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Unternehmen

Electronic Associates Incorp. (EAI):
TR-48 Scientific Computer



EAI TR-48 Scientific Computer. Ansicht vor der Instandsetzung. USA, ca. 1964.

Dieser volltransistorisierte Analogrechner wurde von EAI Anfang der 1960er Jahre als "most sophisticated desk-top" Modell vorgestellt. Mit bis zu 58 Rechenverstärkern ist der TR-48 in der EAI-Produktlinie ein Rechner mittlerer Größe, ausgerichtet an Erfordernissen in Wissenschaft, Forschung und Technik.
Durch den konsequent modularen Aufbau kann der TR-48 sehr flexibel an Aufgabenstellungen angepasst und auch um externe Rechenlemente erweitert werden, sogar das Zusammenschalten mehrerer Anlagen (Master-Slave) ist vorgesehen. In den Produktbroschüren von EAI findet sich zudem eine digitale Erweiterungseinheit für den TR-48, die den Ausbau zu einem hybriden Rechnersystem ermöglicht.
Das Modell hier mit der Produktnummer 45.153 ist eine vermutlich etwas spätere Ausführung der Rechnerserie. Von den beiden EAI TR-48 in der Sammlung hier ist einer in maximaler Ausbaustufe und enthält neben einem transistorisierten Digitalvoltmeter (TDVM), den 60 Koeffizienten-Potentiometer (rechts im Bild) und einem vollständig bestücktem Rechenmodule-Set mit insgesamt 58 Operationsverstärkern auch ein Repetetive Operation Display (oben links).
 



EAI TR-48, Ausschnitt Programmierfeld (patch-panel) USA, ca. 1964.

Das Programmierfeld besteht aus einzelnen Rechenelementen, deren Anzahl und Anordnung je nach Aufgabe zusammengestellt werden. Hinter dem Programmierfeld befinden sich, als Einschübe ausgeführt,  die eigentlichen elektronischen Rechenelemente - mit Federkontakten werden bei Einriegeln des Programmierfeldes in den Rechner die Rechenelemente mit dem gesteckten Programm verbunden.




EAI TR-48, Rechenelemente hinter dem Programmierfeld. USA, ca. 1964.

Die Rechenkoeffizienten lassen sich über 10-Gang-Potentiometer mit Feintriebe setzen; der eingestellte Wert kann an dem eingebauten Digitalvoltmeter abgelesen werden. Jedes einzelene Potentiometer wurde von EAI zum Überlastschutz mit einer eigenen Sicherung versehen; alle Zuleitungen sind zur Vermeidung von Einstrahlung geschirmt.

  

EAI TR-48, Koeffizienten-Potentiometer Detailansicht vorne (links) und innen, jeweils während der Restaurierung. 

Die beiden Exemplare des TR-48 im Museum-NT waren echte Fundstücke und über viele Jahre in einem entlegenen Hochregal eingelagert. Entsprechend aufwändig ist die Rekonstruktion der sehr verschmutzten, aber weitestgehend vollständig erhalten gebliebenen elektronischen und mechanischen Komponenten.
Ursprünglich waren die Rechner an der TU Berlin, am Institut für Förder- und Getriebetechnik, Jebenstraße 1 im Einsatz.



EAI TR-48, Detail Control-Panel. USA, ca. 1964.

Das Bedienfeld besteht neben den beiden Spannungsanzeigen aus einem Schaltersatz, mit dem die Betriebsart des Rechners festgelegt wird (z.B. 'OP' für Operate, 'PS' für Potentiometer Set). Mit einem weiteren Schlatersatz lassen sich die einzelnen Rechenelemente ('A' für Amplifier und 'P' für Potentiometer) anwählen und somit Rechenergebnisse auslesen oder zur Anzeige bringen. Mit dem Wippschalter wird das Programmierfeld ein- oder entriegeln.



EAI TR-48, vor der Restaurierung. Ansicht von hinten bei teilweise abgenommenen Gehäuseblechen. USA, ca. 1964.

Das Bild oben zeigt den TR-48 innen mit den horizontalen Verteilschienen und der Verkabelung. Das Bussystem führt die Versorgungsspannungen, die Steuerleitungen und die Referenzspannungen. Zusätzlich werden die Koeffizienten-Potentiometer den entsprechenden Steckplätzen zugeführt und die Verstärkerleitungen gelegt, die sich mit der Schalterreihe des Kontrollfeldes adressieren lassen.



EAI TR-48: Detailansicht eines (Dual-) Rechenverstärkers, USA, ca. 1964.

Um den Drift (und somit Ungenauigkeit bei der Rechnung) eines reinen Gleichspannungsverstärkers zu minimieren wird die  Eingangsspannung der Rechenverstärker mittels eines mechanischen 50-Hz Choppers zerhackt und nach Verstärkung und Gleichrichtung einer Gegentaktstufe zugeführt. Die verwendeten Widerstände an den Eingängen und im Rückkoppelzweig des Operationsverstärkers haben eine Genauigkeit von 0,01 %.
Der elektronische Verstärker ist zentrales Element aller Grundrechenarten, und wird auch beim Radizieren, Integrieren und bei den Funktionengebern beteiligt.



EAI TR-48, Detail. Einrichtung einer Multiplikation am Programmierfeld.

Die mathematische Multiplikation ist auf einem Analogrechner eine verhältnismäßig aufwändige Operation: Man bedient sich einer Identität der binomischen Formeln und bildet eine Parabel durch das Aneinanderreihen von Dioden-Knickstellen ab. Obiges Bild zeigt einen Multiplier der EAI Type 7.099: Die beiden Multiplikanten x und y werden je einem Potentiometern P15 und P16 entnommen; x grüne Leitung) wird in A12 zu -x und y (rote Leitung) zu -y negiert. Der Verstärker A13 fasst die vier Quadranten der Parabel zusammen, als Ergebnis steht am Ausgang von A13 (rotes Feld) in der Form

A13 = - (x*y⁄10)

zur Verfügung.


     

EAI TR-48 Scientific Computer, Details. Integration mit Anfangswert bei repetitierendem Rechnen.

Obige Bilder zeigen eine einfache Integration mit Anfangswert (Initial Condition) im "Rep-Op-Mode" bei einer Rechenzeit von 20ms.
Links ist die Programmierung mit einem Dual Integrator vom Typ EAI 12.764, rechts das Ergebnis auf dem Rep-Op-Display abgebildet.

 


EAI TR-48 Scientific Computer, Details. Lösen einer Differentialgleichung bei repetitierendem Rechnen.

Die beiden Bilder oben: Lösen eine Differentialgleichung der Form

y'' + ω2y = 0

Die Lösung  y = a*sin (ωt + φ) ist auf dem Bildschirm bei einer Rechengeschwindigkeit von 20 ms zu erkennen.

   


EAI TR-48 Scientific Computer, Details. Lösen einer Differentialgleichung bei repetitierendem Rechnen.

Das Rechenbeispiel im Bild oben zeigt "the mass-spring-problem", eine gedämpfte Schwingung der Form

m*y'' + d*y' + s*y = 0  
(mit m für die Masse, der Dämpfkonstante d und Federkonstante s)

Analogrechner konnten sich über einige Dekaden in Wissenschaft und Technik (hier vorallem in der Luft- und Raumfahrt) etablieren und boten Modelle in Echtzeit für Kalkulation und Simulation; ab den 1970er Jahren schlugen sich Digitalrecher allerdings ihre Bahn in nahezu alle Bereiche und Disziplinen und verdrängten das Analogrechnen nahezu vollständig - zu dieser Zeit verlieren sich auch die Spuren der Firma EAI und anderer nahmhafter Hersteller von Analogcomputern. 

Dokumentation:

Electronic Associates Incorp: Maintenance Manual  Volume I TR-48 Analog Computer Model 45.034. Reprint. USA, 1963.
Electronic Associates Incorp: TR-48 Analog Computer Operators Manual. Reprint. USA, 1963.

 
  
  
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