DE1054750B - Verfahren zur Stoerwertunterdrueckung bei Magnetkernspeichern - Google Patents

Description

Während des Entnahmevorganges von Magnetkernspeichern entstehen in solchen Kernen, die nur mit einem Bruchteil der Ummagnetisierungsfeldstärke erregt werden, Störsignale wegen der Abweichung der Hysteresekurve des Kernmaterials von der Rechteckform. Die Amplitude des Störsignals liegt in der Größenordnung des Nutzsignals, da sich die Beiträge vieler Kerne teilweise summieren. Als Abhilfe wurde schon vorgeschlagen, die Magnetisierungsströme der Wicklungen eines Kerns mit zeitlicher Verschiebung, aber Überlappung anzulegen oder die Ausgangsspannung zu integrieren und diese Integration auf die Überlappungszeit der Magnetisierungsströme zu begrenzen oder den Kernen nacih der Werte-Eingabe einen Vormagnetisierungsimpuls kleiner als die Koerzitivkraft zuzuführen oder in die Entnahmeleitungen einen dem Störsignal entgegengerichteten Impuls fester Größe einzukoppeln.

Die Amplitude der Störwerte ist je nach der Vorgeschichte der Kerne und bei aufeinanderfolgender Entnahme aus verschiedenen Spalten oder Zeilen des Speichers unterschiedlich. Das erfindungsgemäße Verfahren der Störwertunterdrückung berücksichtigt diese Unterschiede. Es stellt zudem an die Eigenschaften der Kerne und an die Konstanz der Treiber keine hohen Anforderungen und ist sparsam im Schaltungsaufwand.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Störwertunterdrückung bei der Entnahme aus Magnetkernspeichern mit dem Merkmal, daß vor oder nach jeder Entnahme ein dem Störpegel dieser Entnahme proportionaler Schwellwert gebildet und der den Schwellwert überschreitende Teil der Entnahmespannung als Ausgangssignal gewertet wird.

Die folgende Beschreibung bringt zwei Ausführungsbeispiele des Verfahrens, erläutert an Hand der Zeichnungen, die in

Fig. 1 das Schema eines Magnetspeichers, in

Fig. 2 die Hysteresekurve des Kernwerkstoffes, in

Fig. 3 einen Impulsgenerator für die Magnetisierungsleitungen, in

Fig. 4 ein Schaltbild für die Schwellwertbildung, Entnahme und Regenerierung, in

Fig. 5 den Spannungsverlauf einiger Punkte der Schaltung von Fig. 4, in

Fig. 6 eine Schaltung zur Schwellwertbildung nach der Entnahme und in

Fig. 7 den Spannungsverlauf in einigen Punkten der Schaltung von Fig. 6 zeigen.

In Fig. 1 ist schematisch eine Magnetkernmatrix dargestellt. Sie enthält zehn mn Magnetkerne, verteilt auf η Gruppen von je zehn Zeilen und m Spalten. Von einer ersten Zahl von waagerechten Leitungen Z1... Xi ... X10 durchdringt Xi alle Kerne der Zeile i in Verfahren zur Störwertunterdrückung
bei Magnetkernspeicher!!

Anmelder:

IBM Deutschland
Internationale Büro-Maschinen

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

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 16. November 1954

Auguste F. Mestre, Creteil, Seine (Frankreich),
ist als Erfinder genannt worden

den η Gruppen, von einer zweiten Zahl von waagerechten Leitungen Y1 ... Yj ... Yn durchdringt Yj alle Kerne der Zelle /. Schließlich durchdringen m senkrechte Leitungen Vl . . . Vk .. . Vm die zehn Kerne η derselben Spalte. Es ist also möglich, einen ausgewählten Kern der Matrix zu bestimmen durch seine drei Koordinaten Xi, Yj₁ Vk. Natürlich ist die Darstellung von Fig. 1 rein schematisch, und es versteht sich, daß die in den Leitungen Xi oder Yj fließenden Ströme alle Kerne, die sie durchsetzen, in gleicher Weise magnetisieren.

Die verwendeten Magnetkerne haben Kennlinien, wie sie Fig. 2 zeigt. Ein Feld +H schaltet sie aus dem Zustand »1«, der durch eine negative Remanenz gekennzeichnet ist, in den Zustand »0« mit positiver Remanenz und umgekehrt. Andererseits genügt aber eine Feldstärke halber Größe nicht zu ihrer Umschaltung, sondern bewirkt nur eine sehr leichte Veränderung der Kerninduktion um P bzw. p.

Die Speicherung in einer solchen Matrix erfolgt gemeinsam durch eine Leitung Xi und eine Leitung Yj, die eine bestimmte Reihe der Matrix durchlaufen. Wenn Impulse der Stärke ± i/2 gleichzeitig diesen beiden Leitungen aufgeprägt werden, erzeugt das Zu-

sammenwirken der beiden Leitungen in der Zeile Xi. Yj einen Strom ±k, der ein Feld ±H erzeugt, ausreichend für die Umschaltung der im Zustand »1« bzw. »0« befindlichen Kerne. Andererseits folgen außerhalb dieser Zeile die Leitungen Xi und Yj ver-

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schiedenen Pfaden und setzen daher die Kerne, die sie durchlaufen, nur dem Feld ±H12 aus, das für jeden Kern wirkungslos bleibt. Wenn z. B. die Zeile Xi, Yj von Strom -i durchflossen wird, erfolgt Speicherung einer »1« in jedem Kern der Reihe, wenn nicht ein positiver Stromimpuls in die senkrechten Leitungen dieser Kerne geschickt wird, dessen Feld dem von den beiden Leitungen Xi, Yj erzeugten Feld entgegenwirkt und die Einführung einer »1« verhindert.

Die Entnahme aus einer solchen Matrix geschieht wie folgt: Soll eine Entnahme aus dem Kern Xi, Yj, Vk erfolgen, so wird ein positiver Stromimpuls +k/2 jeder Leitung Xi und Yj aufgeprägt, so daß alle Kerne der Zeile Xi, Yj in den »O«-Zustand umschalten. Die Entnahme erfolgt gleichzeitig in allen senkrechten Reihen. In der ausgewählten Leitung Vk gibt es kein Ausgangssignal, wenn der Kern Xi, Yj, Vk eine »0« enthält; aber wenn er eine »1« enthält, wird ein Ausgangssignal festgestellt. Soll in Reihe Vk nur der Kern Xi Yj Vk umgeschaltet werden, so werden in dem angeführten Beispiel jedoch in dieser Reihe w-1 Kerne von Xi durchlaufen und + H/2 ausgesetzt und neun Kerne von Yj durchlaufen und ebenfalls + H/2 ausgesetzt. Je nachdem, ob diese Kerne im Zustand »1« oder »0« sind, ergeben sich daraus leichte Induktionsänderungen P oder p (Fig. 2), die in der Leitung Vk durch ihre Häufung ein Störsignal von grundsätzlich variabler Stärke, aber etwa gleicher Größenordnung wie ein mögliches Nutzsignal hervorrufen.

Fig. 4 zeigt alle Bestandteile der Entnahmeanordnung: Das eine Ende der Entnahmeleitung VK ist über den Punkt 1 geerdet. Sie folgt der Stellenspalte/,; und berührt die Kerne ZlO Yn, X9 Yn, ... Xi Yj, ...XZYl, XlYl und führt zum Punkte des Steuergitters der linken Seite einer Doppeltriode I, deren linke Seite als Anodenverstärker arbeitet, gefolgt von einem Kathodenverstärker (rechte Seite). Die Kathode der linken Seite ist an das Ende der Leitung Vk angeschlossen und geerdet. Punkt B, dessen normales Potential + 20 Volt beträgt, erfährt verstärkte und umgekehrte Potentialänderungen wie Punkt A. Das Potential von Punkt C beträgt normalerweise -j- 20 Volt. Die Diode 16 ist leitend, wenn das Potential von Punkt B das von Punkt C überschreitet, so daß das Potential von C dem Potential von B folgen kann, wenn letzteres steigt, und auf dieser Höhe durch den Kondensator 17 gehalten wird. Punkt C ist über einen Kondensator 17, der zur Speicherung der Amplitude der durch Strom X erzeugten Störsignale dient, geerdet und außerdem über den Kondensator 18 an den Punkt E angeschlossen, der über eine Diode 77 mit der — 100-VoIt-Klemme 78 verbunden ist.

Durch diese Diode wird verhindert, daß das Potential im Punkt E unter —100 Volt abfällt. Andererseits führt der Punkt E zu dem Steuergitter einer Triode II, deren Kathode an der — 95-Volt-Klemme 80 liegt. Die Röhre II ist normalerweise gesperrt. Sie wird leitend, wenn das Potential im Punkt £ auf —95 Volt steigt, und gibt dann einen negativen Impuls an die Klemme 25, den Ausgang der Entnahmevorrichtung ab. Das Gitter einer Röhre V ist an die Anode der Röhre II über die Klemme F, die normalerweise auf -4OVoIt liegt, die Diode 27 und die Leitung 26 angeschlossen. Die Anode der Röhre V ist über eine Induktivität 34 mit der +300-Volt-Klemme 35 und über den Kondensator 36 mit dem Impulsaüsgang 37 verbunden, der den »1«-Eintrag verhindert. Der Punkt F ist außerdem über eine Diode 38 an.den Punkt G einer Impulsspeiseleitung angeschlossen, die den m Entnahmeanordnungen der Matrix gemeinsam ist und auch an die Kathode 39 einer Triode VI führt. Die von dem allgemeinen Synchronisierungssystem kommende Leitung 50 ist über den Kondensator 49 mit dem Steuergitter der Röhre VI verbunden. Die Röhrengruppe V und VI dient zur Regeneration der dem Kern entnommenen Angaben. Die Röhre VI speist den Punkt G mit einem positiven Impuls, der zu dem Steuergitter der Röhre V über die Diode 38 übertragen wird, wenn nicht ein negativer Impuls, der durch die Abtastvorrichtung erzeugt und über die Diode 27 übertragen wird, ihn verhindert. Der Punkt E ist über die Diode 65 an den Punkt D auf einer Impulsspeiseleitung angeschlossen, die den Entnahmeanordnungen« der Matrix gemeinsam ist. Punkt D, an dem normalerweise eine Spannung von —90VoIt liegt, ist über diese Leitung mit der Kathode einer Triode IV verbunden, die über einen Widerstand an die — 100-Volt-Klemme 79 angeschlossen ist. Die Leitung 76 von dem allgemeinen Synchronisierungssystem führt über den Kondensator 75 zu dem Steuergitter der Röhre IV. Die Röhre IV liefert in der erforderlichen Zeit einen negativen Impuls, der über die Diode 65 verhindert, daß das Potential im Punkt E dem im Punkt C herrschenden Potential folgt, wenn letzteres steigt. Der Punkt C ist über die Diode 51 an den Punkt D1 (normalerweise auf +35 Volt) auf einer Impulsspeiseleitung angeschlossen, die den Entnahmeanordnungen m der Matrix gemeinsam ist. Die Leitung 63 kommt von dem allgemeinen Synchronisierungssystem. Sie steuert die Röhre III und stellt die Vorrichtung nach einer Entnahme in ihren Anfangszustand zurück.

Die Abtastvorrichtung arbeitet wie folgt: Während eines Arbeitsumlaufes empfangen eine Leitung Xi und eine Leitung Yj, die nach den Erfordernissen der Rechnung durch den Adressenentschlüßler ausgewählt werden, Stromimpulse der Stärke +i/2, die von zwei ' Impulsgeneratoren erzeugt werden. Ein solcher Generator ist in Fig. 3 dargestellt. Über die Leitung 81 kommt von der zugeordneten Rechenmaschine die Adresse in den Entschlüßler 82, welcher den der richtigen Leitung Xi entsprechenden Impulsgenerator auswählt. Die vier Dioden sind normalerweise leitend. Sobald das allgemeine Synchronisierungssystem einen positiven Impuls zu einer der Leitunigen 88 oder 89 leitet, entsteht ein positiver oder negativer Stromimpuls auf der Leitung Xi zwischen dem Punkt 87 und Erde. Eine ähnliche Vorrichtung arbeitet für Leitung Yj. Diese Impulse sind bei X und Y (Fig. 5) dargestellt. In dieser Figur entsprechen die durchgehend gezeichneten Impulszüge der Entnahme einer »1«. Die der Entnahme einer »0« entsprechenden Impulszüge sind gestrichelt gezeichnet. Die folgenden Zeitpunkte werden besprochen:

7'I = Auswertung des Störimpulses infolge eines Stromimpulses X.

T2 = Wiederherstellendes magnetischenZustandes der von der Leitung Xi durchsetzten Kerne.

T 3 = Vorbereitung der Entnahme und der Erzeugung des Störimpulses infolge des Stromimpulses Y.

T 4 = Entnahme und Erzeugung des Speicherwertes, der den Störimpulsen überlagert ist.

TS = Vorbereitung der eventuellen Wiederherstellung des Wertes »1« in dem betreffenden Kern.

T 6 — Eventuelle Wiederherstellung des Wertes »1«. T 7 = Ruhestellung der Entnahmevorrichtung.

Da das im Zeitpunkt T 4 erscheinende Signal nur den durch die Leitung Xi erzeugten Störimpuls enthält, besteht das Verfahren nach der Erfindung darin, diesen Störimpuls in dem Zeitpunkt Γ1 auszuwerten und im Zeitpunkt T4 die Differenz zwischen dem Gesamtsignal und diesem im Zeitpunkt T1 ausgewerteten Störsignal darzustellen.

Aus dem nachstehend gegebenen Beispiel wird die Arbeitsweise der Vorrichtung besser verständlich. Es wird auf die Fig. 4 und 5 Bezug genommen.

Der Impuls (A, Tl) von der Entnahmeleitung Vk erscheint verstärkt und mit umgekehrter Phase am Ausgang des Kathodenverstärkers, d. h. bei B. Der Kondensator 17 wird über die Diode 16 auf die im

die eventuelle Rückstellung auf »1« bewirken will, erfolgt diese nicht, und die »0« bleibt im Kern Xi Yj erhalten.

Wenn eine »1« in dem Kern Xi Yj gespeichert war, 5 zeigt der Punkt C im Zeitpunkt Γ 4 eine Potentialerhöhung; der Punkt £ zeigt dieselbe Potentialerhöhung, und die Röhre II wird leitend. Das Potential im Punkt 22 wird niedriger als 0, was den Wert »1« auf der Ausgangsleitung 25 kennzeichnet. Im Zeito Punkt T5 verhindert die jetzt leitende Diode 27, daß die Spannung im Punkt F der im Punkt G auftretenden Spannungsänderung folgt. Die Röhre V bleibt abgeschaltet und hat daher keinen Stromimpuls. Infolgedessen wird die Wirkung der negativen Stromimpulse X Punkt5 auftretende Spitzenspannung aufgeladen. 15 und Y nicht aufgehoben, und die »1« im Kern Xi Yj Hierbei ist zu beachten, daß bis zum Zeitpunkt T 7 die wird regeneriert.

Diode 51 nicht leitet. Da der Punkt £ im Zeitpunkt Hierbei ist jedoch zu beachten, daß die Angaben

T1 durch die Spannung im Punkt D über die Diode bereits im Punkt £ verfügbar sind und daß der rest-65 auf —100 Volt gehalten wird, folgt er nicht der liehe Stromkreis nur für die zu seiner weiteren Ver-Potentialänderung im Punkt C, und der Kondensator 20 wendung erforderliche Weiterleitung dient. 18 lädt sich daher auf. Im Zeitpunkt T 7 entlädt ein Impuls D1 den Kon

densator 17 über die Diode 51, das Potential im Punkt C geht in den Anfangszustand zurück, der Punkt £ erfährt dieselbe Potentialsenkung, die jedoch durch die Diode 77 auf —100 Volt begrenzt ist.

Somit ist ersichtlich, daß für Aufzeichnung und Entnahme dieselben Stromkreise verwendet werden. Als. Beispiel ist in Fig. 6 eine zweite Ausführungsform veranschaulicht. Die Auswertung der Höhe der Stör-

der Matrix ist dieser im Zeitpunkt T 3 erzeugte Stör- 30 impulse erfolgt hierbei nach der Abfühlung. impuls kleiner oder größer als der im Zeitpunkt Tl Im Zeitpunkt ti beginnt der Impuls Y, der die

Im Zeitpunkt T2 stellt ein negativer Stromimpuls X den magnetischen Zustand der Kerne, die von Leitung Xi durchlaufen werden und zur Zeit T1 leicht entmagnetisiert worden sind, wieder her.

Im Zeitpunkt T 3 beginnt der Impuls Y, der die Umschaltung der Kerne der ausgewählten Leitung vorbereitet und einen charakteristischen Störimpuls für die Leitung Y erzeugt. Je nach der Ausführung

erzeugte. Im ersten Falle ist er wirkungslos. Im zweiten Falle wird er durch einen kurzen Impuls entgegengesetzter Richtung und genügender Größe auf die Entnahmeleitung kompensiert.

Im Zeitpunkt Γ 4 empfängt der Punkte entweder denselben Störimpuls wie im Zeitpunkt Π bei der Einführung einer »0« in den Entnahmekern oder die Überlagerung dieses Störimpulses mit dem Signal

Entnahme vorbereitet. Er erzeugt einen für die Leitung Y charakteristischen Störimpuls, der wie bei der ersten Ausführung unterdrückt wird. Im Zeitpunkt t2 erfolgt die Entnahme durch die Koinzidenz der beiden Impulse X und Y. Das resultierende Signal wird übertragen und verstärkt wie bei der ersten Ausführung. Die Vorderflanke des Impulses, die bei B erscheint, lädt den Kondensator 90 auf seine

Punkt B über den Kondensator 90, den Punkt H, das Steuergitter und die Kathode der Triode 92 zur Erde fließt.

Wenn der Punkt B am Ende des Impulses (B, t2) sein Anfangspotential wieder erreicht, hat das Potential im Punkt ff denselben Abfall erlitten, denn der vorerwähnte Strom fließt nicht mehr, weil das Potential im Punkt i7 unter dem Abschaltpotential der

einer »1«. Bei (B, T 4) erscheint wieder das Signal 40 Spitzenspannung auf, da die Spannung an Punkt H

(A, T 4), und zwar verstärkt sowie bezüglich der nicht ansteigen kann infolge des Stromes, der vom Phase umgekehrt und am niederohmigen Ausgang.
Der Kondensator 17 wird durch denselben Vorgang
wie vorher auf die Spitzenspannung von (B, T 4) aufgeladen, falls diese größer ist als (B, Tl), wobei die 45
Spannung im Punkt C einen Anstieg gleich der Differenz zwischen (B, T4) und (B, Tl) erfährt. Da die
Diode 65 infolge der Potentialerhöhung von D nicht
mehr leitend ist, wird der Punkt E nicht mehr auf

— 100 Volt gehalten und folgt im Zeitpunkt T 4 der so Triode 92 liegt. In Fig. 7 stellt die bei H wiedergege-

Potentialschwankung im Punkt C. bene Strich-Punkt-Linie die Höhe des Abschaltpoten-

Wenn eine »0« in dem betreffenden Kern gespei- tials der Triode dar.

chert war, bleibt der Punkt E auf seiner Anfangs- Im Zeitpunkt i3 stellt der Impuls X den magnespannung von —100 Volt. Die Röhre II, deren Kathode tischen Zustand der von Leitung Xi berührten Kerne 19 an die — 95-Volt-Klemme angeschlossen ist, ist 55 wiedeT her mit der eventuellen Ausnahme des Entnichtleitend. Punkt 22 behält das +25-Volt-Potential nahmekerns.

bei, das den Wert »0« an der Ausgangsleitung 25 dar- Im Zeitpunkt i4 erfolgt die Auswertung des Störstellt. Im Zeitpunkt Γ 5 bereitet ein negativer Strom- impulses infolge des Stromimpulses X. Der Punkt ff impuls auf der Leitung Y eine eventuelle Rückstellung folgt den Potentialschwankungen im Punkt B. Wähdes Kerns Xi Yj auf »1« vor, was aber im vorliegen- 60 _rend des Impulses (Z, i4) steigt das Potential bei B den Falle nicht eintreten darf. und daher auch bei H auf den Wert der Amplitude

Der dann im Punkt G erscheinende Impuls wird der Störsignale von der Leitung Xi an. Falls eine »1«

zum Punkt F über die Diode 38 übertragen, da die in dem Entnahmekern enthalten ist, übersteigt das

Diode 27 nichtleitend ist und unwirksam bleibt. Daher Potential im Punkt H nicht das Abschaltpotential der

wird die Röhre V während dieses Impulses leitend 65 Triode 92, und es wird kein Signal im Punkt J fest-

und schickt einen Stromimpuls auf die Leitung 37, die gestellt (durchgehend gezeichnete Kurve / in Fig. 7).

parallel zu der Abtastleitung liegt und den Kern Xi Yj Falls eine »0« enthalten ist, übersteigt das Potential

in der entgegengesetzten Richtung durchläuft. Dieser von H das Abschaltpotential, so daß die Triode 92

Stromimpuls löscht die Wirkung des Impulses (Y, leitend wird und ein die »0« darstellender negativer

TS), Wenn der Stromimpuls (X, T5) erscheint, der 70 Impuls im Punkt 7 entsteht (gestrichelte Linie). Die

Auswertung eines solchen Signals kann durch beliebige, an sich bekannte Kreise erfolgen.

Am Ende des Abtastumlaufs erfolgt die Rückstellung der Abtastvorrichtung in den Anfangszustand durch Weiterleitung eines positiven Impulses über die Diode 91 und die Leitung D 2.

Obwohl hier die wesentlichen Merkmale der Erfindung in Anwendung auf verschiedene Ausführungsbeispiele beschrieben und dargestellt worden sind, kann natürlich das Verfahren, das in der Auswertung der Amplitude der erzeugten Störsignale vor und nach der Entnahme besteht, außer auf Magnetkernmatrizen auch auf andere Vorrichtungen angewendet werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Störwertunterdrückung bei Magnetkernspeichern, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder nach jeder Entnahme ein dem Störpegel dieser Entnahme proportionaler Schwellwert gebildet und der den Schwellwert überschreitende ao Teil der Entnahmespannung als Ausgangssignal gewertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem einen Magnetisierungs-

strom herrührende Teil des Störpegels durch eine Gegenspannung fester Größe kompensiert und der Schwellwert durch den Störpegelanteil des anderen Magnetisierungsstromes erzeugt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Schwellwertbildung vorgenommene Teilmagnetisierung der Kerne einer Leitung (X) unmittelbar anschließend wieder rückgängig gemacht wird (Fig. 5; TI₁T2).

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Entnahme der eine Magnetisierungsimpuls (Y) früher einsetzt als der andere (X), sich mit diesem jedoch infolge größerer Länge überlappt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert durch die Spannung eines Kondensators (17) dargestellt und der Speidherwert durch Vergleich der Entnahmespannung (B) mit der Kondensatorspannung identifiziert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 691 156.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 8OJ 789/246 3.59