Electronic Associates Incorp. (EAI):
TR-48 Scientific Computer
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EAI TR-48 Scientific Computer. Ansicht vor der Instandsetzung. USA, ca.
1964.
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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).
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EAI TR-48, Ausschnitt Programmierfeld (patch-panel) USA, ca. 1964.
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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.
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EAI TR-48, Rechenelemente hinter dem Programmierfeld. USA, ca.
1964.
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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.
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EAI TR-48, Koeffizienten-Potentiometer Detailansicht vorne
(links) und innen, jeweils während der
Restaurierung.
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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.
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EAI TR-48, Detail Control-Panel. USA, ca.
1964.
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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.
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EAI TR-48, vor der Restaurierung. Ansicht von hinten bei teilweise
abgenommenen Gehäuseblechen. USA, ca. 1964.
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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.
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EAI TR-48: Detailansicht eines (Dual-) Rechenverstärkers, USA,
ca. 1964.
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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.
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EAI TR-48, Detail. Einrichtung einer Multiplikation am Programmierfeld.
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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)
in A14 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.
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EAI TR-48 Scientific Computer, Details. Integration mit Anfangswert bei
repetitierendem
Rechnen.
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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.
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EAI TR-48 Scientific Computer, Details. Lösen einer
Differentialgleichung bei
repetitierendem Rechnen.
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Die beiden Bilder oben: Programmierung einer Differentialgleichung der
Form
y'' +
ω 2y = 0
mithilfe von zwei Integrierern; den Integrierern wird jeweils ein Anfangswert zugeführt.
Die
Lösung y = a*sin (ωt + φ)
ist auf dem Bildschirm bei einer Rechengeschwindigkeit von 20 ms zu
erkennen.
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EAI TR-48 Scientific Computer, Details. Lösen einer
Differentialgleichung bei
repetitierendem Rechnen.
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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.
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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