DE1073224B - Anordnung zur Um schlusselung verschlüsselter Angaben, insbesondere zur Umwandlung binarer Angaben m entsprechende Dezimalwerte - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die bekannten Anordnungen zur Übertragung von Angaben, die einem binären Schlüssel dargestellt sind, in nach einem dezimalen Zahlensystem verschlüsselte Werte, oder umgekehrt, erfordern eine ausgedehnte Matrix aus vielen Kristalldioden, Elektronenröhren, Relais oder anderen elektrischen bzw. elektromechanischen Vorrichtungen.

Bei der optischen Abtastung von Kennzeichenträgern, beispielsweise Lochkarten, müssen die durch die Abtastung gewonnenen optischen Impulse durch optisch-elektrische Wandler, beispielsweise durch Photozellen, in elektrische Impulse umgewandelt und diese dann den obenerwähnten Anordnungen zur Umschlüsselung zugeleitet werden, was nicht nur einen unverhältnismäßig hohen technischen Aufwand erforderlich macht, sondern auch die Arbeitsgeschwindigkeit stark herabsetzt. Darüber hinaus waren, insbesondere bei der Verwendung von aus Dioden bestehenden Umschlüßlern, besondere Maßnahmen zur Vermeidung unerwünschter Rückwirkungen erforderlich. Die gleichen Nachteile traten bei der Umwandlung von binären Informationen in dezimale Informationen oder umgekehrt bei Rechenanordnungen auf, bei denen die Informationen in optischer Darstellung erscheinen.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung eine Anordnung zur Umschlüsselung verschlüsselter Angaben, insbesondere zur Umwandlung binärer Angaben in entsprechende Dezimalwerte vorgeschlagen, die aus einer aus lichtelektrischen Schaltungseinheiten, insbesondere aus Fotozellen aufgebauten Matrix, besteht. Der Vorteil dieser Anordnung besteht einerseits in der rückwirkungsfreien Arbeitsweise und andererseits in einer sehr wesentlichen Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit, insbesondere bei der Verarbeitung von in optischer Form vorliegenden Informationen.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens bestehen die lichtelektrischen Schaltungseinheiten aus zweiteiligen Fotozellen, die je zwei lichtelektrisch leitende, wahlweise bzw. gemeinsam belichtbare Strompfade aufweisen.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen in Verbindung mit der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Die Erfindung sei nachstehend an Hand der Zeichnungen für eine beispielsweise Ausführungsform näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Darstellung einer einzigen lichtelektrischen Einheit,

Fig. 2 eine Darstellung einer Matrix von lichtelektrischen Einheiten, die in Fächern innerhalb eines lichtdichten Behälters zusammen mit Lichtquellen Anordnung zur Umschlüsselung

verschlüsselter Angaben, insbesondere

zur Umwandlung binärer Angaben

in entsprechende Dezimalwerte

Anmelder:

IBM Deutschland

Internationale Büro-Maschinen

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

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 21. Juni 1954

Wesley Anderson Holman, Los Gatos, Calif.,
und Reynold Benjamin Johnson, Palo Alto, Calif. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

zur wahlweisen Erregung der Einheiten angeordnet sind,

Fig. 3 ein Schaltschema für die in Fig. 1 gezeigte Anordnung einschließlich der elektrischen Stromkreisverbindungen.

Gemäß Fig. 1 ist auf einer Porzellanplatte 29 eine lichtelektrische Einheit 35 angebracht. Diese Einheit 35 ist durch Überziehen eines Teiles der Porzellanplatte 29 mit einer rechteckigen Schicht aus licht- elektrischem Material, z. B. aus Selen oder Bleisulfid, entstanden. An einem Ende der Rechteckschicht befindet sich eine Elektrode 32 und am entgegengesetzten Ende die Elektrode 34. Eine dritte Elektrode 33 ist so auf der Rechteckschicht befestigt,' daß sie das lichtelektrische Material zwischen den Elektroden 32 und 34 teilt, um so zwei selbständige Fotozellen 30 und 31 zu bilden, denen die Elektrode 33 gemeinsam ist. Die Elektroden 32,33 und 34 können aus einem beliebigen, elektrisch gut leitenden Material, z. B. aus Silber

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oder Kupfer, bestehen. Die lichtelektrische Einheit 35 läßt sich vorteilhaft wie ein einpoliger Wechselschalter verwenden, indem eine in Fig. 1 nicht besonders gezeigte Lichtquelle wahlweise entweder die Zellenhälfte 30 oder 31 ausleuchtet. Daher ist der Widerstand zwischen den Elektroden 32 und 33 im Vergleich zum Normalwiderstand verhältnismäßig gering, wenn die Zelle 30 ausgeleuchtet wird. Fällt das Licht nur auf die Zelle 30, so kann ein beträchtlicher Strom zwischen den Klemmen 32 und 33 fließen, der nicht zwischen den Klemmen 33 und 34 fließen würde, wenn die Zelle 31 nicht in gleicher Weise ausgeleuchtet würde.

In Fig. 2 ist eine Bildschirmfläche 45 vorgesehen, auf der zehn zweizeilige lichtelektrische Einheiten 35 eingebaut sind. Eine solche Einheit 63 befindet sich auf dem oberen Teil der Bildschirmfläche 45, und zwei Einheiten 66 und 67 liegen in einer parallelen Bank unter der Einheit 63. Vier Einheiten 68, 69, 70 und 71 sind in einer ähnlichen parallelen Bank unter den Einheiten 66 und 67 angeordnet, und drei Einheiten 72, 73 und 74 liegen in einer weiteren parallelen Bank im untersten Bereich der Bildschirmfläche 45 unter den Einheiten 68, 69, 70 und 71. Ein lichtdichter Behälter 47 umschließt die Bildschirmfläche 45. Der Behälter 47 enthält darin angeordnete parallele Trennwände 48, die die Bildschirmfläche 45 in acht lichtdichte Kanäle unterteilen, welche jede Bank von Einheiten und außerdem die beiden Zellen jeder Einheit trennen. Für die Zellen in jedem Teil ist eine Lichtquelle vorgesehen, und zwar derart, daß eine Lichtquelle 41 α mit einer Zelle 63 α und eine Lichtquelle 41 b mit einer Zelle 63 b zusammenwirkt. In entsprechender Weise ist eine Lichtquelle 42 α den Zellen 66 a und 67 a zugeordnet, während die Lichtquelle 42 & zu den Zellen 66 b und 67 b gehört. Ebenso werden die Zellen 68 α, 69 a, 70 a und 71a durch die Lichtquelle 43 α und die Zellen 68 b, 69 b, 70 b und 71 b durch die Lichtquelle 43 & ausgeleuchtet. Die Lichtquelle 44 a wirkt mit den Zellen 72 a, 73 a und 74 a zusammen, und die Lichtquelle 44 & steht den Zellen 72 b, 73 & und 74 & zur Verfügung.

Das Anschlußgerät 46 (Fig. 2), dessen Schaltung später an Hand der Fig. 3 noch beschrieben wird, ist für die Fotozellen zur Steuerung der zehn Neonröhren 124 vorgesehen. Jede Neonröhre 124 befindet sich in einem Behälter 49 hinter einem Glastableau 50, auf dem die Zahlen von »1« bis »9« und »0« eingeätzt sind, so daß jede gezündete Neonröhre 124 das Aufleuchten einer Zahl auf dem Tableau 50¹ bewirkt.

Das Tastenregister 40, das ebenfalls unten genauer beschrieben wird, hat vier Schalter 51, 52, 53 und 54 zur Einführung von Angaben, die binäre Leitungen für die Zweierpotenzen 1, 2, 4 und 8 darstellen. Das Vorhandensein oder Fehlen binärer Einheiten ist durch den Schaltungszustand der Schalter gegeben, so daß der Eingang der binären Einheit »1« durch Schließen des Schalters 51, einer »2« durch Schließen des Schalters 52, einer »4« durch Schalter 53 und einer »8« durch Schließen des Schalters 54 dargestellt wird.

Gemäß Fig. 3 hat das Tastenregister 40 nach Fig. 2 vier Relais 56, 57, 58 und 59, eine Energiequelle 60 und die vier Schalter 51, 52, 53 und 54 für die Relais, eine Energiequelle 62 und einen Schalter 55 für die Lichtquellen 41 α bis 44 b. Der Schalter 51 ist so angeordnet, daß er die Lichtquellen 41 α und 41 b über das Relais 56 steuert. Normalerweise leuchtet die Lichtquelle 41a. Ist der Schalter 51 jedoch geschlossen, dann spricht das Relais 56 an, wodurch die Lichtquelle 41 α gelöscht und die Lichtquelle 41 b zum Aufleuchten gebracht wird. Die Lichtquellen 42 a und

42 & sind in gleicher Weise durch einen Schalter 52 über ein Relais 57 steuerbar, wobei normalerweise die Lichtquelle 42 a leuchtet. Ist der Schalter 52 geschlossen, dann leuchtet die Lichtquelle 42 b, und die Lichtquelle 42 α ist gelöscht. Die Lichtquellen 43 a und

43 b werden durch den Schalter 53 und das Relais 58 gesteuert. Die Lichtquellen 44 a und 44 & sind durch das Relais 59 und durch den Schalter 54 steuerbar,

ίο wobei normalerweise die Lichtquellen 43 a und 44a leuchten. Wird der Schalter 53 geschlossen, so wird die Lichtquelle 43 a gelöscht und die Lichtquelle 43 & zum Aufleuchten gebracht. Die Lichtquelle 44 a wird gelöscht und die Lichtquelle 44 & zum Leuchten ge-

bracht, wenn der Schalter 54 geschlossen ist.

Die Stromkreise für die zehn lichtempfindlichen Einheiten auf der Bildschirmfläche 45 haben eine Energiequelle 65, die an eine gemeinsame Klemme 78 der Einheit 63 angeschlossen ist, und zwar ist eine Zelle 63 α der Einheit 63 mit der gemeinsamen Klemme 79 der Einheit 66 verbunden. Die Zellen 66 a, 66 b, 67 a und 67 δ sind mit den gemeinsamen Klemmen der Einheiten 68, 69, 70 bzw. 71 und die Zellen 68 a, 70 a und 71 α mit den gemeinsamen Klemmen der Einheiten 72, 73 bzw. 74 verbunden. Die Zellen 72 α, 72 b, 68 b, 69 a, 69 b, 70 b, 73 a, 73 b, 71b, 74a und 74 & sind jeweils über einen Belastungswiderstand 75 an die Energiequelle 65 angeschlossen. Die zehn lichtelektrischen Einheiten enthalten also elf leitende Pfade durch die Zellen und die Energiequelle 65. Die in jedem Fotozellenpfad fließende Strommenge ist durch die Lichtmenge bestimmt, die jede Zelle innerhalb des Pfades empfängt.

Die Schaltung des Anschlußkastens 46 nach Fig. 2 ist so angeordnet, daß der Stromfluß jedes Fotozellenpfades festgestellt werden kann. Jeder Pfad, mit Ausnahme des bei der Zelle 74 a endenden Pfades, enthält ein Thyratron 107, das nur dann zündet, wenn jede Zelle des Pfades ausgeleuchtet wird. Zur Abfühlung der Stromhöhe für diesen Zustand und zur Thyratronzündung ist ein Gitter 106 jedes Thyratrons 107 zwischen einen Belastungswiderstand 75 und die mit ihm verbundene Zelle geschaltet. Ein zweites Gitter 109 liegt über einen veränderbaren Gittervorspannungswiderstand 110 und über die Stromquelle 111 an Erde und an der Kathode 108. Die Vorspannung für alle Thyratrons 107 ist durch den Widerstand 110 regelbar. Die Anode 113 der Röhre 107 liegt an einem Anodenbelastungswiderstand 114, der mit einer Neonröhre 124 und einem Widerstand 120 parallel geschaltet ist, und über die Relaiskontakte 116 und 117 an der positiven Seite der Stromquelle 119, deren negative Seite geerdet ist.

Beim Zünden eines Thyratrons 107 leuchtet die Neonröhre 124 auf und bleibt gezündet, bis das Thyratron durch eine Unterbrechung seiner Anodenspannung wieder gelöscht wird. Dies geschieht durch öffnen der Kontakte 116 und 117. Jede der zehn Neonröhren 124 befindet sich in einem Fach des Kastens 49 hinter der Tafel 50. Die Röhren 124 sind so angeordnet, daß ein Thyratron 107 mit dem an der Zelle 72 endenden Fotozellenpfad verbunden ist und eine Neonröhre 124 zündet, die hinter einer Ziffer »1« liegt. Ein anderes Thyratron 107 ist mit dem an der Zelle 73 α endenden Fotozellenpfad und mit einer Neonröhre 124 hinter einer Ziffer »2« auf der Tafel 50 verbunden. Ähnlich ist ein weiteres Thyratron 107 mit der Zelle 69 a verbunden und bringt die Ziffer »3« zum Leuchten. Ein Thyratron 107 für die Zelle 74 & läßt eine Ziffer »4«, ein Thyratron 107 für die Zelle

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68b die Ziffer »5«, ein Thyratron 107 für die Zelle 70b die Ziffer »6«, für die Zelle69b die Ziffer »7«, für die Zelle 71 b die Ziffer »8«, für die Zelle 72b die Ziffer »9« und ein Thyratron für die Zelle 73 & die Ziffer »0« aufleuchten.

Der entsprechende Dezimalwert eines binären Zahlenwertes, der durch den Zustand der Schalter 51, 52, 53 und 54 dargestellt ist, wird auf der Tafel 50 in dezimaler Form durch das Aufleuchten der Neonröhren 124 registriert. Wenn z. B. die die binäre »2« und »4« darstellenden Schalter 52 und 53 geschlossen werden, leuchten die Lichtquellen 41 α, 42 b, 43 & und 44 a auf, und der einzige Pfad vollständig ausgeleuchteter Fotozellen verläuft über die Fotozellen 63 a, 67 b und 70 b, wodurch das Thyratron 107, das mit dem an der Fotozelle 70 b endenden Fotozellenpfad verbunden ist, gezündet und die Neonröhre 124 hinter der Ziffer »6« zum Leuchten kommt.

Ein Thyratron 122 ist mit dem an der Zelle 74 a endenden Fotozellenpfad verbunden, um alle gezündeten Thyratrons 107 wieder zu löschen. Ein Kondensator 121 koppelt kapazitiv die Zelle 74 α mit dem Gitter 125 und einem geerdeten Widerstand 123. Das zweite Gitter 126 der Röhre 122 liegt über einen veränderbaren Gittervorspannungswiderstand 105 und über die Stromquelle 112 an Erde und an der Kathode 128. Der Widerstand 105 ist so eingestellt, daß das Thyratron 122 vorgespannt wird, um bei Eingang eines positiven Impulses zu zünden. Die Anode 127 des Thyratrons 122 ist mit einem Solenoid 118 über die Kontakte 116 und 117 mit der positiven Seite der Stromquelle 119 verbunden. Die normalerweise geschlossenen Kontakte 116 und 117 werden bei der Erregung des Solenoids 118 geöffnet.

Das Gitter 125 des Thyratrons 122 empfängt im Augenblick eines Stroinanstiegs im Fotozellenpfad einen Impuls über den Kondensator 121. Dieser entsteht, wenn alle geschlossenen Schalter 51, 52, 53 und 54 geöffnet werden oder wenn der Schalter 55 geschlossen wird, während alle Schalter 51, 52, 53 und 54 offen sind. Wenn das Thyratron 122 gezündet ist, wird das Solenoid 118 erregt, und die Kontakte 117 und 116 werden geöffnet. Dadurch wird die Energiezufuhr 119 zu allen Thyratrons unterbrochen, und das Thyratron 122 und alle Thyratrons 107 werden gelöscht. Das Thyratron 122 wird erst dann wieder gezündet, wenn es einen weiteren positiven Impuls empfängt. Alle gezündeten Thyratrons 107 bleiben also gezündet, und alle registrierten Ziffern auf dem Tableau 50 bleiben leuchtend, bis der letzte der geschlossenen Schalter 51, 52, 53 oder 54 geöffnet wird. Dann werden alle Thyratrons gelöscht.

Die Fotozellenmatrix kann auch dazu dienen, um binäre Signale in dezimale oder andere Darstellungen von Werten umzusetzen in Verbindung mit allgemein verwendeten Vorrichtungen, die einen binär verschlüsselten Ausgang haben, ohne Benutzung der hier gezeigten Schalter und Relais. Die Ausgangsleitungen von Vorrichtungen mit einem binären Ausgang können zur direkten Steuerung von Lichtquellen benutzt werden, so daß sie in der oben für das Tastenregister 40 und die Lichtquellen 41 α bis 44 & beschriebenen Weise wirksam sind.

Der Ausgang der Fotozellenfläche 45 ist ebenfalls nicht auf die oben beschriebene thyratrongesteuerte Sichtregistrierung beschränkt. Der Ausgang der Fotozellen, der nach den Zeichnungen zu den Thyratrons 107 und 122 führt, kann auch direkt oder zusammen mit an sich bekannten Verstärkervorrichtungen angewendet werden, um zahlreiche Arten von elektrischen

Verteiler- und Schaltvorrichtungen, z. B. Locher und Druckwerke, zu betätigen.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Umschlüsselung verschlüsselter Angaben, insbesondere zur Umwandlung binärer Angaben in entsprechende Dezimalwerte, gekennzeichnet durch eine aus lichtelektrischen Schaltungseinheiten (63, 66 bis 74) aufgebaute Matrix.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtelektrische Schaltungseinheit eine zweiteilige Fotozelle (35) mit zwei lichtelektrisch leitenden und wahlweise belichtbaren Strompfaden ist.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtelektrische Schaltungseinheit eine Aufteilung der lichtempfindlichen Schicht (35) in zwei wahlweise belichtbare Bereiche (30, 31) enthält, die durch eine zwischen den äußeren Elektroden (32, 34) aufgebrachte Zwischenelektrode (33) gebildet werden.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Fotozellenhälfte (63,63 b bzw. 30,31) eine eigene steuerbare Lichtquelle (41a, 41 b) zugeordnet ist und die beiden Strahlengänge gegeneinander lichtdicht abgeschirmt sind.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite einer Schirmwand (45) eines nach außen lichtdicht abgeschlossenen Gehäuses (47) in mehreren Reihen zweiteilige lichtelektrische Schaltungseinheiten (63, 66 bis 74) angeordnet sind und daß diese Reihen durch lichtdichte, das Gehäuse (47) in separate Belichtungsfächer aufteilende Zwischenwände (48) gegeneinander abgeschlossen sind, deren räumliche Lage zugleich eine getrennte Belichtung der einzelnen Hälften der zweiteiligen Fotozellen (63, 66 bis 74) gewährleistet.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine in ihrer Anzahl nach Maßgabe der umzuschlüsselnden, insbesondere binären Größe geschaltete Gruppe von Lichtquellen (41,42, 43, 44) eine bestimmte Anzahl von lichtelektrischen Zellen ausleuchtet, deren elektrische Verbindung untereinander einer der eingegebenen umzuschlüsselnden, insbesondere binären Größe entsprechenden umgeschlüsselten, insbesondere dezimalen Größe zugeordnet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß über die einem bestimmten umgeschlüsselten Wert, insbesondere Dezimalwert, zugeordnete elektrische Verbindung eine Registriervorrichtung (124), ein Locherwerk oder Druckwerk oder ein Verteiler oder eine Schaltvorrichtung steuerbar ist.

8. Anordnung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß über die einem bestimmten umgeschlüsselten, insbesondere dezimalen Wert zugeordnete elektrische Verbindung eine gittergesteuerte Gasentladungsröhre (107) gesteuert wird, die wiederum eine Registriervorrichtung (124) oder ein Locherwerk oder ein "Druckwerk oder einen Verteiler oder eine Schaltvorrichtung steuert.

9. Anordnung nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einem bestimmten Schaltungszustand der Eingabevorrichtung (40) bereits hergestellte Verbindungen, welche umzu-

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schlüsselnden Größen zugeordnet sind, gelöscht Book Comp., Inc., New York — Toronto — London werden. 1950, S. 42 und 43;

Aufsatz von Folling'stad, Shive und Yaeger:

In Betracht gezogene Druckschriften: »An Optical Position Encoder and Digit Register«;

Buch von Tompkins, Wakelin, Stifler, Jr.: 5 Proc. I. R. E., Nr. 11 (November) 1952, S. 1573 bis »High-Speed Computing Devices«, Mc Graw-Hill 1583.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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