DE1089197B

DE1089197B - Schalteinrichtung fuer Magnetkernspeicher

Info

Publication number: DE1089197B
Application number: DES49094A
Authority: DE
Inventors: Theodore Hertz Bonn; Joseph Douglas Lawrence Jun; William John Bartik
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1955-06-16
Filing date: 1956-06-15
Publication date: 1960-09-15
Also published as: BE548669A; CH339406A; FR1169007A; NL213037A; GB824968A; BE553441A; US2931016A; CH352848A; GB839457A; NL112152C; US2931015A; NL208086A; NL109053C; FR1151615A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf Schalteinrichtungen für Magnetkernspeicher, wie sie z. B. in elektronischen Rechenmaschinen verwendet werden und die im folgenden als »Speicher« bezeichnet werden sollen. Die Verwendung von magnetischen Kernen in Gestalt von Matrizen zur Informationsspeicherung ist bekannt, und zwar besonders zur Speicherung von Werten, die im binären Rechensystem ausgedrückt werden. Solche Matrizen enthalten eine Vielzahl von Magnetkernen, die imstande sind, einen von zwei vorbestimmten Zuständen wahlweise anzunehmen. In die Magnetkernelemente wird die Information eingespeichert bzw. daraus abgelesen, und zwar durch entsprechende Vorwahl eines von zwei im wesentlichen unabhängig voneinander an den betreffenden Magnetkernen angekoppelten Eingangskreisen.

Bisher bestanden die Steuereinrichtungen, mittels deren über vorgewählte Wicklungen auf den Magnetkernelementen Ströme gesandt werden, im allgemeinen aus Anordnungen mit Vakuumröhren. Solche Systeme haben schwerwiegende Nachteile; sie nehmen verhältnismäßig viel Raum ein, sie sind teuer, zerbrechlich und oftmals unzuverlässig und verursachen dadurch ernsthafte Probleme in bezug auf Störungen, die während des Betriebes auftreten, und in bezug auf die Pflege der Einrichtungen.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Gemäß der Erfindung ist bei einer Schalteinrichtung für Magnetkernspeicher, dessen Speicherelemente in mehreren Speicherleitungen angeordnet sind, jede Speicherleitung mit zwei Ausgangswicklungen von magnetischen Verstärkern verbunden, welche zur Einstellung ihres Zustandes Steuerwicklungen aufweisen und zur Erzeugung von Impulsen in den Ausgangswicklungen unter dem Einfluß von Treibimpulsen stehen und mittels deren in jeder Speicherleitung Impulse entgegengesetzter Richtung erzeugt werden können. Die Schalteinrichtung nach der Erfindung ist kleiner, mechanisch stabiler, billiger und weniger störanfällig als bisher bekannte Systeme.

Bei einer Anordnung nach der Erfindung sollen Matrizen bekannter Art wahlweise von speziellen Anordnungen magnetischer Verstärker angesteuert werden. Diese Anordnungen können die Form parallel geschalteter und in zwei Richtungen wirkender magnetischer Verstärker haben, zumindest für einen Teil der durchzuführenden Störungen. Bei solchen Verstärkeranordnungen können in einer Steuerwicklung, die z. B. auf einem vorgewählten Magnetkern bzw. Magnetkernen liegen kann, in einer von zwei einander entgegengesetzten Richtungen Steuerströme erzeugt wenden.

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung kann ein derartiger, in zwei Richtungen ar-Schalteinrichtung für Magnetkernspeicher

Anmelder:

Sperry Rand Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Weintraud, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Mainzer Landstr. 134-146

Beanspruchte Priorität:
V. St v. Amerika vom 16. Juni 1955

Theodore Hertz Bonn, Merion Station, Pa.,

Joseph Douglas Lawrence jun., Oreland, Pa.,

und William. John Bartik, Hatboro, Pa. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

beitender magnetischer Verstärker zur Ansteuerung des Einganges einer jeden einer Vielzahl von Speicherleitungen dienen, während die Ausgänge dieser Speicherleitungen mit magnetischen Schalteinrichtungen verbunden sein können, die so voreingestellt werden, daß sie entweder einen Stromfluß durchlassen oder aber ihn verhindern.

In der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels wird eine Schalteinrichtung nach der Erfindung erläutert, wobei jedoch nur auf eine Orientierungsrichtung der Speicherleitungen Rücksicht genommen ist (wie z. B. die vertikalen Speicherleitungen bei einer Speichermatrix); weitere Schalteinrichtungen können vorgesehen werden, um bei den gedachten Speichern auch die Horizontalsteuerung in entsprechender Form vorzunehmen.

Einige Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Schalteinrichtung einer Orientierungsrichtung eines Magnet kernspeichers,

Fig. 2 (A bis und mit H) Wellenformdiagramme, die die Wirkungsweise der in Fig. 1 gezeigten Schaltung für eine angenommene Zusammenstellung von Steuersignalen erläutern,

Fig. 3 (A bis und mit C) Wellenformdiagramme, die die Wirkungsweise einer anderen Ausführung der in Fig. 1 gezeigten Schaltung erläutern,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer anderen Schalteinrichtung für eine Orientierungsrichtung eines

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Magnetkernspeichers gemäß einer weiteren Ausfüh- einen Strom durchläßt, wenn an den Ausgangswick-

rungsform der Erfindung, lungen 23 bzw. 24 eine Ausgangsspannung auftritt

Fig. 5 (A und B) Wellenformdiagramme, die die (wobei natürlich vorausgesetzt ist, daß jeder der ma-

Wirkungsweise der in Fig. 4 gezeigten Schaltung er- gnetischen Schalter 13,14 und 15 in einem solchen

läutern, 5 Schaltzustand ist,· daß ein Strom fließen kann).

Fig. 6 eine weitere Ausbildung eines Teils der Angenommen, das Magnetjoch 20 ist in seinem

Schalteinrichtung einer weiteren Ausführungsform der positiven Remanenz -Aribeitspunkt magnetisiert; bei

Erfindung, Auftreten eines Treiber-Stromimpulses von der

Fig. 7 (A und B) Wellenformdiagramme, die die QUeIIeJ₁ (Fig. 2A) wird das Joch 20 von dem posi-

Wirkungsweise der in Fig. 6 dargestellten Schaltung io tiven Remanenz-Arbeitspunkt bis in seinen positiven

erläutern. Sättigungsbereich magnetisiert. Hat das Joch 20· eine

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der im wesentlichen rechteckige Hysteresisschleife, dann Erfindung werden magnetische Verstärker verwendet, bewirkt dieser Vorgang nur eine verhältnismäßig geum eine Vielzahl von Speicherleitungen Ml, M 2 ... ringe Flußänderung in dem Magnetjoch, so daß keine Mn; MV, M2'.. .Mri; Ml", M2".. .Mn" anzu- 15 wesentliche Ausgangsspannung über den Ausgangssteuern. Sind z. B; zweiunddreißig solcher Speicher- wicklungen 23 und 24 entsteht und kein Strom durch leitungen M vorgesehen, dann können acht in zwei die Speicherleitung Ml fließt. Wird dagegen vor dem Richtungen arbeitende magnetische Schalter das eine Auftreten eines Treiber-Stromimpulses aus der Ende dieser Speicherleitungen schalten, während vier Quelle I₁ der Einstellwicklung 22 ein Eingangssignal in zwei Richtungen arbeitende magnetische Verstär- 20 zugeführt, so wird die Magnetisierung des Joches 20 ker an den anderen Enden der zweiunddreißig von dem positiven Remanenz-Arbeitspunkt zu dem Speicherleitungen liegen. Die Erfindung kann zur negativen Remanenz-Arbeitspunkt getrieben, und der Steuerung beliebig vieler Speicherleitungen in irgend- nächste, von der Quelle I₁ eintreffende Treiber-Stromeinem Speichersystem angewandt werden. Jede ver- impuls treibt nun die Magnetisierung des Joches von tikale Gruppe von Speicherleitungen Ml, MV.. .Ml" 25 seinem negativen Remanenz-Arbeitspunkt wieder zu wird durch einen Zweirichtungs-Parallel-Magnetver- seinem positiven Remanenz-Arbeitspunkt. Da das stärker 10 angesteuert; eine Vielzahl solcher Verstär- Joch 20 bei dem angenommenen Arbeitsvorgang auf ker 10, 11, 12 usw. ist vorgesehen, um eine ent- dem praktisch vertikalen Teil seiner Hysteresissprechende Vielzahl vertikaler Gruppen anzusteuern. schleife arbeitet, wird eine verhältnismäßig große Än-

Die Speicherleitungen M sind in horizontale Grup- 30 derung des magnetischen Flusses in dem Joch auf-

pen zusammengefaßt, von denen jede an einen der ma- treten, und hierdurch werden in jeder der Ausgangs-

gnetischen Schalter 13,14,15 usw. angekoppelt ist. wicklungen 23 und 24 Spannungen entsprechender

Durch entsprechende Wahl eines bestimmten Zwei- Polarität induziert.

richtungs-Parallel-Maghetverstärkers 10, 11, 12 und Welcher von den Gleichrichtern Dl und D2 in dem

eines bestimmten magnetischen Schalters 13,14,15 kann 35 angenommenen Betriebszustand stromdurchlässig ist,

eine gewünschte Speicherleitung M gesteuert werden. hängt von dem Betriebszustand der Tor-Impulsquellen

Ein magnetischer Verstärker besitzt ein Joch 20 El bzw. E2 ab. Angenommen, die Quelle El erzeugt

aus magnetisierbarem Material, das Vorzugs-, aber während dieses Zeitraumes ein positiv verlaufendes

nicht notwendigerweise eine im wesentlichen recht- Potential, während die Quelle E2 im wesentlichen auf

eckige Hysteresisschleife aufweist. Derartige Magnet- 40 Nullpotential bleibt, so wird der Gleichrichter Dl

joche können aus handelsüblichen Materialien, wie leitfähig und erlaubt einen Stromfluß durch die

z.B. 4-79-Molypermaloy oder Orthonik, hergestellt SpeicherleitungM1 von Punkt25 zu Punkt26, sofern

sein. Das Magnetjoch 20 trägt eine Treiberwicklung nicht der Schalter 13 sperrt.

21, wenigstens eine Einstellwicklung 22 und ein Paar Ist andererseits während des angenommenen Ar-Ausgangswicklungen 23 und 24. An den Ausgangs- 45 beitsvorganges das Ausgangspotential der Quelle E1 wicklungen 23 und 24 treten Ausgangsspannungen im wesentlichen Null, während die Quelle E2 ein auf, wenn ein Einstellimpuls der Einstellwicklung 22 negatives Ausgangssignal erzeugt, so wird der Gleichzugeführt wird, bevor aus der Impulsquelle I₁ ein richter D 2 leitfähig und gestattet einen Stromfluß Treiberstrom durch die Treiiberwicklung 21 geschickt durch die Speicherleitung M1 von Punkt 26 zu Punkt wird. Die einen Enden der Ausgangswicklungen 23 50 25. Der Zweirichtungs-Magnetverstärker 12 arbeitet und 24 sind über Gleichrichter D1 bzw. D2 mit dem so, daß einStromfluß durch jede der Speicherleitungen einen Ende der SpeicherleitungM1 verbunden. Die Ml, MV ... Ml" in einer von zwei entgegengesetzanderen Enden der Ausgangswicklungen 23 und 24 ten Richtungen zustande kommen kann, wenn ein Sisind an die Tor-Impulsquellen E2 bzw. Dl gelegt. gnal an die Einstellwicklung 22 angelegt worden ist Die Tor-Impulsquellen £2 und £1 sind ihrerseits 55 in Abhängigkeit von dem Schaltzustand der beiden mit Steuerspannungsquellen verbunden, die mit »Con- Tor-Impulsquellen ill und E2. Die Zweirichtungstrol P« und »Control R« bezeichnet sind. Die Tor- Magnetverstärker 11,12 usw. arbeiten gleichfalls in Impulsquellen £ 1 und E2 sind so angeordnet, daß in der beschriebenen Art.

jedem Augenblick nur eine von ihnen für eine ge- Die Tor-Impulsquellen El und E 2 können die Form gebene Art von Steuersignalen stromdurchlässig ist. 60 bekannter Durchlaß- und/oder Sperr-Toranordnungen Die Tor-Impulsquelle E2 kann beispielsweise die in haben. Die Form der Impulse, die von den mit »Conder Fig. 2D gezeigte Form von Ausgangssignalen her- trol P« und »Control R« bezeichneten Einrichtungen vorbringen, die in einer Reihe vorbestimmter, negativ geliefert werden müssen, hängt von der Art der geverlaufender Impulse, die von einer Nullinie ausgehen, wählten Toranordnung ab.

bestehen, während die Quelle £1 vorbestimmte Aus- 65 Jede der vertikalen Gruppen Ml, MV ...Ml";

gangssignale erzeugt, deren Form in der Fig. 2E ge- M2. M'2'* .;. Af.2"^:wirddurchemenZweirichtungs-Par-

zeigt ist und die aus positiven Impulsen bestehen, die allel-Magnetverstärker 10, 11, 12 gespeist. Diese Ver-

von einer Nullinie ausgehen. Die Ausgangssignale der · stärker erzeugen praktisch keine Ausgangsspannung,

Quellen £2 und £1 schließen sich gegenseitig aus, so solange kein Einstellsignal an sie angelegt wird; nach

daß stets nur einer der Gleichrichter Dl und D 2 70 Anlegen eines Einstellsignals bringen sie einen Strom

in einer von zwei Richtungen in ihrer Lastimpedanz, den Speicherleitungen, hervor, je nachdem, welcher Zustand der Tor-Impulsquellen £1 und £2 gerade besteht. Der Strom wird erzeugt bei der Ummagnetisierung durch den Stromfluß über die Treiberwicklung. Diese Treiberwicklungen der verschiedenen Zweirichtungs-Magnetverstärker sind in Serie geschaltet und liegen an der gemeinsamen Impulsstromquelle/1. Die Impulsstromquelle 11 liefert Stromimpulse der Form, wie sie in Fig. 2 A gezeigt sind, nämlich Impulse, die in regelmäßigen Abständen abwechselnd negativ bzw. positiv werden. Der Ausgang der Impulsstromquelle /1 ist mit den verschiedenen Erregerwicklungen der verschiedenen Zweirichtungs-Magnetverstärker über einen Gleichrichter D 3 verbunden. Der Arbeitszyklus der Treiberanordnung wind vorzugsweise in abwechselnde Einstell- und Erregerperioden aufgeteilt, welche in der Darstellung der Fig. 2 durch die Buchstaben >9 bzw. D gekennzeichnet sind. Während jeder der Erregerperioden D erzeugt die Impulsquelle /1 einen positiven Ausgangsimpuls, der über den Gleichrichter D 3 an j ede der Erregerwicklungen der verschiedenen Zweirichtungs-Magnetverstärker geführt wird, so daß irgendeiner oder mehrere der Zweirichtungs-Magnetverstärker 10, 11., 12, dem unmittelbar vor Beginn des Erreger-Zeitintervalls D ein Einstellimpuls zugeführt wurde, eine Ausgangsspannung an seinen Ausgangswicklungeh erzeugt. Während jedes der Einstellintervalle S erzeugt die Impulsquelle /1 eine negative Spannung, die 'bewirkt, daß der Gleichrichter D 3 sperrt und damit einen Stromfluß über die Treiberwicklungen 21 unterbindet, so daß eine unerwünschte Belastung der Gleichrichter durch die Impülsquelle /1 während der Einstell-Zeitintervalle vermieden wird. Auf die negativen Sperrimpulse der Impulsquelle /1 und auf den Gleichrichter D 3 kann verzichtet werden, sofern die Impulsquelle 11 eine genügend hohe Impedanz besitzt, um die unerwünschte Belastung der Verstärker zu vermeiden.

Während die einen Enden der Speicherleitungen M in vertikalen Gruppen zusammengefaßt sind, die je mit einem der Parallel-Magnetverstärker 10,11,12 verbunden sind, sind die anderen Enden der Speicherleitungen M in horizontalen Gruppen zusammengefaßt, welche mit den magnetischen Schaltern 13,14,15 usw. verbunden sind. Diese Schalter enthalten einen Magnetkern 30, der Vorzugs-, aber nicht notwendigerweise eine im wesentlichen rechteckige Hysteresisschleife aufweist. Der Kern 30 trägt beispielsweise ein Paar Ausgangswicklungen 31 und 32, eine Treiberwicklung 33 und eine Einstellwicklung 34. Die Ausgangswicklungen 31 und 32 sind als eine mittelangezapfte Einzel wicklung ausgeführt; sie können aber auch aus zwei getrennten Wicklungen bestehen, die miteinander und mit den horizontalen Steuerleitungen sinngemäß verbunden sind. Die anderen Enden der Ausgangswicklungen 31 und 32 liegen an Gleichrichtern D 4 und D 5, während die verschiedenen Treiberwicklungen 33 in Serie geschaltet und über einen weiteren Gleichrichter D 6 mit der Spannungsquelle £4 venbunden sein können.

Die Funktion der magnetischen Schalter 13,14,15 usw. ähnelt weitgehend der vorher beschriebenen Arbeitsweise der Zweirichtungs-Magnetverstärker. Angenommen, das Magnetjoch 30 befindet sich an seinem positiven Remanenz-Aribeitspunkt, so wird es nach Anlegen eines positiven Treibimpulses von der Quelle £4 her in den Bereich positiver Sättigung getrieben. Während dieses Vorganges wird nur eine verhältnismäßig geringe Spannung in den Ausgangswicklungen 31 und 32 induziert, so daß praktisch keine Gegenspannung an den Gleichrichtern D 5 und D 4 liegt und diese Gleichrichter für Ströme entgegengesetzter Richtungen durchlässig sind.

Wird andererseits ein Einstellsignal der Wicklung 34 zugeführt, bevor ein Treiberimpuls von der Quelle £4 geliefert wird, so wind das Magnetjoch 30 bis zu seinem negativen Remanenz-Arbeitspunkt getrieben, worauf das Anlegen des nächsten Treiberimpulses mit

ίο positivem Vorzeichen von der Quelle £4 her das Joch 30 von seinem negativen Remanenz-Arbeitspunkt zu seinem positiven Remanenz-Anbeitspunkt treibt, wodurch eine verhältnismäßig große Magnetflußänderung im Joch 30 hervorgerufen und eine verhältnismäßig hohe Spannung in j eder der Ausgamgswicklungen 31 und 32 erzeugt wird. Diese Ausgangsspannungen haben eine solche Polarität, daß die Gleichrichter D 4 und D5 ibeide gesperrt werden und jeden Stromfluß unterbinden. Die Wicklung 35 und der zugehörige Be-

ao grenzer 36 setzen eine obere Grenze für die Spannungen, die in allen Windungen auf dem Joch 30 induziert werden.

Im Betriebe ist die Arbeitsweise der Schalteinrichtung wie folgt: Einer der Schalter 13,14,15 usw. ist für den Stromfluß in einer von zwei Richtungen durchlässig, vorausgesetzt, daß kein Einstellimpuls unmittelbar vor dem Anlegen des Treiberimpulses zugeführt wurde. Die anderen Schalter lassen keinen Strom durch, da sie vor dem Anlegen des Treiberimpulses

So entsprechend eingestellt worden sind. Die Impulsquelle £4 erzeugt Ausgangsspannungen der in der Fig. 2 B gezeigten. Art, die aus einer Folge abwechselnder negativer und positiver Impulse ,bestehen, die während ■ der abwechselnden Einstell- und Treiberperioden auftreten. Die negativen Ausgangsimpulse von der Quelle £4 sperren während jeder der Einstellperioden den Gleichrichter D 6 und verhindern dadurch eine unerwünschte Belastung der Schalter durch die Quelle £4, während die positiven Ausgangsimpulse während jeder der Treiberperioden jeden der verschiedenen maignetischen Schalter entweder leitfähig machen oder sperren, je nachdem, ob ein Einstellsignai an ihn angelegt wurde oder nicht.

Eine weitere Impulsquelle £3 erzeugt in regelmäßigen Abständen negative Impulse (Fig. 2 C) während jedes der Einstell-Zeitintervalle ,S¹; diese negativen Impulse von der Quelle £ 3 erzeugen Vorspannungen, die das Auftreten von unerwünschten Strömen in den Sekundärwicklungen 31 und 32 der Schalter während der Einstelil-Zeitintervalle 5" verhindern. Zusätzlich kann jeder der magnetischen Schalter 13, 14,15 usw. eine oder mehrere Spannungsbegrenzerwicklung 35 tragen, die über Gleichrichter 36 an Vorspannungsquellen gelegt sind. Solche Spannungsbegrenzerwicklungen dienen zur Verhinderung von Überspannungen in den verschiedenen Schaltern 13, 14,15 usw. und sind insofern wichtig, als Überspannungen die Gleichrichter D 4 und D 5 zerstören und ferner dazu führen würden, daß ein Schalter der Quelle £4 eine unverhältnismäßig -große Leistung entzöge, so daß für den Betrieb der übrigen Schalter keine ausreichende Spannung mehr vorhanden wäre.

Im Betriebe wird während einer Einsteilperiode 6" einem der Zweirichtungs-Magnetverstärker 10,11,12 usw. ein Einstellimpuls zugeführt, während gleichzeitig weitere Einstellimpulse an alle magnetischen Schalter 13,14,15 usw., mit Ausnahme von einem, angelegt werden. Der Einstellimpuls, der dem ausgewählten Zweirichtungs-Magnetverstärker zugeführt wird, veranlaßt, daß dieser Verstärker während des

nächstfolgenden Treiberimpulses eine wesentliche Ausgangsspannung erzeugt, und diese Ausgangsspannung hat das Bestreben, einen Strom in einer von zwei vorgewählten Richtungen (abhängig von dem Schaltzustand der Stromquellen £1 und £2) in jeder der Speicherleitungen der dem Verstärker zugeordneten vertikalen Gruppe zu erzeugen. Die verschiedenen Einstellimpulse, die allen außer einem der magnetischen Schalter 13., 14,15 usw. zugeführt wurden, verhindern den Stromfluß durch alle außer einer der Speicherleitungen der gewählten Gruppe. Nur eine einzige Speicherleitung M tritt infolge des vorherigen Anlegens eines Einstellimpulses an den Verstärker ihrer vertikalen Gruppe in Tätigkeit. Die verschiedenen Speicherleitungen M können je eine Wicklung enthalten, die auf einen Speicher-Magnetkern gewickelt ist, der eine im wesentlichen rechteckige Hysteresisschleife aufweist, oder sie umfassen eine Vielzahl miteinander verbundener Wicklungen, die auf einer entsprechenden Vielzahl von Speicher-Magnetkernen aufgebracht sind.

Die beschriebene Arbeitsweise wird durch eine Betrachtung des in Fig. 2 gezeigten Impulsschemas noch leichter verständlich. Die Stromquelle /1 und die Spannungsquellen £3 und £4 erzeugen in regelmäßigen Abständen Ausgangsimpulse, die in den Fig. 2 A, "2 B und 2 C dargestellt sind. Die Eingangssignale von den Quellen »Control P« und »Control R«, die an den Tor-ImpulsquellenE2 bzw. El liegen, müssen so gerichtet sein, daß die Quelle E2 während der Zeitintervalle ti bis i6 und f 13 bis il7 (Fig. 2D) negative Ausgangssignale erzeugt, während die Tor-Impulsquelle^E 1 während des Zeitintervalls if 6 bis il3 (Fig. 2E) ein positives Ausgangssignal hervorbringt. Fig. 2 F stellt die Einstellsignale dar, die einem vorgewählten Zweirichtungs-Magnetverstärker während aufeinanderfolgender Einstell-Zeitintervalle 5¹ zugeführt werden. Fig. 2 G stellt eine weitere Einstdlsignalfolge dar, die den verschiedenen magnetischen Schaltern 13,14,15 usw. während aufeinanderfolgender Einstell-Zeitintervalle S zugeführt wird. Die Einstellsignale werden jeweils gleichzeitig allen außer dem bezeichneten magnetischen Schalter zugeführt.

Wird angenommen, daß während eines Zeitintervalls von Tl bis T 2 ein Einstellimpuls 1 dem Zweirichtungsverstärker 10 zugeführt wird und außer dem magnetischen Schalter 13 alle anderen magnetischen Schalter Einstellimpulse erhalten, so wird das Anlegen von Treiberimpulsen aus den Quellen/1 und £4 während des nächstfolgenden Treiber-Zeitintervalls T2 bis TZ einen Stromfluß nur durch die Speicherleitung Ml (Fig. 2 H) bewirken können. Die Polarität dieses Ausgangsimpulses Ml ergibt sich aus der Tatsache, daß die Tor-Impulsquelleiil zu diesem Zeitpunkt kein Ausgangssignal erzeugt, während die Tor-Impulsquelle E 2 einen negativen Impuls hervorbringt. Wenn während eines Zeitintervalls T3 bis T 4 ein Einstellsignal an den Zweirichtungsverstärker 11 gelegt wird und weitere Eingangssignale allen außer dem magnetischen Schalter 14 zugeführt werden, so wird während des nächstfolgenden Treiber-Zeitintervalls T 4 bis T5 ein weiterer Ausgangsimpuls in die Speicherleitung M2' gesandt. Auch dieser Erregerimpuls durch die Speicherleitung M 2' ist als positiver Impuls dargestellt, da der Schaltzustand in den Ausgängen der Quellen E2 und El sich nicht geändert hat. Es wird nun angenommen, daß während eines Zeitintervalls Γ 5 bis T 6 ein Einstellglied »w« dem magnetischen Verstärker 12 zugeführt wird, während alle magnetischen Schalter Einstellsignale erhalten, mit Ausnahme des magnetischen Schalters 15, dessen Eingang unbeaufschlagt 'bleibt. Wird weiter angenommen, daß die Eingangssignale'der Quellen El und £2 während des Zeitintervalls T 6 ibis Tl ein positives Ausgangssignal erzeugen, so wird nur in der Speicherleitung M_n" während dieses Zeitintervalle ein Strom fließen, und zwar wird dieser Strom die entgegengesetzte Richtung des im vorhergehenden Fall in der Speicherleitung erzeugten Stromes haben. Mit der

ίο Schalteinrichtung der Erfindung ist es nicht allein möglich, eine gewünschte Speicherleitung anzusteuern, sondern die Steuerung kann auch in jeder von zwei einander entgegengesetzten Richtungen erfolgen.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Schalteinrichtung können sowohl Verstärker für Parallel- als auch in Serienschaltung für die Steuerung 'benutzt werden. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Spannungsquelle EA und alle mit ihr in Serie liegenden Treiberwicklungen 33 weggelassen werden, und es können sämtliche Spannungsfoegrenzerwicklungen 35 in Fortfall kommen. Aus den Schaltern 13 bis 15 werden dann einfache Zweirichtungs-Magnetverstärker vom Serienschaltungstyp. In dieser Ausführungsform arbeitet die Schalteinrichtung weiterhin wie die An-Ordnung der Fig. 1, mit der Ausnahme, daß der Magnetisierungsstrom, der vorher von der Quelle £4 geliefert wurde, jetzt durch nicht vorgewählte Speichergnetisierungsstrom erzeugt in den Spulen 31 oder 32 dieser Serienverstärker 13 bis 15 fließt, die sich in nichtleitfähigem Zustand befinden. Dieser kleine Magnetisierungsstrom erzeugt in den Spulen 31 oder 32 eine Gegenspannung, wenn sie sich im Zustand hoher Impedanz befinden, und diese Gegenspannung verhindert ihrerseits einen größeren Stromfluß. Obwohl es für gewisse Zwecke ungünstig sein kann, einen solchen schwachen Magnetisierungsstrom durch die Speicherleitung M fließen zu lassen, wirkt er bei kleinen Speichern meist nicht störend und ergibt eine wesentliche Einsparung an Einzelteilen, da sie Impulsquelle £4 und die mit ihr zusammenhängenden Wicklungen und Dioden nicht benötigt werden. Es ist noch darauf hinzuweisen, daß bei der Verwendung eines derartigen Systems und bei Benutzung von Verstärkern des Serientyps an Stelle der Schalter 13 bis 15 der nicht eingestellte Verstärker während der Treiberperiode keine Flußänderung erfährt und daher den vollen Speicherstrom in der gleichen Weise durchläßt wie der nicht eingestellte Schalter in der im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform.

Eine weitere Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Schalteinrichtung verwendet Zweirichtungsverstärker an beiden Kanten der Steuermatrize. Ein solches System kann so gestaltet sein, daß wiederum die Impulsquelle £4, ihre zugehörigen Wicklungen und die verschiedenen Spannungsbegrenzerwicklungen 35 in Wegfall kommen und außerdem die Stromquelle Il und ihre zugehörigen Wicklungen weggelassen werden. In dieser Ausführungsform besitzt die Schalteinrichtung Zweirichtungs-Serienverstärker an beiden Kanten der Steuermatrize; die hierfür typischen Impulsformen sind in Fig. 3 dargestellt.

In Fig. 3 bedeuten die Bezeichnungen »S«, »B« und »D« entsprechend ihrer Reihenfolge »Einstellen«, »Blockieren« und »Treiben«, welche Funktionen die verschiedenen Impulse sinngemäß übernehmen. Während des Zeitintervalls Π bis Γ2 seien alle außer einem Verstärker der Gruppe 10 bis 12 usw. eingestellt. Während dieses Zeitintervalls gibt die Quelle El ein positives Signal und die Quelle£2 ein nega-

tiyes Signal; dadurch wird ein Stromfluß durch die Ausgangswicklungen (z. B. Wicklungen 23 und 24 auf dem Verstärker I'D) während des Einstellens verhindert, da die Potentiale, die an diesen Ausgangswicklungen wahrend des Einstellens entstehen; eine solche Pqlarität haben, daß sie einen Stromfluß in der Richtung niedriger Impedanz durch (die Gleichrichter, ζ. Β. Dl und D2, zu erzeugen versuchen. Während dieses Zeitititervialls Tl bis T2 werden alle außer einem Verstärker der Gruppe 13 bis 15 eingestellt, Die Impulsquelle £3 erzeugt ein negatives Potential, damit ein Stromfluß durch die Ausgangswicklungen (ζ. Β. Wicklungen 31 und 32 auf dem Verstärker 15) während dieses Zeitintervalls verhindert wird.

Während des Zeitintervalls T 2 bis T 3 (Fig. 3) erzeugt die Quölle E2 einen positiven Leistungsimpuls, der betrebt ist, einen geregelten Strom durch die Verstärker IQ bis 12 und dann über die Speicherleitungen M und die Verstärker 13 bis 15 nach Masse

47, 51; 48 und 52 positiv sind. Dies erzeugt einen Stromfluß von der Quelle — E über die Spule 42., Gleichrichter 43., Speicherleitung 44, Spule 45/Gleichrichter 46, Quelle E 6 nach Masse. Der negative Impuls von der Quelle E5 verhindert einen Stromfluß in den Spulen 49 und 50 und stellt so die Richtung des Stromflusses von unten nach oben durch die Speicherieitung 44 sicher.

Ein Stromfluß durch die Speicherleitung 44 in entgegengesetzter Richtung wird erzeugt, wenn die Impulsquelle E 5 im wesentlichen auf Nullpotential gehalten wird, während die Quelle E 7 ein positives Ausgangspotential + 2 E erzeugt. In diesem Falle wird ein Strom von Masse durch Quelle £5, Spule 50, Speicherleitung 44, Spule 49 nach + E fließen. In der Speicherleitung 44 wird somit ein abwärts gerichteter Stromfluß erzeugt.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 4 werden die in den verschiedenen Ausgangsspulen (wie z. B. 42,

zu treiben. Die Quelle E1 bleibt während dieses Zeit- 20 45, 49, 50) erzeugte Maximalspannungen durch die Intervalls T 2 bis T 3 auf einem positiven Potential, Spannungen an den Punkten begrenzt, an die diese damit der Strom, der sonst über El nach Masse
fließen und die Speicherleitungen umgehen würde,
blockiert wird. Da alle außer einem Verstärker der
Gruppe, die die Verstärker 10 bis 12 enthält, während 25
des Zeitintervalls Tl bis Γ 2 eingestellt wurden, befinden sich alle diese Verstärker außer einem im Zu

stand hoher Impedanz und versuchen, diesen Stromfluß zu verhindern. Der Erfolg ist, daß praktisch der Spulen mit ihren anderen Enden angeschlossen sind. Zum Beispiel ist das negative Ende der Spule 42 mit einer Quelle — E verbunden, während das positive Ende der Spule 49 an der Quelle +E liegt. Die anderen Enden dieser beiden Spulen sind über die Gleichrichter 43 und 53 zusammengeführt. Daher ist das höchste Potential, das in den beiden Spulen 42 und 49 induziert werden kann, gleich 2 · E, d. h. 1 · E pro

ganze Strom der Quelle E2 durch den einen uneinge- 30 Spule. Das gleiche gilt für den Verstärker 41, da wäh-

stellten Verstärker fließt. Aus demselben Grunde wird nur einer der Verstärker der Gruppe 13 bis 15 leitfähig, und dementsprechend führt nur eine der Speicherleitungen M Strom.

Während des Zeitintervalls T3 bis T4 ist wiederum nur ein Verstärker aus jeder Gruppe eingestellt. In der folgenden Treiberperiade Γ4 bis Γ5 erzeugt die Quelle E1 einen negativen Leistungsimpuls, während die Quelle E2 negativ bleibt und daher blockiert. Auf diese Weise wird ein Strom durch die eine ausgewählte Speicherleitung M erzeugt, und zwar in einer Richtung, die der des Stromflusses während des Zeitintervalls Γ2 bis T 3 entgegengesetzt ist. Die Steuermatrize arbeitet in praktisch der gleichen Art, wie bei rend der Treiberperioden die Quellen E 5 und E 6 eine solche Polarität haben, daß sie das über den Spulen 45 und 5Q entstehende Potential auf 2 · E begrenzen, Diese Tatsache macht es unnötig, zusätzliche Begrenzerspulen und Dioden, wie sie in der Fig. 1 dargestellt sind, vorzusehen.

Die in Fig. 5 nicht gezeigten Treiberimpulse für die Verstärker besitzen zweckmäßig auf wenigstens einer Seite der Anordnung eine Stromregulierung, so daßder Impuls durch die Speicherleitung in seinem Strome geregelt ist.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform der Erfindung wird nursein-Zweiriehtupgsverstarker, _z. B. in der Ausführung als Zweirichtungs-Parallel-Magnet-

Fig. 1 beschrieben, mit der Ausnahme, daß an beiden 45 verstärker, angewandt, um nur ein Ende einer Spei-Kanten der Steuermatrize Zweirichtungs-Serienver- cherleitung zu steuern. Diese besondere Form der Erstärker zur Steuerung benutzt werden.

Eine weitere. Ausführungsform der Erfindung ist in der Fig. 4 dargestellt; sie arbeitet nach dem Impulsdiagramm der Fig. 5. Die Anordnung der Fig. 4 benutzt Parallelverstärker an beiden Kanten der Steuermatrize, deren Einstell- und Treiberwicklungen nicht dargestellt sind. Während der Einstellperiode Tl bis T 2 ist ein Verstärker an der horizontalen Kante der Steuermatrize und ein Verstärker an deren vertikaler Kante eingestellt. Während der Treiberperiode D sind dies die einzigen Verstärker, die einen Ausgangsimpuls erzeugen. Daher ist die Speicherleitung 44, die an dem Schnittpunkt dieser beiden Steuerleitungen findumg ist in ihrem Aufbau außerordentlich einfach. Der Zweirichtungsverstärker zur Steuerung eines Endes einer Speicherleitung 66 enthält ein Joch 67 aus magnetischem Material, auf dem eine Einstellwicklung 64, eine Treiberwicklung 65 und zwei Ausgangsspulen 62 und 63 angebracht sind. Impulsquellen E 7 und E 8 erzeugen Blockierungsimpulse, die die Richtung des Stromflusses in der Speicherleitung festlegen. Diese Impulsquellen können einer Anzahl von Verstärkern gemeinsam sein. Wenn sich die Quelle E 7 auf Nullpotential befindet, führt die Quelle E 8 positives Potential, und ein Stromfluß durch die Treiberspule 65 treibt das Joch 67 durch einen Bereich hoher Permea-

der Steuermatrize liegt, die einzige Speicherleitung, 60 bilität auf seiner Hysteresisschleife, wodurch ein Strom die Strom

führt.

Während des Treiberintervalls D erzeugt entweder die Quelle £5 oder die Quelle E 6 einen Blockierungsimpuls, der die Stromrichtung in der Speicherleitung 44 bestimmt. Angenommen, die Quelle £5 erzeugt eine negative Polarität der Größe —2 E, und die Verstärker 40 und 41 waren während der vorhergehenden Einstellperiode eingestellt worden. In den Wicklungen 42, 49; 45 und 50 werden Spannungen induziert, über Quelle E 7, Gleichrichter 60, Spule 63 und Speicherleitung 66, nach unten gerichtet, fließt. Wenn die Impulsquelle E 7 negatives Potential führt und die Impulsquelle E 8 auf Nullpotential liegt, so wird die Schaltwirkung des Magnetjochs 67 in der Speicherleitung 66 einen Strom entgegengesetzter Richtung erzeugen, d. h. einen Strom, der von Masse über Speicherleitung 66, Wicklung 62, Gleichrichter 61 und Quelle £8, d.h. durch die Speicherleitung 66, nach

welche solche Polaritäten haben, daß die Spulenenden 70 oben gerichtet, fließt. Die über den Spulen 62 und 63

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bei dieser Ausführungsform der Erfindung auftretenden Spannungen sind auf die Potential differenz der zwischen den Quellen £7 und £8 herrschenden Spannungen begrenzt.

Während die Anordnung der Fig. 6 einen Zweirichtungs-Parallel-MJagnetverstärker zur Steuerung des einen Endes der Speicherleitung benutzt, ist ohne weiteres einzusehen, daß zu diesem Zweck auch ein Zweirichtungs-Serien-Magnetverstärker verwendet werden kann, wie dies an den anderen Ausführungsformen der Erfindung bereits dargelegt wurde. In dieser Ausführung kann die Treiberspule 65 der Fig. 6 in Wegfall kommen. Das Impulsdiagramm der Fig. 7 zeigt die typische Arbeitsweise eines solchen Zweirichtungs-Serien-Magnetverstärker dar. Während der Einstelleiner Speicherleitung (Abwandlung der Schaltung nach Fig. 6), und die verschiedenen Bezeichnungen »^«, »B« und »D« kennzeichnen Einstell-, Blockierungs- und Treifeerfunktionen der verschiedenen Impulse.

Die in der Fig. 7 gezeigten Impulsreihen stellen die Impulse bei einem Betrieb mit einem Zweirichtungs-Serien-Magnetverstärker dar. Während der Einstellperioden vS" liegt die Quelle £7 auf einem negativen Potential, um die z. B. in Spule 63 während der Ein-Stellperioden ^ auftretenden Induktionsspannungen zu blockieren. Im Zeitintervall T 2 bis T 3 ist die Quelle E 7 bestrebt, einen Strom in der Abwärtsrichtung durch die Speicherleitung 66 zu treiben. Wenn die Spule 63 sich im Zustand niedriger Impedanz befindet, kann dieser Strom fließen. Wurde dagegen der Verstärker vor Anlegen des Treiberimpulses von Quelle E 7 eingestellt, so befindet sich die Spule 63 im Zustand hoher Impedanz, und der Stromfluß wird verhindert. Während des Zeitintervalls T 2 bis TZ muß die Quelle ES auf einem Potential liegen, das wenigstens so hoch ist wie das der Quelle E7, um zu verhindern, daß der Strom aus E7 den Speicher umgeht, indem er über die Spule 62, den Gleichrichter 63 und die Quelle £8 fließt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schalteinrichtung für Magnetkernspeicher, dessen Speicherelemente in mehreren Speicherleitungen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Speicherleitung (Ml, M 2 in Fig. 1; 44 in Fig. 4; 66 in Fig. 6) mit zwei Ausgangs wicklungen von magnetischen Verstärkern (10, 11, 12 in Fig. 1; 40 in Fig. 4; 67 in Fig. 6) verbunden ist, welche zur Einstellung ihres Zustandes Steuerwicklungen (22 in Fig. 1; 64, 65 in Fig. 6) aufweisen und zur Erzeugung von Impulsen in den Ausgangswicklungen unter dem Einfluß von Treibimpulsen (J in Fig. 1; £5, £6 in Fig. 4; £7, £8 in Fig. 6) stehen und mittels deren in jeder Speicherleitung Impulse entgegengesetzter Richtung erzeugt werden können.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch δο gekennzeichnet, daß die magnetischen Verstärker magnetisierbare Kerne mit einer rechteckigen Hysteresischarakteristik enthalten, deren Steuerwicklungen Einstellimpulse in Zeitintervallen zwischen dem Auftreten der periodischen Treibimpulse zugeleitet werden können.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Enden der Speicherleitungen (M, 44, 66) in vertikalen Gruppen und die anderen Enden der Speicherleitungen in horizontalen Gruppen zusammengefaßt sind, von denen die vertikalen Gruppen mit Spaltenleitungen einer Steuermatrix und die horizontalen Gruppen mit Reihenleitungen dieser Steuermatrix verbunden sind, welche je mit magnetischen Verstärkern ausgerüstet sind, welche so ausgebildet sind, daß jede Speicherleitung in entgegengesetzten Richtungen über eine Reihen- und eine Spialtenleitung erregt werden kann.

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Speicherleitungen mit einem gemeinsamen Rückführungskreis (Fig. 6) verbunden ist.

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spaltenleitung der Steuermatrix mit einem magnetischen Verstärker (10, 11, 12) verbunden ist, welcher Steuerimpulse entgegengesetzter Richtung zu liefern vermag und jede Reihenleitung der Steuermatrix an einem als Schalter dienenden magnetischen Verstärker angeschlossen ist, welcher wahlweise den Durchtritt eines Steuerimpulses einer der Richtungen ermöglichen kann.

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder als Schalter dienende magnetische Verstärker (13, 14, 15) zwei Ausgangswicklungen (31, 32) besitzt, die miteinander verbunden sind und deren gemeinsamer Punkt an eine Reihenleitung der Steuermatrix angeschlossen ist.

7. Schalteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswicklungen (31, 32) der magnetischen Verstärker (13, 14, 15) aus einer einzigen Wicklung mit Mittelabgriff bestehen.

8. Schalteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgarigswicklungen (31, 32) der magnetischen Verstärker (13, 14, 15) mit steuerbaren Dioden (D 4, D 5) verbunden sind, von denen jede einen Stromfluß über die ihr zugeordnete Wicklung zu sperren vermag.

9. Schalteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die als Schalter vorgesehenen magnetischen Verstärker (13, 14, 15) eine Treibwicklung (33) besitzen, an welche eine Quelle regelmäßig wiederkehrender Treibimpulse (£4) angeschlossen ist.

10. Schalteinrichtung nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die als Schalter vorgesehenen magnetischen Verstärker (13, 14, 15) eine S teuer wicklung (34) besitzen, welcher Eingangssignale nach Wahl zugeführt werden können dergestalt, daß bei Auftreten eines Eingiangssignals der folgende Treibimpuls einen Ausgangsimpuls erzeugt, welcher die Dioden (D4, DS) sperrt, und daß, wenn kein Eingangssignal auftritt, der Treibimpuls keinen Ausgangsimpuls erzeugt und der Schalter sich im Zustand der Stromleitung befindet.

11. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden (D 4, DS) mit Impulsquellen (£1, £2) von Torimpulsen verbunden sind, deren Ausgangssignale einander ausschließen dergestalt, daß Ströme einer Richtung in einer der Ausgangswicklungen (23, 24) der Spaltenverstärker (10, 11, 12) nur fließen, wenn sich ein Ausgangssignal an denselben ausbildet, und daß in einer der Ausgangswicklungen (31, 32) eines der Schalter nur Strom fließt, wenn eine Ausgangsspannung an der Wicklung nicht vorhanden ist.

12. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Verstärker (10, 11, 12j der Spaltenleitungen eine Treibwicklung (21) besitzen, an weiche eine Quelle regelmäßig auftretender Treibimpulse angeschlossen ist.

13. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spaltenleitung zwei Adern aufweist, von denen jede mit einer der beiden Ausgangswicklungen (24, 25) des Verstärkers (10,11,12) verbunden ist, und daß jede Speicherleitung (M) mit ihrem einen Ende an den Veribindungspunkt zweier in Reihe liegender, die beiden Adern der Spaltenleitung brückender Dioden (D 1, D 2) angeschlossen ist.

14. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherelemente einer gewünschten Speicherleitung nur dann erregt werden, wenn ein Eingangssignal in der Steuerwicklung (22) des betreffenden Spaltenverstärkers (10, 11, 12) auftritt und wenn kein Eingangssignal in der Steuerwicklung (34) des entsprechenden Reihenverstärkers (13, 14, 15) auftritt.

15. Speichereinrichtung nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Verstärker eine zusätzliche Wicklung (35) besitzen, welche über einen Gleichrichter (D 6) an eine Spannungsquelle angeschlossen ist und welche das Auftreten von Überspannungen verhindert.

16. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Verstärker Verstärker des Serientyps sind.

17. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Verstärker Verstärker des Paralleltyps sind.

18. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Spaltenleitungen und an den Reihenleitungen der Steuermatrix magnetische Verstärker unterschiedlichen Typs angeschlossen sind.

19. Schalteinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle regelmäßig auftretender Treibimpulse Impulse wechselnder Richtung führt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
RCA-Review, 1952, S. 183 bis 201.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen