DE1219976B - Verfahren und Vorrichtung zur Aufzeichnung, Speicherung und Wiedergabe von impulsfoermigen Informationen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al - 36/14

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

E 13848 Villa/21 al
20. März 1957
30. Juni 1966

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufzeichnung, Speicherung und Wiedergabe von impulsförmigen Information sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist schon ein Infofmatiönsspeichersystem vorgeschlagen worden, bei dem die Speicherung dynamisch mittels einer laufenden Umwandlung elektrischer Signale in mechanische Wellen und umgekehrt vorgenommen wird. Bei einem solchen Speichersystem werden elektrische Signale gleichzeitig an mehrere, an bestimmten Punkten: entlang einer aus einem Körper aus magnetostriktivem Material bestehenden Verzögerungsleitung liegende Spulen gegeben. Um die durch den Wellenzug dargestellte Information zu speichern, werden die mechanischen Wellen, wenn sie ein Ende des Körpers erreichen, in elektrische Signale umgewandelt, die dann an einen am anderen Ende des Körpers, d. h. der Verzögerungsleitung, befindlichen Umformer zur Erzeugung eines neuen Zuges mechanischer Wellen in den Körper gegeben werden. Auf diese Weise wird die Information laufend in der so gebildeten Speicherschleife herumgeführt und kann als in ihr gespeichert angesehen werden. Ein derartiges System hängt jedoch von dem laufenden Betrieb der benötigten Schleife ab. Tritt in ihr ein Fehler auf oder fällt sie ganz aus, so geht die Information verlören.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein System zu schaffen, das die Speicherung von Informationen in dauerhafter Form, d. h. so lange wie gewünscht, ermöglicht, bei der die Information jedoch, wenn sie nicht mehr benötigt wird, gelöscht und durch andere Informationen ersetzt werden kann, und das einen leichten Zugriff zu'der gespeicherten Information gestattet.

Gemäß der Erfindung zeichnet sich das Verfahren zur Aufzeichnung, Speicherung und zur Wiedergabe von Informationen dadurch aus, daß die Information auf einen ausgedehnten Körper aus magnetostriktivem Material in Form von im Abstand voneinander befindlichen, feststehenden, dauerhaften, jedoch nach Bedarf löschbaren, örtlichen Veränderungen seines magnetischen Zustandes' aufgezeichnet und' gespeichert wird, und daß zur Wiedergabe der gespeicherten Information die Intensität eines magnetischen Feldes in dem Körper so geändert wird, daß mechanische Wellen in ihm entstehen, die dann mittels eines mit dem Körper gekoppelten elektromagnetischen Wandlers in die gespeicherte Information kennzeichnende Signale umgewandelt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile des verbesserten Informations-Aufnahme-, -Speicherungs- und Verfahren und Vorrichtung zur Aufzeichnung,
Speicherung und Wiedergabe von impulsförmigen Informationen

Anmelder: . ; _; ■ .

Elliott Brothers (London) Limited, London
Vertreter:

Dr.-Ing.W.Höger

und Dipl.-Ing. W. Stellrecht M. Sc,

Patentanwälte, Stuttgart 1, Uhlandstr. 16
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Als Erfinder benannt:

Arthur Garnet Wolseley Edmunds,

Edgware, Middlesex (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 20. März 1956 (8754)

-Wiedergabesystems gemäß der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine erste Ausführungsform eines Systems gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung,

F i g. 2 eine zweite Ausführungsform eines Systems gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung, F i g. 3 ein Verfahren zur Aufnahme von Signalen bei einem System nach F i g. 1 oder 2,

Fig. 4, 5 und 6 verschiedene Verfahren zur Aufnahme von Signalen,

F i g. 7 ein Ausführungsbeispiel eines vollständigen Aufnahme- und Wiedergabesystems,

Fig. 8 und 9 Varianten des Systems nach Fig. 7.

In F i g. 1 ist eine Anordnung schematisch dargestellt, bei welcher der die zu speichernden Signale aufnehmende Körper die Form eines Drahtes 1 aus einem magnetostriktiven Material aufweist, der sich zwischen zwei geeigneten Endpunkten 2 erstreckt, die in bekannter Weise derart ausgebildet sind, daß die Reflektion von mechanischen Wellen am Ende des Drahtes verhütet wird. Am einen Ende des Drahtes ist ein elektro-mechanischer Wandler 3 zur Erzeugung elektrischer Signale, die den mechanischen Wellen des Drahtes entsprechen, vorgesehen, der in

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dem dargestellten Beispiel eine den Draht 1 umgebende Drahtspule 4 und einen Permanentmagneten zur Erzeugung eines lokalen Grundfeldes aufweist. Die Spule 4 ist mit einem geeigneten Verstärker 6 verbunden. Auch andere Formen eines Wandlers, wie z. B. ein piezoelektrischer Kristall, können für bestimmte Anwendungsfälle zweckmäßig sein. Ein elektrischer Impulsgenerator 7 ist elektrisch mit dem anderen Ende des Drahtes 1 und mit einem Punkt 9 dieses Drahtes in der Nähe der Spule 4 verbunden.

Wenn bei einer solchen Anordnung der Draht 1 in irgendeiner geeigneten Weise an Punkten seiner Länge mit örtlichen Diskontinuitäten seines magnetischen Zustandes versehen wird, die schematisch bei 8 angedeutet sind und ein elektrischer Impuls vom Generator? durch den Draht übermittelt wird, wodurch eine plötzliche Änderung des magnetischen Feldes in und um den Draht auftritt, so werden hierdurch mechanische Wellen in dem Draht an jeder Diskontinuität erzeugt, die mit Hilfe des Wandlers 3 festgestellt werden können. Infolge der endlichen Zeit der Weitergabe von mechanischen Wellen im Draht werden solche Wellen im Anschluß an die Feldänderung erst nach einem Zeitintervall festgestellt, das proportional zum Abstand der örtlichen Diskontinuität vom Wandler ist. Wenn daher eine Mehrzahl von solchen Diskontinuitäten auf der Länge des Drahtes verteilt ist, so wird eine Reihe von solchen mechanischen Wellen erzeugt und am Detektor in solchen Zeitabständen aufgenommen, die den relativen Abständen der einzelnen Diskontinuitäten vom Anzeigeorgan entsprechen.

Diese Anordnung kann daher als Speicher für Signale benutzt werden, da solche Signale dem Körper durch eine entsprechende räumliche Anordnung einer Reihe von örtlichen Diskontinuitäten seines magnetischen Zustandes aufgedrückt werden können. Die so gespeicherten Signale können als eine Reihe von mechanischen Wellen oder mit Hilfe eines elektromechanischen Wandlers als eine Reihe von elektrischen Signalen wiedergegeben werden. Die Einstellzeit (access-time) des verbesserten Speicherungssystems ist sehr kurz, und die gespeicherten Signale sind im wesentlichen dauerhaft, obgleich sie bei einigen Formen des Systems, wenn erforderlich, gelöscht werden.

Die Anordnung nach Fig. 1 zeigt ein bedeutsames Merkmal der Erfindung, das darin besteht, daß der Wandler der mechanischen Wellen in seinem Betrieb durch die elektrischen Impulse des Generators nicht beeinflußt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß die elektrischen Verbindungen des Tmpulsgenerators so angeordnet sind, daß sie den Hauptteil des Drahtes 1 mit einschließen, jedoch nicht den Teil, auf dem die Spule 4 des Wandlers vorgesehen ist. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist daher der Generator 7 mit dem linken Ende und mit einem Punkt 9 seiner Länge so verbunden, daß sich die Impulse entlang des Drahtes zwischen diesen Punkten bewegen, jedoch nicht in den Teil des Drahtes rechts vom Punkt 9 übertreten, an dem die Spule 4 angeordnet ist. Es sei darauf hingewiesen, daß die Verbindung am Punkt 9 in der Weise hergestellt ist, daß keine Diskontinuität erzeugt wird, durch die der Durchgang von mechanischen Wellen zum Wandler wesentlich beeinflußt würde.

Der Impulsgenerator 7 kann ferner beim Betrieb des Systems so eingestellt sein, daß er einzelne Impulse erzeugt, wenn die auf dem Draht gespeicherten Signale wiedergegeben werden sollen. Alternativ kann der Generator auch so ausgebildet sein, daß er eine Reihe von kurzen elektrischen Impulsen erzeugt, die zeitlich durch Intervalle getrennt sind, welche etwas größer sind als die für eine mechanische Welle zum Durchgang durch die Drahtlänge erforderlichen Zeiträume.
Es ist ferner nicht notwendig, daß der Körper die

ίο Form eines Drahtes hat, er könnte gegebenenfalls auch als Stange oder Rohr ausgebildet sein. Ferner kann die Anregung des Wiedergabefeldes in anderer Art erfolgen; beispielsweise könnte der elektrische Impuls durch einen Leiter hindurchgehen, der entlang dem Körper angeordnet ist, oder wenn der Körper röhrenförmig ist, könnte ein Leiter innerhalb des Körpers vorgesehen sein. Schließlich wäre es auch möglich, den Impuls durch eine gleichmäßig gewickelte Spule hindurchzuschicken, die auf der

ao ganzen Länge des Körpers angeordnet ist.

