Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Vergleich Röhre und Transistor


von x7r (Gast)


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https://www.golem.de/news/elektronenhirn-bastler-baut-sich-computer-aus-den-50ern-ins-haus-2107-158070.html

Mich überrascht sehr das die Schaltvorgänge in den Röhren so schnell 
sind. im Artikel wird von 100 Millionen Schaltvorgängen pro sekunde 
gesprochen. Das dürfte in etwa genauso leitsungsfähig sein wie diskrete 
Transistoren (mal Leistungsaufnahme und Größe außer acht gelassen).

von Theraputt (Gast)


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x7r schrieb:
> Mich überrascht sehr das die Schaltvorgänge in den Röhren so schnell
> sind.

Danke dass du uns bei deiner Gefühlswelt hast teilhaben lassen.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Theraputt schrieb:
> x7r schrieb:
>> Mich überrascht sehr das die Schaltvorgänge in den Röhren so schnell
>> sind.

Mich nicht. Als UKW-Tuner und UHF-Tuner gebaut wurden hatten die Röhren 
weil man froh war, wenn ein Transistor mit KW halbwegs klar kam.

Gruß aus Berlin
Michael

von MaWin (Gast)


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x7r schrieb:
> im Artikel wird von 100 Millionen Schaltvorgängen pro sekunde gesprochen

Ja, nun, Journalisten

Bloss weil eine Röhre 200MHz Transitfrequenz hat, heisst das noch lange 
nicht, dass die Taktfrequenz der Kiste 100 Mio Instruktionen pro Sekunde 
schafft. Rechne mit 1/1000 davon.
Zumindest benutzt sie schon mal 4 Takte pro Befehl, mehr Fakten finden 
sich bisher dort nicht.

von Theraputt (Gast)


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Michael U. schrieb:
> Mich nicht.

Mich überrascht dagegen dass du es nicht schaffst (trotz deiner
langen Zugehörigkeit zum Forum hier) korrekt Beiträge zu zitieren.

von Meister Röhrich (Gast)


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Nun, 100 MHz sind zwar für eine ECC85 kein Problem, aber im Linear- und 
Kleinsignalbetrieb.
Die PC88 wurde z.B. in UHF-Tunern verwendet.

von Peter D. (peda)


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x7r schrieb:
> im Artikel wird von 100 Millionen Schaltvorgängen pro sekunde
> gesprochen.

Wohl ein Druckfehler, 10kHz wären für einen Röhrenrechner schon 
sportlich.
Man muß sich nur mal die vielen langen Strippen ansehen, was für 
Kapazitäten da umgeladen werden müssen. Das dauert.

Der ENIAK schaffte 200 Additionen/s, also 200 IPS.

von M. K. (matthias_k33)


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Röhren  in Rechner hat nicht hohe Taktfrequenz aus mehre Gründe.

1.) zu hochohmig
2.) Laufzeit aufgrund grössere Bauteile-Grösse.
3.) hohe Spannungshub
4.) in Rechner wird oft Triode verbaut, da drückt Miller-Effekt stark 
Taktfrequenz runter.

Ich habe hier  2x Vollröhren-Frequenzzähler. Schnellste  (HP 523C) packt 
nur 1.2 Mhz Zählfrequenz. Andere HP  521CR packt maximal 130kHz

Dafür ist  Hochfrequenzverstärker  Röhren  lange zeit überlegend. Aber 
es ist auch schon lange in viele Bereich vorbei.

Grüss
Matt

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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x7r schrieb:
> 
https://www.golem.de/news/elektronenhirn-bastler-baut-sich-computer-aus-den-50ern-ins-haus-2107-158070.html
>
> Mich überrascht sehr das die Schaltvorgänge in den Röhren so schnell
> sind. im Artikel wird von 100 Millionen Schaltvorgängen pro sekunde
> gesprochen. Das dürfte in etwa genauso leitsungsfähig sein wie diskrete
> Transistoren (mal Leistungsaufnahme und Größe außer acht gelassen).

