DE1243723B - Magnetische Vorrichtung zum Herauslcsen von Informationen aus einem magnetischen Speicherelement - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

GlIc

Deutsche KL: 21 al - 37/06

Nummer: 1243 723

Aktenzeichen: S 82236IX c/21 al

Anmeldetag: 26. Oktober 1962

Auslegetag: 6. Juli 1967

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Herauslesen von Informationen aus einem magnetischen Speicherelement mit einer Übertragungsleitung, deren eines Ende an Leseleitungen angekoppelt ist, in denen Informationssignale in Abhängigkeit von der Umschaltung des magnetischen Speicherelementes von dem einen Remanenzzustand in den anderen durch Beaufschlagung der Treibsignalquelle des Speichers erzeugt werden, und deren anderes Ende an eine symmetrisch zum Erdpotential angeordnete Belastung angekoppelt ist, die die von der Übertragungsleitung herkommenden Signale aufnimmt.

Wird eine Information aus einem magnetischen Speicherelement, beispielsweise aus einem magnetisierbaren Kern oder aus einem dünnen magnetischen Film usw., herausgelesen, dann wird das magnetische Element von dem einen Zustand der Remanenz durch ein Treibsignal in den anderen Zustand der Remanenz umgeschaltet. Die Flußänderung, die eintritt, wenn das magnetische Element von dem einen Remanenzzustand in den anderen Remanenzzustand umschaltet, erzeugt Informationssignale auf einer Leseleitung, die in unmittelbarer Nähe des magnetischen Elementes angeordnet ist. Zusätzlich zu den so erzeugten Informationssignalen treten aber infolge der induktiven und kapazitiven Kopplung zwischen der Treibsignalvorrichtung und der Leseleitung Fehlersignale auf. Diese Fehlersignale werden den Informationssignalen überlagert. Da nun die Informationssignale im Normalfall Signale mit niedrigem Pegel sind, müssen die Fehlersignale verhindert, entfernt oder gedämpft werden, um die Lesbarkeit der Informationssignale für den späteren Gebrauch zu verbessern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine magnetische Vorrichtung zum Herauslesen aus einem magnetischen Speicherelement zu schaffen, welche die Fehlersignale dämpft und die Informationssignale durchläßt.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei der eingangs beschriebenen magnetischen Vorrichtung ein Teil der Übertragungsleitung in Form einer Spule gewickelt ist, damit dieser Teil der Übertragungsleitung für in beiden Leitern der Übertragungsleitung mit gleicher Polarität auftretende Fehlersignale eine verhältnismäßig große dämpfende Impedanz darstellt, die in beiden Leitern der Übertragungsleitung mit unterschiedlicher Polarität auftretenden Informationssignale jedoch unbehindert durchläßt.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, das Lesesystem so zu gestalten, daß es die erforderlichen Mittel enthält, um die symmetrische Leitung Magnetische Vorrichtung zum Herauslesen von
Informationen aus einem magnetischen
Speicherelement

Anmelder:

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

Vertreter:

Dipl.-Ing. D. Jander und Dr.-Ing. M. Böning,
Patentanwälte, Berlin 33, Hüttenweg 15

Als Erfinder benannt:
George H. Guttroff,
Norristown, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 1. November 1961
(149 275)

in eine Leitung zu konvertieren, die nicht symmetrisch ist, wobei gleichzeitig die Dämpfung der Fehlersignale vergrößert wird.

Dieses wird dadurch erreicht, daß ein zweiter Teil der Übertragungsleitung ebenfalls die Form einer Spule hat, rings um einen magnetischen Kern herumgewickelt ist und eine zweite Dämpfungsstufe abgibt, wodurch die symmetrisch abgeschlossene Leitung in eine nicht symmetrisch abgeschlossene Leitung ohne jeglichen Signalverlust umgewandelt wird.

Es ist bereits bekannt (s. IRE Transactions on Electronic Computers, EC-3, Dezember 1954, S. 12 bis 15, insbesondere S. 13, rechte Spalte, vorletzter Absatz, und Electronics, Oktober 1955, S. 140, rechte Spalte, oberer Absatz), Störsignale mittels Frequenzfilter aus der Leseleitung auszusieben. Frequenzfilter sind aber, wenn sie über ein größeres Frequenzspektrum wirksam sein sollen — was auf dem vorliegenden Anwendungsgebiet der Fall ist — teuer und aufwendig.

Ferner ist es bekannt (s. österreichische Patentschrift 213 642), Störsignale durch eine spezielle Schaltung, insbesondere mittels eines Transformators

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mit Mittel anzapfung zu unterdrücken. Auch diese Schaltung ist infolge des Transformators teuer und aufwendig.

Schließlich ist es auch bekannt (s. Vilbig, »Lehrbuch der Hochfrequenztechnik«, 1945, Bd. 1, S. 148/ 149), bei Ohmschen Widerständen zum Zwecke der Vermeidung zusätzlicher induktiver Wirkungen den Draht bifilar auf den Widerstandskörper aufzuwickeln.

Die Erfindung soll im folgenden unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Lesevorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 2 ein Blockschaltbild dieser Ausführungsform der Lesevorrichtung nach der Erfindung mit weiteren Hilfsmitteln zur Dämpfung der Geräuschsignale und der Einrichtung zur Umwandlung einer symmetrischen Leitung in eine Leitung, die unsymmetrisch ist.

Beim Erfindungsgegenstand soll den Fehlersignalen eine hohe Impedanz entgegengestellt werden und den Informationssignalen eine niedrige Impedanz. Führt eine Übertragungsleitung ein Informationssignal, welches in Form von zwei Signalen entgegengesetzter Polarität erscheint, von denen je eines auf jeder Leitung vorhanden ist, dann erzeugen die Energiewellen, welche entlang der Übertragungsleitung wandern, als Resultat einen Nullstrom in jedem unendlich kleinen Abschnitt der Leitungsanordnung. Das heißt also, in jedem Leitungsabschnitt ist der Strom, der in der einen Leitung in der einen Richtung fließt, ebenso groß wie der Strom, der in der anderen Leitung in der anderen Richtung fließt. Eine solche Leiteranordnung bewirkt, daß der von dem Strom, der in dem einen Draht der Übertragungsleitung fließt, erzeugte Magnetfluß gleich groß und entgegengesetzt gerichtet ist dem Fluß, der von dem Strom erzeugt wird, der in dem anderen Draht der Übertragungsleitung fließt, und zwar trifft dies für alle Leitungsabschnitte zu. Der magnetische Fluß wird also an allen Stellen längs der äußeren Oberfläche des Leiterpaares ausgelöscht. Wird eine solche Übertragungsleitung in Form von Windungen aufgewickelt, dann finden die Informationssignale auf der Leitung keinen induktiven Widerstand vor, auch nicht diejenigen Frequenzen, für welche die Länge der Leitung größer ist als ein Bruchteil einer Wellenlänge. Werden andererseits in Phase befindliche Signale (im folgenden als Fehlersignale bezeichnet), d. h. also Signale, welche die gleiche Polarität haben, auf der Übertragungsleitung übertragen, dann erzeugen solche Signale einen konzentrierten Magnetfluß in der Spule, so daß diese für die gleichförmigen Signale eine hohe Impedanz darstellt. Hält man sich diese beiden Grundgedanken beim Studium der F i g. 1 der Zeichnung vor Augen, dann wird es deutlich, daß die Informationssignale, die über die Übertragungsleitung geschickt werden, auf ein Minimum von Blindwiderstand oder mindestens auf keinen höheren Impedanzwert treffen, als er vorhanden wäre, wenn keine Spulenanordnung in der Übertragungsleitung vorhanden wäre. Andererseits sind die Fehlersignale, die zwischen der Treibsignalleitung und der Leseleitung erzeugt werden, Signale gleicher Polarität und treffen infolgedessen auf eine hohe Impedanz der Spule und werden stark gedämpft, bevor sie die Belastung erreichen. Bei dieser Schaltanordnung werden also die Fehlersignale gedämpft und die Informationssignale mit einer kleinen Verzerrung oder gar keiner Verzerrung übertragen, so daß die Lesbarkeit der Informationssignale entscheidend verbessert wird.

in F i g. 1 ist mit 11 ein magnetisches Speicherelement bezeichnet, welches ein magnetisierbarer Kern, ein dünner Film, ein magnetischer Stab oder irgendeine andere magnetische Vorrichtung sein kann, die mit Hilfe ihrer magnetischen Remanenz Inform ationen speichern kann. Ein derartiges magnetisches Speicherelement ruft auf einer Leseleitung, beispielsweise der Leitung 13, ein Signal hervor, wenn das Element von dem einen Remanenzzustand in den anderen Remanenzzustand umgeschaltet wird. Das magnetische Speicherelement 11 wird von dem einen Remanenzzustand in den anderen in Abhängigkeit von einem Treibsignal umgeschaltet, welches von der Treibsignalquelle 15 aus über die Treibsignalleitung 17 übertragen wird. Abhängig von dem sich ändernden Fluß, der sich aus der Umschaltung des magnetischen Elementes ergibt, wird auf der Leseleitung 13 ein Informationssignal erzeugt. Wird das Treibsignal auf die Treibsignalleitung 17 gegeben, dann werden zusätzlich Fehlersignale infolge der induktiven und kapazitiven Kopplung zwischen der Treibsignalleitung 17 und der Leseleitung 13 auf der Leseleitung 1.3 erzeugt. Das Informationssignal hat eine verschiedene Polarität auf beiden Seiten des magnetischen Elementes 11, während die Fehlersignale die gleiche Polarität (plus) auf der gleichen vertikalen Leitung auf beiden Seiten des 'magnetischen Elementes aufweisen. Selbstverständlich können die Polaritäten vertauscht werden, so können beispielsweise die Fehlersignale auch beide negative Signale sein, und es kann auch die Polarität der Informationssignale umgekehrt werden.

Das Informationssignal kann so betrachtet werden, als bestünde es aus zwei gegenphasigen Signalen. Sind die Informationssignale in Phasenopposition, dann werden sie in der üblichen Weise auf der Leitung 19 übertragen, d. h., da die Leitung 19 eine Übertragungsleitung ist, erreichen die Signale die Belastung im gleichen Zeitpunkt, sind gleich groß, aber hinsichtlich ihrer Amplitude und Phase entgegengesetzt gerichtet. Die Übertragungsleitung 19 kann ein starr gekoppeltes Paar von Leitern sein oder ein Koaxialkabel oder auch eine bifilare Leitung. Bei der bevorzugten Ausführungsform gelangt eine bifilare Leitung zur Anwendung.

Da der von dem Strom in der oberen Leitung 23 erzeugte Fluß, wie oben erwähnt, den von der unteren Leitung 25 erzeugten Fluß an der äußeren Oberfläche des Leitungspaares praktisch auslöscht, wird in der Spule kein zusätzlicher Fluß erzeugt, so daß die Spule selbst praktisch keine induktive Wirkung in bezug auf die Informationssignale auf der Übertragungsleitung ausübt. Infolgedessen werden die Informationssignale von dem magnetischen Speicherelement 11 auf die Belastung 27 über die Spulenanordnung 21 ohne irgendwelche zusätzliche Dämpfung bei niedrigen oder hohen Frequenzen übertragen, weil die Spulenanordnung den Charakter einer Bifilarspule aufweist.

Werden andererseits die Fehlersignale, die gleicher Polarität sind, über die Übertragungsleitung 19 gegeben, so wirkt der von den Strömen in den Leitungen 23 und 25 erzeugte Fluß jeweils nicht im Sinne einer Auslöschung, sondern wie eine Flußverdich-

lung. Infolgedessen stellt die Spule 21 für diese Fehlersignale eine zusätzliche Induktivität dar und damit eine hohe Impedanz. Infolge dieser hohen Impedanz werden die Fehlersignale stark gedämpft, und ihre Wirkung auf die Belastung 27 wird im starken Umfang herabgesetzt. Weil der Aufbau der Übertragungsleitung vorschreibt, daß die Fehleisignale bei ihrer Übertragung auf der Leitung eine gleich große Impedanz vorfinden, kommen die Fehlersignale an der Belastung 27 im gleichen Zeitpunkt an, und jedes einzelne Fehlersignal wird im gleichen Umfang gedämpft. Wickelt man zwei einzelne Leitungen an Stelle einer Übertragungsleitung zu je einer Spule auf, dann hängt die Dämpfung der Fehlersignale und das Durchlassen des bevorzugten Signais von der Gleichmäßigkeit des Flusses in den Spulen ab. Die Erfahrung hat gelehrt, daß zwei getrennte Leitungen oder Drähte der Übertragungsleitung unterlegen sind, und man nimmt an, daß dies darauf zurückzuführen ist, daß unregelmäßige Abstände auftreten, wenn einzelne Leitungen oder Drähte zu Spulen gewickelt werden. Hieraus ergibt sich mit aller Klarheit, daß die Vorrichtung nach Fig. 1 ein ausgezeichnetes Hilfsmittel für die einfache Übertragung von Informationssignalen aus dem magnetischen Speicherelement 11 auf die Belastung 27 über eine Übertragungsleitung darstellt, wobei die Fehlersignale gedämpft oder blockiert werden, die von der Treiberleitung 17 in der Leseleitung 13 erzeugt werden.

Bei der Weiterbildung der Erfindung gemäß F i g. 2 ist eine weitere Spule 22 zwischen die symmetrisch angeordnete Ausgangslast 27 und den Verstärker 29 eingeschaltet. Die Spule 22 dient zur Trennung des geerdeten Verstärkers 29 von der symmetrischen Belastung 27 und bezweckt eine Übersetzung von einer symmetrischen Leitung auf eine nicht symmetrische Leitung. Würde man den geerdeten Verstärker 29 unmittelbar an die Eingangsseite der Spule 22, d. h. in der Nähe der Belastung 27 anschließen, dann träfen die Eingangssignale für die Übertragungsleitung 19 auf der einen Seite der Leitung (und zwar über die verteilten Kapazitäten) unmittelbar auf das Erdpotential und auf der anderen Seite der Leitung auf eine Impedanz anstatt auf die symmetrisch angeordnete Belastung 27. Eine derartige Anordnung würde das Zusammenwirken der Leitungen zwecks Unterdrückung der Fehlersignale in der Spule 21 reduzieren. Mit anderen Worten, man muß zur Erzielung der maximalen Unterdrückung der Fehlersignale in der ersten Stufe des Stromkreises diese als symmetrische Leitung erhalten. Die Belastungswiderstände 27 sind so gewählt, daß sie dem Fehlersignal eine kleinere Impedanz darbieten als die Spule 22; infolgedessen wird der größere Teil des Fehlersignals in der Spule 21 unterdrückt. Zusätzlich dazu, daß die Spule 22 eine trennende Impedanz darstellt, um die Umwandlung von einer symmetrischen Leitung in eine nicht symmetrische Leitung zu bewirken, stellt sie noch ein zusätzliches Hilfsmittel für eine weitergehende Unterdrückung der Fehlersignale dar.

Obgleich der Verstärker 29 dazu beiträgt, das ganze System von einer symmetrischen Leitung in eine unsymmetrische Leitung zu verwandeln, kann er unmittelbar an den Stromkreis angeschlossen werden, und es werden auf diese Weise viele Teile eingespart, die beispielsweise erforderlich wären, wenn beispielsweise ein Differenzverstärker verwendet werden würde, wie es in dem Stromkreis nach Fig. 1 notwendig wäre.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   ίο 1. Magnetische Vorrichtung zum Herauslesen

   von Informationen aus einem magnetischen Speicherelement mit einer Übertragungsleitung, deren eines Ende an Leseleitungen angekoppelt ist, in denen Informationssignale in Abhängigkeit von der Umschaltung des magnetischen Speicherelements von dem einen Remanenzzustand in den anderen durch Beaufschlagung der Treibsignalquelle des Speichers erzeugt werden, und deren anderes Ende an eine symmetrisch zum Erdpotential angeordnete Belastung angekoppelt ist, die die von der Übertragungsleitung herkommenden Signale aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Übertragungsleitung in Form einer Spule (Wicklung) gewickelt ist, damit dieser Teil der Übertragungsleitung für in beiden Leitern der Übertragungsleitung mit gleicher Polarität auftretende Fehlersignale eine verhältnismäßig große dämpfende Impedanz darstellt, die in beiden Leitern der Übertragungsleitung mit unterschiedlicher Polarität auftretenden Informationssignale jedoch unbehindert durchläßt.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule um einen magnetisierbaren Kern herumgelegt ist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastung aus einem Differenzverstärker besteht.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der symmetrisch belasteten Spule eine zweite Spule gleicher Art in Reihe nachgeschaltet ist und daß diese ausgangsseitig nicht symmetrisch belastet ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die symmetrische Belastung ein Widerstandspaar ist, von dem je einer mit jedem Leiter der in Spulenform gewickelten Übertragungsleitung verbunden ist, und daß der Impedanzwert für die Fehlersignale eines jeden der beiden Widerstände kleiner ist als der Impedanzwert der nachgeschalteten zweiten Spule.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht symmetrische Belastung ein Verstärker ist, der mit einer der beiden Leitungen der Übertragungsleitung geerdet

   ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Österreichische Patentschrift Nr. 213 642;
   Vilbig, »Lehrbuch der Hochfrequenz-Technik«, 1945, 1. Teil, S. 148/149;

   »IRE Transactions on Electronic Computers«,
   Dezember 1954, S. 12 bis 15;

   »Electronics«, Oktober 1955, S. 138 bis 143.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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