Verfahren zur Herstellung von Schlüsselfolgen sehr grosser Periode Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel lung von Schlüsselfolgen sehr grosser Periode in einem binären Fernschreibcode zur Basis n für Chiffrier geräte unter Verwendung von n relativ kurzen, aus zwei binären Zeichenelementen bestehenden Zeichen elementefolgen, von deren Zeichenelementeanzahlen keine zwei einen gemeinschaftlichen Teiler haben, und wobei diese Folgen, mit einem verabredeten Zeichenelement in jeder Folge beginnend, gleichzei tig, mit gleicher Schrittgeschwindigkeit und periodisch gelesen werden.
Die schweizerische Patentschrift Nr. 355315 behandelt ein Verfahren zur Herstellung von Schlüs selfolgen sehr grosser Periode von Kombinationen aus zwei verschiedenen Zeichenelementen in einem mehr stelligen binären Code für Chiffriergeräte, unter Ver wendung von gegenüber diesen Schlüsselfolgen sehr kurzen, unperiodischen, willkürlich gewählten Urfol- gen solcher Zeichenelementekombinationen, wobei die jeweils aus den 1., 2., 3. usw.
Zeichenelementen der einzelnen Zeichenelementekombinationen gebil deten Zeichenelementefolgen Zeichenelementeanzah- len aufweisen, deren keine zwei einen gemeinschaft lichen Teiler haben, und wobei diese Zeichenele- mentefolgen, mit einem verabredeten Zeichenele ment in jeder Folge beginnend, gleichzeitig, mit glei cher Schrittgeschwindigkeit und periodisch gelesen werden, und ist dadurch gekennzeichnet,
dass die durch jeweils gleichzeitiges Lesen der Zeichenele mente dieser Folgen sich ergebenden Zeichenele- mentekombinationen mit einer festgesetzten und ver abredeten Zeichenelementekombination. laufend ver= glichen werden, und dass bei Übereinstimmung einer der gelesenen Zeichenelementekombinationen mit der festgesetzten Zeichenelementekombination aus einer weiteren, willkürlich gewählten, periodischen, zu den übrigen Folgen teilerfremden,
gleichzeitig und mit derselben Schrittgeschwindigkeit gelesenen Folge aller überhaupt möglichen Zeichenelementekombi- nationen der genannten Art die im übereinstim- mungszeitpunkt gerade gelesene Zeichenelemente kombination dieser letzteren Folge ausgewählt und registriert wird, wobei die Folge dieser registrierten Zeichenelementekombinationen die Schlüsselfolge sehr grosser Periode ergibt.
Zur Durchführung des Verfahrens gemäss der genannten Patentschrift wird eine Vorrichtung ver wendet, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie rotierende Scheiben aufweist, auf deren Umfängen ferromagnetische Schichten aufgebracht sind, dass die Speicherscheiben mit Winkelgeschwindigkeiten rotieren, die sich wie teilerfremde Zahlen verhalten, jedoch derart, dass ein Zeichenelementeschritt von allen Scheiben zugleich ausgeführt wird, dass ferner eine weitere rotierende Speicherscheibe vorgesehen ist,
auf deren Umfang eine der Anzahl der Zeichen elementefolgen der unperiodischen Urschlüsselfolge gleiche Anzahl von Zeichenelementefolgen nebenein ander aufgebracht ist, und welche gleichzeitig mit den übrigen Scheiben angetrieben wird, derart, dass die Anzahl der Zeichenelemente einer Zeichenele- mentefolge auf dieser Scheibe teilerfremd zu allen Zeichenelementeanzahlen der gespeicherten Zeichen elementefolgen der Urschlüsselfolge ist,
und dass diese Scheibe zugleich mit den übrigen Scheiben einen Zeichenelementeschritt ausführt.
Die vorliegende Erfindung hat eine Erweiterung des aus der schweizerischen Patentschrift Nr. 355315 bekannten Verfahrens sowie eine wesentliche Ver einfachung der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zum Ziel.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass, um die n Zeichenelementefol- gen unterschiedlicher Länge zu erhalten. n verschie- dene Verschlüsselungslochstreifen mit jeweils n nebeneinander angeordneten und unter sich gleich langen, aus den beiden binären Zeichenelementen Loch und Nichtloch bestehenden Folgen verwendet werden, dass jeder dieser insgesamt n Verschlüsse lungslochstreifen zu einem endlosen Band zusam mengefügt wird, dass aus jedem der n Verschlüsse lungslochstreifen eine verabredete Lochfolge ausge wählt wird und diese Lochfolgen gleichzeitig, mit gleicher Schrittgeschwindigkeit und periodisch gele sen werden,
dass diese Lochfolgen von n quer zu den Streifen in einer Reihe angeordneten Abtastvor- richtungen in entsprechende elektrische Impulsfolgen (Loch = +, kein Loch = ) umgesetzt werden, dass jedesmal dann und nur dann, wenn bei der Abta- stung irgendeine von m (m >_ 1) vereinbarten und in m Querabfragevorrichtungen eingestellten ver schiedenen Impulskombinationen angetroffen wird (Treffer), aus einer mit derselben Schrittgeschwin digkeit laufend angebotenen, alternierenden,
aus ab wechselnd positiven und negativen Impulsen be stehenden Impulsfolge der im Zeitpunkt des Tref fers gerade angebotene positive oder negative Impuls gespeichert wird, dass diese Speicherung so lange fortgesetzt wird, bis jeweils durch n aufeinanderfol- gende Treffer n Impulse beisammen sind, die eine vollständige Impulskombination der herzustellenden verlängerten Schlüsselfolge bilden, und dass die der art aufgebauten einzelnen Impulskombinationen je weils in einen Papierstreifen in Form von Lochkom binationen gestanzt oder einer Verschlüsselungsvor richtung zugeführt werden.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Ver fahrens ist erfindungsgemäss eine Vorrichtung vorge sehen, die gekennzeichnet ist durch einen Synchron antriebsmotor, ein Reduziergetriebe, eine über die ses angetriebene Welle mit n Zahnrädern gleicher Durchmesser und Zähneanzahlen, deren Zähne in die Transportlöcher der in der Mitte perforierten und zu endlosen Bändern zusammengeklebten Verschlüs selungslochstreifen eingreifen, durch n in einer Reihe parallel zu und vor der Zahnräderwelle angeordnete Gruppen von je n photoelektrischen oder elektro mechanischen Abtastvorrichtungen, von denen je weils nur eine in jeder Gruppe eingeschaltet ist,
und mittels derer n auf diese Weise kombinierte Längs- lochfolgen aus den n Lochstreifen gleichzeitig abge tastet werden, durch einen Taktgenerator, dessen Antrieb zwangläufig mit dem der Zahnräderwelle synchronisiert und in Phase ist, und welcher eine Taktfrequenz liefert, die gleich der Abtastfrequenz der Lochstreifen ist, durch einen Impulsgenerator, der mit dem Taktgenerator synchronisiert und in Phase ist, und der eine Impulsfrequenz liefert, welche halb so gross wie die Taktfrequenz ist und eine alter nierende,
abwechselnd aus positiven und negativen Impulsen bestehende Impulsfolge erzeugt, durch eine Lochstanze, welche die aufgebauten und gespeicher ten Impulskombinationen in Form von Lochkom binationen in einen Papierstreifen stanzt, durch eine oder mehrere elektronische Querabfragevorrichtun- gen, deren jede auf eine beliebige Impulskombination einstellbar ist, und welche dann und nur dann, wenn die abgetasteten Lochkombinationen mit irgendeiner der eingestellten Impulskombinationen übereinstim men (Treffer), einen Impuls auf eine gemeinschaft liche Steuerleitung geben, der ein Tor öffnet, welches den in diesem Zeitpunkt gerade anliegenden positi ven oder negativen Impuls aus der alternierenden Impulsfolge durchlässt,
und schliesslich durch zwei oder mehrere, zu einem geschlossenen Ring zusam mengeschaltete elektronische Speichervorrichtungen für je n Impulse, in denen die bei jedem Querab- fragetreffer von dem Tor durchgelassenen positiven und negativen Impulse in Gruppen zu je n Impulsen gespeichert werden und so lange gespeichert bleiben, bis die Impulskombinationen der einzelnen Speicher durch die Lochstanze gestanzt worden sind, und die Lochstanze die Stanzung der Impulskombination des jeweils nachgeschalteten Speichers freigegeben hat.
Im Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung werden also anstatt der Speicherscheiben die un- periodischen kurzen Lochstreifen selbst verwendet, indem sie zu endlosen Bändern zusammengeklebt und auf Zahnräder mit gleichen Durchmessern und Zähneanzahl aufgelegt werden. Hierdurch werden alle Lochstreifen zwangläufig mit der gleichen Schrittgeschwindigkeit angetrieben und durch die in einer Reihe quer zu den Lochstreifen angeordneten Abtastvorrichtungen abgetastet.
Die magnetischen Speicherscheiben bei der bekannten Vorrichtung so wie die Umstände bei der Übertragung der Lochkom binationen der Lochstreifen in Form von magneti schen Zustandskombinationen auf die Oberflächen der Speicherscheiben fallen dadurch fort, ferner die Getriebe mit Übersetzungsverhältnissen, welche den einzelnen Speicherscheiben teilerfremde Drehge schwindigkeiten, jedoch gleiche Schrittgeschwindig keiten erteilen. Die gegenseitige allmähliche Ver schiebung der Lochstreifen zueinander bei deren Umlaufen findet nach der vereinfachten erfindungs gemässen Anordnung zwangläufig und ohne Zuhilfe nahme von Getrieben statt.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird im folgen den beispielsweise erläutert.
Wird z. B. der Fünfer-Fernschreibcode verwen det, so werden fünf Verschlüsselungslochstreifen be nutzt, aus deren jedem jeweils eine vorher verab redete Lochfolge ausgewählt wird. In diesem Falle gibt es genau 55 = 3125 verschiedene Kombinations möglichkeiten der 52 = 25 Lochfolgen zu je Fün fen. Beim in bekannter Weise gleichzeitig, mit glei cher Schrittgeschwindigkeit und periodisch erfolgen den Lesen der ausgewählten Lochfolgen ergeben sich laufend Fünfer-Kombinationen. Da die n Verschlüs selungslochstreifen verschieden lang sind, so tritt bei deren Umlaufen allmählich eine Verschiebung der ein zelnen Streifen gegeneinander ein.
Da ferner von den Anzahlen der Lochkombinationen der einzelnen Streifen keine zwei einen gemeinschaftlichen Teiler haben, so wird beim zyklischen Ablaufen des Strei fensystems eine bestimmte relative Ausgangsstellung der Streifen zueinander erst nach einer Anzahl von Schritten wieder erreicht, die gleich dem Produkt der Einzelperioden aller fünf Streifen, das heisst gleich dem Produkt der Anzahlen der Lochkombi nationen aller fünf Streifen ist. Beträgt zum Beispiel die mittlere Anzahl der Lochkombinationen eines Streifens 500, so ist die Periode des Streifensystems rund 5005 = 3,125<B>-1013.</B> Beträgt die Abtastge- schwindigkeit z.
B. 320 Lochkombinationen pro Sekunde, so ergibt sich eine Zeitdauer für den Ab lauf der Periode des Streifensystems von rund
EMI0003.0005
Ein weiterer Unterschied gegenüber dem aus der schweizerischen Patentschrift Nr. 355315 bekann ten Verfahren zur Herstellung von Schlüsselfolgen besteht darin, dass statt einer Querabfragevorrichtung mehrere Querabfragevorrichtungen vorgesehen sein können z. B. 3 bis 5 -, welche auf vorher verabre dete, beliebige, verschiedene der 32 möglichen Zei chenkombinationen einstellbar sind.
