DE1001325B - Method for fast binary message storage in electron storage tubes - Google Patents
Method for fast binary message storage in electron storage tubesInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur binären Nachrichtenspeicherung in Elektronenspeicherröhren, und zwar ein Verfahren, bei dem den Speicherelementen in einer Elektronenröhre eine Bezeichnung in Form eines stabilen Potentials gegeben wird. Im allgemeinen werden zwei stabile Potentialwerte benutzt, so daß die Bezeichnung als Ausdruck einer binären Funktion betrachtet werden kann.The invention relates to a method for binary message storage in electron storage tubes, namely a method in which the memory elements in an electron tube are given a designation is given in the form of a stable potential. In general, two stable potential values are used, so that the designation can be viewed as an expression of a binary function.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und zur Veranschaulichung ihrer praktischen Durchführung wird nun Bezug auf die Zeichnung genommen. Es zeigtFor a better understanding of the invention and to illustrate its practical implementation reference is now made to the drawing. It shows
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Elektronenspeicherröhre, Fig. 1 is a schematic representation of an electron storage tube,
Fig. 2 eine Kennlinie eines Speicherelementes der in Fig. 1 dargestellten Art,FIG. 2 shows a characteristic curve of a storage element of the type shown in FIG. 1,
Fig. 3 a und 3 b Elementkennlinien zur Veranschaulichung' der Erfindung undFig. 3 a and 3 b element characteristics for illustration ' of the invention and
Fig. 4 ein Schaltbild zur Veranschaulichung der Anwendung der Erfindung.4 is a circuit diagram to illustrate the application of the invention.
Zuerst werden das Schema und die Arbeitsweise einer solchen Speicherröhre beschrieben, wie sie Fig. 1 zeigt. Diese Elektronenröhre, die selbst nicht Gegenstand der Erfindung ist, enthält eine Glühkathode k als Elektronenemissionsquelle, ein Steuergitter gv das gewöhnlich mit einem negativen Vorspannungspotential arbeitet, eine positiv geladene Beschleunigungselektrode g„, eine Sammelelektrode g3 und mehrere Speicherelemente c. Ein Elektronenstrom wird von der Kathode k emittiert und von dem Steuergitter gx gertcuert. Die Elektronen werden von der Beschleunigmigselektrode g,2 beschleunigt und treffen danach ztim Teil auf die Auffang- oder Sammelelektrode gs und teilweise auf die Speicherelemente e auf. Solange diese Elemente auf Kathodenpotential gehalten werden, können sie von den Elektronen nicht erreicht werden. Sobald aber eines dieser Elemente ein positives Potential erhält, beginnt ein Elektronen strom in Richtung dieses Elementes zu fließen, der sich anfangs mit wachsendem Potential erhöht. Infolge der Sekundäremission vergrößert sich dieser Strom nicht als eine lineare Funktion des Potentials, sondern verläuft durch ein Maximum und fällt dann ab. Bei einem bestimmten Potential, bei dem der Sekundäremissionsfaktor des Elementes gleich Eins ist, vermindert sich der Strom auf Null und wird bei Werten oberhalb dieses Potentials negativ. Nachdem der Strom ein Minimum durchlaufen hat, geht er, falls das Potential weiter vergrößert wird, wieder durch Null bei einem Potential, das ungefähr gleich dem Potential der Auffangelektrode ist.First, the scheme and operation of such a storage tube as shown in Fig. 1 will be described. This electron tube, which itself is not the subject of the invention, contains a hot cathode k as an electron emission source, a control grid g v which usually works with a negative bias potential, a positively charged acceleration electrode g ″, a collecting electrode g 3 and several storage elements c. A stream of electrons is emitted from the cathode k and controlled by the control grid g x. The electrons are accelerated by the accelerating electrode g, 2 and then partly hit the collecting or collecting electrode g s and partly hit the storage elements e . As long as these elements are kept at cathode potential, they cannot be reached by the electrons. But as soon as one of these elements receives a positive potential, an electron current begins to flow in the direction of this element, which initially increases as the potential increases. As a result of the secondary emission, this current does not increase as a linear function of the potential, but runs through a maximum and then drops. At a certain potential, at which the secondary emission factor of the element is equal to one, the current decreases to zero and becomes negative at values above this potential. After the current has passed a minimum, if the potential is increased further, it will go through zero again at a potential which is approximately equal to the potential of the collecting electrode.
Fig. 2 zeigt die Kennlinie /(, = f (Ve) eines solchen
Elementes, die in einem bestimmten Bereich negativ ist. Wenn ein solches Element e über einen ausreichend
Verfahren zur schnellen binären
Nachrichtenspeicherung in Elektronenspeicherröhren Fig. 2 shows the characteristic curve / ( , = f (Ve) of such an element, which is negative in a certain range. If such an element e has a sufficient method for fast binary
Message storage in electron storage tubes
Anmelder:Applicant:
Telefonaktiebolaget LM Ericsson,
StockholmTelefonaktiebolaget LM Ericsson,
Stockholm
Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke,Representative: Dr.-Ing. H. Ruschke,
Berlin-Friedenau, Lauterstr. 37,Berlin-Friedenau, Lauterstr. 37,
und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 13,and Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, Munich 13,
PatentanwältePatent attorneys
Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 2. Juni 1953Claimed priority:
Sweden from June 2, 1953
Walter Emil Wilhelm Jacob und WolframWalter Emil Wilhelm Jacob and Wolfram
Erhard Max Uhlmann, Hagersten (Schweden),Erhard Max Uhlmann, Hagersten (Sweden),
sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors
großen Widerstand Ra an ein positives Potential F0 geschaltet wird, das so hoch ist, daß die Belastungslinie für Ra die Elementkennlinie an drei Punkten S1, S., und S3 schneidet, wird aus aus den allgemein bekannten Stabilitätsbetrachtungen deutlich, daß nur die Punkte ^1 und .S".; stabil sind, während S2 eine labile bzw. metastabile Gleichgewichtslage ist. In einer solchen Anordnung kann infolgedessen ein Element nur in zwei stabilen Stellungen bleiben, d. h. entweder bei einem höheren Potential und einem höheren Stromwert für den Punkt Ss in der Nähe des Auffangpotentials oder bei einem kleineren Wert entsprechend ^1 in der Nähe des Kathodenpotentials V0'. Falls eine Anzahl Elemente oder alle Elemente mit einem Potential bezeichnet sind, das entweder dem größeren oder kleineren Wert entspricht, speichert die Röhre Nachrichten binären Charakters. Entsprechende Betrachtungen gelten für eine benachbarte Belastungslinie mit Bezug auf die Punkte S1', S2' und S&'. large resistance Ra is connected to a positive potential F 0 , which is so high that the load line for Ra intersects the element characteristic at three points S 1 , S., and S 3 , it is clear from the generally known stability considerations that only the Points ^ 1 and .S ".; are stable, while S 2 is a labile or metastable equilibrium position. As a result, in such an arrangement an element can only remain in two stable positions, ie either at a higher potential and a higher current value for the Point S s in the vicinity of the collection potential or, if the value is smaller, corresponding to ^ 1, in the vicinity of the cathode potential V 0 '. If a number of elements or all elements are labeled with a potential which corresponds to either the larger or smaller value, the tube stores Messages of a binary character. Corresponding considerations apply to an adjacent load line with reference to the points S 1 ', S 2 ' and S & '.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur binären Nachrichtenspeicherung in Elektronenspeicherröhren vorstehend beschriebener Art, wobei diese Speicherröhren aufweisen: wenigstens eine Elektronenemissionskathode, Anordnungen zur Steuerung des von der Kathode emittierten Stromes, eine Anzahl Sekundäremissionselektroden, die als SpeicherelementeThe invention relates to a method for binary message storage in electron storage tubes of the type described above, these storage tubes having: at least one electron emission cathode, Arrangements for controlling the current emitted by the cathode, a number of secondary emission electrodes, which act as storage elements
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arbeiten und die so angeordnet und mit ihren zugeord- setzen würde, wenn die Kondensatorspannung ange-work and which would be arranged and assigned with theirs when the capacitor voltage is applied.
neten äußeren Impedanzen verbunden sind, daß zwei nähert den Punkte erreicht hat.Neten external impedances are connected that two approaches the points has reached.
unterschiedliche stabile Potentiale infolge ihrer nega- Wenn die Vorderkante des Primärstromimpulsesdifferent stable potentials as a result of their nega- If the leading edge of the primary current pulse
tiven Strom-Spannungs-Kennlinie in einem bestimm- ausreichend steil ist, kann der kapazitive Widerstandtive current-voltage characteristic curve is sufficiently steep to a certain degree, the capacitive resistance can
ten Potentialbereich erzeugt werden. Die Speicher- 5 des Kondensators K für den ersten Moment vernach-th potential area can be generated. For the first moment, neglect the storage 5 of the capacitor K
röhren enthalten ferner eine oder mehrere Auffang- lässigt werden. Somit ergibt sich der äußere Wider-tubes also contain one or more receptacles. This results in the external resistance
oder Sammelelektroden zum Auffangen des Primär- stand nur aus der Parallelschaltung von Ra und Ra', or collecting electrodes to collect the primary level only from the parallel connection of Ra and Ra ',
und Sekundärelektronenstromes und sind so einge- d. h., seine Größe ist im wesentlichen gleich Ra', daand secondary electron current and are so reduced, that is, its size is essentially equal to Ra ', da
richtet, daß die Speicherelemente getrennt und direkt Ra ^> Ra' ist. Das Element erhält infolgedessen sofort elektrisch von außen zugänglich sind und der Katho- io das Potential, das dem Schnittpunkt zwischen derdirects the storage elements to be separate and direct Ra ^> Ra ' . As a result, the element is immediately electrically accessible from the outside and the cathode receives the potential that is the point of intersection between the
denstrom, z. B. zum Ablesen der gespeicherten Nach- Belastungslinie Ra' und der Elementkennlinie gemäßthe current, e.g. B. to read the stored post-loading line Ra ' and the element characteristic according to
rieht, periodisch pulsiert wird. Dieses Verfahren ist dem Punkt B in Fig. 3 a entspricht. Während desreht, is pulsed periodically. This method corresponds to point B in FIG. 3 a. During the
gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die restlichen Teiles des Stromimpulses wird der Konden-according to the invention characterized in that the remaining part of the current pulse is the condensate
Einspeicherung mit Spannungsimpulsen erfolgt, die sator K wieder geladen, und die Elementspannung in einer solchen Phasenlage in bezug auf die Phasen- 15 erhöht sich längs der Elementkennlinie zurück zu demStorage with voltage pulses takes place, the Sator K is charged again, and the element voltage in such a phase position with respect to the phase 15 increases along the element characteristic curve back to the
lage der Kathodenstromimpulse an das gewählte Anfangspunkt C. Nach dem Ende des Stromimpulsesposition of the cathode current pulses at the selected starting point C. After the end of the current pulse
Speicherelement angelegt werden und deren Form, wiederholt sich der Vorgang.Storage element are created and their shape, the process is repeated.
Amplitude und Dauer je nach der Art des zu spei- Wenn erfindungsgemäß das Element auf Kathodenchernden binären Zeichens so eingerichtet sind, daß potential, das beispielsweise dem binären Zeichen 0 das Elementpotential beim Wiederauftreten des 20 entsprechen kann, umgesetzt werden soll, wird eine Kathodenstromes oberhalb oder unterhalb des den negative Spannung daran gelegt, unmittelbar bevor metastabilen Gleichgewichtszustand charakterisieren- sein Potential den Punkt A erreicht, wobei diese den Schnittpunkts S.2 zwischen der Elementkennlinie Spannung gleich der Differenz zwischen dem Punkt A und der Widerstandslinie Ra des äußeren Widerstan- und D ist. Die folgenden Vorgänge sind schematisch des liegt und der Speichervorgang während der Dauer 25 in Fig. 3 a dargestellt. Das Elementpotential bewegt eines Kathodenstromimpulses beendet wird. sich auf D zu (A—D = angelegte negative Span-Das Verfahren nach der Erfindung zur Speicherung nung), wobei D negativer als S2, d. Ii. negativer als von Nachricht in Elektronenspeicherröhren der oben das Potential des metastabilen Punktes auf der beschriebenen Art macht es möglich, die Zeit beträcht- Elementkennlinie sein muß. Nun wird angenommen, lieh herabzusetzen, die benötigt wird, um die Nach- 30 daß der Röhrenstrom wieder einsetzt, sobald das rieht einzuführen sowie auch Nachrichten mit will- Potential den Punkt D erreicht. Das Elementpotential kürlichen binären Zeichen auf jedem beliebigen bewegt sich dann in Richtung des Punktes E, wie in Element in einer Röhre abhängig von der Nachricht Fig. 3 a gezeigt ist, und verläuft von dort auf der zu speichern, die bereits auf den anderen Elementen Elementkennlinie zum Punkt O. Somit hat man in derselben Röhre oder in dazu parallel geschalteten 35 erreicht, ein Element, das vorher auf dem Auffang-Röhren vorhanden ist. Es ist auch möglich, die Nach- oder Sammelpotential gehalten wurde, auf Kathodenricht in derselben Röhre gleichzeitig verschiedenen potential umzusetzen. Mit Hilfe der Fig. 3 b wird nun Elementen unabhängig voneinander zuzuführen und der entgegengesetzte Betriebszustand betrachtet, d. h., die gespeicherte Nachricht gleichzeitig mit dem ein Element, das vorher auf Kathodenpotential ge-Speichervorgang abzulesen. Dies wird dadurch 40 halten wurde, wird nun auf Auffangpotential umerreicht, daß an die Elemente geeignet geformte gesetzt. Es wird angenommen, daß der Kathoden-Impulse angelegt werden, ohne daß eine weitere strom gesperrt ist. An das Element wird nun eine örtliche Betriebsmaßnahme an der ausgewählten positive Spannung angelegt, die etwas höher als das Röhre, z. B. ein besonderes Pulsieren des Kathoden- Potential ist, das dem Potential des metastabilen potentials gerader dieser Röhre, erforderlich ist, da 45 Punktes S2 der Elementkennlinie (Fig. 3 b) und z.B. das Pulsieren des Kathodenstromes sozusagen von der Strecke O-D entspricht. Wenn das Potential der vornherein als eine solche örtliche Betriebsmaßnahme Elemente den Punkt D erreicht hat, setzt der Röhrenbenutzt wird. strom wieder ein. Das Elementpotential bewegt sich Das Verfahren nach der Erfindung wird mit Vorteil dann längs der Widerstandslinie Ra' durch D zu dem verwendet, wenn der Elektronenstrom in der Röhre 50 Schnittpunkt £ mit der Elementkennlinie und von da nicht kontinuierlich, sondern nur in Impulsen fließt, auf der Elementkennlinie zu dem Punkt C. wie es in der Anordnung nach Fig. 4 geschieht. Dies Offensichtlich ist kein besonderer Auslöschvorgang ist der Fall, wenn bestimmte, bereits vorgeschlagene erforderlich. Mit dem Verfahren nach der Erfindung Verfahren zum Ablesen der gespeicherten Nachricht ist es möglich, gespeicherte Nachricht einer Art zuangewandt werden. 55 sammen mit Nachricht einer anderen Art zu über-Der Zustand dieser Röhre unter den genannten tragen oder umzusetzen, ohne daß eine Zwischenstufe Betriebsbedingungen wird zuerst mit Hilfe der erforderlich ist. Mit diesem Verfahren kann die Elementkennlinie nach Fig. 3 a betrachtet. Es wird Speichergeschwindigkeit im Vergleich mit den beangenommen, daß sich das ungesperrte Element und kannten Methoden beträchtlich erhöht werden. Es damit der Kondensator K (Fig. 4) praktisch auf dem 60 wird nämlich nicht mehr Zeit benötigt, als für den Sammel- oder Auffangpotentia! am Ende eines Strom- Röhrenstromimpuls erforderlich ist. impulses befinden, d. h. angenähert am Punkt C in Der Verfahrensvorgang gemäß der Erfindung wird Fig. 3 a (Schnittpunkt der Elementkennlinie und der nun im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben. Der Widerstandslinie Ra). Bei Unterbrechung des Impulses Generator G soll die Speicherspannung liefern (ent- und bei Sperrung des Röhrenstromes wird der Kon- 65 sprechend A—D oder O—D in Fig. 3 a und 3 b). densator über den Widerstand Ra entladen. Die Wenn die Speicherelemente in der Elektronenröhre Kondensatorspannung und somit das Potential des auf Kathodenpotential gehalten werden, ist der innere Elementes fallen längs der Widerstandslinie Ra ab Widerstand Ri zwischen den Elementen und dem und würden nach einer gewissen Zeit den Wert Null Kollektor oder Auffangorgan groß. Somit tritt eine erreichen, wenn nicht der Röhrenstrom wieder ein- 70 ziemlich hohe Spannung an den Elementen auf. FallsAmplitude and duration depending on the type of to be stored below the negative voltage applied to it, immediately before characterizing the metastable equilibrium state - its potential reaches point A , this being the intersection point S. 2 between the element characteristic voltage equal to the difference between point A and the resistance line Ra of the external resistance and D. . The following processes are shown schematically and the storage process during the period 25 in Fig. 3a. The element potential moves a cathode current pulse is terminated. towards D (A - D = applied negative span-The method according to the invention for storing voltage), where D is more negative than S 2 , i.e. Ii. more negative than from message in electron storage tubes that above the potential of the metastable point in the manner described makes it possible, the time must be considerable elementary characteristic. It is now assumed to reduce the amount of credit required to ensure that the tube current starts up again as soon as it is introduced and messages with willing potential also reach point D. The element potential of random binary characters on any arbitrary then moves in the direction of point E, as shown in element in a tube depending on the message Fig. 3a, and runs from there to store the element characteristics already on the other elements to point O. Thus, in the same tube or in 35 connected in parallel, one has reached an element which was previously present on the collecting tube. It is also possible to keep the residual or collective potential, to convert different potentials to cathode straightening in the same tube at the same time. With the aid of FIG. 3 b, elements are now supplied independently of one another and the opposite operating state is considered, ie the stored message can be read simultaneously with the one element that was previously stored at cathode potential. This is done by keeping 40, is now reached on collection potential that is set to the appropriately shaped elements. It is assumed that the cathode pulses are applied without any further current being blocked. A local operational measure is now applied to the element at the selected positive voltage which is slightly higher than the tube, e.g. B. is a special pulsation of the cathode potential, which corresponds to the potential of the metastable potential of this tube, because 45 point S 2 of the element characteristic (Fig. 3 b) and, for example, the pulsation of the cathode current corresponds, so to speak, from the distance OD. When the potential of the elements from the outset as such a local operational measure has reached point D , the tube continues to be used. power back on. The element potential moves. The method according to the invention is then used to advantage along the resistance line Ra ' through D when the electron current in the tube 50 intersects with the element characteristic curve and from there does not flow continuously but only in pulses on which Element characteristic at point C. as it happens in the arrangement according to FIG. Obviously, this is not a special erasure process when certain, already proposed ones are required. With the method according to the invention, method for reading the stored message, it is possible to apply stored messages of one kind. 55 along with message of another kind to over-the condition of this tube under the mentioned wear or implement without any intermediate operating conditions being required first with the help of. With this method, the element characteristic curve according to FIG. 3 a can be observed. It is believed that memory speed compared to that of the unlocked element and known methods are increased considerably. So that the capacitor K (Fig. 4) is practically on the 60, no more time is required than for the collecting or collecting potential! is required at the end of a current tube current pulse. impulses are located, ie approximate to point C in FIG. 3a (intersection of the element characteristic curve and which is now described in connection with FIG. 4. The resistance line Ra). When the pulse generator G is interrupted, the storage voltage is to be supplied (when the tube current is disconnected and when the tube current is blocked, the signal becomes A - D or O - D in FIGS. 3 a and 3 b). Discharge the capacitor through the resistor Ra . If the storage elements in the electron tube capacitor voltage and thus the potential of the are kept at cathode potential, the inner element falls along the resistance line Ra from resistance Ri between the elements and the collector and after a certain time the value would be zero. Thus reaching, if not the tube current, a fairly high voltage occurs again across the elements. If
im Gegensatz dazu das Element auf dem Sammeloder Auffangpotential gehalten wird, ist der innere Widerstand Ri zwischen dem Element und dem Auffangorgan klein. Infolgedessen ist die an den Speicherelementen auftretende Spannung klein. Dies soll als eine einfache Spannungsteilung zwischen veränderbaren Widerständen Ri betrachtet werden. Diese Arbeitsbedingungen können mit dem Kondensator K sowie dadurch weiter verbessert werden, daß Sägezahnimpulse mit steilen Vorderkanten und schrägen Hinterkanten als Speicherspannung gewählt werden. Statt der Sägezahnimpulse können allgemein auch solche Spannungsimpulse verwendet werden, die vor dem Kathodenstromimpuls oder gleichzeitig mit diesem ihre Maximalwerte erreichen und sich während der Dauer des Kathodenstromimpulses langsam auf Null vermindern. Für die steile Vorderkante ist nämlich die Impedanz des Kondensators verhältnismäßig klein, und für die schräge Hinterkante ist die Impedanz verhältnismäßig groß, d. h., der Verschiebungsstrom durch K ist für die steile Vorderkante des Impulses groß, aber für die schräge Hinterkante klein. Dies ist von Wichtigkeit, wenn beispielsweise positive Nachricht (z. B. eine 1) in der Röhre gespeichert werden soll, d. h., wenn Speicherelemente auf Kollektorpotential umgesetzt werden und dieses beibehalten sollen. Dann reicht der Strom, der von der schrägen Hinterkante des Impulses ausgeht, nicht aus, um die Wirkung des Elektronenstromes zu kompensieren. Auf diese Weise kann die Gefahr, daß das Element durch den abfallenden Impuls auf Kathodenpotential zurückgebracht wird, beträchtlich vermindert werden.In contrast to this, the element is kept at the collecting or collecting potential, the internal resistance Ri between the element and the collecting organ is small. As a result, the voltage appearing on the memory elements is small. This should be viewed as a simple voltage division between variable resistors Ri . These working conditions can be further improved with the capacitor K and by selecting sawtooth pulses with steep leading edges and sloping trailing edges as the storage voltage. Instead of the sawtooth pulses, voltage pulses can generally also be used which reach their maximum values before or at the same time as the cathode current pulse and slowly decrease to zero during the duration of the cathode current pulse. The impedance of the capacitor is relatively small for the steep leading edge and the impedance is relatively large for the sloping trailing edge, i.e. the displacement current through K is large for the steep leading edge of the pulse but small for the sloping trailing edge. This is important if, for example, a positive message (e.g. a 1) is to be stored in the tube, that is, if storage elements are to be converted to collector potential and are to be retained. Then the current emanating from the sloping rear edge of the pulse is not sufficient to compensate for the effect of the electron current. In this way the risk of the element being brought back to cathode potential by the falling pulse can be considerably reduced.
Claims (3)
Deutsche Patentschrift Nr. 945 159.Cited earlier rights:
German patent specification No. 945 159.
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---|---|---|---|
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GB (1) | GB773077A (en) |
Citations (1)
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DE945159C (en) * | 1953-02-27 | 1956-07-05 | Ericsson Telefon Ab L M | Method for reading messages on electron storage tubes |
-
1954
- 1954-05-31 DE DET9544A patent/DE1001325B/en active Pending
- 1954-06-02 GB GB16367/54A patent/GB773077A/en not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE945159C (en) * | 1953-02-27 | 1956-07-05 | Ericsson Telefon Ab L M | Method for reading messages on electron storage tubes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB773077A (en) | 1957-04-24 |
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