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Matrixspeicher und seine Verwendung in einem Informationswandler Es
ist bekannt, magnetisierbare Stoffe mit nahezt rechteckförmiger Magnetisienangskennlinie
zur Spei cherung von Angaben zu benutzen. Die beiden Re. manenzzustände solcher
Kerne eignen sich besonder! zur Darstellung im Binärsystem, da dieses nur zwe Ziffern
kennt. Die Kerne tragen zwei Wicklungen deren eine (Einführungswicklung) zur Erzeugung
des Remanenzzustandes dient, während die andere (Entnahmewicklung) bei Änderung
des Remanenzzustandes die dabei auftretende Flußänderung als Spannungsimpuls anzeigt.
Die beiden Remanenzzustände stellen - wie erwähnt - die beiden Binärziffern C und
1 dar, und es ist willkürlich, welcher der beiden Remanenzzustände z. B. die Null
darstellen soll. Wenn nun in einem Teil einer Reihe von Speicherkernen eine binäre
Eins gespeichert werden soll, so wird deren Einführungswicklung ein Strom zugeführt,
der die gewünschte Flußrichtung erzeugt. Um zum Zwecke der Wertentnahme aus dem
Speicher festzustellen, welche Kerne eine Eins darstellen, wird durch die Einführungswicklung
ein dem Einführungsstrom entgegengesetzt gerichteter Strom geschickt, der nur die
Kerne auf Null stellt, die eine Eins darstellen. Als Folge davon kann an den zuletzt
genannten Kernen bzw. deren Entnahmewicklung ein Impuls abgegriffen werden.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, die Speicherkerne in Form einer
sogenannten Matrix anzuordnen, d. h. in mehreren Spalten nebeneinander und in mehreren
Zeilen untereinander. Jeweils die eine der beiden Wicklungen ist dann zeilenweise
in Reihe mit den entsprechenden Wicklungen der anderen Kerne verbunden und ebenso
die andere der beiden Wicklungen spaltenweise mit den entsprechenden Wicklungen.
Die Wicklungen bzw. die sie durchfließenden Ströme sind nun so bemessen, daß eine
Magnetisierung eines Kernes nur erfolgen kann, wenn beide Wicklungen im gleichen
Sinne erregt sind. Wenn der notwendige Magnetisierungsstrom als Vollstrom bezeichnet
wird, so müssen also beide Wicklungen, gleiche Windungszahl vorausgesetzt, von einem
Halbstrom durchflossen werden. Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß z. B. eine
spaltenweise Einführung von Werten durchgeführt wird, weil bei gleichzeitiger Erregung
aller zeilenweise verbundenen Wicklungen nur die Kerne derjenigen Spalten ummagnetisiert
werden, deren spaltenweise verbundene Wicklungen zur gleichen Zeit erregt werden.
Zur zeilenweisen Speicherentnahme z. B. werden die zeilenweise verbundenen Wicklungen
von einem die obenerwähnte Ummagnetisierung wieder rückgängig machenden Vollstrom
durchflossen, der in den spaltenweise verbundenen Wicklungen durch die verursachte
Flußrichtungsänderung eine Spannung induziert.
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Es ist üblich, zur Vermeidung aufwendiger Schaltvorrichtungen die
Kerne einer Matrix auch mit mehr als zwei Wicklungen zu versehen.
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Weiterhin sind sogenannte Schieberegister bekannt, die z. B. in jeder
Stufe einen Magnetkern aufweisen, der, falls er sich nicht in seinem Ausgangszustand
befindet, durch einen Schiebe- oder Rückstellimpuls in seinen Ausgangszustand gebracht
wird und dabei einen Impuls abgibt, der den Kern der nächsten Stufe zum Verlassen
seines Ausgangszustandes veranlaßt. Da die Kerne solcher Register alle miteinander
verbunden sind, müssen besondere Vorkehrungen getroffen werden, damit sich der Zustand
eines Kernes nur auf den in der gewünschten Richtung folgenden Kern überträgt. Es
werden zu diesem Zweck Dioden in die Verbindungen zwischen den Kernen eingefügt.
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Eine ähnliche Wirkung wird erreicht, wenn nicht alle Kerne gleichzeitig,
sondern zuerst der erste, dritte, fünfte ... und danach der zweite, vierte, sechste
... Kern zurückgestellt wird. Diese Register lassen sich auch als Kommutatoren
verwenden.
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Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, den zum Betrieb
eines Speichers erforderlichen Aufwand durch besonders zweckmäßiges Zusammenwirken
der einzelnen Teile gering zu halten. Gemäß
der Erfindung wird daher
ein magnetischer Speicher mit in Form einer Matrix angeordneten bistabilen Magnetkernen
derart ausgeführt, daß ein an sich bekanntes, als Kommutator wirkendes Schieberegister
mit einer den Spalten der Matrix entsprechenden Anzahl von Schrittschaltkernen vorgesehen
ist, deren Ausgangsimpulse über zugeordnete Verstärkerschaltungen bei der Einführung
von Werten sowohl den zur Auswahl der zugeordneten Spalte erforderlichen Halbstrom
als auch den zur Ummagnetisierung des der nächsten Spalte zugeordneten Schrittschaltkernes
erforderlichen Stromes liefern, und daß die spaltenweise verbundenen Abfühlwicklungen
mit den Eing 'ingen der zugeordneten Verstärkerschaltungen verbunden sind, deren
Ausgang beim Entnahmevorgang von der Spaltenauswahlleitung und dem Schrittschaltkern
abgetrennt und auf die zu steuernde Einheit, z. B. Rechen-, Schreib-, Stanzwerk,
umgeschaltet wird.
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Die obenerwähnten Verstärkerschaltungen werden also durch ihre zweckmäßige
Einfügung für drei verschiedene Zwecke benutzt.
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Besonders vorteilhaft läßt sich erfindungsgemäß der Speicher in einer
Vorrichtung verwenden, die dazu dient, eine auf einem band- oder streifenförmigen
Träger festgehaltene Aufzeichnung in eine zeilenweise erfolgende Markierung umzuwandeln.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung enthalten die Beschreibung und
die Zeichnungen. In den Zeichnungen ist Fig. 1 ein vereinfachtes tlbersichtsschaltbild,
hauptsächlich in Blockform, das die Ein- und Ausgangsstromkreise der Kernspeichermatrix
zeigt, Fig. 2, 3, 4 und 5 eine Gesamtschaltung, teilweise auch in Blockform, Fig.
6 die Schaltung eines Entladungsgefäßes, wie es in den Einführungskreisen der Kernmatrix
verwendet wird, Fig. 7 die Schaltung eines Verstärkers, der zur Zündung der Entladegefäße
in den Entnahmekreisen der Kernmatrix verwendet wird, Fig. 8 die Schaltung der Entladungsgefäße
in den Entnahmekreisen der Kernmatrix, Fig.9 die Schaltung der Ziffereinführungsröhren
und der ihnen zugeordneten Umkehrer, Fig. 10 das Schaltschema eines Haupttriggers,
der Arbeitsimpulse von nockenbetätigten Kontakten empfängt, Fig. 11 die Schaltung
eines Triggers, wie er z. B. im Eingangsregister verwendet wird, Fig. 12 die Schaltung
eines Kathodenverstärkers, Fig. 13 die Schaltung eines Umkehrers, Fig. 14 die Schaltung
eines RC-gekoppelten Umkehrers, Fig. 15 die Schaltung eines negativen ODER-Koinzidenzstromkreises,
Fig. 16 die Schaltung eines besonderen Kathodenverstärkers, Fig. 17 die Schaltung
eines monostabilen Multivibrators, der als Zeitgeber verwendet wird, Fig. 18 die
Schaltung eines negativen UND-Stromkreises, Fig. 19 die Schaltung eines Aufladungskathodenverstärkers,
der Ziffernspeicherimpulse überträgt, Fig. 20 die Schaltung eines Triggers, Fig.
21 die Schaltung einer Kerneinstellstufe, Fig. 22 die Schaltung eines speziellen
Umkehrers, Fig. 23 die Schaltung eines UND-Stromkreises. Die in Fig. 4 und 5 gezeigte
Kernmatrix verwendet Ferritkerne, die hohe Koerzitivkraft und eine vorzugsweise
nahezu rechteckige Hysteresisschleife besitzen. Diese Magnetkerne tragen eine Wicklung,
die > mittels Spannungsimpulsen eine vorübergehende Sättigung der Magnetkerne bewirkt
und sie damit in den Remanenzzustand der entsprechenden Flußrichtung bringt. Jeder
Zustand stellt eine binäre Ziffer dar. Der Remanenzzustand eines Kernes kann daher
auch kurz mit Stellung EIN bzw. AUS bezeichnet werden. Willkürlich sei festgelegt,
daß z. B. der EIN-Zustand eine binäre Eins und der AUS-Zustand eine binäre Null
darstellt. Der Kern ist also ein binäres Element und kann einen Teil eines größeren
binären Systems, z. B. der hier beschriebenen Speichermatrix, bilden. Um die Remanenzflußrichtung
und damit durch die in einen Kern gespeicherte Angabe zu verändern, muß ein kurzer
elektrischer Impuls eine MMK in dem der ursprünglichen Flußrichtung entgegengesetzten
Sinne erzeugen. Wenn die Remanenzflußrichtung in einem dieser Kerne geändert wird,
so wird in einer darauf befindlichen Wicklung eine Spannung induziert, die, wenn
sie einer Wicklung auf einem zweiten Kern zugeführt wird, eine MMK in diesem zweiten
Kern erzeugt, dessen Remanenzflußrichtung ändern kann. Dies wird hier benutzt, um
die Einführung von Angaben in die Kernspeichervorrichtung zu erleichtern.
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Die sieben untersten Reihen der Matrix (Fig.4 und 5) enthalten die
Angabenspeicherkerne, von denen jeder ein binäres Teilzeichen speichern kann. Die
sieben binären Teilzeichen stellen zusammen ein Zeichen oder einen Wert dar, der
z. B. dem in einer Lochkartenspalte dargestellten entspricht. Sie sind auf sieben
Spuren eines Magnetstreifens, z. B. in binärer Form, verschlüsselt aufgezeichnet.
Die sieben Spuren oder Kanäle sind, wie Fig. 4 zeigt, die Prüfspur R, die Zonenspuren
A und B und die den binären Stellen 1, 2, 4 und 8 zugeordneten Ziffernspuren.
Die beiden oberen Reihen der Matrix enthalten ähnliche Kerne, sogenannte Schrittschaltkerne,
die zur spaltenweisen Werteinführung dienen. Alle Wicklungen auf den Kernen bestehen
aus einer Windung, mit Ausnahme einiger Wicklungen auf den Schrittschaltkernen,
die aus jeweils zwei Windungen bestehen.
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Der magnetische Zustand der Kerne bei der Einführung von Angaben wird
beeinflußt, d. h., die Remanenz wird in einer bestimmten Flußrichtung erreicht,
indem Ströme von etwa,0,65 Amp. auf einer waagerechten Wicklungsleitung, z. B. den
Leitungen 10 bis 22 (Fig. 1 und 4), und einer senkrechten Leitung,
z. B. den Leitungen 24, 26 usw., den Kern, der sich am Schnittpunkt zweier unter
Strom stehender Leitungen befindet, magnetisieren. Alle anderen Kerne bleiben unbeeinflußt.
Zur Entnahme wird ein Strom von etwa 1,3 Amp. durch eine der Leitungen 28, 3Ö usw.
(Fig. 1 und 5) geschickt. Jeder Kern im Zuge dieser Leitung, der vorher eine binäre
Eins darstellte, wird dabei auf Null zurückgestellt, weil die Magnetisierung in
umgekehrtem Sinne wie bei der Einführung einer binären Eins erfolgt. Bei dieser
Rückstellung wird eine Entnahmespannung von etwa 0,3 Volt in den entsprechenden
Entnahmewicklungen 32, 34 usw. (Fig. 1 und 4) induziert. Infolge der rechteckigen
Hysteresiskurve des Ferritmaterials genügt eine MMK von 1,3 Amperewindungen, um
den magnetischen Zustand eines Kernes umzukehren,
während die halbe
MMK praktisch wirkungslos bleibt. Der Einfachheit halber wird der zum Erreichen
der Sättigung notwendige Strom, im Beispiel 1,3 Amp., kurz als Vollstrom bezeichnet.
Entsprechend ist von einem Halbstrom die Rede, der den magnetischen Zustand allein
nicht ändern kann, sondern nur, wenn z. B. über eine weitere Wicklung ein zweiter
Halbstrom im gleichen Sinne zugeführt wird.
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Bei der Übertragung der Aufzeichnung, z. B. von magnetischen Streifen,
in Lochkarten läuft der verwendete Kartenstanzer mit seiner Normalgeschwindigkeit
von etwa 100 Karten je Minute. In dem Zeitabschnitt zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Karten, wenn sich gerade keine Karte in der Lochstation in Lochstellung befindet,
wird der Antrieb des Streifens in Bewegung gesetzt. Die Abfühlköpfe in der Streifeneinheit
74 fühlen eine Aufzeichnungseinheit ab, dann wird der Streifenantrieb stillgesetzt,
kurz bevor die nächstfolgende Karte in Lochstellung ist. Da die Aufzeichnung von
dem Streifen serienweise abgefühlt wird, so wird sie in den Kernspeicher spaltenweise
eingeführt. Die in der Kernmatrix gespeicherten Angaben bewirken die Erregung der
entsprechenden Lochersteuermagnete 36 usw. (Fig. 1), so daß die nächste Karte gelocht
werden kann. Da die Lochoperation zeilenweise erfolgt, muß unter Umständen in fast
allen Spalten gleichzeitig gelocht werden. Es ist deshalb eine ergiebige Stromquelle
für die Locherbetätigung erforderlich.
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Zuerst soll die Entnahme der gespeicherten Angaben aus der Kernmatrix
beschrieben werden. Es sei angenommen, daß der Zustand bestimmter Kerne in der Matrix
von Fig. 4 und 5 eine Eins, die restlichen Kerne eine Null darstellen.
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In der Beschreibung sind die Lochvorrichtung und die Kernmatrix so
angeordnet, daß sie Angaben verarbeiten und in Karten lochen, die in dem abgewandelten
binären Schlüssel, dem sogenannten 3-Exzeß-Schlüssel, auf einem Magnetstreifen aufgezeichnet
sind. Falls die auf dem Band festgehaltenen Angaben auf eine Lochkarte mit zwölf
Zählpunktstellen übertragen werden sollen, so muß zusätzlich eine ganz ähnlich der
Speichermatrix arbeitende übersetzermatrix vorgesehen werden, die entsprechend den
zwölf Zählpunkten auf der Karte auch zwölf Zeilen von Kernen enthält.
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In dem vorliegenden Beispiel dienen die Kerne auf der waagerechten
Reihe 10 von Fig. 4 und 5 zur Speicherung der Angaben, die der Zwölferlochreihe
der Karte zugeführt werden. Den Angaben der Elferlochreihe entsprechen die Kerne
auf der waagerechten Reihe 12 dieser Figuren.
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Wenn die Karte im Stanzer in Lochstellung für die Zwölferlochreihe
in einer Karte ist, zündet ein Locherimpulssender 38 (Fig. 1 und 3) das Gasentladungsgefäß
342, das sich, wie Fig. 6 zeigt, selbst löscht. Der Kondensator 42 (Fig.
6) wird vor dem Zünden auf r-150 Volt aufgeladen. Daher fließt nach dem Zünden ein
Strom von etwa 1,3 Amp. durch die Wicklungsleitung 28 (Fig. 5), wenn man annimmt,
daß der Spannungsabfall in der Röhre 10 Volt beträgt und der Widerstand 46 (Fig.
6) einen Wert von 100 Ohm besitzt. Nachdem sich der Kondensator 42 (Fig. 6) genügend
entladen hat, begrenzt der 300-Ohm-Widerstand 48 den Strom auf einen Wert, der zur
Aufrechterhaltung der Ionisierung der Röhre nicht mehr genügt, und diese verlöscht.
Nun lädt sich der Kondensator 42 wieder auf. Der Strom durch die Wicklungsleitung
28 der Matrix stellt alle Kerne der ersten Speicherreihe, in denen eine Eins gespeichert
ist, auf Null zurück, und durch diese Rückstellung wird eine Entnahmespannung auf
die Spaltenentnahmeleitungen 32, 34 usw. gegeben. Jede dieser Signalleitungen ist
als verdrahte Doppelleitung an die Verstärker 50, 52 usw. angeschlossen. Dadurch
wird ein positiver Impuls von 60 Volt an den Verstärkerausgängen, Punkt 3
(Fig.7), erzeugt, der ausreicht, um das Gasentladungsgefäß des Lochers unmittelbar
zu zünden.
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Wie Fig. 1 zeigt, wird also für jede ein Ausgangssignal abgebende
Entnahmewicklung ein Entladungsgefäß 54, 56 usw. gezündet. Die Schaltung dieser
Röhren 54, 56 usw. ist in Fig. 8 gezeigt. Das verstärkte Signal wird an Punkt
1 angelegt und zündet die Röhre, so daß über den Punkt 2 und einen Relaiskontakt,
wie z. B. 58, 60 usw., die entsprechenden Lochersteuermagnete 62, 64 usw. erregt
werden, um ein Loch in die Karte zu stanzen.
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Durch das Öffnen eines mechanisch betätigten Stromunterbrechers im
Stanzer werden die Gasentladungsgefäße zu einem entsprechenden Zeitpunkt nach dem
Stanzen, z. B. der Zwölferlochreihe, geöffnet. Wenn die Elferlochreihe unter den
Lochstempeln liegt, wird der eben beschriebene Vorgang wiederholt, jedoch zündet
dann der Locherimpulssender 38 das nächste Entladungsgefäß 350, wodurch alle Kerne
der zweiten Reihe der Speichermatrix zurückgestellt und abgefühlt werden, die vorher
eine Eins darstellten. Nach sieben Lochoperationen sind alle Speicherkerne der Matrix
auf Null zurückgestellt worden, und die gespeicherten Angaben sind in eine Karte
gelocht worden.
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Bei der Abfühlung von Angaben von einem magnetischen Aufzeichnungsstreifen
und deren Einführung in die Kernspeichermatrix ist das Stanzrelais 68 nicht erregt,
wie Fig. 1 zeigt. Daher können die Verstärker 50 usw. und die Röhren 54 usw., die
zur Entnahme und Übertragung auf die Lochersteuermagnete verwendet wurden, auch
bei der serienweisen Einführung von Angaben verwendet werden.
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Wie oben beschrieben, erfordert die parallele Entnahme aus der Matrix
keine Koinzidenzschaltung. Da die Einführung von Angaben in die Kernmatrix jedoch
serienweise erfolgt, muß bei diesem Vorgang eine Koinzidenzschaltung verwendet werden.
Es ist erforderlich, daß das erste von dem Streifen abgefühlte Zeichen entsprechend
dem abgefühlten Zeichen sieben Speicherkerne in Spalte 1 der Matrix einstellt. Nach
Fig. 4 muß zu diesem Zweck ein Halbstrom von etwa 0,65 Amp. durch die Zifferneinführungsleitungen
10 bis 22 geschickt werden, und zwar entsprechend den aus Impulsen
bestehenden abgefühlten, einzuführenden Zeichen. Gleichzeitig sorgt ein Halbstrom
gleicher Größe durch die Leitung 24 dafür, daß nur die Kerne der Spalte 1 beeinllußt
werden, deren Wicklungen sowohl über die Einführungsleitungen 10 bis 22 als
auch über die Leitung 24 erregt werden. Bei der Abfühlung des zweiten Zeichens führt
die Leitung 26 in Spalte 2 Strom, so daß die Impulse auf den Einführungsleitungen
10 bis 22 nur die Kerne der zweiten Spalte beeinflussen können. Die Matrix
wird so eingestellt, daß sie das erste Zeichen empfängt, und zwar durch Einstellung
eines Schrittschaltkerns 70 (Fig. 4) durch Übertragung eines vollständigen Impulses
von 1,3 Amp. durch eine Leitung 72, die eine Wicklung des Kerns 70
bildet.
Das geschieht durch eine logische Schaltung, welche später erklärt wird, wenn die
Einzelheiten der Schaltung beschrieben werden.
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Bei Abfühlung des ersten Zeichens durch die Abfühlköpfe in der Streifenantriebseinheit
74 (Fig. 1 und 2) wird dieses in ein Register 76 (Fig. 1) eingeführt. Die
Einstellung des Registers 76 bewirkt nun, daß die einen Eingänge derjenigen negativen
UND-Stromkreise 242 bis 254 negativ vorgespannt werden, deren magnetische
Spuren eine binäre Eins in Form eines Spannungsimpulses am Abfühlkopf anzeigten.
Außerdem wird bei Empfang eines Zeichens im Register 76 ein Zeichentorimpuls
auf Leitung 92
zu dem Zeitgeber 94 übertragen. Dieser Zeitgeber wird
noch genauer beschrieben. Es genügt hier, zu wissen, daß er eine logische Anordnung
von monostabilen Multivibratoren darstellt, die während jeder Zeicheneinführung
eine Folge von entsprechend zeitlich gestaffelten Steuerimpulsen senden.
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Nach einer Verzögerung, die eine eventuelle Zeichenverzerrung berücksichtigt,
liefert eine Ausgangsleitung 96 (Fig. 1) des Zeitgebers einen negativen Impuls,
der den einen Eingängen zweier negativer UND-Stromkreise 316 und 318 zugeführt wird.
Für das erste Zeichen hält ein Trigger 314 den anderen Eingang des negativen
UND-Stromkreises 316
negativ, so daß der Zeitgeberimpuls einen negativen Ausgangsimpuls
erzeugt. So wird dieses Signal durch eine Umkehrstufe 324 umgekehrt und einem Kerneinstellkreis
328 zugeführt.
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Nach Fig. 1 liegt der Ausgang dieses Kerneinstellkreises 328 an der
Leitung 72 der Matrix. Wie Fig. 4 zeigt, stellt Leitung 72 eine Wicklung
des Kerns 70
dar, und daher kann ein Impuls auf Leitung 72 den Kern
70, der auf EIN gestellt war, wieder auf AUS stellen. Dabei wird ein Signal in der
Wicklung 32 erzeugt, das nach Verstärkung im Verstärker 50 das Entladungsgefäß
54 zündet. Dadurch fließt ein Strom über die Ruheseite von Kontakt R 11
des Stanzerrelais 68 zu der Wicklung 24 der Matrix. Dieser Strom,
auch Spaltenstrom genannt, durchläuft die Kerne der Spalte 1 und ein Netzwerk, bestehend
aus einem 300-Kiloohm-Widerstand 108 und einem 0,05-Mikrofarad-Kondensator
110, einer Drosselspule 112 und einem Widerstand 114; der Widerstand
114 und die Drosselspule 112 dienen zur Begrenzung der Spitze des Stromimpulses
durch die Kernwicklung auf den früher erklärten Halbstrom. Es können also nur diejenigen
Kerne ihren magnetischen Zustand ändern, die auch noch von dem Halbstrom einer der
waagerechten Zifferneinführungsleitungen 10 usw. erregt werden. Die Leitung
24
bildet auch noch zwei Windungen des Schrittschaltkerns 116 von Spalte 2.
Dadurch wird der Kern 116
auf EIN gestellt als Vorbereitung für die Speicherung
des zweiten Zeichens, die in der zweiten Spalte der Matrix erfolgt.
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Während - wie oben beschrieben - der Halbstrom die Kerne der Spalte
1 vorerregt, werden zifferndarstellende Halbstromimpulse von dem Eingangsregister
76 geliefert. Der negative Zeitgeberimpuls am Zeitgeberausgang
96 (Fig. 1) erzeugt an den Ausgängen der negativen UND-Stromkreise
242
bis 254 negative Ausgangsimpulse, die den abgefühlten Zeichen entsprechen.
Jeder negative UND-Stromkreis der Gruppe 242 bis 254 steuert einen Umkehr-Stromkreis
118 bis 130. Dieser Stromkreis ist in Fig. 9 genauer dargestellt.
Eine an Punkt 1 angelegte negative Spannung bewirkt einen positiven Impuls,
der die Röhre zündet. Nun gelangt vom Zeitgeberausgang über die Leitung 132 (Fig.
1) eine negative Spannung zu Punkt 3, so daß die Kathodenverstärkerröhre den Anodenstrom
zu der Röhre unterbricht. Nur der 0,05-Mikrofarad-Kondensator, der vorher durch
den Kathodenverstärker auf eine hohe positive Spannung aufgeladen worden war, läßt
den Anodenstrom noch kurze Zeit fließen, dann löscht diese Röhre. Der Ausgangsstromkreis
dieser Stufe verläuft von der Kathode der Röhre über Punkt 2 zu der entsprechenden
Zifferneinführungswicklung 10 bis 22
der Kernmatrix. Die Ströme werden
durch den Widerstand R und eine Drosselspule C (Fig. 9) auf den Halbstromwert von
0,65 Amp. begrenzt. Diejenigen Kerne, die sowohl durch diese Ziffernhalbströme als
auch durch den oben beschriebenen Spaltenhalbstrom gleichzeitig erregt sind, werden
also auf EIN gestellt, was - wie schon erwähnt -der Speicherung einer binären Eins
entspricht.
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Der Zeitgeber 94 erhöht die Spannung am Punkt 3
der Umkehrstufe
(Fig. 9) erst etwa 100 Mikrosekunden nach Zündung der Röhre, um Nachzündungen zu
vermeiden. Hierdurch werden die Kondensatoren als Vorbereitung für das nächste Zeichen
wieder aufgeladen. Außerdem wird ein Impuls dem Trigger 314
(Fig. 1) zugeführt,
um diesen umzuschalten.
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Beim Eintreffen des zweiten Zeichens in dem Register 76 wird eine
ähnliche Folge von Vorgängen eingeleitet mit dem Unterschied, daß infolge des umgeschalteten
Triggers 314 der negative UND-Stromkreis 318, der Umkehrer 326 und der Kerneinstellkreis
336 betätigt werden. Dadurch fließt ein Strom durch die Schrittschaltwicklung
338 der Matrix. Wie Fig. 4 zeigt, wird dadurch der Kern 116, der vorher
eine Eins darstellte, auf Null zurückgestellt. Er er-
zeugt dabei einen Signalimpuls
in der Leitung bzw. Wicklung 34, welcher nach Verstärkung im Verstärker
52 von Spalte 2 das Entladungsgefäß 56 zün-
det und einen Halbstrom
in der Wicklungsleitung 26 verursacht. Dieser Spaltenstrom bewirkt zusammen mit
den vorher beschriebenen, durch das Register 76
gesteuerten Halbströmen, die
Speicherkerne in Spalte 2 einzustellen, außerdem wird der Schrittschaltkern
144, der von der Wicklungsleitung 26
zweimal umschlungen ist, für die
nächste Spalte vorbereitet.
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Die Einführungsoperation für die weiteren Spalten verläuft entsprechend,
indem die Schrittschaltleitungen 72 und 338 durch einander folgende Zeichen abwechselnd
betätigt werden, und zwar durch den Trigger 314 gesteuert.
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Die Impulse auf den Zifferneinführungsleitungen und auf den Spaltenauswahlleitungen
während der
Einführung müssen zeitlich nahe zusammentreffen. Es hat sich in
der Praxis gezeigt, daß durch die Verstärker und die gasgefüllten Entladungsgefäße
zwischen Spaltenimpulsen und Ziffernimpulsen Verzögerungen von etwa 2 Mikrosekunden
entstehen. Durch Hochfrequenzdrosselspulen in den Impulsstromkreisen wird die Impulsform
etwas abgerundet und breiter, so daß die Koinzidenz der Impulse nicht mehr so kritisch
ist.
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Zum genaueren Verständnis der Einzelheiten dienen Fig. 2 bis 5 in
Verbindung mit der nachstehenden Beschreibung. Wenn ein Streifenstartnocken
146 (Fig. 3) seinen Kontakt schließt, entsteht ein positiver Impuls von 40
Volt am Punkt 148. Dadurch
wird die linke Seite eines Abfühlhaupttriggers
150 leitend. In seinem normalen Zustand ist der Abfühlhaupttrigger
150 auf der rechten Seite leitend, wie es durch das kleine »x« an der rechten
unteren Ecke des Blocks dargestellt ist. Die Schaltung des Haupttriggers ist aus
Fig. 10 ersichtlich. Durch die Umschaltung des Haupttriggers entsteht an seinem
Punkt 8 ein negativer Impuls, der den Streifenlauftrigger 152 auf
EIN schaltet. Kurz danach schließt ein Nocken 154 seinen Kontakt und erzeugt
am Punkt 156 einen Impuls von +40 Volt, der den Abfühlhaupttrigger
150 wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurückschaltet. Die Einschaltung
des Streifenlauftriggers 152 bewirkt an seinem Punkt 8 einen positiven Impuls, der
die Röhre des Kathodenverstärkers 158 leitend macht, so daß sich an seinem
Punkt 6 das Potential von -30 Volt auf -f-10 Volt verschiebt. Die Schaltungen
des Streifenlauftriggers 152 und des Kathodenverstärkers 158 sind
aus Fig.11 bzw. 12 ersichtlich.
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Die Ausgangsspannung von + 10 Volt am Kathodenverstärker
158 bewirkt über eine Leitung 160,
daß der Streifen an den Abfühlköpfen
der Streifenantriebseinheit 74 (Fig. 1) vorbeibewegt wird. Die Steuerung
der Streifenbewegung in der Streifenantriebseinheit soll hier jedoch nicht näher
beschrieben werden. Der Transport des Streifens an den Abfühlköpfen vorbei wird
fortgesetzt, bis eine vollständige Aufzeichnung auf dem Streifen abgefühlt worden
ist. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß die Länge einer Aufzeichnungseinheit,
die aus mehreren Zeichen besteht, durch die Anzahl von Speicherspalten in der Speichermatrix
bestimmt ist, oder aber die Speichermatrix besitzt eine solche Kapazität, daß sie
Aufzeichnungseinheiten von praktisch beliebiger Länge aufnehmen kann. Das Ende einer
Aufzeichnung wird durch ein besonderes Zeichen, das sogenannte Endzeichen, angezeigt.
Wie weiter unten noch beschrieben wird, bewirkt dieses Endzeichen, daß der Streifenlauftrigger
152 ausschaltet. Dadurch liegt am Ausgang des Kathodenverstärkers 158 und
an der Leitung 160 eine Spannung von -30 Volt, die den Streifenantrieb stillsetzt
und damit den Streifen anhält, während die Abfühlköpfe an einer Stelle zwischen
Aufzeichnungseinheiten liegen.
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Während die Aufzeichnung auf dem magnetischen Streifen am Abfühlkopf
vorbeibewegt wird, bewirkt das erste Zeichen, daß an den Klemmen 162 bis 174 (Fig.2)
Impulse abgegriffen werden können. Jedes eine binäre Eins darstellende Teilzeichen
des abgefühlten Zeichens erzeugt an der entsprechenden Klemme ein Potential von
# 10 Volt, während alle übrigen Klemmen -30 Volt führen. Das -#-10-Volt-Signal dauert
etwa 4 Mikrosekunden. In den Zeichnungen weisen die Zeichen oberhalb der Klemmen
162 bis 174 auf die entsprechenden Streifenspuren hin. So bezeichnet R eine
Prüfspur, A und B sind die Spuren für die Zonenangaben, die ähnliche Aufgaben erfüllen
wie die bekannten Überlöcher. Die Spuren 1, 2, 4 und 8 dienen zur Aufzeichnung der
Binärziffern. Die Ziffer 4. z. B. die im 3-Exzcß-Schlüssel, durch Teilzeichen in
den 4-, 2- und 1-Spuren des Streifens dargestellt. erzeugt an den Klemmen 168, 170
und 172 Impulse von -f-10 Volt. Diese positiven Impulse werden den entsprechenden
Umkehrern 176 bis 188 zugeführt. Die Schaltung dieser Umkehrer ist in Fig. 13 gezeigt.
Der Punkt 3 jedes Umkehrers ist mit der linken Anode eines zugeordneten Triggers
190 bis 202 verbunden. Die Trigger 190 bis 202, deren Schaltung in Fig. 11 gezeigt
ist, bilden das Eingangsregister 76 (Fig. 1). In diesem werden alle Zeichen
vorübergehend gespeichert, während ihre Teilzeichen vom Streifen abgefühlt werden.
Dies ist erforderlich, weil die auf dem Streifen aufgezeichneten Teilzeichen z.
B. durch mechanische Verschiedenheit der Abfühlköpfe nicht genau gleichzeitig abgefühlt
werden, während der Speichermatrix alle ein Zeichen bildenden Teilzeichen gleichzeitig,
d. h. parallel zugeführt werden müssen.
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Die das Register 76 bildenden Trigger 190 bis 202 sind normalerweise
alle mit ihrer rechten Seite leitend, wie es das kleine »x« in Fig. 2 andeutet.
Wenn ein vorgeschalteter Umkehrer 176 bis 188 einen Abfühlimpuls (Teilzeichen)
zugeführt bekommt, so wird dadurch der entsprechende Trigger umgeschaltet, so daß
seine linke Seite leitet. Dadurch verschiebt sich die Spannung an seinem Punkt 5
in negativer Richtung, so daß die vorher vorhandene Spannung von + 140 Volt nur
noch -i#- 50 Volt beträgt. Dieser Impuls wird von jedem Trigger aus einem zugeordneten
Kathodenverstärker 204 bis 216 zugeführt und bewirkt, daß sich deren Punkt 6 von
+ 10 Volt auf -30 Volt verschiebt. Der Kathodenverstärker 204 gibt also z. B. das
dem von der R-Spur abgefühlte Teilzeichen als Impuls ab.
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Die Kathodenverstärker 208 bis 216 sind alle an einen negativen ODER-Stromkreis
218 mit fünf Eingängen angeschlossen, der wie in Fig. 15 gezeigt geschaltet sein
kann. Jeder Abfühlimpuls, der einem oder mehreren der Trigger 194 bis 202 zugeführt
wird, bewirkt also eine Verschiebung der Spannung an einem oder mehreren Eingängen
in negativer Richtung, so daß am Punkt 6 des negativen ODER-Stromkreises 218 die
Spannung negativ wird. Dieser Ausgangsimpuls wird einem Kathodenverstärker 220 zugeleitet,
der nach Fig. 16 geschaltet ist. Der Ausgang dieses Kathodenverstärkers 220 ist
mit einem Eingang eines negativen ODER-Stromkreises 222 verbunden. Der andere Eingang
des negativen ODER-Stromkreises 222 wird durch den Trigger 192 gesteuert. Die negativen
ODER-Stromkreise 218 und 222 bilden also zusammen einen negativen ODER-Stromkreis
mit sechs Eingängen, die von den Triggern 192 bis 202 gesteuert werden. Die beiden
Stromkreise sind nur deshalb getrennt, weil der ODER-Stromkreis 218 außerdem zur
Feststellung von Endzeichen dient. wie noch beschrieben wird.
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Normalerweise liegt am Ausgang des negativen ODER-Stromkreises 222
eine Spannung von -'-10 Volt. Durch die EIN-Schaltung eines der Trigger 192 bis
202 verschiebt sich diese auf - 30 Volt. Dieser negative Impuls wird als Zeichentorsignal
verwendet und zeigt an. daß das erste Teilzcirchen eines Zeichens von dem Streifen
abgefühlt word2ti ist. Die R-Spurklemme 102 liegt nicht in dem Zeichentorkreis,
weil ein R-Zeichen, d. h. ein Prüfzeichen, allein nicht auftreten kann.
-
Das _aegative Zeiehentorsignal auf Leitung 9? steuert z"vei in Reihe
geschaltete Umkehrer 224 und 226, wodurch am Punkt 6 des Umkehrers 2'2;6
das Potential von -f-150 Volt auf -150 Volt geändert wird. Dieses negative Signal
wird Punkt 3 eines monostabile!1 Multvibrators 228 zur Impulsverlängerung zugeführt.
Seine Schaltung entspricht Fig. s 7. Dieser Multivibrator 228 erzeugt einen einzigen
Impuls
einer ganz bestimmten Dauer an seinem Punkt 6. Die Spannung
steigt von +50 Volt auf r 150 Volt an, bleibt für 60 Mikrosekunden auf +150 Volt
und kehrt dann auf +50 Volt zurück. Durch die Flanke beim Absinke -i der Spannung,
60 Mikrosekunden nach dem Eintreffen des Zeichentorsignals, werden ein Speicher-Multivibrator
230
und ein Aufladungs-Multivibrator 232 betätigt, um die Speicherung
eines Teilzeichens einzuleiten, nachdem die Impulsverlängerung die nicht genau gleichzeitig
erfolgende Abfühlung der Zeichen in allen Spuren ausgeglichen hat.
-
Der Speicher-Multivibrator 230, der wie der Multivibrator 232
nur einen stabilen Arbeitspunkt aufweist, gibt ein Ausgangssignal ab, ähnlich dem
des Impulsverlängerungs-Multivibrators 228, jedoch von nur 10 Mikrosekunden
Dauer. Der Punkt 6 des Speicher-Multivibrators 230 ist mit dem Punkt 9 eines Kathodenverstärkers
234 (Fig. 2) verbunden. Dadurch verschiebt sich das Potential an Punkt
4
des Kathodenverstärkers 234 von -30 Volt auf T 10 Volt für die Dauer von
10 Mikrosekunden. Das Ende dieses Impulses gelangt über Leitung 236 an Punkt 3 aller
Trigger des Eingangsregisters 76 und bringt diese in ihre Ausgangsstellung, nachdem
die Speicherung des Zeichens durch nachstehend beschriebene Mittel vollendet worden
ist. Darauf wird das Eingangsregister 76 zum Empfang des nächstfolgenden Zeichens
vorbereitet.
-
Um die Einführung eines Zeichens in die Kernspeichermatrix besonders
deutlich zu übersehen, seien die Fig. 4 und 5 betrachtet. Mit Ausnahme der Kerne
im Zuge der Leitungen 72 und 338 hat jeder Ringkern vier Wicklungen mit je einer
Windung. In Fig. 4 sind die Kerne der ersten Spalte durch die Bezugszahlen 10a bis
22a angedeutet. Wie in der zusammenfassenden Beschreibung der Arbeitsweise erwähnt,
können die Kerne 144 usw. auf Leitung 72
und die Kerne 116 usw. auf
Leitung 338 als Schrittschaltkerne bezeichnet werden. Die Kerne 116, 144
usw
werden also verwendet, um die zu speichernden Werte schrittweise den gewünschten
Spalten der Matrix zuzuführen, während die Kerne 12a bis 22a in jeder Spalte dazu
dienen, eine Angabe, d. h. ein Zeichen, zu speichern. Der Kern 10a zur Speicherung
eines Prüfzeichens wird nur benutzt, wenn dies erforderlich ist. Wie bereits erwähnt,
bestehen alle Kerne aus Ferrit mit einer im wesentlichen rechteckigen Hysteresiskurve.
Das Grundprinzip sättigbarer Kerne ist bekannt; es soll hier nur nochmals wiederholt
werden, daß bei diesem AusführungsbeispieleineGes amtmagnetisierungskraftvon 1,
3-Ampere-Windungen das Kernmaterial in jeder Richtung vollständig sättigt, der halbe
Wert jedoch nicht ausreicht, um den Remanenzzustand merklich zu verändern.
-
Zur Einführung wird ein zweidimensionales Koinzidenzsystem verwendet,
in dem ein Magnetisierungsstrom halber Größe, d. h. 0,65 Amp. (Halbstrom), gleichzeitig
durch eine Spaltenauswahlwicklung, z. B. Leitung 24, und eine oder mehrere der Zifferneinführungswicklungen,
z. B. 16, 18, 20, gesendet wird. Es werden dann nur diejenigen Kerne beeinflußt,
die von beiden Halbströmen durchflossen werden, d. h. die am Schnittpunkt der beiden
Leitungen liegen. Jeder der 560 Kerne, die in einer 7 - 80-Matrix vorhanden sind,
kann also ein Teilzeichen speichern, je nachdem die sieben Zifferneinführungsleitungen
und die achtzig Spaltenauswahlleitungen Strom führen. Um die gespeicherten Werte
parallel zu entnehmen, d. h. erst alle Werte der Reihe R (Fig. 4) gleichzehg, dann
alle der Reihe A gleichzeitig usw., wird ein Strom von 1,3 Amp. durch die Wicklung
28
(Fig. 5) für die Reihe R, die Wicklung 30 für die Reihe A usw. geleitet.
Die Richtung dieses Stromes ist der der Eingabeströme entgegengesetzt, so daß also
alle Kerne dieser Reihe, die vorher auf EIN gestellt waren, in ihren Ausgangszustand
zurückgestellt werden. Die restlichen Kerne werden nicht beeinfiußt. Durch die Flußänderung
in einem Kern, der, wie oben erklärt, zurückgestellt worden ist, wird eine Spannung
vo l etwa 0,3 Volt in einer Abfühlwicklung mit einer Windung, z. B. 32 (Fig. 4),
induziert, von denen je eine in jeder Spalte vorgesehen ist. Die beiden Enden jeder
Abfühlwicklung sind an einen Verstärker angeschlossen, wie er beispielsweise in
Fig. 7 gezeigt ist.
-
Jede in dem System enthaltene Verstärkereinheit 50, 52 usw.
umfaßt zwei vollständige Verstärkungskanäle. So ist eine Abfühlwicklung an die Punkte
6
und 4 (Fig. 7) angeschlossen, während eine zweite Wicklung an die
Punkte 3 und 4 angeschlossen ist. Die Abfühlimpulse gelangen über den Transformator
an das Gitter der Triode und erzeugen dort eine negative Spannung von 4 Volt. Dadurch
entsteht an der Anode ein positver Impuls von 60 Volt, der, obwohl er von kurzer
Dauer ist, ausreicht, um ein zugeordnetes Entladungsgefäß 54, 56 usw. zu zünden.
Obwohl der Kernausgangssignalirnpuls kürzer als 1 Mikrosekunde ist, bewirken die
Induktanz und die Wicklungskapazität des Transformators, daß das an das Röhrengitter
ankommende Signal länger als 2 Mikrosekunden dauert. Dadurch wird eine sichere Zündung
des Entladungsgefäßes erreicht.
-
Die Verbindungen von Eingangs- und Ausgangsstromkreisen mit der Kernmatrix
sind in Fig. 4 und 5 dargestellt. Aus diesen Figuren ist ersichtlich, daß achtzig
Entladungsgefäße, z. B. 54, 56 usw., vorgesehen sind, die bei der Speicherentnahme
den erforderlichen Strom von etwa 0,25 Amp. für die achtzig Lochermagnete 36, 62,
64 usw. (Fig. 1) liefern. Die Schaltung der Röhren, die die Lochermagnete steuern,
ist in Fig. 8 gezeigt.
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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß dieselben Röhren 54,
56 usw. und die zugeordneten Verstärker auch bei der Eingabe von Werten benutzt
werden, um, durch die Schrittschaltkerne gesteuert, die Spalten der Matrix nacheinander
mit Halbstrom zu versorgen, d. h. eine aufeinanderfolgende oder serienweise Einführung
zu bewirken. Dies bedeutet eine große Ersparnis an Einrichtungen in einer Vorrichtung
dieser Art mit Serieneingang und Parallelausgang, in der normalerweise zur serienweisen
Schrittschaltung einer Kernmatrix ein getrennter Kernschrittschaltring verwendet
wird, der ein Entladungsgefäß und einen Ringkern mit vielen Windungen für jede Spaltenposition
enthält.
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über die Relaiskontakte R I 1 bis R180 sind die Kathoden der
Entladungsgefäße während der Einführung von Werten mit der Matrixspaltenwicklung
verbunden, während die Relaiskontakte 58, 60 usw. die Kathoden bei der Entnahme
an die Lochermagnete legen.
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Die Einstellung des Eingangsregisters (Fig. 2) durch Impulse von den
Streifenabfühlköpfen in der Streifenantriebseinheit 74 ist bereits beschrieben worden.
Die Speicherung der Angaben entsprechend der Eingangsregistereinstellungen
in
der Kernmatrix geht wie folgt vor sich: Wie bereits gezeigt, liefert der Speicher-Multivibrator
230 (Fig. 3) einen positiven Impuls von 10 Mikrosekunden Dauer am Ende jedes veriäpgerten
Abfühlimpulses. Dadurch entsteht ein negaiiv-er :mpuls am Punkt 8 eines Umkehrers
238, der für 10 Mikrosekunden einen Abfall von + 10 Volt auf --30 Volt am Punkt
6 eines Kathodenverstärkers 24.0 bewirkt. Dieses Signal wird den Punkten 3 einer
Reihe von negativen UND-Stromkreisen 242 bis 2,54 (Fig. 2)
zugeführt. Die
anderen Eingänge dieser negativen UND-Stromkreise 242 liegen immer dann an einer
Spannung von --30 Volt, wenn der entsprechende Eingangsregistriertrigger auf EIN
geschaltet ist. Das Potential von Punkt 5 jedes der negativen UND-Stromkreise 242
bis 254 fällt also nur in denjenigen UND-Stromkreisen von -'-10 Volt auf ---30 Volt.
die einem von den Streifenabfühlköpfen in der Streifenantriebseinheit 74 entsprechen,
die ein der binären Eins entsprechendes Teilzeichen empfangen hab,-n. Die UND-Stromkreise
242 bis 254 sind nach Fig. 18 aufgebaut und werden nachstehend näher beschrieben.
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Immer wenn am Ausgang eines der negativen UND-Stromkreise in der Gruppe
242 bis 254 ein negativer Impuls erzeugt wird, steigt das Potential des entsprechenden
Umkehrers der Gruppe 256 bis 268 von 50 Volt auf 150 Volt an. Dieser Impuls
zündet die zugeordneten Entladungsgefäße 118 bis 130.
Die Umkehrer und Entladungsgefäße
sind der Fig. 9 entsprechend geschaltet. Vom Punkt 3 jeder dieser Zifferneinführungsröhren,
die durch ein abgefühltes Teilzeichen gezündet werden, fließt ein Strom über die
Leitung 284 zu den Einführungsleitungen der Matrix (Fig. 4), die mit R, A, B, 1,
2, 4 und 8 bezeichnet sind bzw. mit 10 bis 22. Diese Ströme werden durch nachstehend
beschriebene Mittel auf 0,65 Amp. (Halbstrom) begrenzt und dienen zur Einstellung
des entsprechenden Kerns beim Empfang eines Zeichens. Ein weiterer Halbstrom ist
jedoch in den Spaltenauswahlwicklungen erforderlich, in deren Spalte die Werte gespeichert
werden sollen.
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Zur Regelung der obenerwähnten Zifferneinführungsströme ist für jede
der Zifferneinführungsröhren 118 bis 130 ein Aufladungskathodenverstärker 288 bis
300 vorgesehen. Diese Verstärker entsprechen der in Fig. 19 gezeigten Schaltung.
Nach Fig. 19 besitzt Punkt 6 normalerweise ein Potential von + 150 Volt; Punkt 5
liegt an + 220 Volt. Daher hat die als Kathodenverstärker arbeitende Triode die
Neigung, den Kondensator in ihrem Kathodenkreis auf + 150 Volt aufzuladen. Der Kondensator
ist über eine Drosselspule und einen Begrenzungswiderstand von 100 Ohm an Punkt
3 angeschlossen, und dieser ist mit Punkt 5 einer Zifferneinführungsröhre, z. B.
118 (Fig. 2), verbunden. Sobald eine Zifferneinführungsröhre zündet, wie oben beschrieben,
entlädt sich der Kondensator des Kathodenverstärkers über diese Röhre, um den Magnetisierungsstrom
für die Speicherkerne zu liefern, der durch die Drosselspule und den 100-Ohm-Widerstand
entsprechend begrenzt und geformt wird. Gleichzeitig mit der Zündung der Zifferneinführungsröhre
wird die Spannung am Punkt 6 des Kathodenverstärkers für 100 Mikrosekunden auf
-30 Volt verschoben, so daß nach der Entladung des Kondensators durch die
Röhre eine Wiederaufladung des Kondensators erst stattfindet, wenn die Röhre sicher
gelöscht ist. Nach 100 Mikrosekunden herrschen am Gi'ter des Kathodenverstärkers
wieder -,'-150 Volt, und der Ko_idensator ;viril für die nächste Zifferneinführung
schnell aufgelad;::i.
-
Die Gittersteuerung der Kathodenverstärker findet wie folgt statt:
DLr negative Impuls am Ende durch den Impulsverlängerungs-Mulitvibrator 228 (Fig.
3) erzeugter Verzögerung von 60 Mikrosekü -.-den betätigt sowohl den Aufladungs-Multivibrator
232 als auch den oben beschriebenen Speicher-Multivibrator 230. Der positive Impuls
am Ausgangspunkt des Aufladungs-Multivibrators 232 dauert 1 OG sekunden. Er wird
einem speziellen Umkehrer 3f)2 zugeführt, an dessen Ausgangspunkt 3 ein negativer
Impuls von 100 Mikrosekunden Dauer zwischen + 150 und -- 30 Volt entsteht.
Dieser Ausgangsimpuls wird den Punkten 6 und 7 der Aufladungskathodenverstärker
288 bis 300 zugeführt, um, wie oben beschrieben, das sichere Löschen der Zifferneinführungsröhren
118 bis 130 zu bewirken.
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Gleichzeitig mit den Halbströmen in einer oder mehreren der Zifferneingangsleitungen
der Matrix (Fig.4) entsprechend den abgefühlten bzw. eingeführten Teilzeichen muß
ein Halbstrom über eine der Spaltenauswahlleitungen, wie z. B. 24, geleitet werden,
und zwar jeweils über eine Spalte nach der anderen. Die Arbeitsweise des Streifenlauftriggers
152
(Fig. 3) ist bereits beschrieben worden. Wenn dieser auf EIN geschaltet
wird, um den Streifen in Bewegung zu setzen, leitet die linke Seite, und die Spannung
an seinem Punkt 5 sinkt. Dadurch wird ein monostabiler Rückstell-Multivibrator 304
betätigt, der einen positiven Impuls von 1'0 Mikrosekunden Dauer an seinem Punkt
6 erzeugt. Dieser Ausgangsimpuls zündet ein Entladungsgefäß 306 und damit die Entladung
eines Kondensators 308, der an Punkt 5 an der Anode angeschlossen ist. Nach der
Entladung des Kondensators genügt der Strom durch den 300-Kiloohm-Widerstand nicht,
um die Ionisierung der Röhre 306 aufrechtzuerhalten, und diese verlöscht. Danach
wird der Kondensator 308 erneut aufgeladen. Der Entladungsstrom des Kondensators
308 gelangt über das Entladungsgefäß 306, Punkt 3, auf die Leitung 310, die eine
Wicklung des Kerns 70 (Fig. 4) darstellt. Die Leitung 310 umschlingt den Kern 70
in einer Windung und ist anschließend geerdet. Der Strom in dieser Leitung 310 beträgt
mehr als 1,3 Amp. und bringt daher den Kern 70 sicher in seinen EIN-Zustand. Die
Abfühlwicklung 32 für Spalte 1 der Matrix geht ebenfalls durch den Kern 70.
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Gleichzeitig mit der Einstellung des ersten Schrittschaltkerns läßt
der Impuls von dem monostabilen Rückstell-Multivibrator 304 (Fig. 3) einen Umkehrer
312 leitend werden. Dieser Umkehrer ist an die eine Anode eines Triggers 314 angeschlossen,
dessen Schaltung Fig. 20 entspricht. Der an den binären Trigger 314 angelegte Impuls
schaltet den Trigger so um, daß das Röhrensystem der rechten Seite leitet, bevor
das erste Zeichen von dem Streifen ankommt, wenn Angaben in das System eingeführt
werden.
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Nach der Einstellung des ersten Schrittschaltkerns 70 (Fig. 4) und
der Rückstellung des Triggers 314 (Fig. 3) bei Ingangssetzung des Streifens kommen
die Teilzeichen eines Zeichens in dem Eingangsregister an, das aus den Triggern
190 bis 202 (Fig. 2) besteht. Das Potential am Ausgang des Kathodenverstärkers
240
(Fig. 3) fällt von -1-10 Volt auf - 30 Volt - wie oben beschrieben -, um die Zündung
der Zifferneinführungsröhren 118 bis 130
(Fig. 2) zeitlich zu steuern.
Der Ausgang des Kathodenverstärkers 240 ist außerdem mit zwei negatiiven
UND-Stromkreisen 316 und 318 verbunden. Diese UND-Stromkreise werden
außerdem von dem Trigger 314 über zwei zugeordnete Kathodenverstärker 320 und 322
gesteuert. Wenn Punkt 8 des Triggers 314 ein niedriges Potential hat, wie
es z. B.
der Fall ist, wenn die rechte Seite des Triggers leitend ist, liegt
Punkt 4 des negativen UND-Stromkreises auf einem Potential von -30 Volt,
während gleichzeitig der Punkt 4 des negativen UND-Stromkreises 316 ein Potential
von -f-10 Volt hat. Wenn also das Potential von Punkt 6 des Kathodenverstärkers
240 auf - 310 Volt abfällt, weil das erste von dem Streifen abgefühlte
Zeichen empfangen wird, sinkt das Potential von Punkt 5 des negativen UND-Stromkreises
318 auf -30 Volt, der Punkt 5 des negativen UND-Stromkreises
316 bleibt jedoch auf + 10 Volt. Es erfolgt deshalb keine Potentialänderung
am Punkt 7 des Umkehrers 324, der an den negativen UND-Stromkreis
316 angeschlossen ist, während das Potential von Punkt 8 eines Umkehrers
326, der mit Punkt 5 des negativen UND-Stromkreises 318 verbunden ist, ansteigt,
da seine Triode auf AUS geschaltet wird.
-
Das Ansteigen des Potentials am Punkt 8 des Umkehrers 326 bewirkt
über den Kerneinstellkreis 328
einen Vollstromimpuls auf seine Ausgangsleitung
72.
-
Dieser Kerneinstellkreis besteht aus einem Umkehrer mit einem Impulstransformator
im Anodenkreis. Durch Abwärtstransformation wird ein Strom erzeugt, der genügt,
um die Kerne über eine aus einer Windung bestehende Wicklung in den gewünschten
Remanenzzustand zu bringen.
-
Der einzige Kern im Zuge der Leitung 72 (Fig. 4) der Matrix, welcher
EIN ist, wenn das erste Zeichen ankommt, ist der erste Schrittschaltkern
70. Dieser wird auf AUS geschaltet durch den Impuls auf Leitung 72, welcher
wie oben beschrieben erzeugt wird. Die dadurch entstehende Flußänderung erzeugt
in der Abfühlwicklung 32 der ersten Spalte einen Impuls, der über den Verstärker
50 (Fig. 4), Entladungsgefäß 54 der ersten Spalte zündet. Die Anodenanschlußpunkte
5 der Röhren 54, 56 usw. liegen gemeinsam über eine Leitung 332 und einen Kontakt
R 1 A (Fig. 3) an + 150 Volt (Fig. 4).
-
Der Kontakt sitzt auf einem Einführungsrelais 68,
das durch
einen Stanzer-Nockenkontakt 334 (Fig. 4) während der Streifenabfühlzeit erregt wird.
Der Kathodenstrom der Röhre 54 (Fig. 4) fließt über die Ruheseite des Relaiskontaktes
R 11, die Spaltenauswahlleitung 24 (Fig. 4), die Kerne l0ca bis 22a
von Spalte
1. ein Widerstand-Kondensator-Glied 108, 110 und eine Drossel 112 zur Erde.
Begrenzt wird dieser Strom durch den Anodenwiderstand der Entladungsröhre und die
gemeinsame Drosselspule. Wenn der Kondensator 310 vollständig aufgeladen ist, verlöscht
die Röhre 54, danach entlädt sich der Kondensator 11_0 langsam über den 300-Kiloohm-Widerstand
108. Jede Spaltenauswahlleitung endet in einem ähnlichen Widerstand-Kondensator-Glied.
-
Die Stromkreise sind zeitlich so aufeinander abgestimmt, daß der oben
beschriebene Spalten-Halbstrom zeitlich mit den Zifferneinführungs-Halbstromimpulsen
zusammentrifft. Die Kerne werden also in Spalte 1 der Speichermatrix am Schnittpunkt
der Spaltenleitung 24 mit den stromführenden Zifferneinführungsleitungen
10 bis 22 beeinfiußt, weil sich dort die Magnetisierungsströme algebraisch
addieren.
-
Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Leitung 24 von Spalte 1
zwei Windungen durch den Schrittschaltkern 116 von Spalte 2 hindurchgeführt
ist. Daraus folgt, daß bereits der Halbstrom für Spalte 1 zur Ummagnetisierung des
Schrittschaltkerns 116 von Spalte 2 genügt. Wie bereits gezeigt, verursacht die
Abfühlung eines Zeichens einen positiven Impuls von 100 Mikrosekunden Dauer durch
den Aufladungs-Multivibrator 232 (Fig.3). Dieser ermöglicht, daß die Zifferneinführungsröhren
118 bis 130 (Fig. 2) sicher gelöscht werden, und schaltet außerdem am Ende des Impules
den Trigger 314 um, nachdem das Zeichen gespeichert worden ist. Nach dem
ersten Zeichen ist der Trigger 314 also auf der linken Seite leitend. Dadurch
entsteht an seinem Ausgang eine Spannung von -30 Volt, die über den Kathodenverstärker
320 an den Eingang des negativen UND-Stromkreises 316
geleitet wird,
während das Potential von Punkt 4 des UND-Stromkreises 318 auf -1-10
Volt zurückkehrt. Wenn danach das zweite Zeichen gespeichert wird, so wird an Stelle
des Kerneinstellkreises 328 (Fig. 3) der gleich aufgebaute Kerneinstellkreis 336
leitend und sendet einen Vollstrom durch die Leitung 338 zur Wicklung des Schrittschaltkerns
116 für die Spalte 2 (Fig.4). Dieser Schrittschaltkern, der während der Einführung
in Spalte 1 auf EIN geschaltet worden war, wird jetzt auf AUS geschaltet durch den
Impuls auf Leitung 338. Das durch die Flußänderung auf die Abfühlleitung 34 von
Spalte 2 induzierte Signal wird in dem Verstärker 52 verstärkt und zündet die Röhre
54 von Spalte 2, um eine Ziffer in der zweiten Spalte zu speichern und gleichzeitig
den Schrittschaltkern 144 für die dritte Spalte in den EIN-Zustand zu bringen.
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Das Verfahren für die restlichen Spalten ist ähnlich; der Trigger
314 wird abwechselnd umgeschaltet, so daß die Leitung 72 bei ungeraden Spalten und
die Leitung 338 bei geraden Spalten Impulse überträgt.
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Währenddem die Streifenaufzeichnung gespeichert worden ist, hat die
Karte in der Lochvorrichtung des Stanzers eine Stellung erreicht, in der sie zum
Stanzen der Zwölferlochreihe bereit ist. Zu diesem Zeitpunkt öffnet der Nockenkontakt
334 (Fig. 4), so daß das Einführungsrelais 68 abfallen kann und die Relaiskontakte
R 1 bis R 80 (Fig. 4 und 5) in Ruhelage bringt. Nun überträgt der Impulsverteiler
38 (Fig. 3) einen Impuls auf die Entnahmeröhre 342 (Fig. 3), die zündet und
einen Vollstrom über Leitung 344 zur Wicklungsleitung 28 (Fig. 5) leitet.
Dieser Strom durchläuft alle Kerne in der ersten Zeile der Matrix und besitzt eine
dem Einführungsstrom auf Wicklungsleitung 10 der ersten Reihe entgegengesetzte Richtung.
Er stellt daher alle Kerne in der ersten Reihe der Matrix zurück, welche vorher
auf EIN geschaltet waren. Jeder Kern der ersten Reihe, der gespeicherte Angaben
enthielt, sendet also über seine Abfühlwicklung ein Signal aus, um das der entsprechenden
Spalte zugeordnete Entladungsgefäß über den zugeordneten Verstärker zu zünden. Die
Entladungsgefäße sind jetzt von der + 150-Volt-Quelle der Leitung 332 getrennt,
weil der Relaiskontakt R I A (Fig. 3) offen ist, und erhalten ihre Anodenspannung
über Leitung 332 und den Nockenkontakt 346
(Fig. 5), der jeweils für die zum
Stanzen einer Lochreihe
notwendige Zeit geschlossen ist. Von den
Kathoden der Entladungsröhren besteht über Punkt 3, die Ruheseite der Einführungsrelaiskontakte
R 11 bis R180 und Leitung 348 eine Verbindung zu den Stanzmagneten,
die so erregt werden, daß die in der ersten Reihe der Kernmatrix gespeicherten Angaben
in die Lochkarte gelocht werden. Nach der dazu benötigten Zeit öffnet der Nockenkontakt
346 und löscht damit die Röhren 54, 142 usw.
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Wenn die Anordnung zum Stanzen der zweiten Lochreihe bereit ist, findet
eine ähnliche Folge von Vorgängen statt, nur zündet der Impulsverteiler 38 jetzt
die Röhre 350. Dadurch werden die Kerne der zweiten Reihe der Kernmatrix zurückgestellt
und die zweite Reihe in einer Lochkarte gestanzt. Der Vorgang wiederholt sich, wenn
der Impulsverteiler 38 nacheinander die Röhren 352, 354, 356, 358 und 360 zündet
und dadurch jeder der restlichen Reihen der Kernmatrix nacheinander abfühlt.
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Einleitend wurde angedeutet, daß am Ende einer Aufzeichnungseinheit
ein Endzeichen erzeugt wird. Dieses Signal liefert ein UND-Stromkreis 360 (Fig.
2), der durch das Register zurückstellende Impulse gesteuert wird, die dem Kathodenverstärker
234 und dem Registertrigger 192 über einen Kathodenverstärker 362 entnommen werden.
Wenn der UND-Stromkreis 360 leitend ist, sendet er einen Impuls auf Leitung 364,
der über einen Umkehrer 366 (Fig. 3) den Streifenlauftrigger 152 umschaltet, der
seinerseits einen Impuls auf die Streifenlaufleitung 160 sendet, um den Streifenantrieb
stillzusetzen.
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Nach den vorhergehenden Ausführungen wird das System von Nockenkontakten
gesteuert, die von der Stanzer- bzw. Dopplervorrichtung betätigt werden.
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Bestimmte Teile, wie z. B. die in Fig. 6 bis 9, 19 und 21 gezeigten,
sind im Laufe der vorangegangenen Beschreibung erklärt worden. Die restlichen Schaltungen
sind zum größten Teil so bekannt, daß eine genaue Beschreibung nicht erforderlich
erscheint. Der Vollständigkeit halber sollen sie jedoch nachstehend kurz erklärt
werden.
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Fig. 10 zeigt die Schaltung des Haupttriggers 150 (Fig.3), der in
erster Linie dazu dient, Rechteckimpulse aus Eingangsimpulsen zu erzeugen, die infolge
unvollkommener Kontaktgabe oder Kontaktprellens nicht einwandfrei ankommen. Der
Haupttrigger wird durch Anlegen einer Spannung über eine Reihe von Widerständen
an den einen oder anderen Gittereingang betätigt. Am Eingang des Haupttriggers liegt
ein Integrationsglied aus zwei Reihenwiderständen und einem Nebenschlußkondensator,
das zur Erzeugung eines geglätteten Impulses beiträgt, falls der Eingangsimpuls
lang genug bleibt. Das Integrationsglied verhindert, daß kurze Störimpulse den Haupttrigger
beeinflussen. Eine Kapazität dient demselben Zweck zwischen den Gittern.
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Fig. 11 veranschaulicht den Stromkreis eines Triggers, z. B. eines
der Trigger 190 bis 202 (Fig. 2). Er stellt einen bistabilen Multivibrator dar,
d. h., er bleibt immer in einem von zwei stabilen Zuständen, bis er durch ein äußerliches
Signal in den anderen Zustand umgeschaltet wird; daher der Name »Trigger« oder »Flip-Flop«.
Durch seine Bistabiltät eignet sich ein Trigger besonders als Speichervorrichtung.
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Fig. 12 zeigt die Schaltung der verwendeten Kathodenverstärker, deren
Besonderheit ihre hohe Eingangsimpedanz ist und die daher zur Aufnahme der von den
logistischen UND- und ODER-Stromkreisen empfangenen Impulse geeignet sind. Am Ausgang
entsteht ein phasenrichtiger ähnlicher Impuls, jedoch ist die Ausgangsimpedanz viel
niedriger, so daß genügend Energie zur Übertragung von Signalen durch mit Verlusten
behaftete Stromkreise zur Verfügung steht. Am Eingang der Kathodenverstärker ist
ein Spannungsteiler vorgesehen, da die Signale von Triggern, Multivibratoren od.
dgl. meist Signale zwischen +50 und +140 Volt liefern.
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In Fig. 13 ist die Schaltung einer Röhre als Umkehrer gezeigt, die
an ihrer Anode eine negative Verschiebung erzeugt, wenn eine positive Verschiebung
ihrer Gitterspannung erfolgt, und umgekehrt. Die Schaltung des Umkehrers ist so
bemessen, daß Impulse mit relativ langsamen Anstiegs- und Abfallzeiten erzeugt werden.
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Fig. 14 zeigt die Schaltung eines RC-gekoppelten Umkehrers. Fig. 15
stellt einen negativen ODER-Stromkreis dar, der wie der negative UND-Stromkreis
von Fig. 23 und der UND-Stromkreis von Fig. 23 zu der Klasse der Koinzidenzkreise
gehört.
-
UND-Stromkreise und ODER-Stromkreise enthalten z. B. Kristalldioden,
die zu Trennzwecken verwendet werden. In Fig. 15, 18 und 23 sind nur zwei Eingnge
gezeigt, jedoch können auch noch mehr Eingänge für einen einzigen Ausgang vorgesehen
werden. Der UND-Stromkreis von Fig.23 ist ein positiver UND-Stromkreis, während
der UND-Stromkreis von Fig. 18 und der ODER-Stromkreis von Fig. 15 negative UND-
bzw. ODER-Stromkreise sind.
-
Ein positiver UND-Stromkreis und ein positiver ODER-Stromkreis sind
dadurch gekennzeichnet, daß die positiven Spannungen an den Eingängen über Dioden
bewirken, daß eine positive Ausgangsspannung erzeugt wird. Der positive UND-Stromkreis
hat also die logistische Eigenschaft, daß alle Eingangsleitungen positive Spannung
aufweisen müssen, um eine positive Ausgangsspannung zu erzeugen. Ein positiver ODER-Stromkreis
hat demgegenüber die logistische Eigenschaft, daß, wenn einer von einer Mehrzahl
von Eingängen positive Spannung erhält, der Ausgang positive Spannung annimmt. Die
positiven Koinzidenzkreise heißen so, weil sie positive Signale durchlassen, wenn
sie als Schalter dienen. Andererseits lassen die negativen UND- und die negativen
ODER-Stromkreise negative Eingangssignale durch. Der negative UND-Stromkreis, z.
B. von Fig. 18, gibt einen negativen Ausgangsimpuls ab, wenn der Eingangsimpuls
auf beiden Dioden negativ ist. Der negative ODER-Stromkreis von Fig. 15 sendet schon
einen negativen Ausgangsimpuls, wenn nur einer der Impulse an den Diodeneingängen
negativ ist.
-
Fig. 16 ist das Schaltbild eines speziellen Kathodenverstärkers. Dieser
unterscheidet sich insofern von dem vorher beschriebenen Kathodenverstärker, als
kein Eingangsspannungsteiler vorgesehen ist. Er besitzt daher einen hochohmigen
Eingang und kann daher an Diodenschaltkreise, z. B. an die eben beschriebenen UND-
und ODER-Stromkreise, angeschlossen werden, um niederohmige Stromkreise ohne Belastung
der Diodenschaltkreise zu speisen.
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Fig. 17 zeigt einen monostabilen Multivibrator, deren mehrere zur
Erzeugung von Zeitimpulsen verwendet werden. Dieser Multivibrator ähnelt einem Triggerkreis
insofern, als er in einen bestimmten Schaltzustand gekippt werden kann, dann jedoch
nach
einer vorherbestimmten Zeit ohne Rückstellimpulse einer äußeren
Quelle in seinen früheren Zustand zurückkehrt. Sein normaler Schaltzustand kann
als stabiler Zustand bezeichnet werden, während er bei Zuführung eines Impulses
seinen quasistabilen Zustand erreicht und diesen beibehält, bis die vorherbestimmte
Zeit abgelaufen ist. In dem stabilen Zustand sperrt die linke Triode, und die rechte
Triode leitet. Das verbreitetste Verfahren zur Auslösung eines monostabilen Multivibrators
besteht darin, daß das Anodenpotential der nichtleitenden Röhre gesenkt wird. Die
Länge des Ausgangsimpulses dieses Multivibrators hängt hauptsächlich von der Größe
des zwischen die Anode des linken Röhrensystems und das Gitter des rechten Röhrensystems
eingechalteten Kondensators und des Widerstandes am Gitter des rechten Röhrensystems
ab.
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In Fig. 22 ist die Schaltung eines speziellen Umkehrers gezeigt, der
einen Spannungsteilereingang besitzt und besonders dort Verwendung findet, wo sehr
schnelle Anstiegs- und Abfallzeiten benötigt werden. Dies wird durch einen niedrigen
Anodenwiderstand und den Ausgleichskondensator im Eingangsspannungsteiler erreicht.