Der Grund hier für ist, dass sich bei mehreren Abfragevorrichtungen häufiger Treffer ergeben, als sie bei einer einzigen Abfragevorrichtung auftreten. Wenn angenommen wird, dass die beiden Zeichen Loch und kein Loch auf den Lochstreifen im Mittel gleich häufig vorkommen, so wird, da es beim Fünfer-Lochcode nur 32 verschiedene Kombinationsmöglichkeiten gibt, im Mittel jeder 32. Abtastschritt zu einem Tref fer führen, falls nur eine Querabfragevorrichtung vorgesehen ist, welche auf eine bestimmte Zeichen kombination eingestellt ist. Werden aber statt einer z.
B. vier Querabfragevorrichtungen verwendet, deren jede auf eine andere Zeichenkombination eingestellt ist, so wird das Auftreten von Treffern, das heisst die übereinstimmung der abgetasteten Lochkombi nationen mit irgendeiner der eingestellten Zeichen kombinationen, viermal häufiger auftreten, also im Mittel bei jedem B. Abtastschritt.
Ein weiterer Unterschied gegenüber dem bekann ten Verfahren besteht darin, dass ein Treffer in den Querabfragevorrichtungen nicht unmittelbar zum Auswählen einer vollständigen Zeichenelementekom- bination aus einer weiteren, gleichzeitig mit der selben Schrittgeschwindigkeit periodisch angebotenen willkürlichen Folge der 2n möglichen Zeichenelemen- tekombinationen führt.
Statt dieser willkürlich ge wählten Folge von Zeichenelementekombinationen ist eine alternierende Impulsfolge vorgesehen, welche regelmässig abwechselnd einen positiven und einen negativen Impuls liefert mit einer Schrittgeschwin digkeit, die der Abtastgeschwindigkeit der einzelnen Folgen gleich ist.
Bei jedem Treffer wird der in diesem Zeitpunkt gerade angebotene Impuls aus der alternierenden Impulsfolee aesueichert und zum Aufbau einer vollständigen Fünfer-Impulskombina- tion verwendet. Wenn durch fünf unregelmässig auf einander folgende Treffer fünf Impulse beisammen und gespeichert sind, wird diese Impulskombination, die eine Kombination der herzustellenden Schlüssel folge sehr grosser Periode ist, entweder in Form einer Lochkombination durch einen Streifenlocher in einen Papierstreifen gestanzt oder einer Verschlüsselungs vorrichtung zugeführt.
Dieser Vorgang wiederholt sich nach jedem fünften Treffer, und auf diese Weise entstehen die einzelnen Kombinationen der ver längerten Schlüsselfolge. Da zum Aufbau einer voll ständigen Loch- bzw. Impulskombination fünf auf einander folgende Treffer benötigt werden, führt im Mittel jeder 8 - 5 = 40. Abtastschritt zu einer Kom bination der verlängerten Schlüsselfolge. Es werden dabei aus der Periode des Streifensystems völlig unregelmässig einzelne Schritte - im Mittel jeder 40. - herausgegriffen, welche zur Herstellung der Schlüsselfolge sehr grosser Periode dienen. Die Periode der verlängerten Schlüsselfolge beträgt daher den 40.
Teil der Periode des Lochstreifensystems, das macht bei den im Beispielsfalle angenommenen Daten 8. 1011. Der Ablauf der Periode der erzeug ten Schlüsselfolge dauert natürlich genau so lange wie der Ablauf der Periode des Lochstreifensystems, da ja die verlängerte Schlüsselfolge nicht schneller hergestellt werden kann als die Abtastgeschwindig- keit des Streifensystems beträgt.
Ist, wie im Bei spielsfalle angenommen wurde, die Abtastgeschwin- digkeit gleich 320 Lochkombinationen pro Sekunde, so werden im Mittel 320:40 = 8 Kombinationen der verlängerten Schlüsselfolge pro Sekunde erzeugt. Diese Erzeugungsgeschwindigkeit ist aber etwa gleich der Sendegeschwindigkeit einer Fernschreibmaschine, welche 7, 15 Zeichenkombinationen pro Sekunde beträgt.
Es kann ein Verfahren angewendet werden, das darin besteht, dass zwei aufeinander folgende, aus einzelnen Impulsen vollständig aufgebaute Impuls kombinationen in je einem getrennten Speicher ge speichert werden und dass, wenn der zweite Speicher aufgefüllt ist, bevor die Stanzung der vorhergehenden Impulskombinationen aus dem ersten lSpeicher beendet ist, weitere, zum Aufbau einer dritten Impulskombina tion anfallende Trefferimpulse nicht berücksichtigt werden, und dass erst nach Ablauf einer bestimmten Zeit, die zum Stanzen einer Impulskombination er forderlich ist,
die im zweiten Speicher gespeicherte Impulskombination zur Stanzung freigegeben und gleichzeitig die im ersten Speicher gespeicherte Im pulskombination gelöscht wird.
Die Treffer, die ja ganz unregelmässig auftreten, können sich zeitweise sehr häufen. Wegen ihrer Träg heit braucht die Lochstreifenstanze zum Stanzen eine gewisse Mindestzeit. Wenn angenommen wird, dass der Stanzvorgang etwa 50 m/sec dauert, und die Schrittgeschwindigkeit 320 Schritte pro Sekunde be trägt, was eine Schrittzeit von 3,12 m/sec bedeutet, so beansprucht der Stanzvorgang 50:3,12 = 16 Schritte. Vor Ablauf von 16 Schritten darf keine neue Stanzanregung eintreten.
Da aber während die ser Zeit möglicherweise weitere Querabfragetreffer auftreten, so können diese nur berücksichtigt werden, wenn die durch die Treffer ausgelösten positiven und negativen Impulse gespeichert werden. Hierzu ist der zweite Speicher vorgesehen; in welchem die wäh rend des Stanzvorgangs anfallenden Impulse zum Aufbau der nächsten Impulskombination gespeichert werden, und zwar so lange, bis der Stanzvorgang beendet ist.
Durch die Beendigung des Stanzvorgan- ges wird ein Impuls ausgelöst, welcher den ersten Speicher löscht und gleichzeitig den zweiten Speicher zur Stanzung freigibt. Ist dieser zweite Speicher je doch bereits aufgefüllt, bevor die Stanzung der im ersten Speicher gespeicherten Impulskombination beendet ist, so werden weitere anfallende Aufbau impulse unberücksichtigt gelassen oder aber in einem dritten Speicher und erforderlichen Falles noch in weiteren Speichern gespeichert. Ist jedoch der zweite Speicher noch nicht aufgefüllt, wenn die Stanzung der im ersten Speicher gespeicherten Impulskombi nation beendet ist, so wartet die Stanze so lange, bis der zweite Speicher aufgefüllt ist.
Ein weiterer Unterschied gegenüber dem aus der schweizerischen Patentschrift Nr. 355315 Be kannten besteht in einer beträchtlichen Vereinfa chung der aus den rotierenden Speicherscheiben be stehenden Vorrichtung, auf deren mit ferromagne- tischen Schichten versehenen Oberflächen die Zei- chenelementefolgen der kurzen unperiodischen Ur- folge aufgebracht wurden.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 die elektromechanische Anordnung der Anlage für die Abtastung der Lochstreifen und Fig. 2 die grundsätzliche Schaltungsanordnung des elektronischen Teiles der Anlage in einem Block schaltbild.
Nach Fig. 1 treibt ein Synchronmotor 1 über ein aus den beiden ungleichen Zahnrädern 2, 3 bestehendes Reduziergetriebe und über eine Kupp lung 4 eine Welle 5 an. Auf dieser sind Zahnräder 6 bis 10 angeordnet, welche alle gleiche Durch messer und gleiche Zähneanzahl haben. Die Zähne 11 greifen in die Löcher 12 der Mittelperforationen der unperiodischen Verschlüsselungslochstreifen 13 bis 17 ein, welche zu endlosen Bändern zusammen geklebt sind, und bewirken bei Rotation der Welle 5 einen schrittgleichen Transport aller fünf Loch streifen.
Durch die vorausgesetzte Teilerfremdheit der verschiedenen Lochanzahl der Perforationen der fünf Lochstreifen tritt nach jedem Umlauf der Lochstreifen allmählich eine gegenseitige Verschie bung der Lochstreifen zueinander ein, so dass quer zu den Lochstreifen an einer Stelle parallel zur Welle 5 die dort vorliegenden Fünfer-Konstellationen der Fünfer-Lochkombinationen sich laufend verändern. 18 bis 22 sind fünf Fadenlampen, welche in einer Flucht quer zu den Lochstreifen und parallel zur Welle 5 unmittelbar über den Lochstreifen angeord net sind, und welche die Lochkombinationen beleuch ten.
Anstelle der fünf Lampen kann natürlich auch eine einzige entsprechend lange Fadenlampe verwen det werden. Gegenüber diesen Fadenlampen, durch die Lochstreifen getrennt, sind fünf Gruppen 23 bis 27 von je fünf Photozellen oder Photodioden ange ordnet, welche das von den einzelnen Löchern der Fünfer-Lochkombinationen der Lochstreifen durch gelassene Licht der Fadenlampen empfangen. Von den fünf Photozellen jeder Gruppe ist jedoch jeweils nur eine eingeschaltet entsprechend der verabrede ten Auswahl der Längslochfolge jedes Lochstreifens. Die Anordnung 18 bis 27 stellt die Abtastvorrich- tung dar.
Durch alle möglichen Kombinationen der Längslochfolgen der Lochstreifen zu je Fünfen er geben sich insgesamt 55 = 3125 Möglichkeiten. In der Auswahl der Längslochfolgenkombinationen liegt eine Verschlüsselungsmöglichkeit. Die Lochkombi nationen oder, was dasselbe ist, die Transportlöcher der Perforationen der fünf Lochstreifen sind jeweils von eins bis zu ihrer Höchstanzahl numeriert. Durch das parallel zur Welle 5 angeordnete Ablesefenster 28 können die relativen Ausgangsstellungen der fünf Lochstreifen zueinander an der Kombination der Nummern abgelesen werden.
Wenn angenommen wird, dass die Lochstreifen im Mittel je 500 Loch kombinationen enthalten, so kann die Ausgangsstel lung der Lochstreifen durch eine höchstens fünfzehn- stellige und die Wahl der Längslochfolgen durch eine fünfstellige Zahl gekennzeichnet werden. Die Trans portzahnräder 6 bis 10 sind auf der Welle 5 aus- und einrastbar angeordnet derart, dass sie in allen Stellun gen, die dem Winkelabstand zweier aufeinander fol gender Zähne entsprechen, einrasten.
Durch die ver schiedenen Raststellungen der Zahnräder 6 bis 10 können die einmal aufgelegten Lochstreifen 13 bis 17, welche durch nichtdargestellte Federn auf den Zahnrädern festgehalten werden und in welche die Transportzähne 11 einkämmen, in alle nur erdenk lichen Ausgangsstellungen gebracht werden, deren es rund 5005 =<B>3,125</B> - 1013 gibt. In der Auswahl der Ausgangsstellung der Lochstreifen liegt eine zweite Verschlüsselungsmöglichkeit.
Eine auf der Welle 5 angeordnete Scheibe 29 weist einen aus Löchern 30 gebildeten inneren Loch kranz und einen von gleich breiten Lücken 31 un terbrochenen Zähnen 32 gebildeten äusseren Zahn kranz auf. Dicht vor der Lochscheibe 29 ist in Richtung eines Scheibenradius die Fadenlampe 33 angeordnet, deren Licht durch die rotierenden Löcher 30 und Zahnlücken 31 abwechselnd freige geben und unterbrochen wird. Gegenüber der Faden lampe 33, durch die Lochscheibe 29 getrennt, sind in Höhe der Löcher 30 und der Zähne 32 die bei den Photozellen oder Photodioden 34 und 35 ange ordnet, welche das durch die Löcher 30 und die Zahnlücken 31 freigegebene Licht der Fadenlampe 33 empfangen.
Die Löcher 30 sind zu den Zahn- löcken 31 und den Zähnen 32 so orientiert, dass jeweils ein Loch vor der Mitte eines Zahnes und das nächste Loch vor der Mitte der darauffolgen den Zahnlücke liegt. Die Vorrichtung 29 bis 35 stellt zwei photoelektrische Impulsgeneratoren dar. Die Löcher 30 liefern eine Taktfrequenz, welche gleich der Lochtransportfrequenz der Lochstreifen 13 bis 17 ist; die Anzahl der Löcher 30 auf der Lochscheibe 29 ist demnach gleich der Zähneanzahl eines der Zahnräder 6 bis 10. Anstatt zur Erzeugung der Taktfrequenz die Lochscheibe 29 vorzusehen, können auch die Transportlöcher eines der Loch streifen 13 bis 17 verwendet werden, indem eine solche Lochreihe photoelektrisch abgetastet wird.
Die Impulsfrequenz, welche die Zahnlücken 31 und Zähne 32 liefern, ist halb so gross wie die durch die Löcher 30 erzeugte Taktfrequenz. Die Impulsfre quenz dient zur Erzeugung einer alternierenden Im pulsfolge, aus deren abwechselnd positiven und nega tiven Impulsen die Lochkombinationen des verlän gerten Verschlüsselungslochstreifens aufgebaut wer den.
In Fig. 2 ist die grundsätzliche Schaltungsanord nung des elektronischen Teiles der Schlüsselverlänge- rungsvorrichtung in einem Blockschaltbild dargestellt. An je eine der Photozellen der fünf Gruppen 23 bis 27 (Fig. 1) ist ein Verstärkerkanal angeschlossen. Die fünf Verstärkerkanäle sind gleichartig aufgebaut, so dass es genügt, deren einen zu beschreiben. Von der Fadenlampe 18 fällt während des Vorbeilaufens des Lochstreifens 13 immer dann Licht auf die Photozelle 23, wenn ein Loch den Strahlengang frei gibt.
In diesem Augenblick entsteht ein Photostrom in 23, der über den Verstärker 36 dem elektroni schen Schalter 37 zugeführt wird. Dieser ist ein Wechselschalter mit den beiden Ausgängen 38 und 39. In der Aus -Stellung, das heisst wenn der Licht strahl der Lampe 18 unterbrochen wird, liegt an Leitung 38 positive und an Leitung 39 negative Spannung. In der Ein -Stellung des Schalters 37, also wenn 23 durch ein Loch in 13 beleuchtet wird, wechselt der Spannungszustand am Ausgang von 36, und es liegt positive Spannung an 39, während 38 negativ wird.
Die Ausgänge 38 und 39 aller fünf Kanäle durchlaufen die Buchsenfelder der Querab- fragevorrichtungen 40, 41 und 42, welche zur Ein- Stellung und Abfrage dreier vorher vereinbarter ver schiedener Impulskombinationen dienen. Die Anzahl der Abfragevorrichtungen kann beliebig sein. In der Praxis haben sich 3 bis 5 Abfragevorrichtungen als ausreichend erwiesen, um eine genügend grosse An zahl von Treffern pro Zeiteinheit zu liefern. Im Bei spielsfall sind drei Abfragevorrichtungen dargestellt.
Die Ausgänge 38 der Kanäle sind mit den linken Buchsen 43, 44 und 45, die Ausgänge 39 mit den rechten Buchsen 46, 47 und 48 verbunden. Zwischen 43 und 46 befindet sich die Buchse 49, zwischen 44 und 47 die Buchse 50 und zwischen 45 und 48 die Buchse 51. Die Abstände der Mittelbuchsen von den linken und rechten Buchsen sind alle gleich gross, so dass durch die gleichartigen Kurzschluss- stecker 52 eine Verbindung zwischen je einer mitt leren Buchse und einer linken bzw. rechten Buchse hergestellt werden kann.
In jede der senkrecht an geordneten Querabfragevorrichtungen 40, 41 und 42 können entsprechend den fünf Kanälen fünf Kurz schlussstecker gesteckt werden, und zwar in jedem Kanal einer. Das überbrücken der rechten Buchse und der Mittelbuchse stellt die Verbindung dieser Buchse mit der Ausgangsleitung 39 des betreffenden Kanals her, und das Überbrücken der linken Buchse und der Mittelbuchse die Verbindung dieser Buchse mit der Leitung 38 her.
Das Beispiel zeigt die Abfragevorrichtung 40 von oben nach unten gesehen in der Kombination - + - + +. Die zweite Abfragevorrichtung 41 ist durch die Stecker 52 auf die Kombination + - + - + eingestellt und die dritte Abfragevor- richtung 42 auf die Kombination + -+ --. Die mittleren Buchsen 49, 50, 51 aller Kanäle sind je weils über die Gleichrichter 53, 54, 55 jeweils mit den Leitungen 56, 57, 58 verbunden, die über die Widerstände 59, 60, 61 zum Minuspol der Strom quelle 62 führen.
Da die Buchse 49 im ersten Kanal über die Leitung 39 negatives Potential hat, liefert der erste Kanal keinen Strom. Im zweiten Kanal ist die Buchse 49 mit der Ausgangsleitung 38 verbun den. Es fliesst deshalb Strom über den Gleichrichter 53, die Leitung 56 und den Widerstand 59. Auch der vierte und fünfte Kanal tragen zu diesem Strom bei, da auch in diesen die Mittelbuchsen 49 mit den positiven Ausgängen 38 verbunden sind.
Erst wenn der zweite, vierte und fünfte Kanal ihre Ausgangs potentiale wechseln, das heisst, wenn an den Ab taststellen der Lochstreifen Löcher vorliegen, ver schwindet die positive Spannung an der Leitung 56, falls durch den Gleichrichter 63 keine positive Span nung zugeführt wird, was zunächst angenommen werde. Damit ist die Ansprechbedingung- -+--+ + der Abfragevorrichtung 40 erfüllt. Entsprechend ist die Ansprechbedingung der Abfragevorrichtung 41 erfüllt, wenn im ersten, dritten und fünften Kanal ein Loch vor der Photozelle steht.
Die Abfragevorrich- tung 42 spricht an, wenn nur im ersten und dritten Kanal die Photozelle belichtet wird.
Durch Ungenauigkeiten beim Betrieb des mecha nischen Teils der Anlage können an der Grenze aufeinander folgender Schritte Fehler auftreten, die zum Fehlansprechen der Einstellvorrichtungen füh ren. Zur Vermeidung solcher Fehler ist ein sechster Kanal, der Taktgeberkanal, vorgesehen, welcher die Abfragevorrichtungen erst in der Mitte jedes Schrit tes freigibt, nämlich jedes Mal dann, wenn bei allen Abtastvorrichtungen die Löcher bzw. Nichtlöcher einer Lochkombination der Lochstreifen genau die Photozelle freigeben bzw. abdecken.
Der sechste Kanal arbeitet in der folgenden Weise: Der Lichtstrahlengang von der Lampe 33 zur Photozelle 34 wird durch die Zwischenräume zwi- schen den Löchern 30 der Lochscheibe 29 im Takt der Lochstreifenschritte derart unterbrochen, dass in der Mitte jedes Schrittes die Photozelle 34 nur für eine kurze Zeit belichtet wird. In 64 werden die Photozellenströme verstärkt, und die verstärkten Photoströme steuern den Schalter 65. Wenn die Photozelle 34 durch ein vorbeigehendes Loch 30 kurzzeitig belichtet wird, . so wird die bisher positive Spannung am Ausgang 66 des Schalters 65 negativ.
Nur in diesem kurzen Zeitpunkt kann die in den fünf Kanälen abgefragte Impuls- bzw. Potentialkon stellation wirksam werden, da zu jeder anderen Zeit durch die Leitung 66 über den Gleichrichter 63 das positive Potential an der Leitung 56 der Abfrage vorrichtung 40 aufrechterhalten wird. Dasselbe trifft für die Abfragevorrichtungen 41 und 42 zu, deren Ausgänge 57 und 58 über die Gleichrichter 67 und 68 mit der Leitung 66 verbunden und damit gegen Fehler geschützt sind.
Wenn bei der laufenden Abtastung der Loch streifen die gerade abgetastete Lochkombination mit irgendeiner der in den Abfragevorrichtungen einge stellten Zeichenkombination übereinstimmt, das heisst, wenn ein Treffer vorliegt, so hat dies zur Folge, dass die Spannung an einer der Leitungen 56, 57 oder 58 negativ wird. Ist z. B. im Falle eines Tref fers bei der Abfragevorrichtung 40 auch die Leitung 66 negativ, so fliesst ein Strom vom Pluspol der Stromquelle 62 über den Widerstand 69, die Lei tung 70 und den Gleichrichter 71 zur Leitung 56 und weiter über den Widerstand 59 zum Minuspol der Stromquelle 62.
Leitung 70, die bisher positive Spannung führte, erhält plötzlich ein stark verrin gertes Potential und schaltet den elektronischen Schal ter 72 kurzzeitig um. Damit geht ein positiver Im puls über die Leitung 73 und über das Tor 74 zur Leitung 75. Leitung 75 ist die Steuerleitung für einen geschlossenen elektronischen Schalterring, der aus den zehn bistabilen Flip-Flop-Schaltern 76 bis 85 besteht. Der Ausgang jedes dieser Schalter ist mit dem Eingang des nächsten Schalters verbunden, und über die Leitungen 86 und 87 sind die beiden Schal tergruppen 76 bis 80 und 81 bis 85 zu einem Ring geschlossen.
Die Wirkungsweise dieser bekannten Ringschaltung besteht darin, dass ein einziger, zu nächst beliebiger Flip-Flop-Schalter, der aus einem Richtleiterverstärkerpaar (Doppeltriode oder Tran sistorenpaar) besteht, in der Vorzugsstellung Ein steht, während sich alle anderen in der Aus -Stel- lung befinden. Ein Sperrimpuls an der gemeinschaft lichen Steuerleitung 75 sperrt den in der Ein Stellung sich befindenden Schalter, während alle an deren nicht berührt werden, da sie ja ausgeschaltet sind.
Der zurückschaltende Schalter gibt einen star ken Öffnungsimpuls auf den nachgeschalteten Schal ter, der nun in die Ein -Stellung geht. Dies ge schieht trotz dem Sperrimpuls an der gemeinschaft lichen Steuerleitung 75, und zwar einmal, weil der öffnungsimpuls stärker ist als der Sperrimpuls in der Steuerleitung 75 und zum anderen, weil der er- stere um eine kurze Zeit später wirksam wird als der letztere.
Es werde angenommen, dass sich der Schalter 85 im Ausgangszeitpunkt der Betrachtung in dieser Vorzugsstellung befinde. Der erste an der Leitung 75 auftretende Impuls schaltet den Schalter 85 in die Ruhestellung zurück, und über Leitung 87 wird der Schalter 76 in die Ein -Stellung geschaltet, in welcher er zunächst verharrt. Der Schalter 76 ist Bestandteil der punktiert eingerahmten Schaltungs anordnung 88, welche einen ersten Speicher bildet. Entsprechend bildet die punktiert eingerahmte Schal tungsanordnung 89 einen zweiten Speicher. Während des Schaltvorgangs des Schalters 76 wird durch Dif- ferentation ein kurzer negativer Impuls gewonnen, der über Leitung 90 zum Tor 91 gelangt.
Dieses stellt ein Und -Tor dar, das heisst, der Impuls auf der Leitung 92 kann das Tor 91 nur dann passie ren, wenn auch an Leitung 90, negatives Potential herrscht. Das ganze spielt sich nun wie folgt ab: Das von der Lampe 33 nach der Photozelle 35 gelangende Licht wird durch die Zähne 32 der rotie renden Lochscheibe 29 derart unterbrochen, dass während eines Transportschrittes der Lochstreifen ein Lichtdurchgang und während des nächsten Trans portschrittes eine Lichtunterbrechung stattfindet. In 93 werden die Photoströme verstärkt, und entspre chend dem Lichtwechsel schaltet der Schalter 94 während eines Schrittes hin und während des näch sten Schrittes zurück, wodurch an Leitung 92 ab wechselnd positive und negative Impulse entstehen.
Angenommen, derjenige Abtastschritt, der zu einem Querabfragetreffer und weiter zur Umschaltung des Schalters 76 führte, lieferte einen negativen Impuls an Leitung 92. Dann wird der oben erwähnte kurze Impuls das Tor 91 passieren, der Schalter 95 schal tet um und bleibt fortan in dieser Stellung stehen.
Ein weiterer Querabfragetreffer führt zu einem weiteren Impuls an Leitung 75. Wie bereits beim Schalter 85 beschrieben, schaltet jetzt der Schalter 76 in die Aus -Stellung zurück und erzeugt dabei einen kräftigen öffnungsimpuls für den nachgeschal teten Schalter 77. Dieser schaltet um und gibt einen kurzen differenzierten Impuls an das Tor 96. An genommen, dieser Impuls tritt während eines Schrit tes auf, bei dem die Leitung 92 positive Spannung führt. Auch jetzt ist das Tor 96 offen, und der Im puls erreicht den Schalter 97. Dieser bleibt aber in der ursprünglichen Lage, was der Speicherung des positiven Impulses entspricht.
Die nächsten drei Querabfragetreffer führen auf entsprechende Weise nacheinander zur Einschaltung der Schalter 78, 79 und 80. In den Einschaltezeitpunkten mögen solche Impulse aus der alternierenden Impulsfolge an 92 angetroffen worden sein, dass die Schalter 98 und 100 umgeschaltet worden sind, der Schalter 99 da gegen in Ruhe geblieben ist. Die fünf Querabfrage treffer haben jetzt durch Umschaltung der Schalter 95, 98 und 100 die Speicherung der vollständigen Impulskombination + - + - -f- bewirkt.
Diese Impulskombination ist nun auf den herzustellenden verlängerten Verschlüsselungslochstreifen als Loch kombination in der Weise zu übertragen, dass + ein Loch und - kein Loch ergibt. Der mit der Um schaltung des Schalters 80 an Leitung<B>101</B> gewon nene Impuls wird noch an die Tore 102 und 103 geführt. Das Tor 102 ist ein Und -Tor. Die Und Bedingung ist erfüllt, wenn die vorangegangene Im pulskombination gestanzt worden ist, was für die folgende Betrachtung vorausgesetzt werden möge. Der Impuls kann das Tor 102 passieren und schaltet den Schalter 104 um. Dadurch wird die Leitung 105 negativ und Leitung<B>106</B> positiv.
Die Spannungsän derung an 105 wird im Differentiator 107 differen ziert, und der gewonnene Impuls über die Leitung 108 und das Oder -Tor 109 über Leitung 110 an den Startmagneten 111 der Lochstanze 112 gegeben. Die Stanzung der Lochkombination wird damit frei gegeben und läuft ab. Die der gespeicherten Impuls kombination zugeordnete Lochkombination wird durch die Erregungszustände der Magnete 113 bis 117 bestimmt und hängt folgendermassen von der Konstellation der Schaltzustände der Schalter 95 bis 100 im Speicher 88 ab: Durch die negative Spannung an Leitung 105 sind die Und -Tore 118 bis 122 durch die Erfül lung einer der beiden Bedingungen vorbereitet.
Die dem zweiten Speicher 89 zugeordneten Tore 123 bis 127 sind durch positive Spannung an Leitung 106 gesperrt. Entsprechend dein erwähnten Beispiel ist im ersten Speicher 88 durch die Umschaltung der Schalter 95, 98 und 100 an die Leitungen 128, 130 und 132 negative Spannung gelegt worden, wäh rend die Leitungen 129 und<B>131</B> positiv geblieben sind. Für die Tore<B>118,</B> 120 und 122 sind damit die Durchlassbedingungen erfüllt. Die Magnete 113, 115 und 117 ziehen über die Oder -Tore 133, 135 und 137 an und kuppeln die 1., 3. und 5. Stanznadel der Lochstreifenstanze 112 ein.
Zu erwähnen ist noch, dass der Impuls an der Leitung 108 das Tor 138 kurzzeitig öffnet und da durch die im zweiten Speicher 89 gespeicherte vor angegangene- Impulskombination gelöscht hat. Diese Löschung wird dadurch bewirkt, dass die Leitung 139, welche zur Zuführung der positiven Betriebs spannung aus 140 zu den Speicherschaltern 141 bis 145 dient, kurzzeitig unterbrochen wird. Die Schal ter 141 bis 145 gehen dadurch alle in die Ausgangs stellung.
Während des Stanzvorgangs, der bei einem mo dernen Streifenlocher etwa 50 m/sec beansprucht, treten möglicherweise weitere Querabfragetreffer auf. Die Treffer, die ganz unregelmässig auftreten, können sich zeitweise sehr häufen. Bei einer ange nommenen Schrittfrequenz von 320 Hz beträgt die Schrittzeit 3,12 m/sec. Das bedeutet, dass vor Ablauf von 50 m/sec oder innerhalb der nächsten 50:3,12 = 16 Schritte keine neue Stanzanregung eintreten darf.
Um dies zu gewährleisten, ist die folgende Sicherheitsschaltung vorgesehen: Der vom Ausgangszeitpunkt der vorliegenden Betrachtung aus gerechnete 6. Querabfragetreffer er zeugt den 1. Impuls, welcher den zweiten Speicher 89 erreicht und die Umschaltung des Schalters 81 in die Ein -Stellung bewirkt. Durch diese Ein schaltung wird ein neuer Impuls gewonnen, der über die Leitung 164 den Flip-Flop-Schalter 146 umschaltet. Damit wird die Leitung 147 negativ und öffnet das Tor 148, dessen Öffnungsbedingung über Leitung 149 durch negative Impulse vom Taktgeber erfüllt wird.
Dies geschieht bei jedem Schritt einmal, und dementsprechend geht bei jedem Taktschritt ein Impuls durch das Tor 148 und Leitung 150 zum Zähler 151. Dieser Zähler ist im Beispielsfalle ein aus vier in Reihe geschalteten Flip-Flop-Stufen be stehender Binärzähler, der bis zu 24 - 16 Schritten zählen kann. Nach dem vierten Zählschritt schaltet der Schalter 152, welcher über die Leitung 153 gesteuert wird, ein, und nach dem 16. Schritt über die Leitung 154 wieder zurück. Gleichzeitig wird der Schalter 146 über die Leitung 155 wieder in die Ruhestellung zurückgebracht, wodurch das Tor 148 wieder gesperrt wird, und der Zähler<B>151</B> stehen bleibt. Der Schalter 152 bereitet vom 4. bis 16.
Schritt des Zählers 151 über die Leitung 156 den Und -Schalter 157 vor. Sollten durch weitere vier Querabfragetreffer die Schalter 82 bis 85 umschal ten, bevor der Zähler abgelaufen ist, so gelangt über die Leitung 158 und das Oder -Tor 103 Span nung an das Und -Tor 157. Die Folge hiervon ist die Sperrung des Tores 74.
Weitere, eventuell auftretende Querabfragetreffer, die zu Impulsen über Leitung 73 Anlass geben, bevor die 16 Schritte des Zählers 151 abgelaufen sind, werden nicht ver wertet und können daher den Ablauf des Stanzvor- ganges bei der Stanzung der Impulskombination aus dem ersten Speicher 88 nicht stören. Der Schalter 85 bleibt zunächst in der Ein -Stellung stehen. Die Sicherheitszeit für die Stanze 112 beträgt mindestens die Zeit von 17 Schritten, da der Zähler<B>151</B> ja erst nach Eintreffen des durch den 6. Querabfragetreffer ausgelösten 1.
Impulses im zweiten Speicher 89 von neuem zu zählen beginnt. Ist diese Sicherheitszeit abgelaufen, so entsteht durch die Rückschaltung des Schalters 152 an der Leitung 159 ein Impuls. Der Schalter 85 in Ein -Stellung hat über die Leitung 158 die Und -Bedingung für das Tor 160 erfüllt, so dass der Impuls passieren kann. Der Schalter 104 schaltet um und leitet für den Stanzvorgang der im zweiten Speicher 89 gespeicherten Impulskombina tion alle entsprechenden Massnahmen ein, die bei der Stanzung der Impulskombination aus dem ersten Speicher beschrieben worden sind.
über den Differentiator 161 und die Leitung 162 wird ein Impuls zum Tor 163 gegeben, welcher die Speicherschalter 95 bis 100 des ersten Speichers 88 in die Ausgangsstellung bringt. Derselbe Impuls er regt über das Tor 109 und die Leitung 110 den Startmagneten 111 der Stanze 112. über die Leitung 105 sind die Und -Tore 118 bis 122, welche dem ersten Speicher 88 zugeordnet sind, gesperrt, und über die Leitung 106 sind die Tore 123 bis 127 vorbereitet.
Entsprechend den Schaltzuständen der Speicherschalter 141 bis 145 sind die Und -Bedin- gungen der Tore 123 bis 127 erfüllt bzw. nicht er füllt, und die entsprechenden Stanzmagneten 113 bis 117 erregt bzw. nicht erregt, und die zweite Im pulskombination wird jetzt gestanzt.
Der weitere Ablauf der Speicherauffüllung geht, wie bereits beschrieben, vor sich, wobei noch zu erwähnen ist, dass durch Auftreten des 11. und jedes weiteren 10. Querfragetreffers jeweils der 1. Im puls einer Impulskombination erzeugt wird, der den ersten Speicher 88 erreicht und die Umschaltung des Schalters 76 in die Ein -Stellung bewirkt.
Durch diese Ein-Schaltung wird ein neuer Impuls gewon nen, der über die Leitung 165 den Flip-Flop-Schal- ter 146 umschaltet, wodurch, ebenso wie durch jeden 6., 16. usw. Querabfragetreffer, ein Zählablauf ein geleitet wird, der die Speicher vor Überfüllung schützt.
Wird der auf die beschriebene Weise hergestellte verlängerte Verschlüsselungslochstreifen gleichzeitig mit seiner Herstellung mit dem Klartextstreifen im Zwillingskopf einer Fernschreibmaschine zwecks Ver schlüsselung überlagert, welche beide Streifen mit konstanter Geschwindigkeit verarbeitet, so muss die mittlere Erzeugungsgeschwindigkeit der Lochkombi nationen des Verschlüsselungsstreifens der Sendege schwindigkeit der Fernschreibmaschine genau gleich sein.
Da aber die Treffer unregelmässig auftreten, das heisst, sich zeitweise häufen oder verringern, muss der Verschlüsselungslochstreifen zwischen der Ma schine, die ihn herstellt, und der Fernschreibma schine, die ihn verbraucht, eine Schleife bilden, um die ungleichförmige Trefferanfallgeschwindigkeit aus zugleichen.
Um hierbei sowohl ein Zerreissen als auch ein zu grosses Auslaufen des Streifens zu ver meiden, kann eine Steuervorrichtung vorgesehen wer den, welche durch die Länge der ausgelaufenen Schleife die Drehzahl des Antriebsmotors der Schlüs- selverlängerungsmaschine in dem Sinne regelt, dass bei zu kurzer Schleife die Drehzahl des Motors ver grössert und bei zu langer Schleife verkleinert wird,