DE1032577B - Binaer-dezimales elektronisches Rechenwerk - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Darstellung der Dezimalziffern einer mehrstelligen Dezimalzahl durch je vier Binärziffern wird als binär-dezimale Verschlüsselung bezeichnet. Werden zwei derart verschlüsselte Dezimalziffern in einem binären Addierwerk addiert, so erscheint das Ergebnis, wenn es größer ist als 9, nicht mehr binär-dezimal dargestellt, sondern in rein binärer Form, weil sich mittels vier Binärziffern Dezimalwerte bis 15 darstellen lassen. Um in jedem Falle das Ergebnis in der gewünschten binär-dezimalen Verschlüsselung zu erhalten, muß bei der Addition zweier Dezimalziffern, die eine Summe größer als 9, also eine zweistellige Summe ergeben, der Wert 6 zusätzlich addiert werden. Dadurch wird erreicht, daß ein Übertrag zur nächsten Dezimalstelle erfolgt und außerdem, daß das binäre Addierwerk die Dezimalziffer darstellt, die der (Dezimal-) Einerstelle des Ergebnisses entspricht. Bei einer bekannten Ausführung eines nach diesem Prinzip arbeitenden Rechenwerkes werden z. B. die zu addierenden Dezimalziffern einer Dezimalzahl nacheinander und die zur Darstellung jeder Dezimalziffer dienenden Binärziffern ebenfalls nacheinander (Serie-Serie-Darstellung) dem ersten Eingang und die andere Dezimalzahl gleichzeitig in derselben (Serie-Serie-) Darstellung dem zweiten Eingang eines rein binär arbeitenden Addierers zugeführt. Es \verden also nacheinander die einander entsprechenden Binärziffera der beiden Dezimalzahlen addiert, und das Ergebnis erscheint an einer Ausgangsklemme. Zur Durchführung von binären Überträgen ist eine zweite Ausgangsklemme vorgesehen, die über ein Verzögerungsglied mit einem dritten Eingang des Addierers verbunden ist. Das Ergebnis am Ausgang dieses Addierers erscheint in binärer Form und wird bei der bekannten Anordnung über besondere Verzögerungsglieder einem zweiten Addierer zugeführt, dem von einem im wesentlichen aus einem Impulsgenerator und Torschaltungen bestehenden Hilfszählwerk die dem Korrekturwert entsprechenden Impulse zugeleitet'werden, falls eine Korrektur erforderlich ist, so daß am Ausgang des zuletzt genannten Addierers das Rechenergebnis in binär-dezimaler Form erscheint. Die Abnahme der Steuerspannung, die den Impulsgenerator einschaltet und die Zuführung der Korrekturimpulse veranlaßt, erfolgt an Punkten der Schaltung des ersten bzw. zweiten Addierers, die eigens zu diesem Zwecke zugänglich sein müssen.

Gemäß der Erfindung besteht das binär-dezimale elektronische Zählwerk, dem sowohl Dezimal- als auch Binärziffern nacheinander zugeführt werden (Serie-Serie) und in dem dem binären Rechenergebnis eines ersten binären Addierers in einem zweiten binären Addierer ein Korrekturwert hinzugefügt wird, aus zwei gleichartigen, an sich bekannten Addierern Binär-dezimales elektronisches
Rechenwerk

Anmelder:

IBM Deutschland
Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m.b.H.,
Sindelfingen (Württ.), Tübinger Allee 49

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 30. Januar 1953

Byron L. Havens, Closter, N. J. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

mit drei Eingängen und zwei Ausgängen, und der Ausgang des ersten binären Addierers ist mit dem Eingang des zweiten Addierers über Verzögerungsglieder verbunden, die das Rechenergebnis in Parallelform einem einen Korrekturwert liefernden Hilfszählwerk zuführen.

Der wesentliche Vorteil gegenüber bekannten Anordnungen besteht darin, daß bei dem Rechenwerk gemäß der Erfindung vollkommen gleichartige Addierer verwendet werden können, denen außer ihren Eingangs- und Ausgangsspannungen keine Spannungen zugeführt oder abgegriffen werden. Da an den zwischen dem ersten und zweiten Addierer vorgesehenen Verzögerungsgliedern das binäre Rechenergebnis ohne zusätzlichen Aufwand in Parallelform zu entnehmen ist, so läßt sich mittels einer verhältnismäßig einfachen Schaltung im Hilfszählwerk feststellen, ob die Zuführung eines Korrekturwertes erforderlich ist oder nicht.

Weitere Merkmale enthält die an Hand von Zeichnungen erläuterte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. In der Zeichnung ist

Fig. 1 ein Blockschaltbild des gesamten Rechenwerkes,

Fig. 2 das Schaltbild eines Verzögerungskreises,
Fig. 2 A ein dazugehörendes Spannungsdiagramm, Fig. 3 das Schaltbild eines binären Addierers, ■
Fig. 4 das Schaltbild einer Ausführungsform des Hilf szähl werkes.

809 557/197

Vor Beschreibung des Ausführungsbeispiels sei nochmals kurz das Wesentliche der Arbeitsweise des Rechenwerkes wiederholt.

Ist die dargestellte Dezimalziffer größer als 9, so ist die Addition einer 6 (0110) erforderlich. Dies wird bestimmt durch folgende Kriterien: entweder durch einen Übertrag im ersten binären Addierwerk (dezimale 16) oder durch eine binäre »1« in der vierten und der dritten oder der zweiten binären Stelle (d. h. 8 + 4 oder 8 + 2). Wenn eines dieser beiden Kriterien auftritt, wird das Hilfszählwerk wirksam und überträgt zwei Impulse zum zweiten binären Addierwerk, und zwar je eine binäre »1« in die zweite und dritte binäre Stelle, um die Addition von 6 (0110) zu bewirken. Diese Addition von 6 (0110) stellt sicher, daß das Ergebnis am Ausgang des zweiten binären Addierwerkes im binär-dezimalen System dargestellt wird.

Außerdem ist eine Verbindung zwischen dem zweiten binären Addierwerk und dem Hilfszählwerk vorgesehen, um die Addition von 6 (0110) in das zweite Addierwerk zu bewirken, falls in diesem ein Übertrag notwendig ist.

Fig. 1 zeigt ein binäres Addierwerk 10, ein Hilfszählwerk 11, ein binäres Addierwerk 12 und fünf Verzögerungsstromkreise 13 bis 17.

Die den zu addierenden Dezimalzahlen entsprechenden Bits werden den Eingangsklemmen 20 und 21 in Form von Impulsen zugeführt, und zwar bedeutet ein Impuls eine binäre »1« und das NichtVorhandensein eines Impulses eine binäre »0«. Eine dritte Eingangsklemme 22 ist über den Verzögerungskreis 13 mit Klemme 23 verbunden, um einen Übertrag von dem binären Addierwerk 10 zu empfangen.

Das binäre Addierwerk bewirkt eine rein binäre Addition der den Eingangsklemmen 20, 21 und 22 zugeführten Bits. Die Summe erscheint an seiner Ausgangsklemme 25. Die Klemme 25 ist mit der Eingangsklemme 23' des Verzögerungsstromkreises 14 verbunden, der mit dem Verzögerungsstromkreis 15 in Reihe liegt. Die Ausgangsklemme 22" des Verzögerungs-Stromkreises 15 ist durch eine Leitung 27 mit der Eingangsklemme 20' des binären Addierwerkes 12 verbunden.

Jeder Verzögerungsstromkreis empfängt einen Eingangsimpuls in einer binären Spalte und erzeugt einen Ausgang in der nächsten binären Spalte. Wenn daher die eine dezimale 8 darstellende binäre »1« an der Eingangsklemme 23' des Verzögerungskreises 14 vorhanden ist, besteht die die dezimale 4 darstellende binäre »1« an der Ausgangsklemme 220 des Verzögerungskreises 14 und an der Eingangsklemme 230 des Verzögerungskreises 15. Die auftretende Zeitverzögerung ist gleich dem Zeitabstand zwischen benachbarten binären Spalten und beträgt bei der vorliegenden Konstruktion etwa 1 Mikrosekunde.

Da das binäre Addierwerk 10 zusammen mit dem Verzögerungskreis 13 die Addition der beiden binärdezimalen Zahlen bewirkt, die in rein binärer Weise an die Eingangsklemmen 20 und 21 angelegt worden sind, kann der an seiner Klemme 25 erzeugte Ausgang nicht binär-dezimal sein. Das Hilfszählwerk 11 soll sicherstellen, daß die an der Ausgangsklemme 28 des binären Addierwerkes 12 auftretende Summe binär-dezimal ist. Daher prüft das Hilfszählwerk den Ausgang des binären Addierwerkes 10 und liefert Impulse an das binäre Addierwerk 12, um eine 6 (0110) in dieses zu addieren, falls die Summe zweier beliebiger Gruppen von vier binären »bits« (eine Dezimalspalte) größer als 9 ist, d. h. wenn eines der erwähnten Kriterien erfüllt ist.

Diese Prüfung und Korrektor wird einmal bei der Summe von je zwei Gruppen von vier addierten »bits« oder einmal für jede Dezimalspalte der Summe durchgeführt. Diese Zeitdauer ist bestimmt durch die Anlegung eines Spaltenimpulses an die Klemme 29 des Hilfszählwerkes 11. Dieser Spaltenimpuls tritt für die binäre Spalte oder Stelle jeder Dezimalspalte auf und kann aus irgendeiner Impulsquelle üblicher Bauart entnommen werden. "

Zur Prüfung auf das Vorhandensein des ersten Kriteriums, d.h. des Bestehens eines Übertrages, ist eine Leitung 30 zwischen die Klemme 23 des binären ; Addierwerkes 10 und die Klemme 31 des Hilfszählwerkes geschaltet.

Zur Prüfung auf das Vorhandensein des zweiten Kriteriums, d.h. des Bestehens einer binären »1« in der vierten Binärspalte zusätzlich zu einer binären »1« in der zweiten oder dritten binären Spalte (Dezimalsumme größer als 9), brauchen nur die zweiten, dritten und vierten Binärspalten geprüft zu werden» da das Vorhandensein einer binären »1« in der ersten Binärspalte unwesentlich ist. Eine solche Prüfung erfolgt gleichzeitig mit der auf das erste Kriterium und mit dem Auftreten eines Spaltenimpulses. Der sich aus der Addition der ersten Binärspalten ergebende, Ausgang tritt an der Ausgangsklemme 28 auf, und die Prüfung erfolgt, wenn die Summe der zweiten Binärspalten an der Ausgangsklemme 28 erscheint, was durch eine 2 im Kreis an dieser angedeutet ist. Ähnlich zeigt eine Dezimalzahl im Kreis die Position in dem ganzen Stromkreis der binären Spalte, die sie darstellt, an, wenn die Prüfung erfolgt, d. h. 4, 8 und 16 für die dritte binäre Spalte bzw. die vierte binäre Spalte bzw. den Übertrag. Aus dieser Darstellung is% ersichtlich, daß durch die binären Addierwerke 10 und 12 und durch das Hilfszählwerk eine vernachlässigbare Verzögerung bewirkt wird.

Zur Prüfung der vierten Binärspalte ist eine Leitung 32 zwischen die Klemme 23' des Verzögerungskreises 14 und die Klemme 33 des Hilfszählwerkes Il geschaltet. Zur Prüfung der dritten Binärspalte ist eine Leitung 34 zwischen die Klemmen 220 und 23Q ■ (zwischen den Verzögerungskreisen 14 und 15) und· die Klemme 35 des Hilfszählwerkes 11 geschaltet. Zur Prüfung der zweiten Binärspalte ist eine Leitung 36 zwischen die Klemme 22" des Verzögerungskreises 15 und die Klemme 37 des Hilfszählwerkes 11 geschaltet. ^:l

Eine Leitung 38 ist zwischen die Eingangsklemme: 22 des binären Addierwerkes 12 und die Klemme 39Ki des Hilfszählwerkes 11 geschaltet, um anzuzeigen, ob durch die binäre Addition der ersten binären Spalte in dem binären Addierwerk 12 ein Übertrag entsteht.- ■ Eine solche Addition kann durch die Addition von 6 (0110) zu der vorhergehenden Gruppe von vier »bits« bewirkt werden. In anderen Worten, diese Leitung 38 und die Leitung 32 werden benötigt, um festzustellen, ob eine binäre »1« in der zweiten binären Spalte , (dezimale 2) der Summe vorhanden ist oder nicht.