Wenn die Diskontinuitäten durch Änderungen in dem remanenten oder induzierten Magnetismus des Körpers gebildet werden, so sollte offenbar die Größe des Wiedergabeimpulses vorzugsweise so gewählt sein, daß er nicht zur Erzeugung von dauernden Änderungen in der Magnetisierung des Körpers ausreicht, da sonst die Diskontinuitäten wesentlich verändert oder sogar gelöscht werden könnten.
Wenn es andererseits in manchen Fällen erwünscht ist, ein großes Verhältnis zwischen Signal und Geräusch für die vom Wandler erzeugten elektrischen Signale zu erreichen, kann die Größe des Wiedergabeimpulses so gewählt werden, daß eine teilweise oder vollständige Löschung der gespeicherten Signale eintritt, und die elektrischen Signale können sofort dazu verwendet werden, die Signale wieder zurück auf den Körper zu schreiben, wobei die Anordung in der Weise eines bekannten Umlaufspeichers betrieben wird.

Die Fig. 2 zeigt eine andere mögliche Ausführungsform eines Systems nach Fig. 1. In diesem Fall ist ein Impulsgenerator 7 durch eine Spule 10 mit einem magnetostriktiven Draht 1 so gekoppelt, daß in ihm eine oder mehrere mechanische Wellen erzeugt werden, und ein elektrischer Verstärker 11 ist mit dem Draht 1 an Stelle eines Impulsgenerators 7 gemäß F i g. 1 verbunden. Bei dieser Anordnung wird ein elektrisches Signal in dem Draht dann erzeugt, wenn die mechanische Welle auf irgendeiner der Diskontinuitäten 8 auftrifft, und die Ausgangsgröße des Verstärkers besteht daher aus einer Reihe von Signalen, die durch die Zeitintervalle getrennt sind, welche der Lage der Diskontinuitäten 8 auf dem Draht 1 entsprechen.

Die magnetischen Diskontinuitäten auf dem Körper können beispielsweise durch Änderung der Stärke und/oder Umkehren der Richtung der remanenten Magnetisierung des Körpers an bestimmten Punkten erzeugt werden. Zwar kann der Draht örtlieh in irgendeiner Richtung, z. B. quer oder längs, magnetisiert werden, doch besteht ein besonders wirksames Verfahren zur Magnetisierung des Körpers darin, daß ein örtliches, magnetisches Feld mit geschlossenen Kraftlinien und im wesentlichen ohne äußere Pole erzeugt wird, das bei einem Draht von kreisförmigem Querschnitt als eine kreisförmige Magnetisierung in einer Ebene, im wesentlichen senkrecht zur Längsachse, dargestellt werden kann. Diese

Art der Magnetisierung kann beispielsweise dadurch erzielt werden, daß ein elektrischer Strom durch ein kurzes Stück des Drahtes, beispielsweise mit Hilfe der Entladung eines Kondensators, hindurchgeschickt wird. Um nun scharf definierte mechanische Wellen zu erhalten, ist es erwünscht, wenn die örtlichen Diskontinuitäten aus plötzlichen Änderungen der Magnetisierung auf einer verhältnismäßig kurzen Länge des Körpers bestehen.

F i g. 3 zeigt ein zweckmäßiges Verfahren zur Aufnähme und zum Schreiben von Signalen auf einem magnetostriktiven Körper. Ähnlich der in Fig. 1 gezeigten Anordnung weist auch hier der Körper die Form eines magnetostriktiven Drahtes 1 auf, der sich zwischen den Endpunkten 2 erstreckt, und ein Impulsgenerator 7 ist zwischen dem einen Ende des Drahtes und einem innerhalb der Enden liegenden Punkt 9 angeschlossen. Auf der Drahtlänge sind an Punkten, an denen örtliche Diskontinuitäten im remanenten Magnetismus erzeugt werden sollen, eine Mehrzahl von Spulen 12 vorgesehen, die einzeln mit einer Stromquelle 13 über einen Schalter 14 verbunden werden können. Die Anordnung ist dabei so, daß weder die Größe des Feldes, das mit dem von dem Impulsgenerator 7 erzeugten Impuls zusammenhängt, noch die Größe des von einer Spule 12 erzeugten Feldes, wenn diese mit Strom von der Stromquelle 13 gespeist wird, ausreicht, von sich aus eine dauernde Änderung in dem remanenten Magnetismus des Drahtes hervorzurufen. Wenn jedoch eine der Spulen 12 mit der Stromquelle 13 verbunden wird und zusätzlich ein Impuls vom Generator 7 durch den Draht-geschickt wird, so sind die kombinierten Wirkungen der beiden Felder so groß, daß der remanente Magnetismus im Draht an dem Punkt, an dem sich die Spule 12 befindet, geändert wird und so die gewünschte Diskontinuität im remanenten Magnetismus erzeugt wird.

Fig. 4 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zur Aufnahme von Signalen auf dem Körper, der, wie in den oben beschriebenen Beispielen, aus einem magnetostriktiven Draht 1 besteht. In diesem Fall ist ein Generator 15 vorgesehen, der eine in Zahl und Abstand der Zahl und dem Abstand der gewünschten, auf dem Draht vorgesehenen Diskontinuitäten entsprechende Wellenfolge erzeugt.

Dieser ist dabei so angeordnet, daß eine entsprechende Wellenfolge von mechanischen Wellen auf den Draht mittels der Spule 16 aufgedrückt wird. Wenn diese Wellen durch den Draht wandern, wird ein einziger elektrischer Impuls von dem Generator 7 erzeugt, worauf dann im remanenten Magnetismus des Drahtes Diskontinuitäten an den Stellen erzeugt werden, an denen sich die einzelnen mechanischen Wellen zu dem Zeitpunkt befinden, wenn der vom Generator? erzeugte Impuls durch den Draht hindurchgeschickt wird.

Anstatt den elektrischen Impuls vom Generator 7 unmittelbar durch den Draht 1 hindurchzuschicken, kann der Impuls auch durch einen getrennten Leiter hindurchgeleitet werden, der in der Nähe des Drahtes 1 und hierzu parallel verläuft. Gegebenenfalls kann, wie in F i g. 5 dargestellt, der vom Generator 7 erzeugte Impuls durch eine lange Spule 17 hindurchgeschickt werden, die den Draht 1 umgibt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 6 dargestellt. Hier ist ein Impulsgenerator 18 vorgesehen, der eine Folge von elektrischen Impulsen erzeugt, welche die zur Speicherung auf dem Draht gewünschte Verteilung besitzen. Ferner ist ein Einzelimpulsgenerator 19 vorgesehen, der mit dem Draht über eine Spule 20 gekoppelt ist und mit dessen Hilfe eine einzige mechanische Welle durch den Draht hindurchgeschickt werden kann. Ähnlich wie bei der Anordnung nach F i g. 4 wird auch hier eine Diskontinuität im remanenten Magnetismus des Drahtes an all den Punkten seiner Länge erzeugt, an denen die einzige Wanderwelle von einem im Generator 18 erzeugten elektrischen Impuls eingeholt wird.

Wie oben erwähnt, müssen die Diskontinuitäten im magnetostriktiven Körper nicht notwendigerweise durch Änderungen des remanenten Magnetismus des Körpers erzeugt werden, sondern können auch durch induzierten Magnetismus gebildet sein. Wenn beispielsweise der Körper in der Nähe eines magnetischen Organs angeordnet ist, das in seinem remanenten Magnetismus Diskontinuitäten aufweist, wird eine entsprechende Anordnung von magnetischen Diskontinuitäten in dem Körper induziert. Solch eine Anordnung hat den Vorteil, daß sie größere Überlastungen in bezug auf das Wiedergabefeld ertragen kann, das die Tendenz hat, solche Signale ganz oder teilweise zu löschen, wenn die Signale als Änderungen des remanenten Magnetismus des Körpers gespeichert wurden.

Diese Anordnung bietet auch den möglichen Vorteil, eine Änderung der aufgespeicherten Signale dadurch zu bewirken, daß ein weiteres magnetisches Organ mit einer anderen Anordnung des remanenten Magnetismus in die Nähe gebracht werden kann. Um die gleiche Wirkung hervorzurufen, könnte ferner das magnetische Glied in der Form eines Bandes oder eines Drahtes mit anderer Anordnung des remanenten Magnetismus auf ihrer Länge vorgesehen werden, wobei dann Mittel vorgesehen sein können, um ein solches Organ relativ zu dem Körper in der erforderlichen Weise zu bewegen.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Körper aus zwei fest miteinander verbundenen Teilen bestehen, wobei ein Teil magnetostriktiv und »weich« ist, während der andere Teil nicht magnetostriktiv, sondern vielmehr von magnetisch hoher Festhaltekraft ist.

Ein solcher, aus zweierlei Metall bestehender Körper könnte in bestimmten, oben beschriebenen Anordnungen verwendet werden, wobei der Festhalteteil die Aufgabe hat, die Signale magnetisch zu speichern und die Anordnung der gespeicherten Signale auf dessen magnetostriktiven Teil zu induzieren, über den dann die magnetomechanische Umwandlung erfolgt. Auf diese Weise können Materialien verwendet werden, die gute magnetostriktive Eigenschaften, aber schlechte magnetische Eigenschaften aufweisen.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem vollständigen System für die Aufnahme, Speicherung und Wiedergabe von Signalen. Das System umfaßt, wie aus der F i g. 7 zu ersehen ist, eine Vielzahl von Drähten 21, die in einer gemeinsamen, zwischen geeigneten Befestigungen und Endstellen 22 angeordneten Ebene liegen. Die Drähte verlaufen dabei in geringem Abstand parallel zueinander, wobei der Abstand beispielsweise gleich zwei Durchmessern eines Drahtes sein mag. Am rechten Ende der Drahtanordnung ist eine Spule 23 vorgesehen, die alle Drähte umgibt und mit einem Verstärker 24 ver-

bunden ist. Entlang den Drähten ist ferner eine Vielzahl von schmalen Spulen 25 vorgesehen, die sämtlich alle Drähte umgeben. Ein Impulsgenerator 26 ist mit je einem Punkt auf den neben der Spule 23 liegenden Drähten verbunden und kann über einen 'Auswahlschalter 27, der zweckmäßig irgendeine Form eines schnell wirkenden elektronischen Schalters haben kann, mit dem linken Ende der einzelnen Drähte 21 verbunden werden. Die Spulen 25 sind über einen Schalter 28 einzeln mit einer Stromquelle 29 verbindbar.

Bei dem im vorhergegangenen beschriebenen System können Signale auf irgendeinem der Drähte dadurch aufgenommen werden, daß eine oder mehrere der Spulen 25 an die Stromquelle 29 angeschlossen werden und gleichzeitig ein Impuls, vorzugsweise von quadratischer Wellenform, vom" Generator 26 durch den betreffenden Draht 21 hindurchgeschickt wird. Wie oben bereits beschrieben, ändert dann die kombinierte Wirkung des durch den Impulsund durch die Spule 25 erzeugten Feldes den remanenten Magnetismus in dem betreffenden Draht, durch den der Impuls hindurchfließt; während keiner der anderen von der unter Spannung stehenden Spule 25 umgebenen Drähte wesentlich beeinflußt wird. "Um die so auf den Drähten gespeicherten Signale wiedergeben zu können, werden Impulse vom Generator 26 über den Schalter 27 auf einen bestimmten auswählbaren Draht 21 gegeben, und die mechanischen Wellenfolgen, die in diesem Draht beim Durchgang jedes einzelnen Impulses durch die Diskontinuitäten im Draht entstehen, werden mit Hufe der Spule 23 festgestellt, und der Verstärker 24 liefert eine Ausgangsgröße, die aus einer Folge von elektrischen Signalen entsprechend der Anordnung der Diskontinuitäten auf dem betreffenden Draht besteht.

Bei dieser Anordnung kann es schwierig sein, eine bestimmte Anzahl von Drähten 21 durch die Spulen'25 hindurchzustecken, besonders deswegen, weil derartige Drähte leicht beschädigt werden können, wobei eine Biegung oder ein Knick eine Diskontinuität erzeugt, die schwer zu löschen ist. Um diese Schwierigkeit zu umgehen, können die einzelnen Spulen 25 gemäß F i g. 8 auf einem U-förmigen, vorteilhaft aus μ-Metall bestehenden Kern 30 angeordnet werden, dessen Pole, wie dargestellt, in der Nähe der Drähte 21 vorgesehen sind.

Bei der Anordnung nach Fig. 7 ist es nicht erforderlich, daß die Drähte 21 in einer gemeinsamen Ebene liegen, vielmehr können sie beispielsweise auf der Oberfläche eines Zylinders oder gegebenenfalls als ein Kabel angeordnet sein. Zwischen den verschiedenen Drähten tritt sowohl bei Wiedergabe als auch bei Aufnehmen von Signalen eine vernachlässigbare Differenz auf. Voraussetzung ist allerdings, daß ein gewisser minimaler Abstand zwischen den Drähten vorhanden ist und der Pegel der Aufnahme- und Wiedergabefelder gesteuert wird.

Die Aufzeichnung von Signalen kann auch in anderer Weise erzielt werden. Beispielsweise kann das im Zusammenhang mit Fig. 4 beschriebene Verfahren auch verwendet werden, wenn die Spule 16 gemäß dieser Figur alle Drähte 21 in der Art umgibt, daß sich die gewünschte Folge von mechanischen Wellen durch sämtliche Drähte fortpflanzt. Wird dabei ein vom Generator 26 erzeugter elektrischer Impuls nur einem der Drähte aufgedrückt, so können die gewünschten Signale auf diesem Draht gespeichert werden, ohne daß die anderen Drähte beeinflußt oder auf ihnen bereits gespeicherte Signale verändert werden.

Die Verfahren nach Fig. 5 und 6 können auch zur Aufnahme im Zusammenhang mit der Anordnung nach Fig. 7 verwendet werden. Bei einem weiteren Aufnahmeverfahren kann die Anordnung nach F i g. 7 so abgeändert werden, daß ein, vorzugsweise eine quadratische Wellenform aufweisender Impuls einer oder mehreren Spulen 25 eingeprägt wird, während ein Gleichstromimpuls durch den Draht 21 hindurchgeschickt wird, auf den die Signale aufgenommen werden sollen.

Es ist ferner möglich, das oben beschriebene Verfahren in der Weise anzuwenden, daß ein Kondensator durch ein kurzes Stück des Drahtes entladen wird. In diesem Fall wird ein Paar von leichten Kontakten in geeigneterWeise auf dem Draht angeordnet

ao und diese mit einem geladenen Kondensator über einen Schalter verbunden, wobei im Stromkreis vorzugsweise noch ein Widerstand liegt. Falls festgestellt wird, daß die Aufnahme an einer falschen Stelle erfolgt ist, kann diese ohne weiteres unter Zuhilfenahme einer zweiten und umgekehrten Entladung gelöscht werden.

Bei dem gemäß Fig. 7 beschriebenen System ist angegeben, daß Signale auf irgendeinem der Drähte 21 ohne wesentliche Beeinflussung irgendeines anderen Drahtes aufgenommen werden können. Diese Feststellung ist dann richtig, wenn das Material dieser Drähte von geeigneter Qualität ist, doch wurde festgestellt, daß bei Verwendung eines weniger geeigneten Materials, das durch eine Spule 25 erzeugte Feld ausreichen kann, um eine unerwünschte Änderung im remanenten Magnetismus der anderen Drähte hervorzurufen, welche außer dem Draht, durch den der elektrische Aufnahemimpuls hindurchgeschickt wird, ferner vorhanden sind. Solche ungewollten Änderungen im remanenten Magnetismus können verzerrte Signale hervorrufen, wenn ein Wiedergabeimpuls aufgedrückt wird. Es wurde nun festgestellt, daß die Unterscheidung zwischen wünschenswerten und unerwünschten Änderungen im remanenten Magnetismus verbessert werden kann, wenn alle Drähte magnetisch, vorbehandelt werden, bevor das System in Betrieb genommen wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß durch die Drähte ein elektrischer Impuls hindurchgeschickt wird, dessen Amplitude größer und von umgekehrter Polarität ist, als dies bei dem Impuls der Fall ist, der üblicherweise zur Wiedergabe oder zur Aufnahme verwendet wird und dem dann ein kleinerer Impuls von normaler Polarität nachgeschickt wird.

Gegebenenfalls kann die Wirkung von unerwünschten Änderungen im remanenten Magnetismus mehr oder weniger vollständig ausgeschaltet werden, wenn alle Drähte des in F i g. 6 dargestellten Systems wie in Fig. 9 gezeigt, durch Drahtpaare31 und 32 ersetzt werden, wobei dann der Wiedergabe- oder Aufnahmeimpuls nur einem Draht, beispielsweise 31, aufgedrückt wird. Die Wiedergabespule 23 gemäß Fig. 7 würde bei einer solchen Anordnung zwei entgegengesetzt in Reihe gewickelte (bifilare) Hälften 33 und 34 aufweisen, wobei der Draht 31 des Paares durch die eine Spulenhälfte 33 und der andere Draht 32 durch die andere Spulenhälfte 34 hindurchgeführt würde. Bei einer solchen Anordnung

hat irgendeine unerwünschte Änderung des remanenten Magnetismus, die in den Drahtpaaren zufällig auftreten kann, die Tendenz, in beiden Hälften der Wiedergabespule gleich große und entgegengesetzte Signale hervorzurufen, die sich aufheben, während die auf dem Draht 31 in der beschriebenen Weise aufgenommenen Signale trotzdem noch die gewünschte Ausgangsgröße an der Wiedergabespule erzeugen.

Bei der Durchführung der Erfindung wurde festgestellt, daß im Hinblick auf ungeeignete Eigenschaften des magnetostriktiven Materials Schwierigkeiten auftreten. Im besonderen wurde festgestellt, daß bei der Wiedergabe Störsignale erzeugt werden, die das Erkennen der richtigen Signale erschweren. Es wird angenommen, daß dies von Änderungen in den magnetischen Eigenschaften längs des Drahtes herrührt. Wenn nun der Draht zuerst über die Streckgrenze bei einer bleibenden Dehnung von ungefähr 0,5% gegenüber seiner ursprünglichen Länge gestreckt und der Draht anschließend erwärmt wird (jedoch nicht so, daß das Wachstum der Kristalle zu groß ist, da große Kristalle an sich bereits Störsignale erzeugen können), und wenn dieser Streck- und Erwärmungsvorgang wiederholt wird, beispielsweise zehnmal, ergibt sich eine erhebliche Verbesserung in der Gleichmäßigkeit des Drahtes in bezug auf seine remanenten magnetischen Eigenschaften.

Eine weitere Schwierigkeit kann dadurch entstehen, daß eine bestimmte Art von magnetostriktivem Material einen erheblichen Temperaturkoeffizienten der Fortpflanzungsgeschwindigkeit von mechanischen Wellen besitzt. Dieser Koeffizient kann, wie in dem deutschen Patent 1101 033 beschrieben ist, bei bestimmten Materialien durch Anwendung einer Sonderbehandlung bis in die Nähe von Null gesenkt werden. Eine solche Behandlung besteht in dem Erwärmen eines Stückes einer Nickeleisenlegierung mit 45 % Nickel, die um einen vorbestimmten Betrag über die Streckgrenze hinaus gestreckt wird, worauf dann eine Wärmebehandlung bei einer niedrigen Temperatur von ungefähr 150° C durchgeführt wird.

Wenn die beiden vorerwähnten Behandlungsarten angewendet werden sollen, so wird zweckmäßigerweise so vorgegangen, daß beispielsweise zehn Vorgänge zur Beseitigung der Nichtgleichmäßigkeit der magnetischen Remanenz durchgeführt werden und daß zum Schluß eine endgültige Streckung und Wärmebehandlung durchgeführt wird, die dem Zweck dient, den Temperaturkoeffizienten richtig einzustellen. Wenn festgestellt wird, daß eine unzweckmäßige endgültige Streckung zum Erzielen des gewünschten Ergebnisses erforderlich ist, so ist es vorteilhaft, eine Legierung zu verwenden, die einen anderen Nickelgehalt aufweist.

Obgleich in den obigen Beispielen die Energieumwandlung zwischen elektrischen Impulsen und mechanischen Wellen mit Hilfe von magnetostriktiven Wirkungen erzielt wird, so kann doch die Anordnung auch so getroffen werden, daß magnetische Anziehung und/oder Abstoßung und eine nach Faraday induzierte EMK verwendet wird. Wenn beispielsweise eine Anordnung verwendet wird, bei welcher der Draht aus magnetischem Material mit als lokale magnetisierte Flächen gebildeten Diskontinuitäten besteht, so wird eine plötzliche Änderung in dem den Draht umgebenden Feld durch eine relativ hohe, lokalisierte Anziehung und Abstoßung mechanische Wellen im Draht an jeder solchen Diskontinuität erzeugen, und diese Wellen können durch einen in geeigneter Weise angeordneten Wandler festgestellt werden. Wenn überdies ein geeigneter elektromechanischer Wandler zur Erzeugung mechanischer Wellen in diesem Draht vorgesehen wird, der ebenfalls in einem magnetischen Feld liegt, so erzeugt die resultierende Bewegung der aus lokal magnetisierten Flächen bestehenden Diskontinuitäten einen elektrischen Strom in dem Draht.

Wenn auch in den obigen Beispielen des Systems gemäß der Erfindung der Draht als aus einem magnetostriktiven oder magnetischen Material hergestellt beschrieben ist und die Diskontinuitäten in ihm in Änderungen des remanenten Magnetismus bestehen, so sind doch entsprechende Anordnungen möglich, bei denen der Körper aus elektrostriktivem Material und die Diskontinuitäten elektrostatisch erzeugt sind.

Claims (17)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Aufzeichnung, Speicherung und Wiedergabe von impulsförmigen Informationen, dadurch gekennzeichnet, daß die Information auf einen ausgedehnten Körper aus magnetostriktivem Material in Form von im Abstand voneinander befindlichen, feststehenden, dauerhaften, jedoch nach Bedarf löschbaren örtlichen Veränderungen seines magnetischen Zustandes aufgezeichnet und gespeichert wird, und daß zur Wiedergabe der gespeicherten Information in dem Körper mechanische Wellen erzeugt werden, die in die gespeicherte Information kennzeichnende elektrische Signale umgewandelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die örtlichen Veränderungen des magnetischen Zustandes in dem Körper durch induzierten Magnetismus hergestellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein länglicher Körper aus magnetischem Material, in dem örtliche Veränderungen von remanentem Magnetismus gebildet sind, neben dem Körper aus magnetostriktivem Material angeordnet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die örtlichen Veränderungen des magnetischen Zustandes durch Veränderung des remanenten Magnetismus des Körpers vorgenommen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die örtlichen Veränderungen des remanenten Magnetismus durch Entladen eines Kondensators über kurze, ausgewählte Längen des Körpers vorgenommen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper an einem Punkt oder an mehreren Punkten dem Einfluß örtlicher Magnetfelder und gleichzeitig der gesamte Körper einem Hauptmagnetfeld unterworfen wird, wobei die Stärke der örtlichen Magnetfelder und des Hauptfeldes zusammen genügen, um die gewünschten Änderungen des remanenten Magnetismus in dem Körper zu erzeugen.

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7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptfeld durch einen durch den Körper oder einen ihm benachbarten Leiter gegebenen Strom erzeugt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die örtlichen Felder durch einen an eine an dem gewünschten Punkt liegende Spule gegebenen, vorzugsweise rechteckförmigen Impuls erzeugt werden, während gleichzeitig ein Gleichstrom durch den Körper ge- ίο schickt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zug mechanischer Wellen mit einer der gewünschten räumlichen Verteilung der gespeicherten Information auf dem Körper entsprechenden Zeitfolge und gleichzeitig ein elektrischer Impuls durch den Körper geschickt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zug elektrischer Impulse mit einer der gewünschten räumlichen Verteilung der Änderung des remanenten Magnetismus in dem Körper und gleichzeitig eine einzige mechanische Welle durch ihn geschickt wird.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Körper erzeugten mechanischen Wellen durch Änderung der Intensität eines Magnetfeldes in dem Körper hervorgerufen werden.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Wellen mittels eines mit dem Körper gekoppelten elektromechanischen Wandlers in die die gespeicherte Information kennzeichnenden elektrischen Signale umgewandelt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Intensität des Magnetfeldes zur Wiedergabe der gespeicherten Information durch Anlegen eines elektrischen Impulses an den Körper oder an einen ihm benachbart angeordneten Leiter hervorgerufen wird.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper aus magnetostriktivem Material an seinem nichtreflektierenden Ende gelagert, ein elektromechanischer Wandler mit seinem einen Ende gekoppelt ist und Vorrichtungen zur Erzeugung von örtlichen Veränderungen des Magnetfeldes in dem Körper sowie Wiedergabevorrichtungen, mittels derer ein elektrischer Impuls durch den Körper gegeben werden kann, vorgesehen sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromechanische Wandler eine ein Ende des ausgedehnten Körpers umgebende Spule aufweist und in der Wiedergabevorrichtung ein elektrischer, mit den nicht von der Spule umgebenen Teilen des Körpers verbundener Impulsgenerator angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 und 15, gekennzeichnet durch eine Vielzahl ausgedehnter magnetostriktiver Körper, einen elektromechanischen ein Ende aller dieser Körper umfassenden Wandler, eine allen Körpern gemeinsame Vorrichtung zur Erzeugung von Änderungen des Magnetfeldes an ausgewählten, im Abstand voneinander befindlichen Punkten der Körper sowie durch Vorrichtungen zum Geben eines elektrischen Aufzeichnungsimpulses durch einen bestimmten dieser Körper.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsvorrichtung einen Impulsgenerator und eine Vorrichtung zum Geben eines elektrischen Impulses durch einen bestimmten Körper aus magnetostriktivem Material aufweist.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 009 236.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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