DE1096085B

DE1096085B - Verknuepfungsnetzwerk aus Kryotrons

Info

Publication number: DE1096085B
Application number: DEI16799A
Authority: DE
Inventors: John Leander Anderson
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1958-10-31
Filing date: 1959-07-30
Publication date: 1960-12-29
Also published as: US3014661A; FR1241731A; GB887113A; NL241312A; JPS3810103B1

Description

In der Hauptpatentanmeldung wird ein Verknüpfungsnetzwerk mit zwei zueinander inversen Ausgängen beschrieben, welches mit sogenannten Kryotrons und ähnlichen Schaltungsanordnungen aufgebaut ist, in denen der Leitfähigkeitszustand eines Supraleiters bei tiefer Temperatur durch die Feldstärkeänderung eines von einer auf den Supraleiter einwirkenden Steuerspule erzeugten Magnetfeldes zwischen dem supraleitenden und dem normalleitenden Zustand umsteuerbar ist. Die Hauptpatentanmeldung geht von dem bekannten derartigen Netzwerk mit zwei über je einen stets supraleitenden Ausgangszweig parallel an eine Stromquelle angeschlossenen Teilnetzwerkes aus, in welchem bei bestimmten Kombinationen der Eingangsgrößen in dem ersten Ausgangskreis und bei den übrigen möglichen Kombinationen der Eingangsgrößen in dem zweiten Ausgangskreis ein Strom fließt, und vermeidet den Nachteil der bisher bekannten derartigen Anordnungen, daß zur Bildung der inversen Funktion noch einmal nahezu der gleiche Aufwand wie zur Bildung der regulären Funktion erforderlich ist, dadurch, daß das dem ersten Teilnetzwerk parallel geschaltete zweite Teilnetzwerk nur aus dem in seinem Leitfähigkeitszustand umsteuerbaren Supraleiter eines Kryotrons aufgebaut und der Supraleiter vor dem Ablesen des Verknüpfungsergebnisses normal leitend gemacht wird, so daß dieser den von der Stromquelle gelieferten Strom dann und nur dann übernehmen kann, wenn das erste Teilnetzwerk keinen supraleitenden Zweig aufweist.

Verknüpfungsnetzwerk aus Kryotrons

Zusatz ZUT Patentanmeldung I 1670OIX/42 m
(Auslegesdirift 1 091 367)

Anmelder:

IBM Deutschland
Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m.b.H.,
Sindelfingen (Württ), Tübinger Allee 49

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 31. Oktober 1958

John Leander Anderson, Poughkeepsie, N. Y.

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

wird in Form eines Summenstroms Is und eines Übertragungsstroms Ic zugeleitet. Der Strom Is wird an eine Klemme 10 angelegt und gemäß den an die Schaltung angelegten binären Eingängen entweder einer Null-Aufgabe der Zusatzpatentanmeldung ist es, den Er- 30 Ausgangsklemme 12 für die erste Stelle oder einer Eins-

findungsgedanken auch auf allgemeinere Netzwerke als Ausgangsklemme 14 für die erste Stelle zugeleitet. In

solche mit nur zwei inversen Ausgängen auszudehnen.

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in einer Anordnung nach der Hauptpatentanmeldung mindestens

einer der beiden stets supraleitenden Ausgangszweige, 35 Ausgangsklemme 20 für die zweite Stelle oder einer Einsüber welche die beiden Teilnetzwerke an die Stromquelle Ausgangsklemme 22 für die zweite Stelle zugeleitet. Die

gleicher Weise wird der Ubertragungsstrom Ic an eine Klemme 18 angelegt und gemäß den der Schaltung zugeführten binären Eingängen entweder einer Null

angeschlossen sind, aus einer weiteren Anordnung nach dem Hauptpatent ausgebildet wird.

Die Erfindung wird an Hand zweier Ausführungsbeispiele, einem binären Volladdierwerk und einem Dezimaladdierwerk, näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 das Schaltbild des binären Volladdierwerkes nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Ausführung der Schaltung nach Fig. 1 mit dünnen supraleitfähigen Filmen,

Fig. 3 das Schaltbild des Dezimaladdierwerkes nach der Erfindung und

Fig. 3 A eine Ausführung eines der ersten Teilnetzwerke der Schaltung nach Fig. 3 mit dünnen Filmen. - Die in Fig. 1 gezeigte binäre Volladdierschaltung enthält gemäß der Erfindung drei Spezialkryotrons Sl, S 2, S3 und eine Anzahl drahtgewickelter Kryotrons Kl bis K6 und KB bis KlO. Der Speisestrom für die Schaltung Ausgangsklemmen für die erste und die zweite Stelle werden nachstehend als Summen- bzw. Übertragsklemmen bezeichnet. Die drei binären Eingänge für die Schaltung sind mit »^4«, »5« und »C« bezeichnet und werden an die Spezialkryotrons Sl, S2 und S3 angelegt, was noch zusammen mit der Beschreibung dieser Kryotrons in Verbindung mit Fig. 2 genauer erklärt wird. Die Spezialkryotrons Sl, S2 und S3 sind in Abwesenheit von binären Eingängen im supraleitenden Zustand.

Die Spezialkryotrons Sl,S2undS3 bilden eine Reihenschaltung zwischen den Klemmen 24 und 12. Von jeder der drei Klemmen oder Verbindungsstellen in dieser Schaltung aus erstreckt sich eine Parallelschaltung durch die Tore eines der Kryotrons Kl, K2 oder KZ zu einer der Summenausgangsklemmen 12 oder 14. Vor der Anlegung der binären Eingänge ».4«, »B«, »C« wird ein Rückstellimpuls an eine Klemme R angelegt, was dazu führt, daß genügend Strom in den Steuerspulen der Kryotrons

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K4, KS und Κ6 fließt, um deren Tore normalleitend zu dann, wenn nur einer der drei angelegten Eingänge den machen. Wenn das Kryotron if 6 normalleitend ist, wird Wert Eins hat, ein Summenausgang Eins und ein Überder ganze Strom Is von einer Klemme 24 aus durch tragsausgang Null angezeigt werden, was natürlich den das dann supraleitende Spezialkryotron S3 und die Regeln der binären Addition entspricht. Während der Spule des Kryotrons Kl zu der Klemme 26 geleitet. Da 5 vorgenannten Stromverschiebung, die dadurch bewirkt auch das Kryotron K5 normalleitend ist, wird der wird, daß das Spezialkryotron Sl normalleitend gemacht Strom Is von dieser Klemme aus durch das Spezial- wird, bleiben die Spezialkryotrons S2 und S3 suprakryotron S2 und die Spulen der Kryotrons K2 und K8 leitend, und daher hält der Summenstrom Is Kl und KZ zu einer Klemme 28 geleitet. Wenn das Kryotron KZ normalleitend und gewährleistet dadurch, daß kein Strom normalleitend ist, wird ebenso der Strom Is von der io durch die Tore dieser Kryotrons zu einer der Summen-Klemme 28 aus durch das Spezialkryotron Sl und die ausgangsklemmen 12 oder 14 geleitet wird.
Steuerspule des Kryotrons KZ zu der Null-Summen- Wenn zwei der angelegten binären Eingänge den Wert

ausgangsklemme 12 geleitet. Alle Ausgangsklemmen sind Eins haben und der andere den Wert Null hat, werden entweder direkt oder über eine weitere supraleitfähige die Spezialkryotrons Sl und S2 normalleitend. Der Schaltung geerdet. " 15 Strom Is, der vor der Anlegung dieser Eingänge durch

Infolge der Anlegung des Rückstellimpulses an die alle drei Spezialkryotrons zu der Null-Summenausgangs-Klemme R wird der Strom Is durch die Steuerspulen klemme 12 fließt, beginnt nun, an den Klemmen 26 und 28 der Kryotrons Kl, K2, KZ und KS geleitet. Dieser zu den die Tore der Kryotrons K2 und KZ enthaltenden Strom in diesen Steuerspulen macht die Tore dieser Parallelschaltungen umgelenkt zu werden. Der Wider-Kryotrons normalleitend, so daß bei Beendigung des 20 stand des Kryotrons S2 ist jedoch ausreichend, um die Rückstellimpulses die normalleitenden Kryotrons Kl, Verschiebung von genug Strom Is zu bewirken, daß das K2 und KZ die Schaltung in dem stabilen Zustand halten, Kryotron K2 supraleitend werden kann. Dann wird der in denen der Strom Is durch die Reihenschaltung, die die ganze Strom Is von der Klemme 26 durch eine das Tor Spezialkryotrons Sl, S2 und S3 enthält, zu der Null- des Kryotrons K2 und die Spule des Kryotrons K9 ent-Summenausgangsklemme 12 fließt. Das Tor des Kryo- *5 haltendeSchaltungzuderNull-Summenausgangsklemmel2 trons K8 ist in der Schaltung enthalten, an die der geleitet. Daher wird der Strom Is an einer vor der Übertragungsstrom Ic angelegt wird, und wenn dieses Klemme 28 und den parallel geschalteten Kryotrons Sl Kryotron normalleitend ist, wird der Strom Ic durch und KZ liegenden Stelle aus der Reihenschaltung abdie dann supraleitenden Tore der Kryotrons K9 und KlO gezweigt, so daß kein Strom die Eins-Summenausgangszu der Null-Übertragungsausgangsklemme 20 geleitet. 3° klemme 14 erreicht, obwohl das Spezialkryotron Sl normal-Nach dem Ende des Rückstellimpulses und der Er- leitend ist.

richtung der beschriebenen Stromverteilung, bei der der Wenn der Summenstrom Is durch die Spule des

Summenstrom 7s durch die Reihenschaltung der Spezial- Kryotrons K9 geleitet wird, weil das Spezialkryotron S2 kryotrons S3, S2 und Sl zu der Null-Summenausgangs- normalleitend wird, wird das Tor von K9 normalleitend. klemme 12 und der Übertragungsstrom Ic zu der Null- 35 Daher wird der Übertragsstrom Ic jetzt durch das Tor Übertragsklemme 20 geleitet wird, werden die binären des Kryotrons K8, das jetzt supraleitend ist, da der Eingänge »/1«, »B«, »C« angelegt, und zwar an die Steuer- Strom Is nicht mehr von der Klemme 26 zur Klemme 28 leitungen für die Kryotrontore, die die Spezialkryotrons fließt, zu der Eins-Ubertragsausgangsklemme 22 geleitet. Sl, S2 und S3 bilden. Die Anlegung eines Eins-Eingangs Gemäß den Regeln der binären Addition werden also, erfolgt durch die Anlegung eines Impulses an die ent- 4° wenn zwei der angelegten binären Eingänge den Wert sprechende Leitung und die eines Null-Eingangs durch Eins und einer den Wert Null haben, der Summen- und die Nichtanlegung eines Impulses an die entsprechende der Übertragsstrom Is und Ic zu den Ausgangsklemmen 12 Leitung. Die Spezialkryotrons sind so aufgebaut, daß bzw. 22 geleitet und zeigen damit einen Summenausgang das erste Spezialkryotron S3 nur dann normalleitend Null und einen Übertragsausgang Eins an.
wird, wenn jeder der drei binären Eingänge eine Eins ist, *5 Wenn nach der Anlegung eines Rückstellimpulses an daß das Spezialkryotron S2 nur dann normalleitend wird, die Klemme R drei binäre Eingänge mit jeweils dem wenn zwei oder mehr binäre Eingänge den Wert Eins Wert Eins angelegt werden, werden alle drei Spezialhaben, und daß das Kryotron Sl nur dann normalleitend kryotrons Sl, S2, S3 normalleitend. Die Operation der wird, wenn einer oder mehr der binären Eingänge den Schaltung ist dann dieselbe wie die oben beschriebene, Wert Eins haben. 5o mit der Ausnahme, daß unter diesen Bedingungen der

Zunächst sei der Fall angenommen, daß einer der bi- ganze Strom Is von der Klemme 24 aus durch die Tore nären Eingänge den Wert Eins und die anderen beiden der Kryotrons Kl und K6 und die Steuerspule des den Wert Null haben. Die Spezialkryotrons Sl und S2 Kryotrons JiIO zu der Eins-Summenausgangsklemme 14 bleiben supraleitend, und nur das Kryotron Sl wird geleitet wird und kein Strom Is in der Schaltung von normalleitend. Daher fließt der Strom Is weiterhin durch 55 Klemme 24 zu der Klemme 26 noch von Klemme 26 zu die Spezialkryotrons S3 und S2 zur Klemme 28. Da Klemme 28 fließt. Der Strom Is fließt durch die Spule jedoch das Kryotron Sl durch die angelegten binären des Kryotrons KlO und macht dessen Tor normalleitend. Eingänge normalleitend gehalten wird, beginnt der Der Übertragsstrom Ic wird dann durch das Tor des Strom Is sich an der Klemme 28 aus dem Spezialkryo- Kryotrons K8, das jetzt supraleitend ist, da kein Strom tron Sl zu dem Tor des Kryotrons KZ, das damit 60 durch die Klemmen 26 und 28 fließt, zu der Übertragsparallel geschaltet ist, zu verlagern. Das Kryotron Sl Eins-Ausgangsklemme 22 geleitet. Wenn also drei Einshat einen solchen Widerstand, daß diese Verlagerung Eingänge angelegt werden, werden der Summen- und anhält, bis in der Steuerspule des Kryotrons KZ nicht der Übertragsstrom zu den Ausgangsklemmen 14 bzw. 22 mehr genügend Strom ist, um dieses Kryotron normal- geleitet und zeigen einen Summenausgang Eins und einen leitend zu halten. Dann wird der ganze Strom Is von 65 Übertragsausgang Eins an, wie es den Regeln der binären der Klemme 28 aus durch die Tore der Kryotrons KZ Addition entspricht. Man beachte, daß angesichts der und i?4 zu der Eins-Summenausgangsklemme 14 geleitet. Annahme, daß das Kryotron S3 der Ausgang für eine Diese Änderung in der Verteilung des Stroms Is beein- höhere Stelle als das Kryotron S 2 und dieses der Ausgang flußt nicht die Verteilung des Stroms Ic, der weiterhin für eine höhere Stelle als das Kryotron Sl ist, selbst zu der Null-Übertragausgangsklemme 20 fließt, so daß 70 dann, wenn mehr als eines dieser Kryotrons für eine

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bestimmte Kombination von Eingängen normalleitend leitend. Wenn aber Eingänge an zwei beliebige oder wird, das Kryotron der höheren Stelle, das normalleitend mehr der Leisten 30, 32 und 34 angelegt werden, wird wird, den zu erzeugenden Ausgang steuert, während das in jeden der Pfade 38, 40 und 42 ein Widerstand ein-Kryotron der niedrigeren Stelle aus der Schaltung ab- geführt, so daß das Spazialkryotron S 2 normalleitend gezweigt wird. 5 wird. Das Kryotron S3 hat ebenfalls drei parallele

Fig. 2 zeigt ein dünne Filme verwendendes Ausfüh- Leisten 44, 46 und 48, von denen jede einen weichen rungsbeispiel der Addierschaltung von Fig. 1. Die Spezial- Supraleiterteil besitzt, der von einer entsprechenden der kryotrons Sl₁ S2 und S3 sind in der Schaltung von Leisten 30, 32 und 34 überkreuzt wird, so daß eine oder Fig. 2 in den entsprechend gekennzeichneten gestrichel- mehrere dieser Leisten ganz supraleitend bleiben, wenn ten Kästchen dargestellt. Die Schaltung besteht aus io nicht Eingangsimpulse an alle drei Leisten 30, 32 und 34 einer Mehrzahl von Leisten aus supraleitfähigem Material, angelegt werden. Die Operation der Schaltung von Fig. 2 die sowohl die Strompfade für die Schaltung als auch für ist dieselbe wie die von Fig. 1, und zwar wird die Schaltung die die Operation der Schaltung steuernden Torsteuer- anfangs zurückgestellt durch die Anlegung eines Signals vorrichtungen bilden. Die Figur zeigt Leisten mit an die Klemme R und daher an eine Leiste 48, wodurch schmalen und breiten Teilen, und ein Kryotron ist immer i5 die Kryotrons Ki, K5 und K6 normalleitend werden dort dargestellt, wo eine Leiste mit einem schmalen Teil und der Strom Is durch jedes der Spezialkryotrons S3, eine Leiste mit einem breiten Teil kreuzt. Diese Stellen S2 und Sl zu der Null-Summenausgangsklemme 12 gesind in den Zeichnungen schraffiert. Die breiten Teile leitet wird. Der Übertragsstrom Ic wird durch eine der Leisten an den durch Schraffur gekennzeichneten Leiste 50 zu der Null-Übertragsausgangsklemme 20 ge-Schnittpunkten bestehen aus einem weichen Supraleiter- ao leitet. Danach können binäre Eingänge in der oben bematerial, wie z.B. Zinn, und alle anderen Teile der Leisten schriebenen Weise angelegt werden, und für jede Kombestehen aus einem harten Supraleitermaterial, wie z. B. bination von Eingängen werden Ausgänge an einer der Blei. Die Ausdrücke hart und weich sind relativ, und zwar Summenausgangsklemmen 12 oder 14 und an einer der bezeichnet der erstgenannte ein Supraleitermaterial, das Ubertragsausgangsklemmen 20 oder 22 nach den Regeln ein relativ starkes magnetisches Feld benötigt, um bei »5 der binären Addition erzeugt.

der Arbeitstemperatur der Schaltung normalleitend ge- Die Prinzipien der Erfindung lassen sich auch anwenden

macht zu werden, während der letztgenannte ein Material auf die Steuerung einer Schaltung zur Ausführung von bezeichnet, das ein relativ schwaches magnetisches Feld Rechenoperationen mit Werten, die in einem beliebigen benötigt, um bei der Arbeitstemperatur der Schaltung Zahlensystem ausgedrückt sind, wie es die dezimale normalleitend zu werden. An jedem Schnittpunkt, wo 3<> Addierschaltung von Fig. 3 zeigt. Diese Schaltung entein Kryotron durch einen schmalen Leistenteil, der einen hält Spezialkryotrons IS bis 19 S. Bei der dezimalen breiteren Leistenteil kreuzt, gebildet wird, besteht, wie Addition gibt es zwei Eingänge, die einen Wert von Null oben beschrieben, der breitere Teil aus weichem Supra- bis Neun haben können, und einen Übertragseingang, der leitermaterial und dient als Kryotrontor, und der schmale einen Wert von Eins oder Null haben kann. Es gibt also Teil besteht aus hartem Supraleitermaterial und dient als 35 neunzehn mögliche Summen, die sich von Null unter-Kryotron-Steuerleitung. Mit Ausnahme der Kryotrons, scheiden. In der Schaltung von Fig. 3 steuert das die die Spezialkryotrons Sl, S2 und S3 bilden, sind die Spezialkryotron IS die Erzeugung von Ausgängen, wenn durch die einander kreuzenden Filmleisten gebildeten die Summe der drei angelegten Eingänge Eins ist. Ähn-Kryotrons von Fig. 2 mit denselben Bezugsziffern ge- lieh steuert das Spezialkryotron 2S die Operation, wenn kennzeichnet, die auch in Fig. 1 verwendet sind. 4° die Summe von drei Eingängen Zwei ist, usf. Das Spezial-

Die Schaltung von Fig. 2 ist ebenso aufgebaut wie die kryotron 19S steuert die Erzeugung von Ausgängen, von Fig. 1, nur werden Dünnfilmkryotrons an Stelle der wenn die Summe der drei angelegten Eingänge Neunzehn herkömmlichen Drahtkryotrons verwendet. Außerdem ist. Die Schaltung von Fig. 3 ist ähnlich aufgebaut wie zeigt Fig. 2, wie die Spezialkryotrons Sl, S 2 und S3 her- die von Fig. 1 und 2, so daß durch die angelegten Eingestellt und die binären Eingänge i>A<i, »S« und »C« an- 45 gänge mehr als eines der Spezialkryotrons IS bis 19 S gelegt werden. Die binären Eingänge »^4«, »5«, »C« werden normalleitend werden kann und das höherwertige Kryoan die Klemmen A, B und C angelegt und lassen Strom tron, das normalleitend wird, den Summenstrom zu der in den Steuerleisten 30, 32 und 34 fließen. Wie schon er- richtigen Ausgangsklemme parallel schaltet, wähnt, wird ein Eingangsimpuls an eine entsprechende Wie in der binären Addierschaltung von Fig. 1 und 2

Klemme nur dann angelegt, wenn ein binärer Eingang 5o liegen die Spezialkryotrons in einer Reihenschaltung, der Eins in das Volladdierwerk eingegeben werden soll. Für der Strom Is zugeführt wird. An jeder der Verbindungsden binären Eingang Null wird kein Impuls angelegt. stellen oder Klemmen in der Reihenschaltung (z. B. 72, Das SpezialkryotronS 1 besteht aus einer einzigen Leiste36, 73, 78, 80) ist ein Ausgangskreis vorgesehen, der den die weiche Supraleiterteile hat, welche von jeder der übrigen Teil dieser Reihenschaltung parallel schaltet und Leisten in 30, 32 und 34 so überkreuzt werden, daß bei 55 einen Strompfad zu einer von. mehreren Dezimalausgangs-Anlegung eines binären Eingangs Eins in Form eines klemmen für die erste Stelle mit der Bezeichnung DO bis Impulses an einen oder mehrere der binären Eingänge D9 bildet. Jeder dieser Ausgangskreise enthält ein dieses Spezialkryotrons normalleitend wird. Das Spezial- Kryotrontor, dessen Steuerleitung in der Reihenschaltung kryotron S3 besteht aus drei parallelen Leisten 38, 40 liegt. Das Tor des Kryotrons K19a liegt z. B. in dem und 42. Die Leiste 38 enthält zwei weiche Supraleiter- 6o Ausgangskreis, der von der Klemme 72 zur Ausgangsteile, von denen der eine durch die Leiste 30 und der klemme D 9 verläuft, und die Steuerleitung für dieses andere durch die Leiste 32 überkreuzt wird. Die Leiste 40 Kryotron liegt in der Reihenschaltung zwischen dem enthält zwei weiche Supraleiterteile, von denen der eine Spezialkryotron 19 S und dem nächsten Verbindungsdurch die Leiste 32 und der andere durch die Leiste 34 punkt 73, an den das Spezialkryotron 18 S angeschlossen überkreuzt wird. Die Leiste 42 hat zwei weiche Supra- 65 ist.

leiterteile, von denen einer von der Leiste 30 und der Der Summenstrom für die dezimale Addierschaltung

andere von der Leiste 34 überkreuzt wird. Wenn daher von Fig. 3 wird an die Klemme 70 angelegt, die mit der Eingangsimpulse an nur eine der Leisten 30, 32 und 34 Klemme 72 verbunden ist, von der aus sich parallel die angelegt werden, bleibt eine der Leisten 38, 40 und 42 Reihenschaltung, die die Spezialkryotrons 19 S bis IS supraleitend, und das Kryotron S 2 gilt dann als supra- 70 enthält, zu der Null-Summenausgangsklemme DO und

die das nebengeschlossene Kryotron K19 α enthaltende Ausgangsschaltung zu der Neun-Summenausgangsklemme D 9 erstrecken. Der Übertragsstrom I ca wird an eine Klemme 74 angelegt, welche mit der Klemme 76 verbunden ist, von der aus zwei parallele Strompfade ausgehen, einer zur Erde und der andere zu der Eins-Übertragsausgangsklemme Cl.

Die Schaltung wird zunächst zur Operation vorbereitet durch die Anlegung eines Rückstellimpulses an die Klemme Ra, welche mehrere Steuerleitungen in Reihe schaltet, von denen jede das Tor eines der nebengeschlossenen Kryotrons KIa bis K19α umgibt. Bei Anlegung dieses Rückstellimpulses wird jedes dieser Kryotrons normalleitend, so daß der Summenstrom durch die die Spezialkryotrons 19 S bis IS umfassende Reihenschaltung und das Tor des Kryotrons KOb zu der Null-Summenausgangsklemme DO gelangt. Diese Reihenschaltung enthält zwischen den Klemmen 78 und 80 die Steuerleitung eines Kryotrons K20. Der Strom Isa macht das Tor dieses Kryotrons normalleitend, so daß der Übertragsstrom Ica durch das Tor des Kryotrons K22 zur Erde gelangt.

Das Kryotron K22 besitzt zehn Steuerspulen, die jede mit einem der Nebenschlußtore KlOa bis K19a parallel geschaltet sind. Wenn nicht die Summe der angelegten as Eingänge Zehn oder höher ist, bleibt jedes der Spezialkryotrons 1OS bis 19 S supraleitend, so daß kein Strom durch eine der das Tor des Kryotrons K22 umgebenden Steuerspulen fließt. Wenn die Summe der angelegten Eingänge gleich Zehn oder höher ist, wird eines der Spezialkryotrons 1OS bis 19 S normalleitend, so daß der Summenstrom Isa durch das Tor des entsprechenden der Nebenschlußkryotrons if 10 α bis K19 α und eine der das Kryotron K 22 umgebenden Spulen zu der richtigen Ausgangsklemme DO bis D9 gelangt. Unter diesen Bedingungen wird der Summenstrom zu der richtigen Summenausgangsklemme parallel geschlossen, bevor erdieKlemme 78 erreicht, und daher bleibt das Kryotron K20 supraleitend, und der Ubertragsstrom I ca wird durch das Tor dieses Kryotrons und die Spule der Kryotrons K 9 δ bis KOb zu der Eins-Übertragsausgangsklemme Cl geleitet. Wenn die Summe der Eingänge kleiner als zehn ist, bleibt das Kryotron K 22 supraleitend, und das Kryotron if 20 ist normalleitend, so daß der Übertragungsstrom Ica zur Erde geleitet wird und kein Ausgangsstrom an der Klemme Cl erzeugt wird.

Die Operation der dezimalen Addierschaltung von Fig. 3 gleicht der der binären Volladdierschaltung von Fig. 1 und 2. Die Dezimal- und Übertragseingänge werden an mehrere Klemmen O₁ bis a_1Q, J₁ bis δ₁₀ und c angelegt. Diese Klemmen sind an die Steuerleitungen für die Tore, die die Spezialkryotrons IS bis 19 S bilden, in der Weise angeschlossen, daß für jede Kombination von Eingängen das richtige Spezialkrytron noimalleitend wird, ebenso wie eines oder mehrere der niedrigerwertigen Kryotrone. Zum Beispiel veranschaulicht Fig. 3 A den Aufbau des Spezialkryotrons 6S. In dieser Figur stellen Spulen die Steuerleitungen dar, und die Bezeichnungen a_e, δ_β, C₁ usw. auf den Spulen kennzeichnen die Eingangsklemmen, an die sie angeschlossen sind. Dieses Kryotron enthält eine Torleiste 6Sl, um die die an die Eingangsklemmen a₆ und b_e angeschlossenen Steuerspulen gewickelt sind, und mit dieser Leiste in Reihe geschaltet sind mehrere Kombinationen von parallelen Leisten, die durch andere Steuerleitungen gesteuert werden. Das Spezialkryotron 6S wird normalleitend für jede beliebige Kombination von Eingängen »α«, »δ« und »c«, die einen Summenausgang 6 erfordert. Dieses Kryotron wird außerdem normalleitend für Kombinationen von Eingängen »α«, »δ« und »c«, für welche bestimmte höherwertige Summenausgänge erzeugt werden müssen. Zum Beispiel wird für einen »a«-Eingang6, einen »£>«-Eingang6 und einen »«-Eingang 1 das Kryotron 6 S zusammen mit dem entsprechenden Summenausgangskryotronl3Snormalleitend gemacht. Der Summenstrom Isa ist jedoch an einer Klemme 90 durch ein Nebenschlußkryotron K13 α zu der entsprechenden Ausgangsklemme D 3 für die erste Stelle nebengeschlossen. Daher erreicht der Summenstrom niemals die Klemme 94, von der aus parallel das Spezialkryotron 6 S und das Nebenschlußkryotron K 6 a ausgehen, so daß die Tatsache, daß das Kryotron 6 S normalleitend ist, keine Wirkung auf die Operation der Schaltung hat.

Durch diese Schaltungsanordnung, die es ermöglicht, jedes der Spezialkryotrons nicht nur für Kombinationen von Eingängen, die einen Ausgang der Summe, die es darstellt, erfordern, sondern auch für Kombinationen von Eingängen, die höhere Summenausgänge erfordern, normalleitend zu machen, wird demzufolge die Herstellung der Spezialkryotrons stark vereinfacht. Wenn die Eingänge solcher Art sind, daß eine Summe von Zehn oder darüber erforderlich ist und daher ein Ausgang an. einer der Ausgangsklemmen DO bis D 9 für die niedrige Stelle und außerdem an der Ausgangsklemme C1 für die höhere Stelle angezeigt werden muß, fließt der Übertragsstrom I ca durch die Steuerspulen auf einer Anzahl von Toren if 9δ bis KOb, um diese Kryotrone normalleitend zu halten und daher die Ausgangsklemmen Cl und DO bis D 9 getrennt von dem Teil der Reihenschaltung zu halten, der die Spezialkryotrone IS bis 9 S enthält. Dadurch wird sichergestellt, daß der ganze Summenstrom Isa zu der entsprechenden der Ausgangsklemmen DO bis D 9 und der ganze Übertragungsstrom zu der Ausgangsklemme C1 für die zweite Stelle geleitet werden und daß keiner dieser Ströme durch eines der Kryotrone KIa bis K9a zurückgekoppelt wird, um möglicherweise ein falsches Ausgangssignal zu erzeugen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verknüpfungsnetzwerk aus sogenannten Kryotronen mit zwei über je einen stets supraleitenden Ausgangszweig parallel an eine Stromquelle angeschlossenenTeilnetzwerken, in welchem beibestimmten Kombinationen der Eingangsgrößen in dem ersten Ausgangskreis und bei den übrigen möglichen Kombinationen der Eingangsgrößen in dem zweiten Ausgangskreis ein Strom fließt und in welchem nach Patentanmeldung 116700 IX/42 m das dem ersten Teilnetzwerk parallel geschaltete zweite Teilnetzwerk nur aus dem in seinem Leitfähigkeitszustand umsteuerbaren Supraleiter eines Kryotrons besteht, welcher vor dem Ablesen des Verknüpfungsergebnisses kurzzeitig normalleitend zu machen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der beiden stets supraleitenden Ausgangszweige, über welche die beiden Teilnetzwerke (S3 und if 6) an die Stromquelle (10) angeschlossen sind, aus einer weiteren Anordnung (S2, if 5) nachPatentanmeldung116700 IX/42m besteht.

2. Binäres Volladdierwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Anordnungen nach Patentanmeldung 116700 IX/42m mit ihren ersten Teilnetzwerken (S3, S2 und Sl) über den der Summe Null zugeordneten Ausgangszweig (SO) hintereinander an die Stromquelle (10) angeschlossen sind, daß die drei ersten Teilnetzwerke (S3, S2 und Sl) keinen supraleitenden Zweig mehr aufweisen, wenn mindestens drei bzw. zwei bzw. einer der drei Eingänge erregt sind, und daß die Ausgänge der aus einfachen

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Kryotronen (Κ6,Κ5 und Ä"4) gebildeten zweiten Teünetzwerke über die den Summen Eins bzw. Null bzw. Eins zugeordneten Ausgangszweige (S 1 bzw. SO bzw. Sl) mit der Stromquelle verbunden sind.

3. Dezimaladdierwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neunzehn Anordnungen nach Patentanmeldung 116700 IX/42m mit ihren ersten Teilnetzwerken (19 S bis IS) über den der Summe Null zugeordneten Ausgangszweig (DO) hintereinander an

die Stromquelle (70) angeschlossen sind, daß die neunzehn ersten Teünetzwerke (19S bis IS) für je eine der möglichen Summen (Neunzehn bis Eins) keinen supraleitenden Zweig mehr aufweisen, und daß die Ausgänge der aus einfachen Kryotronen (K 19 α bis KIa) gebüdeten zweiten Teünetzwerke über je einen von neun der zweiten Ziffer der Summe zugeordneten Ausgangszweigen (D9 bis Dl) mit der Stromquelle verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen