DE1009236B

DE1009236B - Vorrichtung zur Erzeugung von Chiffrezeichen darstellenden Zuegen von elektrischen Impulsen

Info

Publication number: DE1009236B
Application number: DEM20543A
Authority: DE
Inventors: Ronald Millership; Charles Edward Owen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-10-24
Filing date: 1953-10-24
Publication date: 1957-05-29
Also published as: US2914757A; FR1093013A; GB784127A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Erzeugung von Chiffrezeichen darstellenden Zügen von elektrischen Impulse™. Obgleich sie im allgemeinen anwendbar ist auf elektrische Systeme, bei denen Nachrichten in der Form von einer Folge von Spannungsimpulsen dargestellt werden, wird sie besonders günstige Verwendung bei elektronischen, von Hand betätigbaren Chiffreapparaten finden, mit welchen Nachrichten durch binäre Zahlen ausdrückende elektrische Impulse verschlüsselt werden. In solchen Apparaten werden die Chiffrieroperationen durch besondere Muster von Chiffreimpulsen gesteuert, welche die binären Zahlen darstellen, und die vorliegende Erfindung sieht verbesserte Mittel vor, solche Impulse zu erzeugen und in den Chiffreapparat einzuführen.

Es ist häufig wünschenswert, daß solche Chiffreapparate mit einem »Gedächtnis« ausgerüstet sind, worunter Mittel zu verstehen sind, durch welche Informationen aufbewahrt werden können, bis sie benötigt werden. Eine besondere Vorrichtung zur ao »Erinnerung« umfaßt eine Verzögerungsleitung, über welche eine Reihe von Impulsen verhältnismäßig langsam laufen und in welcher sie unbegrenzt aufbewahrt werden, indem die Impulse, die am Ausgang der Leitung ankommen, verstärkt werden und nach geeigneter Regeneration oder Umformung dem Eingang der Leitung wieder zugeführt werden. Zur Erzeugung zeitverzögerter elektrischer Impulse sind bereits magnetostriktive Anordnungen bekannt. Es sind auch Anordnungen mit rein elektrisch wirksamen Verzögerungsleitungen zur Erzeugung verschlüsselter Impulszüge bekannt, die jedoch, falls verhältnismäßig große Zeitabstände zwischen den Einzelimpulsen eines Impulszuges gewünscht werden, einen nicht unerheblichen Aufwand an Verzögerungsgliedern erfordern. Eine auf magnetostriktiver Wirkung beruhende Verzögerungsleitung besteht aus einem dünnen Draht oder Band, aus einem Material mit beträchtlicher Magnetostriktion, der bzw. das elektromagnetisch an seinen Enden mit einem Eingangskreis und einem Ausgangskreis gekoppelt ist. Wenn ein Stromimpuls in den Eingangskreis eintritt, wird die Magnetisierung des Teiles des Drahtes oder des Bandes, welcher mit dem Kreis gekoppelt ist, verändert auf Grund des Phänomens der Magnetostriktion. Die Dirnensionen dieses Teiles werden ebenfalls verändert. Ein akustisches Signal wird somit in dem Draht oder dem Band erzeugt und durchläuft die Leitung mit einer Geschwindigkeit, die für das Material des Bandes oder des Drahtes charakteristisch ist. Bei seiner Ankunft an dem Teil des Drahtes oder Bandes, der mit dem Ausgangskreis gekoppelt ist, erzeugt das akustische Signal eine geringe Änderung in der Magnetisierung dieses Teiles und dadurch eine Spannung in Vorrichtung zur Erzeugung von Chiffrezeichen darstellenden Zügen

von elektrischen Impulsen

Anmelder:
Ronald Millership

und Charles Edward Owen, Stanmore,
Middlesex (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Bischoff, Patentanwalt,
Hannover, Hainhoelzerstr. 3

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 24. Oktober 1952

Ronald Millership und Charles Edward Owen,

Stanmore, Middlesex (Großbritannien),

sind als Erfinder genannt worden

dem Ausgangskreis. Der Zeitverzug T zwischen den elektrischen Eingangs- und Ausgangsimpulsen wird durch die Länge/ des Drahtes oder Bandes und die Geschwindigkeit z> der Fortpflanzung des akustischen Signals in dem letzteren bestimmt, denn / = vT.

Die Erfindung macht magnetostriktive Leitungen nach Art der zuvor beschriebenen nutzbar, um Chiffresignale in Form von Folgen von elektrischen Impulsen zu erzeugen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung zur Erzeugung von Chiffrezeichen darstellenden Zügen von elektrischen Impulsen mit einer magnetostriktiven Verzögerungsanordnung, die einen draht- oder bandförmigen Körper von bestimmter Länge aus einem Material mit beträchtlicher Magnetostriktion aufweist, mit einer Mehrzahl von Eingangskreisen, von denen jeder elektromagnetisch mit gewissen aufeinanderfolgenden Längsabschnitten des magnetostriktiven Körpers gekoppelt ist, versehen, wobei diese Eingangskreise einzeln über die Länge des Körpers mit Abständen derart verteilt sind, daß jeder Abstand durch das Produkt aus dem Zeitabstand zwischen aufeinanderfolgenden möglichen Impulslagen in den zu erzeugenden Impulszügen und der Fortpflanzungsgeschwindigkeit akustischer Impulse in dem magnetostriktiven Material bestimmt ist; ferner ist diese Vorrichtung mit Schaltmitteln versehen, über welche gleichzeitig ein Stromimpuls

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an einen oder mehrere mit diesen Schaltmitteln ausgewählte Eingangskreise geliefert wird, und weiterhin ist sie mit einem Ausgangskreis versehen, der elektromagnetisch mit einem weiteren Längsabschnitt des magnetostriktiven Körpers derart gekoppelt ist und in vorgegebenem Abstand vom letzten! der aufeinanderfolgenden Eingangskreise derart angeordnet ist, daß die infolge der Eingangskreis-Stromimpulse in dem magnetischen Material erzeugten akustischen Impulse beim Erreichen des Ausgangskreises in io diesem gegenüber den Eingangsimpulsen verzögerte Spannungsimpulse induzieren, welche in ihrer Aufeinanderfolge eine in Abhängigkeit von der mit den Schaltmitteln getroffenen Auswahl der Eingangs

zeitig durch eine ausgewählte Anzahl der Eingangsspulen 7 an ausgewählten Stellungen entlang des Drahtes 1 geleitet werden kann.

Um eine bestimmte Zahl oder Information, wie z. B. die binären Zahlen 1101 .. . 001, in die Vorrichtung einzuführen, werden nur diejenigen Eingangstastspulen 7, die in ihrer Stellung mit jenen Stellen in der gewünschten Zahl oder Information überein-

in Muffen 4, die mit Fett 5 gefüllt sind, um Reflektionen an diesen Enden zu unterdrücken.

Die Ausgangsspule 3 ist mittels geeigneter Impulsform- und -verstärkungskreise, die durch das Recht-5 eck 6 angedeutet sind, so mit der Eingangsspule 2 gekoppelt, daß der Nickeldraht einen Teil einer geschlossenen Schleife bildet, in der binäre Zahlen in der Form einer Folge von Impulsen zirkulieren können.

Entlang des Drahtes 1 sind Eingangstastspulen 7 elektromagnetisch mit entsprechenden Teilen des Drahtes 1 gekoppelt, die in gleichmäßigen Abständen über eine Entfernung ν T verteilt sind. Die Anzahl solcher Spulen 7 entspricht der maximalen Zahl mögkreise verschlüsselte Gruppe von Ausgangsimpulsen 15 licher Taststellungen in der einzuführenden Nachricht, bilden. Diese Eingangstastspulen 7 sind so angeordnet, daß

Wenn, wie es im allgemeinen der Fall ist, die mög- sie mittels mehrerer Schalter 8 entweder in Serie, liehen Impulslagen in einer Folge von Impulsen einen wie in Fig. 1 gezeigt, oder parallel, wie in Fig. 2 gegleichen zeitlichen Abstand voneinander haben, und zeigt, mit einem Paar von Eingangsleitungen 9 so zwar von T Sekunden, so sind die Eingangskreise 20 verbunden werden können, daß ein Stromimpuls 10, selbst mit gleichmäßigen Zwischenräumen über die der über die Eingangsleitungen 9 ankommt, gleich-Lange des magnetostriktiven Körpers verteilt und um
vT Meter voneinander getrennt, ν ist die Geschwindigkeit im Meter pro Sekunde der Fortpflanzung der
akustischen Impulse in dem Körper. Durch die gleich- 25
zeitige Speisung einer ausgewählten Kombination
solcher Kreise mit einem Stromimpuls wird in dem
Körper eine entsprechende Serie von akustischen
Impulsen ausgelöst, die in dem Ausgangskreis die Erzeugung einer gleichen Serie von Spannungsimpulsen 30 stimmen, an denen die binäre Tastung 1 erscheinen bewirkt. Um zu erreichen, daß jede Information, soll, mittels entsprechender Schalter 8 mit den Einweiche in dem Körper gebildet wird, auf unbestimmte gangsleitungen 9 verbunden. Die restlichen Eingangs-Zeit gespeichert bleibt, bis sie schließlich benötigt tastspulen 7, die jenen Stellen in der entsprechenden wird, wird es vorgezogen, den Ausgangskreis über Zahl oder Information zugeordnet sind, an denen die einen geeigneten Impulsform- und -verstärkerkreis 35 binäre Tastung 0 erscheinen soll, werden nicht über mit dem am weitesten vom Ausgangskreis abgelege- die Eingangsleitungen 9 verbunden. Der Stromimpuls nen Eingangskreis oder mit einem zusätzlichen solchen 10 wird dann¹ über die Eingangsleitungen 9 zugeführt Kreis, der vor diesem liegt, zu verbinden. Dadurch und gelangt gleichzeitig durch alle verbundenen Einwird ein dynamischer Speicher gebildet, bei dem die gangstastspulen 7, worauf eine Folge von akustischen Ausgangsimpulse in zyklischer Folge den Eingangs- 40 Impulsen entsprechend der Zahl oder Information, die kreis speisen. eingeführt werden soll, in dem Nickeldraht 1 entin den meisten Fällen ist es vorteilhaft, so zu ver- steht. Die Folge wandert durch den Draht 1, und sofahren, daß jene Teile des magnetostriktiven Körpers, wie sie über den Teil desselben gelangt, der elektrodie mit dem Eingangs- oder Ausgangskreisen ge- magnetisch mit der Ausgangsspule 3 gekoppelt ist, koppelt sind, eine geeignete Vormagnetisierung be- 45 wird in dem Ausgangskreis eine Folge elektrischer sitzen, so daß Ausgangsimpulse von optimaler Form Impulse 11 erzeugt, die in Serienform die binären und Amplitude erhalten werden. Die Vormagneti- Informationen wiedergeben, die gewünscht werden, sierung kann durch kleine Solenoide oder permanente Diese Spannungsimpulse 11 werden an einem Paar Magnete erfolgen oder kann auch durch den rema- von Ausgangsleitungen 12 erzeugt, die mit einem Vernenten Magnetismus des magnetostriktiven Körpers 50 zögerungs- und Verstärkungskreis, der bei 6 angeselbst erzeugt werden. deutet ist, verbunden sind.

Die folgende Beschreibung wird klarer hervor- Wegen der Verbindung zwischen den Ausgangsheben, wie die Erfindung praktisch verwendet werden und Eingangsspulen 2 und 3 wird die Nachricht in kann, was an Beispielen gezeigt wird, die an Hand einer geschlossenen Schleife als eine Folge von Imvon Zeichnungen erläutert werden. 55 pulsen kreisen, deren elektrischer Schleifenteil aus der

Fig. 1 zeigt eine schematische Schaltung einer An- Ausgangsspule 3, den Impulsform-, Verzögerungsund Verstärkerkreisen 6 und der Eingangsspule 2 besteht und deren akustischer Schleifenteil den Nickeldraht umfaßt. Die Nachricht kann daher dem Ver-

Gemäß den Fig. 1 und 2 enthält die Vorrichtung 60 Schlüsselungsapparat entnommen werden, wenn dies zur Erzeugung von Chiffrezeichen darstellenden gewünscht wird, und ist somit jederzeit zugänglich. Zügen von elektrischen Impulsen einen Nickeldraht 1 ^TTm Änderungen in der Amplitude des Impuls·;

von bestimmter Länge, an dessen Eingangs- und Aus- bei Änderungen in der Zahl der binären 1-Tastungen, gangsenden zwei Drahtspulen elektromagnetisch an- d. h. bei einem Wechsel in der Anzahl der Eingangsgekoppelt sind, die mit 2 und 3 bezeichnet sind. Die 65 tastspulen 7, zu vermeiden, wird so verfahren, daß, Länge des Drahtes 1 ist derart gewählt, daß ein gesamter Zeitverzug erreicht wird, der nicht geringer

Ordnung gemäß der Erfindung, und

Fig. 2 zeigt eine schematische Schaltung einer
anderen Ausführungsform der Erfindung.

ist als die gesamte Zeit, die benötigt wird, um die
Informationen zuzuführen. Der Draht 1 ist in geeig-

wenn eine Eingangstastspule 7 unverbunden bleibt, an ihrer Stelle eine sogenannte Blindeingangsspule 7" mit möglichst gleichen elektrischen Eigenschaften angeschlossen wird. Diese Blindeingangsspulen sind in

neter'Weise an jedem Ende in Mitteln! befestigt, z. B. 70 geeigneter Weise, wie gezeigt, auf einer ähnlichen

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Verzögerungsleitung 1° angeordnet, die aus einem Nickeldraht besteht, der parallel zur Verzögerungsleitung 1 angeordnet ist. Die Schalter 8 sind so eingerichtet, daß sie eine Auswahl der betrieblichen Eingangstastspulen 7 zulassen entsprechend der Information, die eingeführt werden soll. Es kann auch nötig sein, die Kopplung zwischen der entsprechenden Eingangstastspule 7 und dem Nickeldraht 1 zu variieren, um die größere Dämpfung der Impulse, die zu dem Draht 1 weiterlaufen müssen, zu kompensieren.

Jene Teile des Drahtes 1, die mit den Eingangsund Ausgangsspulen 2 und 3 gekoppelt sind, sind vorzugsweise so eingerichtet, daß sie eine geeignete Vormagnetisierung haben, so daß Ausgangsimpulse von optimaler Form erhalten werden. Diese Magnetisierung kann durch Permanentmagnete erfolgen, z. B. durch einen Magnet 13, der zusammen mit der Ausgangsspule 3 in Fig. 1 gezeigt ist, oder durch einen Magnet 14, der zusammen mit der Eingangsspuk 2 in Fig. 2 gezeigt ist. Selbstverständlich ist es auch ao möglich, einen permanenten Magnet sowohl der Eingangsspule 2 als auch der Ausgangsspule 3 zuzuordnen, falls es gewünscht ist. Die Vormagnetisierung kann ferner auch durch kleine Solenoide oder durch den remanenten Magnetismus des Drahtes selbst erzeugt werden.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann dazu verwendet werden, eine Information in Ziffernform auf irgendein elektrisches System zu übertragen, welches dazu eingerichtet ist, Informationen in der Form von elektrischen Impulsfolgen zu verarbeiten. Insbesondere kann im Falle einer elektronischen Ziffernrechenmaschine, die eine Verzögerungsleitung zur Speicherung der oben beschriebenen Art besitzt, die Vorrichtung nach der Erfindung in geeigneter Weise mit einer der vorhandenen Speicherschleifen verbunden werden, so daß die Information direkt in den Speicher der Rechenmaschine eingeführt werden kann. Hierzu kann den Eingangsspulen 7 eine Drahtlänge zugeordnet werden, die dem dargestellten Draht 1 entspricht, dessen Drahtlänge normalerweise einen Teil der Speicherschleife des Speichers darstellt. Es versteht sich, daß, obgleich der Draht 1 als gerader Draht dargestellt ist, dieser Draht auch Spiralenoder eine andere geeignete Form haben kann.

Ebenfalls kann die Eingangsspule 2 weggelassen werden, in welchem Falle der Ausgang des Impulsform- und Verstärkerkreises 6 mit derjenigen Eingangstastspule 7, die von der Ausgangsspule 3 am weitesten abgelegen ist, verbunden wird, um eine geschlossene Schleife zu erhalten, in der die Nachrichten gespeichert sind, bis sie benötigt werden.

Claims

Patentansprüche: 55

1. Vorrichtung zur Erzeugung von Chiffrezeichen darstellenden Zügen von elektrischen Impulsen mit einer magnetostriktiven Verzögerungsanordnung, die einen draht- oder bandförmigen Körper von bestimmter Länge aus einem Material mit beträchtlicher Magnetostriktion aufweist, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Eingangskreisen (7), von denen jeder elektromagnetisch 6g mit gewissen aufeinanderfolgenden Längsabschnitten des magnetostriktiven Körpers (1) gekoppelt ist, wobei diese Eingangskreise einzeln über die Länge des Körpers mit Abständen derart verteilt sind, daß jeder Abstand durch das Produkt aus dem Zeitabstand zwischen aufeinanderfolgenden möglichen Impulslagen in den zu erzeugenden Impulszügen und der Fortpflanzungsgeschwindigkeit akustischer Impulse in dem magnetostriktiven Material bestimmt ist, ferner durch Schaltmittel (8), über welche gleichzeitig ein Stromimpuls an einen oder mehrere mit diesen Schaltmitteln ausgewählte Eingangskreise (7) geliefert wird, und ferner durch einen Ausgangskreis (3), der elektromagnetisch mit einem weiteren Längsabschnitt des magnetostriktiven Körpers derart gekoppelt ist und in vorgegebenem Abstand vom letzten der aufeinanderfolgenden Eingangskreise derart angeordnet ist, daß die infolge der Eingangskreis-Stromimpulse in dem magnetischen Material (1) erzeugten akustischen Impulse beim Erreichen des Ausgangskreises (3) in diesem gegenüber den Eingangsimpulsen verzögerte Spannungsimpulse induzieren, welche in ihrer Aufeinanderfolge eine in Abhängigkeit von der mit den Schaltmitteln (8) getroffenen Auswahl der Eingangskreise (7) verschlüsselte Gruppe von Ausgangsimpulsen bilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangskreis (3) über einen Impulsform- und -verstärkerkreis (6) mit dem ersten Eingangskreis (7) derart verbunden ist, daß die erzeugten Impulszüge in der Vorrichtung dynamisch gespeichert werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangskreis (3) über einen Impulsform- und -verstärkerkreis (6) mit einem zusätzlichen, vor dem am weitesten: abgelegenen ersten Eingangskreis (7) angeordneten Eingangskreis (2) derart verbunden ist, daß die erzeugten Impulszüge in der Vorrichtung dynamisch gespeichert werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Vormagnetisierung der Längsabschnitte des magnetostriktiven Körpers (1), die mit einem Eingangskreis (2, 7) und/oder dem Ausgangskreis (3) gekoppelt sind, vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormagnetisierung durch permanente Magnete (13,14) oder kleine Solenoide erzeugt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormagnetisierung durch den remanenten Magnetismus des magnetostriktiven Körpers selbst erzeugt wird.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (8) zum gleichzeitigen Durchgeben eines Stromimpulses durch einen oder mehrere ausgewählte Eingangskreise (7) derart beschaffen sind, daß sie ein Paar Eingangsklemmen (9) enthalten, über die der Stromimpuls angelegt wird, und daß sie die ausgewählten Eingangskreise (7) in Serie oder parallel an die Eingangsklemmen legen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blindleitung (l^a) von ähnlicher Beschaffenheit wie der magnetostriktive Körper (1) mit Blindeingangskreisen (7^a) vorgesehen ist, deren Anzahl mit derjenigen der zu dem Körper (1) gehörenden Eingangskreise (7)' übereinstimmt und die in der gleichen Weise längs der Blindleitung angeordnet sind wie die Eingangskreise (7) längs des Körpers (1), und daß ferner Schaltmittel vorgesehen sind, um solche

Blindeingangskreise (7°), welche den nicht an die Eingangsklemmen (9) gelegten Eingangskreisen (7) entsprechen, an die Eingangsklemmen (9) zu legen, derart, daß Störungen in der Amplitude der akustischen Impulse, die in dem magnetostriktiven Körper (1) bei einer Änderung der Anzahl der an die Eingangsklemmen (9) gelegten Eingangskreise (7) entstehen, vermieden werden.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Teil einer Speicherschleife in dem Speicher einer elektronischen Rechenmaschine bildet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 416 833, 844 922;
britische Patentschrift Nr. 679 398.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen