DE1270113B - Speicher mit mindestens einer Verzoegerungsleitung fuer elastische Wellen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GlIc

Deutsche Kl.: 21 al-37/58

Nummer: 1270113

Aktenzeichen: P 12 70 113.2-53

Anmeldetag: 3. September 1965

Auslegetag: 12. Juni 1968

Die Erfindung betrifft einen Speicher mit mindestens einer Verzögerungsleitung für elastische Wellen, mit der ein Wandler zum Erzeugen eines sich längs der Verzögerungsleitung ausbreitenden elastischen Impulses, oder Schwingungsimpulszuges gekoppelt ist, einer Anzahl von auf der Verzögerungsleitung angeordneten oder durch diese gebildeten, in Ausbreitungsrichtung der elastischen Wellen verteilten magnetischen Speicherelementen, und mit einer Leiteranordnung, die mit den magnetischen Speicherelementen gekoppelt ist.

Wenn ein Magnetmaterial einer mechanischen Kraft oder Spannung ausgesetzt wird, ändert sich seine Hysteresiskurve, insbesondere die Koerzitivkraft H_n also die magnetische Feldstärke, die zur Ummagnetisierung des Magnetmaterials erforderlich ist. Ein Stromimpuls bestimmter Amplitude in einem mit dem Magnetmaterial gekoppelten elektrischen Leiter kann also zur Ummagnetisierung des Magnetmaterials ausreichen, wenn das Magnetmaterial unter der Einwirkung einer mechanischen Kraft steht, nicht jedoch bei beanspruchtem Magnetmaterial.

Bei mechanischer Beanspruchung eines magnetisierten Materials wird außerdem in einer mit dem Material gekoppelten Windung ein elektrisches Signal induziert. Die Polarität des induzierten Signals hängt von der Flußrichtung im Magnetmaterial ab und kann zur Anzeige verwendet werden, ob in dem Material ein Fluß gespeichert war, der einer binären Eins oder einer binären Null entspricht. Eine solche Abfrage ist zerstörungsfrei, da der magnetische Fluß nach Beendigung der mechanischen Beanspruchung des Magnetmaterials wieder in den Zustand vor der Beanspruchung zurückkehrt.

Ein Datenspeicher, der unter Ausnutzung der oben erläuterten Effekte arbeitet, ist aus der USA.-Patentschrift 2 790160 bekannt. Dieser bekannte Speicher enthält eine oder mehrere Verzögerungsleitungen aus einem Werkstoff mit magnetostriktiven Eigenschaften, ζ. B. Nickel, deren eines Ende jeweils mit einem Wandler gekoppelt ist, der eine impulsförmige elastische Welle zu erzeugen gestattet, die dann der Verzögerungsleitung entlangläuft und zur Vermeidung von Reflexionen am anderen Ende der Leitung in einem Dämpfungsmaterial absorbiert wird. Mit in Ausbreitungsrichtung im Abstand aufeinanderfolgenden, getrennte Speicherelemente bildenden Teilen der Verzögerungsleitung sind Wicklungen gekoppelt, die zur Speicherung von Information bzw. zur Abnähme von Lesesignalen dienen. Die Lesewicklungen aller Speicherelemente einer Verzögerungsleitung Speicher mit mindestens einer
Verzögerungsleitung für elastische Wellen

Anmelder:

Radio Corporation of America,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,

8000 München 23, Dunantstr. 6

Als Erfinder benannt:

Rabah Shahbender, Princeton, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 4. September 1964
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sind parallel zueinander an den Eingang eines Leseverstärkers angeschlossen.

Nachteilig an diesem bekannten Speicher ist seine relativ geringe Speicherdichte. Es ist nämlich schwierig, elastische Impulse kurzer Dauer und ausreichender Intensität zu erzeugen. Da bei den bekannten Speichern der Abstand zwischen benachbarten Speicherelementen nicht kleiner sein darf als der Abstand zwischen Vorderflanke und Rückflanke des die Verzögerungsleitung entlanglaufenden elastischen Impulses, müssen die Speicherelemente in relativ großem Abstand voneinander angeordnet werden, was lange Verzögerungsleitungen bedingt. Dies ist nicht nur aus Platzgründen unerwünscht, sondern hat auch den Nachteil, daß die Amplitude der elastischen Welle am Anfang und am Ende der Verzögerungsleitung erheblich verschiedene Werte hat, da die elastische Welle bei ihrer Ausbreitung längs der Leitung gedämpft wird, und zwar um so mehr, je kürzer (hochfrequenter) der elastische Impuls ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden.

Dies wird bei einem Speicher der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Speicherelemente so nahe beieinander angeordnet

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sind, daß der elastische Impuls oder Schwingungs- Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der

impulszug eine Anzahl von Speicherelementen gleich- Arbeitsweise des in Fig. 1 dargestellten Speichers, zeitig überdeckt, daß aufeinanderfolgende Magnet- F i g. 3 eine schematische Darstellung eines zwei-

elemente, deren gegenseitiger Abstand kleiner als die ten Ausführungsbeispieles der Erfindung, das mit von einem elastischen Impuls oder Schwingungs- 5 magnetischen Dünnschicht-Speicherelementen arbeiimpulszug gleichzeitig überdeckte Strecke ist, mit tet, und

getrennten Leitern gekoppelt sind und daß die Leiter F i g. 4 eine schematische Darstellung eines weite-

jeweils mit einer Anzahl von nicht benachbarten Spei- ren Ausführungsbeispieles der Erfindung, das mit cherelementen gekoppelt sind, deren gegenseitiger impulsförmigen Schwingungszügen arbeitet, deren Abstand so groß ist, daß nur eines der mit einem io Periode in einer Beziehung zum Abstand der magnebestimmten Leiter gekoppelten Speicherelemente tischen Speicherelemente steht, gleichzeitig unter der Einwirkung des elastischen Der in F i g. 1 dargestellte Speicher enthält ein

Impulses oder Schwingungsimpulszuges steht. magnetostriktives, stabförmiges Bauteil R₁, das z. B.

Bei dem Speicher gemäß der Erfindung kann man aus einer Eisen-Nickel-Legierung mit hohem Nickelalso mit längeren Impulsen arbeiten, die leichter und 15 gehalt bestehen kann. Durch das Magnetmaterial und mit geringerem Aufwand erzeugbar sind und bei der elektrische Leiter C₁, C₂, C₃, die das Magnetmaterial Ausbreitung längs der Verzögerungsleitung weniger in gleichen Abständen längs des Stabes A₁ umfassen, gedämpft werden als kurze Impulse, die höherfre- wird eine Reihe magnetischer Speicherelemente B₁, quente Komponenten enthalten. Infolge der geringe- B₂, B₃, B₁'. ..B₃" gebildet. Am einen Ende des ren Abmessungen wird nicht nur die Speicherdichte 20 magnetostnktiven Stabes R₁ ist ein elektromechanihöher, sondern auch die Zyklus- und Zugriffszeit des scher Wandler 10 angeordnet, der einen akustischen Speichers kurzer, oder elastischen Spannungswellenimpuls zu erzeugen

Vorzugsweise enthält der Speicher eine Schaltungs- gestattet, der sich durch den Stab R₁ zu dessen entanordnung zum Speisen der verschiedenen Leiter mit gegengesetztem Ende ausbreitet, wo er durch einen serienmäßigen Bitinformationssignalen, die in zeit- 25 mechanischen Dämpfungsabschluß 12 reflexionsfrei lichem Synchronismus mit der Ausbreitung eines ela- absorbiert wird. Der Wandler 10 kann einen piezostischen Impulses oder Schwingungsimpulszuges längs elektrischen Kristall enthalten, der bei Erregung der mit den betreffendenLeitern gekoppelten Speicher- durch einen seinen Klemmen zugeführten elektrielemente auftreten, und eine Anzahl von Leseverstär- sehen Impuls einen longitudinalen mechanischen Imkern, die jeweils mit einem der Leiter gekoppelt sind. 30 puls liefert. Selbstverständlich können auch andere Vorzugsweise ist die Anzahl der Leiter wenigstens bekannte Wandler verwendet werden, und man kann annähernd gleich der Anzahl der von einem elasti- auch mit anderen Schwingungsmoden, z. B. Torsionsschen Impuls oder Schwingungsimpulszug gleichzeitig schwingungen usw., arbeiten.

