DE1164713B - Adressen-Auswahlsteuerung fuer einen Magnetscheibenspeicher - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: G06f

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche KX: 42 m-14

I 12611IX c/42 m
22. Dezember 1956
5. März 1964

Die Hauptpatentanmeldung J 11064 IXc/42 m betrifft einen Informationsspeicher für elektronische Rechenmaschinen, bei dem eine Mehrzahl von vorzugsweise auf beiden Seiten mit magnetischem Material belegte Scheiben auf einer dauernd umlaufenden Welle mit Abstand voneinander befestigt sind. Jede Scheibe weist in ihren magnetischen Oberflächen eine Reihe von Spuren auf, die insbesondere in binär verschlüsselter Form die Informationen, d. h. Ziffern, Buchstaben, Zeichen und Befehle, enthalten. Zum Aufschreiben und Entnehmen der Daten dienen Magnetköpfe, die auf einem gabelförmigen Haker angeordnet sind. Sol eine gewünschte Adresse ausgewählt werden, so muß der Halter mit seinen Magnetköpfen auf die betreffende Spur einer bestimmten Scheibe eingestellt werden. Hierzu ist es erforderlich, den Halter mit den Magnetköpfen einmal parallel zur Achse des Scheibenpaketes zu verschieben, bis die Köpfe am Ort der (betreffenden Scheibe angekommen sind. Daraufhin muß der Magnetkopfhalter radial und parallel zur Scheibenebene verschoben werden, bis die Köpfe die ausgewählte Spur erreicht haben.

Die Erfindung bezieht sich auf eine vorteilhafte Weiterbildung der Steuerung der Magnetkopfeinstellung bei einer Anordnung nach der Haiuptpateritanmeldung. Erfindungsgemäß wird ein Potentiometer, auf dem eine der ausgewählten Adresse entsprechende Vorgabespannung durch die Einstellbewegung der Magnetköpfe zu Null kompensiert wird, dekadisch oder nach einer anderen Gesetzmäßigkeit unterteilt und mindestens ein weiteres ähnlich unterteiltes Potentiometer an seine Abgriffe angeschlossen. Das Einstellen der Vorgabespannung geschieht durch Betätigen von Wahlkontakten in den einzelnen Abgriffzweigen. Mit Hilfe einer derartigen Anordnung ist es in besonders einfacher Weise möglich, die Vorgabespannung für den Platz, auf den der Magnetkopf eingestellt werden soll, durch eine Adresse in Form einer ein- oder mehrstelligen Dezimalzahl festzulegen. Eine besondere Umwandlungseinrichtang für die normalerweise als numerischer Wert vorliegende Adresse einer bestimmten Spur auf einer bestimmten Platte der Speicheranordnung, um eine entsprechende Vorgabespannung einzustellen, erübrigt sich somit. Wenn z. B. drei Potentiometer verwendet werden, kann der Magneikopf mit einer dreistelligen Adresse auf eine jede von 1000 Spuren einer Platte eingestellt werden.

In vorteilhafter Weise ist das Potentiometer ein Streifen aus leitendem plastischem Material, wie Kunststoff oder Gummi, welcher sich parallel zur Bewegungsrichtung der Magnetköpfe erstreckt. Letztere sind z. B. in einem Wagen angeordnet, auf dem ein

Adressen-Auswahlsteuemng für einen

Magnetscheibenspeicher

Zusatz zur Anmeldung: J 11064IX c / 42 m —
Auslegeschrift 1 129 736

Anmelder:

IBM Deutschland Internationale
Büro-Maschinen Gesellschaft m. b. H.,
Sindelfingen (Württ.), Tübinger Allee 49

Als Erfinder benannt:

John Wilson Haanstra, Saratoga, Calif.,

John Mason Harker, Cupertino, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 28. Dezember 1955

(Nr. 555 906)

Schleifer die Nullspanimmg abgreift. Zum Ausgleich von mechanischen Ungenauigkeiten der Scheibenbefestigung muß das Potentiometer sehr genau !kalibriert sein. Eine Differentiialsteuerung verhindert Trägheitswirbungen im Servomechanismus.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen. Die Bedeutung der Figuren ist nachstehend angegeben.

Fig. 1 zeigt das Prinzip der Erfindung;

F i g. 2 ist das Schaltbild eines Ausfuhrungsbeispiels mit dezimalem Steuersystem;

Fig. 3 zeigt sohematisch die Kalibrierung eines Steuerpotentiometers;

F i g. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem kleine Änderunigen des Steuerpotentials eine große Servowirkung erzeugen.

Der in Fig. 1 schemiatisch dargestellte Servomechanismus, der im Prinzip aus Fernsteuerungen bekannt ist, enthält einen Gleächstrommotor 11 mit

409 537/451

getrennter Felderregung. Die Welle des Motors 11 treibt eine Gewindespindel 12, deren Mutter 13 den Zeiger 15 und Schleifer 14 für das Potentiometer 16 trägt. An der Sendestelle wird in gleicher Weise eine Mutter 19 mit Zeiger 20 und Schleifer 18 für das Potentiometer 17 bewegt. Beide Potentiometer 16 und 17 sind an eine Gleichspannung angeschlossen. Es sei angenommen, daß beide Zeiger 15 und 20 auf dem mittleren Punkt B stehen. Dann greifen beide Schleifer 14 und 18 an ihren Potentiometern die gleichen Spannungen ab, und der Anker des Motors 11 erhält keine Spannung. Wird jetzt die Mutter 19 nach rechts verschoben, bis der Zeiger 20 z. B. auf C steht, dann erhält der Anker des Motors 11 Spannung und dreht sich in solchem Sinne, daß sich die Mutter 13 zum Punkt C bewegt. Die Ankerdrehung endet, wenn zwischen den Schleifern 14 und 18 keine Spannung mehr besteht. Wäre dagegen die Mutter 19 zum Punkt A verschoben worden, so würde sich der Anker des Motors 11 in umgekehrter Richtung drehen, bis die Mutter 13 am Punkt A steht. In solchen Nachlaufsystemen besteht eine Verzögerung zwischen den Bewegungen der Muttern 13 und 19. Weiter tritt häufig infolge der Trägheit der bewegten Teile ein zu großer Ausschlag mit folgendem Pendeln auf. Gewöhnlich werden Verstärker zur Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit und zur Verringerung der Trägheit vorgesehen.

In F i g. 2 stellen die Leitungen Z₁ und Z₂ die Ausgänge der Schleifer 14 und 18 von Fig. 1 dar; sie sollen, wie in Fig. 1, zu dem Anker eines nicht dargestellten Motors führen, der den Schleifer SL über die Kontaktfläche des an einer Gleichspannung liegenden Potentiometers PT bewegt. Die Bewegungsrichtung des Schleifers SL ist durch die Polarität der Leitungen Z₁ und Z₂ bestimmt. Das Potentiometer PT ist durch Abgriffe zehnfach unterteilt, die mit den Ziffern 0, 100, 200 ... 900 bezeichnet sind. Diese Abgriffe können über Schalter S mit den Leitungen JV und Q verbunden werden. Letztere sind über ein Potentiometer, bestehend aus den Einzelwiderständen P₁, P₂... P₁₀, miteinander verbunden. An deren Verbindungsstellen sind Klemmen 0, 10, 20 ... 90 vorgesehen. Diese sind über Schalter SW mit den Leitungen U und X verbunden. Zwischen U und X sind die Serienwiderstände PP₁, PP₂ ... PP₁₀ geschaltet, deren Abgriffe 0, 1, 2 ... 9 von dem beweglichen Arm BA überstrichen werden.

Es sei angenommen, daß bei der Bewegung des Schleifers SL auf dem Potentiometer PT keine Vor- oder Nacheilung auftritt. Weiterhin soll das Potentiometer PT gleichmäßig unterteilt sein. Ein Schalters verbindet Leitung JV mit dem Kontakt 300 und ein anderer Schalter S verbindet Leitung Q mit dem Kontakt 200. Dann liegt ein Zehntel der Spannung des Potentiometers PT zwischen den Leitungen JV und Q und auch an der Reihenschaltung der Widerstände P₁ bis P₁₀, welche das zweite Potentiometer bilden. Zwischen zwei benachbarten Klemmen soll wieder ein Zehntel der Gesamtspannung liegen. Der Schalter SW der Leitung U soll bei Klemme 80 und der Schalter SW der Leitung Z soll bei Klemme 70 geschlossen sein. Dann liegt ein Zehntel der Spannung des zweiten Potentiometers an der Reihenschaltung der Widerstände PP₁ bis PP₁₀. Weiterhin sei angenommen, daß der bewegliche Arm BA auf Kontakt 2 steht. Wenn jetzt der Schleifer SL an der Klemme 0 des Potentiometers PT steht, dann beträgt die Spannung zwischen den Leitungen Z₁ und Z_a ²⁷V₁₀₀₀ der Gesamtspannung des Potentiometers PT. Folglich wird also der Servomechanismus gemäß Fig. 1 den Schleifer SL in eine Stellung zwischen die Abgriffe 200 und 300 verschieben, die genau dem durch die Potentiometer eingestellten Wert 272 von 1000 Einzelschritten entspricht. Es ist erforderlich, daß zur Vergrößerung der Genauigkeit bei Bedarf noch mehr Potentiometer zwischengeschaltet werden können. Auch ist es nicht erforderlich, ein dezimales Teilungsverhältnis der Potentiometer zu wählen, dieses kann vielmehr ganz beliebig gewählt werden. Bei Verwendung des Dezimalsystems kann die Adressenwahl in besonders einfacher Weise durch Dezimalzahlen vorgenommen werden. In magnetischen Speicheranordnungen, wie sie anderweitig vorgeschlagen sind, ist es notwendig, den Abfühlkopf von einer Magnetspur zur anderen zu verschieben. Da die Magnetspuren auf einem homogenen magnetischen Medium aufgezeichnet sind, kann der Servomechanismus gemäß der Erfindung mit Vorteil verwendet werden.

Außerdem besteht jedoch noch die Notwendigkeit, den Abfühlkopf von einer Magnetscheibe zur anderen zu bewegen. Die Scheiben sitzen auf einer Achse nebeneinander. Hierbei können merkliche Abstandsunterschdede zwischen den einzelnen Scheiben auftreten, weshalb ein Servomechanismus von Vorteil ist, der diese Ungenauigkeiten kompensiert.

In Fig. 3 sind eine Reihe von MagnetscheibenRc durch Abstandsstücke SS voneinander getrennt auf einer Achse AS vorgesehen und mit den Ziffern 11 bis 17 versehen. Sie werden von den Magnetköpfen Tl und T2 abgefühlt, die in einem Joch angeordnet sind. Letzteres ist über den Arm AR auf dem Wagen CA befestigt, der seinerseits auf der Schiene RA vermittels eines nicht dargestellten Motors verschiebbar ist. Mit dem Wagen CA ist ein Schleifer SL verbunden, der auf dem Potentiometer PT gleitet.

Da die Magnetköpfe Π und Γ 2 sehr exakt mit der magnetischen Oberfläche zusammenarbeiten müssen, andererseits schon geringe mechanische Ungenauigkeiten störend wirken können, muß die Nullbedingung bei der Einstellung des Wagens CA genau eingehalten werden. Daher muß das Potentiometer PT sehr genau kalibriert sein, und die Klemmen TB müssen exakt den Scheibenstellungen 11 bis 17 entsprechen. Würde das Potentiometer PT in der Form eines drahtgewickelten Widerstandes vorliegen, so wurden sehr leicht Ungenauigkeiten auftreten, da der Schleifer in jeder Einstellung mit zwei Drahtwindungen Kontakt geben kann. Weiterhin können die Abstandsstücke SS für die Scheiben Rc auf der Welle S mechanische Abweichungen von V₁₀₀ mm aufweisen, die erlaubten Toleranzen liegen jedoch in der Größenordnung von einigen V₁₀₀₀ mm. Infolgedessen ist es auch nicht möglich, eine Reihenschaltung von Präzisianswiderständen als Potentiometer PT zu verwenden.

Zur Vermeidung dieser Übelstände wird daher, wie F i g. 3 erkennen läßt, als Potentiometer ein Streifen aus leitendem plastischem Material als Kunststoff oder Gummi verwendet, der parallel zur Bewegungsbahn des Wagens CA angeordnet ist. Ein solcher Streifen stellt normalerweise einen gleichmäßigen Widerstand dar, obwohl diese Bedingung für die vorliegenden Zwecke nicht erforderlich ist. Zunächst wird der Wagen CA von Hand vor jeder Scheibe so ausgerichtet, daß die Magnetköpfe Tl und TI jeweils die richtige Lage haben. Dann wird eine Gleichspan-

nung an die Enden des Potentiometers PT gelegt und der Schleifer SL über ein empfindliches Voltmeter, z. B. ein Röhrenvoltmeter, an die Prüf elektrode PR angeschlossen. Mit dieser wird auf der gegenüberliegenden Kante des Potentiometers jeweils der Punkt aufgesucht, an welchem das Voltmeter F die Spannung Null anzeigt. Diese Stelle wird markiert, z. B. durch ein Loch H (bei 12) oder eine Klemme TB (bei 11), und bildet den betreffenden Abgriff.

Da die Magnetspuren über die ganze Fläche der Scheibe verteilt sind, muß der Magnetkopf jeweils in wiederholbaren Schlitten radial über die Scheibenebenen bewegt werden können. Zu diesem Zweck ist in gleicher Weise wie oben ein Potentiometer in Form eines Streifens aus leitendem Kunststoff od. dgl. vorgesehen, der sich in Richtung des Plattenradiums erstreckt. In dem in F i g. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Kunststoffstreifen PT₁ in hundert Teile geteilt. Wie aus der Figur ersichtlich ist, soll die 47. Magnetspur auf der Scheibe RC abgefühlt werden. Auch die Kalibrierung wird in gleicher Weise vorgenommen, wie es oben beschrieben ist. An den Brükkenausgang, d. h. zwischen den Schleifer SL und den beweglichen Ann BA des Widerstandes P₁ bis P₁₀, ist der Spannungsteiler R₁, R₂ geschaltet, dessen äußere Klemmen an den Gittern der Röhren F₅ und F₄ liegen. Übertrifft die jeweils an den Widerständen R₁ und jR₂ auftretende Spannung die normale Gittervorspannung der Röhren F₄ oder F₅ von der Batterie C₆, so wird die betreffende Röhre leitend. An die Ausgänge der Röhren F₄ und F₅ sind die Leistungsröhren F₈ und F₇ angeschlossen, in deren Anodenkreisen die Wicklungen der magnetischen Kupplungen CLl und CL 2 liegen. Normalerweise sind die Gitterspaninungen für die Leistungsröhren F₆ und F₇ über die Widerstände R_s, R₅ und U₇ bzw. .R₄, R₆ und R₈ derart eingestellt, daß beide Röhren leitend sind. Hierdurch werden die Wicklungen beider Kupplungen CL1 und CL 2 erregt, und der Wagen CA ist in Ruhe. Beide Kupplungen sind als Rutschkupplungen ausgebildet. Tritt nun am Spannungsteiler R₁, R₂ eine Spannung auf, die F₄ leitend macht, so wird die Gitterspannung der Leistungsröhre F₆ negativer, ihr Anodenstrom kleiner. Die Kraft der Kupplung CL 2 überwiegt und bewegt jetzt über die gestrichelt angedeutete Verbindung den Wagen CA in solcher Richtung, daß die Spannung am Spannungsteiler R₁, R₂ gegen Null geht. Wäre am Spannungsteiler R₁, R₂ die umgekehrte Spannung aufgetreten, so hätte die Kupplung CLl den Wagen CA in umgekehrter Richtung bewegt. Der im unteren Teil der Fig. 4 gezeigte Widerstandsverstärker aus den Röhren F₁, F₂ und F₃, der über C₁ und R₉ an den Schalterarm BA und über C₂ und C₃ an die Gitter der Endröhren F₆ bzw. F₇ angekoppelt ist, dient zur Stabilisierung der Bewegung des Wagens CA bei verschiedenen Spannungsdifferenzen zwischen dem Schleifer SL und Schalterarm BA. In Servomechanismen tritt als Hauptschwierigkeit die Überwindung der Trägheit der bewegten Glieder auf, sei es bei der Beschleunigung der mechanischen Glieder bei geringen Potentialdifferenzen, sei es bei der Abbremsung bei großen Potentialdifferenzen. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung erzeugt eine geringe Spannungsänderung zwischen SL und BA ein Eingangspotential am KondensatorC₁ des Widerstandsverstärkers. Dieses Potential wird verstärkt an die Endröhren geliefert. Die Schaltung ist derart, daß die Ausgangsspannungen des dreistufigen Verstärkers von den Vorverstärkerröhren F₄ und F₅ gelieferten entgegengesetzt sind. Da die Röhren F₁, F₂ und F₃ ständig leitend sind, wird bei Auftreten eines negativen Impulses am Eingangskondensator C₁ ein positiver Impuls über Kondensator C₂ an das Gitter von Röhre F₆ und ein negativer Impuls über Kondensator C₃ an das Gitter von Röhre F₇ abgegeben und umgekehrt bei positivem Eingangsimpuls.

Der Verstärker F₁, F₂, F₃ erzeugt also eine Differentialwirkung auf die Kupplungen CL1 und CL 2. Bei großen Weglängen des Wagens CA wird seine Geschwindigkeit stärker abgebremst als bei kleinen Weglängen. Damit wird das Übersteuern der Wagenbewegung praktisch vermieden. Die Werte des Kondensators C₁ und des Widerstandes R₉ werden der Trägheifekonstanite des Wagens CA angepaßt. Bei kleiner Trägheit des Wagens CA ist es nicht notwendig, besondere Mittel zur ausreichenden Beschleunigung der Wagenbewegung vorzusehen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Adressen-Auswahlsteuerung für Magnetscheibenspeicher nach Patentanmeldung J 11064 IXc/42m, dadurch gekennzeichnet, daß ein Potentiometer (PT), auf dem eine der ausgewählten Adresse entsprechende Vorgaibespanniung durch die Einstellbewegung der Magnetköpfe (Tl, Γ 2) zu Null kompensiert wird, dekadisch oder nach einer anderen Gesetzmäßigkeit unterteilt ist und mindestens ein weiteres ähnlich unterteiltes Potentiometer (P₁... P₁₀, PP₁... PP₁₀) an seine Abgriffe geschlossen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den zwischen dem ersten und dem letzten Abgriff des Potentiometers (PT) liegenden Abgriffen je zwei Wählschalter (S) zugeordnet sind, von denen die einen mit dem ersten Abgriff an eine erste gemeinsame Leitung (N) und die anderen mit dem letzten Abgriff an eine zweite gemeinsame Leitung (Q) angeschlossen sind, daß zwischen die Leitungen (N, Q) ein weiteres Potentiometer (P₁ bis P₁₀) geschaltet ist, dessen Abgriffe über Wählschalter (SW) gleichartig mit zwei gemeinsamen Leitungen (U, X) verbunden sind, daß am Schluß einer so gebildeten Wählschalterkatte zwischen die letzten gemeinsamen Leitungen ein Potentiometer (PP₁ bis PP₁₀) geschaltet ist, dessen Abgriffe mit einem VielsteUungswäMschalter (BA) zusammenwirken, und daß die Wähtechaltergiiuppen (S, SW ...) sowie der Wählschalter (BA) je einer Adressendekade zugeordnet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer (PT) in Form eines Widerstandsstreifens aus leitendem Kunsstoff oder Gummi ausgebildet ist und sich längs der Bewegungsrichtung der Magnetköpfe (Tl, T2) erstreckt.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Steuerspannunig am Potentiometer (PT) abgreifende Schleifer unmittelbar an dem die Magnetköpfe tragenden Wagen befestigt ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impuls-

verstärker (F₁, F₂, F₃) vorgesehen ist, dessen Ausgangsspannung der am Potentiometer (PT) abgegriffenen Steuerspannung entgegenwirkt.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (CA) über zwei magnetische Rutschkupplungen (CLl, CL 2) angetrieben wird, die über Verstär-

ker(F₄ bis F₇) von der Ausgangsspannung des Potentiometers (PT) gesteuert werden.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgriffe (11,12) des Potentiometers (PT) ffir jede Magnetscheibe nach einer NuHmethode (Voltmeter F, Prüfelektrode PR) festgelegt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 537/451 2.64 © Bundesdruckerei Berlin