ein engbegrenzter Bereich der Schicht oder ein ein Schichtloch elektrisch überbrückender supraleitfähiger Steg in den normalleitenden Zustand umsteuerbar ist und daß an dem umsteuerbaren Bereich oder Steg eine weitere, elektrisch isolierte Leitung zur Entnahme angeordnet ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in seiner Leitfähigkeit umsteuerbare Leiter bandförmig ausgebildet ist und eine kreisförmige öffnung in einer flächenhaft ausgedehnten, stets supraleitenden Schicht (6) längs einer Durchmesserlinie dieser kreisförmigen Öffnung überbrückt und daß von dem einen Ende des bandförmigen Leiters zwei parallelgeschaltete Stromwege ausgehen und halbkreisförmige Bahnen entlang der Öffnung in der Schicht (6) bilden, die sich am anderen Ende des bandförmigen Leiters (7) treffen, so daß sich für den zu einem bestimmten Zeitpunkt anzuregenden Supra-Leiterstrom die für seine Aufrechterhaltung notwendige, in sich geschlossene, ganz im supraleitenden Zustand befindliche Leiterschleife aus der Reihenschaltung des bandförmigen Leiters (7) mit den zwei parallelgeschalteten Stromwegen ergibt (Fig.4).

3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf der einen Seite der Ebene, welche die in sich geschlossene Leiterschleife für den Supra-Leiterstrom einnimmt, die Leiter für die Ströme befinden, deren Magnetfeld den Supra-Leiterstrom steuern, während auf der anderen Seite dieser Ebene der bzw. die Leiter angeordnet sind, in welchem bzw. in welchen die Änderungen des magnetischen Feldes des gesteuerten Supra-Leiterstromes Spannungen induzieren.

4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteranordnung für die Ströme, deren Magnetfelder den Leitfähigkeitszustand der die gesamte Strombahn für den Supra-Leiterstrom bereitstellenden Schicht (1) sowie die Richtung des Supra-Leiterstromes steuern, aus einer oder mehreren Drahtwindungen (2) besteht, die in Form einer 8 gebogen sind und die Ebenen angehören, die zu der den Supra-Leiterstrom führenden Schicht (1) in geringem Abstand parallel verlaufen (F i g. 3).

5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Leiteranordnung für die Ströme, deren Magnetfeld den Leitfähigkeitszustand der die gesamte Strombahn für den Supra-Leiterstrom bereitstellenden Schicht (la) sowie die Richtung des Supra-Leiterstromes steuern, zwei sich im rechten Winkel kreuzende, geradlinige Streifen (X, Y) isoliert voneinander sowie von der Schicht (la) angeordnet sind und zu letzterer in geringem Abstand parallel verlaufen (Fig. 13).

6. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen

2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteranordnung für den Strom, dessen Magnetfeld für den Leitfähigkeitszustand des zwischen normaler Leitfähigkeit und Supraleitfähigkeit umsteuerbaren, die Öffnung in der stets supraleitenden Schicht (6) überbrückenden bandförmigen Leiters (7) maßgebend ist, aus einem bandförmigen Leiter (9) besteht, der zu dem in der Leitfähigkeit umsteuerbaren Leiter (7) in geringem Abstand parallel angeordnet ist (Fig. 4).

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Leiter, an welchem Änderungen des Magnetfeldes des in der Schicht (1) fließenden Supra-Leiterstromes Induktionsspannungen hervorrufen, eine nahe an der Schicht (1) befindliche kreisringförmige flache Spule (3) dient, deren Achse ein die Schicht (1) durchdringendes Fortsetzungsstück der Achse der einen Schleife der Steuerwicklung (2) in Form einer 8 ist (Fig. 3).

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Leiter, an welchem Änderungen des Magnetfeldes des in der Schicht (la) fließenden Supra-Leiterstromes Induktionsspannungen hervorbringen, ein geradliniger Streifen (3 a) dient, der sich nahe der Schicht (la) längs einer Linie erstreckt, die bezüglich der auf der anderen Seite der Schicht (la) befindlichen zwei, ein Achsenkreuz bildenden Leitungen (X, Y) als Gerade erscheint, die durch den Kreuzungspunkt dieser Leitungen (X, Y) gelegt ist und mit diesen Leitungen einen Winkel von 45° einschließt (F i g. 13).

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter, an welchem Änderungen des Magnetfeldes des Supra-Leiterstromes Induktionsspannungen hervorrufen, ein geradliniger Streifen (8) ist, der zum in der Leitfähigkeit umsteuerbaren bandförmigen Leiter (7), der die Öffnung in der Schicht (6) überbrückt, entlang dessen vom Steüerleiter (9) abgewandelten Breitseite parallel verläuft (Fig. 4).

10. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Strombahnen des zu steuernden Supra-Leiterstromes vorgesehene, hinsichtlich ihrer Leitfähigkeit umsteuerbare Schicht aus einer Blei-Zinn-Legierung besteht, die aus 60% Zinn und 40% Blei zusammengesetzt ist.

11. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als stets im supraleitenden Zustand befindlicher Abschnitt der Leiterschleife eine mit einer kreisrunden Mittenöffnung versehene dünne Schicht (6) aus Niobium dient, während der die kreisförmige Öffnung in der Niobiumschicht leitend überbrückende, schmale Streifen (7), der den hinsichtlich seiner Leitfähigkeit umsteuerbaren Abschnitt der Leiterschleife bildet, aus einer Blei-Zinn-Legierung gefertigt ist (F i g. 4).

12. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als stets supraleitender Abschnitt der Leiterschleife eine in der Mitte eine kreisrunde öffnung aufweisende dünne Schicht (6) aus Blei vorgesehen ist und daß der die kreisrunde Öffnung in der Bleischicht leitend überbrückende schmale Streifen (7), der den zwischen normaler Leitfähigkeit und Supraleitfähigkeit umsteuerbaren Abschnitt der Leiterschleife bildet, aus einer Blei-Zinn-Legierung besteht (Fig. 4).

13. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine dünne, mit einer kreisrunden Mittenöffnung versehene Schicht (6) aus Blei oder Niobium als stets su-

praleitenden Abschnitt der Leiterschleife und einen die Öffnung dieser Schicht überbrückenden schmalen Streifen (7) aus einer Blei-Thalliumoder einer Thallium-Magnesium- oder einer Blei-Gold-Legierung als in der Leitfähigkeit umsteuerbaren Leiter (F i g. 4).

14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellung der Richtung des in der Leiterschleife kreisenden Supra-Leiterstromes und damit der Art der eingespeicherten Information durch einen Leseimpuls erfolgt, der hinsichtlich seiner Polarität mit der Polarität des die eine der beiden Binärziffern in die Speicherzelle einschreibenden Impulses übereinstimmt.

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung des Amplitudenwertes des in der Leiterschleife kreisenden Supra-Leiterstromes und damit der Art der eingespeicherten Information durch einen Lese-Impuls erfolgt, dessen Amplitudenwert von der Amplitude des die eine Binärziffer einschreibenden Impulses abweicht.

16. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker, der an die Enden des als Abfrageleitung dienenden, von den Änderungen des gesteuerten Supra-Leiterstromes induktiv beeinflußten Leiters angeschlossen ist, ein zweites Eingangsklemmenpaar aufweist, durch welches der Verstärker so steuerbar ist, daß er ausschließlich in den Leseperioden verstärkt.

17. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch die Zusammenfassung einer Mehrzahl von Speicherzellen zu einer Speichereinheit in Matrixform, bei welcher die einzelnen Speicherzellen durch ein bekanntes X-Y-Koordinaten-Aufrufsystem, ein X-Y-Z-Koordinaten-Aufrufsystem oder ein anderes Mehrleiter-Aufrufsystem zur Ausführung der Schreib- und Lesevorgänge gesteuert werden.

18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch die bauliche Zusammenfassung einer Mehrzahl von Leiterschleifen, bei welchen jeweils eine in ihrer Leitfähigkeit umsteuerbare, zusammenhängende Schicht für die gesamte Strombahn des Supra-Leiterstromes vorgesehen ist, in der Weise, daß die für jede einzelne Leiterschleife bereitzustellende flächenhaft ausgedehnte Schicht (1, la) Bestandteil einer allen Leiterschleifen gemeinsamen Schicht (14 a) ist (Fig. 14).

19. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die X-Aufrufleitungen zwischen den Y-Leitungen und der Z-Leitung so angeordnet sind, daß sie sich mit den hinsichtlich ihrer Leitfähigkeit abschnittsweise umsteuerbaren Leiterstreifen (C-I, C-2, C-d ...) decken, während die Y-Aurufleitungen (Y-I, Y-2, Y-3 ...) sich senkrecht zu den X-Aufrufleitungen (X-I, X-2, X-3 ...) erstrecken und so gekröpft sind, daß sie Abschnitte aufweisen, die an den Orten, an denen sich Öffnungen in der Platte (14) befinden, parallel zu den hinsichtlich ihrer Leitfähigkeit abschnittweise umsteuerbaren Leitungen (C-I, C-2, C-3 ...) verlaufen (F i g. 5, 6).

20. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Z-Aufrufleitung eine solche Mäanderform aufweist, daß sie an den Orten, an welchen sich kreisförmige Öffnungen in der Schicht (14) befinden, parallel zu den X-Aufrufleitungen (X-I, X-2, X-3 ...) verläuft.

21. Schaltungsanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der anderen Seite der supraleitenden Schicht (14) befindliche und von dieser Platte durch eine Isolierschicht (15) getrennte Abfrageleitung (20) Mäanderform hat und sich hinsichtlich ihres Verlaufes mit der Z-Aufrufleitung deckt.

22. Schaltungsanordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfrageleitung (20) geringere Breite aufweist als die X-, Y- und Z-Aufrufleitungen (Fig. 6).

23. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet,.daß die Isolierschichten, zwischen welche die X-, Y- und Z-Aufrufleitungen sowie die Abfrageleitung (20, 20 a) eingebettet sind, aus Silikomnonoxyd, Magnesiumfluorid od. dgl. bestehen.

24. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 23, gekennzeichnet durch Aufrufleitungen aus einem Material von so hohem kritischem Feldstärkewert, daß sich diese Leitungen unbeschadet der in der Speichereinheit vorhandenen Magnetfelder stets im supraleitenden Zustand befinden.

25. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 3 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfrageleitungen aus Kupfer, Silber, Gold oder einem anderen Material gefertigt sind, das bei der Betriebstemperatur der Anordnung ständig normale Leitfähigkeit zeigt.

26. Schaltungsanordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beseitigung der störenden Wirkung des Magnetfeldes der Abfrageleitung diese Leitung über einen Widerstand mit dem Leseverstärker verbunden ist.

27. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beseitigung der Störwirkung von Impulsen niedriger Amplitude, die gegebenenfalls bei der Abtastung einer Leiterschleife auftreten, in den Abfragestromkreis ein Amplitudensieb eingefügt ist, das Impulse unterhalb eines Mindestamplitudenwertes unterdrückt.

28. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einer matrixförmigen Speichereinheit zusammengefaßten Speicherzellen, die schichtweise von ihren Aufruf- und Abfrageleitungen umgeben sind, als metallische Endschichten stets im supraleitenden Zustand befindliche, durch Isolierschichten abgedeckte Folien enthalten, die als magnetische Abschirmung angeordnet sind.

29. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 17 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine der Isolierschichten von einer Stärke ist, die der plattenförmigen Speichereinheit mechanische Festigkeit verleiht.

30. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Speicherzellen mit ihren

Aufrufleitungen enthaltenden, matrixförmigen Speichereinheiten zu einem dreidimensionalen Speicher zusammengefügt sind.

31. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 16, gekennzeichnet durch die Realisierung einer UND-Schaltung in der Weise, daß das eine Ende des Leiters (23), der den Supra-Leiterstrom in der Leiterschleife steuert, jeweils über Gleichrichter an drei Klemmen (20,21, 22) angeschlossen ist, an die jene Impulse gelangen, deren Koinzidenz festgestellt werden soll, und daß vom gleichen Ende des den Supra-Leiterstrom steuernden Leiters (23) eine Abzweigleitung zu der mit einer Wechselstromquelle verbundenen Reihenschaltung eines Gleichrichters mit einem Schalter (27) führt, dessen kurzzeitige Schließung einen Supra-Leiterstrom in der Leiterschleife zur Folge hat, dessen Richtung nur durch das koinzidente Auftreten von Impulsen gleicher Polarität an den drei Eingangsklemmen (20, 21, ao 22) umkehrbar ist (F i g. 8).

32. Verwendung der Schaltungsanordnung nach Anspruch 31 als ODER-Schaltung durch eine solche Bemessung der Amplitude der an die drei Eingangsklemmen (20, 21, 22) gelangenden Impulse, daß bereits ein einziger Impuls, der an einer der drei Eingangsklemmen (20,21,22) in Erscheinung tritt, genügt, um die Richtungsumkehr des Supra-Leiterstromes und damit einen Impuls im Abfragekreis (26) zu bewirken.

33. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 16, gekennzeichnet durch die Verwendung als Impulsgatter, bei welchem eine an den Steuerkreis angelegte Impulsfolge mit Impulsen von wechselnder Polarität und einer bestimmten Mindestamplitude so lange auf den Abfragekreis übertragen werden, bis eingangsseitig am Steuerkreis ein Impuls kleinerer Amplitude auftritt, der die Übertragung aller zeitlich nachfolgend an den Steuerkreis gelangenden Impulse der Impulsfolge an den Abfragekreis unterbindet, bis der Steuerkreis mit einem Impuls beschickt wird, dessen Amplitude größer ist als die Amplitude der Impulse der Impulsfolge (F i g. 9).

34. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 16, gekennzeichnet durch die Verwendung als Frequenzteiler, bei welchem eine an den Steuerkreis angelegte Impulsreihe aus bipolaren Impulsen im Abfragekreis eine Impulsreihe auslöst, die aus Impulsen einer einzigen Polarität aufgebaut ist, deren Zahl im Vergleich zu den Eingangsimpulsen der gleichen Polarität halbiert ist (Fig. 10).

35. Schaltungsanordnung nach Anspruch 34, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung der Amplitude und Dauer der Eingangsimpulse, daß sich vom Teilerverhältnis 2:1 abweichende Untersetzungsverhältnisse, wie z. B. 3:1, 4:1, für die Impulsfolgefrequenz ergeben.

36. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 16, gekennzeichnet durch die Verwendung als Koinzidenzgatter, bei welchem der Steuerkreis (46) mit einem sinusförmigen Strom und einem unipolaren Strom von rechteckförmigem Kurvenverlauf unter Einhaltung solcher Amplitudenwerte für die beiden Ströme beschickt ist, daß ausschließlich die Stromimpulse des Stromes von rechteckiger Kurvenform von hinreichender Größe sind, um die für den Supra-Leiterstrom vorgesehene Leiterschleife ganz bzw. zum Teil in den normalleitenden Zustand zu versetzen und dadurch in den Zeiträumen, in welchen die Stromimpulse des Stromes von rechteckiger Kurvenform auf die Leiterschleife einwirken und die Schirmwirkung, die der hinsichtlich seiner Leitfähigkeit umsteuerbare Teil (47) der Leiterschleife im Fall seiner Supraleitfähigkeit zwischen Steuerkreis (46) und Abfragekreis (44) ausübt, zum Verschwinden bringen, wodurch die den Steuerkreis durchfließenden sinusförmigen Ströme induktiv auf den Abfragekreis übertragen werden (Fig. 11).

In Betracht gezogene Druckschriften:

Radio mentor, September 1956, S. 573;
Proceedings of the IRE, April 1956, S. 482 bis 493.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen