DE1036918B

DE1036918B - Anordnung zur Steuerung elektrischer Schaltkreise

Info

Publication number: DE1036918B
Application number: DEI9190A
Authority: DE
Inventors: Helmut John Geisler
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1953-10-01
Filing date: 1954-09-30
Publication date: 1958-08-21
Also published as: US2837641A; NL191136A; GB759662A

Description

Bei dem bekannten Lechersystem handelt es sich um ein System aus zwei parallelen Leitungen mit gleichmäßig über die Länge verteiltem Widerstand, Ableitung, Kapazität und Induktivität. Solche Systeme stellen resonanzfähige Schwingungsgebilde dar, die als Ersatz für Schwingkreise für Wellenlängen unter 1 m verwendet werden. Bei Erregung durch einen Hochfrequenzsender bilden sich im Resonanzfall längs des Systems stehende elektrische Wellen aus. Am offenen Ende eines Leehersystems liegen ein Stromknoten und ein Spannungsbauch, am kurzgeschlossenen Ende umgekehrt ein Strombauch und ein Spannungsknoten. Die Abstimmung des Systems auf eine bestimmte Schwingungsfrequenz erfolgt beim Bekannten durch Änderung der Länge des Systems, z. B. mittels eines verschiebbaren Kurzschlußbügels.

Für eine Anordnung zur Steuerung elektrischer Schaltkreise besteht nun die Erfindung darin, daß durch die Wirkung des nach einem bestimmten Programm in an sich bekannter Weise gesteuerten Leitungsabschlusses zweier oder mehr als zweier Hochfrequenzleitersysteme und der dadurch bedingten Verlagerung der Knoten bzw. Bauchstellen der sich auf den Hochfrequenzleitern ausbildenden stehenden elektrischen Schwingungen an den Schwingungsknoten bzw. Schwingungsbäuchen angekoppelte Schaltkreise durchgeschaltet werden, die verschiedenen Hochfrequenzleitersystemen zugeordnet sind.

Durch diese Verwendung von Hochfrequenzleitersystemen nach der Erfindung ergeben sich vollständig neue Anwendungsmöglichkeiten in der Schaltungstechnik, womit sich die bisher z. B. auf dem Gebiete der Kombinationsschaltungen oder bei Rechenmaschinenschaltungen bestehenden Schwierigkeiten und Nachteile in besonders einfacher Weise beheben lassen.

Mit Hilfe der Verschiebung der Lage einer stehenden Welle auf dem Hochfrequenzleitersystem durch wahlweise, periodische oder durch ein bestimmtes Programm gesteuerte Umschaltung des Leitungsabschlusses läßt sich weiterhin erfindungsgemäß in den von den Knotenstellen auf der Lecherleitung abzwei genden Strom-bzw. Steuerkreisen eine ganz bestimmte Schaltfunktion und Umschaltoperation durchführen.

Die Auswahl eines von zwei oder mehr als zwei elektrischen Stromkreisen, welche voneinander getrennt bleiben sollen, stellt z. B. eine solche Umschaltoperation dar. Elektromagnetisch betätigte Relais zur Umschaltung einer Mehrzahl von Stromkreisen mit einem Mindestmaß von Kreuzmodulation sind seit langer Zeit bekannt, jedoch arbeiten diese bekannten Vorrichtungen nur bei verhältnismäßig geringen Geschwindigkeiten, z. B. bei Schaltzeiten von über 1000 Mikrosekunden, zufriedenstellend. In Systemen, Anordnung zur Steuerung
elektrischer Schaltkreise

Anmelder:

IBM Deutschland
Internationale Büro-Maschinen

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

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 1. Oktober 1953

Helmut John Geisler, Wappinger Falls, N. Y.

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

die wesentlich höhere Arbeitsgeschwindigkeiten benötigen, z. B. bei den in elektronischen Rechenmaschinen oder ähnlichen Geräten verwendeten, werden häufig logistische UND-ODER-Stromkreise für jeden Umschaltkontakt verwendet, wobei jeder dieser logistischen Stromkreise ein üblicherweise sechs Kristalldioden umfassendes Netzwerk bildet.

Bei der Erfindung erfolgt die Umschaltung einer Vielzahl von Stromkreisen viel wirtschaftlicher als nach den bisher bekannten Verfahren. Zur Steuerung von zehn Stromkreisen erfordert z. B. eine Abart einen Oszillator, eine Abschlußsteuerröhre und zwanzig hochfrequenzbetätigte Glimmröhren zur Ausführung der entsprechenden Funktion in logistischen Stromkreisnetzwerken, die sechzig Kristalldioden erfordern.

Die nachstehend im einzelnen beschriebenen erfindungsgemäßen Anordnungen benötigen weniger als 50 Mikrosekunden Schaltzeit für eine Vielfach-Umschaltoperation und erreichen in der einen Ausführungsform die Umschaltung durch Verschiebung der Lage der Knotenpunkte und Schwingungsbäuche einer stehenden Spannungswelle auf einer Übertragungsleitung hinsichtlich zweier Gruppen von hochfrequenzbetätigten Glimmröhren, die auf der Übertragungsleitung gegeneinander um eine Strecke verschoben

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sind, welche gleich einer Viertelwellenlänge der Erregungsfrequenz ist.

Abwandlungen, in denen das Grundprinzip der Umschaltung durch die Verschiebung stehender Hochfrequenzwellen ebenfalls angewendet wird, werden nachstehend noch beschrieben. Bei einer solchen Ausführungsform erfolgt z. B. die Steuerung durch die Abfühlung von Bereichen maximaler Stromstärke (minimaler Spannung). Diese Anordnung kann ohne weiteres mit Geschwindigkeiten arbeiten, wie man sie bei elektronischen Geräten findet. Sie verwendet Hochfrequenztransformatoren an Punkten maximalen Stromes und errichtet Schaltwege durch eine Diodenschaltung.

Bei einer weiteren Ausführungsform tritt an die Stelle der Übertragungsleitung eine gasgefüllte Glimmröhre, entlang welcher fotochemische oder lichtelektrische Widerstandselemente inAbständen von Viertelwellenlängen liegen. An den Röhrenklemmen angebrachte ringförmige Elektroden dienen hier als Steuerelemente. Das die lichtelektrischen Bänder bildende Material spricht auf die Farbe der Gasfüllung au und ergibt eine Widerstandsänderung von zehn zu eins, wenn deutlich abgegrenzte ausgeleuchtete Gasbereiche in der Röhre in ihrer Lage verändert werden.

Die Anordnung nach der Erfindung ist daher auch eine wirtschaftliche und mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Vielfachumschaltvorrichtung.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist eine Umschaltvorrichtung, die auf die Verschiebung der Lage einer stehenden Spannungswelle auf einem elektrischen Übertragungsmittel anspricht. Ein weiteres Erfindungsmerkmal ist ein neuartiger Verschiebungs-Stromkreis, der eine Mindestzahl von Bestandteilen erfordert und mit hoher Geschwindigkeit arbeiten kann.

Weitere Ausbildungsformen des Erfindungsgedankens ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung. Diese beispielsweisen Ausführungs- und Anwendungsformen der Anordnung nach der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen näher beschrieben.

Die Zeichnungen haben folgende Bedeutung:

Fig. 1 a und 1 b zeigen zusammen eine Stellenverschiebungsschaltung, welche nach einer beispielsweisen Form der Erfindung hergestellte Umschaltvorrichtungen verwendet;

Fig. 2 zeigt eine Hochfrequenz-Gasschaltröhre, wie sie in der Schaltung von Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 3 zeigt eine andere Form der Umschaltvorrichtung, bei der die Steuerungswirkung der stehenden Welle an Punkten maximalen Stroms entlang der Übertragungsleitung erreicht wird;

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführung der Umschaltvorrichtung; diese enthält eine gasgefüllte Glimmröhre, in welcher fotochemische oder Fotowiderstandselemente in Abständen von Viertelwellenlängen angeordnet sind.

Die Fig. 1 zeigt vier Hochfrequenzleitersysteme 10 α bis 1Od. Jedes der vier Leitersysteme ist mit einer Anzahl von Paaren hochfrequenzbetätigter Gasschaltröhren T versehen, welche in Abständen von einer Viertelwellenlänge längs der Leitung angeschlossen sind, so daß entsprechend vier Speichereinrichtungen oder vier Bänke gebildet werden. Die Schaltröhren T jeder Bank sind entsprechend den jeweiligen Stellen der zu speichernden Zahl besonders gekennzeichnet.

Weitere Indizes χ und y dienen zur Unterscheidung zwischen den Röhren jedes Paares. Jede beliebige Anzahl von Paaren von Röhren T kann verwendet werden entsprechend der Anzahl der umzuschaltenden Stromkreise, und jede beliebige Anzahl von Bänken kann verwendet werden entsprechend der in einer einzigen Operation gewünschten maximalen Stellenverschiebung. Die gezeigten vier Bänke sind untereinander so verbunden, daß sie einen Verschiebungsstromkreis bilden, der eine vierstellige Stellenverschiebung ausführen kann. Jedes Hochfrequenzleitersystem 10α bis 10 c? wird erregt durch einen üblichen Oszillator 11, dessen abgegebene Hochfrequenzenergie ausreicht,

ίο um den Röhren T ein Ionisierungspotential aufzuprägen. Jede Übertragungsleitung ist mit einer gittergesteuerten gasgefüllten Entladungsröhre 13 abgeschlossen, welche je nach der angelegten Gitterspannung entweder einen offenen oder einen kurzgeschlossenen Zustand der Leitung 10 herstellt, um stehende Wellen zu erzeugen, deren Positionen maximaler Spannung um eine Strecke verschiebbar sind, die einer Viertelwellenlänge entspricht.

Die Länge jedes Leitersystems 10 ist groß im Vergleich zu der Wellenlänge der durch den Oszillator 11 gelieferten Hochfrequenzenergie. Der Wellenwiderstand ist niedrig im Vergleich zur Impedanz der hochfrequenzbetätigten Gasröhren T. Die Leitung braucht nicht gerade zu sein, wie die Zeichnung zeigt, sondern kann in einer der in der Ultrahochfrequenztechnik bekannten Formen gebogen sein. Die Verbindungen zu den Röhren T können auch durch HaIbwellenanpassungsleitungen, anstatt direkt — wie gezeigt —, vorgenommen werden. So können z. B. l>ei einer zweiadrigen Übertragungsleitung mit einer Länge von 1,5 m und einem Wellenwiderstand von 200 Ohm bei einer Frequenz von 1000 Megahertz die Verbindungen für zwanzig Hochfrequenz-Gasentladungsröhren Abstände von etwa 7,5 cm entlang der Leitung haben, so daß die entsprechenden Röhren zweier Stufen dann voneinander durch einen Abstand gleich der halben Wellenlänge der erregenden Frequenz getrennt sind.

Die hochfrequenzbetätigte Gasschaltröhre T ist in ihren Einzelheiten in Fig 2 dargestellt. Diese Röhre ist eine einfache, schnell wirkende Vorrichtung, die die wünschenswerten Merkmale der Wirtschaftlich keit, langen Lebensdauer und Unempfindlichkeit gegen Temperaturveränderungen miteinander verbindet. Wie diese Figur zeigt, befinden sich zwei Elektroden a und b innerhalb des Kolbens g, und eine dritte Elek trode d, die aus einem gut leitenden Metallstreifen besteht, umgibt den Röhrenkolben angrenzend an die Enden der Elektroden. Durch Anlegung von Hochfrequenzenergie zwischen der äußeren Bandelektrode ei und den beiden Innenelektroden α und b wird eine Hilfshochfrequenzentladung durch die Gasfüllung erzeugt, welche jetzt den Durchgang von Gleichstrom niedriger Spannung zwischen den Elektroden α und b gestattet, weil diese Elektroden in dem ionisierenden Feld der Hochfrequenzentladung liegen.

Die obenerwähnte gittergesteuerte Gasentladungs röhre 13 liegt am Ende jedes Leitersystems 10 a bis 10 d und ist so geschaltet, daß sie im leitenden Zustand das betreffende Leitersystem kurzschließt. Die Anode der Röhre 13 ist über einen Widerstand 14 und einen nockenbetätigten Schalter 15 an die positive Klemme einer Gleichspannungsquelle 16 angeschlossen, deren andere Klemme geerdet ist. Die positive Klemme der Quelle 16 ist außerdem über einen Widerstand 17 und einen nockenbetätigten Schalter 18 mit dem Gitter der Röhre 13 verbunden. Die Kathoden- und Gitterelektroden sind über die Widerstände 19 bzw. 20 geerdet. Die Nockenschalter 15 und 18 werden synchron,

z. B. durch dieselbe Welle, betätigt und sind so ein-

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gestellt, daß sie gleichzeitig geschlossen werden, um den sind die hochfrequenzbetätigten Gasröhren Γ mit die Röhre 13 leitend zu machen, und der Schalter 15 den Zusätzen χ in Bank I leitend und die mit dem sich öffnet, um das Anodenpotential bei der Entioni- Zusatz y nichtleitend, während die Röhren T mit Zusierung der Röhre wegzunehmen. Wie die Figur sehe- satz y in Bank II, III und IV leitend und die mit Zumatisch zeigt, sind diese Schalter mechanische Vor- 5 satz χ in diesen Bänken nichtleitend sind. An die richtungen, können jedoch durch elektronische Vor- Klemmen 1, 2, 3 und 4 angelegte Signale erscheinen richtungen ersetzt werden, welche in Übereinstimmung dann an den Ausgangsklemmen mit der Bezeichnung mit Signalen betätigt werden, die durch Steuersignal- 10°, 10¹, 10² bzw. 10³ usw. Entlang dem Strompfad quellen innerhalb einer Rechenmaschine oder anderer von Klemme 1 aus läuft das Signal über die Leitung Vorrichtungen programmgesteuert sind. Wenn ein io 20, Spule L_1x, die Innenelektroden α und b der Schaltüber den Schalter 18 eingeführter positiver Impuls die röhre T_1x von Bank I, Spule L'_1X und dann über die Röhre 13 zündet, wird die Übertragungsleitung 10 Leitung 21 zur Einerausgangsklemme. Die Strompfade kurzgeschlossen, und die vom Oszillator 11 gelieferte können von jeder der anderen Eingangsklemmen 2, 3 stehende Energiewelle hat Punkte maximaler Span- und 4 zu den Zehner-, Hunderter- bzw. Tausendernung, welche die Röhren T mit der zusätzlichen Be- 15 Ausgangsklemmen ähnlich verfolgt werden, zeichnung χ zünden. Beim Öffnen des Schalters 15 Um eine Linksverschiebung um eine Stelle zu bewird die Röhre 13 entionisiert und die Leitung 10 wirken, werden die den Bänken I, III und IV zugeunterbrochen, so daß eine stehende Welle entsteht, ordneten Röhren 13 nichtleitend und die der Bank II deren Punkte maximaler Spannung die Röhren T mit zugeordnete Röhre 13 durch Betätigung der zugeordden zusätzlichen Kennzeichnungen y zünden. An die ao neten Schalter 15 und 18 leitend gemacht. Unter diesen Innenelektroden α bzw. b jeder der hochfrequenz- Umständen sind die Röhren Γ mit dem Zusatz χ in betätigten Gasschaltröhren T sind Kondensatoren C Bank I nichtleitend und die mit dem Zusatz y leitend, und C angeschlossen, um einen Pfad für die an die während in Bank II die Röhren T mit nachgestell-Röhren über ihre Verbindungen mit der Übertra- temx leitend und die mit nachgestelltem y nichtleitend gungsleitung angelegte Hochfrequenzenergie zu bil- 25 sind. Unter diesen Umständen verläuft der Signalden. Wenn die Punkte maximaler Spannung der impuls z. B. von Klemme 1 über die Leitung 20, die stehenden Energiewelle auf der Übertragungsleitung Drosselspule L'_ly, die Schaltröhre T₁₃, von Bank I, die an den Stellen liegen, wo sich die Röhrenstromkreis- Drosselspule L₁₃₁, die Leitung 22, Spule L_1x, und die klemmen befinden, fließt ein Hochfrequenzstrom von Schaltröhre T_1x von Bank II, Spule L'_lx, eine Leitung der Steuerelektrode d zu den Innenelektroden α und b 30 23 und schließlich zur Zehnerstellenausgangsklemme. und den parallel geschalteten Kondensatoren C und C". Ähnlich erscheinen die an die Klemmen II, III und IV Diese Kondensatoren sperren außerdem den Fluß der angelegten Signale an den Ausgangsklemmen der von einer Signalquelle aus an die Röhrenelektroden α Hunderter-, Tausender- bzw. Zehntausenderstelle, und J> angelegten in einer Richtung wirkenden Energie. Zur Durchführung einer Stellenverschiebung um Die Induktionsspulen L und U sind zusätzliche Filter- 35 zwei Stellen wird die Röhre 13, die der Bank III zuelemente, welche den Fluß von Hochfrequenzenergie geordnet ist, leitend gemacht, während die den Bänzu den Signalquellen sperren, die an die Elektroden α ken I, II bzw. IV zugeordneten Röhren 13 nichtleitend und b über diese Spulen angeschlossen sind, wie noch sind. Der Signalimpuls verläuft jetzt von der beschrieben wird. Klemme 1 über die Leitung 20, Röhre T_ly von Bank I,

Die Eingangssignale werden an einen Satz von 40 Leitung 22, Schaltröhre T₁₃, von Bank II, Leitung 24

Klemmen 1, 2, 3 und 4 (Fig. 1 b) angelegt und zu der und von dort aus zur Röhre T_1x von Bank III und

einen oder der anderen des Paares von Röhren T, die über die Leitung 25 zur Hunderterstellenausgangs-

für jede Stelle vorgesehen sind, je nach dem Betriebs- klemme.

zustand der Röhre 13 in der Bank I geleitet. Es wird Zur Herstellung einer Stellenverschiebung um drei

damit einer von zwei möglichen Pfaden durch jede 45 Stellen muß die der Bank IV zugeordnete Röhre 13

Bank gewählt, ähnlich wie bei Relaispyramiden. Bei leitend gemacht werden, wobei die den Bänken I, II

Verwendung dieser Anordnung als Stellenverschie- und III zugeordneten Röhren nichtleitend sind. Der

bungsvorrichtung können numerische Angaben in Signalimpuls verläuft jetzt von der Klemme 1 über

Form von zeitlich verschieden gesteuerten elektrischen die Leitung 20, die Röhre T_ly von Bank I, die Leitung

Impulsen in eine Speichermatrix oder in nicht be- 50 22, T_ly von Bank II, die Leitung 24, Röhre T_ly von

sonders dargestellte Register (nicht gezeigt) an jeder Bank III, die Leitung 26, Röhre T_1x von Bank IV und

beliebigen von einer Mehrzahl von Speicherpositionen über die Leitung 27 zur Tausenderstellenausgangs -

geleitet werden. Wenn es z. B. wie bei dem bekannten klemme.

Multiplikationsverfahren mit wiederholter Addition Zur Durchführung einer vierstelligen Verschiebung erwünscht ist, ein so durch elektrische Impulse dar- 05 werden die Röhren 13 jeder der Bänke I, II, III, IV gestelltes Zeichen mit zehn, hundert, tausend usw. zu nichtleitend gemacht, so daß die Röhren T mit nachmultiplizieren, werden die Signalimpulse entsprechend gestelltem y in jeder Bank leitend sind. Der Signalverschoben in entsprechende Speicherpositionen und strom an der Eingangsklemme 1 verläuft jetzt über in die entsprechenden Stellenpositionen so oft einge- die Leitung 20, Röhre T_ly von Bank I, Leitung 22, führt, wie durch die betreffende Stelle des Multi- 60 Röhre T_ly von Bank II, Leitung 24, Röhre T₁₃, von plikators angezeigt ist. Durch die verschiedenen Bänke Bank III, Leitung 26, Röhre T₁₃, von Bank IV und der Umschaltvorrichtungen I, II, III und IV (Fig. 1) über die Leitung 28 zur Zehntausenderklemme, können Mehrfachstellenverschiebungen leicht in einer Natürlich laufen Signale in ähnlicher Weise von Mindestumschaltzeit vorgenommen werden. jeder der Eingangsklemmen durch Änderung der

In ihrem normalen oder nicht verschobenen Zustand 6g Schaltwege auch im Bedarfsfalle zu anderen Ausenden die Umschaltbänke II, III und IV in einem gangsklemmen. Obwohl nur Mittel zur Erzeugung offenen Stromkreis, in dem die Röhren 13 für jede einer Stellenverschiebung nach links dargestellt sind, dieser Bänke nichtleitend sind. Die Umschaltbank I ist auch eine Verschiebung nach rechts um eine vorendet dann in einer Kurzschlußverbindung mit für herbestimmte Anzahl von Positionen durch Leitenddiese Bank leitender Röhre 13. LTnter diesen Umstän- 70 machen der entsprechenden Schaltröhren T möglich.

Eine Abart unter Verwendung von Mitteln zur Abfühlung von Bereichen maximalen Stromes entlang einer erregten Übertragungsleitung ist in Fig. 3 gezeigt. Bei dieser Ausführung ist nur eine Bank dargestellt, aber es versteht sich, daß jede beliebige Anzahl von Bänken verwendet und in der in Fig. 1 gezeigten Weise untereinander verbunden werden kann.

Die in Fig. 3 gezeigte Anordnung arbeitet mit elek-

Diode 44, ist mit einer der Klemmen 1, 2, 3 usw. gekoppelt. Der UND-Stromkreis erzeugt eine wirksame Ausgangsspannung auf der Leitung 47 bei der Anlegung von negativen Spannungsimpulsen an beide Eingänge. Er erzeugt jedoch keine merkliche Ausgangsspannung, wenn jede der Eingangsklemmen getrennt Impulse empfängt.

Je zwei Spulen 30 und zugeordnete Netzwerke sind für jede der dargestellten Eingangsklemmen I₁ 2, 3

tronisehen Geschwindigkeiten und verwendet induk- i₀ usw. vorgesehen, und jede zweite Spule 30 liegt in tive Mittel, bestehend aus einer Mehrzahl von Paaren einem Bereich maximalen Stromes entlang der Leivon Spulen 30, die um eine einzigeDrahtübertragungs- tung31 je nach dem Betriebszustand der Schaltröhre leitung31 herum gelagert sind und einen gegenseitigen 33. Jede der Klemmen 1, 2 und 3 ist mit einem der Abstand von einer Viertelwellenlänge haben. Die Eingänge jedes Paares von zugeordneten UND-Strom· Spulen 30 tragen nachgestellte Bezeichnungen ent- _i5 kreisen gekoppelt. Daher werden bei Anlegung von sprechend den dargestellten Stellenpositionen und negativen Impulsen auch negative Impulse an die eine weitere nachgestellte Kennzeichnungen χ und y zur Eingangsklemme jedes der UND-Stromkreise ange-Unterscheidung zwischen den Spulen jedes Paares legt. Nur einer dieser UND-Stromkreise erzeugt Am linken Leitungsende ist die Hochfrequenzquelle 32 jedoch eine Ausgangsspannung, da nur eine der und am anderen Ende ein Vakuumröhrenschalter 33 _ao Spulen 30 jedes Paares erregt ist und nur einer der über einen Kondensator 34 angeschlossen. Die Quelle zweiten Eingänge des zugeordneten Paares von UND-32 und die Kathodenklemme des Vakuumröhren- Stromkreisen negativ gehalten wird. Daher bewirken schalters 33 können darstellungsgemäß über das die an das Gitter der Schaltröhre 33 angelegten posi-Chassis des Gerätes geerdet sein, um einen Rücklauf- tiven Tor-Impulse eine Verschiebung der stehenden weg für die an die Leitung angelegte Hochfrequenz- !35 Hochfrequenzwelle, so daß jede zweite der Röhren 30 energie zu erhalten. Die Anode der Röhre 33 ist an jedes Netzwerkpaares erregt wird mit der Wirkung,

eine positive Spannungsquelle 35 angeschlossen. Das Gitter ist hinsichtlich der Kathode durch eine Verbindung über einen Widerstand 36 und die Quelle 37 negativ vorgespannt.

Es sind nur drei Paare der erwähnten Spulen 30 veranschaulicht, jedoch kann jede beliebige Anzahl entsprechend der Anzahl umzuschaltender Stromkreise verwendet werden. Die Übertragsleitung 31

daß jeder zweite UND-Stromkreis betätigt und die Ausgangsleitung 47, die dem einen oder dem anderen zugeordnet ist, einem negativen Ausschlag ausgesetzt wird, so bald auf die Eingangsleitung 1,2 oder 3 Impulse gegeben werden. Durch Anschluß der Ausgangsleitungen 47 jedes zweiten Netzwerkes benachbarter Paare können dann die Eingänge auf die Leitungen 1, 2 und 3 wahlweise zu einer der beiden Stellenposi-

läßt sich in jede beliebige Anzahl von Abschnitten 31 35 tionen gelenkt werden. Diese Klemmen sind in der entsprechend der Anzahl von Spaltenverschiebungs- Zeichnung mit 10°, 10¹, 10² usw. gekennzeichnet.

Wenn die Schaltröhre 33 nichtleitend ist, endet die Übertragungsleitung 31 in einem offenen Stromkreis, und die Spulen 30, die Abstände von ungeraden Vier-

Kondensator 42 parallel geschalteten Widerstand 41 besteht, sind in Reihe über die Sekundärwicklung jedes der Transformatoren 38 geschaltet. Die eine Seite der Sekundärwicklung ist darstellungsgemäß geerdet, und der Verbindungspunkt der Diode 40 und der Elemente 41 und 42 bildet den einen Eingang für einen herkömmlichen Dioden-»UND«-Stromkreis. Diese Klemme wird normalerweise auf Erdpoten-

positionen aufteilen, die in jeder einzelnen Operation erwünscht ist. Jede der erwähnten Spulen 30 ist an einen eigenen Hochfrequenztransformator 38 über

einen Verbindungsstromkreis 39 angeschlossen. Eine 40 telwelleniängen vom Ende haben, d. h. diejenigen mit Diode 40 und ein Zweigstromkreis, der aus dem mit dem Index x, werden erregt. Die Kathoden der diesen

Spulen zugeordneten Dioden 43 sind auf einem negativen Potential, und die Kathoden, welche den mit Indexe gekennzeichneten Spulen zugeordnet sind, sind auf Erdpotential gehalten. Es wird also z. B. ein an Klemme 1 angelegter negativer Eingangsimpuls an die Kathode der 1 x-Netzwerkdiode 44 über eine Leitung 48 angelegt, und an den anderen Eingang des Einerstellen-UND-Stromkreises werden negative Im-

tial gehalten, wenn der Hochfrequenztransformator 38 50 pulse vom Transformator 38 über Diode 40 angelegt, nicht erregt ist. Wenn jedoch die Spule 30 mit dem Dann erscheint ein negativer Ausgangsimpuls auf der Transformator 38 an einem Punkt maximalen Stromes zugeordneten Leitung 47, und die Einerstellenausauf der Übertragungsleitung liegt, wird das Potential gangsklemme empfängt einen negativen Impuls, dessen dieser gemeinsamen Klemme gesenkt. Dauer gleich der des an Klemme 1 angelegten Im-

Der vorerwähnte UND-Stromkreis besteht aus 55 pulses ist. Wenn der Eingangsimpuls an Klemme 1 einem Paar Dioden 43 und 44, deren Anodenklemmen angelegt wird, wird die Kathode der dem Iy-Netzuber den gemeinsamen Widerstand 45 mit der posi- werk zugeordneten Diode 44 ebenfalls negativ; da tiven Spannungsquelle 46 verbunden sind. Der Ver- jedoch der andere Eingang dieses UND-Stromkreises bindungspunkt des Widerstandes 45 und der Anoden Erdpotential behält, weil die Spule 30-1 y nicht erregt dieser beiden Dioden ist an eine Ausgangsleitung 47 60 ist, erzeugt dieses Signal keinen Ausgangsimpuls an angeschlossen, die zu einer bestimmten Ausgangs- der Zehnerstellenklemme. Natürlich verläuft ein über Stellenposition führt. Die Kathode der Diode 43 bildet die anderen Klemmen 1, 2, 3 usw. angelegter Einden einen Eingang und die Kathode der Diode 44 den " gangsimpuls ähnlich.

anderen Eingang des UND-Stromkreises. Die gemein- Zur Bewirkung einer Linksverschiebung wird ein

same Klemme der Diode 40 und des Widerstandes 41 65 positiver Torimpuls an das Gitter der Röhre 33 ange-

ist mit der Kathode der Diode 43 gekoppelt. Daher wird diese Eingangsklemme des UND-Stromkreises einem negativen Spannungsausschlag ausgesetzt, wenn die zugeordnete Spule 30 erregt wird. Die andere Einlegt. Diese wird leitend gemacht, so daß die Leitung 31 in einem Kurzschluß abschließt. Die Spulen 30, die Abstände von geraden Vielfachen von Viertelwellenlängen vom Ende haben, d. h. die mit dem Zu

gangsklemme des UND-Stromkreises, die Kathode der 7° satzy, werden nun infolge der Verschiebung der

Punkte maximalen Stroms zu diesen Stellen erregt. Die Kathoden der den j-Spulen zugeordneten Dioden 43 werden auf einem negativen Potential gehalten. Bei Anlegung eines Eingangsimpulses an Klemme 1 empfängt die Kathode der Diode 44 jedes zugeordneten UND-Stromkreises negative Impulse über die Leitung 48 und die Leitung 49. Jedoch ist nur der der Spule 30-1 y zugeordnete UND-Stromkreis wirksam, wenn beide Eingänge negativ sind. Es erscheint dann ein Ausgangsimpuls auf der zugeordneten Leitung 47 und an der Zehnerstellenausgangsklemme. Natürlich verlaufen die an die Klemmen 2,3 usw. angelegten Signale ähnlich zu den Stellenausgangsklemmen.

Mit der dargestellten Übertragungsleitung kann allein natürlich nur eine Verschiebung um eine Stelle vorgenommen werden. Jedoch läßt sich mit mehreren Übertragungsleitungen, die entsprechend der Anordnung nach Fig. 1 untereinander verbunden sind, eine Verschiebung um so viele Stellen vornehmen, als der Zahl der Übertragungsleitungen entspricht.

In Fig. 4 ist eine lichtelektrische Umschaltvorrichtung gezeigt, die im Bedarfsfall auch an die Stelle der jeweiligen Übertragungsleitungsbänke nach Fig. 1 treten kann, um eine Umschaltanordnung gleicher Art zu bekommen. Sie besteht aus einem Kolben 50, in dem sich eine axial gelagerte Stange 51 aus Glas mit einem Überzug aus Kupfer oder einem ähnlichen leitenden Material 51a befindet. Die Stange 51 kann jedoch auch aus leitendem Material bestehen. Die vorzugsweise aus Bleisulfid bestehenden und etwa einen Viertelzoll breiten Bänder 52 liegen in Abständen von Viertelwellenlängen entlang der Innenfläche des Kolbens 50. Zwei Elektroden 53 und 54 liegen an einem Ende der Röhre und haben voneinander einen Abstand von einer Viertelwellenlänge und von dem benachbarten Bleisulfidband 52 von einer halben bzw. einer Viertelwellenlänge. Eine weitere Elektrode 55 befindet sich am entgegengesetzten Ende der Röhre und hat einen Abstand von einer Viertelwellenlänge von dem benachbarten Band 52 an diesem Ende.

Der Kolben 50 ist mit einem Gas oder einer Gasmischung, z. B. Neon und Natriumdampf, gefüllt, die so proportioniert ist, daß beim Ausleuchten der Mischung eine Farbe der entsprechenden Wellenlänge erreicht wird, auf welche das Bleisulfid am empfindlichsten reagiert. Die Knotenpunkte der an die Röhre angelegten Hochfrequenzspannung bewirken die Ionisierung bestimmter Bereiche in dem Gas, und die Lage dieser ausgeleuchteten Schichten verschiebt sich durch abwechselnde Verwendung der Elektroden 53 und 54 zusammen mit Elektrode 55. Jedes zweite der Bleisulfidbänder liegt dann in einem ausgeleuchteten Bereich, und da sie auf die in diesen Bereichen erzeugten Lichtwellenlängen ansprechen, reagieren sie durch eine Veränderung der Leitfähigkeit. Es ist festgestellt worden, daß eine Widerstandsveränderung von etwa zehn zu eins in den Sulfidbändern unter optimalen Bedingungen erlangt werden kann, so daß bei Vorhandensein der Ausleuchtung das Bleisulfid als geschlossener Schalter und in den nicht ausgeleuchteten Bereichen als offener Schalter wirkt.

Zwei Bleisulfidbänder 52 mit dem Zusatz χ und y sind für jede Umschaltstelle vorgesehen. Eingangssignale, die an die Klemmen 1, 2, 3 usw. angelegt werden, durchlaufen das eine oder das andere der Bänder, die jedes Paar bilden, je nachdem, ob entweder die Elektrode 53 oder die Elektrode 54 zusammen mit der Elektrode 55 am anderen Ende der Röhre verwendet wird. Die Schalter 56 und 57 sind mit den Elektroden 53 bzw. 54 verbunden und werden so betätigt, daß immer der eine von ihnen offen ist, während der andere geschlossen ist.

Wie die Fig. 4 schematisch zeigt, sind diese Schalter mechanische Vorrichtungen; jedoch können sie zur Erlangung der gewünschten Arbeitsgeschwindigkeit auch durch elektronische Vorrichtungen ersetzt werden, die nach Maßgabe durch Signale gesteuert werden, welche durch Steuersignalquellen innerhalb einer Rechenmaschine oder eines anderen elektronischen Gerätes programmgesteuert werden. Die Schließung des einen oder des anderen der Schalter koppelt die Ausgangsklemmen eines Oszillators 58 mit Elektrode 53 oder 54 und mit der Elektrode 55, so daß Hochfrequenzenergie durch die Gasfüllung der Röhre fließt, eine stehende Spannungswelle in Abständen von Viertelwellenlängen entlang ihrer Länge auftritt und Ausleuchtungsbereiche erzeugt werden. Wenn der Schalter 56 geschlossen und der Schalter 57 geöffnet ist, wird die Hochfrequenzenergie aus der Quelle 58 an die Elektroden 53 und 55 geführt, und Bereiche maximaler Spannung der stehenden Welle befinden sich neben den Bleisulfidbändern 52 mit dem Zusatz x. Diese Bereiche werden ausgeleuchtet, und der Widerstand dieser Bänder 52 ist dann im Vergleich mit dem der Bänder mit dem Index y vernachlässigbar. Ein an der Eingangsklemme 1 eingeführter Eingangsimpuls läuft dann z. B. durch das zugeordnete Band 52χ und erscheint an der Einerausgangsklemme. Beim Schließen des Schalters 57 und öffnen des Schalters 56 werden die Ausleuchtungsbänder um eine Viertelwellenlänge verschoben, so daß die Bleisulfidbänder mit dem Index ν einen geringeren Widerstand haben und der Impuls an der Klemme 1 dann an der Zehnerstellenausgangsklemme erscheint.

Röhreneinheiten nach Fig. 4 lassen sich vorteilhaft in derselben Weise wie die in Fig. 1 gezeigten Hochfrequenzleitersysteme zu einer Pyramidenschaltung zusammensetzen, so daß sie eineStellenverschiebungsvorrichtung bilden, mit der man eine Verschiebung um jede gewünschte Anzahl von Stellenpositionen ausführen kann, wie dies in Verbindung mit der Anordnung nach Fig. 1 beschrieben wurde.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Steuerung elektrischer Schaltkreise, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Wirkung des nach einem bestimmten Programm in an sich bekannter Weise gesteuerten Leitungsabschlusses zweier oder mehr als zweier Hochfrequenzleitersysteme und der dadurch bedingten Verlagerung der Knoten bzw. Bauchstellen der sich auf den Hochfrequenzleitern ausbildenden stehenden elektrischen Schwingungen an den Schwingungsknoten bzw. Schwingungsbäuchen angekoppelte Schaltkreise durchgeschaltet werden, die verschiedenen Hochfrequenzleitersystemen zugeordnet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Enden der Hin- und Rückleitung der Hochfrequenzleitersysteme durch je eine gasgefüllte Entladungsröhre (13) überbrückt sind, deren Gitterpotential durch die Wirkung eines Nockenkontaktes (18j steuerbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenspannung (16) der gasgefüllten Entladungsröhre (13) über einen Nockenkontakt (15) periodisch zu- und abschaltbar ist.

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4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Knotenstellen der Spannung und des Stromes der Hochfrequenzleitersysteme Schaltorgane oder Schaltkreise angeschlossen sind, die im Falle einer Verschiebung der stehenden Welle beim Übergang vom kurzgeschlossenen zum offenen bzw. vom offenen zum kurzgeschlossenen Leitungsabschluß wirksam werden.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß längs des Hochfrequenzleitersystems (10) in Abständen von einer Viertelwellenlänge hochfrequenzbetätigte, gasgefüllte Entladungsschaltröhren (T) angeschlossen sind.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenwiderstand der Hoch frequenzleitersysteme (10) klein ist gegenüber der Impedanz der durch Hochfrequenz betätigten Entladungsschaltröhren (T).

7. Anordnung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der Entladungsröhren (T) mit dem Hochfrequenzleiter system (10) über Halbwellenanpassungsglieder durchgeführt sind.

8. Anordnung nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltorgan eine Gasentladungsröhre (T) mit einer Außenelektrode (d) für die Zuführung der steuernden Hochfrequenz und mit zwei Innenelektroden (a, b) für den gesteuerten Gleichstrom verwendet ist.

9. Anordnung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenelektroden (α, b) der Gasentladungsröhre (T) über Kondensatoren (C, C) mit dem Hochfrequenzleitersystem (10) gekoppelt sind. . *\

10. Anordnung nach .,den Ansprüchen 8 und 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Innenelektroden (a, b) der Gasentladungsröhre (T) über die Hochfrequenz sperrende Selbstinduktivitäten (L, L') mit dem Schaltkreis (20, 28) verbunden sind. 4<j

11. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 10. dadurch gekennzeichnet, daß aus mehreren Hochfrequenzleitersystemen (I bis IV) mit je einer Vorrichtung (13, 33) zur Verschiebung der stehenden Welle um eine Viertelwellenlänge für die Umschal tung des Schaltungszustandes der in den Knotenstellen jedes Leitungssystems (10) angeschlossenen Übertragungsglieder (30, C, C', T), insbesondere Entladungsrohren (T) eine Kombinationsschaltunii oder eine Speichermatrix; oder eine Stellenverschiebungsvorrichtung für Rechenmaschinenschaltungen gebildet ist.

12. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß in den Knotenstellen der Hochfrequenzleitung (31), auf der sich die stehenden Wellen ausbreiten, Induktionsspulen (30) angeordnet sind, die im Falle eines Spannungsknotens Hochfrequenzenergie aufnehmen und auf einem Hochfrequenztransformator

(38) übertragen, dessen Sekundärseite eine Gleichrichterschaltung enthält, die wiederum einen der Eingänge einer Kombinationsschaltung oder Koinzidenzschaltung, insbesondere »UND«-Schaltung (43 bis 48), speist.

13. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzenergie der Elektroden (53, 54, 55) einer gasgefüllten Röhre (50) zugeführt wird, deren Entladungsraum eine Länge aufweist, die gr,pB ist gegenül>er der Wellen länge der speisenden Hochfrequenzenergie, derart.

daß sich innerhalb der Röhre (50) in gegenseitigen Abständen von einer Viertelwellenlänge Spannungsknoten und Spannungsbäuche einer stehenden Hochfrequenzwelle und an den Stellen der Spannungsbäuche leuchtende Entladungsschichten ausbilden, die dort vorgesehene lichtempfindliche Schichten ausleuchten, daß diese lichtempfindlichen Schichten aus einem Material bestehen, das bei Ausleuchtung seinen Widerstand verringert, und daß mit Hilfe dieser lichtempfindlichen Schichten elektrische Schaltkreise durchgeschaltet werden.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß axial durch die Röhre (50) ein mit einem metallischen Überzug (51a) versehener nichtleitender Stab (51), insbesondere aus Glas, oder ein Stab aus leitendem Material vorgesehen ist, um den sich die leuchtenden Entladungsschichten konzentrisch in gegenseitigen Abständen einer halben Wellenlänge aufbauen.

15. Anordnung nach den Ansprüchen 13 und 14. dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Röhre (50) und konzentrisch zur Röhrenachse in gegenseitigen Abständen einer Viertelwellenlänge der speisenden Hochfrequenzenergie ringförmige lichtempfindliche Elektroden (52) angeordnet sind.

16. Anordnung nach den Ansprüchen 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindlichen Schichten (52) aus Bleisulfid bestehen.

17. Anordnung nach den Ansprüchen 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (53. 55) der Entladungsröhre (50) für die Zuführung der Hochfrequenzenergie an die äußeren Knotenstellen der sich in der Röhre ausbildenden stehenden Welle ausgebildet sind.

18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine einer der beiden Innenelektroden (53,55) in einem Abstand einer Viertelwellenlänge der speisenden Hochfrequenz benachbarte weitere Elektrode (54) ebenfalls als Zuführungselektrode ausgebildet ist, die mit ihrer benachbarten Zuführungselektrode periodisch oder nach einem bestimmten Programm auf die speisende Hochfrequenzzuführungsleitung wechselweise schaltbar ist, so daß nach Maßgabe dieser Elektrodenumschaltung eine Verschiebung der stehenden Welle in der Röhre (50) um den Betrag einer Viertelwellenlänge erzielt wird.

19. Anordnung nach den Ansprüchen 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllgas der Röhre (50) aus einem Gasgemisch besteht, dessen Ionisierungsfarbe der spektralen Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Schichten in der Röhre angepaßt ist.

20. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllgas der Röhre (50) aus einer Mischung von Neon und Natriumdampf in einem solchen Mischungsverhältnis besteht, daß die Farbe der leuchtenden Entladung in diesem Gasgemisch der spektralen Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Schichten angepaßt ist.

21. Anordnung nach den Ansprüchen 13 bis 20. dadurch gekennzeichnet, daß in mehreren gasgefüllten Entladungsröhren (50) mit je einem im Vergleich zur Wellenlänge der speisenden Hoch frequenz großen Entladungsraum stehende Wellen erzeugt werden, deren Lage innerhalb jeder Röhre um den Betrag ein-er Viertelwellenlänge verschiebbar ist und daß diese Röhren über ihre lichtempfindlichen Elektroden (52) in einer Kombinationsschaltung oder einer Speicherschaltung oder

einer Speichermatrix bzw. einer Koinzidenzschaltung untereinander verbunden sind.

22. Die Verwendung der Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 21 für die Stellenverschiebung in elektrischen Rechenmaschinen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 624 757; schweizerische Patentschrift Nr. 262 004; USA-Patentschrift Nr. 2 592 551.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen