DE1040596B - Magnetkernschalter mit Magnetkernen geringer Remanenz zum Betreiben von Magnetkernspeichern - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Zur Speicherung von Werten ist, insbesondere bei Büromaschinen, die Verwendung bistabiler Magnetkerne gebräuchlich. Diese werden in Form einer Matrix angeordnet und tragen neben einer Ausgangswicklung wenigstens zwei zur Einstellung des gewünschten Magnetisierungszustandes eines Kernes dienende und in Spalten- und Zeilenrichtung verbundene Wicklungen. Durcih koinzidente Impulse auf je eine Spalten- und Zeilenleitung wird ein Kern ausgewählt.

Der Betrieb einer solchen Speichermatrix erfordert für jede ihrer Zeilen und Spalten einen Impulserzeuger, und da diese zur Ausnutzung der mit dem Kernspeicher möglichen Arbeitsgeschwindigkeit rasch arbeiten sollen, wurden schon frühzeitig Elektronenröhren als Impulsgeber oder Treiber angewandt. Als weniger Aufwand in der Herstellung und Wartung verlangende Treiber sind schon als Impulsübertrager oder Schalter arbeitende Magnetkerne vorgeschlagen worden; der beim Ummagnetisieren eines solchen Schalterkernes entstehende Impuls dient dann als Magnetisierungsimpuls für den Kernspeicher. Es ist auch bekannt, diese Schalterkerne, deren Hysteresekurve ähnliche Rechteckform zeigt wie die der Speicherkerne, mittels mehrerer mit ihnen verketteter Wicklungen auszuwählen; ebenfalls bekannt ist das Anlegen einer Gleichstromvormagnetisierung zum Rückführen der Kerne in eine Ruhelage nach einem Schaltvorgang.

Die Nachteilebekannter Magnetkernschalter bestehen darin, daß das Kernmaterial eine annähernd rechteckige Hystereseschleife aufweisen muß, daß die den Wählwicklungen zugeführten Impulse etwa die gleiche Leistung wie die abzugebenden Treiberimpulse haben müssen und daß Vorsorge getroffen werden muß, um die bei Änderung der Wählströme auftretenden unerwünschten Impulse zu unterdrücken.

Die Erfindung betrifft einen Magnetkernschalter mit Magnetkernen geringer Remanenz zum Betreiben von Magnetkernspeichern, bei dem die Kerne eine Ausgangs- und mehrere Eingangswicklungen tragen, welch letztere derart auf die Kerne verteilt und vermittels an sich bekannter Kippschaltungen derart erregt werden, daß alle Kerne mit Ausnahme des auszuwählenden in einer ersten Richtung gesättigt werden, der auszuwählende Kern mit einer gerade zur Sättigung ausreichenden Feldstärke in einer zweiten Richtung magnetisiert wird, und bei dem auf sämtlichen Kernen eine weitere Wicklung vorhanden ist, in welcher etwa in der zeitlichen Mitte des Magnetisierungsvorganges gleichzeitig ein kurzer Ummagnetisierungsimpuls vom Mehrfachen des zur Sättigung ausreichenden Mindestwertes auftritt, den auszuwählenden Kern rasch von der Sättigung in der Magnetkernschalter

mit Magnetkernen geringer Remanenz

zum Betreiben von Magnetkernspeichern

Anmelder:

IBM Deutschland
Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m.b.H.,
Sindelfingen (Württ), Tübinger Allee 49

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. Juni 1955

Warren Allen Christopherson,

San Jose, Calif. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

zweiten Richtung zur Sättigung in der ersten Richtung ummagnetisiert und in seiner Ausgangswicklung einen Impuls erzeugt, jedoch in den bereits in der ersten Richtung gesättigten übrigen Kernen nahezu wirkungslos bleibt.

Die zur Erläuterung der folgenden Beschreibung benutzten Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Leseschaltung mit angeschlossenem Kernspeicher,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform des Kernschalters,

Fig. 3 ein Impulsdiagramm,

Fig. 4 einen Baustein der Steuerschaltung,

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform des Kernschalters.

Gemäß Fig. 1 hat eine Magnetkernmatrix eine Vielzahl von ferromagnetischen Kernen 1, Toroide aus ferromagnetischem Material, vorzugsweise einem Ferrit. Die gezeigte Matrix ist zweidimensional, es sind 64 Kerne in acht Zeilen und acht Spalten angeordnet. Die Matrix kann jede beliebige Anzahl von Zeilen und Spalten und eine beliebige Anzahl von Dimensionen umfassen. Eine Vielzahl von Übertragungsleitungen ist durch die Kerne geführt, so daß jeder Kern mit einer ihm eigenen Kombination von Übertragungsleitungen verkettet ist. Eine erste Gruppe von acht Übertragungsleitungen 2 bis 9 ver-

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läuft waagerecht durch die Matrix und verkettet ent- erzeugt relath- große Impulse von kurzer Dauer. Die sprechende Zeilen von Kernen. Eine zweite Gruppe Treiberimpulse werden zu einer ausgewählten der von acht Übertragungsleitungen 10 bis 17 verläuft Zeilenleitungen 2 bis 9 durch den Kernschalter 21 gesenkrecht durch die Matrix und verkettet ent- sendet. Ein gleicher Schalter 22 steuert Treibersprechende Spalten von Kernen. 5 impulse zu einer ausgewählten der Spaltenleitungen

Bei \~erwendung einer Matrix von mehr als zwei 10 bis 17. Die Eingangswicklungen der Schalter 21 Dimensionen wäre eine weitere Gruppe von Über- und 22 sind in Reihe an den Generator 20 über die tragungsleitungen für jede zusätzliche Matrix- Leitungen 23, 24 und 25 angeschlossen. Vormagnetidimension nötig. sierungsstrom wird den Sahaltern durch eine Batterie

Jeder Matrixkern 1 kann wahlweise mit einer von io 26 zugeführt, die über die Leitungen 27, 28 und 29 zwei magnetischen Polaritäten magnetisiert werden, angeschlossen ist.

die willkürlich als positive und negative magnetische Die Auswahl der Zeilen- und Spaltenleitungen, die

Polarität bezeichnet werden können. Der Einfachheit koinzidente Entnahmeimpulse empfangen sollen, wird halber wird die Polarität der Magnetisierungskräfte, gesteuert durch Wählströme, welche den Schaltern welche durch Ströme in den Ül>ertragungsleitungen 2 15 durch eine Anordnung von langsam arbeitenden bis 17 erzeugt werden, die positive magnetische Treiberstufen zugeleitet werden, die aus einem Polarität genannt. Wenn einer der Matrixkerne binären Zählkreis oder -register und einer Mehrzahl einmal mit einer gegebenen Polarität magnetisiert von Zwisöhenverstärkern bestehen. In der gezeigten istj behält er einen wesentlichen Teil der ge- Ausführung besteht der Zählkreis aus sechs in speicherten magnetischen Energie bei nach Weg- ao Kaskade geschalteten bistabilen Multivibratoren nähme der Magnetisierungskraft und bleibt also mit (Triggern) 30 bis 35. Jeder Trigger hat zwei Ausder betreffenden Polarität magnetisiert, bis dem Kern gangsleitungen 36 bis 47, und diese sind durcäi eine Magnetisierungskraft der entgegengesetzten Zwischenverstärker 48 bis 53 an entsprechende Wähl-Polarität und von ausreichender Stärke aufgeprägt leitungen 54 bis 65 der Kernschalter 21 und 22 anwird, um den Magnetfluß in dem betreffenden Kern 25 geschlossen.

auf die andere Seite der magnetischen Hysteresekurve Jeder Trigger hat zwei stabile Arbeitszustände, und

zu schieben. Diese magnetische Polaritätsänderung zwar einen ersten Zustand, in dem die mit einer geentspricht einer verhältnismäßig großen Veränderung raden Zahl bezeichnete Ausgangsleitung positiver als der Stärke des Magnetflusses in dem Kern und in- die ungerade ist, und einen zweiten Zustand, in dem duziert einen Spannungsimpuls von beträchtlicher 3° die mit einer ungeraden Zahl bezeichnete Ausgangs-Amplitude in jeder den Kern verkettenden Über- leitung positiver als die gerade ist. Der zugeordnete tragungsleitung. Zwischenverstärker sendet Strom durch eine der bei-

Um nun die magnetische Polarität der Matrixkerne den Wählleitungen, an die er angeschlossen ist, je von der negativen auf die positive Polarität umzu- nach dem Zustand des entsprechenden Triggers. Zum schalten, werden Entnahme- oder Leseimpulse durch 35 Beispiel sendet der Trigger 30 Spannungen über die ausgewählte der Übertragungsleitungen 2 bis 17 von Leitungen 36 und 37 zu dem Zwischenverstärker 48, einer nachstehend beschriebenen Adressierschaltung woraufhin der Verstärker 48 Strom wahlweise durch gesendet. Diese Stromimpulse haben eine solche Am- eine der Wählleitungen 54 und 55 schickt. Da jeder plitude, daß ein Impuls durch nur eine der einen Trigger zwei Arbeitszustände hat, hat das Zähl-Kern verkettenden Übertragungsleitungen keine aus- *° register als Ganzes 26 verschiedene Zustände, von reichende Feldstärke erzeugt, um die magnetische denen jeder ais Darstellung einer sechsstelligen Polarität des betreffenden Kerns zu verändern, binären Zahl angesehen werden kann. Dieselbe binäre während koinzidente Impulse durch zwei denselben Zahl wird durch die über die Wählleitungen zu den Kern verkettende Leitungen die Kernmagnetisierung Funktionstafeln übertragenen Ströme dargestellt,
von der negativen auf die positive Polarität umstellen. ⁴⁵ Der Zählkreis oder das Zählregister wird fort-Jeder Kern 1 trägt außerdem eine Ausgangsleitung 18. schreitend von einem Zustand in den anderen ge-

Es mag z. B. gewünscht werden, elektrische Impulse schaltet durch Impulse, die dem Eingang des ersten der Reihe nach in jeder der 64 Ausgangsleitungen zu Triggers 30 über die Leitung 66 durch einen Zeiterzeugen. Es sei angenommen, daß alle Matrixkerne 1 geber 67 aufgeprägt werden, der Bestandteil einer zuanfangs mit negativer Polarität magnetisiert sind. In 5° gehörigen Reihenanlage sein kann. Der Zeitgeber der nachstehend genauer beschriebenen Weise erzeugt kann außerdem Kipp- oder Synchronisierimpulse über die Adressierschaltung zunächst koinzidente Ent- die Leitung 68 zu dem Treiberimpulsgenerator 20 nahmeimpulse durch die Leitungen 2 und 10. Diese senden. In der gezeigten Ausführung liefert der Zeit-Impulse stellen die Magnetisierung des Kerns 1' von geber 67 Impulse abwechselnd über die Leitungen 66 der negativen auf die positive Polarität um, wodurch 55 und 68, und am Ende eines Zählumlaufes sendet er ein elektrischer Impuls in der Ausgangsleitung 18'er- einen Impuls über Leitung 69, um einen Rückstellzeugt wird. Als nächstes erzeugt die Adressierschal- impulsgenerator 70 zu kippen. In der Praxis kann der tung koinzidente Entnahmeimpulse in den Leitungen 3 über Leitung 69 gesendete Rückstellimpuls auch von und 10; dadurch wird die magnetische Polarität des dem Ausgang des Triggers 35 abgeleitet werden. Der Kerns 1" umgeschaltet und ein elektrischer Impuls in 60 Impulsgenerator 70 schickt dann Strom über die Leider Ausgangsleitung 18" induziert usw. Wenn alle tung 19 und stellt alle Matrixkerne 1 in die negative Matrixkerne auf die positive magnetische Polarität magnetische Polarität zurück.

umgestellt sind, wird ein »Rückstell«-Stromimpuls Es sei nun angenommen, daß alle Matrixkerne 1 in

durch eine Übertragungsleitung 19 geschickt, welche die negative magnetische Polarität zurückgestellt sind mit allen 64 Matrixkernen verkettet ist und alle 65 und daß der Zustand des Zählkreises oder -registers Kerne wieder auf die negative magnetische Polarität so ist, daß die mit geraden Zahlen bezeichneten Leizurückstellt, woraufhin der ganze Arbeitsumlauf tungen 36 bis 47 ein positiveres Potential als die unwiederholt werden kann. geraden haben. Die Zwisclienverstärker schicken nun

Ein schnell laufender Treiberimpulsgenerator 20 ist Strom über die mit geraden Zahlen gekennzeichneten die Impulsquelle für alle Leitungen 2 bis 17. Er 7° Wählleitungen 54 bis 65, und unter diesen Umständen

werden die Kernschalter 21 und 22 für das Über- in der Matrix gespeichert. Diese Information kann

tragen von Treiberimpulsen zu den Übertragungs- nach Wunsch »entnommen« werden durch einen

leitungen 2 und 10 vorbereitet. Der Zeitgeber 67 negativen Impuls über Leitung 19 oder durch koinzi-

sendet dann einen Kippimpuls über Leitung 68, dente negative Impulse, die durch eine andere Adres-

woraufhin der Impulsgenerator 20 einen Impuls über 5 siebschaltung über ausgewählte der Leitungen 2 bis 9

die Leitungen 23, 24, 25 sendet und Treiber- oder »Entnahme«-Impulse über die Leitungen 2 und 10 verursacht; der Matrixkern 1' wird auf die positive magnetische Polarität umgestellt, woraufhin ein Impuls in der Ausgangsleitung 18' induziert wird.

Jetzt sendet der Zeitgeber 67 einen Impuls über Leitung 66, und der Trigger 30 verändert seinen Zustand, woraufhin die Leitung 37 positiver als die Leitung 36 wird und der Z wi sahen verstärker 48 Strom

von 0,32 cm haben sich gut bewährt; sie können mit etwa 150 mA-Windungen zur magnetischen Sättigung gebracht werden.

Jeder Impulstransformator hat eine Impulseingangs-, eine Impulsausgangs-, eine Vorspannungsund mehrere Wählwicklungen. Zum Beispiel hat der Kern 76 eine Eingangswicklung 84, eine Ausgangswicklung 85, eine Vorspannungswicklung 86 und drei

und 10 bis 17 oder andere ihnen parallele Leitungen gesendet werden.

Die Prinzipien der Erfindung können auch in Adressierschaltungen für andere Arten von Matrizen ίο verwendet werden, z. B. für sättigbare Kondensatormatrizen.

Nun sei auf Fig. 2 verwiesen, die die Schaltung eines der gleichartig aufgebauten Kernschalter 21, 22 zeigt. Der Kernschalter 21 'hat acht Impulstransforma-

über die Wählerleitung 55 anstatt über die Wähl- *5 toren mit sättigbaren Magnetkernen, in der Zeichnung leitung 54 schickt. Der Schalter 21 ist jetzt für die mit den Bezugszeichen 76 bis 83 versehen, je ein Kern Übertragung eines Treiberimpulses zu der Über- für jede der acht Zeilenleitungen. Die hier beschrietragungsleitung 3 eingestellt, und wenn der Zeitgeber benen Grundsätze können auf den Bau von Schaltern als nächstes einen Kippimpuls über Leitung 68 sendet, mit einer beliebigen Anzahl von Kernen und Auswird der Matrixkern 1" auf die positive magnetische ²° gangskreisen angewendet werden. Damit die rnagne-Polarität umgestellt und ein Ausgangsimpuls auf tisierenden Amperewindungen klein gehalten werden Leitung 18" erzeugt. können, bestehen die Transformatorkerne vorzugs-

Der nächste von dem Zeitgeber 67 über Leitung 66 weise aus einem Material mit schmaler Hysteresegesendete Impuls stellt den Trigger 30 in den ersten kurve, das durch relativ kleine Feldstärken gesättigt Zustand zurück, und dabei überträgt der Kreis 30 25 werden kann. Toroide aus 20 Schichten 3,2 · ΙΟ-⁴ cm einen Impuls über Leitung 71, wodurch der Zustand starkem Permalloy mit einem inneren Durchmesser des Triggers 31 verändert wird. Der nächste von dem
Generator 20 gelieferte Treiberimpuls wird also vom
Schalter über die Leitungen 4 und 10 übertragen. Jede
zweite Zustandsänderung jedes Triggers bewirkt 30
Impulse zur Veränderung des Zustandes des nächstfolgenden Triggers über die Leitungen 71 bis 75, so
daß Treiberimpulse nacheinander zu jeder Kombination je einer Zeilen- und Spaltenleitung gehen, bis
alle 64 Kerne der Matrix in die positive magnetische 35 Wählwicklungen 87, 88 und 89. Alle acht Eingangs-Polarität gelangt sind. wicklungen liegen in Reihe mit den Leitungen 23 Nun sendet der Zeitgeber 67 (oder der Trigger 35) und ²⁴ am Impulsgenerator 20. Alle acht Vorspaneinen Zeitimpuls über die Leitung 69, wodurch der nungswicklungen liegen in Reihe mit den Leitungen 27 Rückstellimpulsgenerator 70 gekippt und ein Strom- und 28 an der Batterie 26. Die acht Ausgangswieklunimpuls über Leitung 19 geschickt wird, der alle *^D gen sind mit den acht Zeilenleitungen 2 bis 9 ver-Matrixkerne auf die negative magnetische Polarität bunden.

zurückstellt; nun kann der Arbeitsumlauf wiederholt Die drei Wählwicklungen auf jedem Kern sind an

werden. die sechs Wählleitungen 54 bis 59 auf eine ihnen

Bei anderen Anwendungsarten von Kernmatrizen eigene Weise angeschlossen. Die Wählwicklungen der des beschriebenen allgemeinen Typs, z. B. in einer ^4S mit geraden Zahlen bezeichneten Kerne sind an die Schaltung zur Wertespeicherung, können Mittel vor- Wählleitung 54 und die mit ungeraden Zahlen an die gesehen werden, um die Speichefkerne einzeln zurück- Wählleitung 55 angeschlossen. Die WäMwicklungen zustellen oder um ausgewählte Kerne vor Anlegen der Kerne 78, 79, 82 und 83 sind an die Wählleitung der Entnahmeimpulse auf die positive Polarität um- 56 und die der Kerne 76, 77, 80 und 81 an die Wählzustellen. Es könnten z. B. ausgewählte Kerne durch 5° leitung 57 angeschlossen. Die Wählwicklungen der über die Leitungen 18 zugeführte Stromimpulse in der Kerne 80 bis 83 sind an die Wählleitung 58 und die Polarität verändert werden. Wenn dann Entnahme- der Kerne 76 bis 79 an die Wählleitung 59 angeimpulse durch die Adressierschaltungen angelegt schlossen.

werden, entstehen Ausgangsimpulse nur dann, wenn Eine der Wählwicklungen auf jedem Kern ist in

koinzidente Entnahmeimpulse auf Übertragungs- 55 einer solchen Richtung gewickelt, daß eine Magnetileitungen gesendet werden, die einen in der negativen sierungskraft von hier willkürlich als positiv bezeich-Polarität magnetisieren Kern verketten. In diesem neter Polarität entsteht. Die anderen Wähhvicklungen Falle kann man Ausgangsimpulse serienweise von der sowie die Eingangs- und die Vorspannungswicklungen Leitung 19 erhalten, die alle Kerne verkettet. sind so gewickelt, daß Magnetisierungskräfte der

Es können aber auch die gezeigten oder ähnliche ^s° entgegengesetzten oder negativen Polarität entstehen. Adressiersehaltungen Einführungsimpulse liefern, um Zum Beispiel erzeugen in der gezeigten Ausführung Angaben in der Matrix zu speichern. Zum Beispiel
sei angenommen, daß alle Matrixkerne in der negativen Polarität magnetisiert sind und daß die zu
speichernden Angaben in dem Zählregister (Trigger 30 65
bis 35) eingestellt sind. Wenn nun ein Einführungskippimpuls über Leitung 68 gesendet wird, um den
Treiber impulsgenerator 20 zu kippen, wird ein ausgewählter Speicherkern auf die positive Polarität

die an die Wählleitungen 54 und 55 angeschlossenen Wicklungen eine positive Polarität. Die Ausgangswicklungen können je nach Wunsch gewickelt sein. Wenn nun H eine Magnetisierungskraft darstellt, die gleich oder wenig größer als die kleinste Magnetisierungskraft ist, welche einen der Transformatorkerne sättigt, so wird der Strom durch die Vorspannungswicklungen so eingestellt, daß jeder Kern eine

umgestellt und dadurch die gewünschte Information 70 Vormagnetisierung — H empfängt. Ein Wählstrom

wird wahlweise einer der Wählleitungen 54 und 55 zugeführt, wodurch an die eine Hälfte der Transformatorkerne eine zusätzliche MMK von + 2 H gelegt wird. Ein Strom wählweise durch eine der Wählleitungen 56 und 57 legt an eine Hälfte der Transformatorkerne eine zusätzliche MMK von — 2 H, und ein Strom durch eine der Wählleitungen 58 und 59 legt an die eine Hälfte der Kerne eine weitere MMK von -2 H.

Bei spielsweise werde während eines herausgegriffenen Zeitabschnittes Strom über die Wählleitungen 54, 56 und 58 geschickt. Die Wirkung auf die Transformatorkerne, die die Vorspannungs- und Wä'hlströine führen, besteht darin, daß eine resultierende MMK von 4- H an den Kern 76 gelegt wird und AIMKs von — H, — 3 H bzw. -SH den anderen Kernen aufgeprägt werden, so daß also der Kern 76 mit positiver und die Kerne 77 bis 83 mit negativer magnetischer Polarität gesättigt werden. Während der interessierenden kurzen Zeitabschnitte sind die Wählströme tatsächlich Gleichströme, so daß die Magnetisierungskräfte, die sie auf die Kerne ausüben, in diesen Zeitabschnitten konstant sind und keine Kernmaterialien mit rechteckiger Hysteresekurve erfordern.

Nun sei angenommen, daß während eines kleinen Teiles desselben betrachteten Zeitabschnitts ein Treiberimpuls über die Leitung 23 zu den Eingangswicklungen gesendet wird und daß dieser Treiberimpuls jedem Kern eine MMK von —iiH negativer Polarität zuführt, wo η eine ganze Zahl größer ist als 1. Der Treiberimpuls schaltet die Magnetisierung des Kerns 76 schnell von der positiven auf die negative Sättigung um, und durch die plötzliche große Flußänderung in dem Kern 76 wird ein großer Impuls in der Ausgangswicklung 85 induziert, der über die übertragungsleitung 2 zur Matrix läuft. Die durch den Eingangsimpuls erzeugten Magnetisierungskräfte haben nur sehr geringe Wirkung auf die Magnetisierung der Kerne 77 bis 83, da diese Kerne bereits mit negativer Polarität bis zur Sättigung magnetisiert waren. Daher sind die den Übertragungsleitungen 3 bis 9 zugehenden Impulse unbedeutend klein und haben keine praktische Wirkung auf die Magnetisierung der Speicherkerne 1.

Bei jeder Änderung der Ströme in den Wählleitungen zwischen den ausgewählten Zeitabschnitten, während welcher die Treiberimpulse angelegt werden, empfängt ein anderer Transformatorkern die MMK ^a- H. und der nächste Eingangsimpuls induziert einen großen Impuls in der Ausgangswicklung nur dieses Transformatorkerns. Damit ist also ein Mittel ge schaffen, das einen Treiberimpuls wahlweise zu jeder beliebigen der acht waagerechten Matrixübertragungsleitungen steuert. Ebenso steuert der Schalter 22 einen Treiberimpuls zu einer ausgewählten Spaltenleitung.

Wenn nun angenommen wird, daß eine MMK von 150 mA-Windungen nötig ist, um jeden der Transformatorkerne 76 bis 83 zu sättigen, so kann der Vormagnetisierungsstrom über die Leitungen 27 und 28 auf 150 mA eingestellt werden, und jede Vorspannungswicklung auf den Transformatorkernen kann aus einer einzigen Windung bestehen. Ebenso muß der Wählstrom über die ausgewählten Leitungen 54 bis 59 300 mA betragen, wenn die Wählwicklungen jeweils aus einer Windung bestehen. Bei Verwendung von mehreren Windungen pro Wicklung — wie es im allgemeinen üblich ist — werden diese Stromwerte entsprechend angepaßt. Die durch den Treiberimpuls über die Eingangswicklung erzeugte MMK muß mindestens mehrere Male so groß als H sein, und zwar beträgt sie in der hier beschriebenen Ausführung etwa 1 Amperewindung. Vorzugsweise sind die Wählleitungen 54 bis 59 über die Wählwicklungen an eine positive Potentialquelle angeschlossen, z. B. -f- 150 V, die dien nachstehend beschriebenen Zwischen verstärkern die Anodenspannung liefert.

Da die Ausgangswicklungen Leitungen mit niedriger Impedanz speisen, paßt man sie zweckmäßig an diese an und gibt i-hnen nur eine einzige Windung aus verhältnismäßig dickem Draht. Die Eingangswicklungen macht man vorzugsweise hochohmig. so daß die Impedanz aller in Reihe liegenden Eingangswicklungen der Impedanz des Treiberimpulsgenerators

¹S angepaßt ist, wenn dieser einen Treiberimpuls liefert. In diesem Zusammenhang beachte man, daß nur eine Eingangswicklung eines Schalters — die Eingangswicklung auf dem ausgewählten Transformatorkern — einen wesentlichen Betrag von Eingangsinduktivität beisteuert, da die anderen Wicklungen auf negativ gesättigten Kernen liegen, innerhalb welcher durch den Treiberimpuls nur eine geringe Magnetflußänderung bewirkt wird.

Jede Eingangswicklung besteht vorzugsweise aus mehreren Windungen, so daß jeder Transformator heruntertransformiert und große Ausgangsstromimpulse liefern kann. Die Wählwicklungen liegen in Stromkreisen mit hoher Impedanz, wie nachstehend beschrieben wird, so daß die Wählwicklungen die Transformatoren nicht merklich belasten, wenn den Eingangswicklungen Treiberimpulse zugeleitet werden. Aus demselben Grunde sind auch die Vorspannungswicklungen in einen Stromkreis hoher Impedanz eingeschaltet, und zu diesem Zweck kann ein Widerstand oder eine Drossel 26' in Reihe mit der Batterie 26 geschaltet werden, wie Fig. 1 zeigt. Außerdem ist vorzugsweise die Ausgangsimpedanz des Treiberimpulsgenerators 20 höher beim Nichttreiben als beim Treiben, damit die Kopplung zwischen den Transformatorkernen während der Veränderung der Wählströme reduziert wird.

Ein wichtiger Vorteil der beschriebenen Adressierschaltung besteht darin, daß durch Veränderungen in den Wählströmen vor der Anlegung eines Treiberimpulses an den gewählten Transformator keine großen Ausgangsimpulse erzeugt werden. Der Grund dafür ist folgender:

Wenn ein Magnetkern von der Sättigung in der einen magnetischen Polarität zur Sättigung in der anderen Polarität getrieben wird, wird ein Spannungsimpuls in jeder Wicklung auf dem Kern induziert, also auch in den an der Matrixleitung angeschlossenen Ausgangswicklungen. Die Zeit für die Flußänderung von der positiven zur negativen Sättigung und damit die Dauer des Ausgangsimpulses ist proportional dem reziproken Wert der übersteuernden, d. h. den Sättigungswert übersteigenden MMK. Die Amplitude des Ausgangsimpulses ist umgekehrt proportional seiner Dauer. Das heißt, wenn die eine Veränderung der magnetischen Polarität erzeugende MMK nur wenig größer als die für die Sättigung des Kerns benötigte stetige MMK ist, ist die übersteuernde MMK klein, der Magnetfluß in dem Kern verändert sich verhältnismäßig langsam, und der Ausgangsimpuls hat eine relativ kleine Amplitude und lange Dauer.

Wenn andererseits die MMK, die einen Wechsel der magnetischen Polarität des Kerns erzeugt, viel größer als die für die Sättigung des Kerns erforderliehe stetige MMK ist, ist die übersteuernde MMK

groß, die Flußänderung in dem Kern erfolgt schnell, und der Ausgangsimpuls hat eine relativ große Amplitude und kurze Dauer. Bei ohmschem Charakter des Ausgangskreises hat der Stromimpuls in diesem Kreis im wesentlichen dieselbe Wellenform wie der induzierte Spannungsimpuls.

Die Fig. 3 zeigt den Feldstärkeverlauf im Transformatorkern und den zugehörigen Stromverlauf in seiner Ausgangswicklung. Es sei angenommen, daß

solcher Gleichrichter unnötig, da die negativen Impulse eine unbedeutende Amplitude haben.

Wenn nun die Wäihlströme zur Vorbereitung eines anderen Transformatorkernes verändert werden, wird 5 die Magnetisierung des ersten Kernes wieder auf die negative Sättigung umgestellt. Wenn die neue MMK gleich — H ist — wie es die Linie 97 darstellt —, hat der Ausgangsimpuls 98 eine kleine Amplitude und lange Dauer. Wenn andererseits die neue MMK gleich

anfangs der Kern durch die Vorspannungswicklung ίο — 3 H oder — 5 Jf ist, wie es die gestrichelte Linie 99 einer MMK von — H unterworfen wird. Dies ist in andeutet, kann ein verhältnismäßig großer Ausgangs-Fig. 3 durch die waagerechte Linie 90 dargestellt. impuls 100 entstehen. Bei der beschriebenen Matrix Wenn der fragliche Kern für die Übertragung eines ist jedoch der Impuls 100 unschädlich, da er dieselbe Treiberimpulses zu dem Ausgangskreis eingestellt Polarität wie der vorausgegangene Treiberimpuls 94 werden soll, wird ein Strom durch eine der Wähl- 15 hat und er daher keine wesentliche Wirkung auf den wicklungen geleitet, die eine MMK von + 2 H anlegt, Speicherkern haben kann, der bereits auf die positive so daß die an den Kern angelegte resultierende MMK magnetische Polarität umgestellt wurde. In der be- + H beträgt, was in Fig. 3 durch die waagerechte schriebenen Adressierschaltung kann eine Verände-Linie 91 dargestellt ist. Diese Flußänderung erzeugt rung der Wählströme einen großen positiven Auseinen Impuls 92 in der Ausgangswicklung des Trans- 20 gangsimpuls nur unmittelbar nach dem Entnahmeformators, aber da der Wert +H etwa gleich der impuls erzeugen, wenn ein positiver Impuls nicht MMK ist, die nötig ist, um den Kern gerade mit stört. Große negative Ausgangsimpulse werden niemals positiver Polarität zu sättigen, ist die übersteuernde erzeugt.

MMK ziemlich klein, und daher braucht die Um- Falls bei anderem Verwendungszweck der Impuls

stellung von der negativen auf die positive magnetische 25 100 störend wäre, könnte seine Bildung in verschie-Polarität ziemlich lange, z.B. 5bis 10Mikrosekunden. dener Weise verhindert werden. Zum Beispiel können Wegen der langsamen Flußänderung hat der Aus- die Zeitkonstanten der Wählkreise so groß gestaltet gangsimpuls 92 eine relativ kleine Amplitude und werden, daß Veränderungen in den Wählerströmen lange Dauer. Selbst wenn der Impuls 92 zu der Matrix langsam eintreten müssen, so daß die Wählstromübertragen wird, ist seine Amplitude zu klein, um die 30 änderungen niemals einen großen Ausgangsimpuls Magnetisierung der Speicherkerne 1 wesentlich zu erzeugen können. Dies wird leicht dadurch erreicht, beeinflussen. daß man eine Drossel in Reihe mit jedem Kathoden-

Wenn ein Treiberimpuls der Eingangswicklung widerstand der nachstehend beschriebenen Zwischenaufgeprägt wird, wodurch eine zusätzliche MMK von verstärker schaltet. Es können aber auch die Wähl- — nH entsteht, wobei η eine Zahl ist, die wesentlich 35 wicklungen zur Erzielung hoher Impedanz mit mehr größer als 2 ist, wird die resultierende auf den Kern Windungen ausgelegt werden, oder es kann ein Konausgeübte MMK gleich (i—n)H, was in Fig. 3 durch densator zwischen Steuergitter jedes Zwischenverstärdie durch die waagerechte Linie 93 dargestellt ist. kers und Erde geschaltet werden. Es ist auch möglich. Die Flußänderung von positiver auf negative Sätti- dafür zu sorgen, daß die Wählströme vor jeder Vergung erzeugt einen Impuls 94 in der Ausgangswick- 40 änderung für kurze Zeit unterbrochen werden, so daß hing, der als Entnahmeimpuls zu der Matrix über- die MMK anfänglich nur von + H auf —H verändert tragen wird. In diesem Falle ist die MMK (l — n)H wird, eine kleine Übersteuerung, die einen unbedeuviel größer als nötig wäre, um den Kern gerade mit tenden Ausgangsimpuls erzeugt. Dies kann durch negativer Polarität zu sättigen — mit anderen Worten: Anlegung negativer Impulse an die Steuergitter der die übersteuernde MMK ist groß —, und daher geht 45 Zwischen verstärker geschehen.

die Magnetisierung des Kerns von der positiven auf Fig· 4 ist ein vereinfachtes Schaltschema, das ein

die negative Sättigung in verhältnismäßig kurzer Zeit Beispiel für einen Trigger 30 bis 35 und Zwischenvor sich, z. B. in ³A bis 1 Mikrosekunde. Infolgedessen verstärker 48 bis 53 zeigt. Der Trigger 30 besteht aus hat der Ausgangsimpuls 94 eine große Amplitude und ^zwei Vakuumtrioden 101 und 102, die in bekannter kurze Dauer. Die gleichzeitige Erzeugung von zwei 50 Art so geschaltet sind, daß jeweils nur eine der derartigen Ausgangsimpulsen durch die beiden Kern- Trioden leitend ist. Für die Einstellung der Betriebs schalter verschiebt die Magnetisierung in einem aus- bedingungen sorgen die Spannungsteiler 103, 104 und gewählten Speicherkern von der negativen zur posi- 105, 106 mit Parallelkondensatoren 107 und 108. Die tiven Polarität. an den gemeinsamen Kathodenwiderstand 109 ange-

Am Ende des Treiberimpulses in der Eingangs- 55 schlossene Eingangsleitung 66 erhält zur Umschaltung wicklung geht die auf den Kern ausgeübte MMK des Triggers positive Eingangsimpulse,
wieder auf + H über, wie es durch die Linie 95 dar- Vor dem einen der Anodenwiderstände 110, 111

gestellt ist, und im Ausgangskreis wird ein Impuls 96 wird ein Impuls bei jeder zweiten Veränderung im erzeugt. Wieder ist die übersteuernde Magnetisie- Arbeitszustand des Triggers zu dem nächstfolgenden rungskraft klein, und der Impuls 96 hat eine unbe- 60 Trigger übertragen, z.B. über einen Kondensator 112 deutend kleine Amplitude und relativ lange' Dauer. und einen Gleichrichter 113 zur Eingangsleitung 71. Der Impuls 96 hat eine negative Polarität. Es ist Die Spannung der Leitungen 36 und 37 wechselt etwa wichtig, zu beachten, daß ein großer negativer Aus- zwischen -1-140 und +40V.

gangsimpuls zu diesem Zeitpunkt unerwünscht wäre, Eine vorzugsweise Form des Zwischenverstärkers

da er die Magnetisierung des ausgewählten Speicher- 65 besteht aus zwei Vakuumtriodeii 115 und 116 in der kerns auf die negative Polarität zurückverschieben gezeigten Kathodenverstärkerschaltung. Die Kathokönnte. Bei bekannten Kernschaltern waren im all- denwi Verstände 117 bzw. 118 bewirken zur Regelung gemeinen Gleichrichter in den Ausgangskreisen erfor- der Amplituden der Wählströme eine Stromgegenderlich, um die negativen Impulse zu unterdrücken. kopplung. Die Anoden der Röhren 115 und 116 sind Die vorliegende Erfindung macht die Verwendung 70 an Wählleitungen 54 bzw. 55 angeschlossen und wer-

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den über die Wählwicklungen der Kernschalter mit einer + 150-V-Quelle verbunden, wie Fig. 2 zeigt. Die Leitungen 36 und 37 liegen über die Spannungsteiler 119,120 und 121,122 an — 100 V. Die Kondensatoren 123 und 124 sind mit den Widerständen 119 bzw. 121 parallel geschaltet. Die Steuergitter der Trioden sind über Widerstände 125. 126 an die Abgriffe der Spannungsteiler 119. 120 und 121, 122 angeschlossen: die Trioden werden gesperrt oder geöffnet, je nachdem, ob die Leitungen 36 und 37 eine Spannung von +40 V oder -M40Y führen. Auf diese Weise wird einer der Wählleitungen 54 und 55 wahlweise Strom zugeleitet. Bei jeder Zufuhr eines Kippimpulses über die Leitung 66 wird der Zustand des Triggers umgeschaltet, und der Wählstrom erscheint auf der einen oder anderen ΐ·5 Wählleitung.

Es ist hervorzuheben, daß über die beiden Kernschalter allen Matrixübertragungsleitungen wahlweise Impulsenergie aus nur einem Generator 20 zugeführt wird, welcher kräftige Impulse hoher Flankensteilheit liefert. Die Trigger und Z wischen verstärker brauchen nur Impulse geringer Leistung und relativ kleiner Flankensteilheit abzugeben und sind infolgedessen beträchtlich billiger in der Herstellung. Wartung und im Betrieb. Die Adressierschaltung ist wesentlich einfacher und kanu kompakter aufgebaut werden als die bisher für gleiche Zwecke verfügbaren Matrix-Adressierschaltungen. Da die Wählleitungen an die Anoden der Z wischen verstärker angeschlossen sind, haben die Wählkreise eine hohe Impedanz, und die Wählwicklungen belasten die ausgewählten Transformatoren nicht wesentlich, wenn Treiberimpulse zu den Schaltern gesendet werden.

Eine andere Form des Schalters 21 ist in Fig. 5 dargestellt. Dort haben die acht Transformatoren sättigbare Magnetkerne 76' bis 83'. Jeder Transformator hat Eingangs- und Ausgangswicklungen ähnlich denen der in Fig. 2 gezeigten Funktionstafel, aber in der in Fig. 5 veranschaulichten Ausführungsform sind die Wählwicklungen anders angeordnet, und es sind keine Vorspannungswicklungen vorhanden.

Ströme, die wahlweise über die an die Wählleitungen 56, 57, 58 und 59 angeschlossenen Wählwicklungen fließen. ül>en auf die ausgewählten Transformatorkerne Magnetisierungskräfte von — 2 H in der in Verbindung mit Fig. 2 beschriebenen Art aus. Jeder der Kerne 76' bis 83' hat außerdem zwei mit den AYählleitungen 54 bzw. 55 verbundene Wählwicklungen, die so gewickelt sind, daß ein Strom durch die an Leitung 54 angeschlossenen Wicklungen eine MMK von + H auf jeden mit einer geraden Zahl Ijezeichneten Kern und eine MMK von — H auf jeden ungeraden Kern ausübt. Ein Strom durch die an Leitung 55 angeschlossenen Wicklungen übt eine MMK von — H auf jeden geraden und eine MMK von + H auf jeden ungeraden Kern aus. Wenn nun Ströme durch l>estimmte der Wählleitungen in der oben erklärten W'eise geschickt werden, werden genau dieselben resultierenden MMKs auf die entsprechenden Kerne 76' bis 83' ausgeübt, wie sie unter ähnlichen Umständen auf die entsprechenden Kerne 76 bis 83 in der Ausführung nach Fig. 2 ausgeübt werden, und die beiden Schalter arbeiten ebenso, ohne daß eine Vormagnetisierung nötig ist.

In dem in Fig. 5 gezeigten Kernschalter hat jede der an die Leitungen 56 bis 59 angeschlossenen Wählwicklungen vorzugsweise zweimal so viele Windungen wie jede der an die Leitungen 54 und 55 angeschlossenen. Daher ist der Wählstrom in einer Leitung 54 oder 55 zur Erzeugung der MMK + H oder — H ebenso groß wie ein Wählstrom durch eine der Leitungen 56 bis 59 zur Erzeugung der MMK —2 H. Da an jede der Leitungen 54 und 55 doppelt so viele Wicklungen in Reihe angeschlossen sind wie an die Leitungen 56 bis 59, während die an die Leitungen 54 und 55 angeschlossenen Wicklungen nur halb so viele Windungen wie die anderen Wählwicklungen haben, stellen alle Wählleitungen gleiche Belastungsimpedanzen dar, und alle Zwischenverstärker 48 bis 53 können gleich sein.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Magnetkernschalter mit Magnetkernen geringerer Remanenz zum Betreiben von Magnetkernspeichern, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne eine Ausgangs- (85) und mehrere Eingangswicklungen (86 bis 89) tragen, welch letztere derart auf die Kerne verteilt und vermittels an sich bekannter Kippschaltungen derart erregt werden, daß alle Kerne mit Ausnahme des auszuwählenden in einer ersten Richtung gesättigt werden, der auszuwählende Kern mit einer gerade zur Sättigung ausreichenden Feldstärke in einer zweiten Richtung magnetisiert wird, und daß auf sämtlichen Kernen eine weitere Wicklung (84) vorhanden ist, in welcher etwa in der zeitlichen Mitte des Magnetisierungsvorganges gleichzeitig ein kurzer Ummagnetisierungsimpuls von Mehrfachen des zur Sättigung ausreichenden Mindestwertes auftritt, den auszuwählenden Kern rasch von der Sättigung in der zweiten Richtung zur Sättigung in der ersten Richtung ummagnetisiert und in seiner Ausgangswicklung einen Impuls erzeugt, jedoch in den bereits in der ersten Riohtung gesättigten übrigen Kernen nahezu wirkungslos bleibt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlmagnetisierung durch Impulse mit geringer Flankensteilheit und die zuletzt einsetzende Magnetisierung durch einen Impuls mit hoher Flankensteilheit erfolgt.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Eingangswicklungen (84) einen Gleichstrom zur Magnetisierung der Kerne in der ersten Richtung führt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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