Wenn eines der Kriterien vorhanden ist, erzeugt das Hilfszählwerk einen Impuls an seiner Ausgangsklemme 42. Dieser Impuls wird über die Leitung 43 zu der Eingangsklemme 21' des binären Addierwerkes 12 übertragen, um die Addition von 2 (0010) darin zu bewirken. Derselbe Impuls, der an der Ausgangsklemme 42 auftritt, erscheint außerdem an der- ; Klemme 44, die mit der Klemme 23'" des Verzöge^ rungskreises 16 verbunden ist. Der Verzögerungskreis 16 erzeugt einen Ausgangsimpuls an seiner Klemme 22'" während des nächsten Zeitabschnitts, in dem die dritte Binärspalte oder das »bit«, das die Dezimal·

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ziffer 4 darstellt, an den Klemmen des binären Addier- den Verbindungspunkt 71 der Dioden 67 und 68

werkes 12 vorhanden ist. Dieser Impuls wird auf die und die Klemme 66 geschaltete Widerstand 70

Klemme 46 des Hilfszählwerkes 11 gegeben und be- bilden einen mit 70a bezeichneten UND-Kreis.

wirkt die Erzeugung eines Impulses an dessen Aus- Der Verfoindungspunkt 71 ist über einen Schutzwider-

gangsklemme 42. Dieser Impuls wird über Leitung 43 5 stand 72 an das Steuergitter der Röhre L ange-

an die Klemme 21' des binären Addierwerkes 12 an- schlossen.

gelegt, um die Addition von 4 (0100) darin zu bewir- Die Röhre R arbeitet als Kathodenverstärker und

ken. Es sind nun insgesamt 6 (0110) zu der Summe ist während der Wirksamkeit des Verzögerungskrei-

addiert worden, die von dem binären Addierwerk 10 ses immer leitend. Der Kathodenwiderstand 73 ist

an das binäre Addierwerk 12 angelegt worden ist, und io über Klemme 74 mit einer negativen Spannungsquelle

die Summe der beiden an die Eingangsklemmen 20 von 82VoIt verbunden, die außerdem über einen

und 21 des binären Addierwerkes 10 angelegten Zah- Widerstand 75 und einen Kondensator 76 an die

len erscheint im binär-dezimalen System an der Aus- Anode der Röhre L angeschlossen ist. Die Klemme 62

gangsklemme 28 des binären Addierwerkes 12. Etwaige ist über einen Widerstand 77 und die in Reihe ge-

Uberträge werden von der Klemme 23" über den Ver- 15 schalteten Dioden 78, 79 und 80 an die Klemme 81

zögerungskreis 17 auf den Eingang 22' des Addier- (-30VoIt) angeschlossen. Der Verbindungspunkt 82

werkes 12 zurückgeführt. zwischen den Dioden 79 und 80 ist außerdem an den

Verschiedene Stromkreise oder bestimmte Punkte Widerstand 75 und Kondensator 76 angeschlossen, innerhalb der Stromkreise sind häufig mit POSITIV Der Verbindungspunkt83 zwischen den Dioden 78 und und NEGATIV bezeichnet. Dies bedeutet, daß die an 20 79 ist über einen Schutzwiderstand 84 mit dem Steuerdem betreffenden Punkt oder an dem Ausgang des an- gitter der Röhre R verbunden und über einen Kongegebenen Stromkreises bestehende Spannung hin- densator 85 geerdet.

sichtlich der Erde positiv oder negativ ist. Ist die Be- Während des Zeitabschnitts T₁ wird kein Impuls zeichnung NEGATIV am Steuergitter einer Vakuum- an die Eingangsklemme angelegt. Der Verbindungsröhre angebracht, so ist die Spannung an diesem 25 punkt 71 ist daher NEGATIV, so daß keine positive Steuergitter unter dem Abschaltwert der Röhre. Spannung an das Steuergitter der Röhre L gelangt.

Ferner werden Koinzidenzstromkreise verwendet. Während dieses Zeitabschnitts ist die Röhre L nicht-

Eine UND-Schaltung ist ein Stromkreis, der eine leitend. Die Röhre R ist dagegen leitend und die

positive Spannung an seiner Ausgangsklemme nur Spannung an der Ausgangsklemme daher NEGATIV,

dann erzeugt, wenn alle seine Eingangsklemmen 30 Die Anodenspannung der Röhre L beträgt +150 Volt,

gleichzeitig mit einer positiven Spannung gespeist Der Kondensator 76 weist dagegen eine Spannung

werden. Eine ODER-Schaltung ist ein Stromkreis, von +180VoIt auf, weil an seiner linken Platte eine

der eine positive Spannung an seiner Ausgangs- Spannung von+150 Volt und an seiner rechten Platte

klemme erzeugt, wenn irgendeine oder mehrere seiner eine Spannung von —30 Volt liegt. Der Verbindungs-

Eingangsklemmen eine positive Spannung empfangen. 35 punkt 82 kann nicht merklich negativer sein als die

An Hand der Fig. 2 und 2 A werden nun die in — 30V-Klemme, andernfalls leitet die Diode 80 und Fig. 1 in Blockform dargestellten Verzögerungskreise und hält die Spannung des Verbindungspunktes 82 beschrieben. Die in Fig. 2A wiedergegebenen Dia- auf der Höhe derjenigen der Klemme 81. Der Widergramme zeigen die Arbeitsweise dieser Kreise. Die stand 75 stabilisiert die Spannung am Verbindungs-Zeitachse ist in gleiche Zeitabschnitte T₁, T₂, T₃, T₁ 40 punkt 82 bei der Anlegung aufeinanderfolgender Be- bzw. T₅ eingeteilt. Die Länge dieser Zeitabschnitte grenzungsimpulse.

hängt von den Daten des Stromkreises ab und kann Der Verbindungspunkt 83 und damit auch der Konbeispielsweise etwa 1 Mikrosekunde betragen. densator 85 weisen ebenfalls eine Spannung von

An die Eingangsklemme des in Fig. 2 gezeigten —30 Volt auf. Die Diode 79 leitet, wenn der Konden-Stromkreises wird ein Eingangsimpuls [Fig. 2 A, α)] 45 sator 85 aufgeladen wird oder wenn der an die zu vorher gewählten Zeitabschnitten angelegt und er- Klemme62 angelegte Begrenzungsimpuls [Fig. 2 A, d)] zeugt im nächstfolgenden Zeitabschnitt an der Aus- den Verbindungspunkt 83 unter — 30 Volt, d. h. die gangsklemme einen Ausgangsimpuls [Fig. 2A, e)]. Spannung an der Klemme81 bringt.
Und zwar kann während desselben Zeitabschnittes Wenn der Begrenzungsimpuls daher am stärksten (z. B. T₃) an die Eingangsklemme ein Impuls angelegt 50 negativ ist, ist die Spannung am Steuergitter der werden, in dem an der Ausgangsklemme ein Impuls Röhre R NEGATIV. Da die Röhre R ein Kathodenerzeugt wird. Der von einem Eingangsimpuls er- verstärker ist, wird auch die Spannung an der Auszeugte Rücklauf wird zur Erzeugung des Ausgangs- gangsklemme NEGATIV. Hierdurch werden die geimpulses verwendet, und in jedem gegebenen Zeitab- speicherten Angaben gelöscht. In anderen Worten: schnitt besteht gemäß der Schaltung eine vollständige 55 Der erzeugte Ausgangsimpuls wird zu Beginn der Trennung zwischen dem Aus- und dem Eingangsim- Zeitabschnitte T₄ und T₅ [Fig. 2 A, e)] beendet. Wenn puls. Um die gespeicherten Angaben zu löschen, wird also der Begrenzungsimpuls negativ wird, wird die ein Begrenzungsimpuls [Fig. 2 A, d)] an Klemme 62 Diode 78 leitend,
angelegt. Während des letzten Teils des Zeitabschnitts T₂

Als Röhre dient eine Doppeltriode, deren linke und 60 sind der Eingangsimpuls und der Synchronisierimrechte Triodenteile mit L bzw. R bezeichnet sind. Die puls gleichzeitig positiv. Der Verbindungspunkt 71 ist Anode der Röhre L ist über die Induktivität 64 und daher POSITIV, die Röhre L wird stark leitend, d. h., einen parallel geschalteten Anodenwiderstand 65 an die Spannung an ihrer Anode nimmt schnell ab die Klemme 66 (+150VoIt) angeschlossen. Die In- [Fig. 2A, c)], und der Kondensator 76 entlädt sich duktivität 64 dient zur Verstärkung des an der Anode 65 über die Röhre L. Der Verbindungspunkt 82 will dieder Röhre L [vgl. Fig. 2 A; T₃ und T₄] für eine vor- selbe Spannung wie die Anode der Röhre L annehher bestimmte Zeit sofort nach Sperrung der Röhre men, welcher Vorgang jedoch durch den leitenden Zuauftretenden Spannungsanstieges. stand der Diode 80 beendet wird, so daß die Spannung

Die Dioden 67 und 68, die mit der Eingangsklemme an diesem Verbindungspunkt auf einem Wert von

bzw. der Klemme 69 verbunden sind, und der zwischen 70 —30 Volt bleibt.

Unmittelbar zu Beginn des Zeitabschnitts T₃ werden sowohl der Eingangs- wie der Synchronisierimpuls negativ. Daher wird die Spannung am Verbindungspunkt 71 und am Steuergitter der Röhre L NEGATIV, und die Röhre L wird nichtleitend. Infolgedessen steigt die Spannung an der Anode der Röhre L schnell an und geht sogar über +150VoIt hinaus, weil der Anodenkreis während der Rücklaufzeit wenig gedämpft ist. Durch diese erhöhte Spannung oder den

wird NEGATIV, um den Ausgangsimpuls zu Beginn des Zeitabschnitts T₅ zu beenden.

Es ist somit ersichtlich, daß der Rücklauf einen Ausgangsimpuls in einem vorher ausgewählten Zeitabschnitt im Ansprechen auf einen während des benachbarten Zeitabschnitts empfangenen Eingangsimpuls hin erzeugt und daß eine Diodenschaltung und ein Begrenzungsimpuls verwendet werden, um eine vollständige Trennung zwischen gleichzeitig wirk-

Rücklauf wird der Ausgangsimpuls eingeleitet. Diese io samen Eingangs- und Ausgangskreisen zu bewirken. Spannung wird über den Kondensator 76 übertragen Die angegebenen Spannungswerte beziehen sich auf

und bewirkt, daß die Spannung am Verbindungspunkt ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es 82 POSITIV wird, und zwar etwa +5VoIt. Jetzt kann auch jeder andere Verzögerungskreis verwendet leitet die Diode 79, und der Verbindungspunkt 83 und werden. Außerdem schwanken die verwendeten Werte das Steuergitter der Röhre R werden POSITIV, d. h., 15 der Stromkreiselemente gemäß der Operation, die der die obere Platte des Kondensators 85 wird hinsieht- A^erzögerungskreis ausführen soll.

Die in Fig. 3 gezeigte Schaltung bewirkt die Addition in rein binärer Weise. Wie erwähnt, zeigt das Vorhandensein eines Impulses an einer der Eingangsgitter liegenden Spannung, wodurch während des 20 klemmen 20, 21 und 22 das Vorhandensein einer Zeitabschnitts T₃ ein Ausgangsimpuls abgegeben wird. binären »1« an, während das Nichtvorhandensein Während die Spannung an der Anode der Röhre L eines Impulses durch eine binäre »0« wiedergegeben auf +150VoIt absinkt, nimmt auch die Spannung am wird. Um die Addition in rein binärer Weise durch-Verbindungspunkt 82 ab. Während des letzten Teils zuführen, muß daher die Ausgangsklemme: 25 eine des Zeitabschnitts T₃ beträgt die Spannung am Ver- 25 binäre »0« darstellen, wenn kein Eingangsimpüls an bindungspunkt 82 wiederum etwa —30 Volt. Die Ein- die Eingangsklemme 20 bis 22 angelegt wird. Wird gangsklemme und die Klemme 69 werden wieder ein Eingangsimpuls an eine Eingangsklemme angepositiv durch den zweiten Eingangsimpuls und den legt, so zeigt die Spannung an der Klemme25 eine Synchronisierimpuls, welche während des letzten binäre »1« an. Treten Impulse an zwei Eingangsklem-r Teils des Zeitabschnitts T» auftreten, während dessen 3° men auf, so entstehen an der Klemme 25 eine binäre

lieh seiner unteren oder geerdeten Platte positiv. Die Spannung an der Ausgangsklemme, die mit der Kathode der Röhre R verbunden ist, folgt der am Steuer-

die Ausgangsklemme noch POSITIV ist.

Dadurch wird die Röhre L wieder stark leitend, und die Spannung an ihrer Anode sinkt, d. h., der Verbindungspunkt 82 bleibt wegen der Leitung durch die Diode 80 wieder auf -30VoIt.

Wenn der Begrenzungsimpuls zu Beginn des Zeitabschnitts T₄ negativ wird, werden die Dioden 78, 79 und 80 leitend, und sowohl der Verbindungspunkt 83 als auch der Verbindungspunkt 82 haben etwa

»0« und eine binäre »1« als Übertrag. Falls Impulse an alle drei Eingangsklemmen angelegt werden, so entsteht an der Klemme 25 eine binäre »0« und eine binäre »1« als Übertrag. Diese Funktionen werden von der Schaltung gemäß Fig. 3 durchgeführt.

Die Anoden der Dioden 90 und 91 sind miteinander verbunden, während ihre Kathoden an die Eingangsklemmen 22 bzw. 21 angeschlossen sind. Diese Dioden und der Widerstand 92 bilden einen UND-Kreis 93.

30VoIt. Das Steuergitter der Röhre R und die 4° Die Dioden 95 und 96 und der Widerstand 97 sind

f lh W d E

Ausgangsklemme 22 werden daher NEGATIV, und der Ausgangsimpuls, der während des Zeitabschnitts T₃ auftritt und im Ansprechen auf den während des Zeitabschnitts T«, angelegten Eingangsimpuls erzeugt wird, klingt ab.

Wenn der Verbindungspunkt 71 zu Beginn des Zeitabschnitts T₄ NEGATIV wird, wird die Röhre L nichtleitend, und ihre Anodenspannung beginnt sehneil zu steigen, wie oben beschrieben.

Durch diese erhöhte Spannung werden der Verbindungspunkt 82, der Verbindungspunkt 83 und die Ausgangsklemme POSITIV, wie durch den während des Zeitabschnitts T₄ auftretenden Ausgangsimpuls ange-

auf ähnliche Weise miteinander und mit den Eingangsklemmen 21 und 20 verbunden und bilden einen UND-Kreis 98. Ebenso sind die Dioden 99 und 100 und der Widerstand 101 miteinander und mit den Eingangsklemmen 22 und 20 verbunden und bilden einen UND-Kreis 102. Außerdem bildet jede der Dioden 104, 105 und 106 zusammen mit dem Wider-, stand 107, der an eine Klemme 110 (-150VoIt) angeschlossen ist, einen ODER-Kreis.

Wenn kein positiver Impuls auf die Eingangsklemmen 21, 20 oder 22 gegeben wird, haben die Verbindungspunkte 111, 112 und 113 eine negative Spannung. Die Spannung an diesen Verbindungspunkten, wird nur dann positiv, wenn ein Eingangsimpuls

zeigt ist. Die Spannung an der Anode der Röhre L

bleibt schließlich während des Zeitabschnitts T₅ durch 55 (binäre »1«) an beiden Eingangsklemmen desjenigen die auftretende Dämpfung auf einem Wert von UND-Stromkreises angelegt wird, zu dem der betref- + 150VoIt stehen. Wenn dagegen während des Zeit- fende Verbindungspunkt gehört. Wenn z.B. eine abschnitts T₄ ein Eingangsimpuls angelegt wird, er- binäre »1« an den Eingangsklemmen 21 und 22 vorreicht die Spannung an der Anode der Röhre L nie handen ist, ist der UND-Kreis 93 wirksam, und es den Wert von +150 Volt. Dies wird durch den Ver- ⁶° entsteht am Verbindungspunkt 111 ein positiver Imlauf der Anodenspannung während des Zeitabschnitts puls.

T₃ angezeigt. Dieser positive Impuls am Verbindungspunkt 111

Unmittelbar bevor die Anode der Röhre L ihren macht die Diode 104 leitend, wodurch ein positiver konstanten Spannungswert erreicht, wird der Be- Impuls über den Schutzwiderstand 115 an das eine, grenzungsimpuls negativ (Zeitabschnitt T₅). Jetzt hat ⁶S Steuergitter der Röhre 116, deren linke und rechte der Verbindungspunkt 82 wieder einen Spannungs- Triodenteile hier als die Röhren 116 L und 116 R bewert von -30VoIt erreicht, ist aber immer noch zeichnet sind, übertragen wird. In ähnlicher Weise POSITIV. Wenn der Begrenzungsimpuls die Klemme wird der UND-Kreis 98 betätigt und über die Diode 62 negativ macht, werden die Dioden 78, 79 und 80 105 ein positiver Impuls an Steuergitter der Röhre:, leitend, und die Spannung am Verbindungspunkt 83 7° 116 L gebracht, wenn ein positiver Impuls an den Ein-¹

9 10

gangsklemmen 20 und 21 vorhanden ist. Desgleichen impulse an das Addierwerk angelegt werden, und

macht der UND-Kreis 102 die Diode 106 leitend, um NEGATIV, wenn kein Eingangsimpuls angelegt einen positiven Impuls zum Gitter der Röhre 116L wird. Die Kathode der Röhre 1267? ist daher POSI-

zu übertragen, wenn die Eingangsklemmen 20 und 22 tiv, wenn ein, zwei oder drei Eingangsimpulse an die

positiv sind. 5 Addiereinheit angelegt werden. Die Dioden 139 unü

Es ist also ein positiver Impuls am Steuergitter der 140 sind einerseits an die Kathoden der Röhren 126 L

Röhre 116 L vorhanden, wenn ein positiver Impuls bzw. 1267? angeschlossen und andererseits gemein-

(binäre »1«) an zwei oder allen drei Eingangsklem- sam an einen Verbindungspunkt 141 geführt, der über

men 20, 21, 22 vorhanden ist. Die Kathode der Röhre einen Belastungswiderstand 142 an die Klemme 66

116 L ist über einen Belastungswiderstand 118 an die io (+150VoIt) angeschlossen ist. Die Dioden 139 und

Klemme 74 (-82VoIt) angeschlossen, und ihre 140 und der Belastungswiderstand 142 bilden einen

Anode ist direkt mit der Klemme 66 (+150 Volt) ver- UND-Kreis 143.

bunden, während die Anode der Röhre 1167? über Da die Kathoden der Röhren 126 L und 1267? beide einen Belastungswiderstand 119 an die Klemme 66 an- POSITIV sind, wenn ein Eingangsimpuls an das geschlossen ist. Das Steuergitter der Röhre 1167? ist 15 Addierwerk angelegt wird, ist der Verbindungspunkt über einen Schutzwiderstand 120 mit der Klemme 23 141 nur POSITIV, wenn ein Eingangsimpuls vorverbunden, die außerdem an die Kathode des Katho- handen ist.

denverstärkersll6L angeschlossen ist. Der Verbindungspunkt 141 ist über einen Schutz Die Kathode der Röhre 116L und die daran ange- widerstand 144 an eines der Steuergitter der Röhre schlossene Klemme 23 sind daher POSITIV, wenn 20 146 angeschlossen, deren linke und rechte Triodenzwei oder drei Eingangsimpulse an das binäre Addier- teile mit 146 L bzw. 1467? bezeichnet sind. Die werk angelegt werden. Die entstehende positive Span- Anoden der Röhren 146 L und 1467? sind gemeinsam nung an Klemme 23 zeigt daher einen Übertrag an. an die Klemme 66 (+150 Volt) angeschlossen, und Das Steuergitter der Röhre 1167? ist ebenfalls POSI- ihre Kathoden sind gemeinsam über den Belastungs-TIV, wenn dieser Übertrag erzeugt wird. 25 widerstand 148 mit der Klemme 74 ( — 82 Volt) und Der Kondensator 122 und der damit parallel ge- direkt mit der Ausgangsklemme 25 verbunden. Je schaltete Widerstand 123 sind mit der Anode der eine Elektrode der Dioden 149, 150 und 151 ist an Röhre 1167?, mit der Klemme 110 (-150VoIt) über die Eingangsklemme 20, 21 bzw. 22 angeschlossen, den Widerstand 124 und über den Schutzwiderstand während die anderen Elektroden gemeinsam an einem 125 mit dem einen Steuergitter der Röhre 126 ver- 30 Verbindungspunkt 152 liegen, der über einen Schutzbunden, deren linke und rechte Triodenteile als Roh- widerstand 153 mit dem Steuergitter der Röhre 1467? ren 126 L bzw. 126 7? bezeichnet sind. Wenn die Röhre und über einen Belastungswiderstand 155 mit der 1167? bei Vorhandensein eines Übertrags leitend ge- Klemme 66 verbunden ist. Die Dioden 149, 150 und macht wird, wird ein negativer Impuls von ihrer 151 und der Belastungswiderstand 155 bilden einen Anode über den Kondensator 122 und den damit par- 35 UND-Kreis 157.

allel geschalteten Widerstand 123 und den Widerstand Der Verbindungspunkt 152 ist normalerweise

125 zu dem Steuergitter der Röhre 126 L übertragen, NEGATIV und ist nur dann POSITIV, wenn drei

wodurch das Steuergitter NEGATIV wird. Die Eingangsimpulse an das Addierwerk angelegt werden.

Anode jeder der Röhren 126L und 1267? ist an die Ebenso ist das Steuergitter der Röhre 1467? nur

Klemme 66 (+150VoIt) angeschlossen. Die Katho- 40 POSITIV, wenn drei Eingänge an das Addierwerk

den jeder der Röhren 126 L und 1267? sind über die angelegt werden.

Widerstände 127 bzw. 128 mit der Klemme 74 Wird das Steuergitter der Röhre 146 L nach einem (-82VoIt) verbunden. Die Röhren 126L und 1267? Eingangsimpuls am Addierwerk POSITIV, dann ist arbeiten als Kathodenverstärker. Die Spannung an auch ihre Kathode POSITIV, und es entsteht ein der Kathode der Röhre 126 L ist daher NEGATIV, 45 Impuls an der Ausgangsklemme 25. Das gleiche gilt wenn die Spannung an ihrem Steuergitter NEGATIV für die Röhre 1467? bei Anlegung von drei Eingangsist, und POSITIV, wenn die Spannung an ihrem impulsen an das Addierwerk.

Sfeuergitter POSITIV ist. Es wird also ein Ausgangsimpuls an der Klemme Die Spannung an der Kathode der Röhre 126 L ist 25 erzeugt, wenn eine binäre »1« an einem oder drei also NEGATIV, wenn entweder zwei oder drei posi- 50 Eingängen des binären Addierwerks vorhanden ist. tive Eingangsimpulse an das binäre Addierwerk an- Es ist oben erläutert worden, daß die Klemme 23 gelegt werden, während die Spannung an dieser POSITIV ist oder ein Übertrag entsteht, wenn eine Anode POSITIV ist, wenn kein oder nur ein Ein- binäre »1« an zwei oder drei Eingängen des Addiergangsimpuls an das Addierwerk angelegt werden. Die werkes vorhanden ist. Daher addiert die Anordnung eine der Anoden der Dioden 130, 131 und 132 ist je- 55 gemäß Fig. 3 im rein binären System,
weils mit den Eingangsklemmen 20, 21 bzw. 22 ver- Die binären Addierwerke 10 und 12 gemäß Fig. 1 bunden, während die Kathoden gemeinsam an den entsprechen dieser Anordnung mit den Ausgangs-Verbindungspunkt 133 angeschlossen sind. Dieser klemmen 25 für das Addierwerk 10 und 28 für das Verbindungspunkt ist über einen Vorwiderstand 134 Addierwerk 12, dessen Klemme 28 den Ausgang für und einen Schutzwiderstand 135 mit dem Steuergitter 60 das gesamte binär-dezimale Addierwerk liefert.
der Röhre 126 7? verbunden. Der Widerstand 134 ist I_n Fig. 4 ist das Schaltbild des binär-dezimalen außerdem über den Belastungswiderstand 136 an die Hilfszählwerkes 11 (Fig. 1) dargestellt. Es enthält Klemme 74 ( — 82VoIt) angeschlossen. Die Dioden 130, zwei Röhren 160 und 161, deren Triodenteile mit 131 und 132, der Widerstand 134 und der Belastungs- 160L, 1607?, 161L bzw. 1617? bezeichnet sind. Die widerstand 136 bilden einen ODER-Kreis 138. Der 65 Kathoden dieser Röhren sind über die Belastungs-Verbindungspunkt 133 ist normalerweise NEGATIV. widerstände 162, 163, 164 bzw. 165 an die Klemme Wenn ein, zwei oder drei Eingangsimpulse angelegt 74 ( — 82 Volt) angeschlossen. Die Anoden aller werden, ist der Verbindungspunkt 133 jedoch POSI- Röhren sind direkt mit der Klemme 66 (+150 Volt) TIV. Infolgedessen ist das Steuergitter der Röhre verbunden, und jede der Röhren ist als Kathodenver-1267? POSITIV, wenn ein, zwei oder drei Eingangs- 70 stärker geschaltet.

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die Leitungen 193 und 185 zuf Klemme 44 über-; tragen. Die Kathoden der Röhren¹16Oi? und 161L sind jede mit der Klemme 44 verbunden und bilden zusammen mit den Widerständen 163 und 164 einen Kathodenverstärker-ODER-Kreis.

Die Anoden der Dioden 195 und 196 sind an die Kathode der Röhre 16Oi? bzw. die Klemme 46 angeschlossen. Die Kathoden der Dioden 195 und sind an den Verbindungspunkt 197 angeschlossen, der

Die Anoden der Dioden 167, 168 und 169 sind mit den Klemmen 35, 37 bzw. 39 verbunden. Die Kathoden der Dioden 167, 168 und 169 sind gemeinsam an den Verbindungspunkt 170 angeschlossen, der über einen Schutzwiderstand 171 mit dem Steuergitter der Röhre 161 i? und über einen Belastungswiderstand 172 mit der Klemme 74 (—82 Volt) verbunden ist. Die Dioden 167, 168 und 169 und der Widerstand 172 bilden einen ODER-Kreis 174. Der

Verbindungspunkt 170 des ODER-Kreises 174 ist io über einen Belastungswiderstand 198 mit der Klemme normalerweise NEGATIV. 74 und über den Schutzwiderstand 199 mit dem

Die Prüfung erfolgt durch Anlegen eines Spalten- Steuergitter der Röhre 160 L verbunden ist.
impulses. Falls zur Prüfzeit (dezimale 4) eine binäre Die Dioden 195 und 196 und der Belastungswider-

»1« in der dritten binären Spalte vorhanden ist, ist stand 198 bilden einen ODER-Kreis 200. Der Ver» die Klemme 35 POSITIV, und die Diode 167 wird ₁₅ bindungspunkt 197 des ODER-Kreises 200 ist norleitend. Ähnlich ist, wenn eine binäre »1« in der malerweise NEGATIV, und die Kathode und das zweiten Dezimalspalte (Spalte 2) vorhanden ist, die Gitter von 160L sind daher ebenfalls normalerweise Klemme 37 POSITIV, und die Diode 168 wird lei- NEGATIV. Wenn die Klemme44 POSITIV ist, wird tend. Wenn die zweite Binärspalte (dezimale 2) in- die Diode 195 leitend, und der Verbindungspunkt 197 folge eines im binären Addierwerk 12 (Fig. 1) bewirk- ao und das Steuergitter der Röhre 160L werden ten Übertrages eine binäre »1« enthält, ist die Klemme POSITIV. Daher wird auch die Kathode der Röhre 39 POSITIV, und die Diode 169 wird leitend. Wenn 160L POSITIV. Dieser Spannungsanstieg wird über daher eine der Klemmen 35, 37 und 39 POSITIV ist eine Leitung 201 zur Ausgangsklemme 42 übertragen, (d. h. eine dezimale 4 oder eine dezimale 2 vorhanden Die Spannung an der Eingangsklemme 21 des binären ist), sind der Verbindungspunkt 170 und das Steuer- 35 Addierwerkes 12 (Fig. 1) wird daher POSITW und gitter der Röhre 161 i? POSITIV. Daher ist auch die addiert eine binäre »1« in die zweite Binärspalte Spannung an der Kathode der Röhre 161 i? (dezimale 2). Gleichzeitig wird die Spannung an der POSITIV. mit der Eingangsklemme23'" des Verzögerungskrei-

Die Kathoden der Dioden 176, 177 und 178 sind ses 16 (Fig. 1) verbundenen Klemme 44 POSITIV. mit den Klemmen 33, 29 bzw. der Kathode der Röhre 30 Während des nächsten Zeitabschnittes oder wenn die 161 i? verbunden. Die Anoden der Dioden 176, 177 nächste binäre Spalte erscheint, wird Klemme 46 und 178 sind an einen Verbindungspunkt 179 an- POSITIV, wie in Verbindung mit den Fig. 2 und 2A geschlossen, der über einen Schutzwiderstand 180 beschrieben wurde. Die Diode 196 wird leitend, und mit dem Steuergitter von 161L und über einen infolgedessen werden der Verbindungspunkt 197, das¹= Belastungswiderstand 181 mit der Klemme 66 35 Steuergitter von 160L, die Kathode von 160L und (+150 Volt) verbunden ist. Die Dioden 176, 177 und die Ausgangsklemme 42 POSITIV. Daher wird

wiederum ein Spannungsanstieg zur Klemme 21 des binären Addierwerkes 12 (Fig. 1) übertragen. Dieser Impuls oder die binäre »1« erscheint während der dritten Binärspalte und bewirkt daher die Addition:.,, einer dezimalen 4 in dem binären Addierwerk. Wenn

178 und der Belastungswiderstand 181 bilden einen UND-Kreis 183. Der Verbindungspunkt 179 und das Steuergitter der Röhre 161L sind normalerweise NEGATIV.

Wenn ein Spaltenimpuls an die Klemme 29 angelegt wird, ist eine binäre »1« in der vierten binären Spalte (dezimale 8) vorhanden, und die Kathode der Röhre 161R ist POSITIV, der Verbindungspunkt 179 ist ebenfalls POSITIV. Daher sind die Kathode der Röhre 161L und die damit über die Leitung 185 verbundene Klemme 44 POSITIV. Es entsteht also ein Ausgangsimpuls an Klemme 44, wenn eine binäre »1« in der vierten Binärspalte und eine binäre »1« in der dritten oder zweiten binären Spalte vorhanden ist. In anderen Worten, das dezimale Äquivalent der binären Aufzeichnung ist größer als 9, und das zweite Kriterium ist gegeben.

Die Kathoden der Dioden 186 und 187 sind mit der Klemme 31 bzw. der Kathode der Diode 177 verbunden. Ihre Anoden sind an einen Verbindungspunkt 188 angeschlossen, der über einen Schutzwiderstand 189 an das Steuergitter der Röhre 16Oi? und über einen Belastungswiderstand 190 an die Klemme 66 ( + 150 Volt) angeschlossen ist. Die Dioden 186 und 187 und der Belastungswiderstand 190 bilden einen UND-Kreis 191. Wenn ein Übertrag vorhanden ist (dezimale 16) ist die Klemme 31 POSITIV. Besteht ein Spaltenimpuls an Klemme 29, so ist diese POSITIV, und auch der Verbindungspunkt 188 und das Steuergitter der Röhre 16Oi? sind damit POSITIV. Daher ist bei Erzeugung eines Übertrags die Kathode der Röhre 166 i? POSITIV. Infolge der erhöhten Spannung am Gitter der Röhre 16Oi? wird eine erhöhte Spannung von der Kathode 160 i? über

daher eines der Kriterien vorhanden ist. wird eine im binären System ausgedrückte dezimale 6 in das binäre Addierwerk 12 addiert durch Addition einer binären »1« in der zweiten und dritten Spalte der Summe im binären Addierwerk 12 (Fig. 1).

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Binär-dezimales elektronisches Rechenwerk, dem sowohl Dezimal- als auch Binärziffern nacheinander zugeführt werden (Serie-Serie) und in dem dem binären Rechenergebnis eines ersten binären Addierers in einem zweiten binären Addierer ein Korrekturwert hinzugefügt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleichartige, an sich bekannte binäre Addierer (10, 12) mit drei Eingängen (20, 21, 22; 20', 21', 22') und zwei Ausgängen (23, 25 bzw. 23", 28) vorgesehen sind und der Ausgang (25) des ersten binären Addierers (10) mit dem Eingang (20') des zweiten Addierers (12) über Verzögerungsglieder (14, 15) verbunden ist, die das Rechenergebnis in Parallelform einem einen Korrekturwert liefernden HiIfS-zählwerk (11) zuführen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfszählwerk (11) durch Takt- (z. B. Spalten-) Impulse periodisch betätigt wird und, falls ein Korrekturwert erforderlich ist,

einen Impuls abgibt, der dem zweiten binär arbeitenden Zählwerk (12) unmittelbar und außerdem über ein Verzögerungsglied (16) zugeführt wird.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfszählwerk (11) logistische Verknüpfungskreise (UND- bzw. ODER-Schaltungen) enthält.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem binären Addierwerk (10, 12) ein Verzögerungskreis (13, 17) zugeordnet ist, welcher den binären Übertragsimpuls in zeitlicher Übereinstimmung mit dem der nächsthöheren Binärstelle entsprechenden Eingabeimpuls an den Eingang des Addierwerkes leitet.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die binären Übertrags-

impulse unverzögert dem Hilfszählwerk (11) zugeführt werden.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfszählwerk (11) einen Impuls abgibt, wenn die Summe der eingegebenen Zahlen unter Berücksichtigung eines erfolgenden Dezimalübertrages größer ist als 9.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»High-Speed Computing Devices«, Tompkins,

W a k e 1 i η und S t i f 1 e r jr., McGraw. Hill Book Comp. Ltd., New York—Toronto—London, 1950,

S. 269 bis 293;

»Programmgesteuerte digitale Rechengeräte«,

Zutishauser, Speiser und Stiefel, Verlag Birkhäuser, Basel, 1951, S. 21 bis 25.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen