DE1162604B - Bei tiefen Temperaturen arbeitende Speicheranordnung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KL: G06f

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

Deutsche Kl.: 42 m-14

R 28299IX c / 42 m

8. Juli 1960

6. Februar 1964

Anmelder:

Radio Corporation of America, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt, München 23, Dunantstr.

Als Erfinder benannt:

Milton Webster Green, Menlo Park, Calif.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 10. JuH 1959 (Nr. 826 347)

Bei tiefen Temperaturen arbeitende

Die bekannten Ringkernspeicher stellen zwar sehr Speicheranordnung

zuverlässige und dauerhafte Einrichtungen dar, sie

sind jedoch verhältnismäßig groß und teuer in der

Herstellung. Außerdem ist ihre Arbeitsgeschwindigkeit dadurch begrenzt, daß die Kerne aus fabrikationstechnischen Gründen nicht beliebig verkleinert werden können.

Wesentüch kleinere und schneller arbeitende Anordnungen, die sich auch für eine Massenproduktion eignen, ergeben sich, wenn man die kompakten Magnetkerne und die mit ihnen gekoppelten Leiter durch Aufdampfschichten und gedruckte Leiter ersetzt. Die bekannten Dünnschichtspeicher benötigen jedoch immer noch relativ viel Raum und Betriebsleistung. Ihr Aufbau und die zugehörigen Schaltungen werden außerdem dadurch kompliziert, daß die gespeicherte Information bei der Abfrage zerstört wird und daher nach dem Abfragevorgang erneut auf dem betreffenden Speicherplatz gespeichert werden muß. Dieser Vorgang verlangsamt die Arbeitsweise der Einrichtung beträchtlich.

Leistungsbedarf und Größe von magnetischen Speichereinrichtungen lassen sich bekanntlich weiter

verringern, wenn man sich das Phänomen der Supra-

leitung zunutze macht. Es sind mindestens zwei ver- 25 _

schiedene Typen solcher bei tiefen Temperaturen ar- *

beitenden Speichereinrichtungen bekannt. Beiden Ty- überschritten wird, wenn sich die beiden Magnetfeipen ist gemeinsam, daß zur Speicherung der Infor- der addieren. Nur in diesem Falle kann das Abfragemation Dauerströme dienen, die in einer geschlosse- magnetfeld die Schicht durchdringen und einen nen, supraleitenden Leiterschleife induziert werden 30 Strom in dem auf der anderen Seite der Schicht an- und deren entgegengesetzte Richtungen den beiden geordneten Meßleiter induzieren, der eine Anzeige möglichen Binärziffem zugeordnet sind. Beiden Ty- für die eine der beiden Richtungen des Dauerstromes pen ist ferner gemeinsam, daß durch das Zusammen- darstellt. Die gespeicherte Information geht auch hier wirken des von dem kreisenden Dauerstrom erzeug- bei der Abfrage verloren, da der Dauerstrom infolge ten Magnetfeldes und eines zum Abfragen erzeugten 35 des nun endlichen Widerstandes der Schicht schnell Magnetfeldes der Widerstandszustand eines Bauele- abklingt.

mentes der Speichervorrichtung zwischen supralei- Beim anderen Speichertyp fließt der Dauerstrom

tend und normalleitend umgeschaltet wird. in einer diskreten Leiterschleife. Die Leiterschleife ist

Bei einem dieser Systeme kreist der Dauerstrom aus zwei Stücken zusammengesetzt, die aus Suprain einer supraleitenden Schicht, die gleichzeitig als 40 leiterwerkstoffen mit verschiedener kritischer Feldideale magnetische Abschirmung zwischen Leitern stärke bestehen. Das Stück mit der niedrigeren krizur Erzeugung des Abfragemagnetfeldes, die auf der tischen Feldstärke ist galvanisch in eine Leiterstrecke einen Seite der Schicht angeordnet sind, und einem eingeschaltet, der ein Abfrageimpuls einer bestimm-Ausgangs- oder Meßleiter, der auf der anderen Seite ten Richtung zuführbar ist. Die Verhältnisse sind so der Supraleitschicht liegt, dient. Das Abfragemagnet- 45 bemessen, daß das in den Abfrageleiter eingeschaltete feld besitzt immer die gleiche Richtung, und je nach Schleifenstück normalleitend wird, wenn sich die der Richtung des kreisenden Dauerstromes addiert vom Dauerstrom und vom Abfragestrom erzeugten oder subtrahiert es sich zu oder von dem durch den Magnetfelder addieren. In diesem Falle wird dem Dauerstrom erzeugten Magnetfeld. Die Verhältnisse Abfrageimpuls ein wesentlich größerer Widerstand sind nun so bemessen, daß die kritische Feldstärke 50 entgegengesetzt, und am Abfrageleiter wird eine der Supraleiterschicht, bei der diese normalleitend dementsprechend höhere Spannung auftreten, die als wird und ihre Abschirmwirkung verliert, nur dann Anzeige einer bestimmten Dauerstromrichtung dient.

409 507/351

Da auch hier ein Teil der Leiterschleife beim Abfragen normalleitend wird, klingt der Dauerstrom ab und muß erneut induziert werden, wenn die abgefragte Information für eine erneute Abfrage wieder zur Verfugung stehen soll.

Durch die Erfindung soll nun eine Anordnung angegeben werden, die eine zerstörungsfreie Abfrage ermöglicht. Gleichzeitig soll die Anordnung einfach im Aufbau und der Herstellung sein und beispiels-

Nähe der Schleife 12 befindet sich ein Meßleiter 14, ein erster Auswahlleiter 16 und ein zweiter Auswahlleiter 18. Der Übersichtlichkeit der Darstellung halber sind die Schleife 12 und die Leiter 14, 16 und 18 in F i g. 1 und in den übrigen Figuren vergrößert dargestellt. Die Auswahlleiter 16 und 18 sollen vorzugsweise ein höheres kritisches Feld als die Schleife 12 besitzen. Der Meßleiter 14 besitzt jedoch ein anderes kritisches Feld H_c als die Schleife 12 oder die Aus

weise keine Durchbrüche durch Leiterplatten erfor- io wahlleiter 16 und 18. Beispielsweise kann der Meß-

dern, da es bekanntlich schwierig ist, gedruckte Leiter leiter 14 aus einem Material bestehen, welches ein

herzustellen, die Löcher in Leiterplatten durchsetzen. niedrigeres kritisches Feld besitzt als das Material

Eine bei tiefen Temperaturen arbeitende Speicher- der Auswahlleiter 16 und 18 und das Material der

anordnung für binäre Signale, enthaltend Leiter- Schleife 12. Der Meßleiter 14 kann auch aus dem-

schleifen aus supraleitendem Werkstoff, in denen ent- 15 selben Material bestehen wie die Schleife 12, jedoch

sprechend den beiden möglichen Ziffernwerten der einen kleineren Querschnitt aufweisen als jede Stelle

zu speichernden Signale Dauerströme entgegenge- der Schleife 12, wie in Fig. 2 durch die kleinere

setzter Richtung induzierbar sind, ferner mindestens Querschnittsfläche 20 angedeutet ist. Diese kleinere

einen Steuerleiter zur Erzeugung eines Abfragema- Querschnittsfläche vermindert das kritische Feld des

gnetfeldes, das sich dem Feld des in der Leiter- 20 Meßleiters unter den Wert der Schleife 12.

schleife kreisenden Stromes überlagert, und einen Meßleiter, an dem ein die Richtung des Dauerstromes anzeigendes Signal abnehmbar ist, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Meß-

Charakteristische Darstellungen des kritischen Feldes H_c für Tantal, Blei und Niobium sind in F i g. 3 dargestellt. Jede der Kurven in F i g. 3 entspricht dem Übergangsgebiet zwischen dem supraleitfähigen

leiter dauernd in den Magnetfeldern der Dauerströme 25 Zustand und dem widerstandsbehafteten Zustand für aller Leiterschleifen liegt und bezüglich Querschnitt, das betreffende supraleitfähige Material. Für jeden Lage und Werkstoff so bemessen ist, daß sein Widerstandszustand unter der Einwirkung des Abfrage

magnetfeldes nur dann zwischen normalleitend und

Punkt dieser Kurven gilt, daß sich das Material oberhalb der Kurve in einem widerstandsbehafteten Zustand befindet und unterhalb dieser Kurve in einem

supraleitend umschaltet, wenn der Dauerstrom in der 30 supraleitfähigen Zustand, abgefragten Leiterschleife eine bestimmte Richtung Man kann also beispielsweise Blei für die Schleife

hat. 12 benutzen. Die Auswahlleiter 16 und 18 können

Ein Abfragesignal einer bestimmten Polarität, das aus Niobium bestehen und der Meßleiter 14 aus Tandas Abfragemagnetfeld erzeugt, bewirkt also eine tal. In diesem Falle hat der Meßleiter 14 ein kleine-Änderung des Widerstandszustandes des in seinem 3 5 res kritisches Feld als die Schleife 12 und die AusBereich liegenden Teiles des Meßleiters nur bei einer wahlleiter 16 und 18. Wie weiter unten noch ausführbestimmten Stromrichtung in der Schleife. Bei der Hcher beschrieben werden wird, befindet sich der anderen Stromrichtung des in der Schleife kreisen- Meßleiter 14 (F i g. 1) bzw. 20 (F i g. 2) während des den Dauerstromes wird der Widerstandszustand des Betriebes des Speichers normalerweise im supraleit-Meßleiters nicht geändert. Nach dem Verschwinden ₄₀ fähigen Zustand.

des Ablesesignals kehrt der Meßleiter in seinen ur- Der Meßleiter 14 ist räumlich derart angeordnet,

sprünglichen Zustand wieder zurück. Beim Abfragen daß er mit den magnetischen Feldern der Ströme der wird weder die Größe noch die Richtung des in der Schleife 12 verkettet ist. Der Meßleiter 14 und der Schleife kreisenden Dauerstromes dauernd geändert. _erst_{e un}d zweite Auswahlleiter 16 bzw. 18 werden Die gespeicherte Information wird also bei der Ab- ₄₅ j_n den Abständen d, 2d und 3d von der aächstgelefrage nicht gelöscht. _genen Kante der Schleife 12 angebracht; die Gründe

Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnung in hierfür werden weiter unten noch erläutert werden. Verbindung mit Ausführungsbeispielen näher erläu- Der Abstand d wird klein gegenüber der Breite w der tert werden: Schleife 12 gewählt, und zwar kann die Größe d etwa

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines _5o ein Zehntel der Größen» betragen. Der erste und Speichers gemäß der Erfindung, bei welchem zwei zweite Auswahlleiter 16 und 18 werden mit der er-Auswahlleiter benutzt werden; sten bzw. zweiten Auswahlquelle 17 bzw. 19 verbun-

F i g. 2 ist ein Schnitt durch eine andere Ausfüh- den. Vorzugsweise sollen die Auswahlquellen 17 und rungsform der Erfindung; 19 einen konstanten Strom liefern. Der Meß-

F i g. 3 zeigt das kritische magnetische Feld H₁. in 55 leiter 14 ist mit einer Klemme einer Meßvorrichtung Abhängigkeit von der Temperatur in Grad Kelvin 22 verbunden. Die Meßvorrichtung 22 kann eine

für verschiedene supraleitfähige Materialien;

F i g. 4 zeigt eine Reihe von Querschnitten längs der Linie 4-4 in F i g. 1 und dient zur Erläuterung der Wirkungsweise des Speichers nach Fig. 1;

Fig. 5 zeigt ein erfindungsgemäßes Speichersystem mit einem einzigen Auswahlleiter und

Fig. 6 eine Ausführungsform mit einer Aufreihung von Speicherelementen.

zweite Eingangsklemme 23 und zwei Ausgangsklemmen 24 besitzen. Außerdem ist eine Eingangsklemme der Meßvorrichtung 22 geerdet.

Der Speicher nach F i g. 1 und die weiterhin beschriebenen Speicheranordnungen werden in einem niedrigen Temperaturbereich betrieben, so daß sie
Supraleitfähigkeit zeigen. Eine geeignete niedrige Temperatur ist diejenige flüssigen Heliums, daß auf

Das supraleitfähige Element 10 in F i g. 1 besteht 65 etwa 4,2° K abgekühlt ist. Vorzugsweise sollen die

aus einer geschlossenen Schleife 12 aus supraleit- Auswahlleiter sich stets im supraleitfähigen Zustand

fähigem Material, beispielsweise aus Blei, Zinn usw. befinden. Die Schleifen 12 sind ebenfalls supraleit-

Diese Schleife hat eine Breite w. In unmittelbarer fähig, wenn sie nicht gerade durch einen Nieder-

schriftvorgang in den widerstandsbehafteten Zustand überführt worden sind.

Die Information wird in der Schleifen durch gleichzeitige Zuführung von Strömen geeigneter Amplitude zu den Auswahlleitern 16 und 18 gespeichert. Ein Schleifenstrom im Uhrzeigersinn stellt die eine der binären Ziffern »1« und »0« dar und ein Schleifenstrom, der entgegen dem Uhrzeigersinn fließt, die andere dieser binären Ziffern. Beispielsweise kann

ein Gegenfeld angelegt wird. Es muß aber vorausgesetzt werden, daß das Gegenfeld nicht so groß ist, daß die Schleife in ihren widerstandsbehafteten Zustand gebracht wird wie beim Aufzeichnungsvorgang. Die zwei Ableseströme erzeugen zusammen ein magnetisches Feld, welches an der Stelle des Meßleiters 14 das magnetische Feld des Schleifenstromes entweder unterstützt oder ihm entgegenwirkt. Wenn die Felder der Auswahlleiter und der Schleife ein-

die binäre Ziffer »1« durch gleichzeitige Zuführung io ander entgegenwirken, bleibt der Meßleiter 14 im von Strömen zu den Auswahlleitern 16 und 18 in supraleitfähigen Zustand. Wenn diese Felder sich der Richtung der Pfeile I_S1 gespeichert werden. Diese
zwei Auswahlströme erzeugen zusammen ein magnetisches Feld von ausreichender Amplitude, um die
Schleife 12 aus ihrem supraleitfähigen Zustand in 15
den widerstandsbehafteten Zustand zu überführen.
Nach Verschwinden dieser Ströme fließt in der
Schleife 12 ein Strom im Gegenuhrzeigersinn, wie
Fig. 4a zeigt. In Fig. 4 ist dabei die Stromrichtung
in die Zeichenebene hinein durch ein Kreuz und die 20 Meßleiter 14 in seinen widerstandsbehafteten Zu-Stromrichtung aus der Zeichenebene heraus durch stand zu bringen. Auch das magnetische Feld des im einen Punkt angedeutet. Es ist zu beachten, daß ein
einziger Auswahlstrom /_{s t} jedoch kein ausreichendes

aber unterstützen, wird der Meßleiter 14 aus dem supraleitfähigen Zustand in den widerstandsbehafteten Zustand gebracht.

Es sei beispielsweise angenommen, daß ein Strom der entgegen dem Uhrzeigersinn fließt und der der binären Ziffer »1« entspricht, in der Schleife 12 fließt, wie bei c in F i g. 4 angedeutet. Das magnetische Feld der Schleife 12 allein ist zu klein, um den

magnetisches Feld erzeugt, um die Schleife 12 in den

Uhrzeigersinn fließenden Schleifenstromes und das gesamte magnetische Feld in der Richtung I_r wirken am Meßleiter 14 einander entgegen, wie durch die

widerstandsbehafteten Zustand zu überführen. Gleich- 25 beiden Pfeile angedeutet. Da die Felder der Schleife zeitig auftretende Auswahlströme/_s0 von umgekehr- 12 und der Auswahlleiter einander entgegengerichtet ter Stromrichtung bewirken also eine Speicherung sind, bleibt also der Meßleiter 14 in seinem suprader binären Ziffer »0«, indem sie einen Strom im leitfähigen Zustand. Dieses Ausbleiben der Zustands-Uhrzeigersinn in der Schleife 12 erzeugen, wie bei b änderung des Meßleiters 14 wird durch die Meßin Fig. 4 angedeutet. Praktisch kann der Auswahl- 30 vorrichtung22 angezeigt, die aus einer beliebigen gestrom im zweiten Auswahlleiter 18 eine etwas größere eigneten Widerstandsmeßeinrichtung bestehen kann. Amplitude erhalten als der Auswahlstrom im ersten Ein Stromimpuls /„, der der zweiten Eingangs-Auswahlleiter 16, um den größeren Abstand von der klemme 23 der Meßvorrichtung 22 zugeführt wird, Schleife 12 auszugleichen. Die Breite w der Schleife findet also während des Ablesevorganges den Meß-12 ist so groß, daß das magnetische Feld der Aus- 35 leiter entweder im normalen supraleitfähigen Zustand wahlströme auf die den Auswahlleitem abgewendete oder im widerstandsbehafteten Zustand vor. Wenn Seite der Schleife 12 nur einen verschwindenden Ein- das gespeicherte Signal der binären Ziffer »1« entfluß ausübt. Die Länge der Schleife 12 (in F i g. 1 in spricht, ist der Meßleiter 14 supraleitend. Die Meßsenkrechter Richtung gemessen) stellt eine zuverläs- vorrichtung 22 liefert dann an ihren Ausgangssige Kopplung zwischen dem rechten Schleifenast 40 klemmen 24 ein entsprechendes Signal, welches die und den Auswahlleitem sicher. Ziffer »1« wiedergibt. Nachdem das Ausgangssignal

Während eines Ablesevorganges wird ein Auswahl- erzeugt worden ist, werden die Ableseströme von den strom I₁. einer bestimmten Polarität, beispielsweise Leitern 16 und 18 abgeschaltet, und der Meßleiter 14 der Polarität /_{s v} beiden Auswahlleitem 16 und 18 kehrt in seinen ursprünglichen supraleitfähigen Zuzugeführt. Die Ableseströme haben eine zu kleine 45 stand zurück.

Amplitude, um die Schleife 12 in den Widerstands- Es sei nun angenommen, daß gemäß d in F i g. 4

behafteten Zustand zu bringen. Auch wenn ein ein Strom im Uhrzeigersinn, welcher der binären Schleifenstrom beispielsweise der Amplitude / im Ziffer »0« entspricht, in der Schleife 12 fließt. Die Uhrzeigersinn fließt, wird durch den Ablesestrom I_r Ableseströme I_r erzeugen am Meßleiter 14 wieder ein die Amplitude des Schleifenstromes nicht merklich 50 resultierendes magnetisches Feld. Dieses Feld addiert beeinflußt. Jedoch wird ein entgegen dem Uhrzeiger- sich jedoch nun zu dem Feld der Schleife 12, wie sinn fließender Schleifenstrom um einen Betrag, der bei d in F i g. 4 angedeutet. Die Summe der magneproportional /_r multipliziert mit einem von der Geo- tischen Felder am Meßleiter 14 überschreitet nunmetrie der Anordnung abhängigen Faktor ist, der mehr den kritischen Wert, und der Meßleiter wird jedoch 0,51 nicht überschreitet, etwas verkleinert. 55 dadurch aus seinem anfänglichen supraleitenden Zu-Eine Zunahme des Schleifenstromes / findet deshalb stand in den widerstandsbehafteten Zustand gebracht, nicht statt, weil die zwei induzierten Schleifenströme / Der Meßverstärker 22 liefert dann ein Ausgangsund —/ durch Benutzung verhältnismäßig großer signal, welches die in der Schleife 12 gespeicherte Aufzeichnungsströme eine große Amplitude erhalten. binäre Ziffer »0« wiedergibt, wenn der Strom /„ sei-Die Amplitude des Schleifenstromes im supraleit- 60 ner zweiten Eingangsklemme 23 zugeführt wird. Nach fähigen Zustand ändert sich normalerweise in einer dem Verschwinden der Ableseströme kehrt der Meßsolchen Richtung, daß ein konstanter magnetischer leiter 14 wieder in seinen supraleitfähigen Zustand Fluß durch die Schleife 12 entsteht. Wenn also ein zurück.

Auswahlfeld das Feld des Schleifenstromes unter- Als Meßvorrichtung 22 kann jede beliebige geeig-

stützt, nimmt der Schleifenstrom ab und umgekehrt. 65 nete Vorrichtung benutzt werden. Beispielsweise Praktisch wurde jedoch gefunden, daß, wenn der kann die Meßvorrichtung 22 aus einer kyroelek-Schleifenstrom sich bereits auf einem Maximalwert irischen Vorrichtung bestehen. Praktisch kann die befindet, er bei diesem Wert verbleibt, selbst wenn Meßvorrichtung 22 so ausgebildet werden, daß sie

einen verhältnismäßig starken Strom an den Ausgangsklemmen 24 dann liefert, wenn die binäre Ziffer »0« von dem Speicherelement 10 abgelesen wird, und daß sie kein Ausgangssignal liefert, wenn die binäre Ziffer »1« abgelesen wird.

Die im Element 10 gespeicherte Information kann beliebig oft abgelesen werden.

In gewissen Anwendungsfällen kann auch ein einziger Auswahlstrom zur Ablesung der gespeicherten

gebracht, wie für einen Speicher 10' in F i g. 5 dargestellt ist. Der einzige Auswahlleiter 27 ist an einer Auswahlquelle 28 angeschlossen, welche geeignete

seite einer Schleife 12 angeordnet werden, um eine gute Kopplung zu ermöglichen. Wie oben bereits ausgeführt, wird eine derartige gute Kopplung durch eine genügend große Fläche der Spule 12 sichergestellt. Somit beginnt jeder Zeilenleiter 36 an der linken Seite des ganzen Feldes von Elementen und verläuft mit seinen senkrechten Ästen jeweils auf der rechten Seite der betreffenden Schleife einer Zeile von Elementen. Die Meßwicklung 33 und die den

Information dienen. In diesen Fällen wird ein ein- io senkrechten Reihen zugeordneten Leiter 35 und 36 ziger Auswahlleiter 27 neben dem Meßleiter 14 an- können alle auf der Unterlage 32 nach dem an sich

bekannten Verfahren der Herstellung gedruckter Stromkreise angebracht werden. Wenn diese zum Betrieb erforderlichen Leiter also durch Drucken Aufzeichnungs- und Ablesesignale liefert. Die üb- 15 hergestellt werden, kann man durch geeignete isorigen Bestandteile der Fig. 5 entsprechen denjenigen lierende Zwischenschichten, die in der Zeichnung in Fig. 1.

Die Einrichtung nach F i g. 5 arbeitet ähnlich wie diejenige nach Fig. 1 mit der Ausnahme, daß die Betriebssignale lediglich dem Auswahlleiter 27 zügeführt werden. Während des Ablesevorganges liefert die Meßvorrichtung 22 das verhältnismäßig starke Ausgangssignal nur dann, wenn die Felder der Spule 12 und des Ablesestromes sich am Meßleiter 14 unterstützen.

Die Einrichtungen nach Fig. 1 und 5 können
durch entsprechende Wahl für den Meßleiter so ausgebildet werden, daß der Meßleiter normalerweise in
seinem widerstandsbehafteten Zustand ist. Ein für
diese Zwecke geeignetes Material ist ein solches Ma- 30 supraleitfähigen Zustand. Die zu speichernde Inforterial, dessen kritisches Feld kleiner ist als das von mation wird einem der Elemente 10 dadurch zugedem Schleifenstrom erzeugte Feld. Der Schleifen- führt, daß man die Schalter 40 und 42 so einstellt, strom trägt somit dazu bei, den Meßleiter 14 in dem daß die Auswahlströme dem betreffenden Leiter 40 widerstandsbehafteten Zustand zu halten. Während und 46 zugeführt werden. Diese Reihen- und Zeileneines Ablesevorganges geht der Meßleiter 14 aus sei- 35 auswahlströme besitzen jedoch eine so klein bemesnem widerstandsbehafteten Zustand in seinen supra- sene Amplitude, daß das kritische Feld eines der leitfähigen Zustand über, wenn der zur Ablesung der nicht auszuwählenden Elemente 10 nicht erreicht gespeicherten Information erzeugte Strom ein dem wird. Für das auszuwählende Element wird jedoch Feld der Schleife 12 entgegengesetztes Feld erzeugt. die kritische Feldstärke der betreffenden Schleife 12 Das am Meßleiter auftretende Feld ist dann kleiner 40 überschritten. Jedes der Elemente, welches nur von

nicht mit dargestellt sind, die Leitungen an den verschiedenen Überkreuzungspunkten voneinander isolieren.

Die vier Reihenleiter 35 sind mit vier Ausgangsklemmen eines Reihenauswahlschalters 40 verbunden. Die vier Zeilenleiter sind dementsprechend mit vier Ausgangsklemmen eines Zeilenauswahlschalters 42 verbunden. Jeder Reihenleiter 35 und jeder Zeilenleiter 36 ist an seiner den betreffenden Schaltern abgewendeten Klemme geerdet. Auch jeder Schalter 40 und 42 und die Meßvorrichtung 34 sind geerdet.

Im Betrieb befindet sich der Meßleiter 33 im

als das kritische Feld, und der Meßleiter geht in seinen supraleitfähigen Zustand über.

Man kann eine Mehrzahl von supraleitfähigen Elementen nach Fig. 1 zu einem vollständigen Strom-

einem magnetischen Feld eines einzigen Leiters durchsetzt wird, bleibt also in seinem supraleitenden Zustand, während ein Element, das sowohl von einem Reihen- wie einem Zeilenleiter erregt wird,

sionaler Speicher 30 aus vier Elementen 10 in der Horizontalrichtung und aus vier Elementen 10 in der Vertikalrichtung besteht. Jede der Schleifen 12 der Elemente 10 kann nach der an sich bekannten Technik der gedruckten Stromkreise hergestellt werden, also beispielsweise durch Aufdampfen oder durch Erzeugung eines elektrolytischen Niederschlags auf einer geeigneten Unterlage 32. Gewünschtenf alls kön-

speichersystem zusammenfügen. Ein Beispiel hierfür 45 aus seinem supraleitenden Zustand in seinen widerist in Fig. 6 dargestellt, in welcher ein zweidimen- standsbehafteten Zustand übergeht, sofern nicht der

Schleifenstrom bereits in der gewünschten Richtung verläuft. Nach dem Abklingen des Reihen- und Zeilenauswahlstromes befindet sich das gewünschte Element 10 im supraleitenden Zustand, wobei die Richtung des in ihm fließenden Stromes der Polarität der Auswahlströme entspricht.

Etwaige weitere Speicherelemente 10 können zur Speicherung der Ziffern »1« oder »0« in der gleichen

nen die Elemente 10 auch aus Bleifolie oder Zinn- 55 Weise ausgewählt werden,
folie hergestellt werden. Eine gemeinsame Meßwick- Während der Ablesung der ganzen im Speicher

lung 33 läuft an allen Schleifen 12 im Abstand d vor- enthaltenen Information wird die in einem einzelnen bei. Die eine Klemme 33 α der Meßwicklung 33 ist Element 10 gespeicherte Information in der an Hand mit einer Meßvorrichtung 34 verbunden, und die an- der F i g. 1 beschriebenen Weise abgefragt. Es werdere Klemme 33 b ist geerdet. Im Abstand von d von 60 den also zwei Ableseströme /_r von verminderter Amder Meßwicklung 33 sind vier verschiedene Leiter 35 plitude gegenüber den zur Aufzeichnung dienenden angeordnet, die je einer senkrechten Reihe der EIe- Strömen den Zeilen- und Reihenleitern 35 und 36 mente 10 entsprechen. Ferner sind vier Leiter 36 im des betreffenden Elementes 10 zugeführt. Die Meß-Abstand d neben jedem Leiter 35 angebracht. Die wicklung 33 geht in ihren widerstandsbehafteten ZuZeilen- und Reihenleiter 36 und 35 liegen jeweils auf 65 stand nur dann über, wenn der Strom in dem bederselben Seite, beispielsweise auf der rechten Seite treffenden Element 10 in einer bestimmten Richtung der Schleifen 12. Vorzugsweise sollen alle diese zum verläuft, welche beispielsweise die binäre Ziffer »0« Betrieb der Einrichtung nötigen Leiter an der Längs- wiedergibt. Die nicht ausgewählten Elemente 10 längs

der betreffenden Reihe oder Zeile, in welchen die binäre Ziffer »0« gespeichert ist, liefern kein Ablesesignal, weil jeder einzelne der Reihe bzw. der Zeile zugeordnete Strom I_r ein zu kleines magnetisches Feld hervorruft, um die Teile der Meßwicklung 33, welche in der Nähe dieser Elemente verlaufen, in den widerstandsbehafteten Zustand zu bringen. Die verschiedenen Teile der Meßwicklung 33, welche an den nicht ausgewählten Elementen 10, in denen die binäre Ziffer »1« gespeichert ist, vorbeilaufen, bleiben ebenfalls im supraleitfähigen Zustand, da die Ableseströme ein Gegenfeld erzeugen. Die Meßvorrichtung 34 liefert ein Ausgangssignal, welches der gespeicherten Information des ausgewählten Elementes 10 entspricht. Man kann beliebig oft hintereinander ein Ausgangssignal entsprechend der gespeicherten Information in jedem Element erhalten, ohne den gespeicherten Wert zu zerstören.

Gemäß der Erfindung können auch andere mehrdimensionale Speichersysteme gebaut werden. Man kann nämlich getrennte Meßleiter für jede einzelne Reihe von Elementen nach dem Verfahren der sogenannten Wortspeichersysteme benutzen. In einem solchen Fall wird die in einer ausgewählten Zeile von Elementen gespeicherte Information gleichzeitig mittels der getrennten Meßleiter dadurch abgelesen, daß man ein geeignetes Ablesesignal von ausreichender Amplitude der Zeilenwicklung der gewählten Zeile in einer dreidimensionalen Anordnung in einer aus dem Vorstehenden ersichtlichen Weise zuführt.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   l.Bei tiefen Temperaturen arbeitende Speicheranordnung für binäre Signale, enthaltend Leiterschleifen aus supraleitendem Werkstoff, in denen entsprechend den beiden möglichen Ziffernwerten der zu speichernden Signale Dauerströme entgegengesetzter Richtung induzierbar sind, ferner mindestens einen Steuerleiter zur Erzeugung eines Abfragemagnetfeldes, das sich dem Feld des in der Leiterschleife kreisenden Stromes überlagert, und einen Meßleiter, an dem ein die Richtung des Dauerstromes anzeigendes Signal abnehmbarist, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßleiter (14, 33) dauernd in den Magnetfeldern der Dauerströme aller Leiterschleifen liegt und bezüglich Querschnitt, Lage und Werkstoff so bemessen ist, daß sein Widerstandszustand unter der Einwirkung des Abfragemagnetfeldes nur dann zwischen normalleitend und supraleitend umschaltet, wenn der Dauerstrom in der abgefragten Leiterschleife eine bestimmte Richtung hat.
2. 2. Speicheranordnung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Meßleiter normalerweise im supraleitenden Zustand befindet und daß das Abfragemagnetfeld so bemessen ist, daß das kritische Feld des Meßleiters überschritten wird, wenn der Dauerstrom der abgefragten Leiterschleife eine bestimmte Richtung hat.
3. 3. Speicheranordnung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Meßleiter normalerweise im widerstandsbehafteten Zustand befindet und daß das Abfragemagnetfeld so bemessen ist, daß das kritische Magnetfeld des Meßleiters unterschritten wird, wenn der Dauerstrom in der abgefragten Leiterschleife eine bestimmte Richtung hat.
4. 4. Speicheranordnung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Abfragemagnetfeldes zwei gleichzeitig erregbare Steuerleiter (16, 18) vorgesehen sind.
5. 5. Speicheranordnung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßleiter (14) in der Mitte zwischen dem Steuerleiter (27) und einer Längsseite der rechteckförmigen Leiterschleife (12) liegt.
6. 6. Speicheranordnung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Seite der Leiterschleife (12) mit gleichen Abständen (d) voneinander der Reihe nach der Meßleiter (14), der erste und der zweite Steuerleiter (16 bzw. 18) angeordnet sind.
7. 7. Speicheranordnung nach Ansprach 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände (d) der Leiter von der Schleife und voneinander klein im Vergleich zur Breite (w) der Schleife (2) sind.
8. 8. Speicheranordnung nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen von Steuerleitern (35 bzw. 36) vorgesehen sind und daß an jeder Leiterschleife je ein Steuerleiter der beiden Gruppen vorbeiläuft.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   USA.-Patentschriften Nr. 2 877 448, 2 914 735;

   IBM Journal of Research and Development,
   Vol. 1, S. 294 bis 303, 1957, Nr. 4 (Oktober);

   Electronics, Vol. 32, S. 55 bis 57, 1959, Nr. 23
   (Juni).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   409 507/351 1.64 © Bundesdruckerei Berlin