DE1060633B - Anordnung zum Ablesen von Angaben - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Speicherung von Angaben, z. B. von Binärziffern, geschieht unter anderem durch Aufzeichnung von den Binärziffern zugeordneten Markierungen auf sich bewegenden Aufzeichnungsträgern. Ein weitverbreiteter derartiger Speicher ist z. B. der Magnetspeicher, bei dem der band-, scheiben- oder drahtförmige Aufzeichnungsträger aus einem magnetisierbaren Stoff besteht oder mindestens mit einer magnetisierbaren Schicht versehen ist. Die Markierungen entstehen durch Beeinflussung der magnetischen Verhältnisse an den gewählten Speicherorten.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die zu speichernden Ziffern aufzuzeichnen. Bei dem sogenannten »Return-to-zero«-Verfahren werden z. B. die Binärziffern Null und Eins durch Magnetisierung in entgegengesetzter Richtung dargestellt, während bei der sogenannten »Wellenschrift« die eine Binärziffer als Plus-Minus-Änderung der Magnetisierung und die andere Binärziffer als 'Minus-Plus-Änderung dargestellt wird. Ein weiteres Verfahren, das sogenannte »Non-return-to-zero«-Verfahren, unterscheidet sich von dem zuerst genannten nur dadurch, daß die Speicherplätze so dicht nebeneinander liegen, daß die Magnetisierung zwischen zwei denselben Wert enthaltenden Speicherplätzen nicht mehr Null wird. Trotzdem bei diesem Verfahren das Verhältnis von Nutz- zu Störspannung weniger günstig ist als bei den vorher erwähnten Verfahren, wird es wegen der besseren Speicherplatzausnutzung (hohe Impulsdichte) in vielen Fällen angewandt. Beim Ablesen derart aufgezeichneter Angaben werden im Ablesekopf im wesentlichen nur dann Spannungen induziert, wenn ein Wechsel der gespeicherten Ziffer festgestellt wird. Werden diese Spannungen zur Umschaltung einer bistabilen Schaltung benutzt, so gibt deren Schaltzustand an, welcher Ziffernwert gerade abgelesen wird. Da die Weiterleitung der dem Speicher entnommenen Angaben beispielsweise in elektronische Zähler in Form von elektrischen Impulsen bestimmter Form, Folgefrequenz und Dauer erfolgen muß, so steuert die bistabile Schaltung eine Torschaltung, der Taktgeberimpulse zugeführt werden, die je nach dem Schaltzustand der bistabilen Schaltung die Taktgeberimpulse übertragen oder sperren. Diese Taktgeberimpulse müssen genau zu den Zeitpunkten erscheinen, wenn die bistabile Schaltung mit Sicherheit den einer abgelesenen Ziffer entsprechenden Zustand eingenommen hat. Sie werden deshalb durch eine auf den Aufzeichnungsträger aufgebrachte besondere Spur, der Taktgeberspur, und einen zugeordneten Ablesekopf erzeugt. Beim Auswechseln der Köpfe oder aber bei Geräten, bei denen die Köpfe zum Zwecke der Auswahl einer bestimmten Spur bewegt werden, z. B. beim sogenannten Platten-Anordnung zum Ablesen von Angaben

Anmelder:

IBM Deutschland
Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft

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

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 17. Oktober 1955

Jacob John Hagopian, San Jose, Calif. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

speicher, muß sorgfältig auf ihre genaue Justierung geachtet werden, damit die obenerwähnte Bedingung erfüllt wird, d. h. damit die Zeitgeberimpulse dann auftreten, wenn gerade eine Ziffer abgelesen wird, und nicht etwa zwischen dem Ablesen zweier aufeinanderfolgender Ziffern.

Bei Verwendung von drahtförmigen Aufzeichnungsträgern läßt sich eine Zeitgeberspur praktisch gar nicht aufbringen, das »Non-return-to-zero«-Verfahren also gar nicht ohne weiteres anwenden.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile bei An-Ordnungen zum Ablesen von durch den zu speichern-^ den Werten zugeordneten, auf einen bewegten Aufzeichnungsträger aufgebrachten Markierungen, die sich teilweise überdecken, unter Verwendung von durch den Aufzeichnungsträger erzeugten Taktgeber-Signalen, dadurch, daß Oberwellen der Ablesesignalspannung als Taktgebersignale benutzt werden.

Die Ablesesignalspannung wird einer Oberwellen bildenden Einrichtung zugeführt und außerdem einer Torschaltung, die mit einem von den Oberwellen periodisch ausgelösten, Impulse entgegengesetzter Polarität liefernden Impulsgenerator derart verbunden ist, daß nur der Impuls mit der der abgefühlten Aufzeichnung entsprechenden Polarität abgegeben wird.

909 559/210

Gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung besteht die Oberwellen bildende Einrichtung aus Gleichrichterschaltungen, und die Steuerung der Torschaltung durch die Ablesesignalspannung erfolgt über einen übersteuerten Verstärker oder eine bistabile Kippschaltung. Obwohl die Erfindung in Zusammenhang mit magnetischen Aufzeichnungsträgern im folgenden beschrieben wird, läßt sie sich auch bei anderen, z. B. optisch abgefühlten Speichern anwenden.

Weitere Merkmale sind den Unteransprüchen zu entnehmen. In den Zeichnungen, die einige Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen, ist

Fig. 1 ein Blockdiagramm der Anordnung nach der Erfindung,

Fig. 2 die Darstellung von Impulsen der Schaltung,

Fig. 3 eine vereinfachte Schaltung der Anordnung nach Fig. 1,

Fig. 4 eine abgewandelte Schaltung der Anordnung nach Fig. 1,

Fig. 5 ein Blockdiagramm der Anordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 6 die Darstellung von Impulsen der Schaltung,

Fig. 7, 8, 9 je eine Schaltung der Anordnung nach Fig. 5.

Gemäß Fig. 1 dreht sich eine Magnettrommel 1, z. B. durch einen Elektromotor 3 angetrieben, um eine Welle 2. Die Trommel 1 trägt eine nichtgesättigte magnetische Aufzeichnungsspur, deren Markierungen sich teilweise überdecken und gespeicherte binäre Angaben darstellen. An Stelle der Trommel 1 können auch magnetische Scheiben, Bänder, Drähte oder andere Angabenspeichermittel verwendet werden. Während des Umlaufes der Trommel 1 werden aufeinanderfolgende Teile der magnetischen Aufzeichnungen an einem Magnetkopf 4 vorbeibewegt, welcher ein elektrisches Signal erzeugt, das dem ersten Differentialquotienten der aufgezeichneten magnetischen Spur entspricht. Der Magnetkopf 4 besteht in bekannter Weise aus einem Magnetkern mit einem kleinen Luftspalt und einer Wicklung 5.

Ein elektrischer Integrator 6 verwandelt das von dem Kopf gelieferte Signal in ein Signal, dessen Form der magnetischen Aufzeichnung gleicht. Es kann auch ein anderer Kopf, z. B. ein Kopf vom Magnetverstärkertyp, verwendet werden, der unmittelbar ein elektrisches Signal, das der Form der magnetischen Aufzeichnung gleicht, liefert, so daß in diesem Falle der Integrator wegfällt.

Ein Vollweggleichrichter 7 erzeugt Oberwellen, deren Periode einer negativen oder positiven magnetischen Impulsdauer entspricht. Ein Bandfilter 8 überträgt nur die Oberwellen zu einem Impulsgenerator 9, der während jeder Periode der Oberwelle einen positiven elektrischen; Impuls an seiner Ausgangsklemme 10 und einen negativen elektrischen Impuls an seiner Ausgangsklemme 11 erzeugt.

Das von dem Integrator 6 erzeugte integrierte elektrische Signal wird verstärkt und begrenzt durch einen Verstärker-Begrenzer 12, der an seiner Ausgangsklemme 13 ein rechteckförmiges Signal erzeugt. Dieses steuert ein Tor 14: so, daß eine bestimmte Polarität des integrierten Signals den vom Impulsgenerator 9 erzeugten positiven und die entgegengesetzte Polarität des integrierten Signals den vom Impulsgenerator 9 erzeugten negativen Impuls durchläßt. Das Tor 14 überträgt also eine Folge von getrennten positiven und negativen Impulsen, welche die gespeicherten binären Angaben darstellen, zu der Ausgangsklemme 15.

In F"ig. 2 zeigt die Kurve 16 eine Folge von positiven und negativen Impulsen, die den gespeicherten binären Angaben entsprechen. Impulse dieser Art werden zur Verarbeitung der Angaben in den üblichen Ziffernrechnern u. dgl. verwendet. In einem NRZ-Magnetangabenspeichersystem sind die Angaben auf der Trommel 1 oder einem anderen magnetischen Speichermittel in Form von positiven und negativen magnetischen Impulsen aufgezeichnet, die sich in der ίο durch die gestrichelten Kurven 17,18 und 19 gezeigten Weise überschneiden und zusammen die Kurven 20 ergeben. Die Amplitude der aufgezeichneten Impulse genügt nicht, um die völlige magnetische Sättigung zu erreichen, so daß in der Kurve 20 kleine Einbuchtungen zwischen benachbarten magnetischen Impulsen gleicher Polarität liegen. Ob durch die Spitzen der Impulse das magnetische Aufzeichnungsmittel gesättigt wird oder nicht, ist ohne Bedeutung.

Beim Vorbeilaufen des Aufzeichnungsträgers am ao Kopf wird in der Wicklung 5 ein elektrisches Signal — wie durch Kurve 21 dargestellt — erzeugt, das bekanntlich dem ersten Differentialquotienten des magnetischen Flusses entspricht. Obwohl die Kurve 21 die gespeicherten Angaben enthält, ist diese Form zur Verarbeitung durch herkömmliche Rechengeräte oder ähnliche Geräte ungeeignet. Die Kurve 21 muß deshalb durch den Integrator 6 in die Kurve 22 verwandelt werden, die im Idealfall mit der Kurve 20 der magnetischen Aufzeichnung identisch ist.
Der Vollweggleichrichter 7 liefert ein Signal, wie als Kurve 23 gezeigt, mit einer Oberwelle gemäß Kurve 24, die für jeden magnetischen Impuls beider Polaritäten eine Schwingung zeigt. Diese Oberwelle kann nicht unmittelbar aus einer der Kurven 20, 21 und 22 abgeleitet werden, weil nicht alle aufgezeichneten Impulse dieselbe Polarität aufweisen. Jede vollständige Oberwellenschwingung veranlaßt den Impulsgenerator 9 zur Abgabe sowohl eines positiven als auch eines negativen Impulses.

Das integrierte Signal (Kurve 22) wird außerdem dem Verstärker-Begrenzer 12 zugeführt der an der Klemme 13 ein Signal von rechteckiger Form erzeugt, wie es Kurve 25 zeigt. Dieses Signal steuert das Tor 14 so, daß dieses entweder positive oder negative Impulse durchläßt. Während der ersten beiden Perioden der Kurve 24 steigt die Kurve 25 z. B. einen relativ großen positiven Wert, und zu dieser Zeit läßt das Tor 14 zwei von dem Impulsgenerator 9 erzeugte positive Impulse durch. Während der nächsten Periode der Kurve 24 zeigt die Kurve 25 einen relativ negativen Wert, und das Tor 14 läßt den von dem Generator 9 erzeugten negativen Impuls durch. Wie schon erwähnt, erzeugt der Impulsgenerator 9 in jeder Periode der Kurve 24 sowohl positive als auch negative Impulse, und das Tor 14 wählt einen dieser Impulse aus, je nach dem Wert der Kurve 25, um dadurch eine Kette positiver und negativer elektrischer Impulse zu übertragen, die der Kurve 16 entsprechen. Diese Impulskette stellt die auf der Magnettrommel gespeicherten binären Angaben dar. Fig. 3 ist eine vereinfachte Schaltung des in Fig. 1 schematisch dargestellten Gerätes. Gemäß Fig. 3 ist die Wicklung 5 des Magnetkopfes an das Steuergitter einer Röhre 26 angeschlossen, die als Kathodenverstärker geschaltet ist, der seinerseits einen aus der Vakuumröhre 27 bestehenden Integrator steuert. An der Anode 28 des Integrators entsteht eine Spannung nach Kurve 22, aber mit entgegengesetzter Polarität. Das integrierte Signal wird dem Steuergitter einer Umkehrröhre 29 zugeleitet, von deren Anode das

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umgekehrte integrierte Signal über einen Konden- tragenen negativen Impulse zu sperren. Wenn anderer-

sator 30 zum Steuergitter einer Röhre 31 und von seits das Potential der Leitung 13. gegenüber der

deren Kathode das nicht umgekehrte integrierte Ausgangsklemme 15 negativ ist, überträgt der Gleich-

Signal über einen Kondensator 32 zu dem Steuer- richter 46 die vom Sperroszillator 39 erzeugten nega-

gitter einer Röhre 33 übertragen wird. 5 tiven Impulse, während eine genügende Vorspannung

Die Kathoden der Vakuumröhren 31 und 33 sind an Gleichrichter 45 die positiven Impulse sperrt. Das miteinander an einen gemeinsamen Kathoden wider- Tor überträgt also nur positive oder negative Impulse stand 34 angeschlossen. Das Kathodenpotential der je nach der Polarität des integrierten Signals, und es Röhren 31 und 33 folgt dem positiveren der beiden entsteht eine Impulsfolge an Klemme 15, die den ge-Steuergitterpotentiale, so daß negative Teile der inte- io speicherten Angaben (Kurve 16) entspricht und sich grierten Spannung umgekehrt werden und ein Signal zur Verarbeitung durch Ziffernrechengeräte, Zählerzeugt wird, dessen Form der Kurve 23 entspricht. register u. dgl. eignet.

Die aus den gittergesteuerten Vakuumröhren 31 und Wenn nur Ausgangsimpulse einer Polarität von

33 bestehende Schaltung wirkt also als Vollweg- dem die Impulse verarbeitenden Gerät benötigt wer-

gleichrichter. 15 den, kann einer der Gleichrichter 45 und 46 und die

Das gleichgerichtete Signal wird einer Verstärker- zugeordnete Schaltung weggelassen werden,

stufe 35 zugeleitet, deren Anodenkreis 36 aus einem In Fig. 4 ist eine andere Form der Integrator- und

auf die Oberwellenfrequenz abgestimmten Bandfilter Gleichrichterschaltungen dargestellt. Die übrigen Teile

besteht, so daß im wesentlichen nur die Oberwelle des Gerätes mit Ausnahme der Kopfwicklung 5 ent-

(Kurve 24) des gleichgerichteten Signals über die 20 sprechen den Teilen in Fig. 1 und 3 und sind mit

Sekundärwicklung 37 auf deren Kathodenverstärker denselben Bezugszahlen wie in Fig. 1 gekennzeichnet,

übertragen wird. Der Kathodenverstärker 38 ist die In der in Fig. 4 gezeigten Ausführung besitzt der

Steuerstufe für den Impulsgenerator. Kopf eine Wicklung 5' mit geerdetem Mittelabgriff

Während jeder positiven Halbwelle der Ober- an Stelle der Wicklung 5 von Fig. 1. Daher liefert

wellenschwingung schaltet der Kathodenverstärker 38 25 die Klemme 55 der Wicklung 5' ein Signal mit einer

einen Sperroszillator 39 oder einen anderen Impuls- ähnlichen Form wie in Kurve 21 und die Klemme 56

generator ein, der daraufhin einen kurzen Impuls ab- der Wicklung 5' ein Spiegelbild dieses Signals. Beide

gibt. Beim Einsetzen des den Sperroszillator durch- Signale werden durch zwei Integratoren 58 und 57

fließenden Stroms entsteht ein positiver Spannungs- integriert, so daß den Steuergittern der Röhren 59

impuls in der Leitung 10 und ein negativer Span- 30 und 60 zwei gegenphasige Spannungen zugeführt

nungsimpuls in Leitung 11. Beim Verschwinden des werden. Die Kathoden der Röhren 59 und 60 sind

den Sperroszillator durchfließenden Stroms werden miteinander über Leitung 61 an ein Bandfilter 8 (das

Spannungen entgegengesetzter Polarität auf den der Filterstufe 35 von Fig. 3 entsprechen kann) an-

Leitungen 10 und 11 zugeführt, die aber durch den geschlossen und liefern ein Signal, dessen Oberwelle

später beschriebenen Torkreis gesperrt werden. 35 der Kurve 24 entspricht. Die Röhren 59 und 60 bilden

Das integrierte Signal wird außerdem dem aus drei also einen Vollweggleichrichter ähnlich dem mit den Vakuumröhrenverstärkerstufen 40, 41 und 42 be- Röhren 31 und 33. Eine der beiden integrierten Spanstehenden Verstärker-Begrenzer zugeführt. Das in nungen wird einem Verstärker-Begrenzer 12 (ähn-Stufe 40 verstärkte Signal wird durch die Einweg- Hch den Stufen 40 bis 42 von Fig. 3) über eine Leigleichrichter 43 und 44 und die übersteuerten Stufen 40 tung 62 zugeführt.

41 und 42 begrenzt und ergibt ein Signal auf Leitung Fig. S zeigt eine weitere Ausführungsform der Er-

13, das die durch die Kurve 25 dargestellte rechteck- findung. Die Wicklung 5 des Kopfes liefert ein elek-

förmige Gestalt aufweist. irisches Signal mit einer ähnlichen Form wie Kurve

Die Torschaltung kann z. B. aus zwei Halbwellen- 21. Es ist zu beachten, daß die Teile dieses Signals, gleichrichtern 45 und 46 bestehen, die zwischen zwei 45 die durch zwei magnetische Impulse entgegengesetz-Spannungsteilern liegen. Der Gleichrichter 45 ist über ter Polarität hervorgerufen werden, verhältnismäßig «inen Kondensator 47 an die Leitung 10 des Sperr- große positive oder negative Amplituden aufweisen, Oszillators angeschlossen und so gepolt, daß auf während die Teile des Signals, die von magnetischen Leitung 10 zugeführte positive Impulse durch den Impulsen gleicher Polarität erzeugt werden, mit verGleichrichter 45 übertragen, negative Impulse jedoch 50 hältnismäßig kleiner Amplitude erscheinen. Durch gesperrt werden. Der Gleichrichter 46 ist über einen die größere Amplitude wird eine bistabile Kippschal-Kondensator 48 an die Leitung 11 des Sperroszillators tung 63 — im folgenden als bistabile Flip-FJop-Schalangeschlossen und so gepolt, daß negative Impulse tung bezeichnet — abwechselnd aus dem einen in den durchgelassen und positive Impulse gesperrt werden. anderen seiner beiden Schaltzustände umgeschaltet, Die Ausgangsklemme 15 ist an beide Gleichrichter 55 so daß jede Polaritätsänderung der aufgezeichneten 45 und 46 angeschlossen und wird durch einen Impulse die Flip-Flop-Schaltung 63 in einen anderen Spannungsteiler mit den Widerständen 49 und 50 auf Zustand bringt. Die beiden Ausgangsleitungen 64 einem Potential zwischen dem positivsten und dem und 65 der Flip-Flop-Schaltung 63 sind so angeordnegativsten Potential der Leitung 13 gehalten. Der net, daß das Potential der Leitung 64 gegenüber dem aus den Widerständen 51, 52, 53 und 54 bestehende 60 der Leitung 65 je nach der Schaltstellung der Flip-Spannungsteiler liefert Steuervorspannungen für die Flop-Schaltung 63 positiv oder negativ ist.
beiden Gleichrichter 45 und 46. Das in der Kopfwicklung 5 induzierte Signal.-wird

Ist z. B. das Potential der Leitung 13 gegenüber über einen von der Flip-Flop-Schaltung 63 gesieuer-

der Ausgangsklemme 15 positiv, dann ist die Sperr- ten Gleichrichter 66 übertragen, um die Teile des

vorspannung von Gleichrichter 45 gering, und die auf 65 Signals, die von negativen magnetischen Impulsen

Leitung 10 durch den Sperroszillator 39 zugeführten herrühren, gegenüber den Teilen des Signals, die von

positiven Impulse werden über den Gleichrichter 45 positiven magnetischen Impulsen herrühren, ; umzu-

zu der Ausgangsklemme 15 übertragen, während die kehren. Er erzeugt also eine Oberwelle mit einer

Sperrvorspannung von Gleichrichter 46 groß genug Schwingung für jeden magnetischen Impuls d

ist, um die auf Leitung 11 durch Oszillator 39 über- 70 Polaritäten.

Diese Oberwelle wird über ein Bandfilter 67 zu einem Tor 68 übertragen, das ebenfalls von der Flip-Flop-Schaltung 63 gesteuert wird, und zwar derart, daß je nach seiner Schaltstellung die Oberwellenschwingung zu einer Ausgangsklemme 69 oder zu einer Ausgangsklemme 70 des Tors übertragen wird. Jede zur Klemme 69 übertragene Schwingung der Oberwelle veranlaßt einen Impulsgenerator 71 zur Erzeugung eines positiven Impulses an einer Ausgangsklemme 72, und jede zu der Klemme 70 übertragene Schwingung der Oberwelle veranlaßt einen Impulsgenerator 73 zur Erzeugung eines negativen Impulses an einer Ausgangsklemme 74.

Fig. 6 zeigt die bei dieser Ausführungsform der Erfindung vorkommenden Impulsformen. Die Kurve 75, die mit der Kurve 16 von Fig. 2 identisch ist, stellt eine Kette von getrennten positiven und negativen Impulsen dar, welche den gespeicherten binären Angaben entsprechen. Kurve 76 stellt das vom Kopf erzeugte Signal dar und entspricht der Kurve 21 von Fig. 2. Jede Polaritätsänderung der aufgezeichneten Impulse bewirkt eine verhältnismäßig große positive oder negative Amplitude.

Die bistabile Flip-Flop-Schaltung 63 ist so aufgebaut oder eingestellt, daß Signale vom Kopf, deren positive Amplitude größer als der durch die gestrichelte Linie 77 dargestellte Wert ist, die Schaltung 63 in ihren ersten Zustand bringen, bei dem das Potential auf Leitung 64 positiver als das der Leitung 65 ist, während Signale mit einer negativen Amplitude, die größer als der durch die gestrichelte Linie

78 dargestellte Wert ist, die Schaltung 63 in ihren zweiten Zustand schalten, in dem das Potential der Leitung 65 positiver als das der Leitung 64 ist. Signale vom Kopf, die Amplituden beider Polaritäten unter der Größe der durch die Linien 77 und 78 dargestellten Werte haben, bleiben unwirksam.

Die von der bistabilen Flip-Flop-Schaltung über die Leitung 64 dem vorgespannten Gleichrichter 66 und dem Tor 68 zugeführte Spannung ist durch Kurve

79 von Fig. 6 dargestellt. Diese Spannung ist immer dann verhältnismäßig stark positiv, wenn die Flip-Flop-Schaltung 63 in ihrem ersten Zustand ist, und hat einen verhältnismäßig negativen Wert, wenn die Schaltung 63 ihren zweiten Zustand einnimmt. Die über die Leitung 65 zu dem vorgespannten Gleichrichter 66 und dem Tor 68 geleitete Spannung entspricht der Umkehrung der Kurve 79.

Das von dem vorgespannten Gleichrichter 66 übertragene Signal hat die durch Kurve 80 dargestellte Form, die der Kurve 76 gleicht, mit der Ausnahme, daß in Kurve 80 die Teile der Kurve 76, die von negativen magnetischen Impulsen herrühren, gegenüber den Teilen der Kurve 76, die aus positiven magnetischen Impulsen stammen, umgekehrt sind. Die Kurve

80 hat eine durch Kurve 81 dargestellte Oberwelle mit einer Schwingung für jeden magnetischen Impuls beider Polaritäten. Diese Oberwelle wird zu dem Tor 68 und je nach der Schaltstellung der Flip-Flop-Schaltung 63 zu der Klemme 69 oder 70 übertragen.

Jede zu Klemme 69 übertragene Schwingung der Oberwelle bewirkt, daß der Impulsgenerator 71 einen positiven elektrischen Impuls an der Ausgangsklemme 72 abgibt, so daß für jeden der positiven Impulse in Kurve 75 ein positiver Impuls an der Klemme 72 erzeugt wird. Ebenso veranlaßt jede zu Klemme 70 übertragene Schwingung der Oberweile den Impulsgenerator 73 zur Abgabe eines negativen Impulses an der Ausgangsklemme 74, so daß für jeden negativen Impuls der Kurve 66 ein negativer Impuls ar. Klemme 74 erzeugt wird. Diese positiven und negativen Impulse stellen die gespeicherten binären Angaben in einer Form dar, die sich zur Verwendung in Ziffernrechnern u. dgl. eignet.

Fig. 7 ist ein vereinfachtes Schaltbild des in Fig. 5 schematisch dargestellten Gerätes. Die Kopf wicklung 5 liefert ein elektrisches Signal, dessen Form der Kurve 76 entspricht, zu der Primärwicklung 82 eines Transformators mit zwei Sekundärwicklungen 83 und 84.

ίο Die Sekundärwicklung 83 ist mit dem Umkehrer 85, der dieses Signal ohne Umkehrung über einen Kondensator 86 und mit Umkehrung über einen Kondensator 87 überträgt, verbunden.

Diese Kondensatoren sind mit einer aus zwei Röhren 88 und 89 bestehenden Flip-Flop-Schaltung verbunden. Wenn die Röhre 88 leitend ist, ist das Potential der Leitung 64 positiver als das der Leitung 65, und wenn die Röhre 89 leitend ist, ist das Potential der Leitung 65 positiver als das der Leitung 64. Das

ao Steuergitter der Vakuumröhre 88 ist über einen Einweggleichrichter 90 an den Kondensator 86 und das Steuergitter der Röhre 89 über einen Einweggleich richter 91 an den Kondensator 87 angeschlossen.

Wenn die Röhre 88 leitend ist, liegt eine hohe Sperrspannung am Gleichrichter*91, so daß in diesem Zustand kein Signal übertragen wird. Gleichzeitig liegt eine geringe Sperrspannung am Gleichrichter 90, so daß dieser Signale negativer Polarität übertragen kann, sofern sie die Sperrspannung überwiegen, deren Größe z. B. durch Einstellung des Wertes des Widerstandes 92 eingeregelt werden kann. Durch den Kondensator 86 übertragene positive Signale werden durch den Gleichrichter 90 von der Flip-Flop-Schaltung ferngehalten. Von dem Kondensator 86 übertragene kleine negative Signale werden ebenso durch den Gleichrichter 90 blockiert, vorausgesetzt, die Amplitude dieser Signale ist kleiner als die Sperrspannung an diesem Gleichrichter.

Wenn ein Signal mit großer negativer Amplitude,

d. h. als Folge eines auf einen positiven magnetischen Impuls folgenden negativen magnetischen Impulses erzeugt und über Kondensator 86 übertragen wird, wird die Sperrspannung des Gleichrichters 90 überwunden und die Röhre 88 gesperrt. Daher steigt ihre Anodenspannung und bewirkt über das Steuergitter der Röhre 89, daß diese Röhre 89 leitend wird. Die negativen Signale großer Amplituden schalten also die bistabile Flip-Flop-Schaltung von ihrem ersten in ihren zweiten Zustand um. In diesem Zustand bleibt diese Schaltung, bis ein positives Signal großer Amplitude erzeugt wird, über den Kondensator 87 als negatives Signal großer Amplitude an das Steuergitter der Röhre 89 gelangt, diese abschaltet und so die Flip-Flop-Schaltung wieder in ihren ersten Zustand bringt. Die zum Umschalten der Flip-Flop-Schaltung erforderliche Signalamplitude kann durch Verändern des Widerstandes 93 eingestellt werden.

Die Transformatorsekundärwicklung 84 liefert eine Spannung entsprechend Kurve 76 zu einem Verstärker 94, der an die Primärwicklung 95 eines Transformators mit einer in der Mitte angezapften Sekundärwicklung 96 angeschlossen ist. Der Mittelabgriff der Sekundärwicklung 96 ist über einen Kathodenverstärker 97 an eine Leitung 64 angeschlossen. Ein weiterer Transformator ist mit der Mittelanzapfung seiner Primärwicklung 98 über einen Kathodenverstärker 99 mit der Leitung 65 verbunden. Die Transformator wicklungen 96 und 98 führen an eine Gleichrichterbrückenschaltung, die aus den vier Halbweggleichrichtern 100,101,102 und 103 besteht.

Immer, wenn das Potential der Leitung 64 positiver als das der Leitung 65 ist, also während eines der beiden Zustände der bistabilen Flip-Flop-Schaltung, fließt Strom über die Gleichrichter 100 und 102, während die Gleichrichter 101 und 103 gesperrt sind. Da dieser Strom in entgegengesetzten Richtungen durch die beiden Hälften jeder Wicklung 96 und 98 fließt, so wird keine merkliche Flußänderung bewirkt. Das Signal von der Kopf wicklung 5 wird also ohne Phasenumkehrung von der Transformatorwicklung 96 zu der Transformatorwicklung 98 übertragen.

Im anderen Zustand der bistabilen Flip-Flop Schaltung ist andererseits das Potential der Leitung 65 positiver als das der Leitung 64, und es fließt Strom durch die Gleichrichter 101 und 103, während die Gleichrichter 100 und 102 gesperrt sind. Das Signal von der Kopf wicklung 5 wird daher umgekehrt, indem dieVerbindungen zwischen den Transformator wicklungen 96 und 98 vertauscht wurden. Es werden also die Teile des von dem Kopf übertragenen Signals, die von negativen magnetischen Impulsen herrühren, umgekehrt, so daß durch die Wicklung 98 ein Strom entsprechend Kurve 80 fließt, der einen magnetischen Fluß ähnlicher Wellenform erzeugt.

Dieser Strom durch die Transformatorwicklung 98 führt eine Oberwelle, die durch Kurve 81 dargestellt ist und die zu der als Schwingkreis für die Oberwellenfrequenz wirkende Sekundärwicklung 104 des Transformators übertragen wird. Die Oberwelle wird durch einen Verstärker 105 verstärkt, in dessen Anodenkreis ein auf die Oberwellenfrequenz abgestimmter Bandfilter 106 liegt. Dieser überträgt die Oberwelle zu den Kathoden der Röhren 107 und 108 des Torkreises, der die Oberwelle entweder zu einer Leitung 69 oder zu einer Leitung 80 leitet. Die Pentoden 107 und 108 dienen außerdem als Treiberstufen für die Impulsgeneratoreii.

Wenn die Flip-Flop-Schaltung ihren ersten stabilen Schaltzustand einnimmt, ist das Potential der Leitung 64 positiver als das der Leitung 65, so daß die Röhre 107 leitet und die Röhre 108 gesperrt ist. In diesem Zustand der Flip-Flop-Schaltung werden aufeinanderfolgende Oberwellenschwingungen über die Leitung 69 zu einem Impulsgenerator übertragen, z. B. zu dem Sperroszillator 109, der während jeder Oberwellenperiode einen positiven Impuls an der Ausgangsklemme 72 erzeugt.

Im anderen stabilen Schaltzustand der Flip-Flop-Schaltung ist das Potential der Leitung 65 positiver als das der Leitung 64, so daß die Röhre 108 leitend und die Röhre 107 abgeschaltet ist. Unter diesen Umständen werden aufeinanderfolgende Oberwellenschwingungen über Leitung 70 zu dem Sperroszillator 110 übertragen, der während jeder Periode der Oberwelle einen negativen Impuls an der Ausgangsklemme 74 erzeugt. Die Klemmen 72 und 74 können auch zu- ^e*^ia sammengeschlossen werden, wenn keine getrennten Ausgangskreise für die beiden Ketten von Ausgangsimpulsen verwendet werden.

Fig. 8 veranschaulicht eine Ausführungsform, in der eine einzige bistabile Flip-Flop-Schaltung dieselben Funktionen wie in Fig. 5 erfüllt und außerdem die Funktionen des vorgespannten Gleichrichters ausführt. Die Kopfwicklung 5 überträgt auf die Transformatorprimärwicklung 111 ein Signal entsprechend Kurve 76. Die in der Mitte angezapfte Sekundärwicklung 112 liefert über einen Kondensator 113 ein Signal entsprechend der Kurve 76 und über einen Kondensator 114 die Umkehrung dieses Signals.

Eine bistabile Flip-Flop-Schaltung besteht aus den Röhren 115 und 116, deren Kathoden miteinander verbunden sind und deren Steuergitter an die Kondensatoren 113 bzw. 114 angeschlossen sind.

Im ersten Schaltzustand der Flip-Flop-Schaltung ist die Röhre 115 leitend, so daß ein über den Kondensator 113 zum Steuergitter der Röhre übertragenes Signal entsprechend Kurve 76 von der Kathode der Röhre 115 auf einer Leitung 117 erscheint. Signale der entgegengesetzten Polarität werden zu dem Steuergitter der Röhre 116 übertragen, und zwar sowohl über Kondensator 114 als auch über den Anodenkreis der Röhre 115. Solange jedoch die zu dem Steuergitter der Röhre 116 übertragenen Signale keine genügende Amplitude haben, um die Röhre 116 leitend zu machen, bleibt die Flip-Flop-Schaltung in ihrem ersten Zustand.

Trifft nun ein negatives Signal großer Amplitude von der Kopf wicklung 5 aus auf das Steuergitter der Röhre 115, so sinkt das Kathodenpotential beider Röhren. Gleichzeitig steigt das Steuergitterpotential der Röhre 116, und bei genügend großer Amplitude des Signals wird die Röhre 116 leitend, so daß die Flip-Flop-Schaltung in ihren zweiten stabilen Zustand umgeschaltet wird. Damit entspricht das Kathodenpotential beider Röhren und damit auch das der Leitung 117 und das des Steuergitters der Röhre 116 der Umkehrung der Kurve 76.

Dieser zweite stabile Zustand bleibt erhalten, bis ein positives Signal großer Amplitude von der Kopfwicklung 5 eintrifft, woraufhin die Flip-Flop-Schaltung wieder in den ersten Zustand umschaltet. Das Kathodenpotential der Röhren 115 und 116 entspricht dem der Kurve 80. Die kleinste Signalamplitude, die die Flip-Flop-Schaltung umschaltet, ist z. B. durch die Einstellung der Widerstände 118 und 119 bestimmbar.

Das über Leitung 117 übertragene Signal (Kurve 80) wird durch einen Verstärker 120 verstärkt und die am Bandfilter 121 abgegriffene Oberwelle zu der Transformatorsekundärwicklung 122 übertragen, die an eine Differenzierschaltung angeschlossen ist. Diese besteht aus einem Kondensator 123 in Reihe mit einem Widerstand 124 und dreht die Phase der Oberwelle etwa um 90°. Der nachgeschaltete Verstärker 125 wird durch die positiven Halbwellen übersteuert und sperrt daher jede zweite Halbwelle der Oberwelle. An dem Anodenwiderstand 126 wird also für jede negative Halbwelle der Oberwelle eine positive Halbwelle geliefert. Während jeder der positiven Halbwellen entlädt ein kleiner Kondensator 127 abwechselnd einen Teil seiner Ladung über einen Gleichrichter 128 und lädt sich über Gleichrichter 129 und Widerstand 130 wieder auf. Dadurch entsteht eine Kette kurzer positiver Impulse am Widerstand 130, und zwar jeweils einer für jeden aufgezeichneten magnetischen Impuls beliebiger Polarität.

Die beiden Triodenvakuumröhren 131 und 132, deren Kathoden mit dem Widerstand 130 verbunden sind, bilden eine Torschaltung. Die Steuergitter der Röhren 131 und 132 sind an die Steuergitter der Röhren 115 bzw. 116 angeschlossen, so daß jeweils nur eine der Röhren 131 und 132 leitend ist, je nach dem Zustand der Röhren 115 und 116. Jedesmal, wenn ein positiver Impuls am Widerstand 130 erzeugt wird, entsteht auch ein Impuls im Anodenkreis der gerade leitenden Röhre 131 oder 132, so daß je nach dem Zustand der Röhren 115 und 116 eine Kette von Impulsen auf Leitung 133 oder auf Leitung 134 erscheint. Infolgedessen wird für jeden positiven magnetischen Impuls ein positiver elektrischer Impuls

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auf Leitung 133 und für jeden negativen magnetischen Impuls ein positiver elektrischer Impuls auf Leitung 134 erzeugt.

Jeder auf Leitung 133 bzw. 134 erscheinende Impuls betätigt einen Impulsgenerator, z. B. eine monostabile Kippschaltung 135 bzw. 137, die einen positiven bzw. negativen Impuls an der Ausgangsklemme 136 erzeugt. Auf diese Weise wird eine Kette getrennter positiver und negativer elektrischer Impulse erzeugt, die der Kurve 75 entspricht und die ge- ίο speicherten binären Angaben darstellt.

In Fig. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel veranschaulicht, in dem eine einzige bistabile Flip-Flop-Schaltung die Funktionen der Flip-Flop-Schaltung des vorgespannten Gleichrichters und außerdem die des Tors von Fig. 5 erfüllt. Die Kopfwicklung 5 liefert das der Kurve 76 entsprechende Signal zu einem Verstärker 138, der an die Primärwicklung 139 eines Transformators mit einer Sekundärwicklung 140 mit Mittelabgriff angeschlossen ist. Der Ver-Stärkungsfaktor des Verstärkers 138 wird durch eine einstellbare Vorrichtung 141 gesteuert, die automatisch je nach der Geschwindigkeit der Scheibe 1 eingestellt werden kann, um Amplitudenänderungen der Signale durch Schwankungen der Trommelgeschwindigkeit zu vermeiden. Die Sekundärwicklung 140 überträgt über einen Kondensator 142 ein Signal entsprechend der Kurve 76 und über einen Kondensator

143 die Umkehrung desselben Signals.

Die beiden Röhren 144 und 145, deren Steuergitter an die Kondensatoren 142 bzw. 143 angeschlossen sind, bilden eine bistabile Flip-Flop-Schaltung, die durch Signale größerer Amplitude abwechselnd aus dem einen in den anderen ihrer beiden stabilen Zustände umgeschaltet wird, wie oben erklärt.

Es sei angenommen, daß die Röhre 144 leitend und die Röhre 145 gesperrt ist. Das dem Steuergitter der Röhre 144 zugeführte Signal (Kurve 76) verursacht an der Anode ein umgekehrtes Signal. Ein großes negatives Signal bringt die Flip-Flop-Schaltung in ihren zweiten stabilen Zustand, in dem die Röhre 144 sperrt, so daß das Anodenpotential der Röhre 144 der Kurve 146 von Fig. 6 entspricht.

Ist die Polarität der aufgezeichneten magnetischen Impulse positiv, so entsteht an der Anode der Röhre

144 eine Oberwelle mit je einer Schwingung für jeden aufgezeichneten magnetischen Impuls, es entsteht jedoch keine Oberwellenschwingung an der Anode der Röhre 144, wenn die aufgezeichneten magnetischen Impulse negativ sind, wie aus Kurve 146 zu erkennen ist. Das an der Anode der Röhre 144 erzeugte Signal wird durch eine aus den Teilen 147 und 148 bestehende Differenzierschaltung differenziert. Die negativen Teile des differenzierten Signals werden durch einen Halbweggleichrichter 149 unterdrückt, während die positiven Teile (Kurve 150 von Fig. 6) dem Steuergitter eines Verstärkers 151 zugeführt werden. Hohe positive Spitzen dieses Signals, die bei der Umschaltung der Flip-Flop-Schaltung entstehen, werden durch den Gitterstrom der Röhre 151 begrenzt. Die an der Anode der Verstärkerröhre 151 er scheinenden negativen Halbschwingungen werden über eine Differenzierschaltung 152,153 dem Steuergitter des Verstärkers 154 zugeleitet (Kurve 155 von Fig. 6). Die positiven Impulse werden durch die Sättigungs- und Gitterstromerscheinungen der Röhre 154 begrenzt, und die negativen Impulse erzeugen an der Anode der Röhre 154 eine Kette kurzer positiver Impulse (Kurve 156 von Fig. 6), die über einen Kondensator 157 zu einem Impulsgenerator, z. B. zu der monostabilen Flip-Flop-S-chaltung 158, übertragen werden. An der Ausgangsklemme 159 werden daher positive elektrische Impulse erzeugt, die den positiven Impulsen der Kurve 75 entsprechen.

Ähnlich wird, wenn die Flip-Flop-Schaltung 144- 145 in ihrem zweiten stabilen Zustand ist, ein Oberwellensignal an der Anode der Röhre 145 erzeugt Dieses Signal wird differenziert durch den Kondensator 160 und den Widerstand 161, begrenzt durch den Gleichrichter 162, verstärkt durch den Verstärker 163, wieder differenziert durch den Kondensator 164 und den Widerstand 165 und weiter verstärkt und begrenzt durch den Verstärker 166. Daher wird für jeden aufgezeichneten negativen magnetischen Impuls durch den Kondensator 167 ein positiver Impuls zu einem Impulsgenerator, z. B. einer monostabilen Flip-Flop-Schaltung 168, übertragen, der dort einen negativen elektrischen Impuls an der Ausgangsklemme 169 erzeugt. Es werden also eine Kette posi · tiver Impulse an Klemme 159 und eine Kette negativer Impulse an Klemme 169 erzeugt, die die ge speicherten binären Angaben darstellen.

Weitere Ausführungsformen entstehen durch verschiedene Abänderungen und Kombinationen der Teile und der Prinzipien der hier beschriebenen Aus führungen. Zum Beispiel kann an Stelle des in Fig. 1, 3 und 4 gezeigten Verstärkerbegrenzers eine Flip-Flop-Schaltung für die Erzeugung eines rechteckförmigen Signals nach Kurve 25 verwendet werden. Andererseits können in der in Fig. 5 und 7 gezeigten Ausführungsform Integratoren und Verstärkerbegrenzer für die Erzeugung von rechteckförmigen Spannungen zur Steuerung des vorgespannten Gleichrichters und des Tors verwendet werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Ablesen von durch den zu speichernden Werten zugeordneten, auf einem bewegten Aufzeichnungsträger aufgebrachten Markierungen, die sich teilweise überdecken, unter Verwendung von durch den Aufzeichnungsträger erzeugten Taktgebersignalen, dadurch gekennzeichnet, daß Oberwellen (24,81) der Ablesesignalspannung (21, 22; 76) als Taktgebersignale benutzt werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablesesignalspannung einer Oberwellen bildenden Einrichtung (7, 8; 66, 67) zugeführt wird und außerdem einer Torschaltung (14,68), die mit einem von den Oberwellen periodisch ausgelösten, Impulse entgegengesetzter Polarität liefernden Impulsgenerator (9; 71, 73j derart verbunden ist, daß nur der Impuls mit der der abgefühlten Aufzeichnung entsprechenden Polarität abgegeben wird.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberwellen bildende Einrichtung aus einer Gleichrichterschaltung (7; 66) mit nachgeschaltetem Bandpaß (8) besteht.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Torschaltung (14, 68) durch die Ablesesignalspannung über einen übersteuerten Verstärker (12) oder eine bistabile Kippschaltung (63) erfolgt.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung (14, 68) vor oder hinter den vom Bandpaß (8, 67)

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gesteuerten Impulsgeneratoren (9; 71,73) ge- J_n Betracht gezogene Druckschriften: schaltet ist.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, »Vorträge über Rechenanlagen, gehalten in Göttin-

dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungs- gen, 19. bis 21. März 1953«, Max-Planck-Institut für

spur eine Magnetspur ist. 5 Physik, Göttingen 1953, S. 77.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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