DE834776C - Impuls-Waehlkreise - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 24. MÄRZ 1952

M 1130 IXb j42m

Impuls-Wählkreise

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Impuls-Wählkreise.

Die Erfindung betrifft einen Impuls-Wählkreis, der es ermöglicht, daß ein gegebener Impuls aus einem Impulszug ausgewählt und an einem bestimmten Austrittspunkt zur Verfügung gestellt wird.

Eine solche Anordnung findet beispielsweise in Binärzifferrechenmaschinen Anwendung, z. B. in der in dem britischen Zusatzpatent 2680/49 beschriebenen Maschine.

Gemäß vorliegender Erfindung ist, in einer Auffassung derselben, ein Impuls-Wählkreis der Bauart vorgesehen, die die Auswahl eines gewünschten Impulses aus einem Impulszug und die Zurverfügungstellung desselben an einem bestimmten Austrittspunkt gestattet, wobei derselbe eine Röhre aufweist, die mindestens die folgenden Elektroden in der nachbenannten Reihenfolge besitzt: eine Kathode, ein Gitter G₁, ein Gitter G₂, ein Gitter G₃ und eine Anode; ferner sind Vorrichtungen zur Zuführung des ao Impulszuges zum Gitter G₃ in positiv läufigem Sinn sowie Vorrichtungen zur Ansetzung einer negativen Vorspannung an das Gitter G₁, mit welchem die Röhre normalerweise nichtleitend gemacht wird, vorgesehen, weiterhin Vorrichtungen zur Erteilung eines as Anfangsimpulses an eine Elektrode genannter Röhre, der dem gewünschten Impuls zeitlich vorausläuft und der genannte Röhre leitend machen soll, ferner ist ein Rückkopplungszweig zwischen den Gittern G₂ und G₁ vorgesehen, der die so angeregt werdende

Leitfähigkeit genannter Röhre für eine. Zeitdauer aufrechterhält, die den gewünschten Impuls umfaßt, wobei ein negativer Impuls von der Anode der Röhre erhalten werden kann, der gleichzeitig auftritt mit dem gewünschten Impuls am Gitter G₃.

Gemäß vorliegender Erfindung ist, in einer weiteren Auffassung derselben, ein Impuls-Wählkreis der Bauart vorgesehen, die die Auswahl eines gewünschten Impulses aus einem Impulszug und die Zurverfügungstellung desselben an einem bestimmten Austrittspunkt ermöglicht, wobei derselbe eine Röhre aufweist, die mindestens folgende Elektroden in der nachgenannten Reihenfolge besitzt: eine Kathode, ein Gitter G₁, ein Gitter G₂, ein Gitter G₃ und eine

»5 Anode, ferner Vorrichtungen zur Zuführung eines Impulszuges zum Gitter G₃ in positiv läufigem Sinn, Vorrichtungen zur Ansetzung einer negativen Vorspannung an das Gitter G₁, mit welcher die Röhre normalerweise nichtleitend gemacht wird, weiterhin

ao Vorrichtungen zur Erteilung eines positiven Anfangsimpulses an das Gitter G₁, der dem gewünschten Impuls zeitlich vorausläuft, um genannte Vorspannung zu überwinden und die Röhre leitend zu machen, ferner ist ein Rückkopplungszweig vorgesehen, der

as einen Kondensator zwischen den Gittern G₂ und G₁ enthält und der die so angeregt werdende Leitfähigkeit der Röhre für eine Zeitdauer aufrechterhält, die den gewünschten Impuls umfaßt, wobei ein negativer Impuls von der Anode der Röhre erhalten werden kann, der gleichzeitig auftritt mit dem gewünschten Impuls am Gitter G₃.

.Nach einem Erfindungsmerkmal wird der Anfangsimpuls (Erregerimpuls) durch Umwandlung der Wellenform des innerhalb der Impulsfolge vorher auftretenden Impulses erhalten und über ein nur in einer Richtung leitendes Diodenglied, welches dazu dient, den positiven Teil des Impulses zur Zuführung zum Gitter G₁ auszusieben, diesem zugeführt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht im Gebrauch einer Kette von Stromkreisen gemäß Erfindung zur nunmehrigen Aussonderung jedes Impulses des Impulszuges, wobei der Anfangsimpuls für jeden Stromkreis von dem negativ läufigen Ausgangsimpuls des davorliegenden Stromkreises abgeleitet wird, in welchem Fall weiterhin ein negativ läufiger Impuls, der von dem nachfolgenden Stromkreis erhalten wird, zur Beendigung der Leitfähigkeit der Röhre verwendet wird.

Der Gegenstand der Erfindung ist in den Fig. 1 bis 3 erläutert, in welchen

Fig. ι ein Schaltbild eines Impuls-Wählkreises gemäß der Erfindung zeigt,

Fig. 2 Wellenformen zeigt, welche die Wirkungsweise der in den Fig. 1 und 3 dargestellten Stromkreise verständlich machen, und

Fig. 3 in schematischer Blockform η Impuls-Wählkreise der in Fig. 1 gezeigten Bauart zu einer Kette verbunden zeigt, welch letztere Anordnung es ermöglicht, jeden einzelnen eines Zuges von η Impulsen an einen anderen Austrittspunkt zur Verfügung zu stellen.

In Fig. 2, A ist ein Zug von η regelmäßig abgesetzten Impulsen A₁-A_n einer besonderen Ausbildung gezeigt, die bei einer Wiederholungsfrequenz von ungefähr 118 kHz auftritt. Aus dem Impulszug soll der zweite Impuls A₂ ausgewählt werden. Dieser Impulszug wird über eine Klemme 2 des Stromkreises der Fig. 1 dem Bremsgitter einer Pentodenröhre 1 zugeführt, wird jedoch normalerweise an der Anode der Röhre keinerlei Wirkung hervorrufen, weil das Steuergitter der Röhre über einen Hochohmableitungswiderstand, der aus den Widerständen 6,- und 6_b besteht, mit einer negativen Vorspannung von — 15 Volt verbunden ist.

Es wird nun gezeigt, wie der Impuls A₂ aus dem in Fig. 2, A dargestellten und an der Anode der Röhre 1 durch Zuführung eines negativen in Fig. 2, B dargestellten Impulses zur Klemme 5 des Stromkreises der Fig. 1 erzeugten Impulszug ausgewählt werden kann. Dieser negative Impuls wird über die Klemme 5 einem Impulswandlerglied zugeführt, das aus einem Kondensator 6_a und einem Widerstand 6j besteht, und den in Fig. 2, B dargestellten Rechteckimpuls so wandelt, daß bei dessen Einsatz ein scharfer negativer und bei dessen Abklingen ein scharfer positiver Impuls (Fig. 2, C) entstehen. Das Impulswandlerglied 6_a, 6_b ist mit der Anode einer Diode 6^ verbunden, deren Kathode mit dem Steuergitter der Röhre 1 verbunden ist, so daß nur der scharfe positive Impuls (Fig.2,C) dem Steuergitter der Röhre 1 zugeführt wird. Dieser scharfe positive Impuls wirkt als Anfangsimpuls, der den Röhrenstrom der Röhre 1 einschaltet. Der Röhrenstrom fließt dann zum Schirmgitter, wobei der verbleibende Spiegel der dem Steuergitter zugeführten Impulse ausreicht, um den Röhrenstrom daran zu hindern, die Anode zu erreichen. Das Potential am Schirmgitter fällt. Ein Kondensator 7, der kleine Kapazität besitzt (beispielsweise 39 Mikromikrofarad), ist zwischen dem Schirmgitter und dem Steuergitter der Röhre 1 eingeschaltet, und der Potentialabfall am Schirmgitter wird infolgedessen dem Steuergitter zugeführt, welches seinerseits wiederum versucht, das Potential auf dem Schirmgitter zu erhöhen. Infolgedessen wird das Potential des Steuergitters auf einem Gleichgewichtswert gehalten, der ungefähr demjenigen an der Kathode gleich ist, welcher genügt, um den Röhrenstrom aufrechtzuerhalten.

Das Potential auf dem Steuergitter ist in Fig. 2, D gezeigt und das Potential auf dem Schirmgitter in Fig. 2, E. Während des Auftretens des zweiten Impulses A₂ des dem Bremsgitter zugeführten Impulszuges wird Strom zur Anode der Röhre 1 fließen, und ein gleichzeitig mit dem Impuls A₂ auftretender Impuls wird dort entwickelt werden, welch letzterer Impuls in Fig. 2, F dargestellt ist. Gleichzeitig mit dem Abklingen dieses Impulses (Fig. 2, F) wird der Röhrenstrom durch Einleitung eines negativen Impulses zum Steuergitter der Röhre 1 unterbrochen. Auf diese Weise werden die anderen Impulse A₃ bis A_n des dem Bremsgitter zugeführten Impulszuges (Fig.2,/1) keine Wirkung an der Röhrenanode hervorrufen. Eine Ausgangsklemme 10 ist mit der Anode der Röhre verbunden. Der negative Impuls, der den Röhrenstrom ausschaltet, kann bequemerweise aus Gründen, die später erläutert werden, dadurch abgeleitet werden, daß ein in Fig. 2,/dargestelltes Potential derKlemmeo,

zugeführt wird. Die Klemme 9 ist über ein Impulswandlerglied, das aus einem Kondensator 8₀ und Widerständen 8_Ä und 8_C besteht, mit der Kathode einer Diode 8^ verbunden, deren Anode mit dem Steuergitter der Röhre 1 verbunden ist. Das in Fig. 2, / gezeigte Potential wird mittels des Impulswandlergliedes 8_a, 8_t, 8_C umgewandelt, um einen in Fig. 2, / gezeigten Potentialverlauf zu erzeugen, welcher, wie wir später sehen werden, einen negativen, gleichzeitig mit dem Abklingen des Impulses A ₂ auftretenden Impuls Y besitzt. Der negative Impuls Y geht durch die Diode 8j und unterbricht den Röhrenstrom. Wenn der Strom der Röhre 1 zur Röhrenanode fließt, wird der Schirmgitterstrom vermindert, und es wird in dem Potential des Schirmgitters eine positiv läufige Stufe erzeugt, die bei X in Fig. 2, B dargestellt ist. Durch Wirkung der Rückkopplung zwischen dem Schirmgitter und dem Steuergitter, welche durch den Kondensator 7 vorgesehen wird, erzeugt diese positiv läufige Stufe im Schirmgitterpotential eine positiv läufige Stufe im Steuergitterpotential, wie dies bei XI in Fig. 2, D dargestellt ist. Die Wirkung der positiv läufigen Stufe auf das Steuergitter ist ein Stromfluß im Steuergitterkreis der Röhre 1, und die Vergrößerung des Anodenstroms der Röhre 1 auf einen größeren Wert, als derselbe sonst hätte, wenn er innerhalb seines normalen Arbeitskreises der Gitterspannung (d. h. innerhalb seiner Gittervorspannung) arbeiten würde. Das ermöglicht die Verwendung einer niedrigen Ausgangsdrosselung am Röhrenausgangskreis, während man einen Ausgangsimpuls (Fig. 2, F) von ausreichender Amplitude erhält. Die niedrige Ausgangsdrosselung gestattet die Zuführung des abgetrennten Ausgangsimpulses in einen Nutzstrpmkreis ohne die Notwendigkeit, eine kathodengesteuerte Zwischenstufe vorzusehen. In einem praktischen Beispiel eines oben beschriebenen Stromkreises wurde eine EF 50-Typ-Röhre (hergestellt von der Mullard Radio Valve Company) verwendet, und die Anodenspannung wurde von einem Impulstransformator geliefert, welcher den abgetrennten Impuls mit einer Amplitude von 15 Volt über eine Drossel von 100 Ohm lieferte. Das Steuergitter der Röhre wurde auf ein Potential von 50 Volt gebracht, welches höher als das normalerweise für die Röhre benutzte Schirmgitterpotential war, was jedoch wegen der kurzen Periodendauer innerhalb eines vollständigen Arbeitsspieles, innerhalb dessen die Röhre leitend gemacht wurde, möglich war. An Hand des Wellenbildes der Fig. 2 ist zu ersehen, daß der an der Anode der Röhre 1 (Fig. 2, F) und deshalb an der mit dieser Anode verbundenen Klemme 11 erzeugte Impuls in seiner Gestalt identisch mit dem der Klemme 5 (Fig. 2, B) zugeführten ist und sich nur dadurch von ihm unterscheidet, daß er nach einem Zeitintervall auftritt, welches demjenigen zwischen zwei Impulsen innerhalb des in Fig. 2, A dargestellten Impulszuges gleich ist. Daraus folgt, daß η in Fig. 1 dargestellte Impuls-Wählkreise in Kettenform miteinander verbunden und so an- | geordnet werden können, daß sie an ihren jeweiligen ; Ausgangsstromkreisen verschiedene Impulse aus einem Zug von η Impulsen, welcher ihnen zugeführt wird, abgeben. Eine solche Anordnung wird in Fig. 3 gezeigt, die, in Kettenform miteinander verbunden, η Impulsstromkreise P₁, P₂, P₃ ... P_n-^ P_n zeigt, von welchen jeder in Fig. 1 dargestellt ist. Jeder Stromkreis P_x (wobei χ = ι, 2, 3 ... η — ι, n) hat Klemmen 2_X, 4*, 5_X, g_x, 10, und ii_x, die in gleicher Weise wie die Klemmen 2, 4, 5, 9, 10 und 11 des in Fig. 1 gezeigten Stromkreises angeschlossen sind. Jede Klemme H₁ eines Stromkreises P_xl ist mit der Klemme ¹S_x+1 des nachfolgenden Stromkreises P_x+1 verbunden. Auf diese Weise wird der negative Impuls an der Klemme H_x des Strom- ! kreises P_x von dem Impulswandlerglied im Steuergitterkreis des nachfolgenden Stromkreises P_x+1 umgewandelt, welcher einen scharfen positiven Impuls erzeugt, der als Anfangsimpuls dient, um den Röhrenstrom der Pentodenröhre im Stromkreis P_x+₁ einzuschalten. Der Zug von η Impulsen (Fig. 2, A) wird den Bremsgittern der Pentoden aller parallel liegenden Stromkreise über eine Klemme 2 M zugeführt, und ein dem ersten Impuls des Zuges vorj eilender Einleitungsimpuls wird der Klemme S₁ der j ersten Stufe P₁ zugeleitet. Auf diese Weise wird der Stromkreis P₁ an der Klemme 1O₁ einen in Fig. 2, B gezeigten, gleichzeitig mit dem ersten Impuls A₁ des Impulszuges auftretenden Ausgangsimpuls erzeugen, der Stromkreis P₂ (d. h. der unter Bezug auf die Fig. ι und 2 beschriebene) wird an der Klemme io₂ einen in Fig. 2, F gezeigten, gleichzeitig dem zweiten Impuls A₂ des Zuges auftretenden Ausgangsimpuls erzeugen, der Stromkreis P₃ wird an der Klemme io₃ einen in Fig. 2, K gezeigten, gleichzeitig mit dem 95, dritten Impuls A₃ des Zuges auftretenden Ausgangsimpuls erzeugen, und jeder folgende Stromkreis P_x wird einen an der Klemme io_x gleichzeitig mit dem #-ten Impuls des Zuges auftretenden Impuls erzeugen. Der Röhrenstrom in jedem Stromkreis P_x wird in dem gewünschten Augenblick durch Einleitung des Potentials auf der Klemme 4_X+1 des folgenden. Stromkreises P_x+1 zur Klemme 9_X ausgeschaltet. So wird das Potential auf dem Schirmgitter des Stromkreises P₃, das in Fig. 2, / dargestellt ist, über Klemme 4₃ und 9₂, ein Impulswandlerglied (8_a, 84, 8_C der Fig. 1) und eine Diode (8_d der Fig. 1) dem Steuergitter der Pentodenröhre im Stromkreis P₂ zugeführt und dadurch der Röhrenstrom am Ende des in Fig. 2, F gezeigten Impulses in einer bereits erklärten Weise unterbrochen. Fig. 2, H zeigt das Potential auf dem Steuergitter der Pentodenröhre im Stromkreis P₃. Um den Röhrenstrom der Pentode im letzten Stromkreis P_n nach dem letzten Impuls A_n des Impulszuges auszuschalten, bestehen zwei Möglich- 1x5 keiten. Ein geeigneter Impuls, der von einer äußeren Quelle ,geliefert wird und zeitlich so gelegt wird, daß er am Ende des Impulszuges auftritt, kann hierfür j Anwendung finden. Andererseits kann, wenn der Abstand zwischen dem letzten Impuls A_n eines Zuges und dem ersten Impuls des folgenden Zuges . A_n+1 gleich dem Abstand zwischen den Impulsen desZuges ist, ein negativ läufiger Impuls von Klemme4₁ der ersten Stufe, welche eine negativ läufige Version des Impulses A_n+1 sein wird, für die Abschaltung der 1»$ Röhre des letzten Stromkreises benutzt werden. Um

die Röhre im ersten Stromkreis P₁ leitend zu machen, könnte ein Impuls der in Fig. 2, L dargestellten Form in die Klemme 4_t zugeleitet werden.

Es ist bereits oben festgestellt worden, daß die Anordnung, die eine Kette von Stromkreisen gemäß vorliegender Erfindung umfaßt, Anwendung in Rechenvorrichtungen findet. Bei solchen praktischen Anwendungen kann der Zug von η Impulsen die Zifferstcllen einer Binärzahl darstellen. Der Lese- und Schreibvorgang für eine ganze Binärzahl nimmt normalerweise ein Zeitintervall ein, welches durch die Ablaufperiode einer sägezahnföimigcn Zeitmarkenspannung festgelegt wird.

Wenn man eine Anzahl von Stromkreisen hat, die der Anzahl von Ziffernstellen, die während der Ablaufperiode der Zeitmarkenspannung auftreten, entspricht, kann eine Anordnung der oben beschriebenen Art infolgedessen dazu benutzt werden, an getrennten Austrittspunkten Impulse zu erhalten, die jeder Ziffernstelle entsprechen. In einer solchen Anordnung ist es üblich, die Impulse zur Einschaltung des Röhrenstromes des ersten Stromkreises der Anordnung und diejenigen zur Ausschaltung der letzten Stufe desselben aus dem Rücklauf der Zeitmarkenspannung abzuleiten. Es ist zu ersehen, daß bei der Anordnung nach der Erfindung die Röhre jedes Stromkreises nur während einer kurzen Periode zu leiten braucht, die den augenblicklichen Impuls, der von dem Stromkreis ausgewählt werden soll, umfaßt.

Dadurch wird ein sparsamer Stromverbrauch erzielt, und außerdem werden, wie oben erklärt, Betriebsbedingungen zulässig, die für Dauerbetrieb nicht annehmbar wären. Zudem wird, da jeder Stromkreis nur eine Röhre umfaßt, eine minimale Störungsempfindlichkeit infolge von Röhrenstörungen eingeführt. Diese Überlegungen machen die Erfindung besonders wertvoll für den an Hand eines Beispieles gegebenen Zweck, nämlich für die Impulsaussonderung in Binärzifferrechenmaschinen.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Impulswählkreis, der die Auswahl eines gewünschten Impulses aus einem Impulszug und die Zurverfügungstellung desselben an einem bestimmten Austrittspunkt möglich macht, dadurch gekennzeichnet, daß er in einer Röhre besteht, die mindestens folgende Elektroden in der genannten Reihenfolge enthält: eine Kathode, ein Steuergitter (G,), ein Schirmgitter (G₂), ein Bremsgitter (G₃) und eine Anode, Vorrichtungen zur Zuführung des Impulszuges zum Bremsgitter (G₃) in positiv läufigem Sinn, ferner daß sie Vorrichtungen zur Anlegung einer negativen Vorspannung an das Steuergitter (G₁), mit welchem normalerweise die Röhre nichtleitend gemacht wird, ferner Vorrich tungen zur Erteilungeincs positiven Anfangsimpulses zum Steuergitter (G₁), welcher dem gewünschten Impuls zeitlich vorausläuft und welcher die genannte negative Vorspannung überwindet und die Röhre leitend macht, und daß er ferner einen Rückkopplungszweig besitzt, der einen Kondensator zwischen dem Schirmgitter (G₂) und dem Steuergitter (G₁) enthält, der dazu dient, die so angeregt werdende Leitfähigkeit der Röhre für eine Zeitdauer, die den gewünschten Impuls umfaßt, aufrechtzuerhalten, wodurch ein negativer Impuls von der Anode der Röhre erhalten werden kann, der gleichzeitig mit dem gewünschten Impuls am Bremsgitter (G₃) auftritt.
2. 2. Ein Impulswählkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfangsimpuls von dem dem gewünschten Impuls in genanntem Impulszug vorhergehenden Impuls abgeleitet wird.
3. 3. Eine Anordnung, die eine Mehrzahl von Impulswählkreisen nach Anspruch i, kettenförmig miteinander verbunden, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfangsimpuls für jeden Stromkreis von dem davorliegenden Stromkreis (falls vorhanden) abgeleitet wird und daß ein Impuls, der von einem darauffolgenden Stromkreis (falls vorhanden) erhalten wird, zur Beendigung der Leitfähigkeit der Röhre in jedem Stromkreis benutzt wird.
4. 4. Eine Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfangsimpuls für jeden Stromkreis durch Umwandlung des negativen Impulses an der Anode der Röhre des davorliegenden Stromkreises abgeleitet wird, an welch letztgenanntes Ende die Anode der Röhre in jedem Stromkreis über ein Impulswandlerglied und ein nur in einer Richtung leitendes Diodenglied mit dem Steuergitter (G₁) der Röhre des darauffolgenden Stromkreises verbunden ist; wobei genanntes, nur in einer Richtung leitendes Glied dazu dient, den aus der Umwandlung genannten negativen Impulses erhaltenen positiven Impuls auszusieben, um denselben dem Steuergitter (G₁) zuzuführen.
5. 5. Eine Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Impuls, der zur Beendigung der Leitfähigkeit der Röhre in jedem Stromkreis benutzt wird, von der Röhre des folgenden Stromkreises durch Umwandlung des Potentialverlaufes auf dem Schirmgitter (G₂) abgeleitet wird, wozu das Schirmgitter der Röhre in jedem Stromkreis über ein Impulswandlerglied und ein nur in einer Richtung leitendes Glied mit dem Steuergitter (G₁) der Röhre des vorhergehenden Stromkreises verbunden ist; wobei genanntes, nur in einer Richtung leitendes Glied dazu dient, den durch Umwandlung des Potentialverlaufes am Schirmgitter (G₂) erhaltenen negativen Impuls auszusieben, um ihn dem Steuergitter (G₁) zuzuführen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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