DE1074889B - Schieberegister - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft Schieberegister, insbesondere solche mit ferroresonanten Vorrichtungen.

Mehrstufige Schieberegister für binäre Daten, welche unter der Steuerung von Eingangsimpulsen die binären Daten in aufeinanderfolgende Stufen weitergeben können, sind in elektronischen Rechenmaschinen äußerst brauchbar.

Eine bekannte Ausführung eines Schieberegisters enthält mehrere bistabile Flip-Flops, wobei die Anode der einen Röhre jedes Flip-Flops über eine Verzögerungsvorrichtung mit dem Gitter der anderen Röhre des nachfolgenden Flip-Flops verbunden ist. Wenn ein Schiebeimpuls gleichzeitig den Gittern zugeführt wird, werden die eine binäre »1« speichernden Flip-Flops in den »Null«-Zustand zurückgestellt und ein Impuls jeder folgenden Verzögerungsvorrichtung zugeführt. Am Ende der Verzögerungsperiode geben die Verzögerungsvorrichtungen Impulse ab. so daß die nachfolgenden Flip-Flops getastet werden. Auf diesem Wege werden die Binärziffern in dem Register verschoben, sobald ein Schiebeimpuls den Gittern zugeführt wird.

Bisher war es bekannt. Schieberegister, wie sie beispielsweise vorstehend beschrieben wurden, mit Vakuum- oder anderen Entladungsröhren auszustatten. Es ist bekannt, daß diese Schaltelemente eine begrenzte und nicht im voraus bestimmbare Lebensdauer aufweisen. Die vorliegende Erfindung sieht daher ein Schieberegister vor. das aus passiven Schaltkreiselementen besteht und daher zuverlässiger in der Arbeitsweise ist. Dies wurde durch die Verwendung von ferroresonanten Flip-Flop-Kreisen, wie sie in dem Artikel »Ferroresonante Flip-Flop-Kreise« von Carl Isborn in »Electronics«, April 1952, S. 121 ff., beschrieben sind, erreicht. Es versteht sich, daß die in der vorstehenden bekannten Anordnung angewandte Gleichstromtechnik jedoch für ferroresonante Einrichtungen nicht geeignet ist, da letztere auf Grund ihres Wechselstromcharakters ganz andere Verfahren fordern.

Die Erfindung geht aus von einem Schieberegister, in dem die Ausgänge benachbarter Stufen mit zwei Eingängen jeweils einer Vergleichsschaltung entsprechend verbunden sind, die einen dritten, an einer gemeinsamen Schiebeimpulsquelle angeschlossenen Eingang aufweist und deren Ausgang mit dem Eingang der folgenden Stufe verbunden ist; sie ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Schieberegisterstufe ein ferromagnetisches Schaltpaar enthält und daß jede Vergleichsschaltung durch Wechselstromsignale auf den Ausgängen benachbarter ferroresonanter Schaltpaare gesteuert wird.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in Reihe geschaltete ferroresonante Flip-Flop-Stufen an einer Wechselstromquelle angeschlossen.

Schieberegister

Anmelder:

The National Cash Register Company,
Dayton, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: Dr. A. Stappert, Rechtsanwalt,
Düsseldorf, Feldstr. 80

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 12. April 1954

Jede der Stufen hat zwei Leitungswege, von denen nur jeweils einer verhältnismäßig stark und der andere verhältnismäßig schwach leitend sein kann. Die Stromzustände in den Wegen sind durch Anlegung eines Steuerimpulses umkehrbar. Entsprechende Wege benachbarter Flip-Flop-Stufen sind über Wicklungen der Primärseite eines die Stufen miteinander verbindenden Transformators zur Erde der Spannungsquelle nebengeschlossen. Diese Primärwicklungen sind so angeordnet, daß die induzierten Spannungen einander entgegenwirken. Der Ausgang der Sekundärwicklung eines jeden Transformators liegt an der Zündelektrode eines mit einer Neonröhre arbeitenden Gatters, das seinerseits eine Schiebeimpulsquelle mit dem Steuereingang einer jeder der folgenden Stufen verbindet. Jedes mit einer Neonröhre arbeitende Gatter gibt Impulse an den Steuereingang einer Flip-Flop-Stufe nur dann weiter, wenn sich die vorangehende Stufe in einem anderen Zustand befindet. Demnach ist es der aufwärts transformierten Spannung in der Sekundärwicklung nur dann möglich, das mit einer Neonröhre arbeitende Gatter zu ionisieren und demzufolge den Durchgang von Schiebeimpulsen durch dieses zuzulassen, wenn die mit dem Transformator verbundenen Wege entgegengesetzte Leitungszustände aufweisen.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen erläutert, und zwar zeigt

Fig. 1 ein Schaltschema eines erfindungsgemäßen ferroresonanten Schieberegisters und

Fig. 2 und 3 graphische Darstellungen der Arbeitsweise der ferroresonanten Wege der in dem Schieberegister verwendeten Flip-Flop-Kreise.

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In dem in Fig. 1 dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der Einfachheit halber nur drei Stufen eines mehrstufigen Schieberegisters gezeigt. Jede dieser drei Stufen Al, Al und A3 besteht aus einem ferroresonanten Flip-Flop-Kreis. Da die Grund-Stromkreise der drei Stufen gleich sind, genügt eine Beschreibung der Stufe Al. Elemente der Stufen A2 und A3 haben dieselben Bezugszeichen wie die gleichartigen Elemente der Stufe Al, nur sind jenen jeweils ein »'« bzw. »"« angehängt. Die Stufe Al enthält zwei ferromagnetische Wege Pa und Pb. In dem Weg Fa liegt ein mit einem Kondensator Cl in Reihe geschalteter Induktor Ll und in dem Weg Pb ein mit einem Kondensator CI in Reihe geschalteter Induktor LI. Die Induktorenden der Wege Pa und Pb sind bei \^rerbindungspunkt 3 miteinander und über einen Kondensator G 3 mit dem Speiseleiter 1 einer Wechsel-.stromquelle niedriger Impedanz verbunden. Vom Verbiudungspunkt3 aus führt eine Gleichstromrückleitung in Form einer Hochfrequenzdrossel 4 zur Erde. Die Induktoren Ll und LI bestehen aus auf Kernen 7 bzw. 8 angeordneten Spulen 5 bzw. 6. Die Kerne sind vorzugsweise aus gerolltem, dünnblättrigem Material mit ferromagnetischen Eigenschaften hergestellt, und das Verhältnis ihrer Länge zu ihrem Durchmesser beträgt 10:1. Der Kondensator Cl ist zur Erde der Wechselstromquelle unmittelbar nebengeschlossen. während der Nebenschluß des Kondensators CI zur Erde über die erste Primärwicklung 15 eines Transformators T1 erfolgt. Es sei bemerkt, daß die dem Weg Pb durch die Wicklung 15 hinzugefügte Induktanz im A'ergleich zu der Induktanz in dem Induktor /2 gering ist und deshalb als ein Teil dieser angesehen werden kann, wenn von der gesamten Induktanz des Weges die Rede ist.

Auf dem Kern 7 des Induktors Ll ist eine Eingangssteuerwicklung 9 und auf dem Kern 8 des Induktors LI eine gleichartige Eingangssteuerwicklung 10 angeordnet. Beide Steuerwicklungen 9 und 10 sind einerseits geerdet und andererseits mit zwei Eingangspolen 11 bzw. 12 verbunden. Zwei Ausgänge, und zwar je einer von jedem Weg, sind für den Flip-Flop-Kreis vorgesehen. Die Ausgangsleitung 13 ist an den Verbindungspunkt zwischen dem Induktor L1 und dem KondensatorCl des Weges Pa und die Ausgangsleitung 14 an den gleichen, im Weg Pb liegenden Verbindungspunkt angeschlossen.

Teder der LC-Wege Pa und Pb hat dem Prinzip der Ferroresonanz entsprechend zwei Arbeitszustände. Die Bistabilität des zwischen Punkt3 und Erde eingeschalteten Weges Pa z. B. läßt sich an Hand der Fig. 2 und 3 erläutern. Der ferromagnetische Kern 7 des Induktors Ll bewirkt, daß die Reaktanz X_L des Induktors Ll als eine Funktion des durchfließenden Stromes variiert. Die Reaktanz X_c des Kondensators Cl dagegen ist um*eränderlich, und ihr Wert ist gegenüber dem des Induktors L1 so gewählt, daß beim Durchfließen einer geringen Strommenge durch den Weg Pa die wirklich entstehende Reaktanz induktiv i^t (Fig. 2). Bei Erhöhung der durch den Induktor Ll fließenden Strommenge wird die induktive Reaktanz des Stromes immer geringer, bis der bei /_K liegende Resonanzpunkt erreicht ist. Eine weitere Stromerhöhung bewirkt in dem Eisenkern eine Wechselstrom-Sättigung und dadurch ein weiteres Absinken der wirksamen, induktiven Reaktanz des Induktors Ll. Diese Änderung der wirklichen oder Nettoreaktanz in Abhängigkeit vom Stromfluß ist für eine vorgegebene, an dem LC-Weg liegende Betriebsspannung immer wieder dieselbe, so daß der Strom sprunghaft zwischen zwei stabilen Punkten (Werten) geändert werden kann, nämlich zwischen einem stabilen Punkt, an dem die wirkliche Reaktanz induktiv ist. und einem stabilen Punkt, an dem die wirkliche Reaktanz leicht kapazitiv ist.

Diese Eigenschaft des Springens richtig angelegter Spannung ist ferner an Hand der in Fig. 3 gezeigten charakteristischen Spannung-Strom-Kurve dargestellt. Beim Stärkerwerden des Wechselstromes steigt die Spannung E_LC in dem LC-Weg zuerst bis auf ein Maximum an und fällt alsdann wieder auf ein bei I_R liegendes Minimum ab. Ein w-eiteres Verstärken des Stromes über 1% hinaus bewirkt ein erneutes Ansteigen der Spannung E_Lc- Es sei bemerkt, daß der Abfall 23 ein Gebiet negativer Reaktanz darstellt, in dem der Stromkreis einen unstabilen Arbeitszustand aufweist. Wird jedoch die richtige Betriebsspannung gewählt und ist der innere Widerstand des Stromkreises verhältnismäßig gering, so läßt sich der LC-Weg so betreiben, daß er zwei mögliche stabile Werte von I_Ac zeigt (Fig. 3). Der Arbeitspunkt M in der graphischen Darstellung ist durch schwachen Strom und hohe induktive Reaktanz und der Arbeitspunkt N durch starken Strom und eine leicht kapazitive Reaktanz gekennzeichnet.

In dem Flip-Flop-Kreis der Stufe Al (Fig. 1) ist die Reaktanz der gemeinsamen Impedanz C 3 so gewählt, daß jeweils stets nur einer der Wege Pa und Pb in Resonanz oder stark leitend sein kann. Sollten beide LC-Wege in Resonanz zu gehen versuchen, so würde die Spannung am Punkt 3 infolge des Spannungsabfalls im Kondensator C3 so weit abfallen, daß weder der Weg Pa noch der Weg Pb genügend Spannung haben würde, um weiter in Resonanz zu bleiben.

Andererseits würde, falls beide Wege Pa und Pb außer Resonanz zu gehen versuchen sollten, die Spannung am Punkt 3 so hoch ansteigen, daß eine Resonanz in dem einen oder anderen Weg erzwungen würde. Der Leitungszustand des Flip-Flop-Kreises wird mittels der relativen Stärke der an den Ausgangsleitern, welche mit den Wegen verbunden sind (z. B. an dem mit dem \NegPb verbundenen Ausgangsleiter 14), auftretenden Wechselspannung abgetastet. Steht also der Weg Pb unter starkem Strom, so liegt der Ausgangsleiter 14 an einer verhältnismäßig hohen und gleichzeitig der mit dem Weg Pa verbundene Ausgangsleiter 13 an einer verhältnismäßig niedrigen Wechselspannung.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 hat der Flip-Flop-Kreis der Stufe Al zwei Eingänge und der Flip-Flop-Kreis der Stufe Al sowie der der Stufe A3 je einen einzigen Eingang. Es folgt als erstes eine Beschreibung der Stufe Al. Angenommen, der Weg Pa befindet sich zuerst in einem verhältnismäßig stark leitenden und der Weg Pb in einem verhältnismäßig schwach leitenden Zttstaud. Bei Anlegung eines Steuerimpulses an den Eingangspol 12 wird die Steuerwicklung 10 erregt und die Induktanz im Induktor LI infolge der nahen Sättigung des Kernes 8 vorübergehend verringert. Demzufolge verringert sich die induktive Reaktanz des Weges Pb, was ein Stärkerwerden des Stromes bis zu einem für den verhältnismäßig hohen Betriebszustand des Stromkreises charakteristischen Wert zur Folge hat. Da sich nicht beide Wege in einem hohen Betriebszustand befinden können, wechselt der Weg Ρσ gleichzeitig in den niedrigen Betriebszustand über. Die beiden Stromkreiswege sind nun in ihren entgegengesetzten stabilen Zuständen, in denen sie verharren, bis ein Steuerimpuls an den mit der Steuerspule des Weges Pa verbundenen Pol 11 ge-

der Weg Pa

der Induktor 29 δ verhältnismäßig schwachen Strom leiteten, bietet der Weg PV der höheren Spannung am Verbindungspunkt 3' den geringsten Scheinwiderstand, so daß der Weg Pb' vor dem Weg Pa' für die Re-5 sonanz ausgewählt wird. Mit anderen Worten, der in dem Ausgang liegende, mit dem stark leitenden Weg verbundene Induktor 29 α oder 29 b ruft infolge der Gegenspannungswirkung eine Spannungsspitze hervor, wenn der augenblickliche Zustand des Flip-Flop-

legt und dadurch bewirkt wird, daß

wieder stark und der Weg Pb wieder schwach leitend

Die Flip-Flop-Kreise der Stufend2 und A3 mit
nur je einem Eingang arbeiten nach dem gleichen
Prinzip der Ferroresonanz wie der Flip-Flop-Kreis
der Stufe Al mit zwei Eingängen. Der einzige Unterschied liegt in der Art der Umschaltung des Stromkreises. Hinsichtlich des Flip-Flop-Kreises der Stufe

A2 mit einem Eingang sei bemerkt, daß die Steuer- io Kreises durch den Steuerimpuls unterbrochen wird,

wicklung 24 des Induktors Ll' mit der Steuerwick- Diese Spannungsspitze bleibt bestehen, nachdem der

lung 25 des Induktors L2' in Reihe geschaltet ist. Steuerimpuls der Zeitkonstante des induktiven

Demnach werden durch die Anlegung eines Signals an Speicherstromkreises entsprechend beendet worden ist,

den Eingangsleiter 26 der Stufe A 2 beide Steuerwick- und dämpft oder belastet den vorher stark leitenden lungen gleichzeitig erregt. Dem Flip-Flop-Kreis der 15 Weg, so daß der andere Weg für die Resonanz aus-

Stufe^43 ist eine ähnliche Umschaltvorrichtung zu- gewählt wird.

geordnet. Die an den Schiebeimpuls-Eingangsleiter 21 Es folgt nun eine Beschreibung der Schaltungs-

gelegten Signale werden im Steuereingangsleiter 26 anordnung der entsprechende Wege der Stufen Al und

der Stufe A2 in Abhängigkeit von dem Ionisationszu- A2, A2 und A3 usw. miteinander verbindenden Transstand eines mit einer Neonröhre arbeitenden Gatters 20 formatoren T1, T2, TZ usw. Wie bereits erläutert,

G1 und diese Signale in dem Steuereingangsleiter 42 liegt die erste Primärwicklung 15 des Transformators

der Stufe A3 in Abhängigkeit von dem Ionisationszu- Tl in dem WegP&, welcher über die Mittelanzapfung

stand eines mit einer Neonröhre arbeitenden Gatters 16 zur Erde nebengeschlossen ist. In gleicher Weise

G 2 abgefühlt. Die Steuerung der Austastung der ist der Weg Pb' der Stufe A 2 über den Leiter 43, in Gatter Gl und G2 durch Transformatoren T1 bzw. T2 25 der eine zweite Primärwicklung 17 des Transformators

wird später beschrieben. Tl liegt, zur Erde nebengeschlossen. Der Nebenschluß

Angenommen, der Flip-Flop-Kreis der Stufe A2 des Weges Pa" der Stufe A3 zur Erde erfolgt über

leitet in dem den Induktor L 1' enthaltenden Weg Pa' den Leiter 46, in der eine zweite Primärwicklung 20

verhältnismäßig stark, und das Gatter G1 ist ionisiert. des Transformators T2 liegt. Die entsprechenden In diesem Fall wird ein an den Schiebeimpuls-Ein- 30 Wege der übrigen Stufen des Schieberegisters sind in

gangsleiter 21 gelegter Steuerimpuls über den Ein- gleicher Weise mit Transformatoren T 3 usw. ver-

gangsleiter 26 zu den Steuerwicklungen 24 und 25 des bunden. Es sei bemerkt, daß die Primärwicklungen

Flip-Flop-Kreises geleitet. eines jeden Transformators, z. B. die Wicklungen 15

Um zu ermöglichen, daß dieser Stromkreis durch an und 17 des Transformators Tl, in entgegengesetzten seinen einzigen Eingang gelegte Steuerimpulse in zu- 35 Richtungen um den Kern des Transformators ge-

verlässiger Weise in seinen entgegengesetzten Betriebs- wickelt sind.

zustand umgeschaltet wird, ist an die Ausgangsleiter Die Sekundärwicklung 33 des Transformators T1 13' und 14' der Wege Pa' bzw. PV vorzugsweise ein ist einerseits geerdet und andererseits über den Leiter induktiver Speicherstromkreis angeschlossen. Der an 34 mit einer Zündelektrode 35 verbunden, die an der den Ausgangsleiter 13' angeschlossene Speicherkreis 40 Wandung der Neonröhre des Gatters Gl liegt. Eine enthält einen Gleichrichter 28 α und einen induktiven Innenelektrode des Gatters Gl ist mit dem Schiebe-Widerstand 29 a und ist über einen Widerstand 30 und impuls-Eingangsleiter 21 und die andere Innenelekeinen Kondensator 31 geerdet. In dem an den Aus- trode des Gatters G1 mit dem Leiter 26 des nur einen gangsleiter 14 angeschlossenen gleichartigen induk- Eingang aufweisenden Flip-Flop-Kreises, zu dem die tiven Speicherstromkreis liegen ein Gleichrichter 28 b 45 Stufe A 2 gehört, verbunden. Ebenso ist die Sekundär- und ein induktiver Widerstand 29Z). wicklung 37 des Transformators T2 einerseits geerdet Es sei nun beschrieben, wie die Induktoren 29 α und und andererseits über den Leiter 38 mit der an der 29 & als zuverlässiger Speicher zur Unterstützung der Wandung der Neonröhre des Gatters G2 liegenden Umschaltung des ferroresonanten Flip-Flop-Kreises Zündelektrode 39 verbunden. Das Gatter G2 verbindet mit einem einzigen Eingang arbeiten. Es wird nun, 50 den Schiebeimpuls-Eingangsleiter 21 mit dem Leiter wie schon vorher, angenommen, daß der Flip-Flop- 42 des einen einzigen Eingang aufweisenden Flip-Kreis der Stufe A2 in dem den Induktor Ll' enthal- Flop-Kreises, zu dem die Stufe A3 gehört, tenden Weg Pa' stark leitet. Der mit dem Ausgang des Anschließend wird beschrieben, wie Binärdaten, die Weges Pa' verbundene Induktor 29« nimmt anfänglich durch die Umschaltung entweder des Pols 11 oder des verhältnismäßig starken, der mit dem Ausgang des 55 Pols 12 in die erste Stufe A1 eingebracht wurden, Weges PV verbundene Induktor 29 b dagegen verhält- unter der Steuerung an den Eingangsleiter 21 gelegter nismäßig schwachen Strom auf. Ein an die Steuer- Schiebeimpulse in nachfolgende Stufen des Schiebewicklungen 24 und 25 über den Leiter 26 gelegter Impuls bewirkt fast eine Sättigung des Induktors L2'
und demzufolge eine verhältnismäßig starke Leitung 60
in dem Weg PV, was einen Spannungsabfall am Verbindungspunkt 3' und infolgedessen ein Schwächerwerden des Stromes in dem Weg Pa' zur Folge hat.
Bei Beendigung des Steuerimpulses steigt die Spannung am Punkt 3' infolge der Tatsache, daß sich zu 65 Anzeige der in einer Stufe gespeicherten Binärdaten diesem Zeitpunkt weder der Weg Pa' noch der Weg dient in jedem der Flip-Flop-Kreise je eine Glüh- PV in Resonanz befindet, wieder an. Dieser Span- birne, die an den Weg angeschlossen ist, dessen stark nungsanstieg zwingt einen der Wege Pa' oder PV in leitender Zustand ein »1«-Zustand ist. Demnach sind Resonanz. Da der Weg Pa' und der Induktor 29 σ ein- die Glühbirne 47 an den Weg Pb der Stufe A1 und die gangs verhältnismäßig starken und der Weg PV sowie 70 Glühbirnen 38 und 49 an die Wege PV und Pb" der

registers verschoben werden. Es sei angenommen, daß bei verhältnismäßig stark leitendem Weg Pb der Stufe Al der Flip-Flop-Kreis eine »1« und bei verhältnismäßig stark leitendem Weg Pa der Flip-Flop-Kreis eine »C« speichert. Das gleiche gilt für die Leitungszustände der Wege Pa' und PV der Stufe A2, die Wege Pa" und Pb" der Stufe A3 usw. Zur sichtbaren

Stufen A2 bzw. A3 angeschlossen. Ferner sei angenommen, daß die Stufest eine »1« speichert, die Glühbirne 47 also aufleuchtet, und daß beide Stufen A2 und A3 je eine »0« speichern, die Glühbirnen 48 und 49 also nicht aufleuchten. Die in den Stufen (Fig. 1) gespeicherte Binärkombination wäre demnach »100«.

Es wird nun auf die Arbeitsweise des Transformators 7' 1 näher eingegangen. Da der Weg Pb angenommenerweise verhältnismäßig stark leitet, fließt durch die Primärwicklung 15 des Transformators Π ίο starker Strom. Durch die entgegengesetzt gewickelte zweite Primärwicklung 17 des Transformators Tl dagegen, welche mit dem WegPb' in Reihe geschaltet ist, fließt verhältnismäßig schwacher Strom. Infolge des unterschiedlichen Stromflusses in den Primärwickhingen 15 und 17 entsteht in der Sekundärwicklung 33 eine induzierte Hochfrequenz-Ausgangsspannung, die über den Leiter 34 zu der Zündelektrode 35 des Gatters u 1 geleitet wird. Daraus folgt, daß der Transformator Tl zum Abfühlen der Stromflußdifferenz in entsprechenden Wegen benachbarter Flip-Flop-Kreise und zum Aufwärtstransformieren der Spannung des Sekundärausgangsleiters 34 dient.

Infolge der Anlegung dieser Hochfrequenzspannung an die Zündelektrode des Gatters G1 tritt eine Ionisierung des in der Neonröhre enthaltenen Gases ein. so daß ein an den Eingangsleiter 21 gelegter Schiebeimpuls durch das Gatter G1 hindurch in den Steuereingangsleiter 26 der Stufe A 2 zu kufen vermag. Das Gatter G1 dient demnach als ein Schalter, der durch das Vorhandensein oder Fehlen einer entsprechenden Hochfrequenzspannung an seiner Zündelektrode 35 geöffnet bzw. geschlossen wird.

Als nächstes wird der Zustand des Gatters G 2 bei Anlegung des ersten Schiebeimpulses an den Eingangsleiter 21 beschrieben. Wie bereits erwähnt, enthält das Schieberegister angenommenerweise die Binärkombination »100«. Demnach führen beide Wicklungen 18 und 20 des Transformators T2 infolge des stark leitenden Zustandes der Wege Pa' und Pa" der Stufen AT. und .J3 verhältnismäßig starken Strom, wodurch die Spannung an der Sekundärwicklung 37 des Transformators T2 effektiv gesenkt wird. Infolgedessen wird das Gatter G2 nicht ionisiert, so daß der erste Schiebeimpuls nicht in den Leiter 42 zu gelangen und die Stufe A3 umzuschalten vermag.

Durch den ersten Schiebeimpuls an dem Leiter 21 wird also die Registerstufe A2 aus einem »0«- in einen »1 «-Zustand umgeschaltet, während der Zustand der Registerstufe A3 unverändert bleibt. Falls der Inhalt der Stufe Al in der Zwischenzeit nicht geändert wurde, enthält das Schieberegister nun die Binärdaten »110«. Es sei bemerkt, daß bei diesem Stufeninhalt das Gatter G1 nun geschlossen ist, weil durch beide Primärwicklungen 15 und 17 im wesentlichen gleicher (nämlich verhältnismäßig starker) Strom fließt und die resultierende, von der Sekundärwicklung 33 aus an den Leiter 34 gelegte Spannung nicht ausreicht, das Gatter Gl zu ionisieren. Andererseits ist das Gatter G2 nun geöffnet, weil durch die Primärwicklung 18 infolge des geänderten Leitungszustandes der Stufe A2 ein verhältnismäßig schwacher Strom, durch die Primärwicklung 20 dagegen noch immer ein verhältnismäßig starker Strom fließt. Dieser unausgeglichene Zustand bewirkt das Auftreten einer hochtransformierten Spannung an dem Leiter 38 der Sekundärwicklung 37. Diese Spannung ist genügend hoch, um das Gatter G 2 zu ionisieren, wodurch der Stromkreis von dem Eingangsleiter 21 aus zu dem Eingangsleiter 42 der Stufe A3 geschlossen wird.

Daraus folgt, daß bei Anlegung des zweiten Schiebeimpulses an den Eingangsleiter 21 die Stufe A3 aus einem »0«- in einen »1 «-Zustand umgeschaltet wird, der Zustand der Stufe A2 jedoch unverändert bleibt. Falls auch diesmal die Stufe Al nicht verändert wurde, enthält also das Schieberegister bei Beendigung jenes zweiten Schiebeimpulses die Binärkombination »111«. Bei diesem Stufeninhalt sind nun beide Gatter Gl und G2 effektiv geschlossen, da durch die Primärwicklungen der Transformatoren Tl und T 2 der gleiche Strom fließt.

Das soeben beschriebene Beispiel zeigt, wie das Schieberegister den Anforderungen entsprechend so arbeitet, daß, falls sich die Stufe A2 in einem anderen Zustand als die Stufe A1 befindet, bei Anlegung des nächsten Schiebeimpulses die Stufe A 2 ihren Zustand wechseln und den der Stufe Al annehmen muß.

Bei der Erläuterung dieses Ausführungsbeispiels wurde angenommen, daß der Zustand der Stufe A1 unverändert blieb. Wie jedoch auf dem Gebiet der elektronischen Ziffernrechenmaschinen allgemein bekannt, lassen sich binäre Ziffern, z.B. »0« oder »1«, darstellende Signale gleichzeitig mit jedem Schiebeimpuls an die Eingangspole 11 und 12 anlegen, um die Stufe A1 den empfangenen Binärsignalen entsprechend in ihren anderen Leitungszustand umzuschalten.

In jeden der Ausgangskreise der Wege Pb, Pb', Pb" usw. der jeweiligen Stufen eingeschaltete Druckknopfschalter 50 dienen zum Nullstellen der Stufen. Normalerweise befinden sich die Druckknopfschalter in den in Fig. 1 gezeigten Stellungen, in denen sie keinerlei Einfluß an den Betrieb des Stromkreises haben. Werden die Druckknöpfe jedoch gedrückt, so werden die Wege Pb, Pb', Pb" usw. der jeweiligen Stufen effektiv mit Erde kurzgeschlossen. Demnach gehen die gegenüberliegenden Wege Pa, Pa'. Pa" usw. der jeweiligen Stufen in Resonanz (falls sie nicht schon in Resonanz sind), und sämtliche Stufen gelangen in ihren normalen »0«-Zustand.

Es sei bemerkt, daß das Schieberegister gewünschtenfalls zu einem Ring geschlossen werden kann. In diesem Fall mag es wünschenswert sein, daß die Stufe Al ein Flip-Flop-Kreis mit einem einzigen Eingang ist. Der Weg Pa der Stufe A1 würde also über eine erste Primärwicklung eines Transformators, dessen andere Primärwicklung mit einem entsprechenden Weg der letzten Stufe des Registers verbunden ist, geerdet und die Sekundärwicklung des Transformators mit der Zündelektrode eines Neonröhrengatters, dessen Ausgang an den Steuerimpulseingang der Stufe A1 angeschlossen ist, verbunden sein. Die Steuerwicklungen würden ferner, wie für die Stufend2 und A3, nicht aber wie in Fig. 1 für die Stufe A1 gezeigt, miteinander gekoppelt sein. Auf diese verhältnismäßig einfache und leichte Weise läßt sich ein Stromkreis zum wiederholten Umlaufen von Daten herstellen.

Obwohl in dem Ausführungsbeispiel ein Schieberegister des ferroresonanten Typs beschrieben worden ist, liegen selbstverständlich auch Schieberegister, in denen andere Arten in zwei stabile Zustände schaltbarer Stromkreise verwendet werden, in dem Schutzumfang der Erfindung.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Schieberegister, in dem die Ausgänge benachbarter Stufen mit zwei Eingängen jeweils einer Vergleichsschaltung entsprechend verbunden sind, die einen dritten, an einer gemeinsamen Schiebeimpulsquelle angeschlossenen Eingang aufweist und deren Ausgang mit dem Eingang der

   ι υ /4

   folgenden Stufe verbunden ist, dadurch gekennzeich net, daß jede Schieberegisterstufe (Al, A2, A3) ein ferroresonantes Schaltpaar (7, 8) enthält und daß jede Vergleichsschaltung durch Wechselstromsignale auf den Ausgängen benachbarter ferroresonanter Schaltpaare gesteuert wird.
2. 2. Schieberegister nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gegentakttransformator (z. B. Tl) die Schaltzustände zweier aufeinanderfolgender Stufen vergleicht und daß durch die dabei erzielte Differenzspannung eine an der Schiebeimpulsquelle liegende Gasentladungsröhre

   10

   (ζ. B. Gl) jeder nachfolgenden Stufe zur Zündung vorbereitet wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   »High Speed Computing Devices«, Mc Graw-Hill Book Comp., 1950, insbesondere S. 299;

   »Electronics«, 1949, Dezemberheft, S. 186, 188. 190 bis 192: 1952, Aprilheft, S. 121 bis 123;

   »Programmgesteuerte digitale Rechengeräte«, Birkhäuser, Basel, 1951;

   »The Design of Switching Circuits«, D. van Nostrand Comp., Inc., New York, 1951, S. 207 bis 210.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen