DE1449450A1 - Steuerbare Magnetspeicherschaltung - Google Patents

Description

ELBOTHIO COMPABY, IMO. 195 Broadway, lew York 7, Ν.Ϊ., USA

, '*■ Steuerbare Magnetspeicherschaltung

;Ί si» Erfindung betrifft eine steuerbare Magnetspeicherschaltung,

insbesondere eint Schaltung für vollmagnetische Verschieberegieter, d.h. VerscHeberegister, die in ihrer Arbeitsweise nur " von magnetischen Elementen und Sohaltdrähten abhängen·

Bekannte magnetische Informationsspeioherelemente enthalten ein magnetisches Material mit einer im wesentlichen rechteokförmigen • Hysteresissohleife, die zwei stabile remanente Plußzustände bei oder nahe bei dem Sättigungsfluß des Materials festlegt. Sie Information, kann von dem Element abgenommen oder in dieses eingebracht werden. Zusätzlich kann das Element von einem Zustand in dien anderen geschaltet werden, indem es einem geeignet ausgerichteten magnetischen feld ausgesetzt wird, das eine magnetomotarische Kraft anlegen kann, die in ihrer Größe wenigstens der zum Umschalten erforderlichen Koerzitivkraft gleich ist* Solche magnetischen Elements werden in vielen unterschiedlichen Einrichtungen zur Informationsspeicherung verwendet·

Elektrisch· Schaltungen mit solchen magnetischen Einrichtungen haben, gegenüber analogen üblioheri Schaltungen" eint ,Anaahl be-V kemrter Vorteilt. Zwei dieser Vorteilt bestehen darin, daß dit magnetischen Vorrichtungen über einen weiten Btrtioh von Umge-/bungsbedingungtn stabil sind und daö ei« nicht wesentlich tintr \

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Alterung ausgesetzt sind. Diese Eigenschaften maohen es wünschenswert, magnetische Vorrichtungen in Informationsverarbeitungsanordnungen, z.B. Verschieberegistern, zu verwenden. Demgemäß wird die Erfindung in ihrer Anwendung auf ein Verschieberegister beschrieben.

Es gibt bekannte Verschieberegister, die vollmagnetisch .sind, jedoch im allgemeinen von der Verwendung besonderer magnetischer Pufferkerne abhängen, die bis in die Sättigung ausgesteuert werden, um ein Rückkoppeln der Information in das Register und den dauernden Durchlaß der Information in Vorwärtsrichtung durch das Register in unkontrollierbarer Weise zu verhindern. Der für den Betrieb solcher Pufferkerne erforderliche zusätzliche Strom verringert den Strom, der für den Betrieb der magnetischen Speichervorrichtung verfügbar ist,und verringert somit"die Schaltgeschwindigkeit und die Betriebsgeschwindigkeit des Verschieberegisters.

Des weiteren ist es bei bekannten vollmagnetischen Verschieberegistern oft notwendig·, die Betriebsgeschwindigkeit in genauen Grenzen zu halten, um eine angemessene Verstärkung zum Steuern der Lasten zu erhalten. In einigen fällen ist eine wesentliche Verstärkung erforderlich, damit das Verschieberegister mehr als eine last steuern kann, d.h. es wird eine Signalausbreitung vorgenommen, oder damit es eine einzelne Last steuern kann, die wesentlich mehr Energie benötigt, als dies mit einer einzigen Verechieberegisterstuie erforderlich ist. Vollmagnetisohe Schaltungen verwenden oft umlaufende Steuerströme in einer Kopplungs-

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aohleife zwischen den steuernden und den gesteuerten Stufen. Wenn ausreichende Verstärkung zum Steuern der gewünschten Last in dem'gesteuerten Teil vorgesehen ist, besteht eine Gefahr, daß die magnetischen Vorrichtungen in der steuernden Stufe vereehentlich umgeschaltet werden. Dieselbe Gefahr tritt auf, wenn große Steueramplituden verwendet werden, um die Schaltzeiten der magnetischen Elemente zu verringern. Demgemäß werden oft verringerte Amplituden der Kopplungssignale und längere Schaltzeiten verwendet, um sich gegen solche Möglichkeiten zu schützen.

Ein Zweck der Erfindung besteht deshalb darin, die Verstärkungs-Geechwindigkeits-Anpassungsfähigkeit von vollmagnetischen Verschieberegistern zu erhöhen.

Ein anderer Zweck besteht darin, die Arbeitsgeschwindigkeit von vollmagnetischen Verschieberegistern zu erhöhen.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, für vollmagnetieche Verschieberegister eine Arbeitsweise vorzusehen, welche "bei vielen Arten von magnetischen Elementen angewendet werden kann.

Die Zwecke der Erfindung werden bei einer beschriebenen Ausführungsform erreicht, bei der mehrere bistabile magnetische Elemente gemeinsam susammengekoppelt werden, um eine Speicherschaltung für die Stufen eines vollmagnetischen Verschieberegisters zu erhalten. Jeder Speicherkreis enthält mehrere Zweigwege, die mit einem anderen Weg an Knotenpunkten verbunden sind. Diese Wege können entweder magnetisch oder elektrisch sein und jeder Weg hat ein diesem zugeordneten bistabiles magnetisches Element entweder als _ _w elektromagnetisch gekoppelt.

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Elektrische Eingangssignale werden auf wenigstens sinsn Knotenpunkt des Kreises gekoppelt, um die magnetischen Elemente paarweise umzuschalten. Elektrische Ausgangssignale werden von we- / nigstene einem anderen Knoten des Speicherkreisee abgenommen. Die Eingangs- und Ausgangsknoten stehen in konjugierter Beziehung zueinander, so daß die Elemente paarweise umgeschaltet werden können; um ®in Ausgangs signal zu erzeugen., ohne daß ein elektrisches Signal an den lingangsknoten auftritt. Ein zu einem anderen Zeitpunkt auftretende® Eingangssignal kann die Elemente in einer anderen paarweisen Gruppierung derselben Elemente umschalten, ohne ein wesentliches Signal an d©n Ausg&ngsknoten zu erzeugen.

Ein Merkmal dsr Erfindung bei der Anwendung von Yerschieberegistern besteht darin, daß der Rückstrom zu einem steuernden Abschnitt immer durch wenigstens so viele nicht Behaltende Elemente in dem steuernden Abschnitt fließt, wie Sehaltelemente in der gesteuerten Stufe vorhanden sind.

Ein weiteres Merkmal einer Ausführungsform der Erfindung besteht darin_; daB die Magnetelemente in eindeutiger Weise in dem Speichsrkreis angeordnet sind, so daß ein Steuerschleifenkreis, der zwei aufeinanderfolgende Abschnitte des Registers umfaßt, einen Strom führt, der zuerst auf ein einzelnes magnetisches Element in dem gesteuerten Abschnitt wirkt, der Jedoch eine größere Anzahl von Elementen, in dem steuernden Abschnitt parallel beeinflußt. Es ist deshalb möglich, daß der Steuerstrom in dem gesteuerten Abschnitt eine Größe hat, die ungefähr äquivalent zu der gesamten

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GtröSe ist, die »um Erzeugen des Schwellenwertes des Schaltfeldes für die erwähnte größere Anzahl von Elementen dea gesteuerten Absohnitt·· erforderlich ist. folglich wird die Gefahr des großen Steuerstromes der bekannten vollmagnetischen Verschieberegister in seiner Bedeutung bei dem vollmagnetischen Verschieberegister gemäß der Erfindung wesentlich verringert.

Bin weiteres Merkmal der^äöHM^beateht darin, daß die Steuerschaltung das Kreuzglied einer elektrischen Schaltung mit magnetischen Hingkernen ist, die jeden Zweig des Kreuzgliedes elektromagnetisch koppeln und so ausgebildet und wirksam sind, daß •ine konjugierte Beziehung zwisohen den Eingangsklemmen und den Ausgangsklemmen de« Kreuzgliedes während der, Übertragung der Information in die Schaltung und aus der Schaltung heraus erzeugt wird. Diese Anordnung begrenzt die Eiohtung der Verschiebung in einem Terschieberegister auf eine der beiden möglichen Aushreltungerichtungen. Dies« Anordnung begrenzt ebenso das Ausmaß der Yersohiebung, so daß es nicht notwendig ist, Puffervorriohtungen vorzusehen, die gesättigt werden müeein, um eine Trennung su erhalten· Bei einer Aueführungsform der Erfindung haben die der Kreuzgliedschaltung zugeordneten Bingkeme dieselbe Querschnittsflache des magnetischen Material« in einer diametralen Ebene

Siiägebene. Einer der Kerne des Kernpaare· an jeder

Eingangsklemm· d·· Kreuzgliedes hat jedoch, einen von dem anderen Kern des Paar·· wesentlich unterschiedlichen Bingdurohmesser. Dieser geometrisohe Unterschied der Kern· wird vorteilhaft zur Herstellung einer vereinfachten Schieberegistersohaltung verwendet, die höhere Arbeitsgeschwindigkeiten aufweist, als die» bisher

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erreicht werden konnte· Dieselben Ergebnisse könnten auch durch Verwendung von Kernen mit gleicher Abmessung jedooh unterschied· Hohen Materialien mit verschiedenen Koerzitivkräften erhalten werden, so daß die Schwellwerte der Stromverschiebung verschieden sind.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß bei einer Ausführungsform mit Ringkernen mit einer Öffnung Eingangseignale einer gegebenen Polarität wirksam sind, um beide Kerne eines Kernpaares umzuschalten, so daß kein Ausgangssignal erzeugt wird. Verschiebesignale, die dem einen Kern jedes Paares im selben Sinne und zum selben Zeitpunkt zugeführt werden, veranlassen jedoch eine Kernschaltung in einer Weise, die ein elektrisches Ausgangssignal zum Steuern eines Lastkreises erzeugt·

Είμ weiteres Merkmal der Erfindung besteht in einer Zwisohenstufenkopplung zwischen den Knoten der Speicherkreise, sei es, daß es sioh um Knoten eines elektrischen Kreises oder eines magnetischen Kreises handelt. Diese Kopplung erleichtert die Verwendung eines großen Bereiches von Systemen zum Erzeugen der Fußverstärkung, die für eine Ausbreitung erforderlich ist.

SiO weiteres Merkssl der Erfindung besteht darin, daß magnetische Vorrichtungen mit mehreren öffnungen in dem Speicherkreis in einer Welse verwendet werden können, die zu der vorher erwähnten Kreuzgliedschaltung analog ist, wobei die Zweigwege magnetische Flufiwtge sind· Elektrische Signale werden an die Knotenpunkte in dem magnetischen Kreis durch elektromagnetische Kopplung auf einen j oder mehrere Zweigwege des magnetischen Kreises gekoppelt.

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BAD ORIGINAL

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Beispielhafte Auiführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar sind

Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltschema einer elektrischen Informationsübertragungssohaltung eines Verschieberegisters nach de.r Erfindung,

Fig. 2 ein vollständigeres Schaltbild des Verschieberegisters der Fig. 1, wobei Spiegelbildeymbols verwendet sind»

flg. 3 ein· Pfeildarstellung der Zustände der verschiedenen Kerne in dem Versohieberegister der Fig. 1 und 2 während eines ' Arbeitszeitraumes von einem Informationeschritt,

Fig. 4 ein vollständigeres Schaltschema von zwei Abschnitten dee Verechieberegieters der Fig. 1 und 2, wobei die Kern- und Wioklungsrichtungen für die verschiedenen Signalkreise, die an die Kerne angekoppelt sind dargestellt sind,

Fig. 5 und 6 Darstellungen von anderen Aueführungsformen von Kernkreisen mit mehreren öffnungen und

Fig. 7 bis 9 Darstellungen verschiedener Übertrageranordnungen, die in Verbindung mit dem Verechieberegister gemäß der Erfindung bus Erzeugen einer FluSverStärkung verwendet werden können.

Dl· Ausfuhrungsform nach Fig. V mit zwei Stufen von jeweils einem Schritt einte vollmagnetieohen Yerschiebertglcters verwendet Kernt alt einer ·luftigen öffnung. Eb sind lediglich die Kerne und dl· •ltktrieohe Übertragungsschaltung für dl· Information dargestellt, \ ob das Verständnis der Erfindung bu erleichtern. Schaltungen, dl· •benfall· dl· Vereohieee- und Vorapannunfaneohiu»·· enthalten, •la« la dta nachfolgend beeohriebentn Flg. 2 und 4 darg··teilt.

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Jeder Kern in fig. 1 ist mit einem Buchstaben, der die Lage des Kernes in der Schaltung angibt, und mit einem zugeordneten Index versehen, der die Uummer des Abschnittes in dem Register angibt. In 3?ig_e 1 enthält somit Jede Stufe eines Schrittes des Eegisters ι zwei Kreuzgliedabschnitte. In Mg₀ 1 sind vier solcher Abschnitte dargestellt.

Die Informationsübertragungsschaltung der J¹Ig₁. 1 enthält zwei

-r .. _Λ -,„ν. ·^νοη eine.r Steuere ingangsqjielle Leitungen 10 und 11, die Eingangs signale/14 an dem Klemmen 12 und 15 empfangen. Die leitungen 10 und 11 verbinden die Eingangskie(mmen 12 und 13 mit den Ausgangsklemmen 16 und 17» Obwohl die Leitung 10 zwischen den Klemmen 12 und 16 und die Leitung 11 zwischen den Klemmen 13 und 17 durchlaufen, treten Eingangssignale, die an die Klemmen 12 und 13 angelegt werden₉ nicht sogleich an den Ausgangsklemmen 16 und 17 auf» Vielmehr werden solche Signale durch die aufeinanderfolgenden,in Kaskade geschalteten Abschnitte des Verschieberegisters in gesteuerten Stufen verschoben« Im allgemeinen ist die Informationsschaltung ein Kettenkreuzglied, bei dem jede Stufe eine abgeglichene Brüekenanordnung aufweist, deren Kreuzgliedeingangsklemmen an den Klemmen einer Diagonale der Brücke und deren Kreuzgliedausgangsklemmen an den Klemmen der anderen Brückendiagonale angeordnet sind. Die -Leitung 10 verbindet mehrere magnetische Ringkerne a.,, a_o, a-, und a_A5 während die Leitung 11 andere magnetische Ringkerne d^, dp, d, und d^ verbindet, von denen jeder einem gleichermaßen bezeichneten Kern a entspricht. Die -k-erne a und d liegen somit in fieihenzweigen eines Kreuzglieäes und in gegenüberliegenden Armen der Brückenschaltung, die das Kreuzglied bildet«, Jeder Kern besteht au^s

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bekannten magnetischen Materialien mit einer im wesentlichen reohteokförmigen Hyatereaissohleife, die zwei stabile remanente magnetische Flußauetände festlegt, die einer im wesentlichen gesättigten ?lufldichte mit entgegengesetzten Polaritäten entspricht. Der Kern kann von einem der stabilen Zustände in den anderen durch Anlegen eines geeignet gerichteten magnetischen Feldes umgeschaltet werden, das wenigstens gleich dem Koerzitivfeld H₀ für den Kern ist.

Zweigleitungen 18 und 19 für jedes Kreuzglied sind von der Eingangaseite der Kerne d zu der Ausgangsseite der Kerne a und von der Bingangeseite der Kerne a zu der Ausgangsseite der Kerne d über Kreus geschaltet. Diese Zweigleitungen verbinden weitere Kerne b und c in einer solchen Richtung, daß der einer Eingangsklemme dee Kreuzgliedes zugeführte Strom die zugeordneten Heihen- und Zweigkerne in Bezug auf eine solche Klemme in demselben Sinne ▼erkettet· Des weiteren fließt ein umlaufender S^rom in der Brückenaohleife durch die vier Kerne abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen* Teile der Leitungen 10 und 11 an den Eingangs- und Ausgangsklemmen dir Kreuzglieder sind Schaltungsknoten χ , i_Q, X₁, i«, usw.

Alle Kerne a, b, c, d können gleich sein oder unterschiedlichen Aufbau aufweisen und sie werden in jedem Pail die grundlegenden Vorteile, d.h. Gleichgewicht und Stromaufteilung, aufweisen. Wenn die Kerne a und b geringere Koerzitivkräfte als die Kerne c und d haben, führen die Kerne a und b einen viel geringeren Schwellwert des Schaltströmeβ als die Kerne c und d und können deshalb schneller betätigt wurden. Solche Unterschiede 1» Aufbau

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können z*B« unterschiedliche Abmessungen oder verschiedene Materialien sein.

Alle Kerne a, b, c, d sind bei der dargestellten Ausführungsform aus demselben magnetischen 'Material mit derselben Querschnittsfläche des Materials in einer diametralen Ebene, die senkrecht zur Ebene des Hinges liegt, hergestellt. Jedoch haben die Kerne a und b einen wesentlich kleineren Ringdurchmeaser als die Kerne c und d, so daß die Kerne a und b eine viel geringere Weglänge als die Kerne c und d haben. Dieser Unterschied in der Weglänge kann ein gewünschtes Verhältnis sein; das Verhältnis 4*1 hat sich als zweckmäßig herausgestellt. i>ie unterschiedlichen Weglängen, d.h. Koerzitivkräfte, sind nicht wesentlich für die Wirkungsweise der Erfindung, jedoch hat es sich herausgestellt, daß damit weitere Vorteile erzielt werden können.

Zur Beschreibung der Wirkungsweise der Erfindung wird angenommen, da3 diese im Zusammenhang mit einer binären Signalanordnung verwendet wird, bei der die Information durch Permutationen der Anwesenheit und Abwesenheit von Impulsen in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen dargestellt ist.In Übereinstimmung mit einer üblichen Bezeichnung für diese beiden Impulszustände ist die Anwesenheit eines Impulses eine "1" und die Abwesenheit eines Impulses eine "0". Es wird des weiteren angenommen, daß sich die Ringkerne, die im gesättigten Magnetisierungszustand in ührzeigerrichtung sind, in ihrem ^M1^W- oder Einstellzustand befinden, während andere Kerne, die im gesättigten Magnetisierungszustand entgegen dem Uhrzeigersinn sind, sich im ⁿOⁿ— oder Eüoksteilzustand

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SAD ORiGiNAt

befinden. Pfeile an den Kernen in Fig. 1 geben den ursprünglichen Zustand dieser Kerne an, wobei diese im Abschnitt 1 im Zustand ⁿ1^R Bind, während die übrigen -^erne sich/ im Zustand "O" befinden. Der ursprüngliche Zustand in dem erste» Abschnitt des Registers kann durch einen zweiphasigen VerscnJebungsvorgang von einer vorhergehenden Stufe des Registers oder durch einen Einsehreibvorgang von einem getrennten Eingangskreis, der im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben wird, eingeschrieben werden.

In Fig. 2 ist die Schaltung der Fig. 1 in der vereinfachten Spiegeldarstellung gezeigt, die zum Beschreiben von magnetischen Kreisen bekannt ist. Die schwarzen vertikalen Linien stellen magnetische Kerne dar und sind mit Bezugszeichen versehen, die dene*r für die entsprechenden Kerne in Fig. 1 verwendeten Zeichen gleichen. Schaltungsleitungen stehen elektromagnetisch mit bestimmten Kernen an Punkten in Verbindung, die durch eine kurze schräge Strichüberschneidung der Kerndarstellung angezeigt sind. Der kurze Strich ist entweder von links nach rechts oben oder von links oben nach rechte unten in Bezug auf einen bestimmten Kern schräg gerichtet, um die Richtung der Wicklung anzuzeigen. Wenn diese schräge Linie als Spiegel angesehen wird, kann eine Reflexion dee -^eitungsstromes daran längs der Kerndarstellung in einer Richtung angenommen werden, die der Richtung des in dem Kern induzierten Flusses entspricht. Der Fluß wird davon in einer Richtung reflektiert, die der Richtung des induzierten Stromes in einer zugeordneten Leitung entspricht. Um die Richtung des Stromes zu finden, der in einer zweiten Wicklung eines Kernes auf Grund eines Stromes in der ersten Wicklung induziert wird, folgt der induzierte Fluß in der entsprechenden Richtung längs des Kernes

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zu dem Ende der Darstellung in umgekehrter Hichtung und kehrt zu dem schrägen Strich zurück, der die Berührung mit der zweiten Wicklung angibt. An diesem Punkt zeigt die Richtung der Reflexion

/ Ton dem schrägen Strich die Richtung des induzierten Stromes in ' der zweiten Wicklung an. Bei der Darstellung in Mg» 1 ist angenommen, daß der nach oben gerichtete PIuS eine "1" und der nach unten gerichtete lluß eine ¹¹O" darstellen.

In Fig. 2 sind die Yorspannungs- und VerscMebungskreise, welche die Kerne elektromagnetisch verbinden, als Leitungen dargestellt, die mit Pfeilen die Richtung des Stromes und mit Buchstaben den in Rede stehenden .Kreis bezeichnen« Bei der schematischen Darstellung soll auch eine passende Stromquelle und ein Rückweg der elektrischen Schaltung als vorhanden angenommen sein, obwohl diese in der Zeichnung nicht unmittelbar dargestellt sind» Die Steueranschlüsse zu den Leitungen 10 und 11 sind nicht mit Pfeilen versehen, da das an diese Leitungen angelegte Steuersignal im wesentlichen zweiphasig mit Steuerimpulsen entgegengesetzter Polaritäten, die während unterschiedlicher Zeitausschnitte zugeführt werden, ist. In Fig., 2 sind des weiteren drei wechselnde Yorspannungsanordnungen dargestellt, von denen zwei dem Hauptteil der ]?ig. durch unterbrochene Verlängerungen der Linien der Kerndarstellungen zu zusätzlichen Kernsegmenten zugeordnet sind, in denen die wechselnden Vorspannungsanschlüsse dargestellt sind. Die einfachste Anordnung ist derzeit ein Yorspannungskreis B, der dem Hauptteil der JJ'ig. 2 zugeordnet ist,und lediglich dieser wird betrachtet. Der Kreis B führt einen kontinuierlichen G-leichstrom den Kernen c und d ;jedes Kreuzgliedabsehnittes zu. Lie Strom-

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richtung geht in Fig. 2 von links nach rechts und der Vorspannungskreis steht mit den Kernen c und d in jedem Abschnitt in solcher Weise in Verbindung, daß die Kerne in ihretl Zustand "1^M

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vorgespannt werden. Die Größe des Stromes ist jedoch kurz im Verhältnis zu der erforderlichen Größe, um das Koerzitivfeld aufzubauen, das den Kern vom Zustand "O* injien Zustand "1^H umschalten würde, d.h. ein magnetomotorischer Schwellwert wird durch den Vorspannungskreis B den Kernen c und d zugeführt.

Da die Kerne c und d denselben magnetischen Querschnitt wie die Kerne a und b jedoch einen viel größeren Durchmesser haben, erfordern die Kerne c und d eine wesentlich größere magnetomotoriache Kraft, um das Umschalten von einem stabilen Zustand in den anderen vorzunehmen. Wenn die großen Kerne c und d einen solchen Ringdurchmeeeer haben, daß deren Weglängen ungefähr viermal so groß wie die Weglänge der kleinen Kerne a und b sind, hat sich ergeben, daß bei den kleinen Kernen keine Vorspannung erforderlich ist, da das Sohalten eines einzelnen großen Kernes einen ausreichenden Schleifenstrom in der Kreuzgliedbrückenschleife induziert, um einen der kleinen Kerne von einem stabilen Zustand in den anderen ohne Zuhilfenahme eines Vorspam^ungsstromes umzuschalten.

Verschiebungekreise S1, S2, S3 und 34 erzeugen vierphasige Verechiebungssignale für die Kerne des Registers, um die darin ge« speicherte Information in regelmäßigen Schritten durch das Re- ] gister zu geben. Jedes Verschiebesignal ist ein Impuls mit einer solchen Polarität, daß die entsprechenden Kerne in den Zustand "0" gesteuert werden. Dieser Verschiebeimpuls hat eine Größe, die im Falle der Schaltungen S1 und S3 ausreichend ist, um zwei kleine

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ORIGINAL INSPECTED

Kerne in dem steuernden Abschnitt, in denen keine Vorspannungsfelder erzeugt sind, umzuschalten und einen ausreichenden Steuerstrom su dem folgenden Abschnitt zu erzeugen, um die Kerne a und c umzuschalten» Die G-röße der Yerschiebeimpulse im Pail der Kreise S2 unä S4 ist ausreichend, um zwei groß® Kerne in dem steuernden Anschnitt in den Zustand ⁸⁸O" trotz einer darin erzeugten Schwellwertvorspannung für den Zustand "1" umzuschalten und zusätzlich einen Kopplungssohleifenstrom zu erzeugen_s um die Kerne h und d in dem gesteuerten Abschnitt umzuschalten«

Für die Beschreibung der Wirkungsweise des Terschieberegisters wird angenommen, daß die Kerne in den ursprünglichen,in Fig. 1 angegebenen Zuständen sind_s doh_o die Kerne des Abschnittes 1 befinden sich im Zustand "1" und die Kern® der übrigen Abschnitte im Zustand "0'⁸O Des weiteren sind alle Kerne ο und d in. ihren Zustand "1" vorgespannt« D^er ursprüngliche Zustand· der Kerne ist durch die entsprechenden Pfeile in Figo 3 angegeben ^₁ und aufeinanderfolgende Arbeitsvorgänge der Kerne in dem Register können anhand der Pfeildarstellung der I¹Ig₀ 3 verfolgt werden.

Si® ©rste Haas® des Verschiebesignals ist ein Impuls₉ der dem Tsrsehiebefcrtis S1 in den Registerabschnitten 1 und 3 zugeführt wird«, Das Signal stellt die Kerne a., und b,, in ihren Zustand "0" zurüakj beeinflußt jedoch die Kerne a~ und b~ nicht„ da diese sich bereits» in ihrem Zustand ^iS0^Ci befinden.» Das sich ändernde, vom UmseiialteB. der Kerne a.. und b. herrührende Magnetfeld erzeugt in den leitungen 10 und 18 des Abschnittes 1 Ströme ₉ die zu dem Knoten ζ der elektrischen Schaltung fließen« Diese Ströme vereinigen sich in dem Knoten und steuern den Abschnitt 2 des Re-

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gisters, um die Kerne a₂ und Cp in den Zustand "1" zu bringen. Dieselben Ströme sind ebenfalls bestrebt, die Kerne bp und dp fmrtickzusteilen, haben jedoch darauf keine Wirkung, da sich die-•e Sfe¥ne bereits in ihrem Zustand ^M0" befinden. Die Steuerströme vereinigen sich wieder am Knoten x^j auf der leitung 11 und fliessen zurück in den Abschnitt 1, wo sie zwischen den Leitungen 11 und 19 aufgeteilt werden.

Die Kerne a« und Cp schalten in ihren Zustand "1" um und nehmen die Spannung auf, die in den Kopplungsschleifen mit den Knoten X₀, I₁, X₂1 xlj f Xq und x^j, X₁, x₂, x}, x^ durch das Umschalten der Kerne a.. und b.. in ihre Zustände "0" induziert worden ist. Da der Kern C₂ wieder, wie vorstehend beschrieben worden ist, in seinen Zustand "1" vorgespannt wird, ist kein großer Steuerstrom erforderlich. Ebenfalls können die Kerne b_g und d₂ wegen der Richtung ihrer Steuerströme zu diesem Zeitpunkt nicht umschalten. Die Klemmen X₂ und χι sind kurzgeschlossen. Eine weitere Übertragung Äfcö Steuerstromes in Vorwärtsrichtung ist damit verhindert. Da der Kern Cp in der ersten Verschiebphase umgeschaltet wird, muß dann auch der Kern a_? umgeschaltet werden, da diese in Parallelkreisen liegen, zwischen denen dieselbe Potentialdifferenz herrschen muß. Der zum Abschnitt 2 zurückgeführte Steuerstrom kann wesentlich größer als der Strom sein, der erforderlich ist, um den Kern C₂ mit Hilfe der vorgesehenen Vorspannung ohne die Gefahr eines vorzeitigen Umsehaltens der Zustände irgendeines Kernes in Abschnitt 2 umzuschalten. Die Ursache besteht darin, daß der Rückstrom vom Abschnitt 2 zum Abschnitt 1 am Knoten xi verzweigt und im wesentlichen in gleicher Weise zwischen den Zweigen des Abschnittes 1, welche die Kerne c. und d. verketten,

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aufgeteilt wird. Es bestellt somit keine Gefahr des Umsehaltens der Kerne C₁ und d« durch diesen Rückstrom, bis ein solcher Strom eine Größe erreicht, die mehr als das Doppelte der erforderlichen Größe ist, um die Torspannung zu überwinden und das koerzitive j leid eines einzelnen Kernes c. oder d„ zu erzeugen. Piese Sicherheitsgrenze auf Grund der Stromverteilung und die zusätzliche Grenze auf Grund der wieder vorgespannten Pelder in den Kernen C₁, d.. und Cp erlauben ein sehr großes^ an den Abschnitt 2 angelegtes Steuersignals um einen schnellen Schaltvorgsng zu erzeugen..

Im Zusammenhang mit dem oben beschriebenen Seil der Betriebsweise ist des weiteren daraufhinzuweisen_s daß das swischen den Knoten 2^₂ und xl am Ausgang des Abschnittes 2 auftretende Potential im wesentlichen Null ist, da die Steuerströme eine Richtung haben/ um die Kerne b„ und dp hin- und herzubewegezu Somit empfängt äer Verschieberegisterabsehnitt $ zu diesem'Zeitpunkt kein wirksames Steuersignal., Der Abschnitt Ί der Kreuzgliedanordnung ist in Bezug auf die Rückströme vom Abschnitt 2, die am Knoten xi auftreten;, abgeglichen» so daß das zwischen den Knoten z_Q und xl auftretende Potential im wesentlichen lull ist, was dazu führt, daß keine Rückkopplung in die vorangehenden Stufen auf Grund von aem Kreis S1 zugeführten VerschiebeSignalen auftritt«

Am Ende der Phase 1 befinden sich gemäß Fig_e 3 die Kerne c., d.«,

^cp i*¹ ihrem Zustand "1" und die übrigen Kerne des Yersehieberegisters sind in ihren Zustand "O" zurückgestellt■„ Zu diesem Zeitpunkt legt der Verschiebekreis S2 einen Impuls an, um diese Vorspannung zu übersteigen und die Kerne c, und ά_Λ in ihren Zustand ⁸¹O" umzuschalten« Die Wirkung dieser umschaltung besteht

darin, daß Ströme im Abschnitt 1 in den -Leitungen 19 und 11 induziert werden, die zu dem Knoten x' fließen und den Abschnitt 2 steuern.

In Abschnitt 2 wird der Steuerstrom zwischen den leitungen 11 und 18 aufgeteilt und erzeugt Felder, die mit dem Vorspannungsfeld im Kern d„ zusammenwirken, um die Kerne bp und dp in ihren Zustand ·1" zujbr Ingen. Die Steuerströme aind des weiteren bestrebt, die Kerne a„ und c„ in ihren Zustand ¹¹O" zurückzustellen. Da die Kerne c« und d„ wiederum in ihrem Zustand "1" vorgespannt waren, ist ein kleinerer Strom erforderlich, um den Kern d₂ in den Zustand "1" zu bringen als den Kern Cp in den Zustand "0" zurückzustellen. In der Grenze kann das gesamte Feld am Kern dp infolge des Stromes des koppelnden Drahtes und der Vorspannung den Schaltschwellwert des Kernes dp um einen Betrag übersteigen, der gleich dem Doppelten des Vorspannungsfeldes ist, bevor der Rücksteil-Schwellwert des Kernes c„ überstiegen wird« Der Kern a^ wird solange nicht zurückgestellt, wie der Steuerstrom innerhalb dieser Grenze bleibt.

Es ist festgestellt worden, daß sich der Kern a₂ während der zweiten Versehiebephase zurückstellt. Dies geschieht vielleicht wegen der Parallelsohaltung des Steuerstromes vom Knoten Xp durch die großen Kerne c, und d, zu dem Knoten xL Die zuletzt genannten Kerne stellen eine viel geringere Impedanz als die kleinen Kerne &2 oder a~ dar,und die Kerne c, und d, zweigen genügend Strom von dem Kern a₂ ab, um dessen Umschalten zu verhindern. Die &erne c, und d, werden durch den geringen Zweigstrom vom Kern bp nicht wesentlich beeinflußt, so daß die Ausbreitung des Steuerstromes in

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Vorwrärtariehtung begrenzt wird*

Falls es erwünscht ist, eine absolute Symmetrie vorzusehen und des weiteren sicherzustellen» daß kein Strom am Ausgang des Abschnittes 2 auftritt, tonnen die Kerne bn ^un& ^a? ebenfalls in der nocli au beschreibenden feise vorgespannt werden« In der zweiten Tersehiebephase würde der Kern bp somit in den Zustand ^SS1" gebracht uad der Kern a_o würde unverändert bleiben. In dieser Lage wird der Kern a„ wieder in den Zustand "1" vorgespannt und stellt für den Strom vom Kern b₀ eine so geringe Impedanz dar₉ daß kein -8r,Tom parallel zum Abschnitt 3 auftreten würde _o

Dar Biiskstrom zum Abschnitt 1 wird wie vorher aufgeteilt und ist bestrebt₀ die Kerne a* und h* aurüokzusteilen und die Kerne C₁ und d.j einzustellen» Die Kerne a,_; und I)₁ werden nicht beeinflußt ₉ da'sia vorher während der Phase 1 des Tsrschiebesignals zurückgestallt "wurden* Die Kerne e₄ t'iid cL· bleiben unter der Steuerung dee TsrseMabsstromea in d©a Einstellsustanäo Me konjugierte Beziefc.isi2g af/ischsn den lingeage- imd-Ausgangaknoten des Kreuzgliedes verhindert wiederum^ daS Steuerströme ein wesentliches Steuersignal zwischen äen löioten x_o und xl erzeugen _s wodurefe. eine Verschiebung in Torwartsrichtimg während der zweiten fersohiebephas® begrenzt wirdo Bie konjugierte Besiahung verhindert ebenfalls ein rückwärtiges Verschieben durch Erzeugen von im wesentlichen gleichen Potentialen an dan Knoten x_ß und xJL. Die konjugierte Beziehung in dsm Kreuzglied bewirkt somit, daß die Hetzwerkknoten kurzgeschlossen sind oder an abgeglichenen Potentialen liegen₈ so daß der Informationsfluß in dem Metswerk eingeschränkt wird,

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Während der folgenden Zeitausschnitte werden Verschiebeimpulse zuerst"dem Verschiebekreis S3 und dann dem Verschiebekreis S 4 zugeführt, um die übertragung der "1", die nun im Abschnitt 2 gespeichert ist, in den Abschnitt 3 des Registers in der gleichen Weise zu vervollständigen, wie die "1" vom Abschnitt 1 in den Abschnitt 2 verschoben wurde, wie vorstehend beschrieben.

Obwohl nur zwei Phasen erforderlich sind, um die Information von dem einen Abschnitt zum anderen zu verschieben, sind zwei Abschnitte pro Informationsschrittstellung in dem Eegister während der vier Phasen der Verschiebesignale vorgesehen, damit die aufeinanderfolgenden "1" in einer Datennachricht in freie und getrennte Abschnitte des Registers übertragen werden können·

Eine andere Ausführungsform des Vorspannungekreises B* in Fig. verbindet alle Kerne des Registers in demselben Sinne, so daß ein an dem linken Ende der Schaltung angelegter positiver Gleichstrom, wie angegeben, bestrebt wäre, alle Kerne in ihren Zustand "1" vorzuspannen. Wenn Kerne .unterschiedlicher Ringdurchmesser verwendet werden, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, werden entsprechend verschiedene WindungszalüenYverschiedener Größen verwendet, so daß ein gegebener Strom jeden Kern nahe seinem Schaltschwellwert vorspannt. Diese Art eines Vorspannungskreises ist in der Herstellung etwas teuerer als der Kreis B und würde etwas größere Verschiebesignale in den Kreisen S1 und S3 erfordern, um die Vorspannung zu übersteigen» Jedoch bietet er eine wesentlich größere Sicherheit gegen nicht abgeglichene, in den Abschnitten des Registers fließende Ströme, die ein unerwünscht tes Umschalten der Kerne während des Arbeiteiis des Registers ver-

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Ursachen könnten.

Eine zweite abgeänderte Ausfünrungsform von Vorspannungskreisen in dem Verschieberegister der J¹Ig. 2 ist im unteren Teil der Fig.· dargestellt und enthält eine vierphasige Impulsvorspannungsanordnung, bei der die Vorspannungssignale in Phase mit entsprechenden Verschiebesignalen den Kernen zugeführt werden, bei denen die größte Möglichkeit eines falschen Schaltens auftritt und bei denen die Vorspannung den gewünschten Schaltvorgang beschleunigt. Alle Vorspannungssignale sind in dieser Lage bestrebt, den entsprechenden Kern in den Zustand "1" zu bringen. Die Signale sind auch von einer geeigneten Größe, um deren entsprechende Kerne nahe dem Schaltschwellwert mit Hilfe zugeordneter verschiedener windungszahlen, wie diese für die Abmessung jedes einzelnen Kernes erforderlich sein können, vorzuspannen.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform verwendet eine vierphasige Vorspannungsanordnung in dem alternativen Impulsvorspannungskreis. Ungeradzahlige Phasen werden den Kreisen B.. und IU zugeführt und wirken zusammen mit ihren Verschiebungskreisen entsprechender Zählung, um der fiüekstellbestrebung in einem gesteuerten Abschnitt der Kerne c und d in dem Hückweg des Steuerstromes entgegenzuwirken. Diese ungeradzahligen Vorsp^inungsphasen wirken ebenfalls mit ihren Verschiebekreisen entsprecnender Zählung zusammen, um die Einstellbestrebung der Kerne a und c in der gesteuerten Stufe auf Grund des Steuerstromes zu unterstützen. Geradzahlige Vorspannungspnaaen mit inren Verschiebephasen entsprechender Zählung zusammen, um die Einstellbestrebung der Kerne b und d in dem gesteuerten Abschnitt zu unterstützen und der üück-

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stellbestrebung der Kerne a und c in dem gesteuerten Abschnitt entgegenzuwirken. Die Impulsvorspannungsanordnung ist natürlich teuerer als die anderen alternativen Vorspammngsanordnungen, ergibt jedoch eine direkte Steuerung zum Sperren eines unerwünschten Schaltens und zum Unterstützen des gewünschten Schaltens. Die Anordnung wirkt nicht auf Kerne, die im selben Zeitpunkt direkt durch Verschiebeimpulse beeinflußt sind,und verringert somit die magnetomotorische Kraft und die Impulsleistung, die von der Quelle der Verschiebesignale geliefert wird.

Ein Arbeiten lediglich mit Kernen gleicher Größe und gleichem Schwellwert kann bei einer Anwendung vorteilhaft sein, bei der die Steuerleistung in einem großen Hegister verringert werden soll. Hierbei würden die kleinsten Kerne und die niedrigsten Schwellwerte gleichermaßen bei jedem &ern verwendet werden. Die Arbeitsweise der Schaltung ist im wesentlichen die gleiche, obwohl alle Kerne notwendigerweise eine Vorspannung (entweder als Impulse oder als Gleichstrom) empfangen würden. Die Arbeitsgeschwindigkeit würde jedoch etwas verringert, da in der JPhase S1 zwei gleiche Kerne in dem gesteuerten Abschnitt eingestellt würden und da sich der Rückstrom zwischen gleichen und potentiell rückstellbaren Kernen in dem gesinterten Abschnitt, d.h. c. und d.., teilen würde. Der Vorteil des Kreuzgliedes bei dieser Betriebsart ist jedoch besonders auffallend, da die Stromaufteilung in dem gesteuerten Abschnitt bewirkt, daß zwei Kerne die Last oder den zum Schalten von zwei Empfangskernen erforderlichen Strom teilen. Andere bekannte Kreise würden, wenn sie mit einheitlichen Kernen

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hergestellt sind, immer einen Zeitausschnitt haben, in dem zwei Kerne eingestellt wurden und die Last von einem einzelnen Kern aufgenommen würde. Der Steuerstrom in diesen bekannten Kreisen muß somit auf einen Wert begrenzt werden, der den einzelnen Kern nicht umschaltet. Die Arbeitsgeschwindigkeit wird entsprechend verringert. Bei dem Kreuzglied mit gleichen Kernen erfordern alle Phasen gleiche Steuergrößen und haben Geschwindigkeiten, die zu denen der Phase S2 bei der Form mit ungleichen Kernen gleich sind,

Pig. 4 zeigt Einzelheiten von Kernen, Wicklungsrichtungen, Windungsverhältnissen und die Schaltungsanschlüsse für zwei Abschnitte des Verschieberegisters der FIg, 2. In diesem Fall sind alle Kerne in ihrem Zustand "O" dargestellt und die Vorspannungsart B¹ ist dargestellt. Eingangssignale können an den Klemmen 12 und von der Quelle 14 oder von einer anderen Stufe des Vertschieberegisters zugeführt werden, wie dies in Verbindung mit den fig. 1 und 2 erwähnt wurde. Zusätzlich ist ein ergänzender Einschreibekreis mit Leitungen 20 und 21 auf den Kerneic. und d.. dargestellt. Dieser Kreis verbindet beide Kerne in derselben Richtung und ist für das Anlegen-eines Binschreibeimpulses mit positiver Polarität auf der Leitung 20 zum Einstellen der Kerne C₁ und d₁ in den Zustand "1" geeignet. Bin solcher gleichzeitiger Vorgang muß in Bezug auf diese beiden Kerne während der Erregung des Verschiebekreises S3 oder S4 stattfinden, um zu verhindern, daß die in der InformationsübertragungsscJaaltung induzierten Ströme die Kerne c„ und a₂ in ihren Einstellzustand steuern und dadurch eine ungehemmte Ausbreitung der "1" in Vorwärtsrichtung durch das Register einleiten. Eine Ausbreitung in rückwärtiger Richtung wird

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verhindert, da die an den Knoten Xq und xX auftretenden Potentiale ungefähr gleich sind. Der verbleibende Teil der Schaltung der Fig. 4 ist derselbe wie in Fig. 2 und arbeitet in der gleichen Weise.

Fig. 5 zeigt zwei Abschnitte des Verschieberegisters, die magnetische Vorrichtungen 27 und 28 mit mehreren Öffnungen in einer Weise verwenden, die analog zu der Art ist, in der die Ringkerne mit einer Öffnung in den Kreisen der Fig. 1, 2 und 4 verwendet werden. Jede Anordnung in Fig. 5 enthält zwei große Öffnungen und eine kleine öffnung, die etwa in Form einer 8 mit der kleinen Öffnung am Schnittpunkt der beiden Kreise der Zahl angeordnet sind. Das magnetische Material, das jedem Zweigweg der Vorrichtung zugeordnet ist, kann dasselbe sein, wie dies bei Ringkernen verwendet wird, und die Querschnittsfläche aller Teile jeder Vorrichtung ist die gleiche mit Ausnahme der übergänge oder Knoten an jeder Seite der schmalen Öffnung. An den Knoten ist die Querschnittslläche sowohl in vertikalen als auch in horizontalen Ebenen senkrecht zur Zeichenebene doppelt so groß als die Fläche in s den anderen Teilen. Dieses Flächenverhältnis ist durch die Abmessungsbezeichnungen "d" und "2d" bei der Einrichtung 28 angegeben.

Jede Vorrichtung enthält vier magnetische Kreiselemente, die den vier Kernen in den Fig. 1 und 4 entsprecnen. Diese Gleichartigkeit ist durch die Bezugazeichen A₁, B₁, C₁ und D₁ angegeben. Die Elemente enthalten Zweigwege in dem Magnetkreis der Vorrichtung. Die linken Enden aller dieser kagnetkreiswege kommen an dem Knoten Xq des Magnetkreises zusammen und die rechten Enden der Wege treffen

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am Knoten X. zusammen.

Die Eingangsklemmen 12 und 13 in Fig. 5 sind mit dem Knoten X_Q elektromagnetisch mittels der leitung 10* — l1 * gekoppelt, die so angeordnet ist_f daß sie die großen öffnungen der Vorrichtungen, im Abschnitt 1 so verkettet₅ daß die Ilußzustande an diesem Knoten durch Signale beeinflußt werden können^ die an den Klemmen 12 und 13 ßugeführt werden. Dies wird durch Koppeln der Leitung 10' ■ -11· mit cXsn Zweigen G₁ und D₁ der Vorrichtung 27 mit drei Öffnungen erreicht«, Bei der nachfolgenden Besehreibung der Arbeitsweise des Verschieberegisters der Fig_a/·^ wird ersichtlich, daß die an den Klemmen 12 und 13 sugeführten Signale die magnetischen Flußsustände in allen Tier Zweigen der Vorrichtung im Abschnitt 1 in einer Weise beeinflußen können, die analog zu der Art ist, in · der an die Klemmen 12 und 13 der Fig. 1 angelegte elektrische Signale die Flußzustände in den vier Kernen des Abschnittes 1 in dieser Fig. beeinflußen.

Der Ausgangslcreis des Abschnittes 1 ist mit dem Eingangskreis des Abschnittes 2 verbunden, um eine geschlossene Schleife mit den Leitungen 10"-11^ri zu bilden. Im Abschnitt 1 verketten diese Leitungen die kleine Öffnung der Vorrichtung 27 am Knoten X., um bestimmte Flußänderungen in den vier Zweigen der Vorrichtung abzufühlen. Per Eingangskreis 10 * — 11' verkettet die Vorrichtung am Knoten X«, was als eine senkrechte Beziehung in Bezug auf das Verketten des Ausgangskreises 10"—11" am Knoten X₁ betrachtet werden kann. Diese Beziehung sorgt für die konjugierte Anordnung der beiden Kreise, d.h. ein durch den Strom im Eingangskreis 10·—11·

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erseugter fluB kann Änderungen in der Magnetisierung um die ober«, duroh die Zweige a und ο gegebene öffnung und die untere, iuroh die Zweige b und d gegebene öffnung bewirken. Der Ausgangskreie 10^N-11^N spricht jedoch wegen sedner senkrechten Ausrichtung sum Eingangskreis nur auf solche Flußänderungen an_t die gleichseitig in dem äußeren magnetischen Kreis, der durch die Zweige c und d gegeben ist, oder gleichzeitig in dem inneren Kreis, der duroh die Zweige a und b gegeben ist, auftreten.

Der Verechiebekreis 81 verkettet die kurzen Zweige A und B der magnetischen Vorrichtung 27» während der Verschiebekreis S2 die langen Zweige 0 und S verkettet. Die Anordnung des Abschnittes in dem Register der Fig. b in Bezug auf die Verschiebe-, Vorspannungs-, Eingangs- und Ausgangakreise und auf die Ausbildung der Kerneinriohtung ist gleich. Sie Vorrichtung 28 wird während der Yerschiebephasen 3 und 4 betätigt, während die Vorrichtung 27 während der Phasen 1 und 2 betätigt wird.

Bei der Betrachtung der Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 5 wird zuerst angenommen, dafl sich beide Vorrichtungen im Zustand ^N0^H befinden. In diesem Zustand werden die Zweige, welche die große obere und untere öffnung begrensen, in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn um diese öffnungen magnetisiert. Eine "1" kann in den Abschnitt 1 duroh Anlegen eines einseinen Impulse« an die Leitungen 20 und 21 mit der angegebenen Polarität eingeschrieben werden· Dieser Impuls stellt die Zweige dee Magnetkreises ein, um eine Magnetisierung in Uhrselgerriohtung um die obere und untere Öffnung »u'erleugen. Diee «teilt den Zustand *1" für die» ■en Absohnitt dar. Iln βοΐοηβ,β line ohr β ib en sollte su einem Zeit-

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punkt stattfinden, wann sioh die Vorrichtung in ihrem vorher erwähnten Zustand "0" befindet und ein Verschiebeimpul· in einem Kreis S3 oder S4 an den Abschnitt 2 angelegt wird, ao daß die Magnetisierungsrichtung um jede der großen öffnungen umgekehrt wird. Wenn die Magnetisierungsrichtung beider öffnungen gleichzeitig umgekehrt wird, wird kein Signal im Ausgangskreis 10"-1I" induziert, da keine Änderung in der Flußverkettung dieses Kreises auftritt, d.h. trotz der erwähnten Magnetisierungsumkehr verläuft der Fluß vor und nach der Umkehrung parallel zur Ebene des Auegangskreises am Knoten X₁. Ein gleiches Einschreiben kann in einem zweiphasigen Vorgang mittels Signalen erreicht werden, die den Eingangsklemmen 12 und 13 in der Weise zugeführt v/erden, daß Information zwischen dan Abschnitten verschoben wird, wie dies nachfolgend beschrieben wird.

Eine Gleiehvorspannung nach Art des Vorsrannungskreises B der Fig.2 wird durch Anlegen eines Gleichstromes mit der angegebenen Polarität ai. die leitung 22 zugeführt, die alle großen öffnungen in Reihe in demselben Sinn verkettet, d.h. in dem Sinn, der bestrebt let, die Zweige 0 und D jeder Vorrichtung in den Zustand "1" vorzuspannen«

Bei der Betrachtung des Verechiebungevorganges der Information durch das Register wird angenommen, daß sich der Abschnitt 1 im Zustand "1^M und der Abschnitt 2 im Zustand "0" befinden. Diese Anfangazuetände für die Zweige der Magnetkreise und die Zustande nach jeder Verechiebunjftftffnd dieselben, wie dies in Fig. 3 für dl« entsprechend bezeichneten Kerns 'angegeben ist, wenn angenommen wird, daß ein nach oben zeigender Pfeil eine Einstellung dee

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Magnetsweiges in Richtung der Magnetisierung ⁿ1" und ein nach unten gerichteter Pfeil eine "O" anzeigen.

Bin Verschiebeimpuls wird dem Kreis S1 mit der angegebenen Polarität zugeführt und kehrt die Magnetisierung in den Zweigen A₁ und B₁ um, um eine Magnetisierung in Uhrzeigerrichtung in diesen Zweigen um die kleine Mittelöffnung der Vorrichtung 27 zu erzeugen. Da· Vormagnetislerungsfela verhindert, daß die Zweige C₁ und D₁ BU diesem Zeitpunkt in gleicher Weise umschalten,und jeder Zweig findet einen Rückweg für seinen Fluß durch den anderen Zweigt um tine Magnetisierung in Uhrzeigerrichtung in dem großen äußeren Kreis, der durch die Zweige C₁ und D₁ gegeben ist, aufrechteuerhalten. Die Umkehrung des Flußes in dem kleinen Kreis der Zweig« A₁ und B₁ und die Aufrechthaltung einer Magnetisierung in Uhreeigerrichtung in dem großen äußeren Kreis der Zweige C₁ und D₁ ohne Flußumkehr erzeugen eine nach unten gerichtete Magnetisierung in der Nähe des Knotens X₁, in der die Vorrichtung die doppelte Querschnittsfläche im Vergleich zu den Zweigen hat. Diese Art der Flußänderung von einem Kreisweg zu dem anderen Kreisweg ist der Einfachheit halber als Querflußänderung bezeichnet. Eine solche Querflußänderung am Knoten X₁ erzeugt einen in Uhrzeigerrichtung umlaufenden Strom in der durch die Leitungen 10" und 11ⁿ gegebenen Kopplungsschleife und legt somit die erste Phase einea Steuerstromes an den Abschnitt 2. Dieser Steuerstrom bringt den Zweig C₂ in seinen Zustand "1" und die sich ergebende Umkehr der magnetomotorischen Kraft zwischen den Enden des Zweiges A₂ bewirkt darin auch eine Umkehr der Magnetisierung. Diese Änderungen erzeugen eine Magnetisierung in Uhrzeigerrichtung um

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die obere Öffnung im Abschnitt 2. iiiine solche Plußumkehr führt jedoch 2u^weiner Querflußänderung am Knoten X^ und es tritt kein vom Abschnitt 2 erzeugtes Ausgangssignal auf.

Die Querflußänderung am Knoten X. im Abschnitt 1 ist von einer gleichen Querflußänderung am Knoten X_Q begleitet. Da aber die letztere Flußänderung in der Wicklungsebene des Eingangskreises 10^a —11 * liegt, wird kein Signal in dem Kreis induziert und es tritt entsprechend keine umgekehrte Ausbreitung des Verschiebevorganges auf.

Die zweite Phase des Verschiebesignals wird nun an den Kreis S2 angelegt und bringt die Zweige C, und D. in den Zustand "O" zurück« Da die Zweige A., und B^ vorher während der ersten Phase zurückgestellt worden sind_s ist die gesamte Vorrichtung 2? des Abschnittes 1 nun in den Zustand "0" mit einer Magnetisierung entgegen dem Uhrzeigersinn, die um beide große Offnungen vorherrscht, zurti.eirgesteilt* !Die Beseitigung des Querflußes am Knoten X₁ nach dem rückstellen der Zweige C₁ und Ό. induziert einen Strom entgegen C.er Uhrzaigerrichtung in dem Kreis der Kopplungsschleife mit den Leitungen iC- und Vi" und dieser Strom bringt den Zweig D₀ in seinen Sustand "'J", Da die Zweige C₀ und A_n vorher in den Zustand ^:f1'^: gebracht woraea sind, besteht der- Weg geringsten magnetischen Widerstandes -zn dieser Zsi+ für den Zweig B₂ , um dessen Magnetisierung vansukehren und einen Hückweg für den neuen Magnetiaierungssustani. des Zweiges Dp zu bilden» Nun wird ein Magnetisierungszustand in Uhrzeigerrientun^ um die obere und untere Öffnung in der Vorricntung 28 des Abschnittes 2 erzeugt und diesel' Abschnitt befindet sich '/oij.ständig im Zustand "1".

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Die Magnetisierungsumkehr in den Zweigen C. und S. induziert gleiche und entgegengesetzte Ströme im Eingangskreis 10·-11·, wenn die Zweige Sn zustand "O" zurückgebracht werden. Es ist ebenfalls eine damit zusammenhängende Querflußänderung vorhanden, jedoch liegt diese parallel zur Wicklungsebene des Kreises 10'-H¹ und hat keine Wirkung. Da die von den Magnetisierungsumkehrungen herrührenden Ströme keine wesentliche Gesamtwirkung in diesem Eingangskreis erzeugen können, tritt keine Rückkopplung vom Abschnitt 1 während der Phase 2 des Verschiebevorganges auf.

Es ist des weiteren daraufhinzuweisen, daß während jeder der beiden eben beschriebenen Phasen des Verschiebevorganges die in der Kopplungsschleife der Leitungen 10" und 11" erzeugten Ströme in derselben Weise begrenzt werden, wie gleiche Ströme bei der Ausführungsform der Fig. 2 begrenzt wurden. Sie maximale Amplitude des induzierten Stromes in der Kopplungsechleife wird z.B. während der ersten Verschiebephase auf Werte begrenzt, die die beiden langen Zweige C₁ und D₁ in Reihe nicht umschalten aber zur gleichen Zeit nur eine ausreichende Amplitude brauchen, um den langen Zweig C₂ und den kurzen Zweig A₂ umzuschaltenο Während der zweiten Phase nu0 der Kopplungsechleifenstrom groß genug sein, um die Zweige B₂ und S₂ mit Hilfe der Vorspannung umzuschalten, muß jedoch nicht so groß sein, um die Vorspannung zu übersteigen und die Zweige A₂ und B₂ umzusohalten.

Fig. 6 zeigt eine andere analoge Form des vollmagnetischen Verschieberegistere der Fig. 1, 2 und 4. In Fig. 6 enthält jeder Abschnitt zwei magnetische Vorrichtungen 29, 30, 31 und 32 mit zwei

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Öffnungen. Jede Vorrichtung besteht aus demselben oder ähnlichem Material wie die Vorrichtungen der Fig. 1 und enthält eine große Öffnung und eine kleine öffnung, die durch Zweige begrenzt sind, bei denen das magnetische Material ähnlich den Kernen in Fig. 1 ist. In diesem Fall haben jedoch die kurzen Zweige, welche die kleine Öffnung der Vorrichtungen begrenzen, eine Fläche d an der Vorrichtung 31, welche nur die Hälfte der Querschnittsfläche der größeren Zweige ist. Die Zweige des Magnetkreises, die den Ringkernen der Fig. 1 entsprechen, sind mit gleichartigen Bezugszeichen versehen, und zwei zusätzliche Zweige e und f sind in jedem Verschieberegister vorgesehen, um die Kopplung des Ausgangskrelses an die vier Knoten p., S₁, t^ und V₁ des Magnetkreises zu erleichtern.

Die Leitungen 10* —11 * des Eingangskreises verketten die Zweige ei und d· in entgegengesetzten Richtungen und diese Magnetkreiszweige koppeln die Wirkungen der Eingangssignale auf die vorher erwähnten Knoten des Magnetkreises. Ausgangskreise in der Form von Anschlüssen 33 und 36, welche die Zweige e und f verketten, sind an die Knoten der magnetischen Vorrichtungen gekoppelt. Diese Anschlüsse sind vervielfacht und weiter durch die Leitungen 10" -11" mit dem Abschnitt 2 des Registers verbunden. Flußänderungen in den Zweigen e^ und f₁ verursÄhen eine Unterstützung der Steuer ströme, die in den Koρρlungsanschlüssen 33 und 36 erzeugt werden sollen. Die entsprechenden Anschlüsse, welche die Zweige e₂ und f verketten, sind ebenfalls parallel geschaltet.

Zur Betrachtung der Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. 4 wird angenommen, daß sich alle magnetischen Vorrichtungen in ihrem Zu-

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stand "Oⁿ mit der Magnetisierung entgegen dem Uhrzeigersinn, wie dies durch die Pfeile in der Zeichnung angegeben ist, befinden. Die Vorspannung wird in der Art des Vorspannkreises B der Pig. durch eine Leitung 22 erzeugt, die nur die großen Öffnungen der Vorrichtungen in Reihe und in demselben Sinne verkettet. Der dieser Leitung zugeführte positive Vorpolarisierungsstrom ist bestrebt, das Schwellwertfeld in den Vorrichtungen in der Richtung ihres Zustandes ^N1ⁿ zu erzeugen.

Das Einschreiben wird durch Anlegen eines einzelnen Impulses an die Leitungen 20 und 21 mit der angegebenen Polarität vorgenommen, um die Zweige c} und d· teilweise umzuschalten, d.h. der innere Teil nahe der Öffnung wird umgeschaltet, während der äußere Teil im bisherigen Zustand bleibt. Die Zweige a^ und b!j befinden eich vollständig im Zustand "1". Dieser Schaltvorgang wird durch den Einfluß des eben erwähnten Vorpolarisierungeetromes unterstützt. Auf Grund des gesättigten Zustandes der Zweige e. und f₁ ist es für die Einschreibung nicht möglich, ein Ausgangssignal auf den Leitungen 10" und 11" zu erzeugen.

Ein Einschreiben kann auch in einem zweiphaeigen Vorgang durch Signale erfolgen, die an die Leitungen 10' und 11' in derselben Weise angelegt werden, in der Steuersignale in einen Abschnitt des Registers verschoben werden, wie dies beschrieben werden wird.

Nachdem die Vorrichtungen 29 und 30 in den Zustand "1^M gebracht worden sind, wird ein einleitender Versohiebestrom dem Kreis S1 zugeführt, der die Zweige al und bl verkettet. Dieser schaltet die Zweige a¹ ₁ und b' in den Zustand "0" und die Zweige e^ und f^

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in den Einstellzustand "1", wodurch ein Ausgangssignaletrom in den Eingangsleitungen 10" und 11" des Abschnittes 2 erzeugt wird. Mit dem dargestellten parallelen Ausgangsanschluß sind die Flußänderungen in den Zweigen e^ und f. gleich und erzeugen einen / ausreichenden Strom, um die Zweige c} und aA in den Zustand ^W1^M zu schalten. In diesem Zustand wird der Zweig a£ in *.g£mix»rxifcg richtung magnetisiert und der innere Teil des Zweiges cA wird in Aufwärtsrichtung magnetisiert. Zu diesem Zeitpunkt wird in den Eingangskopplungsleitungen 10' und 11* des Abschnittes 1 kein Signal erzeugt, vorausgesetzt, daß der am Kreis S1 eugeführte Strom nicht ausreichend ist, um die Vorspannung zu überwinden und die Zweige ei und di zurückzustellen.

In der Phase 2 wird ein Strom dem Kreis S2 zugeführt, der das Vormagnetisierungsfeld übersteigt und die Zweige c]J und Cf₁ in den Zustand "0" zurückbringt. Ein Signal in dem Eingangskreis 10· -11' auf Grund der Schaltung des Zweiges c¹.. wird durch ein induziertes Signal auf Grund des Schaltens des Zweiges dl gelöscht, so daß keine Ausbreitung in rückwärtiger Richtung auftritt. Wenn die Zweige el und d! frei sind, d.h. in den Zustand "0" zurückgebracht sind, sind die Ausgangsschenkel e. und f. vollständig in den Zustand "0" zurückgestellt. Hierdurch wird ein Signal in den Ausgangsanschlüssen induziert, das in der Amplitude so begrenzt ist, daß es die Schenkel d£ und bA in den Zustand ^M1" bringt, ohne die Zweige ei und a^ zurückzustellen. Die Vorspannung unterstützt somit tatsächlich den zuletzt erwähnten Vorgang.

Eine Flußverstärkung wird üblicherweise bei magnetischen Ver^chieberegisternge_wfordert, sei es nur aus dem tfrund, eine Aufteilung

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am arltiohtern, d.h. mehrere Belastungen von einem einzelnen Auagangakraia au steuern. Sine Fußverstärkung ist ebenfalls iarfordtrlloh_t um die Verluste des Flusses während der übertragung, die Ton nioht idealen Materialien herrühren, auszugleichen.

Bt aind derzeit viele Möglichkeiten bekannt, um eine solohe Veratarkung au erzeugen, und ein Verfahren mit einem Transformator ist in VIg* 7 als beispielhafte Ausführungsform dargestellt. Zwei andere Verfahren mit Transformatorenwirkung sind in den Fig. 8 und 9 dargestellt.

In Hg. 7 ist «in Versohieberegisterabschnitt i nach Art eines Kreuzgliedes dargestellt, dessen Ausgangskreis mittels eines Transformators 26 mit mehreren Belastungen L₁, L₂ ^und ^3 verbunden ist. Eine dieser Belastungen, z.B. L₂, kann ein nachfolgender Absohnitt i + 1 desselben Verschieberegisters sein, während die Belastungen L₁ und L₅ von gleichartiger oder vollständig verschiedener Art sein können. Der Transformator 26 hat ein Windungsverhältnis 1in, um eine geeignete Spannungsverstärkung zu erzeugen, die wiederum zu vollständigen Umsehalteingangssignalen in jedem der Lastkreise führt. Dieser Transformator ist z.B. ein Lufttransformator, der nicht gesättigt wird, so daß die Arbeitsgeschwindigkeit des Verschieberegisters nicht durch die Notwendigkeit tasxIaxukiafeaxaglBlsiB, einen solchen Transformator in die und aus der Sättigung zu steuern, niedrig gehalten wird. Belastungakreise, die den in der Fig. dargestellten ähnlioh aind, kOnnen auch in Verbindung mit den Anordnungen in den Fig. und 9 verwendet werden.

In Fig. 8 ist eine Ausführungeförm gezeigt, bei der die Kerne mit

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den Speicherelementen dee Vereohieberegiatere auch als Kerne für die Transformatoren zur Verstärkung doppelt wirken. In diesem fall ist ein Eingangabrückenkreuzglied mit den Kernen a.., b., o. und d. in derselben Weise, wie in Mg. 1 dargestellt, vertun- \ den. Jedoch enthält jeder Kern auch eine Sekundärwicklung und alle Sekundärwicklungen sind in einer Ausgangsbrückenanordnung zueammengeschaltet. Die Eingangsknoten x_Q und xA sind in diesem Fall an dem Eingangsbrückenkreuzglied für den Abschnitt angebracht, während die Ausgangsknoten x, und x! des Abschnittes an dem AusgangsbrÜckenkreuzglied, wie es in Fig. 8 dargestellt ist, vorhanden sind. Ein geeignetes Windungsverhältnis n_in_ kann auf

P ^B

jedem Kern verwendet werden, um eine Verstärkung zu erzeugen, die für die gewünschte Anwendung angemessen ist.

9 zeigt eine andere Ausführungsform, die ähnliche Prinzipien wie die in Fig» 8 verwendeten aufweist. In diesem Fall sind jedoch die Sekundärwicklungen auf den entsprechenden Kernen des Kreuzgliedes in Reihe anstatt in einer Brückenkreuzgliedanordnung geschaltet. Die Reihenverbindung der Sekundärwicklungen führt zu zwei sekundären Reihenspannungen und erzeugt die doppelte Spannungsverstärkung der Anordnung nach Fig. 8 für gleiche V/ieklungsverhältnisse auf den Kernen der beiden Anordnungen. Diese Art der Flußverstärkungsanordnung könnte auch bei der Ausführungsform der Fig. 6 erreicht werden, indem die Ausgan^sschleifen verbunden werden, welche die Zweige e und f in Reihe anstatt parallel verketten.

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7. letsverk a*»oa Aaeprueh e, gekennzeichnet doroh «in· Slarlehtung (S^)₉ dl· 41· Schaltalgaal· la eiiiur iritis fhae· mi dea Lernen U₁, ^₁) «In·· inpt^na (10« 18) der Jnrueke koppelt, II· in ti·lh· »wlecnen dl· Kleaiea (*_β-*_β) *er einen J/lagoaal· geechaltet βiod, durch eine Einrichtung (b₂), «elehe dl· Joheltla einer »weiten Phase sa deo lermea (O₁, D₁) eine· «wei ten Arapa*r·· (H₉ ^) der Brüclce^eptelt, die la Reihe e«lsohea die Klemaea (*_e-x^) der elaea Die^on*l· (eaoheltet ela4_tua4 turoa Sohalteigaal·· 41· Felder erseugea» die beetrebt sind, Ihre ea%-eprtcheuden Kerne la den »weiten Iu*tand su eohaltea·

8. letftwerk aaoh Ansprueh 7« 4adu. oh *eJcenaselohmet_t 4af 41· aa de« erete Paar 4er BrUokeaara« (1O₉ 18) gekoppelten lern« (a_i9 ·|) einen kleineren Rlngdurohaeeeer al· die Kerne (C,■ U₁) hakea, die aa dee svelte Paar der Brttokenarae (11₉ 19) gekoppelt eind, und dal all· äera· la «eeentllohen dieselbe ^ueruoanltteflaehe dee aa^netldchen Material· haben·

9· Metftwrk nach Aae^ruoU 5· dadureh gekeanaeloaaet₉ daS die lege aagnetkrelesvelge (A₁₉ I₁, C₁, D₁) einer aagaetlachea ftlmrlohtuno (27) alt drei ölfnuag«a enthalten, die eo angeordnet elnd, da3 die Knotenpunkte Knoten (Xq₉X₁) la derea Magnetkreleen elnd, dafi oer i.lngttngaanechlu· (1C₉ 110 Induktiv alt elnea eretea Knoten (X₀) gekoppalt let und daf der Auegaageannohlue (10··, 11 ■) Induktiv alt da« aeelten Kaotea (X₁) gekoppelt let.

10· letswerk aaoh Aaaprueh 9t dadurch gekeaneelohaet, 4a8 41· aagaetlttch· Klarlehtua« (27) la «eeeatllohea»abgeeehen τοη dea Kaotea, elae gl«l«af0ralg· yuereehaltteflache hat₉ 4a8 a«el Off* nmagea der aagaetlocuea KlarlohWag viel grOter al· derea dritte

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Of loon« «led» da· der ti ag-engea aeoalm· tmt Flallatervaeea Ib elae* eretea t loh tun* an des ersten laotea (I*) aaeprloat ui da· der AaegftBieaneohlti· auf flufaadenuifea aa de· aveltea iaeten (X₁) 1« einer sveltea ftiontuag aneprlout, dl· quer s« der «retea tOB« lieft.

11. l«ts*«rk nmotk Anspruch 5» da;iureü g«li«aajHiloiiB«t· daJ di· la^n#tkr«ie*»ti^· tob s««1 a«tfB«tlaeb«B ÜJirlaiit«n4«a (29 »ad ■it *··1 öffBaagen «nthalt*D, wobei die KjMt««piuU%· iaotea ( ·<· ^₁* ▼«) ⁱⁿ d«r«n a&^Q«tl3ob«a Ireieea aiad, dal der Itrela (10*, 11*) alt ·1η·π itrtiaeweif («|₍ d*) jeder f«Kop|.elt let uad da8 der Aue^eagekreia (10"» 11*) alt eiaea aaderes Zwei4 (e_t, I₁) Jeder ^iarloiituBg gekoppelt 1·%·

12· letaverk aaea Aaa^rueta 1» Aaduroa g«k«aaseioaaet_f da· ee eia ^reuff^lied (A»ect^itt 1, H*. 2) «iaer laekade Te« «leleneB Brüekeakreuatlledera eiaee Tereoaleberegleter» iet₉ tob denea jedee ela bietabilee Bagaetiaobe· Xleaeat (*|_t I₁» o^, A₁) la elektroaa^aetieoner Koppla&f alt jedea Ar· aufveiet» nad daB die Zuruarua^eeiariohtuQa (S₁) la eine· MearaluMieB-rereetaleeekrele (S S₂* ^av ³4^ ^eua 3cbaltea dtr Kleaeate Ib den elaea TorWetia*t#» etabiXen Zuava&d «uthaixV «o^urob IaXorsatioa duroh da» 7er*ehi·» bere^ieter vorgeechobta vtrdea kaoa«

Ii, letx«erk aacfa Anspruch 12, dadurch xekeaaaeiohaet₉ da· eine Liariohtua^ (2b) dea Auagaa_tteao>ealu· elaee Aeeohaittea (1) alt dea\ ^ia^aageaneehlul dea aaehetfolfeadea AbeoABltte· (1 ♦ 1) aaa Kraeugea eiaer FluSveretärfcuag koppelt (Fi*. 7)·

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