DE833868C

DE833868C - Elektrische Stromkreise fuer Rechenmaschinen

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Publication number: DE833868C
Application number: DEM1345A
Authority: DE
Original assignee: National Research Development Corp UK
Current assignee: National Research Development Corp UK
Priority date: 1949-01-17
Filing date: 1950-01-10
Publication date: 1952-03-13
Also published as: CH296381A; GB705478A; US2693907A; FR1008424A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 13. MÄRZ 1952

-¹^ 1345 IXb j 43 m

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Stromkreise zur Binärzifferrechnung¹ und ins besondere auf S t rom kr;i »anordnungen zur Durchführung des Additionsvorganges zweier Rinärzahlen nach der Reihenmethode, d. h. von Binärza'blen. deren jede in dynamischer Form als eine zeitliche Folge elektrischer Zeichen darstellbar ist.

Die Addition ist der fundamentale arithmetische Rechnungsgaug in der Zifferrechnung, wie auch gezeigt werden kann, daß alle anderen arithmetischen Rechmings'gänige auf einfache Additions- und SuI)-traktionsvorgänge zurückgeführt werden- können, und dal.! die Subtraktion ihrerseits durch den Gebrauch von Komplementärzahlen als Addition behandelt wurden kann. ISeim Additionsvorgang zweier lünärzahle'H ./ und Ii nadh der Reiheumethode werden die zu addierenden Zahlen Ziffer um Ziffer, beginnend mit den niedrigsten Kennziffern, berücksichtigt, und für jedes Paar einander zugeordneter Ziffern wird ein gesonderter Rechnungsgang durchgeführt. Während der Addition ist die μ-te Ziffer der Summe nicht nur von den rc-ten Ziffern der Zahlen A und B, sondern auch von den nächstniedrigeren Kennziffern der Zaihlen abhängig. Die Wirkung dieser nachstnicdrigeren Kennziffern kann as durch die Ziffer einer dritten Zahl dargestellt werden, die aus den Ül>ertragseinheiten zusammengesetzt ist, die im Lauf der Aufeinanderfolgen von Rechnungsgängen erzeugt werden, die den Additionsvorgang einsehließen. Bei jeder Stufe des Additionsvorgang.es ist es deshalb nötig, die einander zugeordneten Ziffern A und B der beiden Zahlen A und Ii und ebenso die Ubertragsziffer C_ü, die von der vorherigen Stufe abgeleitet wurde, zu nehmen

und aus diesen drei Ziffern zu entscheiden, ob die entsprechende Ziffer in der Ergebniszahl A + B eine ο oder eine ι ist und ebenso, ob eine ι-Ziffer C mit 2 zu multiplizieren, d. h. zu übertragen ist oder nicht, um die Ziffer C₀ für die nächste Stufe des Rechnungsganges zu werden.

Die Tabelle gibt die Bedeutungen der Ziffern in der Summe A + B und der Ziffer C für die acht möglichen Kombinationen ι bis 8 der Ziffern A, B und C₀ an, die bei jeder Stufe des Additionsvorganges auftreten können. Spalte 5 der Tabelle gibt die Anzahl der ien an, die in der Gruppe entsprechender Ziffern A, B, C₀ für jede der acht Kombinationen auftreten. Man sieht, daß jeder Wert o, i, 2 und 3 für die Anzahl der 1-Ziffern in den Gruppen A, B, C₀ einer einzigen Kombination der Erigebnisziffern A + B und C entspricht. (In Systemen dieser Art wird eine Ziffer 1 als Impuls und eine Ziffer ο durch das Felhlen eines Impulses dargestellt.)

Tabelle

Kom bination	A	B	*C_D*	*A + B + C_D*	A-r B	C
I	O	O	O	O	O	O
2	O	O	I
3	O	I	O	I	I	O
4	I	O	O
5	O	I	I
6	I	O	I	2	O	I
7	I	I	O
8	I	I	I	3	I	I

Eine bekannte Methode der Durchführung des Additionsvorganiges von Binärzahlen beruht auf der Tatsache, daß die Ziffern der Einigangszahlien A, B und Cp das Ergebnis in gleichem Maße herbeiführen, und daß deshalb die zugehörigen Bedeutungen für die Ergebnisziffern A + B und C dadurch erhalten werden können, daß mittels eines Zä'hl'vorganges entschieden wird, wie viele der Ziffern A, B und C₀ ien sind. Das Zählen kann mittels eines ZifferrechnungS'ganiges durohigeführt werden, der in sich begreift, daß die Impulse, welche die Ziffern darstellen, so angeordnet werden, daß sie zeitlich nicht gleichzeitig auftreten, oder es kann mittels einer analogen Methode durchgeführt werden. In der analogen Art des Zählens werden die A-, B-un'd Cß-Impulse so angeordnet, daß sie gleichzeitig in einem Einheitsniveau erscheinen und in der AmpLi tu de addiert werden, wobei dlie Anza'hl der ien durch Beobachtung der Amplitude des zusammengesetzten Zeichens entschieden wird. Diese Zählmethod'e macht es möglich, daß alle drei Eingangszeichen zur gleichen Zeit berücksichtigt werden können und die Ausgangs^ + B und C)zeichen unmittelbar erzeugt werden (getrennt durch die natürliche Verzögerung, die durch Stram'kreiszeitkonstanten venirsacht wird). Ein Additionsstromkreis, der auf der analogen Zählmethode basiert, erfordert jedoch Stromkreis!', die kritisch so ein-'gestellt sind, daß sie amplitudenstabile Impulse erzeugen und die nötige Amplitudenunterscheidung für den Zählvorgang bewirken.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es. einen Binärzifferadditionsstromkreis der erwähnten Art vorzusehen, welcher so beschaffen ist, daß er mit Zahlen arbeitet, deren entsprechende Ziffern gleichzeitig auftreten, der aber nicht die Aufrechterhaltung der kritischen Stromkreisbetriebsbedingungen erfordert, die für den erfolgreichen Betrieb der Additionsstromkreise nötig ist. die mittels der analogen Zählmethode arbeiten.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es, einen Additionsstromkreis der erwähnten Art vorzusehen, welcher mittels der Vornahme einer Aufeinanderfolge logischer Operationen zwischen Zifferimpul^!sen arbeitet, und zwar so. daß die Erfordernisse für die Erzeugung der gewünscihten Ergebnisziffern A + B und^: C, die den Eingangsziffern A, B und C_n entsprechen, erfüllt werden.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es, einen Binärzifferstromkreis vorzusehen, der nur aus Stromkreisen aufgebaut ist, die so angeordnet sind, daß sie die logischen Operationen entsprechend, den Logischen Auffassungen des AND, OR und XOT, wie weiter unten definiert, ausführen.

Logische Operationen sind die einfachste Art von Operationen, welche mit Zahlen ausgeführt werden können und sind diejenigen Operationen, in welchen die «-te Ziffer in der Ergebniszahl nur von der M-ten Ziffer oder den »-ten (gleichzeitig erscheinenden) Ziffern der behandelten Zahlen abhängt. Die einfachste positive logische Operation, die mit einer einzelnen Binärzahl vorgenommen werden 'kann, ist der Wechsel der Bedeutung jeder Ziffer, d. h. der Ersatz jeder 1 durch ο und umgekehrt. Dieser Vorgang entspricht der logischen Auffassung NOT; das Ergebnis des mit einer Zahl oder einzelnen Ziffer A durchgeführten Vorganges wird mit NOT A bezeichnet, und das Glied, welches den Vorgang durchführt, wird mit NOT-Glied oder Unterschieidunigsglied (negator) bezeichnet.

Die beiden anderen logischen Operationen, die in vorliegender Erfindung verwendet werden, sind diejenigen, welche den logischen Auffassungen von AND und OR entsprechen. Das AND-Glied ist seiner Wirkungsweise nach ein Zweiwegeglied (Diodenstrec'ke), das eine Ausgangsziffer einer Bedeutung vorsieht, wenn entsprechende Ziffern gleicher Bedeutung gleichzeitig in jedem mehrerer eingeleiteter Impulszüge, die Binärzahlen darstellen, auftreten. Das AND-Glied kann einfach als Zweiwegeglied (Diodenstrecke) bezeichnet werden. Das OR-Glied ist ein Pufferkreis, der einen Ausgangszifferimpuls immer dann vorsieht, wenn ein Zifferimpuls mindestens in eiivam mehrerer Eingangsstromkreise auftritt, wobei Zwischenwirkungen zwischen den Eingangsstromkreisen durch die Bauart des Pufferstromkreises ausgeschieden werden.

Die Erfindung betrifft eine Stromkreisanordnung, der zwei Eingangsimpulszüge A und B, von denen

jeder durch, seine Impulsfolge die Ziffern einer Binärzahl darstellt, auf getrennten Leitungen gleichzeitig Ziffer um Ziffer zugeführt werden zur Erzeugung eines Endausgangsimpulszuges.^4 + B, der durch seine Impulsfolge die Ziffern der Binärsumme der beiden Zahlen darstellt. Die Stromlkreisanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie ein erstes Zweiwegeglied (Diodenstrecke) besitzt, das mit den Zügen A und B beschickt wird, um einen

ίο Übertragszifferimpuls C immer dann zu erzeugen, wenn Impulse, die die Ziffer ι darstellen, gleichzeitig in den Zügen A und B auftreten, ferner daß sie einen Verzögerungskreis besitzt, der die Impulse C, mit denen er beschickt wird, um eine Zifferperiode verzögert, um einen dritten Eingangsimpulszug Cp zu erzeugen, ferner daß sie Glieder l>esitzt, die ein· zweites Zweiwegeglied (Diodenstrecke) einschließen, das mit Zug Cp beschielet wird, um einen Impuls C immer dann zu erzeugen, wenn ein Impuls in dem Zug C₀ gleichzeitig mit einem Impuls auftritt, der die Ziffer 1 in einem der Züge A oder B darstellt, daß sie ferner ein Unterscheidungsglied besitzt, welches mit Impulsen C aus den genannten ersten und zweiten Gitterkreisen beschickt wird, um immer dann einen Ausgangsimpuls zu erzeugen, wenn kein Impuls C ihm zugeführt wird, daß sie ferner ein drittes Zweiwegeglied (Diodenstrecke) und einen Pufferkreis besitzt, die l>eide von den drei Eingangszügen A, B und Cp beschickt werden, um jeweils einen Ausgangsimpuls zu erzeugen, wenn Impulse, die die Ziffer ι darstellen, entweder gleichzeitig in allen drei Zügen oder in irgendeinem der Züge auftreten, und daß sie einen letzten Ausgangskreis besitzt, der ein viertes Zweiwegeglied (Diodenstrecke) enthält, das von dem genannten Untersctheidungsglied, dem dritten Zweiwegeglied¹ (Diodertstrecke) und einem Pufferkreis beschickt wird, um einen Endausgangsimpuls A + B immer dann zu erzeugen, wenn ein Ausgangsimpuls aus dem Pufferkreis gleichzeitig mit einem Ausgangsimpuls entweder aus dem Unterscheidungsglied oder dem dritten Zweiwegeglied (Diodenstrecke) auftritt.
In den Zeichnungen stellt

Fig. ι ein Scbemabild einer Ausführungsart der Erfindung,

Fiig. 2 ein weiteres Schemabild einer zweiten Ausführungsart der Erfindung,

Fig. 3 ein Schaltbild eines Additionsstromkreises gemäß der Erfindung,

Fig. 4 die Wellenformen dar, die mit dem Betrieb des Unterscheidungsgliedes (negator) (Röhre V₁ der Fig. 3) auftreten.
Aus Fig. ι ist zu ersehen, daß die Binärzifferimpülszüge, die zu addieren sind, gleichzeitig auf getrennten Leitungen Ziffer um Ziffer einem AND-Glied 1, AND-Glied 2, OR-GH ed 3 und OR-Glied 10 zugeführt werden. Die Eingänge A und B, die dem AND-Glied 2 zugeführt werden, erzeugen einen Ausgang immer dann, wenn ein Impuls, der eine Ziffer 1 darstellt, in l>eiden Eingangsimpulszügen A und B vorhanden ist. In ähnlicher Weise wird¹ ein Lm]IuIs am Ausgang des OR-GLiedes 3 immer dann erzeugt, wenn ein Impuls, der eine Ziffer ι darstellt, entweder im Eingangsimpuls- zug A oder Eingangsirnpulszug B vorhanden ist. Der Ausgang des OR-Gliedes 3 wird dem AND-Glied 4 zusammen mit einem Übertragszifferimpülis zugeführt, der als Ergebnis eines vorherigen Rechnungsganges vorhanden sein kann. AND-Glied 4 erzeugt infolgedessen immer dann einen Ausgang, wenn ein Impul's, der eine Ziffer 1 darstellt, in einem der A- oder ß-Impulszüge und el>enso ein Impul's, der eine Ziffer 1 darstellt, in dem Cy-(Übertragsziffer-) Impulszug vorhanden ist. Die Ausgänge vom AND-Glied 4 und AND-Glied 2 werden beide dem OR-Glied 6 zugeführt, das immer dann einen Ausgang erzeugt, wenn ein Impuls entweder vom AND-Glied-2-Ausganig oder AND-GTied-4-Ausgang in seinem Eingang vor- !landen ist. Der Ausgangsimpüls von dem OR-Glied 6 wird einem Verzögerungsstromkreis zugeführt, der den Impuls um eine Zifferperiode verzögert, und dieser verzögerte Impuls ist ein Impuls in dem Impulszug C₀, der dem AND-Glied 4, AND-Glied 1 und dem OR-Glied 10 zugeführt wird. Der Ausgang vom OR-Glied 6 wird ebenfalls einem Unterscheidungsglied 7 zugeführt, welches immer dann einen Ausigangsimpuls erzeugt, wenn in seinem Eingang kein Impuls vorbanden ist. Ein Ausgangsimpuls von dem Unterscheidungsglied stelllt infolgedessen einen FaW von NOT C dar, worin C der Ausgangsimpüls von dem OR-Glied 6 ist.

AND-Glied 1 wird mit Impulszügen (Impulsfolgen) A, B und C_n beschickt und erzeugt immer dann einen Ausgang, wenn ein Impuls, der eine Ziffer ι darstellt, in allen drei Eingangsimpulsfolgen auftritt. Der Ausgang vom AND-Glied 1 wird zusammen mit dem Ausgang des Unterscheidungsgliedes 7 dem OR-Glied 8 zugeführt, welches immer dann einen Ausgangsimpuk erzeugt, wenn entweder ein Impuls, der A + B + Cp darstellt, oder ein Impuls, der NOT C darstellt, in seinem Eingang vorhanden ist.

Das OR-Glied 10 wird mit den drei Eingangsi.mpul'sfolgen A, B und C₀ beschickt und erzeugt einen Ausgangsimpulis immer dann, wenn ein Impuls, der eine Ziffer 1 darstellt, in einer der A- oder B- oder C_fl-Eingangsimpulsfolgen vorhanden ist. Das AND-Glded 9 wird mit den Ausgängen vom OR-Glied 8 und OR-Glied 10 beschickt und erzeugt einen Ausgangsimpuls immer dann, wenn ein Impuls, der Ziffer 1 darstellt, in dem Ausgang de^:s OR-Gliedes 10 und demjenigen des Ausgangs des OR - Gliedes 8, welcher A oder B oder C_D und NOT C oder A + B + C₀ darstellt, vorhanden ist. Der Ausgang von dem AND-GHed 9 stellt durch seine Impulsfolge die Ziffern der Binärsumme der beiden Zahlen dar, die durch die Impulisfollgen A und B dargestellt werden.

Eine abgewandelte Ausführung der Erfindung wird in Fig. 2 gezeigt. Bei dieser Ausführung werden die Impulsfolgen A und B gleichzeitig Ziffer um Ziffer auf getrennten Leitungen dem AND-GHed 2 und dem OR-Glied 3 zugeführt. Das

AXD-Glied 2 erzeugt einen Ausgangsimpuls immer dann, wenn ein Impuls, der die Ziffer ι darstellt, _t in beiden Eingangsimpu'l'sfolgen vorhanden ist. Dieser Ausgang wird dem Eingang des AND-Gliedes ι und OR-Gliedes 6 zugeführt. Ein Impuls, der eine Ülx?rtTagsziffer C₀ darstellt, die durch eine vorhergehende Stufe erzeugt wurde, wird ebenfalls dem ANO-Glied ι zugeführt, \velc'hes immer dann einen Ausgang erzeugt, wenn ein Impuls, der A-\-B

ίο darstellt, und ein Impuls, der C₀ darstellt, in seinem Eingang vorhanden ist. Das OR-GL:ed 3 erzeugt immer dann einen Ausgangsimpuls, wenn ein Impuls, der eine Ziffer 1 darstellt, in jeder der Eingangsfolgen A oder B vorhanden· ist, und dieser j wird zusammen mit dem C_ß-Impuls dem AND-Gliied 4 zugeführt. Der Ausgang des AND-Gliedes 4, der A oder B + C₀ darstellt, wird zusammen mit dem Ausgang des AXD-Gliedes 2 dem OR-Glied 6 zugeführt, welches immer dann einen Impuls C erzeugt, wenn ein Impuls, der A oder B : oder C₀ darstellt, in seinem Eingang vorhanden ist. Dieser Ausgangsimpuls C wird einem Unterscheidungsglied 7 und einem Verzögerungsglied 5 zugeführt. Das Unterscheidungsglied 7 erzeugt immer dann einen Impuls, der NOT C darstellt, wenn sich an seinem Eingang kein Impuls befindet, und dieser Impuls, der NOT C darstellt, wird dem AXD-Glied 9 zugeführt. Das Verzögerungsglied 5 erzeugt den obenerwähnten Übertragszifferimpuls C₀. Das OR-Glied 10 wird mit dem Übertragszifferimpuls und dem Ausgang des OR-Gliedes 3, der A oder B darstellt, beschickt. OR-Glied 10 erzeugt infolgedessen immer dann einen Ausgangsimpuls, wenn A oder B oder C₀ an seinem Eingang vorhanden sind, und dieser Ausgangsimpuls wird zusammen mit dem NOT-C-Impuls dem AXD-Glied 9 zugeführt, welches immer dann einen Ausgangsimpuls erzeugt, wenn der NOT-C-Im]HiIs und A oder B oder C₀ in seinem Eingang vorhanden sind. Der Ausgangsiampuls vom AND-G-Iied 9 wird zusammen mit dem Ausgangsimpuls vom AND-Glied 1 dem OR-Glied 8 zugeführt, welches immer dann einen Ausgang erzeugt, wenn es nur einen Eingangsimpuls bekommt. Der Ausgang des OR-Gliedes 8 stellt durch eine Impulsfolge die Ziffern der Binärsumme der beiden Zahlen dar, die durch die beiden Eingangs Impulsfolgen A und B dargestellt werden.

Eig. 3 stellt das Schaltbild des Additionsstromkreises dar. Die verschiedenen Eingangsklemmen (L¹S Stromkreises werden durch die Bezeichnungen A. B, C₀ dargestellt, die den Zifferimpulsen A, B der zu addierenden Zahlen A und B und dem Übertragszifferimpuls C₀, der von der vorlhergellenden Additionsstufe abgeleitet wird, entsprechen, welche in diese Klemmen eingeführt werden,. Die Impulse, welche Ziffern der Bedeutung ι darstellen, sind so ausgebildet, daß sie negativläufig mit einem Spitzenpotential von — 15 Volt sind, während das Ruheniveau der Im-I>whsweNe, welches den Ziffern der Bedeutung ο entspricht, ein Potential von + 5 Volt aufweist. Der Additionsstromkreis besteht aus zwei llauptteilen: einem ersten Teil, der ans zwei Schaltkreisen (Zweiwegediodenstrecken) oder AND-Gliedern und zwei Puffern oder OR-Gliedern besteht, und,der den Impuls, welcher die zu übertragende Ziffer C darstellt, aus den Zifferimpulsen A und B und dem übertragenen Zifferimpuls C_n ableitet, und einem zweiten Teil, der mit dem ersten Teil mittels eines NOT-Gliedes oder Unterscheidungsgliedes gekuppelt ist und zwei OR-Glieder sowie zwei AND-Glieder besitzt, und welcher den Summen- oder Ergebniszifferimpuls A-\-B erzeugt.

Im ersten Teil des Addition.sstromkreises besteht das erste OR-Glied aus den Dioden D₁ und D₂, zu deren Kathoden die A- und />-Impulse geführt werden, während die Anoden der Dioden parallel über einen Widerstand R₁ mit einer positiven Spannungsquelle (+ 200 Volt) verbunden sind. Das erste AXD-Glied ent'hält das Zweidiodenglied /).j. />₄, wobei die Anode von D₄ mit dem Übertragszifferimpuls C₀ gespeist wird, während die Anode von D₃ mit dem Ausgangspotential an Punkt ω des ersten OR-Gliedes gespeist wird. Die gemeinsame Kathodenverbindung von D₃ und D₄ ist mit einer negativen Spannungsquelle (— 200 Volt) über einen Widerstand R₂ verbunden, wobei der Ausgang an Punkt b erhalten wird. Das zweite AXD-Glied enthält die Dioden D₅, /)g. zu deren Anoden die A- und /i-Impul'se zugeführt werden, wobei der gemeinsame Kathodenausgangspunkt c über Widerstand R₃ mit der negativen Potentialquelle rüdkverbunden ist. Das zweite OR-Glied besteht aus den Dioden D., D„,

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deren Kathoden mit den Potentialen der Ausgangspunkte b und c der vorgeschalteten AND-Glieder gespeist werden, und deren gemeinsamer Anodenpunlkt d über Widerstand A₄ mit der positiven Spannungsquelle rückverbunden ist.

Im Ruhezustand werden, wenn kein A-, B- oder C₀ - Im[HiIs vorhanden ist. die Potentiale an den Punkten o, b. c und d alle bei ungefähr — 5 Volt gehalten, wobei die Dioden D₁ bis D₈ alle in leitendem Zustand sind, wenn die Potentiale an allen Eingangsklemmeii A, B und C₀ genau auf +5 Volt mittels der Eingangs wellenformen, die von Nieck'rimpedanzquellen geliefert werden, gehalten werden. Wenn ein A- oder /i-Zirrer-Impuls auftritt, wird das Potential am Punkt α auf— 15 Volt verringert, wodurch die Anoden spannung der Diode D₃ in gleicher Weise fällt. Wenn ein C^-Tmpuls gleichzeitig mit dem A- oder />-Tinpuls existiert, dann werden die Anoden beider Dioden D._f und D^ auf — 15 Volt abfallen, st) daß ein Ausgangsimpuls (bis auf etwa — 15 Volt negativläufig) am Punkt b erhalten wird, der A oder B und C₀ darstellt. Die Prüfung der Tabelle wind zeigen, daß also dieser Impuls für jene Kombinationen 5, 6 und 8 der Ziffern A, B und C₀ auftreten wird, welche aus der Erzeugung eines l'bertra'gszifrerimpulses C .hervorgehen.

In gleicher Weise wird, wenn ein .■/- und B-Zitrerimpuls gleichzeitig auftreten, das Potential am Punkte r auf etwa —15 Volt abfallen, wobei ein negativläutiger Im])IiIs, der .7—B darstellt, am

Punkt c erzeugt wird. Die Prüfung der Tabelle wird zeigen, daß ein solcher Impuls für die Kombinationen 7 und 8 erscheint, welche beide die Erzeugung des Übertragszifferimpulses C nötig macihen. Kin negativläufiger Impuls wird also am Ausgangspunkt d des zweiten OR-Gliedes D₇, D₈, R_i erhalten, welcher die Zustände A und B oder C₁) und A oder B darstellt, die den Kombinationen 5, 6, 7 und <S der Tabelle entsprechen, welche

ίο die Erzeugung der Übertragsziffer C erforderlich machen. Ein Impuls, der bei Punkt d erscheint, wird also als der Übertragszifferimpuls Ceinem Verzögerungsglied DEL über die kathodengesteuerte Einheit C-F-i zugeführt, um eine Übertragsziffer C₁) zu erzeugen, die um eine Zifferperiode verzögert ist. Das Verzögerungsglied kann' von jeder herkömmilichen Bauart sein, d.h. eine Verzögerungstrecke odereine Ouecksilberverzögerungsröhre sein.

Der Übertragszifferimpuls C am Punkt d wird ebenfalls dem Unterscheidungsglied oder NOT-Glied zugeführt, welches die Röhre V₁ enthält. Die Tätigkeit dieser Röhre V₁, die als einfache Umkehrstufe arbeitet, als Unterscheidungsglied kann unter Bezug auf die Wellenform der Fig. 4 verstanden werden. Die Wellenform bei α der Fig. 4 stellt einen Zug von Zifferimpulsen, wie z. B. 1, 1, ο, ι dar. \vol>ei die 1-Impulse negativläufige Impulse von 20 Volt, von einem o- oder Ru!hen>iveau von + 5 Volt ausgehend, darstellen. In Fig. 4, b, ist die währe NOT-Version der Welle der Fig. 4, a, angegeben, \vol>ei die Welle die Ziffern ο, ο, ι, ο darstellt. Das kennzeichnende Charakteristikum der Welle α oder b in Fig. 4 ist der Sparinungsspiegel der Welle während jedes Zifferimpulsintervaliles, und es ist zu ersehen, daß die Welle der Fig. 4, c, die lediglich die umgekehrte Form der Welle der Fig. 4, a, darstellt, während jedes Zifferimpulsintervalles denselben Spannungsspiegel wie die wahre NOT-WeIIe der Fig. 4, b, hat und infolgedessen in genau derselben Weise wie die währe NOT-Welle wirken wird. Der Ausgang aus dem Unterscheidungsglied wird von einem Klemmpunkt auf einem Spannungsteiler erhalten, der mit der Anode von V₁ einerseits, andererseits mit einer negativen Potentialquelle verbunden ist, wobei die Anode V₁ über einen geeigneten Widerstand mit einer positiven Potentialquelle verbunden ist, so daß der Ausgangspotentialspiegel den Standardspiegeln für die Eingangswellen entspricht, die +5 sind, wenn V₁ unterbrochen ist (entsprechend einem 1-Impuls an Punkt d) und — 15 Volt, wenn V₁ leitend ist (entsprechend einem o-Impul.s an Punkt d). Die Ausgangswelle von dem Unterscheidungsglied. die über ein katlhodengesteuertes Glied C-F- 2 zugeführt werden kann, ergibt infolgedessen einen Spannungsspiegel, der der Ziffer ι für die Kombination 1, 2, 3 und 4 der Tal>elle entspricht, wenn ein Übertragszifferimpuls C nicht erforderlich ist.

Im zweiten Teil des Additionsstromkreises enthält ein erstes AXD-Glied das Dreidiodenglied D₉, D₁₀ und />_n, wobei die Anoden der Dioden D₃, D₁₀ mit den A- und 5-Zifferimpulsen beschickt werden und die Anode der Diode D₁₁ mit dem Cß-Übertragszifferimpuls beschickt wird, während der gemeinsame Kathodenpunkt e über Widerstand R₅ mit der negativen Potentialquelle rückverbünden ist. Impulse an Punkt e werden mit dem Ausgang des Unterscheidungsgliedes in einem ersten OR-Glied zusammengefaßt, welches aus den Dioden D₁₂, D₁₃ besteht, deren gemeinsamer Anodenpunkt / mit der positiven Potentialquelle über Widerstand R₆ rückverbunden ist. Ein zweites OR-Glied enthält die Dioden D₁₄, D₁₅, D₁₆ und den Widerstand R₇, der den gemeinsamen Anoderipunikt g mit der positiven Potentialquelle rückverbindet. Die Kathoden der Dioden D₁₄ bis D₁₆ werden jeweils mit den A-, B- und Cß-Zifferimpulsen gespeist. Ein letztes AND-Glied enthält Dioden D₁₇, D₁₈ und den Widerstand R_s, welcher den gemeinsamen Kathoden- und Ausgangspunkt h mit der negativen Potentialquelle verbindet. Die Eingänge zu diesem letzten AND-Glied sind die Zifferimpulse, die an den Punkten / und g erscheinen.

Wenn, wie im ersten Teil des Additionsstromkreises die Potentiale an den Punkten e, f, g und h im zweiten Teil im Rühezustand bei etwa +5 Volt liegen, sind alle Dioden D₉ bis D₁₈ leitend, wenn die Potentiale an den entsprechenden Einigangskilemmen und an der Ausgangsklemme von C-F-2 genau auf + 5 Volt geflnalten werden. Das AND-Glied D₉, D₁₀, D₁₁, R₅ erzeugt einen negativläufigen Ausgangszifferimpu'ls nur dann an Punkt e, wenn die A-, B- und C_D-Impulse gleichzeitig auftreten. Ein negativläufiger Impuls an Punkt e stellt also A und B und C₀ dar und erscheint nur für die Kombination 8 der Tabelle. Das OR-Glied D₁₂, D₁₃, R₆ bewirkt also die Erzeugung eines negativläufigen Zifferimpulses an Punkt f für die Kombinationen i, 2, 3, 4 und 8 der Tabelle.

Gleicherweise gibt das OR-Glied D₁₄, D₁₅, D₁₆ und R₇ einen negativläufigen Ausgangszifferimpuls, wenn irgendeiner der Zifferimpulse A, B und C_D vorhanden ist; die Existenz eines solchen negativen Impulses an Punkt g gibt also die Zustände A oder B oder Cp an, und solch ein negativer Impuls wird für jede einzelne der Kombinationen 2 bis 8 der Tabelle auftreten. Das letzte AND - Glied D₁₇, no D₁₈, R_s empfängt also gleichzeitig auftretende Zifferimpulse an seinen beiden Eingangsverbindungen für die Kombinationen 2, 3, 4 und 8 der Tabelle nur dann, wenn die Zifferimpulse an Punkt / für die Kombination 1 und an Punkt g für die Kornbinationen 5, 6 und 7 durch die Wixkung des Zweiwegegliedes (Diodenstrecke) ausgeschieden werden. Negativläufige Ausgangsimpulse werden also an Punkt h für die Kombinationen 2, 3, 4 und 8 der Tabelle erzeugt, welche jene Kombinationen dar- iao stellt, unter welchen die Erzeugung eines Summenoder Ergebnisimpulses A + B nötig ist. Ein 'kathodengesteuertes Glied C · F · 3 kann vorgesehen werden, um die Ergebnisimpulse von Punkt h einem Auswertungsstromkreis zuzuführen, wenn 1*5 dies nötig ist.

Die besondere Stromkreisanordnung, die in Fig. 3 dargestellt ist, wurde nur als Beispiel· beschrieben, und die besonderen gezeigten Formen der AND- oder OR-Glieder !können durch jede geeignete, bekannte Form von Zweiwegegliedern oder Pufferstromkreisen ersetzt werden, ohne daß der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung verlassen wird. In gleicher Weise kann die einfache Anordnung, welche die Röhre V₁ darstellt und die

ίο zur Durchführung der Funktion eines Unterscheidungsgliedes dient, durch irgendeine andere bekannte Stromkreisanondnung ersetzt werden, die diese Funktion ausführt. Für das eben dargestellte Schaltbild sind die Werte, die für die Widerstände R₁ bis R₈ angegeben sind, nicht kritisch, solange die Forderung R_t<C R₂<C R^, R_& < R₆ <R_S, R₃<R_t und R₇<R_B erfüllt wird. Wenn diese Bedingungen nicht erfüllt werden, dann werden die AND- und OR-Glieder nicht in der Lage sein, die Ladungen sauber ihren Ausgängen zuzuleiten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Verfahren zur Erzeugung einer Endaus-

^a5 gangsimpulsfolge (A-\-B), die durch die Aufeinanderfolge ihrer Zifferimpulse die Binärsumme zweier Zahlen darstellt, aus zwei Eingangs impuls folgen (A) und (B), deren jede durch die Aufeinanderfolge ihrer Zifferimpulse eine Zahl darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Übertragszifferimpuls (C) aus den Impulsfolgen (A) und (B) immer dann abgeleitet wird, wenn Impulse, die die Ziffer 1 darstellen, gleichzeitig in dien Impulsfolgen (A) und (B) auftreten, daß ferner die genannten C-Impulse um je eine Zifferperiode verzögert werden, um eine weitere Eingangsimpulsfolge (C₀) darzustellen, daß weiterhin ein C-Impuls immer dann abgeleitet wird, wenn ein Impuls in der Folge (Cd) gleichzeitig mit einem Impuls, der die Ziffer ι darstellt, in einer der Folgen (A) oder (B) gleichzeitig auftritt, daß ferner eine erste Ausgangsimpulsfolge in der Weise abgeleitet wird, daß ein Impuls bei jedem Auftreten keines Impulses (C) erzeugt wird, daß eine zweite Ausgangsimpulsfolge in der Weise abgeleitet wird, daß e*in Impuls bei jedem gleichzeitigen Auftreten einer Ziffer 1 in allen drei Eingangsimpulsfolgen (A), (B) und (C₀) erzeugt wird, daß ferner eine dritte Ausgangsimpulsfolge in der Weise erzeugt wird, daß bei jedem Auftreten einer Ziffer 1 in irgendeiner Eingangsfolge ein Impuls erzeugt wird, und daß eine Endausgangsimpulsfolge abgeleitet wird, welche die Summe (A + B) durch Erzeugung eines Impulses bei jedem gleichzeitigen Auftreten eines Impulses aus der genannten dritten Ausgangsimpulsfolge mit einem Impuls von entweder der genannten ersten oder genannten zweiten Ausgangsimpulsfolge darstellt.
2. Schaltung für Binärrechenmaschinen zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, welcher die beiden Eingangsimpulsfolgen (A) und (B) auf getrennten Leitungen gleichzeitig Ziffer um Ziffer zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe einen ersten Schaltkreis (D iodems trecke 2) enthält, der mit den Impulsfolgen (A) und (B) gespeist wird, um immer dann einen Ül)ertragszifferimpuls (C) zu erzeugen, wenn Impulse, die die Ziffer 1 darstellen, gleichzeitig in den Folgen (A) und (B) auftreten, daß diese Schaltung ferner einen Verzögerungsstromkreis enthält, der so gesdbaltet ist, daß er die Impulse (C), die ihm zugeführt werden, um eine Zifferperiode verzögert, um eine dritte Eingangsimpulsfolge (Cp) zu erzeugen, daß die Schaltung ferner Glieder enthält, die einen zweiten Schaltkreis (Diodenstrecke 4) einschließen, der mit der Folge (Cd) gespeist wird, um immer dann einen Impuls (C) zu erzeugen, wenn ein Impuls in der Folge (C₀) gleichzeitig mit einem Impuls auftritt, der die Ziffer 1 in einer der Folgen (A) oder (B) darstellt, daß die Schaltung ferner ein Unterscheidungsglied (7) besitzt, das mit den Impulsen (C) von den genannten ersten (2) und zweiten (4) Schaltkreisen (Diodenstrecken) her beschickt wird, um immer dann einen Ausgangsimpuls zu erzeugen, wenn kein Impuls (C) ihm zugeführt· wird, daß diesell>e ferner einen dritten Schaltkreis (Diodenstrecke 1) und einen Pufferkreis (10) enthält, die beide mit den drei Eingangsfolgen (A), (B) und (C₀) gespeist werden um jeweils einen Ausgangsimpuls zu erzeugen, wenn Impulse, die die Ziffer 1 darstellen, entweder gleichzeitig in allen drei Folgen oder in irgendeiner der Folgen auftreten, und daß die Schaltung endlich einen letzten Ausgangpstromkreis enthält, der einen vierten Sdhaltkreis (Diodenstrecke 9) einschließt, der von dem genannten Unterscheidungsglied (7), dem dritten Schaltkreis (Diodenstrecke 1) und dem Pufferstromkreis (10) her gespeist wird, um einen Endausgangsimpuls (A + B) immer dann zu erzeugen, wenn ein Ausgangsimpuls von dem Pufferstromkreis (10) gleichzeitig mit einem Ausgangsimpuls entweder von dem Unterscheidungsglied (7) oder dem dritten Schaltkreis (Diodenstrecke 1) auftritt.
3. Schaltung nadh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe einen ersten Schaltkreis (2) enthält, welcher mit den Impulsfolgen (A) und (B) beschickt wird, um an seinem Ausgang immer dann einen die Ziffer 1 darstellenden Impuls zu erzeugen, wenn Impulse, welche die Ziffer 1 darstellen, gleichzeitig in den Impulsfolgen (A) und (B) auftreten, ferner, daß dieselbe eine erste Pufferschaltung (3) enthält, die zum mindesten eine Glühkathodenröhre enthält, deren Eingang mit den Zuführungsleitungen für die Impulse (A) und (B) verbunden ist, weiterhin, daß dieselbe einen •zweiten Schaltkreis (4) und Schaltglieder enthält, welche den Ausgang des ersten Pufferkreises (3) mit einem Eingang des zweiten

Schaltkreises (4) verbinden, des weiteren, daß dieselbe einen zweiten Pufferkreis (6), der zumindest eine Glühkathodenröhre enthält, und Schaltglieder aufweist, welche den Eingang des zweiten Pufferkreises (6) mit den Ausgängen der ersten (2) und zweiten (4) Sahaltkreise verbinden, ferner, daß dieselbe einen Verzögerungskreis (5) enthält, der mit dem Ausgang des zweiten Pufferkreises (6) so verbunden ist, daß die von diesem zweiten Pufferkrei.s (6) abgeleiteten Impulse (C) um eine Zifferperiode verzögert werden, weiterhin, daß dieselbe Scihaltkreise enthält, mit deren Hilfe die verzögerten Impulse (C₀) den anderen Eingängen des zweiten Schaltkreises (4) zugeführt werden, des weiteren, daß dieselbe ein Unterscheidungsglied (7) enthält, welches bei Abwesenheit eines Eingangsimpulses einen Ausgangsimpuls erzeugt, der die Ziffer 1 darstellt, fernerhin, daß dieselbe Sobaltglieder enthält, die den Ausgang des zweiten Pufferkreises (6) mit dem Eingang des Unterscheidungsgliedes (7) verbinden, des weiteren, daß dieselbe einen dritten Schaltkreis (1) enthält, zu dessen Eingang die Impulse (A), (B) und (C₀) zugeführt werden, um an seinem Ausgang einen Impuls zu erzeugen, der, sobald in den Impulsfolgen (A), (B) und (C₀) gleichzeitig ein Impuls auftritt die Ziffer 1 darstellt, ferner, daß dieselbe einen dritten Pufferkreis (8), der zum mindesten eine Glühkathodenröhre aufweist, deren Eingang mit den Ausgängen des genannten Unterscheidüngsgliedes (7) und mit· dem genannten dritten Schaltkreis (1) verbunden ist, und daß sie einen vierten Pufferkreis (10) aufweist, der zumindest eine Glühkathodenröhre enthält, zu deren Eingang die Impulsfolgen (A), (B) und (C₀) zugeführt werden, weiterhin, daß dieselbe einen vierten Schaltkreis (9) und Schaltglieder, welche den Ausgang des dritten Pufferkreises (8) mit einem Eingang dieses vierten Schaltkreises (9) verbinden, sowie Schailtglieder enthält, die den Ausgang des genannten vierten Pufferkreises (10) mit dem anderen Eingang des vierten Schaltkreises (9) verbinden, und endlich, daß dieselbe eine Ausgangsleitung· für die Impulsfolge (A + B) enthält, welche mit dem Atisgang des vierten Schaltkreises (9) verbunden ist. | 4. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch ge- j kennzeichnet, daß dieselbe folgende Schaltelemente ent'hält: einen ersten Schaltkreis (2), der mit den Impulsfolgen (A) und (B) bescliickt wird, um an seinem Ausgang einen Impuls zu erzeugen, der sooft in den Impulsfolgen

(A) und (B) Impulse, welche die Ziffer 1 darstellen, gleichzeitig auftreten, seinerseits die Ziffer ι darstellt, ferner einen ersten Pufferkreis (3), welcher zumindest eine Glühkathodenröhre enthält, dere.n Eingang mit den Zuführungsleitungen für die Impulse (A) und (B) verbunden ist, weiterhin einen zweiten Schaltkreis (4) und Schaltglieder, welche den Ausgang des ersten Pufferkreises (3) mit einem Eingang des zweiten S cha lfk re is as (4) verbinden, des weiteren einen zweiten Pufferkreis (6), welcher zum mindesten eine Glühkathodenröhre ent'hält und Scihaltglieder, welche den Eingang dieses zweiten Pufferkreises (6) mit den Ausgängen des ersten (2) und zweiten (
4) Schaltkreises verbindet, ferner einen Verzögerungisschaltkreis (5), der mit dem Ausgang des zweiten Pufferkreises (6) so verbunden ist, daß die von diesem Pufferkreis (6) abgeleiteten Impulse (C) um eine Zifferperiode verzögert werden, und Schaltglieder, mit deren Hilfe diese verzögerten Impulse (C₀) zu dem anderen Eingang des zweiten Schaltkreises (4) zugeführt werden, weiterhin ein Unterscheidungsglied (7), mit dessen Hilfe beim Fehlen eines Eingangsimpulses an irgendeiner Zifferstelle der ge- nannten Impulsfolgen ein Ausgangsimpuls, welcher die Ziffer 1 darstellt, erzeugt wird, des weiteren Schaltglieder, welche den Ausgang des zweiten Pufferkreises (6) mit dem Eingang des Unterscheidungsgliedes (7) verbinden, ferner einen drittem Pufferkreis (10), welcher zum mindesten eine Glühkathodenröhre, deren Eingang die Impulse (C₀) und die Ausgangsimpulse des ersten Pufferkreises (3) zugeführt werden, ferner einen dritten Schaltkreis (9), Schaltglieder, welche den Ausgang des Unterscheidungsgliedes (7) mit einem Eingang dieses dritten Schaltkreises (9) verbinden, und Schaltglieder, welche den Ausgang des Pufferkreises (10) mit dem anderen Eingang dieses dritten Schaltkreises (9) verbinden, weiterhin einen vierten Schaltkreis (1), zu dessen einem Eingang der Ausgang des ersten Schaltkreises (2) zugeführt wird und zu dessen anderem Eingang die Impulse (C₀) zugeführt werden, des weiteren einen vierten Pufferkreis (8), der zumindest eine Glühkathodenröhre enthält, zu deren Eingang die Ausgänge der genannten dritten (9) und vierten (1) Schaltkreise zugeführt werden, und endlich eine Ausgangsleitung für die Impulsfolge (A + B), welche mit dem Ausgang des vierten Pufferkreises (8) verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

θ 3420 3.52