DE1015482B - Koppelschaltung fuer magnetische Schiebespeicher - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Schiebespeicher sind mehrstufige Einrichtungen, deren Speicherwerte durch Entnahmeimpulse von einer zur folgenden Stufe oder zu angeschlossenen Vorrichtungen übertragen werden können. Die Verwendung von bistabilen Magnetkernen als Speicherelemente für Schiebespeicher ist bekannt. Entnahmeimpulse auf eine Speicherstufe bewirken hierbei den Übergang des Speicherelementes von einem ersten in einen zweiten Magnetisierungszustand, vorausgesetzt, daß dieser erste Zustand vorher eingestellt war. Der Übergang in den zweiten Zustand verursacht einen Impuls, welcher der folgenden Stufe zugeleitet wird und deren Speicherelement ummagnetisiert.

Um zu verhindern, daß diese Umschaltung einer Stufe die vorhergehende Stufe beeinflußt oder der Eintrag eines Speicherwertes in eine Stufe unerwünschte Wirkungen auf benachbarte Stufen ausübt, ist es bekannt, Richtleiter zwischen Ausgangs- und Eingangswicklungen benachbarter Stufen oder parallel zu einer Eingangswicklung vorzusehen. Weiter wurde vorgeschlagen, die Richtleiter fest so vorzuspannen, daß nur Impulse einer Mindestamplitude die Koppelschaltung passieren können.

Die erfindungsgemäße Koppelschaltung für mehrstufige Schiebespeicher mit Magnetkernen als Speicherelemente und mit vorgespannten Richtleitern im Koppelzweig liefert eine größere Freizügigkeit im Aufbau und Betrieb, in der Wahl der Übertragungswege für die Speicherwerte und in der Zahl der von einer Stufe steuerbaren Folgestufen. Dies wird erreicht, indem die Höhe der Richtleitervorspannung gleichzeitig mit der Zufuhr eines Entnahmeimpulses an eine erste Speicherstufe durch einen der zugeordneten Kopplungsstufe zugeführten Impuls oder eine dieser aufgeprägte zusätzliche Vorspannung derart geändert wird, daß die Kopplungsschaltung für die Übertragung eines gegebenen Speicherwertes von der ersten auf die zweite Speicherstufe je nach der Polarität der resultierenden Richtleitervorspannung durchlässig oder gesperrt wird.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der nachstehend genannten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine idealisierte Hysteresisschleife des Kernmaterials eines magnetischen Speicherelements, wie es bei der Erfindung verwendet wird;

Fig. 2 zeigt das Schaltbild einer Schaltung zum Übertragen von Angaben mittels eines Impulsumformers, welcher zusammen mit einem anderen Schaltelement dazu dient, durch eine Zustandsänderung in einem Kern eine Zustandsänderung in einem anderen Kern herbeizuführen;

Fig. 3 stellt eine abgeänderte Schaltung der Fig. 2 dar;

Koppelschaltung für magnetische
Schiebespeicher

Anmelder:

IBM Deutschland Internationale

Büro-Maschinen Gesellschaft m.b.H.,

Sindelfingen (Würti), Böblinger Allee 49

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 25, August 1953

Munro King Haynes, Poughkeepsie, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 4 zeigt eine Schaltung zum wahlweisen Weiterleiten der im Kern gespeicherten Angaben zu anderen Kernen;

Fig. 5 zeigt eine Schaltung zum wahlweisen, gleichzeitigen Anlegen von Spannungen an den Übertragungskreis an Stelle der durch den Impulsumformer erzeugten Impulse;

Fig. 6 zeigt eine abgeänderte Schaltung der Fig. 5; Fig. 7 zeigt eine Schaltung, ausgehend von der Schaltung nach Fig. 6, die die wahlweise Übertragung zu verschiedenen Kernen gestattet.

Elektromagnetische Vorrichtungen mit einer oder mehreren Wicklungen, deren Kreise durch einen Kern aus magnetischem Material verkettet sind, welches eine im wesentlichen rechteckige Hysteresisschleife aufweist, besitzen zwei stabile Zustände. Die Arbeitsweise solcher binärer Vorrichtungen kann an Hand von Fig. 1 erklärt werden, die eine idealisierte Hysteresisschleife zeigt. Die Punkte α und / sind die beiden Remanenzpunkte. Wenn der Kraftfluß durch den Kern dem Punkt α entspricht, kehrt beim Magnetisieren des Kerns durch eine positive magnetomotorische Kraft (MMK) H₁ nach dem Abschalten dieser MMK der Kraftfluß auf den Punkt α zurück. Der gleiche Kraftfluß stellt sich beim Magnetisieren durch eine MMK von -H₁ oder -2H₁ nach dem Abschalten dieser MMK ein. Jedoch beim Anlegen einer so starken positiven MMK, z.B. +2H₁, daß der Knick der Schleife erreicht wird, erfolgt eine Zustandsänderung; die Schleife ab ede wird durchlaufen; wenn jetzt die MMK abgeschaltet wird, stellt sich der Kraftfluß des Kernes auf den Remanenz-

7OS 69S.'1O1

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punkt / ein. Eine positive MMK oder eine negative Kern 1 speichert nun die binäre 1, und diese An-

MMK, die nicht ausreicht, daß der Knick der gäbe soll auf den Kern 2 übertragen werden. Ein EntSchleife durchlaufen wird, schaltet den eingestellten nahmeimpuls wird an die Wicklung 7 derart zu-Zustand nicht um. geführt, daß Strom durch diese Wicklung in der entWenn eine Ausgangsspule mit diesem Kern ver- 5 gegengesetzten Richtung wie der Strom durch die kettet ist, tritt bei jeder Zustandsänderung durch den Wicklung 5 fließt, als die binäre 1 zugeführt worden Zusammenbruch des Feldes und den Aufbau des ist, wie durch einen Punkt an einem Ende der Wick-Feldes in entgegengesetzter Richtung ein Impuls an lung angezeigt ist. Dieser Entnahmestrom bewirkt dieser Spule auf. Gewöhnlich wird nur die Zustande- eine Umkehr des Kraftlinienflusses im Kern 1, so daß änderung von Punkt / zu Punkt α verwendet, wodurch io eine Spannung 2 V in der Wicklung 8 induziert wird, die Speicherung einer binären 1 im Kern angezeigt die der Spannung der Batterie 10 entgegengesetzt ist. werden kann. In diesen Fällen enthält der Ausgangs- Unter der Voraussetzung, daß die Pentode 13 nicht kreis gewöhnlich eine Diode zur Begrenzung des leitet, ist die Spannung, die in der Wicklung 8 indu-Stromes in der einen Richtung. ziert wird, unwirksam, da sie gleich, aber entgegen-

Gemäß der Erfindung werden Impulsübertrager mit 15 gesetzt der Vorspannung der Batterie 10 ist. Daher je zwei oder mehreren Wicklungen verwendet, deren kann kein Ausgangsimpuls an der Wicklung 9 des Stromkreise durch einen Kern aus magnetischem Kernes 2 auftreten, und die ursprünglich im Kern geMaterial magnetisch verkettet sind, das sich von dem speicherte Angabe ist gelöscht.

oben erklärten Material mit zwei stabilen Zuständen Wenn jedoch die Angabe im Kern 1 auf den Kern 2

deutlich unterscheidet, da der Kern solcher Impuls- 20 übergetragen werden soll, muß über den Impulsüberübertrager keine nennenswerte Hysteresis aufweist, trager 11 ein Impuls gleichzeitig mit dem an die so daß die Ausgangsspannung getreu die Eingangs- Wicklung 7 angelegten Entnahmeimpuls gegeben spannung- widerspiegelt. werden. Durch Anlegen eines positiven Impulses an

Fig. 2 zeigt zwei Magnetkerne 1 und 2 mit zwei den Gitterkreis 12 wird die Pentode 13 leitend, so daß stabilen Zuständen. Auf dem Kern 1 befinden sich die as ein Spannungsimpuls vom Wert V an der Wicklung drei Wicklungen 5, 7 und 8. Die Wicklung 5 ist die 14 des Impulsübertragers 11 erzeugt wird. Die Polari-Eingangswicklung, durch welche binäre Angaben in tat dieses Impulses ist an dem mit einem Punkt foediesem Kern 1 gespeichert werden. Die Wicklung 7 zeichneten Ende der Wicklung positiv und so geist die Entnahmewicklung, auf die ein Impuls ge- richtet, daß die Abnahme des 2 F-Impulses an der geben wird, um den Kraftfluß des Kerns auf die 30 Wicklung 8 unterstützt wird. Daher fließt ein StTOmJ₁ binäre 0 (Remanenzpunkt a) von der binären 1 in der angegebenen Richtung entgegengesetzt zu der (Remanenzpunkt /) wieder umzuschalten, wenn der Polarität der Vorspannbatterie 10. Die sich durch die Kraftfluß des Kerns vorher in diesen Zustand ge- Addition der an den Wicklungen 8 und 14 ergebende bracht worden ist. Wenn beim Anlegen eines Ent- Spannung ist nun groß genug, um die Vorspannung nahmeimpulses an die Wicklung 7 der Kern 1 einer 35 zu überwinden und der dann erzeugte Strom T₁ bebinären 0 entspricht, ändert sich der Zustand nicht. wirkt das Auftreten der eingezeichneten Spannung an Wenn jedoch beim Anlegen eines Entnahmeimpulses der Wicklung 9; der Kern 2 wird infolgedessen von an die Wicklung 7 eine Zustandsänderung eintritt, der binären 0 auf die binäre 1 umgeschaltet, wird ein Impuls von der Ausgangswicklung 8 zur Wenn also eine binäre 1 in Kern 1 gespeichert ist,

Wicklung 9 auf Kern 2 übertragen, die zum Ein- 40 wird sie auf den Kern 2 infolge des Zusammenführen von binären Angaben in den Kern 2 dient. Die treffens der an die Wicklung 7 und an den Gitter-Batterie 10 liefert eine Vorspannung für die Schal- kreis 12 der Pentode 13 angelegten Spannungsimpulse tung; die Diode 15 sperrt den Stromfluß von der übertragen. Die in Kern 2 gespeicherte binäre 1 kann Batterie 10. Die Wicklung 14 des Impulsübertragers später in derselben Weise entnommen werden. 11 liegt mit der Batterie 10, den Wicklungen 8 und 9 45 Der Entnahmeimpuls für den Kern 2 darf nicht und der Diode 15 in Reihe, so daß die Impulsspan- gleichzeitig mit dem Entnahmeimpuls für den Kern 1 nungen an dieser Wicklung das Potential der Vor- auftreten, da Angaben nicht gleichzeitig in den Kern 2 spannbatterie 10 unterstützen oder ihm entgegen- eingeführt und aus ihm entnommen werden köamen. Es wirken können, wie noch später erklärt wird. Die ist klar, daß gleichzeitig angelegte Einführ- und¹ EntPentode 13 liefert diese Spannungsimpulse, die den 50 nahmeimpulse keinen Impuls verwendbarer Größe er-Übertragungsstromkreis steuern. Die Pentode 13 ist zeugen, da solche Impulse gleich, aber entgegenim Ruhezustand nichtleitend, läßt jedoch einen dem gesetzt gerichtet sind.

Steuergitterkreis 12 aufgedrückten positiven Impuls Die Schaltung nach Fig. 2 kann so abgeändert

durchlaufen. werden, daß Angaben von einem ersten zu einem

Wie später erläutert wird, kann der Impulsüber- 55 zweiten Kern jederzeit übertragen werden können, trager 11 so geschaltet werden, daß der über ihn in die außer wenn die Pentode voll leitend ist. Das heißt, Schaltung eingeführte Spannungsimpuls das Weiter- das Weiterleiten von Angaben wird in diesem Fall leiten von Angaben von Kern 1 zu Kern 2 gestattet durch Anlegen eines positiven Impulses an das Gitter oder verhindert. der Pentode (vgl. Fig. 3) verhindert.

Wenn der Kern 1 die binäre 0 speichert, d. h., wenn 60 Ein der Wicklung 25 des Kerns 21 zugeführter Einsein Kraftfluß dem Remanenzpunkt α entspricht, be- führimpuls verändert den Zustand dieses Kerns von wirkt ein in Richtung von der Leitung 4 durch die der binären 0 auf die binäre 1, es wird somit eine 1 Wicklung 5 zur Leitung 6 fließender Einführungs- gespeichert. Diese gespeicherte 1 kann aus dem Kern strom eine Umkehr des Kraftlinienflusses in diesem durch Anlegen eines Impulses an die Wicklung 27 Kern und schaltet diesen dadurch von der binären 0 65 ebenso, wie oben in Verbindung mit der Fig. 2 beauf die binäre 1 um; dieser Zustand wird aufrecht- schrieben ist, entnommen werden. Durch das Anerhalten, bis eine weitere Umschaltung erfolgt. Die legen eines Entnahmeimpulses an die Wicklung 27 Speicherung der binären 1 bleibt eine unbestimmte wird der Kraftlinienfluß im Kern 21 umgekehrt, wo-Zeit lang ohne Stromverbrauch bestehen und wird durch eine Spannung von 2 V in der Wicklung 28 innicht bei Ausfall der Stromquelle gestört. 70 duziert wird. Die positive Polarität dieser Spannung ;^:

ist wieder durch einen Punkt an dem einen Ende der Wicklung angezeigt. Wenn die Pentode 33 nicht leitet, tritt keine Spannung an der AVicklung 34 des Impulsübertragers 31 auf, wodurch die Vorspannung V der Batterie 30 durch den Impuls an der Wicklung 28 überwunden wird und ein Strom I₂ in

artige Beispiele unter Verwendung von Batterien undherkömmlichen Handschaltern. Die Batterien sind, praktisch unbelastet und können durch jede beliebige Spannungsquelle ersetzt werden, die nur Strom ent-5 sprechend dem Sperrwiderstand der Diode liefern kann. Die Schalter können in üblicher Weise entsprechend der erforderlichen Arbeitsgeschwindigkeit betätigt werden.

Bei der Arbeitsweise der oben beschriebenen

der angegebenen Richtung fließt. Infolge dieses durch
die Wicklung 29 fließenden Stromes wird der Kraftlinienfluß im Kern 22 umgekehrt, wodurch die ursprünglich im Kern 21 gespeicherte binäre 1 auf den io Schaltungen hat die in den Impulsübertragern indu-Kern 22 übertragen wird. zierte Steuerspanmmg die Aufgabe zu erfüllen, die

Falls die Übertragung von Angaben dee Kerns 21 Diodenvorspannung 10 nach Fig. 2 wirksam herab^ zum Kern 22 erhindert werden soll, muß ein posi- zusetzen, so daß die Vorspannung 2 V ohne die tiver Impuls auf das Gitter 32 gleichzeitig mit dem S teuer spannung und V mit der Steuerspannung bean die Wicklung 27 angelegten Entnahmeimpuls ge- 15 trägt, und die Diodenvorspannung 30 nach Fig. 3 so geben werden. Eine an der Wicklung 34 induzierte zu erhöhen, daß die Vorspannung V ohne die Steuer-Spannung V unterstützt die Vorspannbatterie 30, die spannung und 2 V mit der Steuerspannung ist. Bei in der Wicklung 28 induzierte Spannung zu über- der Entnahme einer binären 1 aus einem Speicherwinden. Die algebraische Summe der verschiedenen kern tritt eine Übertragung ein, wenn die Dioden-Spannungen dieses Kreises ist also gleich Null; es 20 vorspannung gleich V ist, und wird gesperrt, wenn erfolgt daher keine Übertragung. Die Fig. 4 stellt eine die Diodenvorspannung gleich 2 V ist. Kombination der in Fig. 2 und 3 gezeigten Schal- Die Schaltungen nach den Fig. 5, 6 und 7 dienen

tungen dar. Die in einem einzigen Eingangskern 41 demselben Zweck. Fig. 5 und 6 zeigen zwei abgeänderte gespeicherten Angaben können wahlweise zu jedem Prinzipschaltungen, von denen jede eine Übertragung beliebigen Kern oder zu jeder beliebigen Kombina- 25 ermöglicht oder verhindert. Fig. 7 zeigt eine Kombition von Kernen, die an die Ausgangswicklung des nation, ausgehend von der Grundschaltung nach Eingangskerns angeschlossen sind, übertragen Fig. 6 und läßt eine wahlweise Übertragung zu den werden. Diese Schaltung weist nur zwei an die Aus- verschiedenen Ausgangskernen zu. gangswicklung 48 angeschlossene Stromkreise auf, je- Gemäß Fig. 5 ist, wenn der Kontakt 116 des

doch können bei dieser Schaltung auch noch weitere 30 Schalters geschlossen ist, die Vorspannung der Diode Stromkreise angeschlossen sein. Die Arbeitsweise 115 gleich der Differenizspannung der Batterien 100 dieser Schaltung ist dieselbe wie die oben beschriebene. und 114, da diese gegeneinandergeschaltet sind; wenn Eine im Kern 41 über die Wicklung 45 gespeicherte der Kern 101 mit den Wicklungen 105, 107, 109 jetzt binäre 1 kann auf den Ausgangsspeicherkern 42 nur durch Impulse magnetisiert wird, um eine binäre 1 durch Anlegen eines Entnahmeimpulses an die Wick- 35 zu entnehmen, wird diese 1 über die Wicklungen 109 lung 47 und gleichzeitig eines positiven Impulses an zum Kern 102 übertragen. Wenn andererseits der die Gitterkreise 52 und 72 der Röhren 53 und 73
übertragen werden. Der positive Impuls im Gitterkreis 52 steuert über den Transformator 54 den
Stromkreis für den Kern 42, in dem die Batterie 50 4°
und der Gleichrichter 55 vorgesehen sind, und der
positive Impuls im Gitterkreis 72 steuert über den
Transformator 74 den Stromkreis für den Kern 62,
in dem die Batterie 70 und der Gleichrichter 75 vorgesehen sind, wodurch die binäre 1 über die Wick- 45 spannung gleich 2 V, so daß eine Übertragung verlung 49 zum Kern 42 übertragen wird und der Kern hindert wird.

62 unverändert bleibt. I_n der Schaltung nach Fig. 7 weist, wenn sich beide

Eine in Kern 41 gespeicherte binäre 1 kann über Schalter 158 und 178 in ihrer oberen Stellung bedie Wicklung 69 zum Kern 62 nur übertragen werden, finden, so daß eine Verbindung über den Kontakt 156 wenn beim Zuführen eines Entnahmeimpulses an die 50 und eine über den Kontakt 176 hergestellt sind, der Wicklung 47 gleichzeitig keine positiven Impulse auf die Wicklung 149 enthaltende Stromkreis die Diodendie Gitterkreise 52 und 72 gegeben werden. vorspannung V auf, so daß eine Übertragung zum

Eine im Kern 41 gespeicherte· binäre 1 kann gleich- Kern 142 erfolgt, während der die Wicklung 169 entzeitig auf den Kern 42 und auch auf den Kern 62 haltende Stromkreis durch 2 V vorgespannt ist, so daß übertragen werden, wenn ein positiver Impuls an den 55 keine Übertragung zum Kern 162 stattfinden kann. Gitterkreis 52 gleichzeitig mit dem Entnahmeimpuls Wenn die beiden Schalterarme mit den unteren Kontakten verbunden sind, sind die Bedingungen umgekehrt; es kann dann eine Übertragung zum Kern 162, aber nicht zum Kern 142 stattfinden. Wenn sich

Kontakt 117 geschlossen ist, ist die Vorspannung gleich 2 V; eine Übertragung wird dadurch verhindert.

Gemäß der Schaltung nach Fig. 6 ist, wenn der bewegliche Kontaktarm des Schalters mit dem Kontakt 216 verbunden ist, die Vorspannung gleich V, so> daß eine Übertragung erfolgt, aber wenn dieser Kontaktarm mit dem Kontakt 217 verbunden ist, ist die Vor

an die Wicklung 47 angelegt wird, während jedoch
kein positiver Impuls dem Gitterkreis 72 zugeführt
wird.

Wenn weitere Übertragungsstromkreise der in 60 cü_e Schalter in verschiedenen Stellungen befinden, Fig. 2 und 3 gezeigten Art parallel zur Wicklung 48 d. h., wenn der Schaltarm 158 an dem Kontakt 156 angeschlossen sind, kann eine binäre 1 zu den zugeordneten Ausgangsspeicherkernen wahlweise in der

oben beschriebenen Weise durch wahlweise Betäti-

und der Schaltarm 178 an dem Kontakt 177 liegt, können Übertragungen zu beiden Kernen 142 und 162 erfolgen; schließlich werden, wenn der Schaltarm 158 gung der Schaltröhren weitergeleitet werden. 65 _mit dem Kontakt 157 und der Schaltarm 178 mit dem

Die steuernden Pentodenröhren und Impulsüber- Kontakt 176 verbunden sind, die Übertragungen zu trager können durch jede andere Spannungsquelle ersetzt werden, die in den Übertragungskreis ein- und aus

geschaltet werden kann, ohne diesen Kreis zu unter-

beiden Kernen 142 und 162 verhindert.

Jede beliebige Anzahl von Ausgangswicklungen, die nur durch die Leistungsfähigkeit des Eingangs-

brechen. Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen verschiedene der- 70 kerns begrenzt ist, kann an die Ausgangswicklung des

Eingangskerns angeschlossen werden, wobei jede Ausgangswicklung ihren eigenen Schalter aufweist und jeder Schalter selbständig betätigt werden kann, so daß jede gewünschte Übertragungs- oder Sperrschaltung erzielbar ist.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schaltung zum Weiterleiten von Informationen in mehrstufigen, aus Magnetkernen gebildeten Schiebespeichern, deren Koppelschaltungen zwischen zwei Stufen Richtleiter und zugehörige Vorspannungsquellen enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Richtleitervorspannung gleichzeitig mit der Zufuhr eines Entnahmeimpulses an eine erste Speicherstufe durch einen der zugeordneten Kopplungsstufe zugeführten Impuls oder eine dieser aufgeprägte zusätzliche Vorspannung derart geändert wird, daß die Kopplungsschaltung für die Übertragung eines gegebenen Speicherwertes von der ersten auf die zweite Speicherstufe je nach der Polarität der resultierenden Richleitervorspannung durchlässig oder gesperrt wird.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Vorspannungen durch transformatorische Eingabe des Impulses in die Kopplungsschaltung geändert wird,

3. Schaltung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der transformatorisch in die Kopplungsschaltung eingeführte Impuls durch Auftasten einer normalerweise gesperrten Röhre erzeugt wird, in deren Anodenkreis ein Impulsübertrager liegt, wobei das Auftasten gleichzeitig mit der Zuführung des Entnahmeimpulses an ein Speicherelement erfolgt.

4. Schaltung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsübertragung von einem Speicherelement einer Stufe auf mehrere Speicherelemente einer folgenden Stufe wahlweise einzeln oder zusammen durch Steuerung des Vorspannungspotentials von diesen Elementen in dem Kopplungskreis zugeordneten Richtleitern erfolgt.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der zwischen dem Speicherelement einer ersten Stufe und einem Speicherelement der folgenden Stufe liegenden Kopplttngsschaltungen ein röhrengesteuerter Impulsübertrager liegt, dessen Sekundärwicklungen verschieden gepolt sind. "

6. Schaltung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch wahlweise Steuerung der an die Impulsübertrager angeschlossenen Röhren diejenigen Speicherelemente der folgenden Stufe ausgewählt werden, zu denen von einer ersten Stufe Informationswerte übergeführt werden sollen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Electronics, Januar 1951, S. 108 bis 111.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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