DE1294477B

DE1294477B - Leseschaltung fuer Magnetkernspeicher

Info

Publication number: DE1294477B
Application number: DEF41206A
Authority: DE
Inventors: Strong Williard John
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1962-11-07
Filing date: 1963-11-06
Publication date: 1969-05-08
Also published as: GB1026669A; US3166681A; NL300229A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Leseschaltung für Infolgedessen bewirkt die Verwendung der Gegen-Magnetkernspeicher, deren Speicherelemente je takt-Eingangsstufe ein kräftiges Herausheben des nach ihrem Speicherzustand ein positives oder nega- Nutzsignals aus den Störsignalen. Das eindeutig vortives sinusförmiges Signal liefern, mit einem Lese- liegende Nutzsignal kann dann gegebenenfalls nach Verstärker und einer Torschaltung, die in Ab- 5 weiterer Verstärkung in Zwischenstufen in der hängigkeit von Taktimpulsen nur während einer Klemmschaltung ohne weiteres so weiterverarbeitet Halbperiode sinusförmigen Signals durchlässig ist. werden, daß eine Halbwelle des Signals, beispiels-Bei einer bekannten Schaltung wird das von dem weise die positive Halbwelle, zu einem Impuls defi-Magnetkernspeicher gelieferte Signal in einem nierter Größe umgeformt wird, während die andere üblichen Verstärker verstärkt und dann einer Tor- ίο Halbwelle unterdrückt oder abgeschnitten wird. Inschaltung zugeführt, die beispielsweise nur die folgedessen verläßt den Verstärkerteil der erfinerste Halbwelle des Signals durchläßt. Je nachdem, dungsgemäßen Leseschaltung auch bei Vorliegen ob das sinusförmige Signal positiv oder negativ ist, sehr schwacher Eingangssignale ein wohldefinierter erscheint demnach am Ausgang der Torschaltung Impuls, der einer bestimmten Halbwelle des Einein positiver oder ein negativer Impuls. 15 gangssignals, beispielsweise der positiven HaIb-Die bekannte Schaltung hat den Nachteil, daß die welle entspricht. Dieser Impuls kann dann entweder Form des Ausgangssignals vollständig von der Form bei Zeitkoinzidenz mit einem Taktsignal durch eine des Eingangssignals abhängt und alle Störsignale, die Torschaltung hindurchgeleitet oder aber von der dem Ausgangssignal des Speichers überlagert sind, Torschaltung unterdrückt werden, so daß beispielsin voller Höhe mit verstärkt werden und daher auch 20 weise nur dann am Ausgang der erfindungsgemäßen im Ausgangssignal vorhanden sind. Infolgedessen ist Schaltung ein Impuls definierter Größe erscheint, die bekannte Schaltung nur dann brauchbar, wenn wenn das von der Lesewindung zugeführte Signal sehr kräftige Eingangssignale vorliegen, die sich einer gespeicherten EINS entspricht, während bei deutlich von Stör- und Rauschsignalen abheben. Bei einer gespeicherten NULL kein Ausgangssignal gesehr schwachen Ausgangssignalen des Speichers, die 25 liefert wird, so daß die von der erfindungsgemäßen nur wenig über dem Störpegel liegen, besteht die Leseschaltung abgegebene Impulsfolge unmittelbar Gefahr, daß die am Ausgang der Torschaltung auf- in datenverarbeitenden Geräten weiterbehandelt tretenden Signale so stark von Störsignalen über- werden kann.

lagert sind, daß eine eindeutige Diskriminierung In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der

zwischen den positiven und den negativen Impulsen 30 Gegentaktverstärker eine starke Gleichtakt-Gegennicht möglich ist. kopplung aufweisen, so daß im Gleichtakt auf-

Ein weiterer Nachteil der bekannten Schaltung tretende Störsignale keine Verstärkung erfahren, besteht darin, daß am Ausgang der Torschaltung Hierdurch wird eine besondere gute Herauslösung ein bipolares Signal vorhanden ist. In digitalen des Nutzsignals aus den Störsignalen erzielt. Der Rechenanlagen wird in der Regel die eine digitale 35 Gegentaktverstärker kann zu diesem Zweck zwei Ziffer durch einen Impuls und die andere digitale Transistoren mit je einem Emitterwiderstand aufZiffer durch das Fehlen eines Impulses dargestellt. weisen, deren den Emittern zugewandten Enden Wenn die bekannte Schaltung in solchen Anlagen durch einen Kondensator miteinander verbunden eingesetzt werden sollte, müßten erst noch weitere sind. Im Gegentaktbetrieb bildet der Kondensator Schaltungen vorgesehen werden, um die von der 40 einen Kurzschluß, so daß diese Widerstände nicht Schaltung gelieferten Impulse entsprechend umzu- als Gegenkopplung wirksam werden. Im Gleichtaktformen und zu verarbeiten. betrieb beeinflußt dagegen der Kondensator die Wir-Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe kungsweise dieser Widerstände bei der Erzeugung zugrunde, eine Leseschaltung für Magnetkern- einer Gegenkopplung nicht.

Speicher zu schaffen, die auch bei Vorliegen sehr 45 Die Klemmschaltung weist bei einer bevorzugten schwacher Eingangssignale ein wohldefiniertes Aus- Ausführungsform der Erfindung einen Emitter-Folger gangssignal liefert, wenn das Eingangssignal den und einen von dem Emitter-Folger normalerweise einen Speicherzustand eines Kernelementes anzeigt im gesättigten Zustand gehaltenen Schalttransistor und die ein Ausgangssignal unterdrückt, wenn in auf. Die Anordnung ist so getroffen, daß nur bei Aufdem Speicherelement die andere Digitalziffer ge- 50 treten einer Halbwelle des Signals der Zustand des speichert ist. Schalters geändert wird. Auf diese sehr einfache

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch Weise wird eine wirksame Unterdrückung einer gelöst, daß der Leseverstärker eine Gegentakt-Ein- Halbwelle des Eingangssignals erzielt und zugleich gangsstufe aufweist, an deren Eingängen die Enden mit Hilfe des Schalters das für die andere Halbwelle der Lesewindung anschließbar sind und von der das 55 charakteristische Ausgangssignal geformt,
verstärkte Eingangssignal eintaktig abgenommen Die gute Formung des Ausgangssignals macht es

wird, und daß die Ausgangsstufe des Verstärkers weiterhin möglich, an den Ausgang des Verstärkervon einer Klemmschaltung gebildet wird, die eine teiles als Torschaltung eine aus Dioden bestehende Halbwelle des sinusförmigen Signals unterdrückt UND-Schaltung zu verwenden,
und die andere Halbwelle zu einem Impuls defi- 60 Dabei kann dann die Ausgangsdiode der UND-nierter Größe umformt. Schaltung der Emitter-Basis-Strecke eines Ausgangs-

Durch die Anwendung einer Gegentaktstufe im transistors parallel geschaltet sein, was den Vorteil Eingang des Leseverstärkers wird erreicht, daß die hat, daß die UND-Schaltung durch den hohen an den Enden der Lesewindung auftretenden Span- Widerstand der Emitter-Basis-Strecke des Trannungsdifferenzen eine hohe Verstärkung erfahren, 65 sistors abgeschlossen ist, während der Transistor während alle an den Enden der Lesewindung auf- eine Quelle niederer Impedanz für eine nachfolgende tretenden gleichtaktigen Störspannungen, wenn Schaltung bildet,
überhaupt, nur in geringem Maße verstärkt werden. Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der

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Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu ent- spannung B + angeschlossen, während sein Kollektor nehmen, in der die Erfindung an Hand des in der mit der negativen Batteriespannung B — verbunden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher ist. Der Emitter des Transistors 29 ist ebenfalls über beschrieben und erläutert wird. Es zeigt Widerstände 31 und 33 an B + angeschlossen, wäh-F i g. 1 das Blockschaltbild einer Speicheranord- 5 rend sein Kollektor an ein B — angeschlossen ist. nung, bei der die erfindungsgemäße Leseschaltung Das Signal der Lesewindung 13 ist an die Eingänge verwendbar ist, der Transistoren 28 und 29 angelegt. Der Lese-F i g. 2 das Schaltbild einer Leseschaltung nach der windung 13 ist ein aus einem Kondensator 24 und Erfindung und Widerständen 25 und 25' bestehender ÄC-Kreis par-F i g. 3 ein Diagramm von in der Leseschaltung io allel geschaltet, um die Impedanz der Windung 13 nach F i g. 2 auftretenden Impulsen. anzupassen und unerwünschtes Rauschen auszu-Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfin- filtern. Mit anderen Worten, ist ist die Lesewindung dung wird das bipolare Ausgangssignal der Lese- 13 mit einem Widerstand-Kondensator-Kreis abwindung, die dem magnetischen Speicherelement zu- geschlossen, der dazu dient, die Impedanz der Lesegeordnet ist, einem Gegentaktverstärker zugeführt, 15 windung 13 anzupassen und unerwünschte Signale der die Differenz zwischen den Spannungen ver- auszufiltern. Ein Widerstand-Kondensator-Kreis 26 stärkt, die bei Vorliegen eines Ausgangssignals an koppelt das eine Ende der Lesewindung 13 mit der den Enden der Lesewindung auftreten. Die negative Basis des Transistors 28, während das andere Ende Hälfte des bipolaren Ausgangssignals des Differen- der Windung 13 über einen Widerstand-Kondentialverstärkers wird abgeschnitten, während die ver- 20 sator-Kreis 27 mit der Basis des Transistors 29 verbleibende positive Signalhälfte dem einen Eingang bunden ist. Die Emitterwiderstände 32 und 33 der einer UND-Schaltung zugeführt wird. Dem anderen Transistoren 28 und 29 bewirken eine negative Eingang der UND-Schaltung wird das Signal einer Stromrückkopplung. Die Widerstände 30 und 31 Taktimpulsquelle zugeführt, so daß die UND- sind mit den Widerständen 32 und 33 und mit dem Schaltung ein Ausgangssignal liefert, das für das Zu- 25 Potential B + verbunden, um einen hohen Grad an sammentreffen der ersten Hälfte des Ausgangssignals Gleichstromstabilität und eine starke Gleichtaktder Lesewindung mit dem Taktimpuls charakte- unterdrückung für das Rauschen zu erzielen. Der ristisch ist und anzeigt, daß sich das magnetische Gegentaktverstärker der Transistoren 28 und 29 ver-Speicherelement im EINS-Zustand befindet. Befindet stärkt die Differenz zwischen den positiven und negasich das magnetische Speicherelement im NULL- 30 tiven Spannungen, die bei Vorliegen eines Signals Zustand, so tritt der Taktimpuls nach dem Impuls an den Enden der Lesewindung 13 auftreten. Sind der Lesewindung auf, so daß die UND-Schaltung z. B. die den Transistoren 28 und 29 von der Lesemangels zeitlicher Koinzidenz ihrer Eingangssignale windung 13 zugeführten Eingangssignale V₁ und V₂, kein Ausgangssignal liefert. so ist das Ausgangssignal am Kollektor des Tranin F i g. 1 ist ein Block 11 aus magnetischem 35 sistors 28 gleich 2 K V₁, worin K eine Konstante ist, Material dargestellt, der das mit der Leseschaltung die durch den Verstärkungsgrad der Transistoren 28 nach der Erfindung gekoppelte magnetische Spei- und 29 bestimmt ist.

cherelement bildet. Das Speicherelement 11 besteht Das eintaktig abgenommene Ausgangssignal des aus einem Kern, der zwei orthogonal angeordnete Gegentaktverstärkers wird am Kollektor des Tranöffnungen aufweist, die ein zerstörungsfreies Aus- 40 sistors 28 abgenommen und der Basis des Transistors lesen von digitalen Informationen ermöglicht. Das 34 zugeführt, der als Emitter-Folger arbeitet. Das Kernelement 11 besitzt zwei orthogonal angeordnete Ausgangssignal am Kollektor des Transistors 28 ist öffnungen, die das Element senkrecht zueinander bipolar und im wesentlichen sinusförmig. Wird das durchdringen. Durch die obere Öffnung ist ein Signal von einem positiven und einem darauffolgen-Abfrageleiter 15 hindurchgeführt, der mit einer Ab- 45 den negativen Impuls gebildet, so kann dies eine fragestromquelle 16 verbunden ist. Die untere Öff- Anzeige für eine in dem Element 11 gespeicherte nung enthält Leiter 13 und 14. Der Leiter 13 ist »EINS« sein; wenn das Signal von einem negativen mit einer Leseeinheit 17 und einer Bit-Schreibstrom- und einem folgenden positiven Impuls gebildet wird, quelle 18 verbunden, während der Leiter 14 mit einer so kann dies eine Anzeige für eine in dem Element Wort-Schreibstromquelle 19 verbunden ist. In dem 50 H gespeicherte »NULL« darstellen. Der den Element nach F i g. 1 wird eine Information gespei- Emitter-Folger bildende Transistor 34 bietet dem chert, indem von den Schreibstromquellen 18 und 19 Ausgang des Gegentaktverstärkers mit den Trandurch die Leiter 13 und 14 Stromimpulse geleitet sistoren 28 und 29 eine hohe Impedanz und bildet werden. Die Information wird aus dem Element 11 eine Quelle niedriger Impedanz für die folgende mittels der Leseeinheit 17 ausgelesen, die auf Signale 55 Stufe. Das Ausgangssignal des den Emitter-Folger in dem Leiter 13 anspricht. Das Signal in dem bildenden Transistors 34, das am Emitter des Tran-Leiter 15 der Abfragestromquelle 16 bewirkt, daß in sistors 43 abgenommen wird, wird der Basis des dem Leiter 13, der an die Leseeinheit 17 ange- Transistors 35 zugeführt, der als linearer /!-Verschlossen ist, ein Signal induziert wird. Das in dem stärker arbeitet. Der Transistor 35 ist auf einen Leiter 13 induzierte Signal ist bipolar und hat eine 60 Arbeitspunkt eingestellt, der etwa in der Mitte seiner im wesentlichen sinusförmige Gestalt. Arbeitskennlinie liegt, damit er in einem weiten F i g. 2 zeigt eine Leseschaltung nach der Erfin- Amplitudenbereich des Eingangssignals im linearen dung, die die Leseeinheit 17 nach Fig. 1 bilden /!-Betrieb arbeiten kann. Der Transistor 35 besitzt kann. In der Schaltung nach F i g. 2 ist der Lese- einen Emitterwiderstand 36 zur negativen Stromleiter 13 des Speicherelementes 11 an einen Gegen- 65 rückkopplung, der zwischen dem Emitter des Trantaktverstärker angeschlossen, der die Transistoren 28 sistors 35 und einer ÄC-Kombination 37 mit Erde und 29 enthält. Der Emitter des Transistors 28 ist verbunden ist. Der Widerstand 36 kompensiert über Widerstände 30 und 32 an die positive Batterie- Beta-Änderungen (Änderungen der Stromverstär-

kung) des Transistors 35, während die Emitter-i?C-Kombination 37 zur Einstellung des richtigen Gleichstromarbeitspunktes des Transistors 35 dient. Das am Kollektor des Transistors 35 abgenommene Ausgangssignal wird der Basis des Transistors 39 zugeführt, der als Emitter-Folger arbeitet. Der Transistor 39 ist mit seinem Kollektor über einen Widerstand an das Potential B — angeschlossen, während sein Emitter über einen Widerstand am Erdpotential liegt. Eine i?C-Klemmschaltung 42 zwisehen dem Kollektor des Transistors 39 und Erde schneidet den ins Negative gehenden Teil des an der Basis zugeführten Signals ab, während der positive Teil des Ausgangssignals des Transistors 35 am Emitter des Transistors 39 auftritt. Auf diese Weise ist, sofern das in dem Element 11 gespeicherte Signal eine »EINS« ist, der positive Teil während der ersten Hälfte des Signals vorhanden, während, sofern das gespeicherte Signal eine »NULL« ist, der positive Teil während der zweiten Hälfte des Signals am Emitter des Transistors 39 auftritt. Das Ausgangssignal des Transistors 39 wird am Emitter abgenommen und über eine i?C-Kombination 43 der Basis eines Transistors 44 zugeführt, der als gesättigter Schalter arbeitet, der sich normalerweise im leitenden Zustand befindet und ein positives Signal benötigt, um abgeschaltet zu werden und einen negativen Impuls an seinen Kollektorausgangskreis zu liefern. Der Ausgang des Transistors 44 ist mittels einer Diode 46 an das (B — )-Potential angeklemmt, so daß der Kollektor des Transistors 44 vom Erdpotential auf das Potential B — umschaltet, wenn der Transistor 44 momentan durch ein positives Signal abgeschaltet wird, welches er an seiner Basis vom Emitter des Transistors 39 empfängt.

Eine UND-Schaltung, die aus den Dioden 47, 49 und 50 besteht, besitzt einen Eingang an der Diode 47, die auf das Ausgangssignal am Kollektor des Transistors 44 anspricht, sowie einen Eingang an der Diode 50, die auf Taktimpulse anspricht, die an der Klemme 53 empfangen werden. Die Taktimpulse an der Klemme 53 sind so gesteuert, daß sie an der Diode 50 in zeitlicher Übereinstimmung mit der ersten Hälfte des bipolaren Signals an der Lesewindung 13 ankommen. Ist also das Signal, welches in dem Element aufgespeichert ist, eine »EINS« und der positive Teil des Signals in der Windung 13 während der ersten Hälfte des Signals vorhanden, so tritt das Ausgangssignal des Transistors 44 an der Diode 47 in zeitlicher Übereinstimmung mit dem Taktimpuls am Eingang der Diode 50 auf. Durch das Zusammenfallen der Signale an der Diode 50 und der Diode 47 wird über die Diode 49 an der Ausgangsklemme 52 ein Signal erzeugt. Der Transistor 48, dessen Emitter mit der Ausgangsklemme 52 und mit dem Ausgang der Diode 49 verbunden ist, bildet eine hohe Abschlußimpedanz für die UND-Schaltung aus den Dioden 47,49 und 50 und eine Quelle niedriger Impedanz für den Ausgang 52. Der Ausgang 52 liefert ein positives Signal, das eine in dem Element 11 gespeicherte »EINS« anzeigt, und kein Signal, wenn in dem Element 11 eine »NULL« gespeichert ist, und er kann an weitere datenverarbeitende Vorrichtungen des Systems angeschlossen sein. 6g

Die F i g. 3 zeigt ein Diagramm der Signale der Leseschaltung nach F i g. 2. Darin stellt die Kurve das Ausgangssignal der Lesewindung 13 dar. Die Kurve 61 zeigt den Taktimpuls, der der Eingangsdiode 50 über die Klemme 53 zugeführt wird. Die Kurve 63 zeigt das Ausgangssignal des Transistors 44 für Signale der Lesewindung gemäß Kurve 62 und die Kurve 64 das Ausgangssignal der Leseschaltung an der Klemme 52. Es sei z. B. angenommen, daß zu einer Zeit t_x das Signal 62 a an der Windung 13 vorhanden ist, bei dem der positive Impuls, der von einem negativen Impuls gefolgt wird, anzeigt, daß der Speicherzustand im Element 11 einer »EINS« entspricht. Das Signal 62 a wird im Differentialverstärker mit den Transistoren 28 und 29 verstärkt und durch die Wirkung des Transistors 35 abgeschnitten, so daß dem gesättigten Schalter 44 ein Impuls zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Schalters 44, das durch den negativen Impuls 63 a dargestellt ist, fällt zeitlich mit der positiven Hälfte des Signals 62a zusammen. Daher werden die Signale der Formen 61a und 63 a den Dioden 47 und 50 der UND-Schaltung zugeführt. Da die Signale zeitlich übereinstimmen, liefert die UND-Schaltung ein Ausgangssignal über die Diode 49 an die Klemme 52, das durch den Impuls 64 a wiedergegeben wird. Dieses Ausgangssignal zeigt an, daß in dem Element 11 eine »EINS« gespeichert ist.

Das Signal 62 b zur Zeit L₁ ist ein negativer Impuls, dem ein positiver Impuls folgt, und zeigt eine in dem Element 11 gespeicherte »NULL«. Dieses Signal 62 b wird von den Verstärkertransistoren 28 und 29 verstärkt. Die negative Hälfte wird von dem Transistor 35 abgeschnitten. Der Transistor 44 wird durch die positive Halbwelle des Signals 626 gesperrt, so daß an seinem Ausgang das Signal 63 b erscheint. Da das Signal 63 b zeitlich nicht mit dem Taktimpuls 61 b zusammenfällt, kommen die Impulse an den Dioden 47 und 50 nicht gleichzeitig an, und die UND-Schaltung liefert kein Ausgangssignal. Daher ist das Signal am Ausgang 52, wie durch den Kurvenabschnitt 64 b dargestellt, im wesentlichen ein NULL-Signal, das eine in dem Element 11 gespeicherte »NULL« anzeigt.

Die Leseschaltung nach der Erfindung ist besonders vorteilhaft, um den Speicherzustand eines magnetischen Elementes festzustellen, wenn das Ausgangssignal der Lesewicklung nicht sehr stark ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Leseschaltung für Magnetkernspeicher, deren Speicherelemente je nach ihrem Speicherzustand ein positives oder negatives sinusförmiges Signal liefern, mit einem Leseverstärker und einer Torschaltung, die in Abhängigkeit von Taktimpulsen nur während einer Halbperiode des sinusförmigen Signals durchlässig ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Leseverstärker eine Gegentakt-Eingangsstufe (28, 29) aufweist, an deren Eingängen die Enden der Lesewindung (13) anschließbar sind und von der das verstärkte Eingangssignal eintaktig abgenommen wird, und daß die Ausgangsstufe des Verstärkers von einer Klemmschaltung (39,44) gebildet wird, die eine Halbwelle des sinusförmigen Signals unterdrückt und die andere Halbwelle zu einem Impuls definierter Größe umformt.

2. Leseschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegentaktverstärker

(28,29) eine starke Gleichtakt-Gegenkopplung (30,31) aufweist.

3. Leseschaltung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegentaktverstärker zwei Transistoren (28 und 29) mit je einem Emitterwiderstand (30 bzw. 31) aufweist und die den Emittern zugewandten Enden der Widerstände durch einen Kondensator miteinander verbunden sind.

4. Leseschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmschaltung einen Emitter-Folger (39) und einen von dem Emitter-Folger normalerweise in gesättigtem Zustand gehaltenen Schalttransistor (44) umfaßt, derart, daß nur bei Auftreten einer Halbwelle des Signals der Zustand des Schalters geändert wird.

5. Leseschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des Schalt-

transistors (44) unmittelbar an einem Betriebspotential liegt und der Kollektorwiderstand von einer Diode (46) überbrückt ist, so daß am Kollektor des Schalttransistors je nach dem Schaltzustand definierte Potentiale vorliegen.

6. Leseschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang des Verstärkers, insbesondere mit dem Kollektor des Schalttransistors (44), eine eine UND-Schaltung bildende Diodenanordnung (47,49, 50) angeschlossen ist.

7. Leseschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsdiode (49) der UND-Schaltung der Emitter-Basis-Strecke eines Ausgangstransistors (48) parallel geschaltet ist, der für die UND-Schaltung einen Abschlußwiderstand hoher Impedanz und für nachfolgende Schaltungen eine Quelle niederer Impedanz bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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