DE1030068B

DE1030068B - Elektronische Schaltung zum Addieren oder Multiplizieren

Info

Publication number: DE1030068B
Application number: DEI9807A
Authority: DE
Inventors: Shih Chiech Chao
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1954-02-16
Filing date: 1955-02-15
Publication date: 1958-05-14
Also published as: US3027082A; FR1143619A; NL194535A

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Recheneinrichtung für Addition bzw. Multiplikation, bei der die Aufgabenwerte als Analogwerte und diese durch Impulsfolgen verschiedener Länge und Frequenz dargestellt werden.

Es ist bereits ein Röhren-Analogrechner für Multiplikation bekannt, bei dem die durch analoge Gleichspannungen gegebenen Faktoren mittels je eines Dreieckwellen- und eines Rechteckwellen-Generators durch Folgen von Rechteckimpulsen dargestellt werden, bei denen das Verhältnis von Impulslänge zu Periodenlänge dem jeweiligen Faktor-Analogwert entspricht und deren Frequenzen in irrationalem Verhältnis zueinander stehen, so daß derjenige prozentuale Zeitanteil, in dem Impulse aller Faktoren gleichzeitig auftreten, das Produkt darstellt.

Demgegenüber vereinigt der dezimalziffernweise arbeitende elektronische Ziffern-Analog-Rechner für wahlweise Addition und Multiplikation gemäß vorliegender Erfindung den Vorteil der großen Genauigkeit eines Ziffernrechners mit dem des einfachen Aufbaus eines Analogrechners durch dezimalziffernweise Analogverarbeitung der Aufgabenwerte (Summanden bzw. Faktoren) und enthält zu diesem Zweck mindestens eine Anordnung, die durch einen Steuerimpuls zur Erzeugung eines Ausgangsimpulses von solcher Dauer veranlaßt wird, die einer einen Dezimalziffer-Analogwert darstellenden Gleichspannung proportional ist, durch mindestens ein Organ zur Umwandlung von Ziffernwerten in Analog-Gleichspannungen und mindestens eine Einrichtung, die unter Steuerung durch den genannten Ausgangsimpuls eine Impulsfolge konstanter Frequenz mit einer der Analogspannung entsprechenden Impulszahl erzeugt. Diese Recheneinrichtung für wahlweise Addition oder Multiplikation verwandelt also die vorzugsweise in binär verschlüsselter Form gegebenen, zu addierenden oder zu multiplizierenden Dezimalziffernwerte mittels einstellbarer Widerstandsnetzwerke grundsätzlich bekannter Art in analoge Gleichspannungswerte und führt diese entweder summiert einer einzigen oder einzeln je einer Schaltanordnung, vorzugsweise einer Phantastronschaltung, zu, die auf jeden Einleitungsimpuls hin einen Ausgangsimpuls erzeugt, dessen Länge der zugeführten analogen Gleichspannung proportional ist. Dieser Ausgangsimpuls macht als Tastimpuls einen zugeordneten Multivibrator konstanter Frequenz so lange wirksam, daß die von ihm erzeugte Impulszahl der betreffenden Dezimalziffer, also entweder der Summe der Summandenziffer oder einer Faktorziffer entspricht. Bei der Multiplikation dienen die dem einen Faktor entsprechenden Ausgangsimpulse niedriger Frequenz des einen Multivibrators als Einleitungsimpulse für die von einem weiteren Faktor abhängige andere Phantastronschaltung, so daß der von letzterer gesteuerte andere Multivibrator eine dem Ziffernprodukt

Elektronische Schaltung
zum Addieren oder Multiplizieren

Anmelder:

IBM Deutschland

Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m.b.H.,
Sindelflngen (Württ), Böblinger Allee 49

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 16. Februar 1964

Shih Chiech Chao, San Jose, Calif. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

entsprechende Gesamtzahl von Impulsen hoher Frequenz liefert.

Als Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens werden nachstehend an Hand von Zeichnungen eine Ziffern-Analogadditionseinrichtung für zwei binär verschlüsselte dezimale Summandenziffern zuzüglich einer Ubertragsziffer sowie eine wahlweise umschaltbare Additions- und Multiplikationseinrichtung für zwei Faktorziffern gleicher Art näher beschrieben. Selbstverständlich können unter Berücksichtigung des linearen Aussteuerbereiches der Phantastronschaltung auch weitere einstellige Summanden mittels je eines zusätzlichen Widerstandsnetzwerkes sowie weitere einstellige Faktoren mit Hilfe je einer zusätzlichen Phantastronschaltung mit zugehörigem Multivibrator mit entsprechend höher gestaffelter Frequenz verarbeitet werden. Die einzelnen Stellen mehrstelliger Aufgabenwerte sind entweder nacheinander in derselben Recheneinrichtung oder gleichzeitig mittels einer der Stellenzahl entsprechenden Anzahl solcher Recheneinrichtungen zu verarbeiten.

Von den Zeichnungen stellen dar

Fig. 1 a, 1 b ein Teilschaltbild einer Ziffern-Analogadditionseinrichtung für zwei dezimale Summandenziffern und eine Übertragsziffer,
Fig. 2 a bis 2 c ein Schaltbild einer wahlweisen Additions- und Multiplikationseinrichtung für zwei dezimale Summanden- bzw. Faktorziffern und eine Übertragsziffer.

Zwecks leichteren Verständnisses des Erfindungsgedankens sei zunächst die Additionseinrichtung nach Fig. 1

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erläutert. Zur Umwandlung der in binär verschlüsselter von F₁ und am Steuergitter von F₂ auftreten, da das Form, d. h. durch ihre Binärkomponenten 1, 2, 4 und 8, Steuergitter von F₂ über den Kondensator 15 mit der gegebenen zu addierenden dezimalen Summandenzif- Kathode von F₁ gekoppelt ist. Dieser negative Impuls fern A und B sowie der Übertragsziffer C aus der nächst- am Steuergitter von F₂ vermindert den Kathodenstrom niedrigeren Dezimalstelle werden mit Hilfe eines Wider- 5 und erniedrigt dadurch plötzlich die Kathodenspannung. Standsnetzwerkes Rl, R2, i?4, RB; RV, R2', i?4', R8'; Infolge der Abnahme der Kathodenspannung steigt die Rl"; 16, 17 (Fig. la) und einer zu seiner Einstellung die- Spannung des dritten Gitters gegenüber der Kathode nenden Schalteranordnung Sl, S2, S4, S8; Sl', S2', weiter an, wodurch der Prozentsatz des zur Anode von 54', S8'; Sl" in eine analoge Gleichspannung umgewan- F₂ fließenden Kathodenstromes weiter wächst. i. _; : delt, die der Summe aller Summen- und Übertragsziffern i° Der Anstieg des Anodenstroms und der entsprechende bzw. von deren Binärkomponenten proportional ist. Abfall der Anodenspannung setzen sich so lange fort, b|s

Die Schalteranordnung und das Netzwerk sind in drei ein weiteres Sinken der Steuergitterspannung den Q^-¹ Eingangsgruppen A, B und C eingeteilt entsprechend den samtkathodenstrom so stark vermindert, daß auch dötfi drei in die Addierschaltung einzuführenden Dezimal- Anodenstrom wieder fällt. In diesem Zeitpunkt kehrt ziffern. Den vier Schaltern Sl, S2, S4 und S8 bzw. Sl', *5 sich der Schaltvorgang wieder um. Der beginnende S2', S4' und S8' in jeder Gruppe A und B sind die binären Anodenstromabfall und entsprechende Anodenspannungs-Schlüsselwerte 1, 2, 4 und 8 zugeordnet mittels ent- anstieg von F₂ erzeugt nämlich über die Kathodenversprechender Werte der einzelnen durch die Schalter von stärkerröhre F₁ einen positiven Impuls am Steuergitter Erdpotential an + 300 Volt umschaltbaren Wider- von F₂, der die Kathodenspannung schnell wieder auf stände Al, R2, Ri und RS bzw. Al', R2', Ri' und R8'. 20 ihren Ruhewert steigen läßt. Dadurch nimmt die Sperr-Durch Betätigung der zugehörigen Schalter in den Grup- wirkung der Gittervorspannung des dritten Gitters auf pen A, B und C werden die Binärkomponenten der zwei den Anodenstrom zu, so daß der Kathodenstrom wieder zu addierenden Dezimalziffern bzw. der Übertrag aus von der Anode zu den Schirmgittern zurückgeschaltet einer niedrigeren Stelle eingeführt. wird.

Durch die einzelne oder kombinierte Betätigung der 25 Es ist eine besondere Eigenart des Phantastrons, daß Schalter S jeder Gruppe A oder B wird der Gesamtwider- die Anodenspannung von F₂ linear mit der Zeit fällt.' stand einerseits zwischen der gemeinsamen Verbindungs- Ferner sinkt die Kathodenspannung von F₂ plötzlich, leitung 10 und der 300-Volt-Leitung 11 und andererseits sobald die Anodenspannung zu fallen beginnt, und bleibt zwischen der Leitung 10 und Erde so geändert, daß auf auf einem niedrigen Wert, bis die Anodenspannung zu der Leitung 10 eine Spannung entsteht, die einer der 3° ihrem alten Wert zurückzukehren beginnt. Zu dieseni Dezimalziffern Eins bis Neun oder bei gleichzeitiger Ein- Zeitpunkt steigt die Kathodenspannung plötzlich wieder führung von mehreren Ziffern in die Gruppen A, B und C an, wie die in Fig. Ib eingezeichneten Spannungskurvqn;;; der Summe der eingeführten Ziffern analog ist. Im vor- zeigen. Infolgedessen hängt die Dauer des von der Kaliegenden Ausführungsbeispiel verwendete Widerstands- thode von F₂ abgenommenen Ausgangsimpulses unmittelwerte werden später angegeben. Die Schalter S können 35 bar von dem Anfangswert der Anodenspannung ab, der entweder laut Zeichnung von Hand betätigt oder zwecks ja, wie bereits erläutert, mit der Analogspannung auf de*" selbsttätiger und schneller Werteinführung elektronisch Leitung 10 praktisch übereinstimmt, gesteuert werden. Um innerhalb des linearen Teiles der Kurve zu bleiben,

Diese analoge Spannung auf der Leitung 10 steuert eine müssen die Anodenruhespannung von F₂ und somit d^e ^!i ί lineare Verzögerungsschaltung, ein sogenanntes Phan- 40 analoge Nullspannung auf der Leitung 10 einen über

tastron, das die Röhren F₁ und F₂ (Fig. Ib) enthält, und 0 VoK liegenden Minimalwert aufweisen. Deshalb ist βί|Γ|

wird dem Gitter von F₁ über die Diode F₃ zugeführt. Die Spannungsteiler mit den Widerständen 16 und 17 (Fig. 1 ä] ■'' Diode F₃ dient zur Begrenzung der Anodenspannung von vorgesehen. Der Widerstand 16 ist veränderlich und läßt F₂ auf den Wert der Analoggleichspannung der Lei- die passende Einstellung des Spannungsteilers zu. Der tung 10 mit einer Genauigkeit von wenigen Volt. Wenn 45 Grund dieser Einstellung wird später erläutert, das Phantastron innerhalb seines linearen Bereiches ge- Beim ersten Ausführungsbeispiel werden die verschie-

steuert wird, liefert es einen Ausgangsimpuls, dessen den langen Ausgangsimpulse (Schaltimpulse) des Phan-Dauer eine lineare Funktion der Anodenspannung von F₂ tastrons von der Kathode von F₂ (Fig. Ib) abgenommen ist. Da diese Verzögerungsschaltung an sich bekannt ist, und dienen zum Einschalten eines gewöhnlich nicht in folgt nur eine kurze Beschreibung derselben. 50 Betrieb befindlichen, unstabilen Multivibrators mit den

Die Anodenspannung von F₂ kann die Analogspannung beiden Röhren F₄ und F₅ (Fig. la). Vor Betätigung desr der Leitung 10 nicht überschreiten, jedoch kann sie infolge selben werden die Schaltimpulse jedoch über drei Bedes sehr großen Widerstandes der Diode F₃ in Sperrich- grenzerstufen F₆, F₇ und F₈ (Fig. 1 b) geleitet, um ihre tung unter diesen Weit fallen. Im Ruhezustand ist die Rechteckform zu verbessern. Der Schaltimpuls wird nach Anodenspannung von F₂ etwa gleich der analogen Span- 55 seiner Nachformung als rechteckiger, positiver Impuls nung der Leitung 10. Infolge der negativen Vorspannung von der Anode der letzten Begrenzerstufe F₈ abgenonides dritten Gitters von F₂ weist der Anodenstrom seinen men und über die Leitung 18 an das dritte Gitter von geringsten Wert auf. Das zweite und vierte Gitter, die F₄ (Fig. 1 a) gelegt. Der Multivibrator ist gewöhnlich Schirmgitter, nehmen den größten Teil des Kathoden- infolge der Sperrspannung an diesem dritten Gitter von stromes auf. _6o F₄ außer Betrieb. Wenn jedoch der positive Schaltimpuls

Wird nun ein positiver Einschaltimpuls an das dritte dem dritten Gitter aufgedrückt wird, wird F₄ leitend, Gitter von F₂ über den Kondensator 14, z. B. mittels und der Multivibrator schwingt während der Dauer des einer nicht dargestellten Addiertaste, gelegt, so wird der Impulses; an dessen Ende wird F₄ jedoch wieder gesperrt: Kathodenstrom augenblicklich von den Schirmgittern Zwei veränderliche Widerstände 19 und 20 in den Steuer-; zur Anode umgeleitet. Durch den Anstieg des Anoden- 65 gitterkreisen von F₄ und F₅ gestatten das Einstellen der stromes erfolgt eine entsprechende plötzliche Abnahme Multivibratorfrequenz, dessen Zweck anschließend erläuder Anodenspannung. Da die Anode von F₂ unmittelbar tert wird.

mit dem Steuergitter von F₁, einem Kathodenverstärker, Die durch den Multivibrator erzeugten und von der

verbunden ist, läßt der Anodenspannungsabfall von F₂ Anode von V₅ abgenommenen Impulse werden zwei wet* einen entsprechenden Spannungsabfall an der Kathode 70 teren Begrenzerstufen F₉ (Fig. la) und F₁₀ (Fig. Ib) ziu-

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geführt, die ebenfalls zur Erzielung einer guten Recht- werden soll, wird der Schalter 25 (Fig. 2a), der Addiereck-Kurven-Form dienen. Von der Anode der letzten Be- Multiplizier-Schalter, nach rechts in seine Addierstellung grenzerstufe F₁₀ werden die Impulse einem nicht darge- umgelegt. In dieser Stellung des Schalters 25 wird nur stellten geeigneten Impulszähler über die Leitung 21 zu- eine Addierschaltung, und zwar die erste, verwendet, geführt. 5 Der sich ergebende Stromkreis ist fast der gleiche wie im Vor dem Einführen der Ziffern in die Addierschaltung ersten Ausführungsbeispiel. Die in den Eingangsmüssen zunächst zwei einfache, nicht sehr kritische Ein- gruppen A, B und C (Fig. 2a) eingeführten Ziffern Stellungen von Schaltelementen erfolgen. Wenn sich alle werden in eine ihrer Summe analoge Spannung auf der Eingangsschalter S gemäß Fig. 1 a in ihrer Ruhestellung Leitung 10 umgewandelt wie vorher, und diese Spannung befinden, in der sie ihre zugehörigen Widerstände mit io wird an die Anode des ersten Phantastrons V2 (Fig. 2c) Erde verbinden, wird der veränderliche Widerstand 16 so über die Diode V3 angelegt. Durch die Starttaste 26 lange verkleinert, bis der Zähler beim Betätigen der Ad- (Fig. 2 a) wird über die Leitung 34, den Schalthebel 32 diertaste gelegentlich eine Eins speichert. Dann wird' der des Schalters 25 und die Leitung 35 das erste Phanta-Widerstandswert wieder etwas vergrößert, bis kein Wert stron V2 (Fig. 2 c) eingeschaltet und erzeugt einen mehr gespeichert wird. Durch dieses Verfahren wird der *5 Ausgangsimpuls bestimmter Dauer, der nach Verstärkung Schwell- oder Nullwert der Analogspannung eingestellt. und Neuformung durch die Begrenzerstufen F6, V7 Beim Ausführungsbeispiel beträgt dieser Wert etwa und V9 (Fig. 2b) den Multivibrator F4, F5 (Fig. 2b) 47 Volt. Zweitens soll jede Eingangsgruppe A und B für während seiner Dauer einschaltet. Die Ausgangsimpulse die Einführung einer Neun eingestellt werden. Dazu dieser beiden Multivibratorstufen werden über die werden die Schalter Sl und S8 sowie Sl' und S8' der 20 Begrenzerstufen V9 (Fig. 2b), FlO und FIl (Fig. 2c) Gruppen^, und B und außerdem der SchalterSl" der zu einem nicht dargestellten Impulszähler geleitet. Gruppe C umgelegt. Die Einführung der beiden Neunen Beim Multiplizieren wird der Schalter 25 (Fig. 2 a) in in A und B und der Übertrags-Eins in C ergeben auf der die linke Multiplizierstellung umgelegt. Dadurch wird Leitung 10 eine Spannung, die dem Zahlenwert Neunzehn die Eingangsgruppe A von der Gruppe B getrennt, die entspricht. Darum wird nun die Multivibratorfrequenz 25 Gruppe C und der Spannungsteiler aus den Widermittels der Widerstände 19 und 20 so eingestellt, daß ständen 16 und 17 abgeschaltet, jede Gruppe A und B beim Betätigen der Addiertaste vom Multivibrator 19 mit einem getrennten Spannungsteiler 16a, 17 α bzw. Impulse erzeugt und dem Zähler zugeführt werden. 16 δ, 17b versehen, die Eingangsgruppe A und ihr Wegen des linearen Arbeitens des Phantastrons ist die Spannungsteiler 16 a, 17« über die Schalthebel 30 und Einstellung der Schaltkreise nicht sehr kritisch, und die 3° 31 mit der Leitung 10' und somit über die Diode F3' Zuverlässigkeit der Schaltung ist besonders gut, wenn für (Fig. 2 b) mit der Anode der Röhre F2' des zweiten die Schalelemente die später angegebenen Werte verwen- Phantastrons der zweiten Addierschaltung verbunden det werden, weil dann die analoge Spannung für jede sowie die an der Steuerleitung 10 für das erste Phantanächstgrößere Dezimalziffer um etwa 8VoIt ansteigt. stron Fl, F2 (Fig. 2c) liegende Eingangsgruppe B Außerdem arbeitet das Phantastron innerhalb 0,1 % in 35 (Fig. 2 a) über den Schaltarm 29 des Schalters 25 mit dem verwendeten Kurventeil linear. ihrem Spannungsteiler 16 δ, 17 δ verbunden. Ferner wird Zwecks Addition von zwei binär verschlüsselten Dezi- die Ausgangsspannung des zweiten Multivibrators F4', malziffern und gegebenenfalls noch einer Übertragsziffer F5' (Fig. 2 c) über die Begrenzerstufe V 9' und die Eins werden diese im beschriebenen Widerstandsnetz- Ausgangsleitung 21' der zweiten Addierschaltung, den werk R durch Umlegen der entsprechenden Schalter S 4° Schalthebel 33 des Schalters 25 (Fig. 2 a) und die eingestellt und in eine ihrer Summe entsprechende Analog- Leitung 35 an das dritte Gitter der Röhre F2 (Fig. 2 c) spannung auf der Leitung 10 umgewandelt. Es sei nun des ersten Phantastrons gelegt. Infolgedessen wird durch angenommen, daß z. B. die Ziffern 7 und 8 addiert werden die zweite Addierschaltung das Phantastron der ersten sollen. Die Ziffer 7 wird in den Eingang A mittels seiner Addierschaltung wie folgt eingeschaltet, was im einzelnen Schalter Sl, S2 und S4 und die Ziffer 8 in den Eingang B 45 aus der folgenden Beschreibung eines Multiplikationsmittels seines Schalters S8' eingeführt. Dadurch steigt beispiels hervorgeht.

die Spannung auf der Leitung 10 von ihrer analogen Null- Wenn eine Ziffer mit einer anderen, z. B. 6 mit 9,

spannung von etwa 47 Volt auf eine Spannung von unge- multipliziert werden soll, wird die Ziffer 6 beispielsweise

fähr 47 Volt + 8 (7 + 8) Volt = 167 Volt, die Analog- in die Gruppe A (Fig. 2 a) eingeführt und dadurch in

spannung für die Zahl 15. Wird nun das Phantastron 5° eine analoge Spannung umgeformt, die über die Leitung 10'

durch die Betätigung der nicht dargestellten Addiertaste und die Diode F3' (Fig. 2 b) an die Anode der Röhre F2'

eingeschaltet, so wird ein positiver, von der Kathode von des zweiten Phantastrons gelangt. Die Ziffer 9 wird in

F₂ gelieferter Schaltimpuls dem Gitter von F₁ zugeführt, die Gruppe B (Fig. 2 a) eingeführt, und die entsprechende

der den Multivibrator so lange einschaltet, bis dieser Analogspannung gelangt über die Leitung 10 und die

15 Impulse zu dem nicht dargestellten Impulszähler ge- 55 Diode F3 (Fig. 2 c) an die Anode der Röhre F2 des

liefert hat. Durch Betätigen der richtigen Schalterkombi- ersten Phantastrons.

nationen werden also zwei beliebige Dezimalziffern derart Wird nun die Starttaste 26 (Fig. 2 a) betätigt, so addiert, daß die ihrer Summe entsprechende Impulszahl läuft über die Leitung 34, den Schalthebel 32 des einem angeschlossenen Impulszähler entnommen werden Schalters 25 und die Leitung 36 ein positiver Einschaltkann. 60 impuls zum dritten Gitter der Röhre F2' (Fig. 2 b) des Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung, die zweiten Phantastrons, wodurch letzteres einen Ausgangs-Addier-Multiplizier-Schaltung nach Fig. 2 a bis 2 c, ent- impuls liefert, dessen Länge der Faktorziffer 6 proportiohält zwei Addierschaltungen, von denen jede im wesent- nal ist und der über die Verstärker- und Begrenzerlichen der bereits beschriebenen gleicht. Die Schalt- stufe F6' (Fig. 2b) den zweiten Multivibrator F4', F5' elemente jeder der beiden Addierschaltungen, im folgen- 65 (Fig. 2c) so lange in Betrieb setzt, bis dieser sechs den erste und zweite Addierschaltung genannt, sind mit Impulse erzeugt hat. Diese sechs Ausgangsimpulse der den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 a und 1 b bezeich- zweiten Addierschaltung werden auf dem bereits angegenet, jedoch sind die Bezugsziffern der zweiten Addier- benen Wege (Begrenzerstufe F9', Leitung 21', Schaltschaltung noch mit einem zusätzlichen Strich versehen. arm 33 [Fig. 2 a], Leitung 35) als Einschaltimpulse dem Wenn diese Schaltung als Addierschaltung verwendet 70 dritten Gitter der Röhre F2 (Fig. 2 c) des ersten Phanta-

strons Vl, V2 zugeführt, so daß letzteres nacheinander sechsmal eingeschaltet wird. Auf jeden dieser sechs Einschaltimpulse hin erzeugt das erste Phantastron einen Ausgangsimpuls von einer der Faktorziffer 9 bzw. deren Analogspannung proportionalen Länge, der jedesmal ί über die Verstärker- und Begrenzerstufen F6, F7 und F8 (Fig. 2 b) den ersten Multivibrator F4, F5 so lange in Betrieb setzt, daß dieser jeweils neun Impulse erzeugt und über die Begrenzerstufen F9 (Fig. 2b), FlO und FIl (Fig. 2c) zum Impulszähler sendet. Letzterem werden somit sechsmal je neun Impulse, also insgesamt 54 dem Produkt beider Faktorziffern entsprechende Impulse, zugeführt.

Da der zweite Multivibrator F4', F5' (Fig. 2 c) zum Einschalten des ersten Phantastrons Fl, F2 (Fig. 2 c) *5 dient, muß seine Impulsfrequenz hinreichend niedrig sein, damit zwischen je zwei seiner Einschaltimpulse das erste Phantastron genügend Zeit hat, auch seinen längsten, einer Faktorziffer 9 proportionalen Ausgangsimpuls zu erzeugen und danach wieder völlig in seinen Ruhezustand zurückzukehren. Dies kann durch entsprechende Einstellung der Multivibratorfrequenz mittels der Widerstände 19' und 20' im zweiten Multivibrator erreicht werden.

Bei Addition, also in der Addierstellung des Schalters 25, erfolgt die Kopplung zwischen der Kathode der Kathodenverstärkerröhre Fl (Fig. 2 c) des ersten Phantastrons mit dem Steuergitter von dessen Röhre F2 mittels des Kondensators 15 (Fig. 2 c) über die Leitung 92, den Schaltarm 27 des Schalters 25 (Fig. 2 a) und die Leitung 93. Bei Multiplikation dagegen verläuft der Kopplungskreis über den Kondensator 15 a (Fig. 2 c), die Leitung 91 und dann wie vorstehend weiter über den Schalterarm 27 (Fig. 2 a) und die Leitung 93. In der Additionsstellung des Schalters 25 sind alle Eingangsgruppen A, B und C parallel geschaltet, so daß sich bei der Einstellung von aufeinanderfolgenden Dezimalziffernwerten die Analogspannung auf der Leitung 10 in Stufen von 8 Volt ändert. In der Multiplikationsstellung des Schalters 25 sind jedoch die Gruppen A und B voneinander getrennt und ist die Gruppe C überhaupt abgeschaltet. Infolgedessen ändern sich in diesem Fall die Analogspannungen auf den Leitungen 10 und 10' für aufeinanderfolgende Dezimalziffernwerte in Stufen von annähernd 17 Volt. Dadurch wird ein größerer linearer Bereich des Phantastrons ausgenutzt und eine größere Zuverlässigkeit der Arbeitsweise erreicht.

Demselben Eingangswert entspricht somit bei Addition eine andere Analogspannung als bei Multiplikation. Damit nun das erste Phantastron Fl, F2 (Fig. 2c) in beiden Fällen trotz verschiedener, an der Anode von F2 wirksamer Analogspannungen einen Ausgangsimpuls gleicher Länge erzeugt, der also dieselbe Impulszahl des ersten Multivibrators F 4, F5 (Fig. 2 b) veranlaßt, muß die Vergrößerung der analogen Stufenspannung bei Multiplikation durch eine entsprechende Verkleinerung der Zeitkonstante des ersten Phantastrons ausgeglichen werden. Zu diesem Zweck wird der bei Addition wirksame Kondensator 15 mit größerer Kapazität bei Multiplikation durch den Kondensator 15 a mit kleinerer Kapazität ersetzt. Dadurch erzeugt das erste Phantastron für jede in der Eingangsgruppe B eingestellte Ziffer immer einen Ausgangsimpuls derselben richtigen Dauer, unabhängig davon, ob sich der Schalter 25 in der Addier- oder Multiplizierstellung befindet.

Für die in den beschriebenen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Ziffern-Analogrechners verwendeten Widerstände und Kondensatoren haben sich folgende Werte als zweckmäßig erwiesen; auf sie ist die Erfindung jedoch keineswegs beschränkt:

Widerstand

Kilo-Ohm

Widerstand

Kilo-Ohm

Rl, RV, Rl" R2.R2'

R8,R8'

12,12'

13,13'

16α, 16δ

17α, 175

19,19'

20, 20'

40, 40'

41, 42, 41', 42'

43, 43'

44, 44'

45, 45'

46, 46'

48, 48'

49, 49'

75, 75'

77, 77'

78, 78'

79, 79'

80, 80'

81, 81'

82, 82'

-400 -200 -100

-200

27

-Obis -Obis

-160

-Obis 1000 -Obis 1000

-1000

-

-150 -470

-

-470

-

50,	50'
51,	51'
53,	53'
54,	54'
55,	55'
57,	57'
58,	58'
59,	59'
60,	60'
61,	61'
62,	62'
63,	63'
65,	65'
66,	66'
68,	68'
69,	69'
70,	70'
71,	71'
72,	72'
74,	74'
83,	83'
85
87
88
89
90
94,	94'

-470

-390

- 47 ■■'

-390 fc.

- 47 '.', -470

-

- 2O'^:ri

-470 -200 -470 -200

- 6,8

- IS

- is- :■.

- 6,8

- 47 :

-390 -390

-470

-

Kondensator	Mikrofarad	Kondensator	Mikrofarad
14,14' 15,15' 15α 47,47' 52,52' 56,56'	- 50 -700 -260 -100 -100 -100	64, 64' 67, 67' 73, 73' 76, 76' 84, 84' 86	- 91 I - 91 — 20 - 20 .;, -100 - 91

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60

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronische Recheneinrichtung für Additio» ■*■ bzw. Multiplikation, bei der die Aufgabenwerte als '*

Analogwerte und diese durch Impulsfolgen verschieß ρ

dener Länge und Frequenz dargestellt werden, gekenn- ; zeichnet durch mindestens eine Anordnung, die durch "Φ einen Steuerimpuls zur Erzeugung eines Ausgangs?■■■&■ impulses von solcher Dauer veranlaßt wird, die einer ,;.■ einen Dezimalziffer-Analogwert darstellenden Gleich- ,■ spannung proportional ist, durch mindestens «ist ^s: Organ zur Umwandlung von Ziffernwerten in Analoge . ■■; Gleichspannungen und mindestens eine Einrichtung!, :;„ die unter Steuerung durch den genannten Ausgangs^ ..'ΐ'' impuls eine Impulsfolge konstanter Frequenz mit einer der Analogspannung entsprechenden Impulszalhl erzeugt. . :

2. Recheneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Erzeugung jeweils eines Impulses von einer der Analog-Gleichspannung proportionalen Dauer vorzugsweise dureii eine Phantastronschaltung (Röhren Fl bis F3) und; der Impulsfolgeerzeuger z. B. durch einen impulsgetasteten Multivibrator (Röhren F4, F5) mit vor- bzw. nachgeschalteten Begrenzerstufen (Röhren F6 , bis F8 bzw. F9 bis FIl) gebildet werden. «

3. Recheneinrichtung nach den Ansprüchen 1 und: 2,, = dadurch gekennzeichnet, daß drei zu addierende,,.,.:■ vorzugsweise verschlüsselte Dezimalziffern (davop_; '

ίο

eine Übertragsziffer 1), durch drei parallel geschaltete Widerstandsnetzwerke [Rl, R2, i?4, R8 bzw. Al', R2', i?4', R8' bzw. Al" und 16, 17) in eine ihrer Summe entsprechende Gleichspannung umgewandelt werden und daß eine Phantastronschaltung (Fl bis VZ) auf einen Einleitungsimpuls hin einen Ausgangsimpuls mit einer der Summen-Gleichspannung entsprechenden Dauer erzeugt, der seinerseits einen Multivibrator (F4, VS) zur Erzeugung einer der Summe entsprechenden Anzahl von Impulsen veranlaßt.

4. Recheneinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zu multiplizierende, vorzugsweise verschlüsselte Dezimalziffern durch je ein getrenntes Widerstandsnetzwerk (Al, R2, i?4, R8; 16«, 17a bzw. RV, R2', A4', R8'; 16b, 17b) in je eine analoge Gleichspannung umgewandelt werden, daß jeder Faktorspannung die Dauer eines Ausgangsimpulses entspricht, der in je einer zugeordneten Phantastronschaltung (Fl bis VZ bzw. Fl' bis F3') erzeugt wird, daß jeder der beiden Ausgangsimpulse die Erzeugung einer dem zugehörigen Faktor entsprechenden Impulszahl durch je einen zugeordneten Multivibrator unterschiedlicher Frequenz (F4, VS bzw. F4', F5') steuert und daß die Impulse niedriger Frequenz des zweiten Multivibrators (F4', VS') als Einleitungsimpulse das erste Phantastron (Fl bis V3) wirksam machen, so daß die Gesamtzahl der vom ersten Multivibrator (F4, VS) erzeugten Impulse hoher Frequenz dem Produkt beider Faktorziffern entspricht.

5. Recheneinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die analoge Gleichspannung dem eigentlichen Phantastron (Röhren Fl, V2 bzw. Fl', F2') über eine Begrenzerdiode [VZ bzw. VZ') zugeführt wird.

6. Recheneinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Änderungen der Analogspannungen bei Umschaltung zwischen Addition und Multiplikation kompensiert werden durch Zeitkonstantenänderung des Kopplungsgliedes (Kondensator 15 bzw. 15«) zwischen beiden Röhren (Fl, V2) des ersten Phantastrons.

7. Recheneinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Dezimalziffern mehrstelliger Summanden entweder nacheinander in aufsteigender Reihenfolge mittels einer einzigen Additionseinrichtung (drei Widerstandsnetzwerke, ein Phantastron, ein Multivibrator, ein Impulszähler) oder gleichzeitig paarweise in einer der Stellenzahl entsprechenden Anzahl von Additionseinrichtungen addiert werden unter entsprechender Stellen Versetzung der Teilsummen.

8. Recheneinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Multiplikation mehrstelliger Faktoren die Bildung der Teilprodukte aus je zwei Dezimalziffem entweder nacheinander in einer einzigen Multiplikationseinrichtung (je zwei Widerstandsnetzwerke, Phantastrone und Multivibratoren, ein Impulszähler) oder gleichzeitig in einer entsprechenden Anzahl von Multiplikationseinrichtungen erfolgt unter entsprechender Stellenversetzung der Teilprodukte.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 906 027; »Proceedings of the National Electronics Conference«, Vol., VIII, Chicago, 1952, insbesondere S. 636 bis 646.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

® «09 510/226 S.