DE1036922B - Magnetische Speichereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf «ine Einrichtung zum Speichern eines elektrischen Signals in Form einer Kette von Impulsen sowie auf Geräte, bei denen diese Einrichtung verwendet wird. Das Signal kann eine Ziffer darstellen:, wobei; die Zahl der Impulse gleich der darzustellendem Ziffern ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist von besonderem Wert bei mit Dezimalzählröhren arbeitenden Ziffernrechengeraten, und sie kann unter Umständen an Stelle von Speicherstromkreisen mit Dezimalzählröhren verwendet werden.

Es sind Einrichtungen zum Speichern von elektrischen Impulsen mittels Ferritkerntoroiden mit im wesentlichen rechteckiger Hysteresisschleife bereits bekannt. Bei einer dieser bekannten Einrichtungen sind in einem plattenförmigen Ferritmaterial Öffnungen vorgesehen, die dazu dienen, den Magnetkreis in Haupt- und Nebenzweige aufzuspalten., wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der Magnetfluß in den Zweigen mittels mehrerer durch die Öffnung geführter Leitungen steuerbar ist. Hierbei hängen die Magnetisierungsvorgänge in den verschiedenen Zweigen von der Magnetisierung des Hauptzweiges sowie von der Größe und Richtung der Ströme durch die Leitungen, welche durch die Öffnung geführt sind, ab.

Es sind weiterhin Impulsspeichereinrichtungen bekannt mit unter sich gleichen Toroiden und Strömen stets gleicher Stärke. Die Toroide sind nach Art eines zweidimensionalen Koordinatennetzes angeordnet. Bei dieser bekannten Anordnung wird durch Impulse bestimmter Stromstärke, die durch je einen der den Koordinatenachsen parallelen Drähte gesandt werden, jeweils der magnetische Zustand des Toraids am Schnittpunkt dieser beiden Drähte geändert. Diese bekannte Anordnung erfordert jedoch relativ komplizierte Einspeicherungs- und Entnahmevorrichtungen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zum Speichern elektrischer Signale in Impulsform zu schaffen, die sich von den bekannten durch ihre Einfachheit und Unabhängigkeit von engen Toleranzen bezüglich der Schaltkreise, der Wellenform sowie der Form und der Reihenfolge der Speicherelemente vorteilhaft unterscheidet.

Diese Vorteile werden bei einer Einrichtung zum Speichern eines elektrischen Signals in Impulsform mit Stromleitern, die je durch einen Satz von, magnetisch voneinander unabhängigen Toroiden aus einem Ferritmaterial und einer im wesentlichen rechteckigen Hysteresisschleife hindurchgeführt sind, gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß jeder Satz Toroide von einzelnen Toroiden unterschiedlicher Durchmesser gebildet wird, derart, daß nach magnetischer Sättigung aller Toroide eines Satzes durch einen in der einen Richtung in dem zugehörigen Stromleiter Magnetische Speichereinrichtung

Anmelder:

The Plessey Company Limited,
Ilford, Essex (Großbritannien)

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls

und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. Έ. Frhr. v. Pechmann,

Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2

Anthony William Simpson,

Radcliffe-on-Trent, Nottinghamshire (Großbritannien), ist als Erfinder genannt worden

fließenden Strom die Anzahl der durch einen Strom in entgegengesetzter Richtung ummagnetisierten Toroide durch dessen Stromstärke bestimmt ist.
Bei einem nach dem Dezimalsystem arbeitenden Rechengerät würde die Gruppe zehn toroidförmige Körper der vorstehend bezeichneten Art umfassen. Zwai Leiter erstrecken sich durch sämtliche Toroide der Gruppe, und hierbei dient der eine Leiter als Eingangswicklung, während der andere Leiter als Ausgangswicklung wirkt.

Die Koerzitivkraft des Ferritmaterials wird durch, die konstruktive Gestalt nicht beeinflußt; das in einem Toroid durch einen Strom, der durch einen einzigen, sich durch das Toroid erstreckenden Leiter fließt, induzierte Magnetfeld ist jedoch seinem Radius umgekehrt proportional. Je größer der Radius des Toroids ist, desto größer ist die Stromstärke, die erforderlich ist, um ein Feld zu induzieren, das gleich der Koerzitivkraft ist.

Wenn nun alle Toroide anfangs in einer Richtung bis zur Remanenz magnetisiert sind und wenn man einen stetig ansteigenden Strom durch die Eingangswicklung schickt, um die Toroide im entgegengesetzten Sinne zu magnetisieren, so ist das Toroid mit dem kleinsten. Radius das erste, welches einem Feld ausgesetzt wird, das ausreicht, um die Magnetisierung dieses Toroids umzukehren; als nächstes wird dann das nächstgrößere Toroid eine Umkehrung seiner Magnetisierung erleiden usw. Bei jeder dieser Umkehrvorgänge wird in der Ausgangswicklung ein Impuls erzeugt.

Es ist jedoch nicht erforderlich, jedes Speicherelement aus der erforderlichen Anzahl getrennter Toroide aufzubauen; man: kann vielmehr die gleiche

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Wirkung mit Hilfe eines einzigen Blattes aus Ferritmaterial mit im wesentlichen rechteckiger Hysteresisschleife erzielen, in dem die Toroide jedes Satzes ausgebildet sind, wobei der Leiter auf dem Blatt angeordnet ist und sich durch sämtliche Toroide erstreckt. In diesem Falle besteht jedes Toroid vorzugsweise aus einem Satz von Löchern, und zwar aus einem zentralen Loch und mehreren (z. B. sechs) Löchern, die in gleichmäßigen Abständen um das zentrale Loch herum angeordnet sind. Eine solche Konstruktion ist in einer weiteren, am gleichen Tage eingereichten Patentanmeldung beschrieben.

Gemäß einer anderen möglichen Konstruktion umfaßt das Speicherelement eine Gruppe von gelochten Ferritblättern, wobei die Löcher sämtlicher Blätter unterschiedliche Radien aufweisen. Die Blätter ordnet man parallel zueinander derart an, daß die Löcher miteinander fluchten, so daß die Eingangs- und Ausgangswicklungen einfach aus geraden Drähten bestehen können, die durch die miteinander fluchtenden Löcher hindurchgeführt sind. Um eine gegenseitige Beeinflussung der Blätter zu ,vermeiden, sind jeweils zwischen zwei benachbarten Blättern Blätter aus unmagnetischem Material eingelegt.

Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt bei (a) einem sägezahnförmigen Eingangsstrom und bei (b) die entsprechenden Ausgangsimpulse einer Speichereinrichtung nach der Erfindung. Hierbei ist angenommen, daß die Gruppe zehn Toroide umfaßt und daß der Spitzenwert des sägezahnförmigen Stromes ein Feld erzeugt, dessen Stärke ausreicht, um die Magnetisierung des größten Toroids umzukehren.

Fig. 2 zeigt ein in der Einrichtung gemäß der Erfindung verwendetes Speicherelement, und

Fig. 3 zeigt eine Schaltung für eine Dezimalspeichereinrichtung gemäß der Erfindung.

Das Speicherelement besteht aus einem teilweise weggebrochen gezeichneten Ferritblatt 10, das, wie bei 11 angedeutet, zehn Sätze von Löchern aufweist. Wie bei den weiter oben beschriebenen Toroiden besitzen die Löcher aller Sätze unterschiedliche Radien. Die Eingangs- und Ausgangswicklungen sind durch sämtliche Mittellöcher hindurchgeführt, und sie bestehen aus den Leitern 12 bzw. 13, die aus Silber hergestellt sind und auf bekannte Weise auf das Ferritblatt aufgedruckt sind.

Bei der Schaltung gemäß Fig. 3 ist das Speicherelement bei 14 schematisch angedeutet. Es besitzt eine Eingangswicklung 15 und eine Ausgangswicklung 16. Das Gerät kann eine große Anzahl solcher Elemente 14 umfassen, wobei die gleiche Schaltungsanordnung für alle diese Elemente benutzt wird. Um das gewünschte Element wählen zu können, ist ein zweipoliger Vielfachschalter 17 vorgesehen.

Die zu speichernde Ziffer wird der Eingangsklemme 18 des Gerätes in Form einer Impulskette zugeführt. Von dort gelangt sie durch eine Schaltung 19 mit Verstärker und Dezimalzählröhre zu einer in zwei Richtungen arbeitenden Dezimalzählröhre 20. Als Röhre 20 kann z. B. eine Ericsson-Röhre GC 10/4B genommen werden. Diese Röhre ist anfangs auf Null gestellt, d. h., die Entladung findet zwischen der Anode und der Nullkathode 20σ statt. Die Einspeisung der Eingangsimpulse über das Aggregat 19 bewirkt, daß die Entladung auf die dem zum speichernden Ziffernwert entsprechende Kathode überspringt.

Anfänglich sind alle Toroide bzw. Sätze von Löchern des Speicherelements 14 im entgegengesetzten Sinne zu derjenigen Magnetisierung magnetisiert, die durch die bei 21 angedeutete und zum Einspeichern dienende Sägezahnspannung erzeugt wird. Nachdem die Zeitspanne, die ausreicht, um die Röhre 20 auf eine beliebige Ziffer einzustellen, verstrichen ist, wird durch nicht dargestellte Zeitsteuermittel eine Torschaltung 22 geöffnet. Es ist dafür gesorgt, daß sich der Torschalter in einem Augenblick öffnet, in dem die Spannung 21 den Wert Null hat. Die eingespeicherte Spannung in Form eines Sägezahnes wird dem Speicherelement 14 durch eine Treiberstufe 23 auf gedrückt. Hierdurch wird bewirkt, daß die Toroide ihre Magnetisierung der Reihe nach in der bereits beschriebenen Weise umkehren. Bei jeder solchen Umkehrung wird dem Aggregat 19 über den Schalter 24 ein Impuls zugeführt, welcher seinerseits Anlaß gibt, daß die Entladung in der Röhre 20 wieder zur Nullkathode 20 a zurückspringt. Wenn die Entladung zu dieser Kathode springt, entsteht an dem Widerstand 25 eine Spannung, die dem Torschalter 22 zugeführt wird, um ihn zu schließen. Nunmehr ist die Zahl der Toroide mit umgekehrter Magnetisierung gleich der zu speichernden Ziffer, d. h,, diese Ziffer ist in dem Element 14 gespeichert.

Um eine gespeicherte Ziffer aus dem entsprechenden Element 14 zu entnehmen, wählt man dieses Element mit Hilfe des Schalters 17, wobei der Schalter 24 aus der in Fig. 3 angedeuteten Stellung in eine Stellung bewegt wird, in der das Element mit der Ausgangsklemme 26 verbunden wird. Die Zeitsteuer mittel öffnen dann einen Torschalter 27, der der Treiberstufe 23 eine Sägezahnspannung 28 zuführt. Es sei bemerkt, daß die Polarität der zum Entnehmen dienenden Sägezahnspannung derjenigen der zum Einspeichern dienenden Sägezahnspannung entgegengesetzt ist; infolgedessen werden alle Toroide, deren Magnetisierung während des Einspeichernd umgekehrt wird, wieder in ihren ursprünglichen Zustand gebracht. Hierdurch wird an der Ausgangsklemme eine Folge von Impulsen erzeugt, deren Zahl gleich der gespeicherten Ziffer ist.

Abgesehen von der Einfachheit der vorstehend beschriebenen Speichereinrichtung besteht ein Vorteil dieser Einrichtung darin, daß bezüglich der Schaltkreise, der Wellenformen oder des Speicherelements keine engen Toleranzen eingehalten zu werden brauchen. Die Größe oder die Reihenfolge der Toroide ist daher ohne Bedeutung, solange in keiner Gruppe zwei Toroide vorhanden sind, die genau die gleiche Stromstärke benötigen, um die Magnetisierung umzukehren. Auch die tatsächliche Form der Sägezahnwellenform ist nicht kritisch, solange der Strom einen Spitzenwert erreicht, der denjenigen überschreitet, der erforderlich ist, um die Magnetisierung des größten Toroids umzukehren.

Claims (8)

PatentANSPKücHE:

1. Einrichtung zum Speichern elektrischer Signale in Impulsform mit Stromleitern, die je durch einen Satz von magnetisch voneinander unabhängigen Toroiden aus einem Ferritmaterial mit im wesentlichen rechteckiger Hysteresisschleife hindurchgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Satz Toroide von einzelnen Toroiden unterschiedlicher Durchmesser gebildet wird, derart, daß nach magnetischer Sättigung aller Toroide eines Satzes durch einen in der einen Richtung zu dem zugehörigen Stromleiter fließenden Strom die Anzahl der durch einen Strom in der entgegen-

gesetzten Richtung ummagnetisierten Toroide durch dessen Stromstärke bestimmt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Satz von Toroidal in einem einzigen Blatt aus Ferritmaterial mit im wesentlichen rechteckiger Hysteresisschleife ausgebildet und der Leiter auf dem Blatt angeordnet ist und sich durch sämtliche Toroide hindurch erstreckt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß jedes Toroid durch eine Mehrzahl' von in dem Blatt vorgesehenen Löchern gebildet wird, wobei jeweils ein Loch im Mittelpunkt eines Kreises angeordnet, ist, auf dessen Umfang die übrigen Löcher liegen.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter auf das erwähnte Blatt aufgedruckt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Leiter in ahnlicher Weise durch die Toroide hindurchgeführt ist.

6. Gerät zum Speichern elektrischer Signale in Impulsform, gekennzeichnet durch eine Einrichtung nach Anspruch 5, Mittel, um einen sich stetig verstärkenden Strom durch einen der Leiter zu schicken, sowie Steuermittel, die auf den Ausgangsstromimpuls ansprechen, der bei der Umkehrung der remanenten Magnetisierung eines beliebigen Toroids in dem anderen Leiter erzeugt wird, um die Zuführung des erwähnten Stroms zu beenden, wenn die Anzahl der Toroide, deren Remanenzmagnetisierung umgekehrt worden ist, gleich der Zahl der Impulse in der zu speichernden Impulskette ist.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom dem Leiter über einen Torschalter zugeführt wird und daß die Steuermittel eine Zähleinrichtung umfassen, die sich auf die Anzahl der Impulse in der zu speichernden Impulskette vor dem öffnen des Torschalters einstellen läßt und die durch die Ausgangsstromimpulse fortschreitend auf Null zurückgestellt wird, wobei der Torschalter durch die Steuermittel geschlossen wird, wenn die Zähleinrichtung ihre Nullstellung erreicht.

8. Gerät nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch Mittel zum Entnehmen eines gespeicherten Signals aus der Einrichtung, wobei diese Mittel geeignete Mittel umfassen, um durch den erwähnten einen Leiter einen sich stetig verstärkenden Strom in einer solchen Richtung hindurchzuschicken, daß diejenigen Toroide, deren remanenter Magnetismus während des Einspeicherns des gespeicherten Signals umgekehrt wurde, in ihren Anfangszustand zurückgeführt werden, wodurch in dem anderen Leiter Stromimpulse erzeugt werden, deren Anzahl gleich der Zahl der in dem gespeicherten Signal enthaltenen Impulse ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»RCA-Review«, Juni 1955, S. 303 bis 311;
»Electronic Engineering«, Mai 1954, S. 192 bis 199.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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