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Elektrische Analog-Rechenmaschine
Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung der Analog-Rechenmaschine nach dem Stammpatent
Nr. 217228, welche aus Rechenverstärkern und ihnen zugeordneten Rechenimpedanzen, insbesondere Wi- derständen, Kondensatoren und Koeffizientenpotentiometern besteht, die in an sich bekannter Weise funk- tionsgemäss nach einem Rechenprogramm zusammengeschaltet und in mindestens einem Schrankgehäuse eingebaut sind, das eine Hauptprogrammierplatte mit Buchsen für Herstellen der Rechennetzwerke trägt oder enthält. Gemäss dem Stammpatent ist diese Analog-Rechenmaschine derart angeordnet, dass immer je ein Hauptchassis oder ein Teil desselben die dauernd eingeschalteten Elemente eines oder mehrerer Rechenverstärker, z.
B. Elektronenröhren und Kathodenwiderstände trägt, während der andere Teil des Hauptchassis oder ein entsprechendes Hilfschassis die zu diesem Rechenverstärker gehörigen Rechenimpe- danzen, z. B. Widerstände, Kondensatoren und Potentiometer trägt. Der Eingang eines jeden Rechenverstärkers, z. B. das den Eingang bildende Gitter einer Elektronenröhre, ist mit mindestens einer Buchse leitend verbunden und diese Buchse oder Buchsen sind auf der Aussenwand desselben Hauptchassis oder des entsprechenden Hilfschassis angeordnet. Der Ausgang jedes Rechenverstärkers ist mit mindestens einer Buchse leitend verbunden, die auf derselben Aussenwand des Hauptchassis oder desselben Hilfschassis angeordnet ist.
Eine Platte oder Wand desselben Haupt- oder Hilfschassis trägt mehrere Paare von Klemmen zum Anschluss von Rechenimpedanzen, und jede von diesen Klemmen ist mit mindestens einer weiteren, auf derselben Wand des erwähnten oder Hilfschassis angeordneten Buchse leitend verbunden. Diese Wand trägt auch noch eine oder mehrere weitere Buchsen, von denen jede über einen isolierten Verbindungsleiter mit mindestens einer auf der Hauptprogrammierplatte angeordneten Buchse verbunden ist.
Das Stammpatent befasst sich jedoch nicht mit der Frage der Nichtlinearitäten und deren Program- mierung. Die Programmierung von Nichtlinearitäten kann mit Schwierigkeiten verbunden werden und eine Unübersichtlichkeit der Programmierung zur Folge haben.
Vom Stammpatent ausgehend beseitigt die Erfindung diesen Mangel dadurch, dass auf der Hauptprogrammierplatte noch weitere Buchsen vorgesehen sind, die durch dauernde Vcrkablung mit Eingangsund Ausgangsklemmen von mindestens einigen nichtlinearen, im Schrankgehäuse der Analog-Rechenmaschine eingebauten Recheneinheiten verbunden sind, wobei wenigstens je eine Buchse auf der Hauptprogrammierplatte für einen Eingang oder für einen Ausgang einer nichtlinearen Recheneinheit vorgesehen ist. Ausserdem können auf der Hauptprogrammierplatte Buchsenpaare angeordnet werden, die mit Plus-und Minuspolen von Rechenspannungsquellen und Buchsenpaare, die an die Eingangsklemmen und Abgriffe der Koeffizientenpotentiometer angeschlossen sind.
Die Erfindung soll an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es wird dabei vom Stammpatent ausgegangen und auch die verwendeten Bezugszeichen entsprechen grundsätzlich denen des Stammpatents. Es ist daher in der folgenden Beschreibung auf die Erläuterung aller Einzelheiten verzichtet worden, die schon im Stammpatent hinreichend erläutert sind.
Es zeigen : Fig. l zwei Teile einer erfindungsgemäss angeordneten Hauptprogrammierplatte, Fig. 2 ein Schaltschema des in Fig. 1 dargestellten Buchsensystems auf der Hauptprogrammierplatte sowie die
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Verbindung einzelner Buchsen mit entsprechenden Rechenelementen, Fig. 3 ein ausführliches Schaltschema einer nichtlinearen Recheneinheit, und Fig. 4 ein einfaches Programmierschaltbild eines Rechennetzwerkes mit eingeschalteter Nichtlinearität.
Fig. l zeigt zwei Teile einer Hauptprogrammierplatte 2. Auf der Hauptprogrammierplatte sind Buch- sen 21 tx, ss, y, ... und 21# angeordnet, die den mit gleichen Bezugszeichen versehenen Buchsen des Stammpatentes entsprechen, Auf der Hauptprogrammierplatte 2 ist ferner das übliche dreieckige Programmiersymbol eines Gleichspannungsverstärkers, z. B. durch Eingravierung angedeutet, u. zw. so oft, als es in der Analog-Rechenmaschine Rechenverstärker gibt. Zwei solche Symbole sind in der Zeichnung mit 3A und 3Al2 bezeichnet und jedes von ihnen entspricht daher einem Rechenverstarker. Die Rechenverstärker sind auf Tragplatten des im Stammpatent beschriebenen und dort mit dem Bezugszeichen 3 bezeichneten Hauptchassis angeordnet.
Der Eingang jedes Rechenverstärkers ist mit der gleichen Anzahl von Eingangsbuchsen 21a, ss, y, 6,... auf der Hauptpiogrammierplatte 2 leitend verbunden. Der Ausgang jedes Rechenverstärkers ist an eine Mehrzahl von untereinander verkabelten Buchsen 21# angeschlossen. Je-
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eines bestimmten Rechenverstärkers, z. B. des zehnten Rechenverstärkers 3A 1"ist genau gleich der Spannung an allen übrigen Ausgangsbuchsen 21# desselben Rechenverstärkers. Dagegen werden die Eingangsspannungen dem Rechenverstärker über Eingangsleitungen zugeleitet, in die auf dem Hilfschassis Rechenimpedanzen eingeschaltet sind. Auf der Hauptprogrammierplatte 2 ist eine Mehrzahl von Buchsen angeordnet, die mit MI bezeichnet sind.
Dies sind untereinander leitend verbundene Buchsen, die in regelmässigen Abständen über die ganze Fläche der Programmierplatte verteilt sind. Desgleichen sind die mit M, bezeichneten Buchsen untereinander verkabelt, ähnlich auch die Buchsen Mg, M4'... usw. bis Mg.
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tiometer. Diese Buchsen sind mit eingravierten Symbolen versehen, die ihre Schaltung schematisch andeuten. Ferner befinden sich auf der Hauptprogrammierplatte Buchsen U, V, die zu nichtlinearen Recheneinheiten gehören.
Schliesslich sind auf der Hauptprogrammierplatte 2 Buchsen angeordnet, die auf der Zeichnung mit A (Pluspol), B (Minuspol) und E (Erdung) bezeichnet sind. Diese Zeichen können bei praktischer Ausführung der Analog-Rechenmaschine mit ändern Zeichen, z. B."+","-"usw. ersetzt werden.
Fig. 1 zeigt nur zwei Teile der Hauptprogrammierplatte 2 in der Umgebung des zehnten Rechenverstärkers 3A und des zwölften Rechenverstärkers 3A. Falls die Analog-Rechenmaschine z. B. sechzig Rechenverstärker besitzt, muss die Hauptprogrammierplatte 2 sechzig mehrfache Eingänge und sechzig Ausgänge für jeden Rechenverstärker enthalten und auch mit einer zweckentsprechenden Anzahl von Buch- sen für Nichtlinearitäten versehen sein, was vom Typus des Analogrechners, vom Typus der voraussichtlich zu lösenden Aufgaben und von der Anzahl der verwendeten Nichtlinearitäten abhängt. In der Umge-
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tive Spannung, negative Spannung und Erdung angeordnet, während sich beim zwölften Verstärker 3A12 auf der Hauptprogrammierplatte 2 Buchsen U, V für nichtlineare Recheneinheiten befinden.
Fig. 2 zeigt ein ausführliches Schaltschema der Hauptprogrammierplatte 2 mit Rechenverstärkem, Koeffizientenpotentiometern, einerRechenspannungsquelle und einer Nichtlinearität, wobei insbesondere auch die Verkablung einzelner Buchsen ersichtlich ist. Die Eingangsbuchsen 21α,ss,γ,#,..., der Rechenverstärker 3A sind dauernd mit Elementen auf dem Hilfschassis 4 verbunden. Der Rechenverstärker 3A le ist im dargestellten Beispiel ausser Tätigkeit, dagegen ist beim Rechenverstärker SA eine Rückkopplungsschleife eingeschaltet, u. zw. über einen Widerstand R'. In der Eingangsleitung dieses Rechenverstärkers ist ausserdem ein Widerstand R geschaltet.
Die Zusammenschaltung dieser Elemente erfolgt in der im
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chen 7 angedeutet, in welchem Teilfeld die Potentiometer untergebracht sind. Jeder von diesen Koeffi- zientenpotentiometern ist mit seiner Ausgangsklemme an das Nullpotential angeschlossen. Seine Eingangsklemme ist dagegen dauernd mit einer entsprechenden Buchse auf der Hauptprogrammierplatte verbunden. Diese Buchse ist in der Nähe einer andern Buchse angeordnet, die mit dem Potentiometerabgriff verbunden ist, der natürlich ebenfalls in dem im Stammpatent erwähnten Teilfeld 7 gelagert ist. Auf diese Weise sind alle Koeffizientenpotentiometer an ihre Buchsen angeschlossen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind für jeden Rechenverstärker 3A zwei Rechenpotentiomete, angeordnet.
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l)Fig. 4 zeigt in üblichen Programmiersymbolen ein Rechennetzwerk, das mit Hilfe der erfindungsgemässen Vorrichtung folgendermassen hergestellt werden kann :
Der Eingangswiderstand R und derRückkopplungswiderstand R' wird auf die im Stammpatent beschriebene Weise in das Rechennetzwerk eingeschaltet. Wie in der beiliegenden Fig. 2 strichliert angedeutet, befinden sich diese beiden Widerstände auf dem Hilfschassis 412. Die Ausgangsbuchse 21 wird mit der Eingangsbuchse U der nichtlinearen Recheneinheit N, im vorliegenden Falle also des Dioden-Spannungs- begrenzers verbunden.
Die Ausgangsklemme dieses Diodenbegrenzers ist mit der Buchse V auf der Hauptprogrammierplatte 2 dauernd verkabelt. Die Buchse V wird daher mit der Buchse 218 verbunden und das mit dieser Buchse verbundene Kabel wird auf dem Hilfschassis an den gemeinsamen Knotenpunkt der Widerstände R und R'angeschlossen.
Es kann jedoch beim Zusammenschalten eines komplizierteren Rechennetzwerkes vorkommen, dass statt eines Spannungsbegrenzers ein Strombegrenzer zu verwenden ist, der jedoch nicht beim Rechenver- stärker3A, sondern bei einem andern Rechenverstärker, z. B. beim Rechenverstärker 3Al6 angeordnet ist. Im solchen Falle wird der Ausgang des Rechenverstärkers 3A, z. B. mit einer vielfachverkabelten Buchse Ms verbunden, wie in der rechten Hälfte der Fig. l angedeutet ist. Infolgedessen wird die Aus-
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geschlossen.
Ferner geht es an, die Buchsen A, B der Rechenspannungsquellen Z, durch dauernde Verkablung mit entsprechenden Buchsen auf der Aussenwand des Hilfschassis 4 zu verbinden. Diese Verbindung wird im Falle einer auswechselbaren Hauptprogrammierplatte über Steckkontakte hergestellt.
Ist es erforderlich, einen Koeffizientenpotentiometer z. B. in einer Rückkopplungsschleife zu verwenden, dann wird die erforderliche Spannungsgrösse vom Ausgang des entsprechenden Rechenverstärkers abgenommen und der Eingangsklemme des Potentiometers über seine Buchse auf der Hauptprogrammierplatte 2 zugeleitet. Im Potentiometerfeld der Analog-Rechenmaschine wird mit dem entsprechenden Betätigungselement die erforderliche Spannungsgrösse eingestellt und aus der Buchse, die mit dem Zeichen des entsprechenden Potentiometerschleifers versehen ist, wird die erforderliche Ausgangsspannung abgegriffen.
Auf diese Weise kann man übersichtliche, anschauliche und zweckmässig verteilte Programmierschaltbilder erhalten, die durch kurze, bügelförmig Verbindungsstecker auf der Hauptprogrammierplatte 2 hergestellt werden können, so dass unübersichtliche Programmierung mit Steckschnüren in Wegfall kommt.
Die Abmessungen des erfindungsgemäss angeordneten Analogrechners können bis zu Miniaturausfüh- rung verkleinert werden, weil bei der Verwendung von kurzen, bügelförmigen Verbindungssteckern die Abmessungen der Hauptprogrammierplatte klein gehalten werden können. Für mehrere tausend Programmierbuchsen 21, U, V, A, B usw. genügt eine Programmierplatte, deren Fläche nur einige Quadratdezimeter beträgt. Unter Verwendung von Transistorverstärkem kann man daher mit Hilfe der Erfindung auch Tischgeräte bauen. Gegenüber dem Stammpatent besteht hier ausserden : der Vorteil einer übersichtlichen Programmierung auch bei komplizierten Nichtlinearitäten.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Analog-Rechenmaschinenachpatent Nr. 217228, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Hauptprogrammierplatte (2) weitere Buchsen (U. V) vorgesehen sind, die durch dauernde Verkablung mit
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