DE957983C - Elektronische Rechenmaschine - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 14. FEBRUAE1957

S 22002 IX/42m

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines zuverlässig und betriebssicher arbeitenden elektronischen Rechengerätes mit Zifferangaben zur Vornahme von Multiplikationen durch wiederholte Addition, das in erster Linie für kommerzielle Zwecke etwa als Zusatzgerät zu einer Büromaschine geeignet ist. Da bei diesem Verwendungszweck Aufgaben und Lösungen im dekadischen Ziffernsystem vorliegen, scheint es hinsichtlich der Betriebssicherheit sinnlos, zuerst eine Umwandlung, wie bekannt, ins Dualsystem vorzunehmen, dann zu rechnen und schließlich wieder aus dem Dualsystem ins dekadische System zu übersetzen, vor allem, wenn Zwischensummen oder -ergebnisse im dekadischen ■ System niedergeschrieben werden sollen. Entsprechend der Kompliziertheit der hierbei notwendigen Vorgänge ist die Fehlerwahrscheinlichkeit recht groß, weshalb versucht wurde, eine dekadische Rechenmaschine mit möglichst wenig komplizierten Schaltungseinheiten zu bauen, die so robust als möglich ist, sofort nach dem Einschalten gebraucht werden kann, jedoch auch nach stundenlangem Betrieb noch einwandfrei arbeitet, die zudem von Spannungsschwankungen der Stromversorgung unabhängig ist und von den im Laufe der Zeit eintretenden Änderungen der Anodenströme der Elektronenröhren weitgehend nicht beeinflußt wird.

Die Grund?chaltung für jede elektronische Rechenmaschine, d. h. für Rechenmaschinen, die mit Elektronenröhren als den wesentlichen Organen bestückt sind, ist die Zählringschaltung mit mehreren Elektronenröhren, die zu einer offenen bei einmaligem Durchlauf oder zu einer geschlossenen

Kette miteinander so verbunden sind, daß jedesmal bei Anlegung eines Steuerimpulses eine einzige im Betrieb befindliche Röhre um eine Einheit weiter geschaltet wird. Zur Gewinnung der notwendigen Steuervorgänge für eine derartige Rechenmaschine mit einer Impulsgebeo-einrichtung, einer Verteilerschaltüng und einem Resultatwerk zur letztlichen Aufnahme der Zählimpulse werden erfindungsgemäß mehrere Zählringe untersetzt aneinander to angekoppelt, so daß der erste Zählring den Ziffern ι bis 9 des ersten Faktors und der zweite Zählring den Ziffern ι bis 9 des zweiten Faktors zugeordnet wird, wobei der erste Zählring von einem Hauptimpulserzeuger angestoßen wird. Bei jedem Ziffernsprung um 1 im zweiten Faktor erhält man maximal neun Impulse des ersten Faktors, so- daß nach 81 Impulsen der Gesamtzyklus abgelaufen ist und die Ringe die Ausgangsstellung erreichen. Bei Produkten mit zwei Faktoren, von- denen zunächst die Rede ist, folgen jetzt noch zwei weitere untersetzt angekoppelte Ringschaltungen., von denen der dritte Ring dem ersten oder zweiten und der vierte Ring dem zweiten oder ersten Faktor zugeordnet wird. Jede Einheit eines jeden Ringes ist je einer Stelle der beiden Faktoren zugeordnet, so daß die Anzahl der Ringeinheiten gleich der Anzahl der Stellen der beiden Faktoren ist. Nacheinander werden dadurch die verschiedenen Stellen des einen Faktors für jede Stelle des anderen Faktors bevorzugt, unab-. hängig davon, welche Zahlen wirklich in beiden Faktoren eingestellt sind. Hierdurch erreicht man, daß letzten Endes die den betreffenden Stellen zukommenden Impulse in die richtigen Zählringe des Resultatwerkes hineinwandern.

Es sind einige Schaltungen mit Gastrioden oder - -tetroden, insbesondere für Nichtzweierringschaltungen, bekanntgeworden, die recht betriebssicher arbeiten und sehr einfach geschaltet sind. Für höhere Zählfrequenzen — im Sinne der Betriebssicherheit sollte unter allen Umständen eine möglichst niedrige Zählfrequenz genommen werden — versagen die Anordnungen. An ihrer Stelle haben sich — wie die Versuche ergeben haben — Schaltungen mit stabilen aneinander angekoppelten MuI-tivibratoren ohne die sonst üblichen Kreuzkondensatoren bewährt. In Abb. 1 ist eine derartige MuI-tivibratorenkette in der als am vorteilhaftesten befundenen Betriebsweise dargestellt. Der hier dargestellte Dreierring mit den Multivibratordoppelröhren 1, 2, 3 besitzt im Gegensatz zu bekannten Kopplungsschaltungen bei Zweieruntersetzern, die man heute fast ausschließlich benutzt, keine Koppelröhren. Der Steuerimpuls wird hierbei positiv auf die Kathoden 4, 5, 6 gemeinsam bei allen Röhren gegeben, wodurch das jeweils gezündete Röhrensystem zu den Kathoden 4, 5, 6 gelöscht wird. Von den Anoden dieser Röhrenteile 7, 8, führen die Kondensatoren 10, 11, 12 jeweils einen positiven Spannungsstoß auf das Gitter des nächsten vom Kathodenimpuls beeinflußten Röhrensysteme. Auf diese Weise erreicht man, daß nach Zündung eines dieser Röhrensysteme bei jedem Steuerimpuls durch die Löschung eines Röhrensystems immer das nächste gezündet wird. Unter »Löschung« und »Zündung« ist bei Multivibratoren immer das in Frage kommende System gemeint, dessen Arbeit in der betreffenden Schaltung charakteristisch ist, während das andere System lediglich ein Vorratssystem ist, das den Betriebszustand so lange speichert, bis das gekoppelte System in Aktion tritt. Es wurden auch Versuche mit Zählringen unternommen, bei denen die Impulse auf der Gitterseite durch kleine Kondensatoren oder kleine Widerstände in einer allen Gitteroder Anodenwiderständen gemeinsamen Leitung zur Wirkung kamen. Jedoch hat sich die Kathodenerregung bei weitem als die beste erwiesen, um so mehr, als die Impulsleistung auch bei noch so viel Zählringröhren wegen des gleichbleibenden Kathodenwiderstandes 13 stets dieselbe bleibt, weil stets nur ein Röhrensystem im erregten Zustand ist. Bei den in der Abbildung angegebenen Spannungen und Widerstandswerten konnte der Kathodenwiderstand um mehr als 50% verändert werden, ohne den Betrieb der Schaltung zu beeinflussen. Auch der Einfluß einer schwankenden Anodenspannung war derart niedrig, daß von der Stabilisierung der Anodenspeisespannung durch einen Glimmstreckenteiler abgesehen werden konnte. Bemerkenswert ist, daß der Gesamtstrom bei symmetrischen Multivi- go bratoren unabhängig von ihrer jeweiligen Einstellung konstant sein kann, wenn die Schaltung entsprechend entworfen wird.

Wenn Zählringe' in Summier- oder Resultatwerken verwendet werden, kann man zur Kontrolle Glimmlampen 17 oder 19 mit hohen Vorwiderständen 16 oder 18 vorsehen, die in der in der Abb. ι gezeigten Weise geschaltet werden können. Zweckmäßig ist es, die Glimmlampenfassung unmittelbar mit der Masse 20 des Metallchassis zu verbinden. Dann muß der Vorwiderstand 18, der mindestens zehn mal so groß wie der Anodenwiderstand sein soll, an die Anode angeschlossen werden, die zu dem von dem Kathodenimpuls nicht beeinflußten Röhrensystem 1 gehört. Wird die Glimmlampe an die positive Spannungsführung 21 angeschlossen, so muß der Vorwiderstand 16 an die Anode des anderen Systems angeschlossen werden. Je nach den Betriebsverhältnissen des Multivibrators und der Zündspannung der Glimmlampe muß eventuell eine andere Spannung als die Anodenspannungszuführung genommen werden.

Wichtig ist für Zählringe im Resultatwerk eine betriebssichere möglichst einfache Löschung zur Nullstellung. Die einfachste Schaltung besteht aus hohen Widerständen 23, 24, die an die Gitter der zur Nullstellung zu löschenden Röhrensysteme, z.B. 2 und 3, also an alle außer der der Null zugeteilten Röhre, z. B. 1, angeschlossen sind und über Leitung 22 eine negative Impulsspannung 25 zuführen. Hierbei hat der Impuls einen mehrere Impulszeiten andauernden Abfall, damit durch ein urplötzliches Aufhören des Impulses nicht eine Weiterschaltung auftritt.

Die Kathodenerregung wird über eine Kathodenverstärkerröhre 4„ vorgenommen, die unmittelbar

auf den Kathodenwiderstand 13 der Röhrenteile 4, 5, 6 arbeitet. Wegen der hohen, durch eine der Röhrenteile 4, 5, 6 gegebenen Spannung arbeitet Röhre 4_a mit großer negativer Vorspannung. Die am Gitterwiderstand 26 auftretenden Steuerimpulse steuern Röhre 49^ ganz aus und werden durch den Gitterstrom beschnitten, damit der Steuerimpuls auch bei schwankender Impulsspannung stets die für den Aussteuerbereich notwendige Größe hat.

Der Aussteuerbereich ist so bemessen, daß der Impuls erst dann den Ring nicht mehr betätigt, wenn er auf ein Drittel zusammengeschrumpft ist.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß die Ringschaltung weitgehend von Schwankungen der Betriebsspannungen und der Alterungserscheinungen unabhängig ist. Die allmählich eintretenden Änderungen der Ströme können durch Überprüfungen wegen der großen Reserve bequem festgestellt werden, so daß man Röhren auswechseln kann, ehe bemerkbare Störungen eingetreten sind.

Ein Resultatwerk verlangt zur Übertragung der Zehner von einem Ring in den nächsten übergeordneten eine Übertragungseinrichtung, die unmittelbar bei ihrer Erregung, wenn die Null des untergeordneten Ringes erreicht wird, wirken kann. Im allgemeinen entstehen Rückwirkungen, wenn man keine Trennröhre vorsieht. Im Interesse einer möglichst großen Betriebssicherheit wurde von solchen röhrensparenden Anordnungen, die im allgemeinen nur einen geringen Stabilitätsbereich haben, abgesehen. Der Stabilitätsbereich . unmittelbar über einen Kondensator gekoppelter Ring ist sehr klein. Durch Dioden kann man schon einige Rückwirkungen beseitigen, aber die beste Kopplung ist eine Röhre in C-Schaltung, die genau wie die oben beschriebene Kathodenverstärkerröhre 4 wirkt. Vorausgesetzt wird, daß die Zählimpülse während des Rechnens nur in einen Zählring hineinwandern und nicht gleichzeitig, was auch denkbar ist, in einen andern. Nur so ist es möglich, die Zehnerübertragung unmittelbar dann vornehmen zu können, wenn sie vorkommt.

Um die Impulse für die Zählringe des Resultatwerkes, die für jede Stelle der beiden Faktoren anders oder gleich sein können, zu erzeugen, wird zu dem ersten und dem zweiten Zählring eine Einrichtung hinzugeschaltet, die in der Lage ist, Rechtecksimpulse von der Dauer von einer bis neun Perioden des den Zählring erregenden Impulses zu erzeugen.

Nach Abb. 1 ist je eine stabile kreuzkondensatorenlose Multivibratoreinheit 31, 32, 33 mit der Grundverschaltung 35, 36, 37, 38, 39, 40 über kleine Kondensatoren 47, 48, 49 mit je einer· MuI-tivibratoreinheit 1, .2, 3 des ersten oder zweiten Zählrings gekoppelt. Wenn der Zählring bei Impulsbetätigung über die Kathodenverstärkerröhre 4a erregt wird, erhält man bei Rückkehr der Erregung zu Röhre 1 einen Steuerimpuls auf die Röhre 34, wodurch von allen Multivibratoreinheiten die Systeme zünden, deren Gitter nicht an die Kondensatoren 47, 48, 49 gelegt sind. Wenn dann Röhre 2 gezündet wird, wird über Kondensator 47 ein positiver Impuls übertragen, während über 48 ein negativer Impuls an das Gitter der Röhre 32 gelangt, der, da die Röhre 32 nicht gezündet hat, keinen Einfluß hat. Der positive Impuls, der über den Kondensator 47 übertragen wird, läßt Multivibrator 31 umklappen, so daß an der Anodenspannung bei 40 ein Spannungsabfall eintritt. Bei der Multivibratoreneinheit 32 tritt das Umklappen nach dem zweiten Impuls gesteuert über den Kondensator 48 auf. Die Spannung am Anodenwiderstand 4O_ß bleibt während zweier Impulszeiten hoch positiv (150 V) und ist in der übrigen Zeit niedrig (50 V). Die Multivibratoreinheit 33 klappt erst beim dritten Impuls um, so daß am Anodenwiderstand 40& ein dreiimpulsperiodenlanger, hoch positiver Rechtecksvorgang entsteht.

Bei einem Ring mit η Einheiten braucht man in dieser Schaltung η— ι Rechteckszusatzröhren. Das Rechteckspotential für η ist dauernd hoch positiv und wird einem entsprechenden Spannungsteiler entnommen. Statt der Multivibratoren kann man auch gittergesteuerte Gasentladungsröhren mit Glühkathode, z. B. Gastrioden, verwenden, die zu Beginn gemeinsam gelöscht und nacheinander eingeschaltet werden. Bei Multivibratoren kann man die Zahl der verwendeten Röhren auf die Hälfte herabsetzen, wenn man die beiden Anoden jeder Multivibratoreneinheit zur Rechtecksspannungserzeugung heranzieht, da die Gesamtheit der Rechtecksvorgänge an jeder Einheit gleich der Gesamtzahl der Impulse ist. So entnimmt man einem Anodenwiderstand des ersten Multivibrators einen Rechtecksvorgang von der Länge von 1 und dem anderen von der Länge von η—ι Impulsperioden. An den Anodenwiderständen des zweiten Multivibrators hat man Rechtecksvorgänge von 2 und η — 2 Impulsperioden. Bei neun Einheiten, die man im dekadischen System braucht, liefert der erste Multivibrator eine und acht, der zweite zwei und sieben, der dritte drei und sechs, der vierte vier und fünf Impulsperioden. Man braucht demnach nur vier Multivibratoren zur Rechteckserzeugung bei einem Neunerring. . :

Wenn mit dem zweiten Zählring in der gleichen Weise Rechteckserzeuger gekoppelt werden, erhält man hierbei Rechtecksvorgänge, die ein- bis neunmal so lange andauern wie neun Impulse des ersten Zählringes. Ein .vollständiger Zyklus umfaßt 81 Impulse entsprechend dem Produkt 9-9.

Von den Anoden der Rechtecksspannungserzeuger von einer bis neun Impulse langen Perioden werden neun Leitungen abgezweigt unter Zwischenschaltung hoher Widerstände, um die gegenseitigen Störungen zu vermeiden. Diese Leitungen werden von beiden Faktoren Kontaktsätzen zugeführt, die die Aufgabe gespeichert enthalten (Relais, mechanisch bewegte Kontakte, eventuell durch Lochkarten oder ähnlich gesteuert). Nach Art eines Kreuzschienenverteilers werden durch die Konfalcfe für die einzelnen' Stellen der beiden Faktoren die Rechtecksvorgänge ausgewählt, deren Impulsperioden den gewünschten Ziffern entsprechen. Von dem Kontaktsatz aus führen Leitungen gleich der

Anzahl der Stellen beider Faktoren zu der Verteilereinrichtung. Mit dem dritten und vierten Ring, deren Anzahl der Einheiten gleich der Anzahl der Stellen beider Faktoren ist, werden die auf den verschiedenen Leitungen vorhandenen Rechtecksvorgänge so gesteuert, daß letzten Endes nur immer ein Zählring des Resultatwerkes Impulse erhält, und zwar maximal 9 · 9 = 81. Dies wird so durchgeführt, daß beispielsweise die letzte Stelle des zweiten Faktors so lange beibehalten bleibt, bis die Stellen des ersten Faktors von der letzten bis zur ersten immer maximal mit neun Impulsperioden erledigt sind. Danach kommen dieselben Stellen des ersten Faktors für die zweitletzte Stelle des zweiten Faktors an die Reihe. Das Schema kann auch andersartig sein. Wesentlich ist, daß immer nur ein Zählring des Resultatwerkes Impulse bekommt. Sonst wird die Zehnerübertragung zu kompliziert. Bei dreistelligem erstem Faktor und fünfstelligem zweitem Faktor ergibt sich das Ablaufschema der Abb. 2, bei fünfstelligem erstem und dreistelligem zweitem Faktor das der Abb. 3. Hierbei sind 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 die Zählringe des Resultatwerkes. Im ersten Fall hat der dritte Zählring drei Einheiten, der zweite fünf. Im zweiten Fall hat der dritte Zählring fünf und der vierte drei Einheiten;

Man kann die notwendigen vier Arten von Leitungen nach dem Schema der Abb. 5 zusammenführen; dann muß für einen drei- und fünfstelligen Faktor, z. B. an jeder Stelle, die durch einen Kreis gekennzeichnet ist, eine Röhre mit vier Steuergittern verwendet werden, die so arbeitet, daß nur dann ein Anodenstrom fließt oder nur dann ein positiver Impuls den Aussteuerungsbereich durchsetzen kann, wenn alle Gitter gleichzeitig hoch positiv sind. Nach der Abb. 4 gehen von den Anoden der Röhren' der letzten beiden Ringe genau so viel Leitungen aus wie von den Anoden der Rechteckserzeuger. IJur dann, wenn alle Vorgänge hoch positiv sind, wird ein Kanal freigegeben, der in einen bestimmten Zählring des Resultatwerkes führt.

Da es Viergitterröhren nicht gibt, wurde unter Beibehaltung des allgemeinen Beeinflussungsschetnas die Verteilung so aufgelöst, daß sie mit Doppelgitterröhren und in Ermangelung solcher mit einfachen Trioden durchführbar sind. Man erkennt aus dem allgemeinen Schema, daß dieselben Röhren z. B. beeinflußt werden von den Leitungen der Rechtecksröhren des ersten Faktors und den Leitungen der Zählringe für die Stellen des ersten Faktors und ebenso- für den zweiten Faktor. Infolgedessen kann man die genannten Leitungen für jede Stelle vor der Verteilung zusammenfassen, so daß die Rechtecksvorgänge in den Endleitungen für eine jede Stelle nur auftreten, wenn die betreffende Stelle durch die Zählringeinstellung an der Reihe ist. Man kann diese Vorzusammenfassung mit genügend vorgespannten Doppelgitterröhren erreichen, etwa so, daß die Ausgangsspannungen an den Kathodenwiderständen auftreten, von denen die Endleitungen zu den Zusammenfassungen für die Stellenversetzung führen. Die mangels geeigneter Doppelgitterröhren vorgenommene Zusammenfassung durch Doppelröhren (zwei Trioden) verläuft nach dem Schema der Abb. 5. Von einem Rechtecksspannungserzeuger ι des Faktors 1 z. B. für die Ziffer y verläuft eine Leitung über den Kontaktsatz 2 für die Stelle χ an das Gitter der hochliegenden Röhre 3. Von der Röhre 4, der Stelle χ to entsprechend des ^; Zählringes für die Stellen des Faktors 1 verläuft eine Leitung 5 an das Gitter der ebenfalls hochliegenden Röhre 6. Wenn die Röhren ι Und 4 leitend sind, ist die Spannung bei den gewählten =_; Spannungsteilern +:50 V. Falls die Röhren nichtleitend sind, bekommt man die hochpositive Spannung von +150 V an die Gitter von Röhre' 3 und 6. Es gibt vier Fälle:

a) Leitungen beide +50 V: Dann sperren die Röhren 3 und 6, wobei die Kathoden auf etwa + 70 V liegen. i ■

b) Leitung von 1 hat +150 V; Leitung von 4 hat + 50 V: Röhre 6 bleibt gesperrt. An der Aüsgangsleitung 10 tritt keine Spannung auf.

c) Leitung von 1 hat + 50 V; Leitung von 4 hat + 150 V: Röhre 3 ist gesperrt, am Kathodenwiderstand 7 herrscht die Spannung + 70 V, die Spannung von + 150 V kann über die Diode 9 wegen des hohen Widerstandes 5 bis auf + 70 V zusammenbrechen. Es entsteht an 8 nur eine kleine Spannung, so daß die Leitung 10 ohne Steuerspannung bleibt.

d) Beide Spannungen sind +150 V: Die entstehende Spannung an 7 verhindert den Abfluß der Spannung am Gitter von 6; so kann die Spannung der Leitung ip auf +150 V ansteigen.

Die Anzahl sämtlicher Ausgangsleitungen 10 ist gleich, der Steilenzahl beider Faktoren. Die Zusammenführurig geht nach dem Schema der Abb. 5 vor sich, in der Weise, daß zwei Leitungen, die an die gleichen Zusammenführungspunkte herangehen, zusammengefaßt werden. Mit ebenfalls vorgespannten Doppelgitterröhren kann man dann erreichen, daß sämtliche Zusammenstellungen der Stellen beider Faktoren vorkommen. Wegen des Fehlens geeigneter Doppelgitterröhren wurden Dioden an den Zusämmenführungsstellen genommen, die an ihren Kathoden beispielsweise mit den Leitungen des zweiten Faktors und mit den Anoden unter Vorschaltung v8>n Widerständen verbunden sind. Die Leitungen von den Anoden steuern dann Röhren vor den Zähiringen bis kurz vor den Einsatzpunkt der Charakteristik. Impulsspannungen in Höhe von etwa zwei Drittel der Rechtecksspannungen durchstoßen den Aussteuerbereich und können von der Anode oder der Kathode abgenommen und dem angeschlossenen Zählring zugeführt werden. Das in Abb. 5 gegebene allgemeine Schema sieht dann für drei und fünf Stellen so aus wie in Abb. 6. Der Vorteil gegenüber der Zusammenfassung allein mit Widerständen ist der, daß die Gesamtsteuerspannungen zur Verfügung stehen. Gegenüber der Verwendung von Röhren ergibt sich eine Ersparnis, indem nur Dioden genommen werden.

Das Resultatwerk enthält Zehnerringe, die über Röhren zur Zehnerübertragung gekoppelt sind. Die

Zehnerringe können unterteilt sein, in zwei oder mehr Ringe (z.B. 2-5).

Über die Betriebssicherheit kann man sagen, daß die Steuerspannungen, die den Verteiler durchsetzen, in weiten Grenzen von den Anodenströmen der Röhren unabhängig sind und eine solche Größe haben, daß sie bei der Zusammenführung mit den Impulsen in del· letzten Steuerstufe einen großen Schwankungsbereich zulassen. Wenn die Rechtecksspannung unter Bezug auf + 70 V noch + 80 V beträgt und die Impulsspannung etwa 5° V hat, dann muß die Ausgangsröhre eine so hohe Vorspannung erhalten, daß bei +150 V noch kein Strom fließt. Die Kathode muß etwa auf 170 V gelegt werden, was einer wirksamen Vorspannung von —20 V entspricht. Wenn der Aussteuerbereich bei ■—15 V beginnt, hat man noch eine Differenz von 5 V. Die Impulsspannung ist nun so hoch gewählt, daß sie den gesamten Aussteuerbereich durchstößt und durch den Gitterstrom abgeschnitten wird. Die Reserve ist dann noch 30 V, um welchen Betrag die Impulsspannung oder die Rechtecksspannung schwankenkann, ohne einen störenden Einfluß zu haben. Der Arbeitspunkt kann für sämtliehe Röhren gemeinsam eingestellt werden, da die normalen Abweichungen der Kennlinien ohne Einfluß sind.

Die große Betriebssicherheit der nach diesen Überlegungen gebauten Recheneinrichtung resultiert aus folgenden Gründen:

1. möglichst niedrige Impulsfrequenz;

2. möglichst große Rechtecksspannungen, die den ganzen Verteilerprozeß ungeschwächt durchsetzen;

3. Unabhängigkeit der Rechtecksspannungen von Schwankungen der Anodenströme;

4. möglichst hohe Impulsspannung bei Superponierung zu den Rechtecksspannungen;

5. Beschneidung der Impulsspannungen durch Gitterstrom, daher gleichbleibende Impulshöhe;

6. Dimensionierung der Zählringe, daß sie noch bei einem Drittel der normalen Impulshöhe einwandfrei arbeiten;

7. sämtliche Röhren mit automatischer Vorspannungserzeugung durch Kathodenwiderstand, dadurch Kompensation geringerer Schwankungen der Anodenströme.

Wenn sämtliche Zählringe im Impulsgeberwerk ihre ursprüngliche Ausgangsstellung erreicht haben, das ist der Fall, wenn der letzte Steuerring in seine Nullstellung zurückschaltet, dann wird von hier aus eine vor dem Hauptimpulsgenerator liegende Röhre eingeschaltet, die dem Impulsgenerator den Betriebsstrom wegnimmt, wodurch dieser lahmgelegt wird und keine Impulse produzieren kann, weshalb sämtliche Ringe in. dieser Stellung stehenbleiben. Zu Beginn der Rechnung wird ein entsprechend gerichteter oder angeschlossener Impuls auf die Vorröhre gegeben, wodurch die Sperrung aufgehoben wird und der Impulsgenerator arbeiten kann. In Abb. 7 ist eine derartige Schaltung mit Multivibrator«! dargestellt. Röhre 1 ist der Impulserzeuger, ein unstabiler Multivibrator, das System 2 des vorgeschalteten bistabilen Multivibrators 3 wird durch einen negativen Impuls auf das System 4 gezündet. Die absinkende Spannung an der Anode 5 verringert die Betriebsspannung der Anode 6 eines Systems der Röhre 1 derart, daß die nötige Anodenspannung nicht mehr vorhanden ist. Durch einen von Hand oder maschinell aufgeschalteten negativen Impuls auf das System 2 wird.dieses System gelöscht, so daß nunmehr eine für den Impulserzeuger ausreichende Spannung vorhanden ist.

Wenn man den Impulserzeuger so dimensioniert, daß die erzeugten Impulse nur mit 1 bis 2 Hz erscheinen, läßt sich die gesamte Rechenanlage bei Einstellung des höchstmöglichen Produktes prüfen. Förderlich ist dazu, daß im Resultatwerk Glimmlampen zur Anzeige vorhanden sind. Für die Überprüfung der Anlage mit der normalen Geschwindigkeit durch einen Oszillographen sieht man die Möglichkeit vor, daß man die Vorröhre ausschalten kann, so. daß die einmal eingestellte Auf gäbe unaufhörlich gerechnet wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ■i. Elektronische Ziffernrechenmaschine, insbesondere zur Vornahme von Multiplikationen durch wiederholte Addition für Rechnungen in Mehr-als-Zweier-Systemen mit einer Impulsgebereinrichtung, einer Verteilerschaltung und einem Resultatwerk zur letztlichen Aufnahme der Zählimpulse, gekennzeichnet durch einen von Impulsen gesteuerten ersten Zählring, mit im Zehnersystem neun Einheiten, der dem ersten Faktor zugeordnet ist, durch einen an den ersten Zählring mit seiner Untersetzungsfrequenz angekoppelten zweiten Zählring, der den Ziffern' des zweiten Faktors zugeordnet ist, durch weitere in ähnlicher Weise untersetzt angekoppelte Zählringe, von denen je einer den Ziffern eventuell weiterer Faktoren zugeordnetist, durch, weitere in ähnlicher Weise" untersetzt angekoppelte Zählringe für die Steuerung der Verteiler schaltung, wobei für jeden Faktor ein besonderer Zählring vorhanden ist, dessen Einheiten gleich der Anzahl der Stellen des betreffenden Faktors ist, durch eine an den letzten Zählfing untersetzt angekoppelte Einrichtung, die den Impulserzeuger ausschaltet, wenn der letzte Zählring in seine Ausgangsstellung (Nullstellung) zurückkehrt, während die Einrichtung zu Rechenbeginn mit der H'and oder mechanisch gesteuert den Impulserzeuger freigibt.

   2. Zählringe für die Anordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen stabilen Multivibrator ohne Kreuzkondensatoren für jede Zähkingeinheit, die miteinander gekoppelt sind ,von der Anode eines Multivibratorsystems ■ zum- Gitter des nachfolgenden entsprechenden Multivibratorsystems, wobei die Kathoden der genannten Multivibratorsysteme verbunden sind und eventuell über eine Vor röhre, deren .Kathode an den gleichen Kathodenwiderstand wie die Kathoden der Multivibratorsysteme an-

   geschlossen ist, mit positiven Steuerimpulsen zur Zählringbetätigung beschickt werden, während die Größe des Kathodenwiderstandes unabhängig von der Anzahl der Einheiten des Zählringes ist, und wobei die Kathoden der übrigen Multivibratorsysteme ebenfalls einen gemeinsamen Kathodenwiderstand mit eventuellem Parallelkondensator haben.

   3. Anordnung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden ersten Zählringe oder die den Ziffern sämtlicher Faktoren zugeordneten Zählringe jeweils mit einer Einrichtung versehen sind, die Rechtecksimpulse von der Dauer von einer bis neun Steuerimpulsperioden beim Zehnersystem und bei anderen Systemen entsprechend weniger oder mehr erzeugen, die einheitlich anfangen oder aufhören und von den Zählringeinheiten bei Betätigung durch den Steuerimpuls des betreffenden Zählringes jeweils beim Ein- oder Ausschalten einer Einheit je nach der Zahl der zwischenliegenden Impulsperioden aus- oder eingeschaltet werden.

   4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch ge^ kennzeichnet, daß von jeder def im Zehnersystem neun Einheiten eines Zählringes mit Ausnahme der letzten kippfähige Gebilde (Gastrioden, stabile Multivibrator«!) gesteuert werden, die bei Übergang des Zählninges in seine Ausgangsstellung insgesamt ein- oder ausgeschaltet werden.

   5. Anordnung* nach Anspruch 4, - gekennzeichnet durch stabile Multivibratorem als kippfähige Gebilde mit einem allen Multivibratorsystemen gemeinsamen Kathodenwiderstamd, dem vorzugsweise über eine Kathoderniverstärker¹-röhre ein gemeinsamer positiver Löischimpuls aufgedrückt wird, der die unmittelbar an den' Gittern von den Anoden; der Zählringföfaren her angekoppelten Systeme auslöscht, so' daß die Anodenspannung hoch positiv wird, wobei durch die Kondensatoren jeweils bei Betätigung der angekoppelten Einheit zuerst ein negativer und darauf ein positiver Impuls übertragen wird, der das angekoppelte System, zündet, so daß die Anodenspannung tief absinkt und man positive Rechtecksvorgämge erhält, die die ini Zehnersystem die Dauer von einer, zwei, drei;, ■vier, fünf,. sechs, sieben, acht Impulsperioden haben, während die Dauer von neun Impulsperioden durch dauernden Anschluß an ein entsprechend hoch liegendes Potential gebildet wird, wobei das Plateau der hoch positiven Rechtecks vorgänge an keiner Stelle von der Größe etwaiger Amodenströme abhängig ist.

   6. Anordnung nach, Anspruch 4, gekennzeichnet durch stabile Muiltivibratoren· ohne Kreuzkondensatoren oder mit sehr kleinen Kreuzkoindenisatoren als kippfähige Gebilde mit einem allen Multivibratorsystemeti gemeinsamen Kathodenwiderstand nach Anspruch 5, wobei im Zehnersystem zu neun Zählringeinheiten nur vier Multivibratoren vorgesehen sind:, bei denen an jeder Anode Rechtecks vorgänge hochpositiver Art entnommen werden können und die an die erste, zweite, dritte und vierte oder die fünfte, sechste, siebente und achte Zählringröhre nach Anspruch 5 angeschlossen werden können,, derart, daß die Anodenspannungen des ersten Multivibrators Rechtecksvorgänge der Dauer von einer und acht, des zweiten vo>n zwei und sieben, des dritten von drei und sechs«, des vierten von vier und fünf oder umgekehrt des fünften von fünf und vier, des sechsten von sechs und drei, des siebenten von sieben und zwei und das achten vom acht und einer Impulsperioden liefern.

   7. Anordnung nach einem der Ansprüche^, S oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Recht ■ ecksvorgänge für jeden Faktor je in neun Leitungen einem die Aufgabe speichernden Kontaktsatz nach Art eines Kreuzschienenverteilers zugeführt werden, wobei die abgehenden Leitungen für jeden Faktor gleich der Anzahl dar Stellen sind, die der betreffende Faktor maximal haben kann, und Rechtecksvorgänge enthalten, die in ihrer zeitlichen. Dauer so viel aufeinanderfolgenden Impulsen entsprechen, wie die Ziffern der Faktoren sind, und daß die abgehenden Leitungen mit den Leitungen von den Anoden, der den Stellen zugeordneten ZähMngen so zusammengeführt werden, daß für jedem Faktor und jede Stelle der nur dieser zukommende Rechtecksvoirgang vorhanden ist.

   8. Anordnung nach Anspruch 7, daß die Zusammenführung an den zwei Gittern einer Doppelgitterröhre vorgenommen wird, Vorzugs- \. weise in Kathodenverstärkerschaltung, derart, daß ein Anodenstrom nur dann fließen kann, wenn beide Gitter hoch positiv sind, erreichbar durch genügend hohe Vorspannung, wobei die am Kathodenwiiderstand entstehende Spannung im wesentlichen gleich der an dem* Gittern liegenden Spannung ist und von der Charakteristik der Röhre weitgehend unabhängig ist.

   9. Anordnung nach Anspruch, 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammenführung im der Weise vorgenommen wird, daß die Rechtecksvorgänge jeweils in einer Leitung eine Kathodemverstärkerröhre beeinflussen,, wobei die Spannung am: Kathodenwiderstand bei genügender Größe des Kathodenwiderstandes so hoch ist, daß Gitterstrom vermieden wird, und daß die Anodenspannüngen· der Z ählringsy sterne, die bei Betätigung einer Zählringeinheit hoch positiv sind, über hohe Widerstände ebenfalls die Gitter einer Kathodenverstärkerröhre beeinflussen, deren· Kathodenwiderstände die Leitungen für die Endverteilung liefern, wobei zwischen Kathode der erstgenannten' Kathodenr verstärkerröhre und Gitter der zweiten Katho>denverstärkerröhre, die stellen- und ziffernmäßig zusammengehören, eine Diode so eingeschaltet wird, daß ihre Kathode am der erstgenannten Röhre und ihre Anode am Gitter der zweiten Röhre liegen, so daß in der Endverteilungsleitung nur dann eine Spannung

   herrscht von hohem Potential, wenn die Gitter beider Röhren hoch positiv sind.

   io. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch, gekennzeichnet, daß die Endverteilungsleitungen, deren Anzahl gleich der Summe der Stellen beider Faktoren ist, so zusammengeführt werden, daß insbesondere bei zwei Faktoren die Endverteilungsleituingen des einen Faktors die des anderen nach Art eines Kreuzschienenverteiilers an den Zusammenführungsstellen beeinflussen, deren Anzahl gleich dem Produkt der Anzahlen beider Stellen ist, die die Faktoren maximal haben können.

   11. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die Verwendung von Doppelgitterröhren an den Züsammenführungsistellen, die geschaltet sind wie bei der Anordnung nach Anspruch.8.

   12. Anordnung nach Anspruch, 10, dadurch gekennzeichnet, daß Dioden in der Weise für die Zusammenführungen gebraucht werden, daß ihre Kathoden an die Endverteilungsleitungen eines Faktors angeschlossen werden, während die Endverteilungsleitungen des zweiten Faktors jeweils soi aufgegabelt werden, daß eine Endverteiluingsleitung in so vielen aufgespaltenen mit Vorwiderständen versehenen Einzelleitungen endigt, als Stellen oder Endverteilungsleitungen des ersten Faktors vorhanden sind, und daß diese Endigungen einer einzelnen Endverteilungsleitung je einer Endverteilungsleitung das ersten Faktors durch Verbindung mit der Diodienanode an jeder Zusammenführungsstelle zugeordnet sind, wobei die Leitungen, die mit den Diodenanoden verbunden, sind, der Eingangsschaltung des Resultatwerkes zugeführt werden.

   13. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der mit den Diodenanoden verbundenen Leitungen an eine hochliegende Verstärkerröhre geführt wird und daß den Gittern sämtlicher Röhren Impulsspannungen im Takte des Impulserzeuger, der den ersten Zählring betätigt, zugeführt werden, deren Abfluß durch Widerstände zwischen Gittern und Diodenanoden verhindert wird, wobei die Röhrenvorspannung so hoch ist, daß die den Rechtecksspannungen überlagerten positiven Impulse nur dann, den Arbeitsbereich , der Verstärkerröhre durchstoßen können, wenn das Plateau, dar Rechtecksvorgänge. vorhanden ist, wobei die Impulsspanr nung eine solche Höhe hat (etwa zwei Drittel der Rechtecks spannungen), daß der Arbeitsbereich der Röhre über den Gitterstrameinsatz hinaus durchstoßen wird, wodurch bei genügend kleiner. Zeitkonstante keine nennenswerten Poteintialverschiebungen außerhalb der Impulsdauer erzeugt werden, jedoch, eine Sicherheit 6υ gegenüber Schwankungen d'er Impulsspannung und der Recbtecksspannung erhalten wird.

   14. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Resultatwerk mit Zählringschal tüngen, die bei Erreichen· der Null in jedem, Zählring unmittelbar vorzugsweise über eine Koppelröhre einen Übertragungsimpuls in den nächsthöheren Zählning vorsieht, derart, daß das Resultatwerk aus untersetzt angekoppelten Zählringen mit einer Gesamtzahl der Stellen sämtlicher Faktoren zusammengenommen besteht, wobei vorzugsweise Relais in den Anodenkreisen der Zählringröhren vorgesehen sind., um· das Ergebnis, schreiben zu können, und Glimmlampen mit den Zählringanoden verbunden sind, um das Rechenergebnis der reinen elektronischen Einrichtung überprüfen zu können.

   15. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche für die Löschung oder die Nullstellung vor dem Beginn einer neuen Rechnung, gekennzeichnet durch eine starke negative Impulsspannung mit einer Dauer vergleichbar mindestens einer ganzen Impulsperiode, die über

   im Vergleich zu den übrigen' Schaltelementen hohe- Impedanzen, auf diejenigen Röhrensysteme im Resultatwerk geleitet werden, die bei der Betätigung der Ringschaltung nacheinander eingeschaltet werden und nicht der Null zugeordnet sind. -"

   16. Anordnung nach einem' der vorangegangenen Ansprüche für die Löschung oder die Nullstellung vor dem Beginn einer neuen Rechr nung, gekennzeichnet durch einen starken positiven Impuls mit einer Dauer wie nach Anspruch 15, der über im Vergleich zu den übrigen Schaltelementen hohe Impedanzen, bei M.uitivibratoren auif diejenigen Röhrensysteme geleitet wird, die bei der Betätigung der Ringschaltung nacheinander ausgeschaltet werden und nicht der Null zugeordnet sind. .

   17. Anordnung nach einem der vorangegan-' genen. Ansprüche, gekennzeichnet durch einschaltbare Mittel, um die Frequenz des Impulserzeugers so weit heruntersetzen zu können, daß man zur Überprüfung insbesondere an den. Glimmlampen im Resultatwerk erkennen kann, mit dem Auge, wo der Fehler auftritt. :

   In.Betracht gezogene Druckschriften: "USA.-Patentschriften Nr. 2404697, 2502360, 516, 2402432;

   Zeitschrift »Electronics«, März 1948, S. 122 bis

   125. ...-■.-

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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