DE965980C - Verfahren und Vorrichtung fuer die elektrische Speicherung von Angaben - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 4. JULI 1957

p 47601 IX/42 m D

von Angaben

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Speichervorrichtung, bei welcher Angaben in ein Ladungsdiagramm auf einer nichtleitenden Fläche umgeformt werden, indem die Fläche mit einem Kathodenstrahlbündel bombardiert wird, wobei die elektrischen Zeichen entsprechend dem Ladungsbild von der Aufzeichnung durch einen Ablesevorgang wieder erhalten werden, welcher ebenfalls den Gebrauch eines Kathodenstrahlbündels bedingt.

Die Erfindung bezieht sich auf die Tatsache, daß keine nichtleitende Fläche, welche ein solches Ladungsdiagramm aufnimmt, es unendlich lange halten wird. Nicht nur begrenzt der Ladungsverlust auf der Oberfläche die Aufladezeit, sondern die Aufzeichnung kann jedes Mal, wenn sie abgelesen wird, ganz oder teilweise ausgelöscht werden.

Ein Zweck der Erfindung besteht demgemäß darin, Mittel für das Ablesen einer Aufzeichnung in Gestalt eines Ladungsbildes auf einer nichtleitenden Fläche vorzusehen, ohne die Aufzeichnung auszulöschen.

Ein weiterer Erfindungszweck ist die Schaffung von Einrichtungen, mit deren Hilfe die Lebensdauer einer Aufzeichnung verlängert werden kann, indem diese während der von im Verhältnis zur Schwundzeit kurzen Intervallen unterbrochenen Lesevorgänge regeneriert wird.

Die Anordnung könnte, indem die Aufzeichnung während des Nochvorhandenseins abgelesen wird und

709 572/105

indem die so wiedererhaltenen Zeichen dazu verwendet werden, eine neue Aufzeichnung auf einer weiteren, nichtleitenden Fläche auszulösen, so getroffen werden, daß die Zeit, während welcher die Nachricht zur Verfügung steht, langer ist als die Schwundzeit; diese zweite Aufzeichnung könnte ihrerseits wieder abgelesen werden und abermals zur Auflösung einer dritten Aufzeichnung verwendet werden usf. Handelt es sich bei dem Lesevorgang um einen solchen, bei welchem ίο die Aufzeichnungen gleichzeitig von der Fläche gelöscht werden, so könnte die vorerwähnte dritte Aufzeichnung auf dem zuerst benutzten Bereich der nichtleitenden Fläche erfolgen, so daß die Aufzeichnung stets zwischen zwei nichtleitenden Flächenbereichen is hin- und herpendelt und infolgedessen stets auf einem derselben zur Verfügung steht. Weil ein großer Teil der Ausrüstung doppelt ist, besitzt eine solche Anordnung viele Nachteile. Außerdem ist es schwierig, eine neue Nachricht auf die vorhandene Aufzeichnung aufzubringen und einen Teil der Nachricht zu einem anderen Zeitpunkt als der funktionsbedingten Ablesezeit abzulesen.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht daher darin, Mittel vorzusehen, durch welche ein Ladungsbild an Ort und Stelle ohne Zuhilfenahme einer Zwischenaufzeichnung erneuert werden kann. Die Erfindung hat offensichtlich den Vorteil größerer Einfachheit insofern, als nur eine Aufzeichnungsfläche Anwendung findet. Ein weiterer Vorteil geht aus -folgendem hervor: Wenn eine Aufzeichnung erfolgt und dieselbe dann ohne Zwischenrückkoppelung herausgelesen wird, besteht die Gefahr, daß ein Teil der Aufzeichnung infolge von Änderungen des Betriebszustandes, die sich in Veränderungen der jeweiligen augenblicklichen Lage des Kathodenstrahlbündels auswirken können, bei der Ablesung einen anderen als den beabsichtigten Sinn ergibt. Durch Anwendung der vorliegenden Erfindung wird die Aufzeichnung jedoch bei jeder Rückkoppelung tatsächlich neu gebildet, und zwar unter Bedingungen, die sehr ähnlich denjenigen sind, die vorliegen, wenn die ursprüngliche Aufzeichnung stattfindet, die jedoch nicht unbedingt dieselben zu sein brauchen; d. h., die Lage der Aufzeichnung auf der isolierenden Fläche kann im Verlaufe der aufeinanderfolgenden Rückkoppelungen einer geringfügigen Wanderung unterworfen sein, da die Betriebsbedingungen sich stets etwas ändern, was in der Praxis unvermeidlich ist. Eine solche geringfügige Wanderung führt jedoch nicht zu Schwierigkeiten beim Lesen, vorausgesetzt, daß die Aufzeichnungs-, Ablese- und Regenerationskriterien im Vergleich zu den Änderungskriterien der Betriebsbedingungen groß sind.

Die Erfindung besteht darin, daß a) die Aufzeichnungsfläche mittels eines Kathodenstrahlbündels abgetastet wird, dessen Elektronengeschwindigkeit so ist, daß eine größere Zahl von Sekundärelektronen, als Primärelektronen auf die Fläche auftreffen, von den Bereichen der Fläche ausgesandt werden, die von dem Strahl getroffen werden, und infolgedessen auf diesen Bereichen eine positive Ladung erzeugt wird, b) die aufzuzeichnende Angabe so ausgeführt wird, daß sie zwei verschiedene Werte bzw. Formen der von dem Strahl erzeugten Ladung hervorruft, wodurch auf der Fläche ein die Angabe darstellendes statisches Ladungsbild erzeugt wird, c) das Ladungsbild mittels des Kathodenstrahles in solcher Weise abgetastet wird, daß in Abgreifeinrichtungen, die mit der genannten Fläche gekoppelt sind, eine Spannung erzeugt wird, deren Wellenform das Ladungsbild darstellt und deren Spannungsänderungenfür einen dergenannten Ladungswerte bzw. eine der genannten Ladungsformen kennzeichnend sind, d) jede solche charakteristische Spannungsänderung, sooft sie auftritt, dazu verwendet wird, durch den Strahl eine der Spannungsänderung entsprechende Ladung auf der Aufzeichnungsfläche zu erzeugen, was einem Regenerieren des Ladungsbildes gleichkommt.

Die Art eines Elementes des Ladungsbildes hängt von der aufzuzeichnenden Nachricht ab. Bei der Anwendung der Erfindung für die Speicherung nach dem Zweiziffernprinzip (bei welchem nur die Ziffern 0 und 1 verwendet werden) sind die Ladungs Verteilungen, welche ο und 1 darstellen, unterschiedlich, und jede ist eine Element des ganzen Diagramms.

Die Erfindung beruht auf dem Prinzip, daß, wenn ein Kathodenstrahl eine nichtleitende Fläche abtastet und wenn das Verhältnis der Zahl der frei werdenden Sekundärelektronen zur Zahl der auf treffenden Primärelektronen größer als 1 ist und wenn gleichzeitig der Strahl einer Modulation unterworfen wird, so daß auf dieser Fläche ein Ladungsbild entsteht, welches den Verlauf dieser Modulation wiedergibt, die während einer darauffolgenden, ohne Modulation erfolgenden Abtastung dieses Ladungsbildes durch das Strahlenbündel in einer mit dieser Fläche zusammenwirkenden Abgreifeinrichtung entstehenden Impulszeichen Teile enthalten, die in der Modulation nicht enthalten waren und die denjenigen Teilen der wiederhergestellten Signale vorausgehen, die den Verlauf der Modulation während der ersten Abtastung wieder- ioo gaben.

Das bedeutet, daß bei der zweiten Abtastung in Form der von den Abgreifeinrichtungen abgegebenen Signale sozusagen jeweils eine Vormeldung für den Verlauf der Modulation gegeben wird, die während der darauffolgenden Abtastung zwecks Regeneration des Ladungsbildes auszuüben ist. Somit wird beim nachfolgenden Abtasten die Aufzeichnung abgelesen, und vorher vorhandene, erstmalige Stromimpulse der wiedergebildeten Zeichen werden zur Betätigung der Modulationsmittel ausgenutzt.

Die Art, auf welche die vorher erfolgenden Stromimpulse auftreten, ist nachstehend vollständig beschrieben; hier soll kurz gesagt werden, daß sie als eine Folge der Tatsache erscheinen, daß frei gewordene Sekundärelektronen, während das Bündel eine Stelle der Fläche beleuchtet, zu der Ladung hinzukommen, welche an der benachbarten Stelle gelassen wird, die im vorhergehenden Augenblick beleuchtet war. Wenn die benachbarte Stelle das nächste Mal abgetastet wird, tritt ein Zeichen auf, welches die erwähnten Sekundärelektronen berücksichtigt; wenn jedoch das Abtastbündel eine Stelle an der Fläche beleuchtet und dann ausgelöscht wird, so wirddas Zeichen, das beim nächsten Abtasten auftritt, von unterschiedlicher Art sein, da die nächste Stelle der Abtastungsfolge nicht beleuchtet

war und daher keine Sekundärelektronen zu den ersten hinzugefügt wurden.

Die Erfindung ist besonders (jedoch nicht ausschließlich) für die Speicherung bei Rechenmaschinen u. dgl. Maschinen anwendbar und sieht Mittel für die Speicherung von Zahlen, Vorgängen, Anweisungen für den Zahlendurchlauf usw. bei solchen Maschinen vor. Andere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.

ίο In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Fig. ι zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung für die elektrische Speicherung von Informationen;
Fig. 2 veranschaulicht die Betriebszustände derVorrichtung der Fig. 1;

Fig. 3 a bis 3 h sind Schemas, welche die Erneuerung des Ladungsdiagramms veranschaulichen, und

Fig. 4 ist ein Schaltungsschema einer Ausführungsform eines bei der Vorrichtung nach Fig. 1 benutzten Durchlaßkreises.

Nach Fig. 1 wird das Ladungsdiagramm am Phosphorschirm der Stirnwand einer Kathodenstrahlröhre 5 erzeugt. Die Röhre besitzt eine Kathode 6, einen Modulator 7, erste und zweite Anoden 8 und 9, eine dritte

Anode 10, die durch einen leitenden Überzug auf der Innenwand der Röhre gebildet ist, und eine Signalaufnahmeplatte 11 in der Form eines leitenden Überzuges auf der Außenwand der Röhre in der Nähe des Phosphorschirms. Zwei Paar zusammengehörige Ablenkplatten 12,13 sind vorgesehen, um das Strahlenbündel in zwei Koordinatenrichtungen abzulenken. Die zweite und dritte Anode sind auf Erdpotential gehalten, während die übrigen Elektroden geeignete negative Potentiale haben.

Ein Generator 14 für rechteckige Impulse (welche als »Zeit«-Impulse bezeichnet werden), erzeugt regelmäßige Wiederkehrimpulse bei einer Frequenz von ungefähr 84 000 pro Sekunde, wie in Fig. 3 e gezeigt ist. Die Dauer jedes Impulses beträgt ungefähr 3,5 Mikro-Sekunden und das Intervall zwischen den Impulsen ist ungefähr 8,5 Mikrosekunden. Die Impulse vom Generator 14 werden von einem Teilerkreis 15 zugeführt, welcher Impulse erzeugt, die jedem sechsunddreißigsten Eingangsimpuls entsprechen, und der Ausgang des Teilerkreises 15 sperrt einen Sägezahn-X-Zeitbasis-Generator 16, dessen Ausgang an die X-Platten 12 der Röhre 5 angelegt wird. Das Ablenk- und Rückführverhältnis der Λ'-Zeitbasis ist 8:1, und das Bündel wird während der Rückführung durch Mittel ausgelöscht, welche in der Zeichnung der Einfachheit halber weggelassen sind. Der Teilerkreis 15 sperrt auch einen zweiten Sägezahngenerator 17, welcher eine Y-Zeitbasis bei einem passenden Vielfachen der X-Zeitbasis-Periode erzeugt und die Y-Platten 13 speist.

Die Röhre arbeitet mit einer solchen Geschwindigkeit des Strahlenbündels, daß das Verhältnis der Sekundärelektronen, welche aus dem Phosphorschirm austreten, zu den ankommenden Primärelektronen größer als eins ist. Fig. 2 zeigt durch die ausgezogene Kurve die Veränderung des erwähnten Verhältnisses mit der Geschwindigkeit des Strahlenbündels. Es wurde gefunden, daß bei einer praktisch ausgeführten Röhre kleine Stellen vorhanden sind, an denen der Phosphorschirm die Glasstirnwand nicht bedeckt, und um schädliche Signale zu vermeiden, wird die Geschw indigkeit vorteilhaft so gewählt, daß das Verhältnis von Sekundär- zu Primärelektronen auch für das Glas größer als eins ist. Die gestrichelte Kurve in Fig. 2 zeigt die Veränderung des Verhältnisses der Sekundärzu den Primärelektronen für das Glas der Röhre, eine geeignete Geschwindigkeit ist somit eine zwischen V₁ und V₂.

Die normale Geschwindigkeit des Strahlenbündels ist im wesentlichen konstant, und wenn das unmodulierte Strahlenbündel den Schirm bestreicht und ein rechteckiges Raster bildet, läßt es hinter sich eine Bahn von positiver Ladung, welche jede Zeile markiert. Eine Information wird zur Speicherung eingebracht, indem das Strahlenbündel mittels Zeitimpulsen vom Generator 14 moduliert wird, welchen Impulsen Zutritt zum Modulator 7 über einen Durchlaßkreis 18 gestattet ist, wenn ein negatives Potential an die Klemme 19 angelegt wird. Bei einem System, welches auf der Grundlage von zwei zu speichernden Ziffern arbeitet, kann die Ziffer 1 durch Absperren des Strahlenbündels (und damit eine Unterbrechung der Bahn) und die Ziffer 0 durch Abwesenheit einer Unterbrechung in der Bahn (d. h. ohne Modulation des Strahles) während des Auftretens eines Zeitimpulses markiert werden.

In Fig. 3 a ist die Ziffergrundlage 1101 (welche die Zahl 11 darstellt, d. h. 1 + 2¹ + 2³, wobei die erste Ziffer, von links nach rechts gelesen, die Ziffer niedrigsten Stellenwertes ist) für die Darstellung gewählt worden; die positive Bahn ist verdunkelt, und die entsprechende Modulatorwellenform ist von der in Fig. 3 h gezeigten Gestalt, jedoch im entgegengesetzten Sinn und von größerer Höhe. Die Anwendung kann so sein, daß auf jeder Zeile Platz für eine Zahl von 32 Ziffern ist, und es können so viele Zahlen gespeichert werden, wie sich Zeilen im Raster befinden; die Merkmale, auf welche sich die Erfindung gründet, sind jedoch vollständig in Fig. 3 dargestellt.

Die Ladungsverteilung längs der Linie der Fig. 3 a ist so angenommen, wie es in Fig. 3 b gezeigt ist, in welcher positive Ladung unter der Grundlinie aufgetragen ist. Wenn das Strahlenbündel den Schirm bestreicht, läßt es hinter sich eine Bahn von positiver Ladung infolge der Tatsache, daß mehr Sekundärelektronen austreten als Primärelektronen ankommen, und diese Bahn ist natürlich nicht vorhanden, wenn das Strahlenbündel gesperrt ist. Die Bahn ist nicht so eindeutig, wie es der Fall wäre, wenn alle Sekundärelektronen durch die dritte Anode entfernt würden, weil tatsächlich nicht alle so entfernt werden, einzelne fallen zurück in die Bahn hinter das vorrückende Bündel und lassen dasselbe etwas weniger positiv als das Potential, auf welche sie durch das Bündel gebracht wurden. Nun müssen diese Teile der Bahn unmittelbar vor jedem Auslöschen der Abtastfolge deutlich mehr positiv als das mittlere Potential der Bahn belassen werden, weil sie während den Intervallen der Abtastung, während denen das Bündel gesperrt ist, keine Sekundärelektronen aufnehmen und somit im wesentlichen auf dem positiven Potential bleiben, auf welches sie durch das Bündel gebracht werden. Es wird somit_ in der Bahn unmittelbar vor jedem Bereich, der dem

Auslöschen entspricht, ein charakteristisches »Wellental« von positiver Ladung gebildet.

Wenn der nächste Strahl die in Fig. 3 a abgebildete Zeile abtastet, ohne daß bei 19 ein negatives Modulationspotential zugeführt wird, hat das am Ausgang des Verstärkers 20 erscheinende, von der Zeichenabgreifplatte 11 zugeführte Zeichen die Form der in Fig. 3 c abgebildeten vereinfachten Kurve. Die negativ läufigen erstmaligen Impulse werden mittels des Strahles gezwungen bzw. veranlaßt, auf die positiven obengenannten Wellentäler abzufallen (es wird angenommen, daß jeder Impuls, kurz bevor der Strahl an dem Wellental ankommt, welches den Impuls erzeugte, beginnt). Infolgedessen enthält, wenn das Ladungsbild der Fig. 3 a abgetastet wird, das Zeichen, das auf Grund jedes Elementes des Ladungsbildes entsteht, welches durch Auslöschen des Strahles erzeugt wurde, einen vorher erfolgenden erstmaligen Impuls. Die kleinen positiven Ausgleichsschwingungen ergeben sich infolge des Verschwindens der primären Elektronenwolke, wenn das Bündel abgeschaltet wird; die größeren positiven Ausgleichsschwingungen ergeben sich hauptsächlich infolge der Wiederherstellung der positiven Ladungsbahn. Wenn somit eine Ladungsaufzeichnung nachfolgend abgetastet wird, enthält das Zeichen, das zu jedem Element des Ladungsdiagramms gehört, eine vorwegnehmende ursprüngliche Ausgleichsschwingung, welche eine Voranzeige der Tatsache ergibt, daß in derselben Phase bei der vorhergehenden Abtastung, bei welcher die Aufzeichnung gemacht wurde, das Strahlenbündel ausgelöscht wurde. Um somit das Ladungsdiagramm zu ■ erneuern, ist der Durchlaßkreis 18 so gemacht, daß er öffnet, wenn der Ausgang des Verstärkers 20 eine 5 negativ gerichtete ursprüngliche Ausgleichsschwingung enthält, damit einem Zeitimpuls gestattet ist, daß er Zutritt zum Modulator 7 hat, um das Strahlenbündel abzusperren. Um die Gefahr fehlerhaften Arbeitens zu vermindern, werden die negativen Ausgleichssignale durch Stroboimpulse ausgewählt, die an den Durchlaßkreis 18 vom Stroboimpulsgenerator angelegt werden, der vom Generator 14 gesteuert wird.

In Fig. 3 c beruhen die kleinen positiven Augenblicksströme auf dem Verschwinden der Primärelektronenwolke, wenn der Strahl unter der Steuerung des erstmaligen negativen Augenblicksstromes abgeschaltet wird, während die größeren positiven Augenblicksströme ihre Ursache hauptsächlich in der Wiederherstellung des positiven Ladungsbildes haben, wenn die Wirkung des negativen Augenblicksstromes aufhört und der Strahl wieder eingeschaltet wird.

Der Durchlaßkreis 18 ist im einzelnen in Fig. 4 gezeigt. Der Ausgang vom Verstärker 20 wird in dem in Fig. 3 c gezeigten Sinne der Klemme 23 zugeführt, welche an das Steuergitter einer Pentode 24 über eine Diode 25 angeschlossen ist, die so verbunden ist, daß sie nur diejenigen Teile der Eingangsspannungsveränderungen hindurchgehen läßt, welche negativ gerichtet sind. Die Stroboimpulse, welche in bezug auf die Zeitimpulse in Phase sind, wie in Fig. 3d gezeigt ist, und welche negativ gerichtet sind, mit positiven .Intervallen dazwischen, werden durch die Klemme 26 eingeführt. Die Kathode der Diode 25 ist über den Widerstand 28 geerdet, und die Anode der Diode 27, an welcher die stroboskopischen Impulse angelegt werden, ist über die hintereinandergeschalteten Widerstände 29, 30 geerdet.

Ein Kondensator 31 ist zwischen die Anode der Pentode 24 und Erde eingeschaltet und wird über den Widerstand 32 positiv geladen, wenn die Röhre 24 gesperrt ist. Die Anode der Röhre 24 ist über Widerstände 33, 34, 35 an einen Punkt 36 auf ein negatives Potential von ungefähr — 150 V angeschlossen, und der Verbindungspunkt der Widerstände 33, 34 ist an die Kathode einer Diode 37 angeschlossen, deren Anode mit der Kathode der Diode 25 verbunden ist. Das ansteigende Anodenpotential der Pentode 24 ist über den Kondensator 3^8 an das Gitter einer Röhre 39 angelegt, die einen Widerstand 40 in ihrem Kathodenkreis hat und als Kathodenfolgeröhre wirkt.

Während der positiven Intervalle zwischen stroboskopischen Impulsen leitet die Röhre 27, und das Steuergitter der Pentode 24 ist bestrebt, mehr positiv zu werden; das Anodenpotential der Pentode 24 fällt entsprechend, und die Diode 37 leitet und bewirkt, daß die Diode 25 leitet und eine weitere Erhöhung des Gitterpotentials verhindert. Somit wird die Verbindungsstelle der Widerstände 33 und 34 auf einem Potential gehalten, das relativ zu Ende etwas negativ ist, und die Verbindungsstelle der Widerstände 34 und 35 wird daher auf einem festen, etwas negativeren Potential gehalten; dies ist die Anlaßstufe am Gitter der Röhre 29. Die positive Stufe in den Intervallen zwischen den stroboskopischen Impulsen muß derart sein, daß das positive Potential an der Verbindungsstelle der Widerstände 29 und 30 größer ist als das maximale negative Potential, welches an der Klemme 23 bestehen kann.

Die negativ gerichteten Ausgleichschwingungen besitzen eine genügende Amplitude, um die Pentode 24 zu sperren, und wenn eine solche Schwingung während eines stroboskopischen Impulses auftritt, wird der Kondensator 31 über den Widerstand 32 positiv geladen. Wenn der Kondensator 31 anfängt, sich positiv aufzuladen, wird die Diode 37 gesperrt, und das Anodenpotential der Pentode 24 fährt fort, anzusteigen, bis der stroboskopische Impuls beendigt ist, mit dem Ergebnis, daß das Kathodenpotential der Röhre 39 ansteigt, wie in Fig. 3f gezeigt ist. Bei Beginn jedes solchen Anstieges ist das Potential an der Kathode der Diode 41 Null (Endpotential), und der Kondensator 42 lädt sich positiv auf.

Zeitimpulse werden vom Punkt 43 über Kondensator 44 und Widerstand 45 an das Gitter einer Pentode 46 angelegt, deren Kathode mit einem Punkt 47 von ungefähr 70 V angeschlossen ist und deren Anode an die Kathode der Diode 41 über Widerstand 48 angeschlossen ist. Eine Diode 49 ist über Kondensator 42 und Widerstand 48 in Serie geschaltet. Die Zeitimpulse sperren die Röhre 46, welche zwischen Zeitimpulsen leitend ist, und deren Anode durch den Stromfluß der Diode 49 auf 0 Volt gehalten wird.

Somit gestattet ein Zeitimpuls, welcher ankommt, wenn der Kondensator 42 als Folge einer negativen Augleichsschwingung im Eingangssignal aufgeladen worden ist, daß das Gitter einer Röhre 50 positiv

wird, und dieses Gitter bleibt positiv, bis zum Ende des Zeitimpulses und gestattet, daß das Anodenpotential der Röhre 46 einmal mehr positiv wird. Zeitimpulse, welche ankommen, wenn keine negative Ausgleichsschwingung zum Aufladen des Kondensators vorhanden ist, sperren die Röhre 46, ändern jedoch das Potential des Gitters der Röhre 50 von 0 Volt nicht. Die Wellenform auf dem Gitter der Röhre 50 ist so in Fig. 3 h gezeigt. Während eines Zeitimpulses fällt das Potential der Kathode der Diode 41 etwas (Fig. 3 g), und wenn der Zeitimpuls beendigt ist, entlädt sich der Kondensator 42 vollständig über den Widerstand 48, bevor die nächste negative Ausgleichsschwingung ankommt.

Die Wirkungsweise kann zusammengefaßt werden, indem gesagt wird, daß ein Zeitimpuls, der bei 43 zugeführt wird, nur dann zur Röhre 50 hindurchgeht, wenn eine frühere negative Ausgleichsschwingung im Eingang den Druchlaßkreis in Betrieb gesetzt hat, um den Kondensator 42 positiv aufzuladen, während der Zeitimpuls wirksam wird.

Die Röhre 50 ist normalerweise gesperrt, weil ihre Kathode an eine Stelle auf einem genügend positiven Potential eines Spannungsteilerkreises 51, 52, 53 anas geschlossen ist. Das Potential an der Anode der Röhre 50 wird bei ungefähr + 80 V zwischen Zeitimpulsen durch eine Diode 55 aufgenommen, deren Kathode an eine Stelle bei ungefähr + 80 V im Spannungsteilerkreis 51, 52, 53 angeschlossen ist. Während eines Zeitimpulses fließt Strom im Widerstand 54, und das Anodenpotential der Röhre 50 fällt auf einen Wert, der demjenigen entspricht, auf welchen sich die Röhre 50 gründet. Es werden somit an einem Punkt 56 quadratische, negativ gerichtete Impulse zugeführt, die denjenigen der Fig. 3b entsprechen, jedoch von entgegengesetzter Phase sind. Diese Ausgangsimpulse, welche genau die ursprüngliche Modulation wiedergeben, durch welche das Ladungsdiagramm der Fig. 3 a erzeugt wurde, werden an den Modulator 7 (Fig. 1) angelegt, um das Diagramm zu erneuern.

Es ist zu beachten, daß ein wiederhergestelltes Signal kontinuierlich am Punkt 56 verfügbar ist. Eine Information kann zu irgendeiner Zeit geschrieben werden, indem die Kathode der Diode 49 für eine einen Zeitimpuls umfassende Periode positiv gemacht wird, und sie kann durch irgendwelche Mittel ausgelöscht werden, welche ein Aufladen des Kondensators 42 während einer negativen Eingangs-Ausgleichsschwingung verbinden. Mittel zur Erfüllung dieser zwei Zwecke sind nicht dargestellt worden, um eine Komplikation zu vermeiden, weil ihre Art dem Fachmann augenscheinlich ist.

Die vorstehend im einzelnen beschriebene Anordnung ist nur als Beispiel angegeben worden, und irgendwelche Änderungen innerhalb des Umfanges der nachfolgenden Ansprüche ergeben sich von selbst, z. B. kann eine andere getrennte isolierende Registrierfläche als der Phosphorschirm in der Röhre vorgesehen sein; und augenscheinlich kann die Ziffer 0 durch eine Unterbrechung der Spur dargestellt werden, während die Ziffer I durch einen kontinuierlichen Stich während eines Zeitimpulses dargestellt werden kann.

Die Anzahl von Zeitimpulsen von 84 000 pro Sek. ist nur ein Beispiel. Es ist nicht notwendig, das Strahlenbündel vollständig auszulöschen, um die Information auf die Spur zu schreiben; gleiche Resultate werden erhalten, wenn das Strahlenbündel in der Stärke herabgesetzt wird. Die Erfindung ist nicht auf die Speicherung einer Zifferinformation beschränkt, welche als passendes Beispiel erläutert worden ist.

In diesem Falle ist infolgedessen, obwohl die mittels des Kathodenstrahles erzeugte Ladung, wie in dem vorgenannten Beispiel, zwischen 0 entsprechend den Zwischenräumen und irgendeinem positiven Wert während der Punkte und Striche, verändert wird, das wesentliche, bei der Speicherung von Nachricht ausgenutzte Änderungskriterium die Veränderung der Ladungsform von einem kleinen geladenen Bereich, der einen Punkt darstellt, zu einem relativ großen geladenen Bereich, der einen Strich darstellt. Es kann gezeigt werden, daß, wenn ein solches Ladungsbild mittels eines unmodulierten Strahles nochmals abgetastet wird, die Punkte, wenn dieselben eine entsprechende Dauer haben, Anlaß zu einem negativen erstmaligen Impuls geben, während die Striche durch einen positiven Impuls gekennzeichnet sind. Die Anordnung kann einen Stromkreis enthalten, der normalerweise den Strahl in bestimmten Intervallen wiederholt einschaltet, und zwar auf die Zeitdauer, die gebraucht wird, um einen Punkt zu schreiben; derselbe wird jedoch nur in Anwesenheit einer Nachricht eingeschaltet, die in Form von Impulsen gespeichert wird bzw. zum Zwecke der Rückkoppelung in Anwesenheit eines positiven erstmaligen Augenblicksstromes, um die Punktspur in einen Strich auszuziehen. Das Auftreten zweier Augenblicksströme entgegengesetzten Vorzeichens erklärt sich am besten aus dem Studium der Fig. 3 a, 3 b, und 3 c. So wird die von einem Punkt erzeugte Ladungsverteilung offensichtlieh das charakteristische Wellental einer in Fig. 3 b dargestellten positiven Ladung sein, da keine weitere Emission von Sekundär-Elektronen zur Ausfüllung desselben vorhanden ist. Bei der Abtastung wird dies den in Fig. 3 c gezeigten negativen Augenblicksstrom auslösen. Die Ladungsverteilung, die mittels eines Striches erzeugt wird, der in Wirklichkeit eine kurze Zeile ist, ist ebenfalls in Fig. 3 b dargestellt. Sie besteht aus einem Wellental positiver Ladung, das vor einer Zeile weniger positiver Ladungen liegt, und wird bei der darauffolgenden Abtastung einen positiv läufigen erstmaligen Augenblicksstrom auslösen.

Ein Merkmal der vorstehend im einzelnen beschriebenen Anordnung besteht darin, daß eine auf irgendeiner Linie aufgespeicherte Information nur einmal L15 bei jeder Abtastung des Rasters verfügbar ist. Wenn es gewünscht wird, kann die Y-Zeitbasis so gemacht werden, daß Linien im Raster in der Reihenfolge i, N, 2, N, 3, N usw. abgetastet werden, wo N irgendeine Linie ist, welche selbsttätig ausgewählt werden kann. Bei einer solchen abgeänderten Anordnung ist die maximale Wartezeit vor dem Ablesen der ausgewählten Linie die Zeit, welche zum Abtasten einer weiteren Linie gebraucht wird. Im allgemeinen jedoch ist die Erfindung nicht auf den Gebrauch eines rechteckförmigen Rasters begrenzt; bei gewissen Anwen-

709 572/105

düngen kann eine einzelne Linie gespeichert werden und bei anderen können Spuren von Spiral-, Kreis- und anderen nicht rechteckigen Formen vorgezogen werden. Wenn es gewünscht wird, kann ein Teil der Aufzeichnung abgezweigt werden, um eine Information die sich auf den Verstärkungsgrad, die Spurhelle od. dgl bezieht, aufzuspeichern. Die Signale, die von einem solchen Teil der Spur abgeleitet werden, können eine automatische Steuerwirkung hervorrufen.

ίο Die Erfindung kann nicht nur bei Ziffern-Rechenmaschinen, sondern auch für Impuls-Verbindungssysteme bei Radar, und im allgemeinen unter irgendwelchen Umständen angewendet werden, bei welchen Impulse eine Information tragen, welche nicht augenblicklich, sondern eine gewisse Zeitdauer verfügbar ist.

Claims (12)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Speicherung von Angaben in Form eines elektrischen Ladungsbildes auf einer nichtleitenden Oberfläche innerhalb einer Kathodenstrahlröhre und zur Regeneration dieses Ladungsbildes, dadurch gekennzeichnet, daß

   a) die Fläche mittels eines Kathodenstrahlbündels abgetastet wird, dessen Elektronengeschwindigkeit so ist, daß eine größere Zahl von Sekundärelektronen, als Primärelektronen auf die Fläche auftreffen, von den Bereichen der Fläche ausgesandt werden, die von dem Strahl getroffen werden, und infolgedessen auf diesen Bereichen eine positive Ladung erzeugt wird,

   b) die aufzuzeichnende Angabe so zugeführt wird, daß sie zwei verschiedene Werte bzw. Formen der von dem Strahl erzeugten Ladung hervorruft, wodurch auf der Fläche ein die Angabe darstellendes statisches Ladungsbild erzeugt wird,

   c) das Ladungsbild mittels des Kathodenstrahles in solcher Weise abgetastet wird, daß in Abgreifeinrichtungen (ii), die mit der genannten Fläche gekoppelt sind, eine Spannung erzeugt wird, deren Wellenform das Ladungsbild darstellt und deren Spannungsänderungen für einen der genannten Ladungswerte bzw. eine der genannten Ladungsformen gekennzeichnet sind,

   d) jede solche charakteristische Spannungsänderung, so oft sie auftritt, dazu verwendet wird, durch den Strahl eine der Spannungsänderung entsprechende Ladung auf der Aufzeichnungsfläche zu erzeugen, was einem Regenerieren des Ladungsbildes gleichkommt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speicherung einer Angabe die Strahlintensität gesteuert und infolgedessen die Ladung innerhalb zweier verschiedener Werte geändert wird, deren einer Null sein kann, daß ferner die genannte charakteristische Spannungsänderung eine Amplitudenänderung in einem bestimmten Sinn ist, die zur Steuerung der Strahlintensität beim Regenerieren des Ladungsbildes verwendet wird.
3. ßo 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitudenänderung zur Verminderung der Strahlintensität dient und die Form eines negativ läufigen Impulses hat.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl in bestimmten Zeitintervallen ein- und ausgeschaltet wird, daß die zu speichernden Angabenimpulse dazu verwendet werden, die Zeitdauer, während welcher der Strahl eingeschaltet ist, zu steuern, wodurch die Form des von dem Strahl erzeugten Ladungsbildes von einem Punkt in einen Strich verändert wird, bzw. umgekehrt, daß ferner die genannte charakteristische Spannungsänderung ein positiv läufiger Impuls ist, der dazu verwendet wird, die Zeit, während welcher der Strahl eingeschaltet ist, zu verlängern.
5. 5. Elektrische Anlage zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer Kathodenstrahlröhre (5) ein Schirm angebracht ist, auf dessen Fläche das Ladungsbild erzeugt wird, daß eine Abgreifplatte (11) vorgesehen ist, in welcher Spannungen in Abhängigkeit von den Änderungen des Ladungsbildes hervorgerufen werden, und daß die Abgreifplatte (11) mit einer Steuerelektrode (7) der Röhre so gekoppelt ist, daß die in ihr hervorgerufenen Spannungen zur Steuerung der Intensität des Elektronenstrahles dienen.
6. 6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückkoppelungsschleife (ii, 20,18, 7) ein Elektronenschaltglied (18) eingeschaltet ist, dem Stroboimpulse zugeführt werden, die nur ausgewählten Spannungen eine Steuerung der Strahlintensität gestatten.
7. 7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stroboimpuls dazu dient, Augenblicksströme, die in der Abgreifplatte (11) beim Abtasten der Ladungsbereiche durch den Elektronenstrahl erzeugt werden, auszuwählen.
8. 8. Anlage nach Anspruch 5, 6 oder 7, bei welcher das Ladungsbild sich aus Punkten und Strichen zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektronenschaltglied (18) zur Umschaltung der Strahlintensität zwischen hohen und niedrigen Werten. innerhalb bestimmter Zeitintervalle und eine Schaltung (24, 39, 46, 50) vorgesehen sind, mit deren Hilfe, wenn nötig, die genannten Spannungen bzw. ausgewählte Teile derselben dazu verwendet werden, die Zeitdauer, während welcher der Strahl an- oder abgeschaltet ist, zu verlängern.
9. 9. Anlage nach irgendeinem der Ansprüche 5 no mit 8, dadurch gekennzeichnet, daß die von der

   " Abgreifplatte (11) abgegriffenen Spannungen bzw. ausgewählte Teile derselben dazu verwendet werden, die Zuführung von Regenerationsimpulsen, mit deren Hilfe die Intensität des Elektronenstrahles gesteuert wird, zur Kathodenstrahlröhre (5) zu steuern.
10. 10. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (24, 39, 46, 50) nur auf negativ läufige Augenblickswerte der in der Abgreifplatte (11) erzeugten Spannung anspricht, wodurch die Strahlintensität, wenn solche negativen Augenblickswerte auftreten, vermindert wird.
11. 11. Anlage nach Anspruch 5 mit 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Kombination mit einer Rechenmaschine (über 22, 19) Anwendung findet.
12. 12. Anlage nach Anspruch ii, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziffern ?o« und »i« innerhalb des Ladungsbildes durch eine positive langgezogene Ladungsspur und durch Zwischenräume in dieser dargestellt werden.

    In Betracht gezogene Druckschriften:

    Deutsche Patentschriften Nr. 629375, 745 991; Vilbig: »Lehrbuch der Hochfrequenztechnik«, 1942, S. 501 bis 512.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

    © 709 572/105 6. 5T