Naja, heutige Transistoren arbeiten im Gigaherzbereich.

von Nautilus (Gast)


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MaWin schrieb:
> weil eine Röhre 200MHz Transitfrequenz hat

Den Begriff Transitfrequenz finde ich in meinen "Barkhausen" nicht.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

M. K. schrieb:
> Ich habe hier  2x Vollröhren-Frequenzzähler. Schnellste  (HP 523C) packt
> nur 1.2 Mhz Zählfrequenz. Andere HP  521CR packt maximal 130kHz

bei mir im Keller stehen 2 Stück 100MHz Zähler mit Röhren, Anzeige mit 
Glimmlampen, immer 10 Stück an jeder Zähldekade.
Es der Typ ist wohl der ersten in Deutschland gebaute 100MHz Zähler, die 
hat mir vor Jahren ein alter Siemens-Ing. gegeben. Nun warten sie 
immernoch darauf, das ish aus den beiden einen Funktionsfähigen mache...

Bei den Röhrenrechnern dürfte das Platzproblem durch die Bauteilgrößen 
mit eines der größten Bremsen gewesen sein. Dazu kamen Zwiechenspeicher 
als Magnettrommelspeicher/Ferritkernspeicher, Eingabe per 
Lochstreifenlesen, Ausgabe per Fernschreiber usw.
Der letzte dürfte wohl der G3 gewesen sein, Taktfrequenz 200 kHz.
Der hatte diverse Neuerungen was Arbeitsweise usw. betraf.

Gruß aus Berlin
Michael

von Rainer V. (a_zip)


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Aber die abenteuerlich, farbig leuchtenden Röhren in heutigen 
HighEndAmps können doch auch alles bis zum "Umkippen"...

x7r schrieb:
> Mich überrascht sehr das die Schaltvorgänge in den Röhren so schnell
> sind.

Falls wir tatsächlich über schaltende Röhren sprechen, dann sind bei 
deinen gelesenen Schaltvorgängen einfach einige zu viel...
Gruß Rainer

von M. K. (matthias_k33)


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Michael U. schrieb:
> Hallo,
>
> M. K. schrieb:
>> Ich habe hier  2x Vollröhren-Frequenzzähler. Schnellste  (HP 523C) packt
>> nur 1.2 Mhz Zählfrequenz. Andere HP  521CR packt maximal 130kHz
>
> bei mir im Keller stehen 2 Stück 100MHz Zähler mit Röhren, Anzeige mit
> Glimmlampen, immer 10 Stück an jeder Zähldekade.
> Es der Typ ist wohl der ersten in Deutschland gebaute 100MHz Zähler, die
> hat mir vor Jahren ein alter Siemens-Ing. gegeben. Nun warten sie
> immernoch darauf, das ish aus den beiden einen Funktionsfähigen mache...
>
100Mhz direkt ins röhrenbasierte Flipflop ? Nicht vorstellbar.
Ich denke: Signal wird über Mischer  zu Zählerdekade gefüttert.  HP hat 
auch Vollröhren-Zähler in Angebot , der bis mehre 100Mhz zählt. Aber 
IMMER über Mischer. Direkt zu Dekade: max 10 MHz
Modell  HP524C mit 525 (100Mhz Frequency converter)
https://www.hpmemoryproject.org/wa_pages/wall_a_page_11.htmf

> Bei den Röhrenrechnern dürfte das Platzproblem durch die Bauteilgrößen
> mit eines der größten Bremsen gewesen sein. Dazu kamen Zwiechenspeicher
> als Magnettrommelspeicher/Ferritkernspeicher, Eingabe per
> Lochstreifenlesen, Ausgabe per Fernschreiber usw.
> Der letzte dürfte wohl der G3 gewesen sein, Taktfrequenz 200 kHz.
> Der hatte diverse Neuerungen was Arbeitsweise usw. betraf.
>
So ist es, grössere Baugruppe hat dann halt längere Kabeln -> 
Signallaufzeit begrenzt Taktfrequenz.  Hochohmige Auslegung und hohe 
Spannungshub & geringe Treibleistung macht es nicht besser, falls man 
Kernspeicher/Trommelspeicher als limitierende Faktor weglässt.

> Gruß aus Berlin
> Michael

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

M. K. schrieb:
> 100Mhz direkt ins röhrenbasierte Flipflop ? Nicht vorstellbar.
> Ich denke: Signal wird über Mischer  zu Zählerdekade gefüttert.  HP hat
> auch Vollröhren-Zähler in Angebot , der bis mehre 100Mhz zählt. Aber
> IMMER über Mischer. Direkt zu Dekade: max 10 MHz

ich muß mal schauen ob ich es demnächst schaffe den mal rauszukramen. 
Vor allem auch, weil ich Hersteller usw. nachschauen will. Ich hatte 
damals als ich die bekommen hatte gegggoglt und nur ein einziges PDF 
gefunden, inhdem die konkret zumindest erwähnz wurden. Natürlich finde 
ich das auch nicht mehr...
Eine Dekade habe ich damals gezogen und hier oben liegen und auch noch 
ein Bild davon. Steht im Bild auf der Anzeigeseite, links die Anzeige, 
die an der Front sitzt.

Gruß aus Berlin
Michael

von Peter R. (Gast)


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Schnelles Umschalten wird vor Allem durch die Kapazitäten in der 
Schaltung behindert.

Deswegen hat man mit Halbleitern einen Wettlauf. die Schalter immer 
kleiner zu machen. Geometrien im Mikrometerbereich sind da schon 
"groß", mit entsprechend kleinen Kapazitäten.

Dazu geht der Wettlauf auch zu möglichst kleinen Spannungssprüngen 
zwischen L und H , die inzwischen schon lange die 2V-Grenze 
unterschritten haben, damit beim Schalten nicht so viele Elektronen 
bewegt werden.

All das ist mit im Vakuum beweglichen Elektronen noch nicht machbar. 
Weder die "Leitungen" (evtl.- in Kanälen) noch das "Schalten" durch 
Spannungen im Bereich unter einem Volt oder gar Bruchteilen davon.

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Allein die erforderlichen Leitungslängen (=Laufzeiten) erledigen das 
Thema ein für allemal. Da müsste eine (sehr kleine) Röhre schon negative 
Schaltzeiten anbieten um anstinken zu können.

von (prx) A. K. (prx)


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Harald W. schrieb:
> Naja, heutige Transistoren arbeiten im Gigaherzbereich.

Ich habe kein halbwegs neues Beispiel parat, aber die schnelleren CPUs 
der letzten 20 Jahre mit tiefen Pipelines dürften so zwischen 10 und 20 
Gates zwischen zwei Pipeline-Stufen haben. Nimmt man eine Taktfrequenz 
von 5 GHz, dann kann man sich ausmalen, in welchem Frequenzbereich die 
Transistoren arbeiten.

von (prx) A. K. (prx)


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MaWin schrieb:
> Bloss weil eine Röhre 200MHz Transitfrequenz hat, heisst das noch lange
> nicht, dass die Taktfrequenz der Kiste 100 Mio Instruktionen pro Sekunde
> schafft. Rechne mit 1/1000 davon.

Zu den grösseren Röhrenrechnern mit schnellem Magnetkernspeicher gehörte 
die IBM 705. Die hatte einen Maschinenzyklus von 17 µs, der aber vom 
Speicherzyklus definiert wurde. Schneller können die Befehle also nicht 
gewesen sein. Der Grundtakt lag bei 1 MHz.

Die Univac 1103A aus der gleichen Ära taktete mit 0,5 MHz, bei einem 
Speicherzyklus von 10 µs.

Unklar ist, inwieweit die Schaltgeschwindigkeit der Röhren dabei eine 
Rolle spielte. Der begrenzende Faktor war wohl der Speicherzyklus und 
das Programm in Röhren zu speichern war nicht sinnvoll möglich.

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


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Hier gibts Details zum Aufbau von Logik mit Röhren:
http://www.bitsavers.org/pdf/ibm/sage/3-22-0_Basic_Circuits_Apr57.pdf

Ein schnelles Flipflop wird dort mit 2 MHz aufgeführt.

Zu beachten ist, dass Logikpegel bei Röhren recht hohe Spannungen haben, 
etwa +10V und -30V. Dementsprechend drastisch sind die Auswirkungen von 
Kapazitäten.

: Bearbeitet durch User
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