DE1047490B - Elektronische Zaehlanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft elektronische Recheneinrichtungen und bezieht sich insbesondere auf elektronische Zählanlagen zum Rechnen mit Geld-, Maß-, Zeit- oder Gewichtssystemen, bei denen die einander über- oder untergeordneten Einheiten verschiedene Basis haben.

Es sind Rechengeräte bekannt, bei denen durch Drucktasten oder andere Eingabemittel Zahlenwerte stellenweise eingegeben und unter Benützung eines Speichers unmittelbar verrechnet werden, worauf das Ergebnis direkt gedruckt oder anderweitig sichtbar gemacht wird. Derartige Geräte arbeiten gewöhnlich nach dem dekadischen System oder nach dem Binärsystem.

Es ist auch bekannt, mit einer beliebigen anderen Basis Berechnungen durchzuführen, z. B. um die Ergebnisse zu überprüfen oder um Zählungen in einem System mit einer nicht dekadischen Basis durchzuführen.

Es ist ferner bekannt, den Zähler der Zählanlage aus bistabilen Elementen aufzubauen, die in Zählketten miteinander verbunden sind. Auch die Verwendung von mehrstufigen Zählröhren in den Zählern ist bekannt.

Bei der Verwendung derartiger Zählanlagen tritt häufig die Aufgabe auf, Zählungen oder Rechnungen in nicht dekadischen Maßsystemen durchzuführen, z. B. in dem britischen Geldsystem, dessen Basis einerseits nach dem Zwölfersystem andererseits nach dem der Basis 20 arbeitet. Ähnliche Verhältnisse treten bei der Verrechnung von Zeiten dadurch auf, daß die Stunde 60 Minuteneinheiten aufweist, während der Tag 24 Stunden enthält.

Um mit derartigen Zahlensystemen arbeiten zu können, wird gemäß der Erfindung der Zählzyklus eines die Ergebnisse bewirkenden Serienaddierwerkes durch während des Rechenvorgangs stellenweise nacheinander wirksam werdende Befehle, z. B. eines Programmwerkes, einstellbar gemacht. Dadurch können Zählwertüberträge bei verschiedenen Zählwerten je nach der Basis der betreffenden Stelle stattfinden.

Es ist ferner zweckmäßig, die Anlage von einem System auf ein anderes umstellbar zu machen. Der Zählwertübertrag kann dabei bei verschiedenen Zählgrößen in Abhängigkeit von Befehlen erfolgen, z. B. durch Mittel, welche durch das Zusammenwirken mit einem löschbaren Speicher mit einem Serienaddierwerk dargestellt werden. Hierbei kann ein Verteiler Anwendung finden, welcher bei jedem Zählen feststellt, welche Zählwertüberträge erforderlich sind und der die entsprechende Zählreihe der Zahl festlegt.

Die Anlage kann mehrere vierteilige Zählröhren enthalten, die durch einzelne Röhrenstufen ergänzt werden, um die gewünschte Zählbasis zu erhalten. So Elektronische Zählanlage

Anmelder:

Dr. Gerhard Dirks,

Frankfurt/M., Mörfeider Landstr. 44

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 21. Oktober und 11. November 1955

Dr. Gerhard Dirks, Frankfurt/M.,
ist als Erfinder genannt worden

können z. B. für eine Zählreihe mit der Basis 27 zwei zehnstufige Zählröhren und sieben einzelne Röhrenstufen verwendet werden. Dabei kann die Zählung an den mehrstelligen Röhren beginnen und zu den einzelnen Röhrenstufen fortschreiten, oder umgekehrt.

Die Einstellung der Basis auf einen bestimmten Zählwert kann auch derart erfolgen, daß zwei mehrstufige Zählröhren vorgesehen sind, bei denen der Übertrag eines Zwischenzählwertes, z. B. des dekadischen Zehnerübertrages, stattfindet. Benutzt man z. B. beim Zählen mit der Basis 91 zwei zehnstufige Zählröhren, so kann der Zählvorgang beendet werden, wenn in der einen Röhre der Zählwert 9 und in der anderen Röhre der Zählwert 1 erreicht ist, worauf die Röhren automatisch auf 0 oder 1 zurückkehren, wenn der nächste Impuls gegeben wird.

Bei der Zählung ist es möglich, von Null aus nach oben zu zählen oder auch von einer voreingestellten Anfangsgröße auf Null zurück- oder auf einen bestimmten Endwert zurückzuzählen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.

Fig. 1 zeigt eine Zählstufe mit veränderter Zählkapazität;

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Zählstufe mit manueller Einstellung des Zählzyklus;

Fig. 3 zeigt eine ähnliche Zählstufe mit elektrischer Einstellung;

Fig. 4 zeigt die Schaltung einer dekadischen Zählröhre im einzelnen und

Fig. 5 eine andere Schaltung mit dekadischen Zählrohren.

Die elektronische Rechenanlage, die zum Rechnen mit verschiedenen Geld- oder Maßsystemen geeignet

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ist, wird am Beispiel einer Zählschaltung erläutert, deren Zählzyklus auf 91 Impulse eingestellt ist. Die Zählstufe kann in beliebiger Weise auf das gewünschte Maßsystem durch Änderung der Zählkapazität eingestellt werden, bei der insbesondere der Zählzyklus während des Rechenvorgangs durch die stellenweise nacheinander wirksam werdenden Befehle einstellbar ist. Das Programmwerk, welches die Befehle gibt, ist nicht im einzelnen dargestellt und kann in an sich bekannter Weise, z. B. durch die magnetisierbare Spur einer Trommel, dargestellt werden. Das Programmwerk kann auch aus einer Steuerschalttafel bestehen.

Fig. 1 zeigt eine Zählstufe mit veränderlicher Zählkapazität. Diese Zählstufe enthält die beiden dekadischen Zählröhren 90 und 91 sowie die beiden gesteuerten Verstärker 92 und 93 und das Flip-Flop 94. Die Wirkungsweise dieser Zählstufe ist folgende:

Zunächst ist der Verstärker 92 durch Flip-Flop 94 unwirksam, während der Verstärker 93 eingeschaltet ist. Die an der Eingangsleitung 95 ankommenden Impulse zählen demnach die dekadische Zählröhre nacheinander jeweils um eine Stelle weiter. Nach zehn Impulsen tritt an der Ausgangsleitung 96° ein positiver Ausgangsimpuls auf, welcher über den Verstärker 92 der Eingangsleitung 97 der dekadischen Zählröhre 91 zugeführt wird. Dieser Impuls schaltet die Zählröhre 91 um eine Stelle weiter. Nachdem die Zählröhre 90 so oft weitergeschaltet wurde, daß die Zählröhre 91 durch den an Ausgangsleitung 96° entstehenden Ausgangsimpuls bis zu der Stelle durchgezählt wurde, auf welcher der Schalter 98 eingestellt ist, gelangt über eine der Leitungen 99° bis 99¹ ein positiver Impuls über den Schalter 98 zur Eingangsleitung 94¹ des Flip-Flops 94. Dieser Flip-Flop wird dadurch in seinen anderen Zustand geschaltet. Hierdurch wird der Verstärker 92 wirksam und der Verstärker 93 unwirksam. Wenn nun die Zählstufe 90 durch die folgenden an der Eingangsleitung 95 eingespeisten Impulse bis zu der Stelle weitergeschaltet wird, auf welche der Schalter 100 eingestellt ist, dann gelangt der an den Ausgangsleitungen 96° bis 96⁹ auftretende Ausgangsimpuls über den Schalter 100 zur Eingangsleitung 93* des Verstärkers 93.

Nachdem der Impuls im Verstärker 93 verstärkt wurde, gelangt er über die Ausgangsleitung 93² als negativer Impuls zur Ausgangsleitung 96° der Zählstufe 90 und stellt diese damit auf den Zählwert 0 zurück. Gleichzeitig gelangt ein negativer Impuls über die Ausgangsleitung 93³ zur Leitung 99° der Zählstufe 91, wodurch auch diese auf Null zurückgestellt wird. Über die Ausgangsleitung 93⁴ gelangt ein positiver Impuls zur Eingangsleitung 94² des Flip-Flops 94, wodurch dieses in seine frühere Schaltposition zurückgeschaltet wird. Dadurch wird der Verstärker 93 wirksam und Verstärker 92 unwirksam. An der Ausgangsleitung 93^s tritt ein negativer Ausgangsimpuls auf, welcher zur Steuerung weiterer Schaltfunktionen ausgenutzt werden kann.

In dem gezeigten Beispiel ist die Zählstufe auf eine Zählkapazität von 91 Impulsen eingestellt, d. h., an Eingangsleitung 95 müssen 91 Impulse eingespeist werden, bis an Ausgangsleitung 93⁵ ein Ausgangsimpuls auftritt.

Durch die ersten dieser 91 Impulse wird die Zählröhre 90 neunmal gefüllt, und es entstehen an Ausgangsleitung 96° neun Ausgangsimpulse, welche die Zählröhre 91 um neun Stellen weiterschalten. Der neunte Impuls schaltet die Glimmentladung in der Röhre 91 zur Ausgangsleitttng 99⁹ weiter, wodurch an dieser Leitung ein positiver Ausgangsinipuls auftritt.

Dieser Impuls gelangt über Schalter 98 zum Flip-Flop 94 und löst den zuvor beschriebenen Umschaltvorgang aus. Der nun folgende 91. Eingangsimpuls an Eingangsleitung 95 schaltet die Zählröhre 90 von Zählstellung 0 nach der Zählstellung 1, und der dabei an der Ausgangsleitung 96* auftretende Ausgangsimpuls gelangt über den Schalter 100 zum Verstärker 93, wodurch die bereits beschriebenen Schaltfunktionen ausgeführt werden und die Zählstufe für den Beginn eines neuen Zählzyklus vorbereitet wird.

Die Schalter 98 und 100 können auch durch elektronisch gesteuerte Schalteinrichtungen ersetzt werden. So kann z. B. je eine Zählröhre für die Schalter 98 und 100 vorgesehen werden, so daß eine der Röhren eine der Leitungen 96° bis 96⁹ ausgewählt und somit die Einer der Zählkapazität bestimmt und eine zweite eine der Leitungen 99° bis 99⁹ auswählt und somit die Zehner der Zählkapazität bestimmt.

Die Einstellung der steuernden Zählröhren kann so vorgenommen werden, daß sie durch eine bestimmte Anzahl von Impulsen auf einen bestimmten Zählwert eingestellt werden oder daß einer bestimmten Kathode ein Impuls zugeführt wird und die Röhre somit auf den Zählwert dieser Kathode eingestellt wird.

Fig. 2 zeigt eine Variation der Fig. 1 gezeigten Zählstufe mit veränderlicher Zählkapazität. Die Zählstufe, welche in Fig. 2 gezeigt ist, enthält analog der in Fig. 1 gezeigten die beiden Zählröhren 90 a und 91a. Die Zählröhre 90 α wird zur Bestimmung der Einer und die Zählröhre 91 α zur Bestimmung der Zehner benutzt.

Die Wirkungsweise der Zählstufe ist folgende: Über die Eingangsleitung 95 α werden der ersten Zählröhre 90α negative Impulse zugeführt, welche die Glimmstrecke dieser Röhre jeweils um einen Schritt weiterschalten. Nachdem die Glimmstrecke an der Kathode angelangt ist, welche mit der Ausgangsleitung 96 α¹⁰ verbunden ist, tritt an dieser Leitung ein positiver Impuls auf, welcher über den Verstärker 92 a¹ der Eingangsleitung 97 a der Zählröhre 91a zugeführt wird. Durch diesen Impuls wird auch in der Zählröhre 91a die Glimmstrecke von Kathode zu Kathode weitergeschaltet. Nachdem in dieser Zählröhre 91 α die Glimmentladung die Kathode erreicht hat, welche mit der Ausgangsleitung 99⁹ verbunden ist, tritt an dieser Ausgangsleitung ein positiver Impuls auf, welcher an der Ausgangsleitung 99 b für weitere Steuerzwecke abgenommen werden kann. Gleichzeitig gelangt dieser positive Impuls über die beiden Verstärker 92 α² und 92 a^s zn den beiden Schalterarmen 100 α und 98 a, welche wahlweise auf eine der Ausgangsleitungen 96 a¹ bis 96 α¹⁰ und 99 a° bis 99 α⁹ eingestellt werden können. Über diese Schaltarme 98 α bzw- 100 a werden die durch die Verstärker 92 a² und 92 a³ verstärkten Impulse, welche als positive Impulse an der Ausgangsleitung 99 α⁹ auftraten, als negative Impulse der entsprechenden Kathode der Zählröhren 90 α bzw. 91a zugeführt. Durch diese negativen Impulse wird die Glimmentladung, weiche zwischen Anode und einer der Kathoden der Zählröhre 90a und 91a besteht, zu der Kathode hingeschaltet, mit der die Ausgangsleitung verbunden ist, welche durch die Stellung der beiden Schaltarme 98 α und 100 a ausgewählt wurde.

Dadurch wird die Ausgangsposition des Zählvorganges bestimmt, d. h. Impulse, welche über die Eingangsleitung 9-5 α der Zählröhre 9Oa zugeführt werden, zählen diese in der gezeigten Stellung der Schaltarme98a und lOOa von der Kathode, welche mit der Ausgangsleitufig96a² verbunden ist, zur Kathode der Ausgangsleitung 96a¹ und von dort zu der Kathode

Claims (7)

1. g β

   der Ausgangsleitung 96 α¹⁰. Nach diesen zwei Impulsen an der Eingangsleitung 95 negative Impulse zugetritt an der Ausgangsleitung 96 a¹⁰ ein positiver Impuls führt, welche über den Kondensator 133 zu den Hilfsauf, welcher durch den Verstärker 92 α¹ über die Ein- elektroden 134 und 134 a gelangen. Dadurch wird eine gangsleitung 97ö als negativer Impuls der Zählröhre Glimmstrecke zwischen der Anode 135 und einer der 91a zugeführt wird. Diese Zählröhre wird dadurch 5 Kathoden 136° bis 136⁹ in bekannter Weise jeweils von der der Ausgangsleitung 99 α¹ entsprechenden um einen Schritt weitergeschaltet. Beim Auftreffen Kathode zur Kathode der Ausgangsleitung 99 a° wei- der Glimmentladung auf eine der Kathoden 136° bis hergezählt. Nach weiteren zehn Impulsen, die über die 136⁹ fließt ein Strom durch den entsprechenden der Eingangsleitung 95 α der Zählstufe 90 a zugeführt Widerstände 137° bis 137⁹, wodurch an den Leitungen wurden, entsteht an der Ausgangsleitung 96a¹⁰ ein io 138° bis 139° ein positiver Impuls entsteht. Dieser zweiter positiver Impuls, welcher die Glimmentladung Impuls wird durch den entsprechenden der Kondenin der Röhre 91 α von der Kathode der Ausgangs- satoren 139° bis 139⁹ den Ausgangsleitungen 96° bis leitung 99 a° zur Kathode der Ausgangsleitung 99 α⁹ §6⁹ zugeführt.

   weiterschaltet. Damit tritt der zuvor erwähnte posi- Fig. 5 zeigt eine elektronische Schalteinrichtung,

   tive Ausgangsimpuls auf, welcher über die Verstärker 15 welche an Stelle der Schalter 98 bzw. in Fig. 1 ange-

   92 a² und 92 c³ eine Einstellung der beiden Zählröhren wandt werden kann. Die Einrichtung enthält die zehn-

   90 a und 91a von neuem vornimmt, so daß sich der stufige Glimmentladungsröhre 140. Die Kathoden 141°

   geschilderte Vorgang wiederholt. Die Indizes der bis 149⁹ sind über die Kondensatoren 143° bis 143⁹

   Ausgangsleitungen 96 a¹ bis 96 a¹⁰ und 99a° bis 99 a⁹ mit den Ausgangsleitungen 96° bis 96⁹ der dekadischen

   entsprechen den Zählwerten, welche durch ent- 20 Zählröhre 90 verbunden. Außerdem sind die Kathoden

   sprechende Einstellung der Schaltarme 98 a und 100 a 141° bis 141⁹ über die Widerstände 144° bis 144⁹ mit

   festgelegt werden und somit die Zählkapazität der Erde verbunden. Die Anode 145 der Glimmentladungs-

   Zählstufe bestimmen. röhre 140 ist über einen Anodenwiderstand 146 mit

   Fig. 3 zeigt die in Fig. 2 dargestellte Zählstufe in dem Pluspol 147 verbunden. Die Steuerung des elek-

   einer anderen Ausführung, d. h., die Schalter mit 25 ironischen Schalters geschieht in der Weise, daß durch

   ihren Kontaktarmen 98 α und 100 a sind durch die Schließen eines der Kontakte 148° bis 148⁹ ein nega-

   beiden Zählröhren 154 und 155 ersetzt. Der Zählvor- tiver Impuls vom Minuspol 150 über den geschlossenen

   gang spielt sich in der zuvor im Zusammenhang mit Schalter 148° bis 148⁹ und den entsprechenden Kon-

   der in Fig. 2 beschriebenen Weise ab, jedoch werden densator 149° bis 149⁹ zu der entsprechenden der

   die an der Ausgangsleitung 99 α⁹ auftretenden posi- 30 Kathoden 141° bis 141⁹ geleitet wird. Wird die deka-

   tiven Impulse über die Verstärker 92a² und 92 a³ nun- dische Zählröhre90 über Eingangsleitung95 mit nega-

   mehr den beiden Zählröhren 154 und 155 zugeführt. tiven Impulsen gespeist, dann wird diese Röhre von

   Die Einstellung der Zählröhren 154 und 155 auf einen Stufe zu Stufe durchgezählt. Dabei entstehen an den

   bestimmten Zählwert geschieht dadurch, daß von der Ausgangsleitungen 96° bis 96⁹ positive Ausgangs-

   Eingangsleitung über einen Schalter 157 in der je- 35 impulse. Durch die Schalter 98, 100 in Fig. 1 erfolgt

   weiligen Schaltstellung α bzw. b den Eingangsleitun- eine Auswahl unter den Leitungen 96α¹ bis 96⁹ bzw.

   gen 158 und 159 negative Impulse zugeführt werden. 990 bis 99⁹, d. h., durch die Schalter wird der Impuls,

   Durch diese negativen Impulse werden die Zähl- welcher an einer bestimmten Leitung auftritt, für weistufen 154 bzw. 155 um so viel Stellen weitergezählt, tere Steuerzwecke ausgewählt. Bei der vorliegenden wie dem Zählwert der einzustellenden Zählkapazität 40 Schaltung geschieht die Auswahl in der Weise, daß entspricht. Die Wirkung dieser Zählröhren 154 und einer der positiven Impulse an den Ausgangsleitungen 155 als Auswahlschalter beruht darauf, daß die 96» bis 96⁹ über den entsprechenden der Konden-Glimmentladung zwischen der Anode und einer der satoren 143° bis 143⁹ zu der entsprechenden Kathode Kathoden der entsprechenden Zählröhre jeweils nur 1410 bis 141⁹ geführt wird, an welcher eine Glimmzwischen einer bestimmten Kathode und der Anode 45 entladung zwischen Kathode und Anode 145 besteht, besteht. Die Auswahl zwischen welcher der Kathoden Durch diesen positiven Impuls, welcher der ent- und der Anode die Glimmentladung besteht, geschieht sprechenden Kathode zugeführt wird, entsteht an durch Zuführung einer bestimmten Anzahl von nega- Anodenwiderstand 146 ebenfalls ein positiver Impuls, tiven Impulsen über die Eingangsleitungen 158 bzw. da die Spannung an der Kathode durch den Impuls 159. Die negativen Impulse, welche über die beiden 50 angehoben wird, die Brennspannung der Glimmstrecke Verstärker 920² und 92a³ den beiden Zählröhren 154 jedoch konstant ist. Dieser positive Impuls, der am und 155 zugeführt werden, gelangen an die Anode der Anodenwiderstand 146 entsteht, wird über den Konentsprechenden Zählröhre. Durch die Spannungsstabi- densator 151 dem Verstärker 152 zugeführt und kann lität der Glimmentladung wird durch einen negativen _Von dort an der Ausgangsleitung 153 für weitere Impuls an der Anode auch das positive Potential, 55 Steuerzwecke abgenommen werden,
   welches bei einer bestehenden Glimmentladung an

   dem entsprechenden Kathodenwiderstand auftritt, ent- Patentansprüche:
   sprechend dem negativen Impuls an der Anode kurzzeitig vermindert, d. h., das Potential an der Kathode l. Elektronische Zählanlage zum Rechnen mit folgt der Potentialänderung an der Anode. Somit 60 Geld-, Maß-, Zeit- oder Gewichtssystemen, bei findet eine Übertragung des der Anode zugeführten denen die einander über- oder untergeordneten negativen Impulses zu einer bestimmten vorher aus- Einheiten verschiedene Basis haben, dadurch gegewählten Kathode statt. Von dieser Kathode gelangt kennzeichnet, daß der Zählzyklus eines die Ergebdieser negative Impuls über die entsprechende der nisse bewirkenden Serienaddierwerkes durch wäh-Leitungen 96 a¹ bis 96 a¹⁰ und 99 a° bis 99 a⁹ zu den 65 rend d,es Rechenvorgangs stellenweise nadieinbeiden Zählröhren 90 a bzw. 91a, und der Vorgang ander wirksam werdende Befehle, z.B. eines Prodes Zählens spielt sich entsprechend der in Fig. 2 be- grammwerkes, einstellbar ist.
   schriebenen Weise ab.
2. 2. Zählanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn-Fig. 4 zeigt eine der dekadischen Zählröhren mit zeichnet, daß das Serienaddierwerk durch einen ihrer Schaltung 90 bzw. 91. Der Zählröhre 90 werden 70 löschbaren Speicher einstellbar ist.
3. 3. Zählanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Serienaddierwerk durch einen Verteiler einstellbar ist, welcher bei jedem Zählen feststellt, welche Zählwertüberträge erforderlich sind, und der den entsprechenden Zählzyklus festlegt.
4. 4. Elektronische Zählanlage nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählvorrichtung zwei mehrstellige Zählröhren enthält und die Zählkapazität mindestens einer der Zählröhren durch selektiv wirkende Steuereinrichtungen einstellbar ist.
5. 5. Elektronische Zählanlage nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie außer mindestens einer mehrstelligen Zählröhre noch mindestens eine einstellige Zählröhre aufweist und daß die Gesamtkapazität der Anlage durch die Gesamtkapazität der verschiedenen Röhren bedingt

   ist und die Anzahl der wirksamen Stellen einer mehrstelligen Zählröhre und die Anzahl der wirksamen Stellen der einstelligen Röhre durch selektiv wirksame Steuervorrichtungen veränderlich ist.
6. 6. Zählanlage nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählzyklus durch einen mehrpoligen Schrittschalter von Hand einstellbar ist.
7. 7. Zählanlage nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählzyklus des Zähl- und Addierwerkes mit Hilfe von Zählröhren einstellbar ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Physical Review, Februar 1940, S. 243, 244;
   deutsche Patentschrift Nr. 441 641;
   britische Patentschrift Nr. 698 466.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 809 700/299 12.58