DE923396C - Vorrichtung zur Wiedergabe von magnetisch gespeicherten Werten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ablesein bzw. zur Wiedergabe von magnetisch gespeicherten Werten.

Es sind Methoden zur magnetischem Speicherung von Werten bekannt, 'bei 'weichen diese auf den Umfang einer Trommel in Form von magnetischen Punkten ,aufgezeichnet werden. Das Ablesen der gespeicherten- Werte erfolgt dadurch, daß durch Drehen der Trommel die 'auf dieser aufgezeichneten Punkte an einem oder mehreren Abnahmeköpfen vorbaigeführt -werden. Durch eine jede dieser Abnahmevorrichtungen können jedoch die Werte von einer um den Umfang der Trommel laufenden Spur nur zu je einem gleichen Zeitpunkt je Umdrehung abgenommen werden.

Zweck der Erfindung ist es., die Notwendigkeit einer solchen Drehbewegung¹ des magnetischen Speichergliedes zu vermeiden. Dies erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß eine geringfügige, jedoch sehr schnelle Längsverschiebungder magnetisierten Bereiche durch einen akustischen Impuls bewirkt wind, der sieh längs des Speichergliedes fortpflanzt und es ermöglicht, daß die Werte zu jeder beliebigen Zeit abgenommen werden.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Ablesen verschiedener Werte, die durch Spulenanondnungen auf einem Glied, das magnetische Remanenz besitzt, als getrennte magnetis'ierte Bereiche aufgezeichnet wurden, besteht aus durch elektrische Impulse betätigten Mitteln zur Erzeugung eines akustischen Impulses in diesem Aufzeichenglied und Spulen zum Abnehmen der aufgezeichneten Werte, die die miagnetisierten Bereiche umfassen.

Vorzugsweise wird als SpeichergHed ein einzelner Stab aus einem Werkstoff verwendet, der nicht nur eine ausreichende magnetische Remanenz, sondern auch die Eigenschaft der Magnetostriktion besitzt. Die akustischen Impulse werden durch Strom-

impulse mittels einer Spule hervorgerufen, die einen Teil dieses Stabes umgibt.

Ferner werden vorzugsweise zwei Sätze von Spulen verwendet, und zwar ein Satz zum Aufzeichnen der Werte und die dm Reihe geschalteten Spulen des anderen Satzes zum Ablesen der Werte.

Auf diese Weise können bei einer Benutzungsart die ami dem Speichengliied parallel zueinander aufgezeichneten Werte zu jedem beliebigem darauffolgenden Zeitpunkt in einem gemeinsamen Stromkreis reihenweise abgelesen werden.

Bei eimer !anderen Benutzungsart können zwei Vorrichtungen nadh der Erfindung gleichzeitig betätigt und die .abgelesenen Werte in eimern, gemein- samen Kreis eingeführt werden, um einen Vergleich der aufgezeichneten Werte zu bewirken.

Um die Gleichmäßigkeit der Amplitude der abgelesenen Impulse zu sichern, ist es erwünscht, diaß jede der magnetischen Zonen bis zuir Sättigung magnetisiert wind. Hierdurch 'wind ferner die Notwendigkeit vermieden, eine Auslöschung vorzunehmen, bevor neue Werte aufgezeichnet werden.

Wahlweise kann das gleichzeitige Ablesen von zwei Sätzen vom Werten in zweckmäßiger Weise durch eine abgeänderte Auisführungsform der Erfindung ermöglicht werden, gemäß welcher die dfen Impuls hervoirirufende und weiterleitende Spule in der Mitte des Speichergliedes angeordnet ist und die Werte in symmetrischen Stellungen zueinander auf den beiden Hälften derselben gespeichert werden. Gleiche, auf den beiden Hälften gespeicherte Werte werden als zwei ähnliche Züge von Impulsen abgelesen. Wenn diese beiden Ausgangs wer te in Reihe gegeneinandergeschaltet werden, so ergeben sich nur dann Ausgangsimpulse, wenn die Werte auf den beiden Hälften voneinander verschieden sind. Bei Verwendung der Vorrichtung in dieser Weise können mittels dieser zwei Reihen von Werten auf Gleichheit geprüft werden.

Die Erfindung wird' an Hand der Zeichnungen beschrieben, von denen

Fig. ι eine scheniiatisehe Ansicht der neuen Speichervoirrichtung und

Fig. 2 ein Zeitdiagiraimim der in der Speidhervorrichtung auftretendem Wellemformen darstellen.

Das Speicheriglied 1 (Fig. 1) ist ein Band oder Draht aus einem maigmetostriktiven Werkstoff, der eine aiuereichenide magnetische Remanenz aufweist. An einem Ende; des Gliedes 1 befindet sich eine Spule 10, die an einen Leistungsitramsfoirimator 2 angeschlossen ist. Die Zuführung eines elektrischen Impulses nach dem Transformator 2 und von diesem nach der Spule 10 ruft am dem Glied 1 ©inen magnetos triktiven Effekt hervor. Dieser erzeugt eine mechanische Verformung, welche· .sich längs des Bandes oder Drahtes 'mit eimer Geschwindigkeit, die annähernd der Geschwindigkeit .'des Schalles durch das Glied entspricht, fortpflanzt. Die Spule 10 kann in bekannter Weise abgeschirmt isein, um ihr magnetisdhes Feld zu lokalisieren.

Bei einer anderen Ausbildungsform kann an dem Ende des Gliedes 1 ein piezoelektrischer Kristall angebracht werden, dessen Dimensionen sich bei Zuführung· einer Spannung ändern und der somiteine gleiche mechanische Verischiiebung hervorruft, wobei in diesem Falle das Speicherglied 1 aus einem beliebigen Material, dlas lediglich eine ausreichende magnetische Remanenz besitzt, bestehen kann. Die Form idles Speicheirgliedes 1 ist ohne Bedeutung, da eis infolge des erheblichen Unterschiedes der Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Impulses in Luft und in dem Glied als Wellenfüibrer wirkt. Das Speiicfaierglfed 1 kann ideshalb aus Gründen der Platzersparmiis beispielsweise als Spinale aufgewickelt wenden. Das Ende 3 des Speichergliiedes 1 ist vorzugsweise verjüngt, so daß der Impuls, wenn er dieses Ende erreicht, gestreut und möglichist wenig 'reflektiert wird. Zwischen dem Ende 3 und der letzten Spule oder den letzten Spulen 42^ und 42^ß liegt ein Tragglied 4, welches mit einem Dämpfumgsk'issen aus einem den Schall absorbierenden Material, wie z. B. synthetischem Kautschuk, versehen ist. Die in dieser Lage angeordnetem Dämpfiungskissen wirken sowohl auf den direkten Impuls, ■nachdem er die Wiedergabe· bewirkt hat, wie auf das zurückkehrien'de Echo. Das. andere Ende des Speichergliedes 1 kann von der magmetostriktiven Spule getragen werden.

Auf das Speicherglied 1 ist eine Anzahl von Spulen 1 i^A bis 42^ aufgeschoben. Jede dieser Spulen go kann einen Impuls empfangen, der den zu speichernden Werten entspricht. Jede Spule magnetisiert örtlich den innerhalb¹ denselben liegenden Oberflächenbereiohidas Speichergiiedes 1, und jede Spule nimmt lediglich einen einem kleinen linearen Abstand längs des Speichergiiiadcs 1 entsprechenden Platz ein. Die Spulen Hegen im eimern solchen Abstand voneinander, daß dlie magnetische Aufzeichnung durch 'eine der Spulen diejenige durch eine andere Spule nicht beeinflußt. Die Werte müssen daher in ParaJllelianoirdmung zugeführt werden, obwohl es nicht unbedingt notwendig ist, daß die Spulen gleichzeitig erregt werden.

Um den Satz vom Spulen 1i^A bis 42^ herum sind die Ablesespuilen ii^ß bis 42^s gewiekelt. Bei einer Ausführungsform sind dies besondere Spulen, denen jede über die entsprechenden Aufgabespulen gewickelt ist, wobei allle Spulen n^ß bis 42^s miteinander zu einer einzigen! im Reihe geschalteten Abgabewicklung verbunden sind. Bei eimer aibgeänder- ten Ausfühnunigsforim kann sich eine einzige, gleichmäßig !gewickelte Spule über die Spulen i"i^A bis 42^ erstrecken. Die im Reihe geschalteten Abgabewickiumgen sind-an einem Ausgangstransfoirmator 6 angeschlossen, dier seinerseits rnit elektronischen Abgabevorrichtungen /und 8 verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispiel für .. die Speichervorrichtung für die Speicherung vom zweiunddreißig binären Zeichen wind, nachstehend gegeben..' Das Speiriherglied 1 ist ein Draht vom etwa 1,5 mm Durchmesser. Jede der unit A bezeichneten Spulen besteht aus vier Windungen, die insgesamt eine Länge von 3 mm' längs des- Stabes einnehmen und vom Mitte zu Mitte einem Abstand vom 9 mm -aufweisen. Der Transformator 2 hat ein Untersetzungsverhältnis vom 20:1 und der Transformator 6 ein

Übersetzungsverhältnis von ι : 20. Die die Magnetostriktion verursachende Spule 10 hat zehn Windungen. Die Dämpfungskissen erstrecken sich über etwa 75 mm des. Stabes.

Es soll angenommen werden, daß den einen ^-Spulen (vgl. auch Fig. 2, erste Kurve) gleichzeitig· im einer Richtung ein den Wert 1 bedeutender Strom zugeführt wird, während den. anderen Spulen in entgegengesetzter Richtung ein den Wert ο bedeutender Strom nach Kurve 2 /der Fig. 2 zugeführt wand. Dadurch erhalten die Empfangsspulen, die den Wert 1 empfangen, lautf dem der Spule 10 näheren Teil des Gliedes 1 einen Nordpol. Wenn also in diesem Fall der aufgezeichnete Wert im binären System 1001 iist, entspricht die magnetisierte Spur der voneinander getrennten Bereiche des Speichergliedes ι der iii! Fig. 1 darges tell ten Nordsüdmarfcierung.

Unter der Annahme, daß die Größe der Ströme in den Eingangsispulen ausreicht, um den Bereich innerhalb jeder Spule bis zur Sättigung zu magnetisieren., ist der vorherige Zustand der Magnetisierung ohne Bedeutung, und der Wert der Remanenz wird für 'sämtliche Bereiche unabhängig- von den.

vorhergeheinden Aufzeichnungen im wesentlichen der gleiche sein, so daß eine Löschung zwischen aufeinanderfolgenden Aufzeichnungen von Werten nicht erforderlich ist.

Wenn ein elektrischer Impuls für Ablesen der Priirnär'seite dies Transformator« 2 zugeführt wird (vgl. Kurve 3 der Fig. 2), so bewirkt die Wiedergabaspule 10 eine plötzliche Änderung der Magnetisierung des in ihr liegenden Stabgliedeis 1. Hierdurch wird eine Längenänderung, und zwar entweder eine Vergrößerung oder Verkleinerung der Länge;, je nach der Art des Werkstoffes, hervorgerufen. So 'ist z. B. die Wirkung der Magnetostriktion.'bei Nickel negativ und bei Eisen positiv.
Im Faille der oben gegebenen Abmessungen wird der Impuls etwa 2 Mikrosekunden benötigen, um von Spule zu Spule ziu fließen. Deshalb muß der elektrische Ableseimpuls eine kürzere Zeit dauern als diese. Ein Schall impuls oder «ine -verschiebung wird daher die magnetisieren Bereiche innerhalb der Spulen 11, 12, 13, 14 usw. aufeinanderfolgend verschieben, und als Folge dieser Verschiebung werden in allen darüberliegeniden Spulen Ströme induziert. Die der Spule 10 am nächsten liegenden Spulen 11 erhalten dien Impuls zuerst und erzeugen daher die erste Ziffer der reihenweise abzulesenden Werte. Die in Fig. 2 nicht dargestellten Teile, die dem Wert ο entsprechen, sind identisch mit 13^ und 13^s. Alle Spulen ii^ß und I2^ß usw. sind in Reihe miteinander verbunden, so daß die von ihnen gemeinsam an den Transformator 6 abgegebene Spannung entsprechend Kurve 4 der Fig. 2 als eine Anzahl von annähernd sinusförmigen Wellen >mi t einer relativen Phasenveirsahiebiung von i8o° zwischen einem Wert ι und ο erscheint.

Die von dem Trans for mator 6 abgegebene Span*- nung wird einem dreistufigen Verstärker 7 zugeführt.

Die letzte Stufe dieses Verstärkers erhält eine so

hohe negative Gittervorspannung, daß die negativen Hälften der dem Gitter der in dieser Stufe befindlichen Röhre zugeführten Impulse unterdrückt werden. Die sich ergebende Ausgangs spannung besteht aus negativen Impulsen, die den positiven Scheiteln der zugeführten Wellenform (vgl. Kurve 5 der Fig. 2) entsprechen.

Die von, dam Verstärker 7 abgegebene Spannung betätigt eine Einheit 8. Diese Einheit besteht aus einem einstufigen Verstärker, dar durch seine phasenumfcehrende Wirkung die ihm zugeführten positiven Impulse in negative Impulse verwandelt, sowie aus einer Abtastvorrichtung, der diese positiven Impulse zugeführt werden. Der Abtastvorrichtung werden auch positive Uhrimpulse zugeführt, welche einen negativen Impuls ergeben, wenn der Vorrichtung zwei Impulse! gleichzeitig zugeführt werden (vgl. Kurve 6 in Fig. 2). Die Abtastvorrichtung· kann eine Pentode sein, beil· dar die Impulse dem Steuergitter und dem Bremsgitter zugeführt werden und deren normale Gitterspannung unterhalb das Sperrwertes liegt.

An Stelle von besonders erzeugten Uhrimpulsen kann als Quelle für diese Impulse auch eine zweite, der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung bis zu der Verstärkerstufe 7 entsprechende Vorrichtung verwendet werden, wenn eine Reihe von 1-Werten auf. dem Glied aufgezeichneit ist. In diesem Fälle wird der Quelle für die Uhrimpulse zu 'gleicher Zeit wie der Ablesespule 10 der Impuls zugeführt.

Bei einer abgeänderten Auisführunigsform der Erfindung ist die den Impuls hervorrufende Spule 10 in der Mitte des Speichergliedes angeordnet, so daß der erzeugte· Impuls von der Mitte· nach den beiden Enden zu fortschreitet. Bei Anordnung der Spulen .auf jeder Hälfte des Gliedes, wie in Fig. 1 dargestellt, werden sowohl Uhr- wie die Wertimpulse zusammen abgenommen.

Weiter kann die in der Mitte angeordnete impulserzeugende Spule eine Möglichkeit schlaffen, zwei Reihen von Werten miteinander zu vergleichen und ein Signall hervorzurufen, wenn die beiden Reihen nicht übereinstimmen. In diesem; Faille gibt eine Hälfte des Speichergliedes 1 die erste Reihe von Werten wieder und vergleicht sie mit der zweiten Reihe von Werten, die auf der anderen Hälfte des Gliedes 1 aufgezeichnet sind. Hierbei kann die Reihenschaltung der Abnahmespulen so· erfolgen, no daß zwei ähnliche, in zwei symmetrisch angeordneten Abniahimeispulen' erzeugte Signale unmittelbar vor der Verstärkung· gemischt werden und im Falle ihrer Gleichheit sich gegenseitig aufheben, so· daß sich kein resultierendes Signal ergibt.

Wenn trotz der Streuung und Dämpfung noch Echos von hinreichender Amplitude von den. Enden reflektiert werden sollten, so würde dies zu einer weiteren Ablesung in entgegengesetzter Folge führen. Um dies zu verhindern, kann zwischen der Spuil© 10 und den Spulen 1 i^A und 1 i^B um einen örtlichen miagnetisieirten Bereich an. dem Speicherglied ι eine weitere Spule vorgesehen werden, welche ein Einschaltsignall, und ferner zwischen den Spulen 42^ und· 42^s und dem Dämpfungskissen 4 eine weitere Spulte¹, welche ein Aus:sdhaltsignal für

einen Elektronenischalter ergibt. Der Elefcfcroneil·- schalter kann in an sich bekannter Weise aus zwei Trioden bestehen, deren Anoden und Gitter über Kreuz miteinander verbunden sind, so· daß, wenn die eine Röhre leitend ist, die andere nichtleitend ist. Durch geeignete Wahl der Vorspannung sind nur die negativen Signale wirksam, um die jeweils nichtieitende Röhre auf den leitenden Zustand umzuschalten. Die Spannung an der Anode einer der ίο Trioden bann zur Steuerung des. Bremsgitters der Bingangiströhre des Verstärkers 7 verwendet werden, so daß dieser Verstärker nur während der Abniahmeperiode leitend ist.

Claims (11)

PATE NTAN S PRO CHE:

1. Vorrichtung zur Wiedergabe von magnetisch gespeicherten Werten., die durch Spulen als getrennte magnetisierte Bereiche auf ein ferromagnetisches Aufzeichnungsglied aufgebracht wurden, gekennzeichnet durch mittels elektrischer Impulse betätigte· Einrichtungen zur Erzeugung eines !akustischen Impulses in dem Aufzeichnungsglied sowie durch die magnetisierten Bereiche umgebende Spulen zur Abliesung der (aufgezeichneten Werte.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablesespulen in Reihe geschaltet sind, so daß die aufgezeichneten Werte als eine Aufeinanderfolge von Impulsen auf einem einzigen Weg abgelesen werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablesevorriahtungen aus einer einzigen Spule bestehen, die gleichmäßig um das Auf zeichnungisglied gewickelt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch !gekennzeichnet, daß die durch elektrische Impulse betätigtem Einrichtungen .aus einem piezoelektrischen Kristall bestehen.

5. Vorrichtung nach Anspruchs oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Impuls hervorrufenden Einrichtungen aus einer Spule bestehen, die das vor den miagnetisierten Bereichen liegende Ende eines im'agnetositriktiven Aufzaichnungsgliedes umschließ t.

6. Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die zu speichernden Werte dem magnetisierbiaren Glied als magnetisch gesättigte Bereiche aufgeprägt wenden, deren eine' Polarität dem Wert ο und deren entgegengesetzte Polarität dem Wert 1 entspricht, so· daß aufeinanderfolgende Wertaufzeichnungen auf dem magnetisierbiaren Glied erfolgen können·, ohne daß die Verwendung besonderer Auslöschvorrichtungen erforderlieh ist.

7. Vorrichtung mach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherglied ein zwecks Raumersparnis in Form einer Spirale ■aufgewundener Draht oder ein .derart aufgewundenes Band ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Impuls fortleitende Spule etwa in der Mitte des Aufzeichnumgsgliedes· auf diesem angeordnet ist und beide Hälften des.Aufzeidhnungsgliedes für die Aufzeichnung von Werten verwendet werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch zwei lin Reihe geschaltete Ablesespuien, von denen eine an jeder Hälfte des Gliedes !angeordnet ist, so daß für identische Wertaufzeichnungen auf den beiden Hälften im wesentlichen eine AuBlöisehung des von der einen Hälfte abgenommenen Signals durch das von der anderen Hälfte abgenommene erfolgt.

10. Vorrichtung mach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das von den impulsbetätiig'ten Vorrichtungen entfernt liegende Ende des Aiafzeichnungisgiliedesi mit federnden Dämpfungiskissen 'ausgerüstet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis io, dadurch gekennzeichnet, daß über einem auf die Ablesespuileni folgenden magnetisierten Bereich des. Speidhergliedes: ein© Spule angeordnet ist, durch deren abgegebene Leistung Schaltvocrichtungen und durch diese gesteuerte elektronische Abtastvoririchtunigen für die .abgelesenen Werte betätigt wenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen