DE1099235B - Akkumulator - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen mehrstufigen binären Akkumulator zum Aufsummen nacheinander eingegebener, mehrstelliger binärer Informationen, deren einzelne Stellen den einzelnen Akkumulatorstufen parallel eingegeben werden. Die Einrichtungen für die parallele binäre Addition bilden ein Grundelement der verwickelten elektronischen Recheneinrichtungen. Bekannte Paralleladdierwerke für binäre Zahlenwerte verwenden Stromkreise mit Elektronenröhren, die jedoch verhältnismäßig zerbrechlich sind und leicht Fehlern unterworfen sind. Es ist auch bereits bekannt, aus einem impulsgesteuerten magnetischen Verstärker einen Zähler zu schalten, der als eine Stufe eines mehrstufigen binären Akkumulators Verwendung finden kann.

Bei mehrstufigen binären Akkumulatoren ist die Eingabe der einzelnen Stellenwerte und die Weitergabe eines Ubertragsignals zur nächsthöheren Stufe zeitlich versetzt. Es ist bekannt, zu diesem Zweck Verzögerungseinrichtungen vorzusehen, welche es sicherstellen, daß das Übertragsignal, das bei dem Arbeitsvorgang der einen Akkumulatorstufe anfällt, im richtigen Zeitpunkt an den Eingang der nächsthöheren Akkumulatorstufe zwecks Verarbeitung bei dem anschließenden Arbeitsvorgang dieser Akkumulatorstufe auftritt. Die Erfindung bezweckt, diese Verzögerungseinrichtung so auszubilden, daß ein bestimmtes Zeitmaß für die Versetzung des Übertragsignals präzise eingehalten werden kann.

Dies erreicht die Erfindung dadurch, daß bei einem mehrstufigen binären Akkumulator zum Aufsummen nacheinander eingegebener mehrstelliger binärer Informationen, deren einzelne Stellen den einzelnen Akkumulatorstufen parallel eingegeben werden, unter Verwendung eines Zählers in jeder Stufe, der aus einem Impuls gesteuerten magnetischen Verstärker besteht, dessen Ausgang über Verzögerungseinrichtungen mit dessen Eingang verbunden ist und der einen Stromlauf zur Erzeugung und Anschaltung eines Übertragsignals im geeigneten Zeitpunkt an den Eingang der nächsthöheren Stufe enthält, der Stromkreis der Übertragsignale zwei in Reihe geschaltete, impulsgesteuerte magnetische Verstärker gleicher Ausbildung enthält, welche durch Impulse entgegengesetzter Phasenlage gesteuert werden. Durch diese Reihenschaltung wird es sichergestellt, daß das in einer Akkumulatorstufe erzeugte Übertragsignal um einen stets gleichbleibenden Zeitwert versetzt an die nächsthöhere Akkumulatorstufe abgegeben wird. Die Erfindung läßt sich sowohl mit komplementbildenden wie mit nichtkomplementbildenden magnetischen Verstärkern verwenden. Ein komplementbildender magnetischer Verstärker ist ein Verstärker, welcher einen Ausgang liefert, wenn kein Eingang vorliegt oder der Akkumulator

Anmelder:

Sperry Rand Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Weintraud, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Mainzer Landstr. 134-146

William Francis Steagall, Merchantville, N. J.

(V. StA.),
ist als Erfinder genannt worden

umgekehrt keinen Ausgang liefert, wenn ein Eingangsimpuls angelegt wird. Ein nichtkomplementbildender Verstärker ist ein Verstärker, welcher einen Ausgang nur liefert, wenn auch ein Eingangsimpuls an den Verstärker anliegt. Nach der Erfindung ist es jedoch erforderlich, daß die Reihenschaltung entweder nur komplementbildende magnetische Verstärker oder nur nichtkomplementbildende magnetische Verstärker enthält. Jedoch müssen beide Verstärker der Reihenschaltung durch Impulse verschiedener Phasenlage gesteuert werden, d. h. der eine Verstärker wird durch einen Impuls der Phase 1 und der andere durch einen Impuls der Phase 2 gesteuert.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine idealisierte Hysteresisschleife eines magnetischen Materials, welches vorzugsweise in den Kernen der magnetischen Verstärker verwendet wird,

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung eines einfachen komplementbildenden Verstärkers der magnetischen Bauart,

Fig. 3 A bis 3 C ein Zeitdiagramm für die Arbeitsweise des magnetischen Verstärkers nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Schaltungsanordnung eines einfachen, nichtkomplementbildenden Verstärkers der magnetischen Bauart,

Fig. 5 A bis 5 C ein Zeitdiagramm für die Arbeitsweise des nichtkomplementbildenden magnetischen Verstärkers nach Fig. 4,

Fig. 6 ein Blockschema einer Ausbildungsform eines Paralleladdierwerkes für binäre Zahlen,

Fig. 7 ein Zeitdiagramm für die Arbeitsweise des Paralleladdierwerkes nach Fig. 6,

Fig. 8 eine Schaltungsanordnung einer möglichen Ausbildung der Anordnung nach Fig. 6,

109 509/296

Fig. 9 ein Blockschema eines Paralleladdierwerkes für binäre Zahlen gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 10 ein Zeitdiagramm für die Arbeitsweise des Paralleladdierwerkes nach Fig. 9,

Fig. 11 eine Schaltungsanordnung einer Ausbildungsform des Paralleladdierwerkes nach Fig. 9.

Die magnetischen Verstärker verwenden vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise magnetisierbare Kerne mit einer im wesentlichen rechteckigen Hysteresisschleife gemäß Fig. 1. Solche Kerne können aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, unter denen sich die verschiedenen Typen von Ferriten und verschiedene Arten von magnetischen Bändern befinden. Diese Materialien können verschiedenen Hitzebehandlungen unterworfen sein, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen. Darüber hinaus können die Kerne der magnetischen Verstärker in den verschiedenen geometrischen Formen ausgebildet sein, welche sowohl geschlossene wie offene Eisenkreise enthalten. Zum Beispiel können topfförmige Kerne, Streifen von Materialien,. schraubenförmige Kerne verwendet werden. Die Erfindung ist nicht auf irgendeine besondere geometrische Form der Kerne beschränkt noch auf ein bestimmtes Material. Die erläuterten Beispiele dienen nur zur Illustration der Erfindung.

Für die einfachere Darstellung sind in den nachfolgenden Schaltungsbeispielen stangenförmige Kerne angedeutet. Diese stangenförmigen Kerne können betrachtet werden als die Enden eines schraubenförmigen Kernes. Die Erläuterung der Schaltungsbeispiele geht auch von der Anwendung -einer praktisch rechteckigen Hysteresisschleife aus. Weder die genaue Ausbildung der Kerne noch die genaue Ausformung der Hysteresisschleife des Kernmaterials ist für die Erfindung zwingend. Für jeden Fachmann sind die verschiedensten Abwandlungen möglich.

Die in Fig. 1 dargestellte Hysteresisschleife besitzt verschiedene charakteristische Arbeitspunkte, nämlich den Punkt 10 (+BR), welcher den Arbeitspunkt der positiven Remanenz darstellt, den Punkt 11 (+BS), welcher den Arbeitspunkt der positiven Sättigung darstellt; den Punkt 12 (-BR), d. h. den Arbeitspunkt der negativen Remanenz; den Punkt 13 (-BS), den Punkt der negativen Sättigung; den Punkt 14, welcher den Beginn des positiven Sättigungsgebietes darstellt, und den Punkt 15, welcher den Beginn des negativen Sättigungsgebietes darstellt. Angenommen, der Kern, der eine solche rechteckige Hysteresisschleife nach Fig. 1 aufweist, trägt eine Spule und ist anfänglich so magnetisiert, daß sein Arbeitspunkt an dem Punkt 10 der positiven Remanenz liegt. Wenn dann ein Spannungsimpuls dei Spule zugeführt wird, welcher in der Spule einen Strom hervorruft, der eine magnetomotorische Kraft in der Richtung einer Verstärkung des Magnetflusses in dem Kern erzeugt, d. h. in der Richtung +H, dann wird der Arbeitspunkt von dem Punkt 10 der positiven Remanenz nach dem Punkt 11 der positiven Sättigung verschoben. Während dieses Vorganges tritt nur eine verhältnismäßig kleine Flußänderung in der Spule auf, und die Spule bildet daher eine verhältnismäßig niedrige Impedanz, so daß Energie, welche der Spule während dieses Arbeitsvorganges zugeführt wird, durch die Spule hindurchläuft und einen verwertbaren Ausstoß liefern kann.

War andererseits der Kern anfänglich auf den Punkt 12 der negativen Remanenz magnetisiert, dann wird bei Anlegung eines Impulses an die Spule, welche eine Magnetisierungskraft in der Richtung +H hervorruft, der Kern ummagnetisiert, so daß sein Arbeitspunkt von dem Punkt 12 der negativen Remanenz in das Gebiet der positiven Sättigung verschoben wird. Die Amplitude des Impulses wird vorzugsweise so gewählt, daß der Arbeitspunkt des Kernes nur bis an den Beginn des positiven Sättigungsgebietes, nämlich bis zum Punkt 14, verschoben wird. Während dieses Arbeitsvorganges tritt eine sehr große Flußänderung

ίο in der Spule auf, und die Spule stellt daher eine verhältnismäßig große Impedanz für den angelegten Impuls dar. Infolgedessen wird alle Energie, die der Spule zugeführt wird, wenn der Kern ursprünglich auf den negativen Remanenzpunkt magnetisiert war, verbraucht in dem Umsteuern des Kernes von dem Arbeitspunkt 12 in das Gebiet der positiven Sättigung, vorzugsweise an den Punkt 14 und sodann zu dem Punkt 10, und es tritt nur sehr wenig Energie über die Spule hinaus, um einen Ausstoßimpuls zu liefern.

Je nachdem also, ob der Kern anfänglich an dem Punkt 10 der positiven Remanenz oder an dem Punkt 12 der negativen Remanenz magnetisiert war, wird einem Impuls in der Magnetisierungsrichtung +H entweder eine niedrige Impedanz oder eine große Impedanz entgegengesetzt, und dieser Impuls ruft daher entweder einen großen Ausstoß oder einen verhältnismäßig kleinen Ausstoßimpuls hervor. Diese Verhältnisse sind bei der Konstruktion der magnetischen Verstärker nach der Erfindung verwertet.

Der komplementbildende magnetische Verstärker nach Fig. 2 und 3 enthält einen Kern 20, der vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise eine Hysteresisschleife nach Fig. 1 besitzt. Kern 20 trägt zwei Wicklungen, nämlich die Wicklung 21, welche als Kraft- oder Ausstoßwicklung bezeichnet wird, und eine Signal- oder Eingangswicklung 22. Das eine Ende der Kraftwicklung 21 ist mit einer Diode D1 verbunden, die wiederum mit dem Eingangsanschluß 23 verbunden ist, dem eine Folge von nach der positiven und nach der negativen Seite verlaufenden Kraftimpulsen gemäß Fig. 3 A zugeführt wird. Die Kraftimpulse gehen vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise von dem Mittelwert OVoIt aus und führen die Amplituden + und — FVoIt. Angenommen, daß der Kern anfänglich auf den Arbeitspunkt der positiven Remanenz magnetisiert war, dann ruft der Kraftimpuls, der an dem Anschluß 23 in der Zeitspanne Tl bis T 2 auftritt, einen Stromfluß über die Dioden Dl durch die verhältnismäßig niedrige Impedanz der Wicklung 21 und sodann durch eine Diode D 2 und den Belastungswiderstand RL nach Erde hervor. Infolge der niedrigen Impedanz, die von der Spule 21 in diesem Augenblick ausgeübt wird, tritt ein richtiger Ausstoßimpuls an dem Anschluß 24 in der Zeitspanne Tl bis T 2 auf. Im Zeitpunkt Tl kehrt der Arbeitspunkt des Kernes wieder an den Punkt 10 zurück, falls kein Eingangssignal vorliegt, und der nächste nach der positiven Seite verlaufende Kraftimpuls, der während der Zeitspanne T 3 bis Γ 4 angelegt wird, steuert den Kern wiederum nach der positiven Sättigung und liefert daher wiederum einen Ausstoß an dem Anschluß 24. In der Abwesenheit eines anderen Eingangsimpulses rufen aufeinanderfolgende, nach der positiven Seite verlaufende Kraftimpulse aufeinanderfolgende Ausstoß impulse an dem Anschluß 24 hervor, sofern der Kern anfänglich auf die positive Remanenz magnetisiert war.

Wird jedoch in der Zeitspanne T4 bis T5 beispielsweise ein Eingangsimpuls angelegt, dann verursacht dieser Impuls einen Stromfluß über eine Diode D 3 und

die Spule 22. Da die Spule 22 im entgegengesetzten Wicklungssinn wie die Spule 21 auf dem Kern aufgebracht ist, bewirkt dieser Eingangsimpuls eine magnetisierende Kraft in der Richtung —H. Während der Zeitspanne TA bis T5 bewirkt somit die Anlegung des Eingangsimpulses, daß der Kern 20 ummagnetisiert wird und der Arbeitspunkt des Kernes entgegen der Uhrzeigerrichtung von dem Punkt 10 über Punkt 15 nach Punkt 12 verschoben wird. Im Zeitpunkt T 5 liegt der Arbeitspunkt des Kernes am Punkt 12 der negativen Remanenz, und der Kern ist bereit, den nächsten positiv verlaufenden Kraftimpuls zu empfangen. Dieser nächste nach der positiven Seite verlaufende Kraftimpuls findet in der Spule 21 eine verhältnismäßig große Impedanz. Die gesamte Energie des Kraftimpulses wird verbraucht, um den Kern wieder auf das Gebiet der positiven Remanenz umzusteuern, d. h. den Arbeitspunkt vom Punkt 12 über den Punkt 14 nach dem Punkt 10 zu verschieben, so daß ein verwertbarer Ausstoß nicht möglich ist. Die Anlegung eines Eingangsimpulses in der Zeitspanne, in der der Kraftimpuls nach der negativen Seite verläuft, verhindert somit einen Ausstoßimpuls während des nächsten nach der positiven Seite verlaufenden Kraftimpulses. Auf diese Weise arbeitet das System als komplementbildender Verstärker.

Obwohl während der Zeitspanne T5 bis T 6 die Energie des positiv verlaufenden Kraftimpulses hauptsächlich verbraucht wurde, um den Kern von dem Gebiet der negativen Remanenz auf das Gebiet der positiven Remanenz umzusteuern, erscheint trotzdem noch ein kleiner Ausstoß an der Last RL, welche als Kriechausstoß bezeichnet wird. Solche Kriechausstöß; werden wirksam unterdrückt durch die Kombination des Widerstandes Rl und der Diode Z)5. Diese Unterdrückung wird durch geeignete Wahl der Größe des Widerstandes Rl möglich, welche es gestattet, daß ein Strom von Erde über die Diode D 5 und den Widerstand Rl zu der negativen Stromquelle — V fließt, der gleich oder größer ist als die Größe des Kriechimpulses, welcher unterdrückt werden soll. Infolge der Wirksamkeit der Diode D5 und des Widerstandes Rl erscheinen an dem Ausgang 24 nur Ausstoßimpulse, welche größer sind als der Kriechausstoßimpuls. Der Energiefluß über die Kraftwicklung 21, der durch die Anlegung des nach der positiven Seite verlaufenden Kraftimpulses an den Anschluß 23 hervorgerufen wird, verursacht einen Wechsel des Magnetflusses in der Spule 21, und diese Flußänderung ihrerseits induziert eine Spannung in der Signalspule 22. Diese induzierte Spannung ist an der Kathode der Diode D 3 negativ und an der Kathode der Diode D 4 positiv. Obwohl die induzierte Spannung klein ist, wenn der Kern an dem Arbeitspunkt 10 der positiven Remanenz magnetisiert war in dem Augenblick, in dem der nach der positiven Seite verlaufende Kraftimpuls angelegt wird, ist es doch notwendig zu verhindern, daß ein Strom in der Signalwicklung 22 unter dem Einfluß dieser induzierten Spannung fließt. Die Kombination des Widerstandes R2 mit der Diode D4 verwirklicht diese Verhinderung, indem sie es zuläßt, daß das untere Ende der Signalwicklung 22, welches an dem Verbindungspunkt des Widerstandes R 2 mit der Diode D 4 angeschlossen ist, das Potential des Kraftimpulses erhält, wenn der Kraftimpuls positiv ist. Da die Grundspannung jedes Eingangsimpulses, der über die Diode D 3 angelegt wird, OVoIt beträgt, fließt kein Strom unter dem Einfluß der geringen induzierten Spannung. Wenn der Kern 20 anfänglich auf den Arbeitspunkt 12 der negativen Remanenz magnetisiert war, dann tritt bei dem positiven Kraftimpuls eine verhältnismäßig große Flußänderung in dem Kern auf, und in der Wicklung 22 wird eine verhältnismäßig große Spannung induziert. Die Sperrwirkung der Kombination des Widerstandes R2 mit der Diode DA verhindert jedoch einen Stromfluß in der unteren Wicklung 22, wenn die Signalwicklung weniger Windungen besitzt als die Kraftwicklung 21. Dieses Wicklungsverhältnis muß bestehen, damit der Verstärker eine Spannungsverstärkung aufweisen kann.

Wenn der Kraftimpuls: nach der negativen Seite verläuft (Fig. 3A), dann kann nur ein vernachlässigbarer kleiner Strom über die Diode Dl fließen. Es kann angenommen werden, daß der Sperrwiderstand der verschiedenen Dioden unendlich groß und der Durchlaßwiderstand Null ist. Obwohl dies tatsächlich nicht genau zutrifft, sind diese Annahmen üblich und beeinträchtigen die Erklärung nicht wesentlich. Selbst wenn kein Strom über die Diode während der Anlegung des negativen Kraftimpulses fließt, fließt ein Strom in der aus dem Widerstand R 2 und der Diode D4 gebildeten Kombination, wobei die Größe dieses Stromflusses ungefähr gleich VIR2 ist. Dieser Strom dient dazu, das an den Verbindungspunkt des Widerstandes R2 und der Diode DA angeschlossene Ende der Signal wicklung 22 praktisch auf Erdpotential zu halten, und infolgedessen kann ein Signalimpuls, der während des negativen Kraftimpulses an die Diode D 3 angelegt wird, durch diese Diode D 3 zu der Wicklung 22 und von dort zu dem Verbindungspunkt des Widerstandes 7?2 und mit der Diode DA fließen, der annähernd an Erdpotential liegt. Der unter dem Einfluß des Eingangsimpulses durch die Diode D 3 fließende Strom muß eine genügende Magnetisierungskraft hervorrufen, um den Kern 20 von der positiven Remanenz zu der negativen Remanenz während der Impulsperiode umzusteuern. Dieser Wert des Stromes darf die Größe V/R2 nicht überschreiten, aber diese Bedingung ist leicht durch geeignete Wahl des Widerstandes R 2 einzuhalten.

Die beschriebene \¥irkungsweise läßt erkennen, daß der in Fig. 2 dargestellte Stromkreis einen komplementbildenden magnetischen Verstärker darstellt, bei welchem Ausstöße auftreten, solange wie kein Eingangssignal vorliegt, während der nach der negativen Seite verlaufenden Kraftimpulse. Solch ein komplementbildender magnetischer Verstärker kann verwendet werden als Teil einer Addiereinrichtung. Bevor jedoch die Addiereinrichtung mit komplementbildenden magnetischen Verstärkern beschrieben wird, soll zunächst noch der nichtkomplementbildende magnetische Verstärker erläutert werden.

Ein nichtkomplementbildender magnetischer Verstärker nach der Erfindung (Fig. 4 und 5) verwendet einen magnetisierbaren Kern 40, welcher wiederum vorzusweise, aber nicht notwendigerweise eine Hysteresisschleife nach Art der Fig. 1 besitzt. Der Kern 40 trägt zwei Wicklungen, die Kraft- oder Ausstoßwicklung 41 und die Signal- oder Eingangswicklung 42. Das eine Ende der Kraftwicklung 41 ist über eine Diode D 6 mit einer Quelle für positiv und negativ verlaufende Kraftimpulse gemäß Fig. 5 A verbunden. Es sei wiederum angenommen, daß die Kraftimpulse den Mittelwert 0 Volt besitzen und nach positiver und negativer Seite ausschwingen. Angenommen, daß der Kern 40 anfänglich auf den Arbeitspunkt 12 (Fig. 1) der negativen Remanenz magnetisiert war, verursacht die Anlegung eines positiven Kraftimpulses in der Zeitspanne Tl bis T 2 an den Eingangsanschluß 43 einen Stromfluß über die Diode D 6 zu der Wicklung 41

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und von dort über die Diode D 9 und den Wider- während des unmittelbar voraufgegangenen negativen

stand RL nach Erde. Da diese Energie zum größten Kraftimpulses angelegt wurde.

Teil verbraucht wird, um den Kern von der negativen Jeder Stromnuß durch die Wicklung 41 bewirkt, Remanenz (Punkt 12 der Fig. 1) in das Gebiet der wenn keine weiteren Umstände vorliegen, Flußändepositiven Remanenz (Punkt 10 der Fig. 1) umzti- 5 rungen, die bestrebt sind, in der Signaleingangswicksteuern, erscheint nur ein schwacher Ausstoß an dem lung 42 eine Spannung zu induzieren. Um den Ein-Belastungswiderstand RL, und dieser Kriechausstoß gangskreis, der an die Diode D 8 angeschlossen ist, wird wiederum durch die Kombination eines Wider- gegen Störungen von Seiten eines in der Kraftwickstandes R3 und der Diode D 7 unterdrückt, wie dies lung 41 fließenden Stromes zu schützen, ist die Signalbereits anläßlich der Fig. 2 erläutert worden ist. io wicklung 42 an die positive Spannung -\-E gelegt, Während der Zeitspanne Tl bis T2 bewirkt somit ein welche gleich groß, jedoch entgegengesetzt gerichtet nach der positiven Seite verlaufender Kraftimpuls nur zu der Spannung ist, die durch das Fließen des Rückdie Umsteuerung des Kernes von der negativen Rema- Stellstromes durch die Wicklung 41 induziert oder ernenz zu der positiven Remanenz, und infolge der zeugt werden könnte.

Kriechstromunterdrückung durch die Diode D 7 und 15 Jede Stufe des in Fig. 6 dargestellten Parallelden Widerstand R3 erscheint kein Ausstoß an dem addierers nach der Erfindung umfaßt mehrere magne-Anschluß 44. Während der Zeitspanne Γ 2 bis Γ 3 wird tische Verstärker, welche in Übereinstimmung mit den ein nach der negativen Seite verlaufender Kraftimpuls vorstehenden Erläuterungen arbeiten. Der Einfachheit an den Anschluß 43 angelegt, und dieser Impuls ver- halber sind in Fig. 6 nur eine einzige Stufe des anlaßt praktisch, daß die Diode D 6 sperrt. Während 20 Addierwerkes zusammen mit den notwendigen Verdieser Zeitspanne fließt ein Rückstellstrom über die bindungen zu der vorhergehenden und zu der nach-Kraftwicklung 41 von Erde über die Diode D 7 durch folgenden Stufe dargestellt. Die vollständige Verdie Wicklung 41 und sodann über den Widerstand i?4 stärkerstufe ist zwischen den gebrochenen vertikalen zu einer negativen Spannungsquelle —V. Der Wert Linien wiedergegeben, und sie wird als die ra-te Stufe dieses Stromes ist praktisch V[Rk, und der Wider- 25 bezeichnet, um anzudeuten, daß ihr die binären Stellen stand i? 4 wird so gewählt, daß der Stromnuß in der der Bedeutung 2" zugeführt werden. Die dargestellte umgekehrten Richtung durch die Diode 41 ausreicht, Ausführungsform der Erfindung verwendet einen bium den Kern in der Zeitspanne T 2 bis T 3 von der nären Zähler, der aus einem Vierteladdierer 60 besteht, positiven Remanenz auf die negative Remanenz um- dessen Ausgang mit einem ersten nichtkomplementzusteuern, wobei der Arbeitspunkt entgegen der Uhr- 30 bildenden Verstärker 61 verbunden ist. Die Definition zeigerrichtung längs der Hysteresisschleife verschoben eines Vierteladdierers ergibt sich aus der folgenden wird. Infolgedessen steht im Zeitpunkt T 3 der Arbeits- Beschreibung. Der Ausstoß des Verstärkers 61 ist punkt des Kernes wieder bei -BR, und der nächste wiederum mit dem Eingang eines weiteren nichtnach der positiven Seite verlaufende Kraftimpuls, der komplementbildenden Verstärkers 62 verbunden, desan den Anschluß 43 angelegt wird in der Zeitspanne 35 sen Ausgang zu dem Eingang einer Schleuse 63 führt, T3 bis T4, steuert wiederum den Kern zu der posi- die als Schleuse Gn bezeichnet wird, sowie auch zu tiven Remanenz um, ohne daß ein Ausstoß erzielt dem Anschluß 64 eines Summenausstoßes und zu dem wird. Bei Abwesenheit irgendeines Eingangssignals Eingang 65 des Vierteladdierers 60. An einen Anwird der Kern regelmäßig von der negativen Rema- Schluß 66 kann eine binäre Stelle einer Paralleleingabe nenz auf die positive Remanenz umgesteuert und so- 40 wahlweise angelegt werden. Jedes Signal, das an den dann wieder auf die negative Remanenz zurück- Anschluß 66 angelegt wird, wird über einen Puffer 67 gesteuert, ohne daß ein Ausstoß erzielt wird. einem weiteren Eingang 68 des Vierteladdierers 60 Angenommen, ein Eingangsimpuls gemäß Fig. 5 C und einem zweiten Eingang der Schleuse 63 zugewird an den Eingangsanschluß 45 in der Zeitspanne führt. Der Anschluß 66 ist als 2"-Eingang bezeichnet. T 4 bis T 5 angelegt, dann verursacht dieser Eingangs- 45 Wenn in einer vorhergehenden Addierstufe des impuls einen Stromfluß durch die Wicklung 42 über Paralleladdierers nach der Erfindung ein Übertragdie Diode D 8, welcher auf den Kern 40 eine zusatz- signal erzeugt worden ist, dann wird dieses Übertragliche magnetisierende Kraft ausübt. Die Wicklungs- signal von der n— 1-ten Addierstufe auf die n-te richtungen der Spulen sind so gewählt, daß der magne- Addierstufe, die in Fig. 6 dargestellt ist, übertragen, tisierenden Kraft, die von der Spule 42 in der Zeit- 50 und zwar wird das Übertragsignal an den Eingang spanne T4 bis T5 ausgeübt wird, der magnetisieren- des nichtkomplementbildenden Verstärkers 69 angeden Kraft entgegengesetzt ist, die durch den Rück- legt und gelangt von dort an den Eingang eines weistellstromfluß über die Spule 41 derselben Zeitspanne teren nichtkomplementbildenden Verstärkers 70. Der ausgeübt wird. Die magnetisierende Wirkung des Ausgang des Verstärkers 70 ist über einen Puffer 71 Rückstellstromflusses durch die Wicklung 41 wird so- 55 mit dem Eingang 68 des Vierteladdierers 60 und mit mit praktisch aufgehoben, so daß im Zeitpunkt Γ 5 der dem zweiten Eingang der Schleuse Gn verbunden. Der Kern immer noch auf die positive Remanenz magne- Ausstoß dieser Schleuse Gn erscheint an dem Antisiert ist. Die Anlegung des nächsten nach der posi- Schluß 72 und ist kennzeichnend für einen Übertrag tiven Seite verlaufenden Kraftimpulses in der Zeit- von der w-ten Addierstufe zu der n-\- 1-ten Stufe. Der spanne T5 bis T6 verursacht daher einen Ausstoß 60 Teil der Schaltung, welche den Vierteladdierer 60 und an dem Belastungswiderstand RL und an dem Aus- die beiden nichtkomplementbildenden Verstärker 61 Stoßanschluß 44. Wenn kein weiterer Eingangsimpuls und 62 umfaßt, wirkt wie ein binärer Zähler, indem in der Zeitspanne Γ 6 bis T 7 angelegt wird, dann ver- ein erstes Eingangssignal auf der Leitung 68, die mit ursacht der Rückstellstrom über die Wicklung 41 er- dem Vierteladdierer 60 verbunden ist, einen ersten neut eine Umsteuerung des Kernes auf den negativen 65 stabilen Ausstoßzustand hervorruft, welcher darge-Remanenzpunkt, so daß kein Ausstoß in der Zeit- stellt wird durch eine Mehrzahl von periodisch aufspanne Ύ7 bis T8 auftritt. Die Anordnung der Fig. 4 tretenden Impulsen an dem Ausgangsanschluß 64. Ein ermöglicht somit einen Ausstoß an der Last RL wäh- zweiter Eingangsimpuls an dem Anschluß 68 des rend der Anlegung eines positiven Kraftimpulses nur Vierteladdierers 60 verursacht, daß der binäre Zähler dann, wenn ein Eingangsimpuls an den Anschluß 45 70 einen zweiten stabilen Zustand annimmt, der durch

keine Ausstoßsignale an dem Ausgangsanschluß 64 dargestellt ist. Die beiden stabilen Zustände werden bezeichnet als der Einer-Zustand und der NuIl-Zustand. Die Schleuse 63 liefert ein Übertragsignal von der fi-ten Addierstufe bei der Umschaltung des binären Zählers von dem Einer- in den Null-Zustand. Die beiden weiteren magnetischen Verstärker 69 und 70 nehmen zusammen eine Kraftverstärkung und eine zeitliche Abstimmung des Ausstoßes der Übertragschleuse der η—1-ten Verstärkerstufe zu dem Vierteladdierereingang der M-ten Verstärkerstufe vor. Der Paralleladdierer erfordert n-\-1 Kraftimpulse, um zwei «-stellige binäre Zahlen zu addieren.

Die Arbeitsweise der Anordnung wird nicht beeinträchtigt, wenn die beiden Verstärker 61 und 62 komplementbildende magnetische Verstärker an Stelle von nichtkomplementbildenden magnetischen Verstärkern sind. Ebenso können die Verstärker 69 und 70 durch komplementbildende magnetische Verstärker ersetzt bis T4 erzeugt einen Ausstoßimpuls des Vierteladdierers 60, weil in dem gleichen Augenblick kein Eingangssignal an dem Anschluß 65 vorliegt, und dieser Ausstoß des Vierteladdierers 60 bewirkt, daß der nichtkomplementbildende magnetische Verstärker 61 in der Zeitspanne T 4 bis T 5 einen Ausstoß erzeugt (Fig. 7G). Der Ausstoßimpuls des Verstärkers 61 bewirkt, daß der Verstärker 62 in der Zeitspanne T 5 bis T 6 einen weiteren Ausstoßimpuls erzeugt, und dieser

ίο weitere Ausstoßimpuls wird über den Anschluß 65 dem Vierteladdierer 60 zugeführt, so daß der Vierteladdierer 60 in der Zeitspanne T 5 bis T 6 einen Ausstoßimpuls liefert. Der Ausstoßimpuls des Vierteladdierers 60 bewirkt wiederum, daß der Verstärker 61 einen Ausstoßimpuls erzeugt, wodurch die Folge der einzelnen Arbeitsgänge wiederholt wird. Auf diese Weise veranlaßt das Eingangssignal von der Übertragsschleuse der n — 1-ten Addierstufe, daß der binäre Zähler, welcher die Verstärker 61 und 62 und den

werden. Alle vier in Fig. 6 gezeigten magnetischen ao Vierteladdierer 60 umfaßt, einen ersten stabilen Aus

Verstärker können in der Form von komplementbildenden magnetischen Verstärkern an Stelle von nichtkomplementbildenden magnetischen Verstärkern ausgebildet sein, ohne die Wirkungsweise der Addierstufe zu verändern.

Die Wirkungsweise der in Fig. 6 dargestellten Anordnung wird an Hand des Arbeitsdiagramms der Fig. 7 deutlich. Die Erörterung beschränkt sich wieder auf die Beschreibung der Wirkungsweise einer einzigen Addierstufe, welche als die w-te Addierstufe bezeichnet wird. Für gewöhnlich sind so viele Addierstufen vorgesehen, wie notwendig werden, um die einzelnen Stellen einer parallelen binären Eingabe gleichzeitig aufzunehmen. Die Verstärker 62 und 70 werden von einer Impulsquelle für Kraftimpulse der Phase 1 gespeist, wie sie in Fig. 7 A angedeutet sind. Die Verstärker 61 und 90 werden von einer Impulsquelle für Kraftimpulse der Phase 2 gespeist, wie sie in Fig. 7 B dargestellt sind. Tritt ein Übertragsignal von der n— 1-ten Addierstufe in der Zeitspanne Tl bis T2 auf, dann erscheint dieses Übertragsignal auf der Leitung 73 und wird dem Eingang des Verstärkers 69 zugeführt. Der nichtkomplementbildende magnetische Verstärker 69 erzeugt daher in der Zeitspanne stoßzustand einnimmt, indem er aufeinanderfolgende Impulse liefert, z. B. an dem Summenanschluß 64. Insoweit keine gleichzeitigen Signale der Schleuse 63 (Gn) während einer der vorangegangenen Arbeitsvorgänge zugeführt wurden, erscheinen keine Ausstoßimpulse an dem Übertragausgang 72. Die Folge der beschriebenen und in Fig. 7 dargestellten Arbeitsvorgänge von der Zeitspanne Tl bis T 6 stellen den Arbeitszustand der w-ten Addierstufe dar, die diese unter dem Einfluß eines Übertragsignals auf der Leitung 73 ohne ein gleichzeitiges Zahleneingangssignal an dem Anschluß 66 einnimmt. Dieser Arbeitszustand entspricht der binären Addition einer binären Eins und einer binären Null, welche die Summe Eins und den Übertrag Null liefert.

Die Wirkungsweise der in Fig. 6 dargestellten Anordnung bei Vorliegen eines anderen Eingangszustandes wird beispielsweise für die Zeitspannen T 9 bis T14 in Fig. 7 dargestellt. Angenommen, ein Übertragsignal erscheint an der Leitung 73 von der n—1-ten Addier stufe während des Zeitintervalles T 9 bis TlOj dann veranlaßt dieses Übertragsignal wiederum, daß der Verstärker 69 einen Ausstoßimpuls in dem Zeitintervall T10 bis Γ11 erzeugt und der Ver-

TI bis T3 einen Ausstoßimpuls, der dem Eingang des 45 stärker 70 einen Ausstoßimpuls in der Zeitspanne TIl

weiteren Verstärkers 70 zugeführt wird. Der Verstärker 70 erzeugt infolgedessen in der Zeitspanne T 3 bis T4 einen Ausstoßimpuls. Der Ausstoßimpuls des Verstärkers 70 wird über den Puffer 71 dem Eingangsbis T12 erzeugt. Wenn ein binäres Zahlensignal während der Zeitspanne T 9 bis TlO an dem 2ⁿ-Eingangsanschluß 66 angelegt ist, dann wird dieses Signal über den Puffer 67 an den Eingangsanschluß 68 des Viertel

anschluß 68 des Vierteladdierers 60 zugeführt. Viertel- 50 addierers 60 angeschaltet, und dieser Vierteladdierer

addierer sind Kraft Definition Einrichtungen, welche bei dem Vorliegen eines von zwei Eingangssignalen ein Ausstoßsignal hervorrufen, nicht jedoch wenn beide Eingangssignale gleichzeitig auftreten. Die gleichzeitige Anwesenheit oder Abwesenheit von zwei Eingangssignalen bewirkt kein Ausstoßsignal. Der Vierteladdierer 60 kann in bekannter Weise ausgebildet sein. Die Arbeitsweise des Vierteladdierers 60 ist so nach der gewählten Definition, daß er ein Ausstoßsignal hervorruft, wenn ein einziges Eingangssignal an einem seiner beiden Eingangsanschlüsse 65 oder 68 auftritt. Der Vierteladdierer erzeugt keinen Ausstoß andererseits, wenn gleichzeitig Impulse den beiden Eingangsanschlüssen 65 und 68 zugeführt werden oder wenn keine Impulse an jedem der beiden Eingangsanschlüsse auftreten. Einrichtungen dieser Art sind bekannt, und eine mögliche Ausbildung ist in Fig. 8 dargestellt.

Die Anschaltung eines Eingangssignals an den An-60 erzeugt einen Ausstoßimpuls in der Zeitspanne T 9 bis TlO (Fig. 7F). Der Ausstoß des Vierteladdierers 60 bewirkt seinerseits einen Ausstoßimpuls des Verstärkers 61 in der Zeitspanne T10 bis T U₃ wodurch ein weiterer Ausstoßimpuls von dem Verstärker 62 in der Zeitspanne TIl bis T12 erzeugt wird. Wahrend der Zeitspanne TIl bis T12 erscheinen daher Eingänge an dem Vierteladdierer 60 an jedem seiner beiden Anschlüsse 65 und 68; das eine dieser Eingangssignale wird von dem Ausstoß des Verstärkers 70 geliefert, während das andere der beiden Eingangssignale von dem Ausstoß des Verstärkers 62 geliefert wird. Daher erzeugt der Vierteladdierer 60 keinen Ausstoß in der Zeitspanne T11 bis T12, wodurch der binäre Zähler veranlaßt wird, einen stabilen Zustand anzunehmen, der durch keine Ausstoßimpulse an dem Summenanschluß 46 gekennzeichnet ist. Aus dem gleichen Grunde sind während der Zeitspanne TIl bis T12 zwei Eingangssignale an die Schleuse 63 ange-

schluß 68 des Vierteladdierers 60 in der Zeitspanne T 3 70 legt, von denen das eine wieder von dem Verstärker

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62 und das andere von dem Verstärker 70 geliefert wird. Daher erzeugt die Schleuse 63 einen Ausstoßimpuls an ihrem Ausgangsanschluß 72 während der Zeitspanne T11 bis Γ12 (Fig. 7J).

Das gleichzeitige Auftreten eines Übertragsignals und eines Eingangsignals an dem Anschluß 2" in der ii-ten Addierstufe erzeugt einen Null-Ausgangszustand an dem Summenanschluß 64 und einen Ausstoßimpuls von der Übertragsschleuse Gn zu der w+l-ten Addierstufe. Die Addierstufe der Fig. 6 arbeitet damit wiederum in Übereinstimmung mit den Prizipien der binären Addition.

Für die Zeitspannen T15 bis T20 in Fig. 7 ist die Arbeitsweise der Anordnung dargestellt, wenn ein Eingangssignal an dem 2"-Eingang auftritt, ohne daß gleichzeitig ein Übertragsignal von der n— 1-ten Addierstufe vorliegt. Sobald während der Zeitspanne T15 bis 7Ί6 ein 2"-Eingang an dem Eingangsanschluß

66 auftritt, dann wird der Impuls über den Puffer 67 dem Eingang 68 des Vierteladdierers 60 zugeführt und veranlaßt, daß der Vierteladdierer einen Ausstoßimpuls in der Zeitspanne T15 bis T16 liefert. Dieser Ausstoßimpuls bewirkt seinerseits einen Ausstoßimpuls des Verstärkers 61 in der Zeitspanne T16 bis T17, wodurch ein weiterer Ausstoßimpuls von dem Verstärker 62 der Zeitspanne T17 bis T18 geliefert wird. Der Ausstoß des Verstärkers 62 wird über den Eingangsanschluß 65 dem Vierteladdierer 60 zugeführt, und infolgedessen erzeugt der Vierteladdierer einen weiteren Ausstoßimpuls in der Zeitspanne T17 bis T18. Dadurch nimmt der binäre Zählteil des Vierteladdierers den Einer-Ausstoßzuständ an. Insoweit nicht gleichzeitig Impulse an dem Übertrageingang der Überträgsschleuse 63 angelegt werden, erscheint kein Ausstoßimpuls auf der Leitung 72. Die Einrichtung arbeitet somit in Übereinstimmung mit den Prinzipien der binären Addition. Wenn keine Eingangssignale über die Leitung 73 oder über den Anschluß 66 angelegt werden, dann erscheinen keine Ausstoßimpulse an dem Summenausgang 64 oder an dem Übertragäusgang der Leitung 72. Die Addierstufe der Fig. 6 arbeitet für alle der möglichen Eingangszustände in der gewünschten Weise.

Fig. 8 zeigt eine mögliche Schaltungsanordnung für eine Addierstufe nach Fig. 6. Die magnetischen Verstärker mit den Kernen I bis IV entsprechen den nichtkomplementbildenden magnetischen Verstärkern 61, 62, 69 und 70 der Fig. 6. Jeder der Verstärker, die in Fig. 8 dargestellt sind, entsprechen den magnetischen Verstärkern, die in Zusammenhang mit der Fig. 4 erläutert wurden, und arbeiten auch entsprechend diesen Erläuterungen. Die Schleuse 63 (Gn) entspricht der aus den Widerständen i?5, RQ₃ Rl und den Dioden DlO und Ό\1 sowie einer Ableitungsdiode D12 gebildeten Kombination. Die Dioden D13 und D14 entsprechen den Puffern

67 und 71.

Der Vierteladdierer 60 der Fig. 6 kann die verschiedensten Ausbildungen aufweisen einschließlich von Einrichtungen, welche magnetische Verstärker der Impulstype und der Trägertype verwenden, sowie von Einrichtungen, welche Impulstransformatoren z. B. verwenden. Ein solcher Vierteladdierer der Transformatortype ist in Fig. 8 dargestellt. Er umfaßt einen Impulstransformator T, der eine Sekundärwicklung 74 und zwei Primärwicklungen 75 und 76 enthält. Die Primärwicklungen sind an einem Anschluß 77 zusammen verbunden, und zwischen dem Anschluß 77 und Erde ist eine Diode D15 eingeschaltet. Ein Widerstand R8 ist zwischen den Anschluß 77 und eine negative Spannungsquelle — V gelegt. Das obere Ende der Primänvicklung 75 ist an die Kathode einer Diode 65 angeschlossen, deren Anode dem Eingangsanschluß 65 der Fig. 6 entspricht, während das untere Ende der Primärwicklung 76 mit der Kathode einer Diode verbunden ist, deren Anode dem Eingangsanschluß 68 entspricht. Die beiden Primärwicklungen 75 und 76 sind in entgegengesetztem Wicklungssinn gewickelt. Die Polaritäten der Wicklungen 74, 75 und 76 sind in Fig. 8 durch einen Punkt angedeutet.

Bei Abwesenheit eines Eingangssignals an jedem der beiden Anschlüsse 65 und 68 fließt ein Strom von Erde über die Diode D15 durch den Widerstand R8 zu der negativen Spannungsquelle -V₁ wodurch der Anschluß 77 der Primärwicklungen 75 und 76 praktisch auf Erdpotential gehalten wird. Sobald ein Impuls an einem der Anschlüsse 65 oder 68 auftritt, fließt ein Strom in der entsprechenden Primärwicklung und erzeugt ein Potential in der Sekundärwicklung 74. Wenn jedoch gleichzeitig Impulse an den beiden Anschlüssen 65 und 68 auftreten, dann werden das obere Ende der Wicklung 75 und das untere Ende der Wicklung 76 auf das gleiche Potential angehoben, und der Anschluß 77 wird auf ein Potential, das über Erdpotential liegt, gehoben. Infolgedessen fließt kein Strom durch die Wicklungen 75 und 76, und es wird keine Spannung in der Sekundärwicklung 74 induziert. Bei Anwesenheit eines oder des anderen der beiden Eingangssignale wird ein Ausstoßsignal erzeugt, während bei der gleichzeitigen Anwesenheit oder der gleichzeitigen Abwesenheit der beiden Eingangssignale kein Ausstoßsignal erzeugt wird. Die Anordnung, welche den Transformator T und die Wicklungen 74, 75 und 76 in Verbindung mit der Diode D15 und dem Widerstand R 8 enthält, wirkt somit als Vierteladdierer und kann verwendet werden, um die Funktion des Vierteladdierers 60 der Fig. 6 auszuüben.

' Eine weitere Addierstufe für die parallele Addition binärer Zahlen ist in Fig. 9 dargestellt. Auch diese Stufe enthält im wesentlichen einen binären Zähler in Verbindung mit Mitteln für die wahlweise Erzeugung eines Übertragausstoßsignals. Die besondere Anordnung der Fig. 9 empfängt ein Übertragssignal von der ra—1-ten Stufe über die Leitung 78, und dieses Übertragssignal wird über einen Puffer 79 an den Eingang eines nichtkomplementbildenden magnetischen Verstärkers 80 geschaltet sowie über eine Leitung 81 an einen Eingang einer Schleuse 82. Der Ausstoß des nichtkomplementbildenden magnetischen Verstärkers 80 wird dem Eingang einer weiteren Schleuse 83 zugeführt. Der Ausstoß dieser Schleuse erscheint wahlweise an einem Summenausstoßanschluß 84. Der Anschluß 84 ist mit dem Eingang eines weiteren nichtkomplementbildenden magnetischen Verstärkers 85 verbunden, dessen Ausgang über die Leitung 86 mit dem anderen Eingang der Schleuse 82 verbunden ist und über einen Puffer 87 mit dem Eingang des nichtkomplementbildenden magnetischen Verstärkers 80. Der Ausgang der Schleuse 82 wird wahlweise über einen Puffer 88 dem Eingang eines komplementbildenden magnetischen Verstärkers 89 zugeführt, dessen Ausgang sowohl zu dem zweiten Eingang der Schleuse 83 wie zu dem Eingang eines weiteren komplementbildenden magnetischen Verstärkers 90 verbunden ist. Der Ausstoß des komplementbildenden magnetischen Verstärkers 90 wird über einen Puffer 81 geleitet und wirkt als Übertragausgang für die n+ 1-teAddierstufe. Der 2ⁿ-teEingang wird wahlweise über einen Anschluß 92 eingespeist, und ein Puffer 93 leitet ihn an den Eingang der Schleuse 82 über die Leitung 81 sowohl wie

an dem Eingang des nichtkomplementbildenden magnetischen Verstärkers 80 über den Puffer 79.

Ein Anschluß 94 ist vorgesehen für die Rückstellung auf Null. Dieser Anschluß ist z. B. an eine Leitung 95 angeschlossen, die über einen Puffer 96 mit dem Eingang des komplementbildenden magnetischen Verstärkers 89 und mit dem Eingang des entsprechenden komplementbildenden magnetischen Verstärkers in jeder der Verstärkerstufen verbunden ist. Ein an den Anschluß 94 angeschalteter Impuls wird über die Leitung 95 und den Puffer 96 dem Eingang des komplementbildenden magnetischen Verstärkers 89 zugeführt und verhindert dadurch jeglichen Ausstoß dieses Verstärkers. Das Fehlen eines Ausstoßes des komplementbildenden Verstärkers 89 verhindert einerseits, daß irgendein Ausstoß an dem Summenausgangsanschluß 84 über die Schleuse 83 auftritt, so daß nach der Anschaltung eines Impulses an den Rückstellanschluß 94 alle Summenausstoßanschlüsse 84 der verschiedenen Verstärkerstufen den Null-Ausgangszustand annehmen.

Aus dem Arbeitsdiagramm der Fig. 10 wird die Wirkungsweise der in Fig. 9 dargestellten Anordnung deutlich. Die Impulse, die während der Zeitspannen Tl bis Tl auftreten, entsprechen der Situation, daß sowohl ein Übertragssignal wie ein 2"-tes Eingangssignal der Verstärkerstufe zugeführt wird. Die für die Zeitspanne T 9 bis T14 dargestellten Impulse entsprechen der Arbeitsweise, daß nur ein 2"-tes Eingangssignal zugeführt wird, während kein Übertragssignal vorliegt, und die für die Zeitspannen T16 bis T 21 dargestellten Impulse geben die Arbeitsweise wieder, wenn nur ein Übertragssignal zugeführt wird, ohne daß ein 2"-tes Eingangssignal der «-ten Addierstufe zugeführt ist.

Wenn ein Übertragssignal über die Leitung 78 in der Zeitspanne TI bis T3 zugeführt wird, dann wird dieser Eingangssignalimpuls über den Puffer 79 dem Eingang des nichtkomplementbildenden Verstärkers 80 zugeleitet, wodurch der Verstärker 80 einen Ausstoßimpuls in der Zeitspanne T 3 bis T4 erzeugt. Dieser Ausstoßimpuls wird einem der Eingänge der Schleuse 83 zugeführt. Da dem komplementbildenden magnetischen Verstärker 89 kein Eingangssignal zugeführt wurde, erzeugt dieser Verstärker Ausstoßimpulse in den Zeitintervallen Π bis T 2, T 3 bis T 4 usw. Infolgedessen liegen in der Zeitspanne T3 bis T4 Impulseingänge an jeder der beiden Eingangsklemmen der Schleuse 83. Die Schleuse 83 erzeugt daher einen Ausstoßimpuls in diesem besonderen Zeitabschnitt, der an dem Summenausgangsanschluß 84 (Fig. 10F) erscheint, und dieser Ausgangsimpuls wird gleichzeitig dem Eingang des nichtkomplementbildenden magnetischen Verstärkers 85 zugeleitet. Der Verstärker 85 erzeugt daher einen Ausstoßimpuls in der Zeitspanne T4 bis T5, der über die Leitung 86 einem Eingang der Schleuse 82 und über den Puffer 87 dem Eingang des nichtkomplementbildenden magnetischen Verstärkers 80 zugeleitet wird. Das Eingangssignal an dem Verstärker 80 in der Zeitspanne T4 bis T5 verursacht, daß der Verstärker 80 einen Ausstoßimpuls in der Zeitspanne T 5 bis T 6 erzeugt.

Wenn während der Zeitspanne T 4 bis T 5 ein 2"-tes Eingangssignal dem Anschluß 92 und dem Puffer 93 zugeführt wird, dann wird dieser Eingangsimpuls über die Leitung 81 an den einen Eingang der Schleuse weitergeleitet. Die Schleuse 82 erzeugt daher einen Ausstoßimpuls während der Zeitspanne T 4 bis T 5 (Fig. 101), der über den Puffer 88 an den Eingang des komplementbildenden magnetischen Verstärkers 89 geleitet wird und verhindert, daß dieser Verstärker 89 in der Zeitspanne T5 bis T 6 irgendeinen Ausstoß liefert. Das Fehlen des Ausstoßes von dem Verstärker 89 verhindert die Schleuse 83, einen Impuls in der Zeitspanne T5 bis T 6 zu liefern, selbst wenn in dieser Zeitspanne ein Ausstoß des Verstärkers 80 vorliegt. Daher erzeugt die Addierstufe keine Ausstoßimpulse an dem Summenausgangsanschluß 84. Dies ist in der Tat ein stabiler Zustand insoweit, als das Fehlen von Ausstoßimpulsen an dem Anschluß 84 verhindert, daß irgendein Ausstoß von dem nichtkomplementbildenden magnetischen Verstärker 85 geliefert wird, welcher seinerseits wiederum verhindert, daß irgendein Ausstoß von dem nichtkomplementbildenden Verstärker 80 geliefert wird usw.

Die Ausstoßimpulse, die von dem komplementbildenden Verstärker 89 in den Zeitspannen Tl bis T2, T 3 bis T4 usw. erzeugt werden, werden auch dem Eingang des komplementbildenden magnetischen Verstärkers 90 zugeführt und dienen dazu, jeglichen Ausstoß dieses Verstärkers zu unterbinden. Das Auftreten eines Ausstoßes von der Schleuse 82 während der Zeitspanne T 4 bis T 5 verhindert jedoch, daß ein Ausstoß des Verstärkers 89 während dieses Zeitintervalls T 5 bis Γ6 auftritt, wie dies vorher erläutert worden ist, und daher erzeugt der komplementbildende magnetische Verstärker 90 einen Ausstoßimpuls in der Zeitspanne T 6 bis T 7 (Fig. 10J). Das Anlegen eines Übertragsignalimpulses über die Leitung 78 und der 2ⁿ-te Eingangsimpuls über den Anschluß 92 hat daher die Verstärkerstufe veranlaßt, den Nullsummenausgang zu liefern, und hat die Einrichtung veranlaßt, einen Übertragimpuls zu der nächsten Verstärkerstufe zu liefern. Diese Wirkungsweise entspricht den Prinzipien der binären Addition, nach denen zwei Einer-Eingänge eine Summe Null und einen Übertrag Eins hervorrufen.

Die für die Zeitspannen TQ bis T14 in Fig. 10 dargestellten Impulse geben einen anderen Arbeitsablauf wieder. In Abwesenheit eines Eingangsimpulses erzeugt der komplementbildende magnetische Verstärker 89 Ausstoßimpulse in den Zeitspannen T9 bis Π0, TIl bis T12, Γ13 bis Γ14 usw. Nimmt man zunächst an, daß kein Übertragsignal auf der Leitung 79 in einem bestimmten Zustand erscheint, daß aber ein 2"-Eingangssignal über den Anschluß 92 und den Puffer 93 in der Zeitspanne Γ10 bis TIl angelegt wird, dann wird dieses 2ⁿ-Eingangssignal über den Puffer 79 dem Eingang des nichtkomplementbildenden magnetischen Verstärkers 80 zugeführt und bewirkt, daß dieser Verstärker 80 einen Ausstoß in der Zeitspanne TIl bis T12 liefert (Fig. 10D). Insoweit ein Ausstoßimpuls von dem Verstärker 89 der Schleuse 83 während derselben Zeitspanne zugeführt wurde, läßt die Schleuse 83 einen Ausstoßimpuls zum Summenausgangsanschluß 84 während der Zeitspanne TIl bis T12 durch. Der Ausgang der Schleuse 83 ist mit dem Eingang des nichtkomplementbildenden magnetischen Verstärkers 85 verbunden, wodurch dieser Verstärker 85 einen Ausstoßimpuls während der Zeitspanne T12 bis T13 liefert, und dieser Ausstoßimpuls wird über den Puffer 87 dem Eingang des nichtkomplementbildenden magnetischen Verstärkers 80 zugeführt. Ein stabiler Zustand wird daher erreicht, indem Ausstoßimpulse an dem Summenausgangsanschluß 84 erscheinen. Das Fehlen eines Übertrageingangs auf der Leitung 78 bewirkt daher, daß in diesem Zustand kein Ausstoß von der Schleuse 82 auftritt, wodurch der komplementbildende magnetische Verstärker 89 in der Erzeugung von Ausstoßsignalen fortfährt, welche

nicht nur die Schleuse 83 öffnen, sondern auch dazu dienen, um Ausstöße des kotnplementbildenden magnetischen Verstärkers 90 zu verhindern. Die Einrichtung arbeitet daher wiederum in Übereinstimmung mit den Prinzipien der binären Addition insoweit, als ein einzelner Einer-Eingang einen Einer-Summenausgang und kein Übertragsignal hervorruft.

Eine weitere Arbeitsfolge ist für die Zeitspannen T15 bis T 21 in Fig. 10 wiedergegeben. Wenn ein Übertrageingangssignal von der η—1-ten Addierstufe ίο über die Leitung 78 in der Zeitspanne T16 bis T17 eintrifft, dann verursacht dieses Übertragsignal, daß der nicht komplementbildende magnetische Verstärker 80 einen Ausstoßimpuls in der Zeitspanne T17 bis T18 liefert. Der komplementbildende magnetische Verstärker 89 erzeugt ebenfalls einen Ausstoßimpuls während der Zeitspanne T17 bis T18, wodurch die Schleuse 83 veranlaßt wird, einen Ausstoßimpuls zu dem Summenausgangsanschluß während der Zeitspanne Γ17 bis Tl8 durchzulassen. Der an dem Summenausgangsanschluß 84 erscheinende Ausstoßimpuls wird wiederum an den Eingang des Verstärkers 85 zurückgeführt, und der Ausstoß des Verstärkers 85 wird während der Zeitspanne T18 bis T19 dem Eingang des Verstärkers 80 über den Puffer 87 zugeführt. Wiederum wird dadurch ein stabiler Zustand eingestellt, in welchem periodisch Ausstoßimpulse an dem Summenausgangsanschluß 84 erscheinen. Das Fehlen eines Eingangsimpulses für den 2"-ten Eingangsanschluß 92 sichert es jedoch, daß kein Ausstoß über die Schleuse 82 übertragen wird, wodurch der komplementbildende magnetische Verstärker 90 gehindert wird, ein Übertragausstoßsignal zu erzeugen. Auch in diesem Fall arbeitet somit die Einwicklung des magnetischen Verstärkers I zugeführt wird, welcher nach der positiven Seite verläuft, dann ist die Diode D22 leitend, wodurch die Diode D23 und der Widerstand R15 praktisch unmittelbar mit dem unteren Ende der Kraftwicklung verbunden sind und als ein Kriechstromunterdrücker mit den früher erörterten Eigenschaften wirkt. Wenn der Kraftimpuls, der an das obere Ende der Kraftwicklung angelegt wird, negativ wird, dann ist die Diode D22 sperrend. In derselben Weise sperrt auch die Diode D 22, so daß keine Energie der Schleuse Gl zugeführt wird und der Kriechstromunterdrücker ausgeschaltet ist.

Die abgewandelten Verstärkerausbildungen der Fig. 11 sehen auch andere Stromwege in den verschiedenen nichtkomplementbildenden Verstärkern vor für den Durchlaß des Rückstellstromes während der Anlegung der negativen Kraftimpulse für die Umsteuerung der nichtkomplementbildenden magnetischen Verstärkerkerne von ihren positiven Remanenz- zu ihren negativen Remanenzarbeitspunkten. Der Rückstellstromfluß fließt durch die Kraftwicklung und wird hervorgerufen durch die Verbindung der oberen Enden der Signal wicklungen, z. B. der Signalwicklung des Verstärkers I, mit einer negativen Spannungsquelle — V über einen Widerstand R16. Wenn ein mit der Kraftwieklung verbundener Kraftimpuls negativ verläuft, dann fließt ein Strom von der positiven Spannungsquelle + £, die mit dem unteren Ende der Signal wicklung verbunden ist, über die Signal wicklung und den Widerstand R16 zu der negativen Spannungsquelle — V. Dieser Strom fließt in der geeigneten Richtung, um den Kern von seinem positiven Remanenzpunkt zu seinem negativen Remanenzpunkt umzu-

richtung in Übereinstimmung mit den Prinzipien der 35 steuern während der Anlegung des nach der negativen

binären Addition. Seite verlaufenden Kraftimpulses an die Kraftwick-

Wenn kein Eingangsimpuls über die Leitung 78 lung des Verstärkers, und daher arbeitet die Einrich-

oder über den Anschluß 92 auftritt, dann erzeugt die tung in Übereinstimmung mit den bereits erläuterten

Einrichtung einen Null-Ausstoß an dem Summenaus- Prinzipien. Die Anschaltung eines Eingangsimpulses

gangsanschluß 84 und ebenfalls einen Null-Ausstoß an 40 an die Signal wicklung verhindert

dem Ubertragausgang über den Puffer 91 zu der n+ 1-ten Addierstufe.

Fig. 11 zeigt eine mögliche Schaltungsanordnung zur Durchführung des Blockschemas der Fig. 9. Die den Kern, umgesteuert zu werden von dem positiven Remanenzpunkt auf den negativen Remanenzpunkt, und erlaubt daher dem Verstärker, einen Ausstoß während des nächstfolgenden positiven Kraftimpulses zu erzeugen.

Verstärker mit den Kernen I bis IV entsprechen den 45 Die verschiedenen abgewandelten Kriechstromunter-

magnetischen Verstärkern 80, 89, 85 und 90. Die Schleuse 82 wird durch die Kombination der Widerstände R 9, R 10, R11 in Verbindung mit den Dioden D16 und D17 und der Ableitungsdiode D18 wiederdrückeranordnungen, die in Verbindung mit den Verstärkern der Fig. 11 erörtert worden sind, und der abgewandelte Rückstellstromweg wird in ähnlicher Weise sowohl bei den niehtkomplementbildenden

gegeben. Die Schleuse 83 wird durch die Kombination 50 magnetischen Verstärkern mit den Kernen I und III

der Widerständet? 12, R13 und i?14 mit den Dioden .D19 und D 20 und der Abzweigdiode D 21 wiedergegeben. Die verschiedenen Puffer der Fig. 9 sind durch entsprechende Dioden in Fig. 11 nachgebildet.

Die in der Fig. 11 dargestellten Verstärker sind etwas abweichend ausgebildet von den in den Fig. 2 und 4 dargestellten Anordnungen. Diese abweichenden Ausbildungen sind wiedergegeben worden als eine der möglichen Ausbildungen nach der Erfindung. Die verschiedenen Kriechstromunterbrecherstromkreise umfassen ein Paar von Dioden, derenKathoden zusammengeschaltet sind in Verbindung mit einem Widerstand, der zwischen die gemeinsame Kathodenverbindung und eine negative Spannungsquelle — V eingeschaltet ist. Betrachtet man beispielsweise den Verstärker mit dem Eisenkern I, so wird ersichtlich, daß der mit dem unteren Ende der Kraftwieklung verbundene Kriechstromunterdrücker aus den Dioden D 22 und Ö23 in Verbindung mit einem Widerstand R15 gebildet ist.

verwendet.

Um binäre Zahlen mit η Stellen zu addieren, sind η Addierstuf en erforderlich, wie sie in Fig. 9 oder 11 dargestellt sind, wobei eine Addierstufe für jeden kennzeichnenden Platz der binären Zahlenwerte vorgesehen ist. Insoweit, als Übertragssignale an dem Ausstoß des komplementbildenden Verstärkers 90 (Fig. 9 und 10) erzeugt werden, werden die eine Impulsperiode oder zwei Impulsabstände nach den Eingangsstellen empfangen, so daß die höchste Additionsgeschwindigkeit bestimmt wird durch die Zahl der Stellen in einem binären Zahlenwert. Eine Addiereinrichtung nach der Erfindung für vierstellige binäre Zahlenwerte kann eine vierstellige binäre Zahl nach je fünf Impulsperioden oder nach jedem zehnten Impulsabstand aufnehmen.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur Illustrationen der Erfindung und die verschiedensten Abwandlungen sind dem Fachmann möglich. Im be

Wenn ein Kraftimpuls dem oberen Ende der Kraft- 70 sonderen können unterschiedliche Ausformungen von

komplementbildenden und nichtkomplementbildenden magnetischen Verstärkern verwendet werden. Die verschiedensten unterschiedlichen Ausbildungen solcher Verstärker sind bereits vorgeschlagen worden. Alle diese Ausbildungsformen fallen mit unter die Erfindung. Auch für die binären Zähler, die ein Teil der Addierstufen der Erfindung bilden, sind die verschiedensten Ausbildungen möglich.

Auch der Vierteladdierer der Fig. 8 ist nur eine beispielsweise Ausführungsform für die Verwirklichung des Prinzips der Erfindung, und Abwandlungen eines solchen Vierteladdierers sind für jeden Fachmann möglich.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Mehrstufiger binärer Akkumulator zum Aufsummen nacheinander eingegebener, mehrstelliger binärer Informationen, deren einzelne Stellen den einzelnen Akkumulatorstufen parallel eingegeben werden, unter Verwendung eines Zählers in jeder ao Stufe, der aus einem impulsgesteuerten, magnetischen Verstärker besteht, dessen Ausgang über Verzögerungseinrichtungen mit dessen Eingang verbunden ist und der einen Stromlauf zur Erzeugung und Anschaltung eines Übertragsignals im geeigneten Zeitpunkt an den Eingang der nächsthöheren Stufe enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis der Übertragsignale zwei in Reihe geschaltete, impulsgesteuerte magnetische Verstärker gleicher Ausbildung (69, 70 in Fig. 6; 89, 90 in Fig. 9) enthält, welche durch Impulse entgegengesetzter Phasenlage gesteuert werden.

2. Mehrstufiger binärer Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragskreis ein Gatter (63 in Fig. 6; 82 in Fig. 9) enthält, das mit dem Eingang des ersten der in

Reihe geschalteten, impulsgesteuerten magnetischen Verstärker zur Steuerung der Anlegung eines Steuerimpulses an diese Reihenschaltung verbunden ist, wodurch die Zeit festgelegt wird, zu der der zweite der in Reihe geschalteten Verstärker einen als Übertragsignal in der nächsthöheren Akkumulatorstufe verwendeten Impuls erzeugt.

3. Mehrstufiger binärer Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Eingang der nächsthöheren Akkumulatorstufe ein Vierteladdierer (60) vorgeschaltet ist, dem das in der nächstniedereren Akkumulatorstufe erzeugte Übertragsignal zur Steuerung des Zustandes des Zählers der nächsthöheren Akkumulatorstufe zugeführt wird.

4. Mehrstufiger binärer Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Eingang der nächsthöheren Akkumulatorstufe zur Ermöglichung zweier elektrisch isolierter Eingangssignale Entkopplungseinrichtungen (67, 71 in Fig. 6; 93 in Fig. 9) vorgesehen sind, über welche das Übertragsignal und das Stelleneingabesignal zugeleitet werden können.

5. Mehrstufiger Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Verstärker der zur Verzögerung des Übertragsignals vorgesehenen Reihenschaltung der in Reihe mit einer UND-Stufe (82) liegende komplementbildende Verstärker (89) zur Steuerung des Summensignals des binären Zählers ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

USA.-Patentschrift Nr. 2 729 755;

»Arithmetic Operations in Digital Computers«, D. van Nostrand Comp., Inc., New York, 1955, insbesondere S. 83 bis 92; 98, 99, 103 bis 105, 107 bis 109.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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