DE968761C - Elektronisches Speicherwerk zum Zaehlen elektrischer Impulse - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 27. MÄEZ 1958

Die Erfindung betrifft Elektronengeräte mit mehreren auf elektrische Impulse ansprechenden elektronischen Vorrichtungen.

Bei solchen Geräten ist es oft erforderlich, daß nur eine elektronische Vorrichtung zu irgendeinem Zeitpunkt leiten soll. Beispielsweise sind in einigen elektronischen Speicherwerken mehrere Ziffern darstellende Elektronenröhren nacheinander in Ansprechung auf aufeinanderfolgende zu zählende Impulse betätigbar, wobei die Anzahl der empfangenen Impulse zu jedem Zeitpunkt direkt durch die letzte leitend zu machende Röhre dargestellt wird. Damit nun die Röhren des Speicherwerkes während des Zählens immer wieder verwendet werden können, sind Einrichtungen vorgesehen, die sicherstellen, daß, sobald eine Vorrichtung in Erwiderung auf einen Impuls leitend wird, jede vorher leitende Röhre in einen nichtleitenden Zustand zurückgebracht wird.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Schaltschemen in den vorgenannten Geräten, bei denen nur eine der elektronischen Vorrichtungen zu irgendeinem Zeitpunkt leitend sein soll, zu vereinfachen.

Die Erfindung geht aus von einem Impulszähler mit mehreren Gasentladungsröhren, von denen jede einen Eingangskopplungsschaltkreis aufweist, welcher eine Eingangselektrode mit einem gemeinsamen Eingangsleiter verbindet, wodurch Eingangsimpulse gemeinsam allen Röhren angelegt werden, so daß diese nacheinander gezündet werden, und zwar derart, daß jeweils eine Röhre beim Zünden die nächste Röhre in der Reihe vorbereitet, damit diese beim Empfang des nächsten Eingangs-

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impulses zündet, und daß jeder Röhre ein Löschschaltkreis zugeordnet ist, durch welchen jede vorher gezündete Röhre gelöscht wird, sobald eine Röhre gezündet wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß beim Zünden einer Röhre ein durch die Spannungsänderung der genannten Eingangselektrode der Röhre erzeugter Spannungsimpuls über deren Eingangskopplungsschaltkreis an den gemeinsamen Eingangsleiter und von da aus über den ίο Eingangskopplungsschaltkreis jeder vorher gezündeten Röhre an die genannte Eingangselektrode letzterer Röhre angelegt wird, wodurch diese vorher gezündete Röhre gelöscht wird.

Die Erfindung ist auf ein elektronisches Speicherwerk zum Zählen elektrischer Impulse anwendbar, in welchem die elektronischen Vorrichtungen nacheinander in Erwiderung auf nacheinanderfolgende Impulse leitend gemacht werden und jede elektronische Vorrichtung jede vorher leitende Röhre zum Erlöschen bringt, so daß die Anzahl der empfangenen Impulse jederzeit durch die leitende Vorrichtung angezeigt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Gerät kann mindestens ein Teil der zum Übertragen von Löschspannungen von einer Vorrichtung auf die andere verwendeten Stromkreiskomponenten zum Zuführen von Eingangsimpulsen an die Vorrichtungen benutzt werden.

Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung erläutert, die ein Schaltschema für zwei Stellenwertreihen eines Speicherwerke mit den zugeordneten Steuerungen zeigt, wobei bestimmte Röhren der Deutlichkeit halber ausgelassen wurden.

Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird ein Speicherwerk zum Speichern von Werten des Zehnerzahlensystems benutzt.

In dem Ausführungsbeispiel werden die verschiedenen Potentiale mit Bezug auf die Erde angegeben. Die Erfindung soll aber nicht auf die Anwendung der besonderen Potentiale und Werte von Widerständen und Kondensatoren der nachstehenden Beschreibung begrenzt werden, weil die den verschiedenen Röhrenelementen zugeführten Potentiale lediglich dem Au&führungsbeispiel angepaßt sind und Widerstände und Kondensatoren zu den ausgewählten Potentialen in Beziehung stehen. Es können selbstverständlich auch andere Röhren, die der zu bauenden Art des Apparates angepaßt sind, gebraucht werden; die Werte der Stromkreiselemente können entsprechend zwecks Herstellung der passenden Beziehungen zwischen den verschiedenen Teilen des Stromkreises angepaßt werden. In der Zeichnung werden die Kathodenheizelemente in der bekannten Weise dargestellt.

Die Zeichnung zeigt die Einer- und die Zehnerstellenwertreihe des Speicherwerks. Jede Stellenwertreihe weist eine Eingangs röhre, einen elektronischen Zählring mit je einer Röhre für die Ziffern »o« und »1« bis »9« sowie eine Übertragungsröhre auf. Die Stromkreise zu und zwischen den Röhren »2« bis »7« des Ringes sind identisch und im Schaltschema ausgelassen worden, weil deren Arbeitsweise und Anordnung aus den für die Röhren »o«, »1«, »8« und »9« gezeigten Stromkreisen verstandlieh ist. Da die verschiedenen Stellenwertreihen sich im wesentlichen gleichen, so wird angenommen, daß Ausbildung und Arbeitsweise des Speicherwerks aus der Einzelbeschreibung nur einer Stellenwertreihe verständlich sind.

Die Röhren »o« und »1« bis »9« sind im Ring für aufeinanderfolgende Stufenwirkung in Erwiderung auf dem Ring zugeführte negative Impulse miteinander verbunden. Die in dem Ring verwandten elektronischen Vorrichtungen des Ausführungsbeispiels sind Gasentladungstetroden, beispielsweise Röhren des amerikanischen Typs GL 5663.

Vom Pol 30 aus wird über einen positiven Potentialspeiseleiter 31 Anodenpotential von + 105 Volt den Anoden der Röhren des Ringes zugeführt.

Die Kathoden und die Steuergitter der Röhren des Ringes werden mit negativem Potential von den Spannungsteilern aus gespeist, denen ihrerseits ein Potential von — 75 Volt vom Pol 32 aus zugeführt wird. Der als Beispiel gegebene Spannungsteiler für die Potentiallieferung an eine Kathode 82 der »0«- Röhre und an das Steuergitter 83 der »1 «-Röhre erstreckt sich vom Punkt 33 des am Pol 32 angeschlossenen negativen Potentialspeiseleiters 34 aus über einen 1,5-Megohm-Widerstand 35, einen 2,5- go Megohm-Widerstand 37, Punkte 38 und 39 und einen 22 000-Ohm-Widerstand 40 zur Erde. Die Kathode 82 der »o«-Röhre ist mit diesem Stromkreis bei Punkt 39 verbunden, und das Steuergitter 83 der »ι «-Röhre ist bei Punkt 36 angeschlossen, so daß das Steuergitter 83 normalerweise ein negativeres Potential als die Kathode hat. Ähnliche Spannungsteiler sind zum Speisen der verschiedenen anderen Röhren mit Kathoden- und Steuergitterpotentialen eingerichtet; das Steuergitter jeder Röhre ist in bezug auf ihre Kathode normalerweise ausreichend negativ, so daß ein Leiten verhindert wird. Die Verbindung der Kathode einer Röhre des Ringes und des Steuergitters der nächsten Röhre des Ringes mit den gleichen Spannungsteilern ermöglicht, daß die Röhren in einem Ring für aufeinanderfolgende Arbeitsweise miteinander verbunden werden.

Es ist zu beachten, daß, wenn eine Röhre nicht leitet, ihrer Kathode ein etwas negatives Potential no mit Bezug auf die Erde erteilt wird; ist die Röhre aber leitend, so ist auch die Kathode leitfähig mit der Anode gekoppelt, wodurch das Potential der Kathode stark positiv wird. Diese Potential veränderung der Kathode einer leitenden Röhre wird über einen Spannungsteiler auf das Steuergitter der nächsten Röhre in der Kette reflektiert, so daß die Vorspannung auf jener Röhre vermindert bzw. diese Röhre vorbereitet wird und sie somit eher als jede andere Röhre des Ringes auf einen dem Ring zugeführten Impuls anspricht. Das Abschirmungsgitter jeder der Röhren ist direkt mit ihrer Kathode verbunden.

Da die Röhren des Ringes gashaltige Elektronenröhren sind, ist ein Löschstromkreis vorgesehen, so daß ein in einer Röhre beginnendes Leiten jede vor-

her leitende Röhre zum Erlöschen bringt. Der Löschstromkreis besteht aus parallelen kapazitiven Kopplungen, von denen jede einen 500-Mikromikrof arad-Kondensator 45 und einen 4700-Ohm-Widerstand 46 von den Kathoden der Röhren aus zu einem gemeinsamen Punkt oder Leiter 47 aufweist. Die Löschtätigkeit in diesem Stromkreis findet wie folgt statt. Ist eine Röhre leitend, so befindet sich ihre Kathode bei einem positiven Potential, das infolge des Spannungsabfalles über die leitende Röhre hindurch geringer ist als das Anodenpotential. Dadurch wird der der Kathode der leitenden Röhre zugeordnete Kondensator 45 geladen, so daß ein Spannungsabfall über den Kondensator entsprechend der Differenz zwischen dem Potential der Kathode und demjenigen des gemeinsamen Punktes oder Leiters 47 eintritt, wobei der Leiter 47 ebenfalls mit den anderen, negatives Potential aufweisenden Kathoden gekoppelt ist. Sobald die nächste Röhre des Ringes leitend wird, wird ihr Kathodenpotentialanstieg als positiver Impuls dem gemeinsamen Leiter 47 über seine Kopplung zugeführt, und dieser Potentialimpuls an den gemeinsamen Leiter wird über kapazitive Kopplungen auf die anderen Röhren übertragen. Bei den nichtleitenden Röhren steigert dieser positive Impuls lediglich die Vorspannung gegen das Leiten; im Falle einer vorher leitenden Röhre jedoch, deren Kathode schon bei einem hohen positiven Potential steht, wird bewirkt, daß das Kathodenpotential zeitweilig höher ist als das Anodenpotential, so daß das Leiten in dieser Röhre aufhört. Demzufolge bewirkt das anfängliche Leiten in einer Röhre des Ringes, daß ein positiver Impuls auf den Löschstromkreis abgegeben und dadurch jede vorher leitende Röhre zum Erlöschen gebracht wird.

In dem erfindungsgemäßen Speicherwerk wird der Löschstromkreis für den Ring auch als Eingangsstromkreis gebraucht, über welchen Impulse dem Ring zugeführt werden können, so daß eine Stufentätigkeit der in ihm befindlichen Röhren bewirkt wird.

Negative Rechteckimpulse mit steilem Anstieg und von kurzer Dauer werden dem gemeinsamen Punkt oder Leiter 47 zugeführt und auf alle Kathoden über die parallelen Kopplungen einschließlich der Widerstände 46 und der Kondensatoren 45 abgegeben. Diese negativen Impulse an die Kathoden haben das Bestreben, die Kathoden und die zugeordneten Abschirmungsgitter negativer werden zu lassen, aber diese Veränderungen bewirken nicht, daß irgendeine der Röhren, mit Ausnahme der vorbereiteten Röhre, leitend wird. Es ist erinnerlich, daß das Leiten in einer Röhre die zugeordnete Kathode positiver werden läßt, wodurch die Vorspannung auf das Steuergitter der nächsten Röhre des Ringes verringert und das Steuergitterpotential nur etwas negativer wird als dasjenige ihrer zugeordneten Kathode. Wird der negative Impuls den Kathoden über den Löschstromkreis zugeführt, so übt das zufolge des Leitens in der Röhre nur eine geringe Wirkung auf die Kathode der leitenden Röhre aus, so daß nur eine geringe Änderung des Potentials des Steuergitters der damit verbundenen vorbereiteten Röhre bewirkt wird. Dieser negative Impuls hat eine größere Wirkung auf die Kathoden der nichtleitenden Röhren, so daß die Kathode der vorbereiteten Röhre in genügendem Maße in bezug auf das Steuergitter negativer ist, somit die Vorspannung auf das Steuergitter dieser Röhre überwunden und die Röhre leitend gemacht wird.

Die Zuführung der negativen Impulse des Löschstromkreises hat keine Wirkung auf die Arbeitsweise des Stromkreises zum Löschen einer vorher leitenden Röhre, sobald eine andere Röhre des Ringes zündet. Das ist deshalb der Fall, weil der negative Impuls nur eine geringe Wirkung auf das Potential der Kathode der leitenden Röhre ausübt und weil der Betrag des positiven Potentialanstiegs, der der Kathode der leitenden Röhre zugeführt wird, wenn eine weitere Röhre in Aufeinanderfolge leitend gemacht und dem schon hohen positiven Potential der Kathode der ersten Röhre infolge Leitens hinzugefügt wird, stärker ist als derjenige, der erforderlich ist, um das Kathodenpotential der Röhre positiver als ihr Anodenpotential werden zu lassen, wodurch das Leiten in der Röhre zum Erlöschen gebracht wird.

Damit das auf positive Eingangsimpulse ansprechende Speicherwerk den vereinfachten Ring g₀ benutzen kann, ist eine Eingangsröhre für jede Stellenwertreihe angeordnet, die die Eingangsimpulse umkehrt und die negativen Stufenimpulse in der gewünschten Form schafft. Die negativen Stufenimpulse werden dem Leiter 47 von der Eingangsröhre, einer gashaltigen, als -E₁ in der Einerstellenwertreihe bezeichneten Tetrode, zugeführt. Diese Röhre ist von dem oben schon erwähnten Typ GL 5663. Die Anode der Röhre E₁ ist über Punkt 50 und iooooo-Ohm-Widerstand 51 mit dem +105 Volt positiven Poteutialspeiseleiter 31 verbunden. Der Punkt 50 ist mit der Erde über einen 0,001-Mikrofarad-Kondensator 52 gekoppelt, der es ermöglicht, daß die Röhre von selbst nach jedem in ihr auftretenden Leiten zum Erlöschen gebracht wird. Der Punkt 50 ist auch über einen 0,0015-Mikrofarad-Kondensator 53 mit dem Leiter 47 gekoppelt, wodurch der Auodenpotentialabfall, sobald die Röhre leitet, als negativer Stufenimpuls dem Leiter 47 zugeführt wird.

Das Abschirnmngsgitter und die Kathode der Eingangsröhre E₁ sind direkt mit der Erde verbunden, und das Steuergitter wird mit negativer \"orspannung über Punkt 54 und einen 1,1-Megohm-Widerstand 55 von einem Abgriff 56 auf einem 25 000-Ohm-Widerstand 57 beliefert, der seinerseits zwischen dem —■ 75-\^rolt-Potentialleiter 34 und der Erde angeordnet ist.

Der Punkt 54 im Steuergitterstromkreis der Eingangsröhre E₁ ist über einen 25-Mikromikrofarad-Kondensator 58 mit dem Eingangsleiter 59 für die Einerstellenwertreihe verbunden, auf den die erforderliche Anzahl von positiven Eingangsimpulsen entsprechend der einzubringenden Registrierung durch einen geeigneten Impulserzeuger abgegeben wird. Jeder der Impulse auf den Eingangsleiter 59

bewirkt, daß die Eingangsröhre E₁ augenblicklich leitet und einen negativen Stufenimpuls auf Leiter 47 hervorbringt, wodurch die vorbereitete Röhre des Ringes leitend gemacht wird. Die Zehnerstellenwertreihe des Speicherwerkes arbeitet und ist in der gleichen Weise wie die oben beschriebene Einerstellenwertreihe ausgebildet. Dem Eingangsleiter der Zehnerstellenwertreihe zugeführte positive Impulse bewirken, daß die zugeordnete Eingangsröhre E₂ leitend wird und negative Stufenimpulse an den gemeinsamen Leiter 66 des Löschstromkreises für den Ring der zifferndarstellenden Röhren der Zehnerstellenwertreihe zuführt.

Das Speicherwerk kann entweder zu Beginn oder zu jedem gewünschten Zeitpunkt in seinen nulldarstellenden Zustand eingestellt werden, indem lediglich zeitweilig die Rückstellschalter 60 und 61 zwecks Entfernung der Vorspannung von den »o«-Röhren geschlossen und die Steuergitter dieser Röhren mit ihren Kathoden verbunden werden.

Eine Übertragungsröhre ist für jede Stellenwertreihe vorgesehen, über welche eine Einbringung von »Eins« in eine höhere Stellenwertreihe jedesmal erfolgen kann, wenn die niedrigere Stellenwertreihe ihre Kapazität überschreitet.

Die Anode der Übertragungsröhre T₁, die von der Einerstellenwertreihe aus gesteuert wird, ist mit + 105-Volt-Potentialspeiseleiter 31 verbunden. Dem Steuergitter der Übertragungsröhre T₁ wird eine normale negative Vorspannung zugeführt, indem es bei Punkt 6y mit einem Spannungsteilernetz, das sich von dem —75 Volt negativen Potentialspeiseleiter 34 über 1,5-Megohm-Widerstand 68, Punkt 6γ, 2,7-Megohm-Widerstand 69 und dem 22 000-Ohm-Widerstand 70 der »o.«-Röhre zur Erde erstreckt, verbunden wird. Das Einsetzen des Widerstandes 70 in diesen Spannungsteiler ermöglicht der »9 «-Röhre, sobald sie leitend wird, die Vorspannung auf der Übertragungsröhre T₁ in der schon früher in Verbindung mit dem Vorbereiten der Röhre des Ringes erläuterten Weise zu verringern. Das Steuergitter der Übertragungsröhre T₁ ist auch über einen 25-Mikromikrofarad-Kondensator 71 mit dem Eingangsleiter 59 für die Einerstellenwertreihe gekoppelt, wobei jeder der positiven Eingangsimpulse diesem zugeführt wird. Die normale Vorspannung auf dem Gitter reicht aus, um zu verhindern, daß diese Impulse ein Leiten in der Übertragungsröhre bewirken. Wenn jedoch die »9«-Röhre leitet, bereitet sie die Über tragungsröhre vor, so daß der positive Eingangsimpuls auf Leiter 59, der die Eingangsröhre E₁ zündet und die »o «-Röhre leitend macht, auch das Leiten in der Übertragungsröhre T₁ und somit eine Übertragungseinbringung (Registrierung) bewirkt.

Die Kathode der Übertragungsröhre T₁ ist über Punkt 75, 100 000-Ohm-Widerstand 76 und den parallel geschalteten 50-Mikromikrofarad-Kondensator "J¹J mit der Erde und der Punkt 75 in diesem Stromkreis über Leiter 78 mit dem Eingangsleiter der Zehnerstellenwertreihe verbunden. Die Stromkreise, mit denen die Über tragungsröhre T₁ verbunden ist, bewirken, daß die Röhre jedesmal nach dem Leiten von selbst erlischt. Jedesmal wenn die Übertragungsröhre T₁ leitet, wird ihre Kathodenpotentialexkursion über den Leiter 78 dem Eingangsleiter 65 als positiver Impuls zugeführt, so daß die Eingangsröhre E₂ zündet und einen Stufenimpuls auf den Ring der zifferndarstellendenRöhren der Zehnerstellenwertreihe abgibt. Wenn die Übertragungsröhre T₂ vorbereitet worden ist, wird sie durch diesen positiven Impuls ebenfalls gezündet. Die Übertragungsröhre T₂ für die Zehnerstellenwertreihe, die der Übertragungsröhre T₁ gleicht, wird vorbereitet, wenn die »9«-Röhre der Zehnerstellenwertreihe leitet und durch den nächsten Impuls auf den Eingangsleiter der Zehnerstellenwertreihe in genau der gleichen Weise, wie im Zusammenhang mit der Übertragungsröhre T₁ geschildert, leitend gemacht wird. Die Kathode der Übertragungsröhre T₂ kann auch über Leiter 81 mit dem Eingangskondensator der nächsthöheren Stellenwertreihe verbunden werden, so daß das Einbringen von Werten in diese ermöglicht wird.

Es versteht sich, daß Einbringungen (Registrierungen) in die Stellenwertreihen des Speicherwerks des Ausführungsbeispiels in Aufeinanderfolge stattfinden, weil der angewandte Übertragungsmechanismus von der unmittelbar arbeitenden Art ist. Wo ein Übertragungsmechanismus mit Verzögerung gebraucht wird, können Einbringungen in die verschiedenen Stellenwertreihen des Speicherwerks gleichzeitig vorgenommen werden.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht deutlich hervor, daß bei dieser Einrichtung der gleiche Stromkreis, über den eine vorher leitende Röhre beim Leitendmachen einer anderen Röhre gelöscht wird, auch allen Röhren Eingangsimpulse zuführt, so daß ein besonderer Stromkreis zum Zuführen von Eingangsimpulsen an die Röhren nicht erforderlich ist.

Obwohl das Ausführungsbeispiel die elektronische Vorrichtungen für aufeinanderfolgende Arbeitsweise in Ringen miteinander verbunden zeigt, ist es doch selbstverständlich, daß sie auch in einer Kette für aufeinanderfolgende Arbeitsweise verbunden sein können.

Die Einrichtung hat den weiteren Vorteil, daß eine von Gasentladungsröhren gebildete Kette bzw. ein von Gasentladungsröhren gebildeter Ring durch negative Eingangsimpulse in Gang gesetzt werden kann.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   r. Impulszähler mit mehreren Gasentladungsröhren, von denen jede einen Eingangskopplungsschaltkreis aufweist, welcher eine Eingangselektrode mit einem gemeinsamen Ein- iao gangsleiter verbindet, wodurch Eingangsimpulse gemeinsam allen Röhren angelegt werden, so daß diese nacheinander gezündet werden, und zwar derart, daß jeweils eine Röhre beim Zünden die nächste Röhre in der Reihe vorbereitet, damit diese beim Empfang des nächsten Ein-

   gangsimpulses zündet, und daß jeder Röhre ein Löschschaltkreis zugeordnet ist, durch welchen jede vorher gezündete Röhre gelöscht wird, sobald eine Röhre gezündet wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zünden einer Röhre (z. B i) ein durch die Spannungsänderung der genannten Eingangselektrode (z. B. 82) der Röhre erzeugter Spannungsimpuls über deren Eingangskopplungsschaltkreis (45, 46) an den gemeinsamen Eingangsleiter (47); und, von da aus über den Eingangskopplungsschaltkreis (45,46) jeder vorher gezündeten Röhre (z. B. o) an die genannte Eingangselektrode (82) letzterer Röhre angelegt wird, wodurch diese vorher gezündete Röhre (z. B. o) gelöscht wird.
2. 2. Impulszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeder Röhre (z. B. o) übermittelten Eingangsimpulse und Löschimpulse über einen gemeinsamen Kondensator (45) der genannten Eingangselektrode (z. B. 82) der Röhre angelegt werden.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   USA.-Patentschriften Nr. 2405664, 2447661; Proceedings of the Royal Society, SeriaA, Vol. 132, 2. Juli 1931, S. 295 bis 309.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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