überdeckten Speicherelemente. Der gegenseitige Abstand der einzelnen Speicher-

Ein Speicher gemäß einer Ausgestaltung der Erfin- 35 elemente B₁ bis B₃" längs des Stabes R₁ ist Mem im dung enthält eine Anordnung zum Erzeugen einer Vergleich zum Abstand zwischen Vorder- und Rückimpulsförmigen Gruppe elastischer Schwingungen, flanke einer sich durch den magnetostriktiven Stab deren Periodenlänge gleich dem Abstand benachbar- ausbreitenden elastischen Welle. Der Wandler 10 und ter Speicherelemente ist. Vorzugsweise ist dabei die der Stab R₁ sind so ausgelegt, daß sie einen akusti-Anzahl der Leiter wenigstens annähernd gleich der 40 sehen Spannungsimpuls ergeben, der die erforderliche Anzahl der Schwingungsperioden in der impulsförmi- Amplitude und einen vernünftigen Minimalabstand gen Gruppe elastischer Schwingungen. zwischen Vorder- und Rückflanke in Ausbreitungs-

Bei einem solchen Speicher sind vorzugsweise längs richtung längs des Stabes ,R₁ hat. Der praktische der Verzögerungsleitung aufeinanderfolgende Grup- Minimalwert der Länge einer akustischen WeEe ist pen von Speicherelementen angeordnet, deren Ab- 45 unerwünscht groß im Vergleich zu dem gewünschten stände innerhalb jeder Gruppe gleich der Wellenlänge nahen Abstand der Magnetelemente längs des Stabes, der Schwingungen in der impulsförmigen Gruppe Die gewünschten nahen Abstände der magneti-

elastischer Schwingungen sind, und diese Schwin- sehen Elemente werden möglich durch Verwendung gungsgruppe umfaßt so viele Perioden, daß alle eines Leiters C₁, der nicht benachbarte Speicher-Speicherelemente einer Gruppe gleichzeitig über- 50 elemente B₁, B₁ und B₁" umfaßt, eines Leiters C₃, deckt werden. der nicht benachbarte Elemente B₂, B₂ und B₂" um-

Vorzugsweise ist ferner jeder Leiter eines solchen faßt, und eines Leiters C₃, der nicht benachbarte Speichers mit einem Speicherelement jeder Gruppe Speicherelemente B₃, B₃ und B₃" umfaßt. Die be- und einer Anordnung gekoppelt, die serienmäßige nachbarten Speicherelemente B₁, B₂, B₃ nehmen eine Bitinformationssignale liefert, welche in zeitlichem 55 Strecke längs des Stabes A₁ ein, der dem Abstand Synchronismus mit der Ausbreitung der elastischen zwischen Vorder- und Rückflanke einer elastischen Wellen längs der mit dem Leiter gekoppelten Magnet- Welle entspricht, und können daher alle gleichzeitig elemente auftreten, und mit den Leitern sind außer- mechanisch beansprucht werden. Diese Speicherdem getrennte Leseverstärker gekoppelt, die auf elemente B₁ bis B₃ sind jedoch mit verschiedenen die serienmäßigen Bitinformationssignale ansprechen, 60 elektrischen Leitern C₁, C₂ bzw. C₃ gekoppelt, mit welche in den Leitern induziert werden, wenn sich HiKe derer getrennte Informationssignale in die jeeine elastische Schwingung längs der Verzögerungs- weiligen Speicherelemente eingespeichert oder aus leitung ausbreitet. diesen herausgelöst werden können, während alle

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbei- Speicherelemente gleichzeitig unter mechanischer spielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläu- 65 Krafteinwirkung stehen. Die Anzahl der aufeinandertert, es zeigt folgenden Speicherelemente B₁, B₂, B₃... und die

Fi g. 1 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbei- entsprechende Anzahl getrennter Leiter C₁, C₂, C₃... Spieles eines Speichers gemäß der Erfindung, wird etwa gleich und nicht größer als die Anzahl der

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von einem elastischen Impuls überdeckten Speicher- in geeigneter Weise, je nachdem, ob es sich bei der elemente gewählt. Information um das Bit 1 oder 0 handelt. Die Ampli-

Der in F i g. 1 dargestellte Speicher enthält noch tuden der den Leitern C₁, C₂, C₃ zugeführten Inforweitere magnetostriktive Stäbe R₂, R₃, i?₄, die am mationssignale reichen nur dann aus, den magnetieinen Ende mit entsprechenden Wandlern 10 und am 5 sehen Zustand der Speicherelemente B₁... B₃" zu anderen Ende mit Abschlüssen 12 versehen sind. Die ändern, wenn die betreffenden Speicherelemente Leiter C₁, C₂, C₃, die die Speicherelemente B₁ bis B₃" durch die den Stab entlanglaufende elastische Welle auf dem magnetostriktiven Stab R₁ umfassen, sind verspannt sind. Die elastische Welle setzt die zur auch mit entsprechenden Speicherelementen der Änderung des Magnetisierungszustandes des Mateanderen magnetostriktiven Stäbe R₂ bis i?₄ gekoppelt. io rials von einem der Speicherung einer 1 oder einem Im Betrieb wird jeweils nur einer der vier Wandler der Speicherung einer 0 darstellenden Zustand zeit-10 durch einen Reihenwahlkreis 20 elektrisch erregt. weilig herab.

Der Reihenwahlkreis 20 wird über eine Leitung 22 Wenn sich die elastische Welle an der in F i g. 2

von einem Taktgeber 24 mit einem Startimpuls ge- mit 42 bezeichneten Stelle befindet, wird das Speispeist. Der Taktgeber 24 liefert außerdem Taktsignale 15 cherelement B₁ mechanisch beansprucht und kann über Leitungen 26 an einen Speichern-Abfragen- auf ein im Zeitpunkt ^₁ auftretendes Speichersignal Schalter 30, der die Taktsignale auf Speicheraus- ansprechen. Das Speichersignal, das über den mit den gangsleitungen 32 oder Abfrageausgangsleitungen 34 Speicherelementen B₁, B₁ und B₁" gekoppelten Leiverteilt. Die Speicherausgangsleitungen 32 sind mit ter C₁ zugeführt wird, wirkt in der Praxis ausschließentsprechenden Speicherimpulsgeneratoren W₁, W₂, 20 lieh auf das Speicherelement B₁, da nur dieses in dem W₃ verbunden, deren Ausgänge an entsprechende betreffenden Zeitpunkt mechanisch beansprucht ist. Leiter C₁, C₂ bzw. C₃ angeschlossen sind. Die Impuls- Während die elastische Welle die Speicherelement-

generätoren W₁ bis W₃ sind außerdem mit getrennten reihe entlangläuft, wird der Leiter C₁ durch den Takt-Stufen I₁,1₂ bzw. Z₃ verbunden, die eine serienmäßige impuls t_t' zu einem Zeitpunkt erregt, in dem nur das Biteingangsinformation liefern. 25 Speicherelement B₁ der Gruppe B₁, B₁ und B₁"

Die Ausgangsleitungen 34 des Speichern-Abfragen- mechanisch beansprucht ist. Auf diese Weise wird Schalters 30 sind mit entsprechenden Leseverstärkern die serienmäßige Bitinformation von der Informa- S₁, S₂ bzw. S₃ verbunden. Den Leseverstärkern wer- tionsquelle I₁ in den Speicherelementen B₁, B₁ und den außerdem die in entsprechenden Leitern^ bis B₁" gespeichert, wenn die Impulse t_v t( bzw. i_x" C₃ induzierten Signale zugeführt. Bei dem dargestell- 30 während des Entlanglaufens der elastischen Welle an ten Ausführungsbeispiel sind die Leseverstärker S₁ der Speicherelementreihe auftreten. Das Einspeichern bis S₃ an die entgegengesetzten Enden der gleichen der Information von der Quelle I₂ erfolgt in zeitlich Leiter C₁ bis C₃ angeschlossen wie die Speicher- ineinandergeschachtelter Weise während desselben impulsgeneratoren W₁ bis W₃. Die Leiter C₁, C₂, C₃ Ausbreitungszyklus der elastischen Impulswelle, sind wie üblich mit nicht dargestellten Abschlüssen 35 wenn die Impulse t₂, t₂ und t₂" auftreten. Schließlich versehen, um Reflexionen zu vermeiden und eine wird ebenfalls während desselben Ausbreitungszyklus Verwendung der Leiter sowohl zum Speichern als der elastischen Welle noch die Information von der auch zum Abfragen zu ermöglichen. Eine andere Quelle I₃ in die Speicherelemente S₃, B₃ und B₃" einMöglichkeit besteht darin, statt der Leiter C₁, C₂, C₃ gespeichert, wenn die Impulse t₃, t₃ und t₃" auftreten, jeweils zwei getrennte Leiter zu verwenden, von 40 Zum löschungsfreien Abfragen der gespeicherten denen der eine jeweils an einen Leseverstärker und Information liefert der Taktgeber 24 einen Startder andere an einen Speicherimpulsgenerator ange- impuls über den Reihenwahlkreis 20 an den Wandler schlossen ist. 10 des adressierten magnetostriktiven Stabes. Die da-

Die Arbeitsweise des in F i g. 1 dargestellten Spei- bei erzeugte elastische Welle breitet sich längs des chers wird nun an Hand des in F i g. 2 dargestellten 45 adressierten Stabes aus und bewirkt bei jedem Spei-Zeitdiagramms erläutert. Zum Einleiten eines Spei- cherelement der Reihe, daß ein Lesesignal in dem cherzyklus wird der Taktgeber 24 erregt, so daß er entsprechenden Leiter induziert wird. Die Polarität einen Startimpuls 40 (F i g. 2) über die Leitung 22 an der Lesesignale zeigt an, ob in dem betreffenden den Reihenwahlkreis 20 liefert. Der Reihenwahlkreis Speicherelement eine 1 oder eine 0 gespeichert ist. 20 leitet den Startimpuls an einen der Wandler 10 so Die elastische Welle ändert momentan die Anzahl der weiter, z. B. an denjenigen Wandler, der mit dem den elektrischen Leiter umfassenden Flußlinien und magnetostriktiven Stab R₁ gekoppelt ist. Der dem bewirkt damit, daß im Leiter ein Lesesignal induziert Wandler 10 zugeführte Startimpuls bewirkt die Er- wird. Wenn die elastische Welle vorbeigelaufen ist, zeugung eines elastischen Impulses, der den magneto- nimmt das magnetische Material wieder seinen urstriktiven Stab R₁ mit der für das Material des Stabes 55 sprünglichen Zustand an, durch den die Speicherung gültigen Schallgeschwindigkeit der Länge nach durch- einer 1 oder einer 0 angezeigt wird,
läuft. Die Dauer der elastischen Welle ist durch den Die Taktimpulszüge t_v t₂, t₃ vom Taktgeber 24

Impuls42 (Fig. 2) dargestellt und soll so bemessen werden über den Speichern-Abfragen-Schalter den sein, daß der elastische Impuls höchstens drei benach- Leseverstärkern S₁, S₂, S₃ zugeführt. Die Leseverstärbarte Speicherelemente B₁ ... B₃" gleichzeitig über- 60 ker werden durch diese Taktimpulse getastet, so daß deckt. sie der Reihe nach auf die serienmäßigen Lesebit-

Der Taktgeber 24 liefert außerdem Taktimpulszüge signale ansprechen, die in den einzelnen Leitern C₁, T₁, T₂, T₃ (F i g. 2) über den Speichern-Abfragen- C₂, C₃ induziert werden. Es ist nicht unbedingt erfor-Schalter 30 an die entsprechenden Speicherimpuls- derlich, die Leseverstärker durch die Taktimpulse zu generatoren W₁, W₂, W₃. Bei Erregung durch diese 65 tasten, da die Lesesignale bei den Leseverstärkern in Taktimpulse sprechen die Impulsgeneratoren auf die der richtigen zeitlichen Reihenfolge eintreffen, die von den Stufen/^ I₂ bzw. /₃ zugeführten Informa- durch die Ausbreitung der akustisch-elastischen Welle tionssignale an und erregen die Leiter C₁, C₂ bzw. C₃ bestimmt wird. Es ist jedoch zweckmäßig, die Lese-

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verstärker während des Speicherns von Information signale wahrgenommen werden, die der Reihe nach im Speicher zu sperren. in den elektrischen Leitern induziert werden.

Der an Hand von F i g. 1 beschriebene Speicher, In F i g. 4 ist ein mit elastischen Wellen arbeitender Reihen magnetostriktiver Speicherelemente ent- der Speicher schematisch dargestellt, der dem Speihält, durch die sich eine akustische Impulsschwingung 5 eher nach F i g. 3 entspricht, mit der Ausnahme, ausbreitet, kann auch unter Verwendung von Reihen daß der Wandler 54' durch einen Impulsgenerator 56' aus dünnen Magnetschichtflecken oder -bereichen auf derart gespeist wird, daß ein hnpulsförmiger Welleneinem akustischen Leiter aufgebaut werden, wie in zug aus elastischen Schwingungen erzeugt wird und Fig. 3 dargestellt ist. Die Anordnung nach Fig. 3 nicht ein einziger elastischer Impuls. Der impulsförenthält ein Substrat oder einen Träger 50, der aus io mige Schwingungszug breitet sich durch die Reihe aus Glas bestehen kann und mit einer Reihe von dünnen den magnetischen Speicherelementen B₁ bis B₃" aus. magnetischen Schichtbereichen 52 versehen ist, die Es sind drei zeitlich nacheinander auftretende Momit Leitern C₁, C₂, C₃ zusammenwirken und eine mentanlagen des sich ausbreitenden impulsförmigen Reihe von magnetischen Speicherelementen B₁ bis Schwingungszuges bei t, f, t" dargestellt. Die Fre- B_ä" bilden. Die Leiter C₁ bis C₃ sind wie bei F i g. 1 15 quenz der einzelnen Schwingungen oder Zyklen in mit Verstärkern W₁ bis W₃, die zum Speichern die- dem impulsförmigen elastischen Schwingungszug ist nen, und Leseverstärkern S₁ bis S₃ verbunden. Der als so gewählt, daß der Abstand zwischen aufeinander-Schalleiter dienende Träger 50 ist am einen Ende mit folgenden Einzelschwingungen gleich dem Abstand einem elektrisch-akustischen Wandler 54 gekoppelt, zwischen den magnetischen Speicherelementen einer der durch einen elektrischen Impulsgenerator 56 elek- 20 Gruppe ist, also dem Abstand zwischen den Speichertrisch gespeist wird. Das dem Wandler 54 entgegen- elementen B₁, B₂, B₃ oder B₁, B₂, B₃' oder B₁", B₂", gesetzte Ende des Trägers 50 ist mit einem akusti- B₃". Der Abstand zwischen dem letzten Magnetschen Abschluß 58 versehen, der unerwünschte Re- element einer Gruppe und dem ersten Magnetelement flexionen der elastischen Schwingungen verhindert. der nächsten Gruppe kann, wie dargestellt, größer

Die einzelnen magnetischen Dünnschichtbexeiche 25 sein als der Abstand zwischen den Elementen einer 52 sind vorzugsweise so aufgebracht, daß sie magne- Gruppe. Die Abstände können so gewählt werden, tisch anisotrop sind und eine magnetisch weichere daß die Möglichkeit einer gleichzeitigen mechani-Achse 60 haben, die einen Winkel mit dem zugehöri- sehen Beanspruchung von Speicherelementen in mehr gen elektrischen Leiter und der Ausbreitungsrichtung als einer Gruppe so gering wie möglich wird. Im Beder vom Wandler 54 erzeugten elastischen Schwin- 30 trieb des in Fig. 4 dargestellten Speichers wird die gung bilden. Information in den magnetischen Speicherelementen

Im Betrieb der hi Fig. 3 dargestellten Anordnung B₁, B₂, B₃ in dem Augenblick gespeichert, wenn der bewirkt eine sich längs der Reihe aus magneti- sich ausbreitende impulsförmige Schwingungszug die schenDünnschichtbereichen52 ausbreitende elastische Lagei einnimmt. Zu diesem Zeitpunkt sind die drei Schwingung, daß das Magnetmaterial mechanisch 35 Speicherelemente gleichzeitig in einer Richtung ververspannt und beansprucht wird, wodurch sich die spannt, die den positiven Maxima 60 des bei t dargemagnetisch weiche Achse in diejenige Richtung zu stellten Impulszuges entspricht. In diesem Augenblick drehen strebt, die mit der Richtung der Teilchen- werden die Speicherimpulsgeneratoren W₁, W₂, W₃ bewegung in der elastischen Welle übereinstimmt. gleichzeitig erregt und bewirken, daß die drei mecha-Die Drehung der magnetisch weichen Achse oder 40 nisch beanspruchten magnetischen Speicherelemente Vorzugsrichtung bewirkt auch eine Drehung des ma- in Richtungen magnetisiert werden, die den gewünschgnetischen Flusses, wodurch in dem entsprechenden ten Informationssignalen 1 oder 0 entsprechen. Der elektrischen Leiter ein Lesesignal induziert wird. Die vom Impulsgenerator W₁ dem Leiter C₁ zugeführte Polarität des induzierten Lesesignals hängt davon ab, Strom beeinflußt das Speicherelement B₁ in der M-in welcher Richtung der magnetische Dünnschicht- 45 genden Gruppe nicht, da dieses Element .B₁' in der bereich längs der magnetischen Vorzugsrichtung ma- falschen Richtung mechanisch beansprucht ist, um gnetisiert worden war. Die beiden möglichen Rieh- eine Änderung des Magnetflusses zu ermöglichen, tungen entsprechen der Speicherung der Informa- ' Dies ist durch die negative Polarität der mechanischen tionsbits 1 bzw. 0. Die Richtung des Flusses längs der Beanspruchung bei 62 dargestellt. Das Element B₂' magnetischen Vorzugsrichtung 60 wird während des 50 wird nicht beeinflußt, da es von der elastischen Welle Speichervorganges durch die Polarität des Strom- noch nicht erreicht worden ist. impulses bestimmt, der von dem betreffenden Spei- Etwas später nimmt der sich ausbreitende elastische

cherimpulsgenerator W an den jeweiligen Leiter ge- Schwingungszug die bei 1? dargestellte Lage ein. In liefert wurde. diesem Augenblick werden die Leiter C₁, C₂, C₃

Die in Fig. 3 dargestellte einzige Reihe magne- 55 durch die Impulsgeneratoren W₁, W₂ bzw. W₃ erregt, tischer Dünnschicht-Speicherelemente kann als ein- um die gewünschte Information in den Speicherzelne Einheit oder als eine von vielen Reihen elementen B₁, B₂ bzw. B₃ der zweiten Gruppe von magnetischer Elemente in einer Anordnung entspre- Speicherelementen zu speichern. In entsprechender chend F i g. 1 verwendet werden. Die Arbeitsweise Weise wird die Information in der dritten Gruppe eines Fig. 3 entsprechenden Speichersystems ent- 6o von Speicherelementen gespeichert, wenn der elastispricht der der Anordnung nach Fig. 1. Zum Spei- sehe Schwingungszug die bei t" dargestellte Lage erchern wird ein elastischer Impuls erzeugt, der die reicht hat. Man sieht also, daß die Speicherimpuls-Speicherelementreihe entlangläuft, und in zeitlichem generatoren W₁ bis W₃ jeweils Bitinformationssignale Synchronismus mit der Fortpflanzung des elastischen liefern, die der Reihe nach in den drei Gruppen Impulses werden serienmäßig Bitinformationssignale 65 von magnetischen Speicherelementen gespeichert auf die entsprechenden Leiter gekoppelt. Das Abfra- werden.

gen erfolgt mittels eines elastischen Impulses, der die Wenn die im Speicher nach F i g. 4 gespeicherte

Speicherelementreihe entlangläuft, wobei die Lese- Information abgefragt werden soll, wird mittels des

Wandlers 54' wieder eine impulsförmige Gruppe elastischer Schwingungen erzeugt, die sich durch die Magnetspeicherelementreihe ausbreitet. Zu drei Zeitpunkten, wenn der sich ausbreitende Schwingungszug die bei t,"if, f dargestellten Stellungen durchläuft, werden in den Leitern C₁, C₂", C₃ thförmationssignale induziert, die durch die Leseverstärker S₁ bis. S₃ wahrgenommen werden. Die Leseverstärker liefern gleichzeitig Ausgangssignale entsprechend den Infor-mationen, die in den Speicherelementen der ersten Gruppe B₁ bis B₃ gespeichert sind, dann Ausgangssignale entsprechend der in der zweiten Gruppe gespeicherten Information und schließlich Ausgangssignale entsprechend der in der dritten Speicherelementengruppe gespeicherten Information. Alle Verstärker und Impulsgeneratoren werden in den Zeitpunkten t, t', t" getastet, so daß sie nur im richtigen Augenblick Ausgangssignale liefern.

Die an Hand von F i g. 4 erläuterte Verwendung eines impulsförmigen Zuges von elastischen Schwingungen ist vorteilhaft, da die Erzeugung und Ausbreitung eines impulsförmigen elastischen Schwingungszuges leichter und mit besserem Wirkungsgrad möglich ist als die Erzeugung und Ausbreitung von kurzen einzelnen elastischen Schwingungen. Die höhere Frequenz der Schwingungen des Schwingungszuges wird bei der Ausbreitung längs einer gewissen Strecke weniger gedämpft als eine niederfrequente elastische Schwingung. Mit einem impulsförmigen Schwingungszug, wie er in F i g. 4 dargestellt ist, lassen sich auch einfacher höhere Spitzenamplituden erzielen als bei einzelnen elastischen Impulsen. Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der Abstand der Schwingungsmaxima des impulsförmigen Schwingungszuges in einer Beziehung zum Abstand der einzelnen magnetisehen Speicherelemente steht. Es können dabei alle Speicherelemente einer Gruppe gleichzeitig mechanisch verspannt und beansprucht werden, um Information zu speichern oder abzufragen. Die Speicherelemente B₁, B₂, B₃ ... der ersten Gruppe können für die Speicherung eines Wortes verwendet werden, so daß ein paralleler Zugriff zu allen Bits eines Wortes möglich ist. Die zweite und dritte Speicherelementgruppe stellen jeweils Speicherraum für anschließend erreichbare verschiedene Wörter dar.

In den F i g. 1, 3 und 4 sind zur Vereinfachung der Darstellung und Erläuterung nur drei Leiter C₁, C₂, C₃ dargestellt. Die Anzahl der Leiter ist selbstverständlich praktisch beliebig und wird durch die Anzahl der nahe benachbarten Speicherelemente bestimmt, die durch einen akustischen Schwingungsimpuls einer in praktischer Hinsicht vernünftigen Minimaldauer überdeckt werden. Die beschriebenen Anordnungen sind frei von den Einschränkungen hinsichtlich des Raumbedarfes und der Arbeitsgeschwindigkeit, die bei den bekannten Speichern dieser Art durch die in Ausbreitungrichtung gemessene Abmessung eines elastischen Impulses gegeben waren, so daß eine wirtschaftliche Speicherung einer großen Anzahl von Informationsbits in einem gegebenen Volumen mit hohem Wirkungsgrad erreicht wird.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Speicher mit mindestens einer Verzögerungsleitung für elastische Wellen, mit der ein Wandler

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zum Erzeugen eines sich längs, der Verzögerungs-. leitung ausbreitenden elastischen Impulses oder Schwingungsimpiilszuge.s gekoppelt ist, einer Anzahl von auf der Verzögerungsleitung angeordneten öder durch diese gebildeten, in Ausbrei-' tungsrichtung der elastischen Wellen' verteilten magnetischen Speicherelementen und mit einer Leiteranordnung, die mit den magnetischen Speicherelementen gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherelemente (B₁, B₂... B₃") so nahe beieinander angeordnet sind, daß der elastische Impuls oder Schwingungsimpulszug eine Anzahl von Speicherelementen gleichzeitig überdeckt, daß aufeinanderfolgende Magnetelemente, deren gegenseitiger Abstand kleiner als die von einem elastischen Impuls oder Schwingungsimpulszug gleichzeitig überdeckte Strecke ist, mit getrennten Leitern (C₁, C₂, C₃) gekoppelt sind und daß die Leiter jeweils mit einer Anzahl von nicht benachbarten Speicherelementen gekoppelt sind, deren gegenseitiger Abstand so groß ist, daß nur eines der mit einem bestimmten Leiter gekoppelten Speicherelemente gleichzeitig unter der Einwirkung des elastischen Impulses oder Schwingungsimpulszuges steht.

2. Speicher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung (/, W, 24,30) zum Speisen der verschiedenen Leiter (C₁ bis C₃) mit serienmäßigen Bitinformationssignalen, die in zeitlichem Synchronismus mit der Ausbreitung eines elastischen Impulses oder Schwingungsimpulszuges längs der mit den betreffenden Leitern gekoppelten Speicherelemente auftreten, und eine Anzahl von Leseverstärkern (S₁ bis S₃), die weils mit einem der Leiter gekoppelt sind.

3. Speicher nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Leiter (C₁ bis C₃) wenigstens annähernd gleich der Anzahl der von einem elastischen Impuls oder Schwingungsimpulszug gleichzeitig überdeckten Speicherelemente ist.

4. Speicher nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Anordnung zum Erzeugen einer impulsförmigen Gruppe elastischer Schwingungen, deren Periodenlänge gleich dem Abstand benachbarter Speicherelemente ist.

5. Speicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Leiter (C₁ bis C₃) wenigstens annähernd gleich der Anzahl der Schwingungsperioden in der impulsförmigen Gruppe elastischer Schwingungen ist.

6. Speicher nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß längs der Verzögerungsleitung (R) aufeinanderfolgende Gruppen von Speicherelementen angeordnet sind, deren Abstände innerhalb jeder Gruppe gleich der Wellenlänge der Schwingungen in der impulsförmigen Gruppe elastischer Schwingungen sind, und daß diese Gruppe so viele Perioden umfaßt, daß alle Speicherelemente einer Gruppe gleichzeitig überdeckt werden.

7. Speicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leiter mit einem Speicherelement jeder Gruppe und einer Anordnung gekoppelt ist, die serienmäßige Bitinformationssignale liefert, welche in zeitlichem Synchronismus mit der Ausbreitung der elastischen Wellen längs der mit dem Leiter gekoppelten Magnet-

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elemente auftreten,; und/daß mit den. Leitern '_ außerdem getrennte Leseverstärker (S₁. bis Sg) gekoppelt sind, die.aof die.serieoinäßigen Bitinfor-. matiorissignale ansprechen, weiche in. den Leitern induziert, werden, wenn sich eine elastische

Schwingung längs der Verzögerungsleitung breitet. .; '' \ ' - '

In Betracht gezogene Druckschriften: . 3177450.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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