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Hyperbelfeldröhren sind eine der wenigen, frühren elektronischen Vorrichtungen, mit denen Multiplikationen in Analogrechnern schnell, robust und ausreichend genau durchgeführt werden können.
Sie wurden in den 1950er-Jahren entwickelt und in geringer Stückzahl gebaut und kam z. B. im elektronischen Analogrechner ELARD (1958) des Instituts für Praktische Mathematik der Technischen Hochschule Darmstadt zum Einsatz, der auf der Arbeit von Friedrich-Wilhelm Gundlach und Walter Dhen beruht.
Die Funktionsweise ist im Buch "Die Hyperbelfeldröhre - Eine Elektronenstrahlröhre zum Multiplizieren in Analogie-Rechengeräten"
von Wolfgang Schmidt (1955) detailliert beschrieben. Hier eine vereinfachte Beschreibung:
Eine Elektronenkanone, wie sie z. B. auch in Bildröhren zum Einsatz kommt, schickt einen Elekronenstrahl durch ein klassisches, vertikales Ablenksystem, welches mit der ersten Eingangsspannung U1 beaufschlagt wird.
Danach passiert der Strahl ein spezielles, horizontales Ablenksystem, welches mit der zweiten Eingangsspannung U2 beaufschlagt wird und so ausgeführt ist, dass es ein Hyperbelfeld erzeugt. Dies führt dazu, dass der Grad der horizontalen Ablenkung des Strahls vom Grad seiner vorherigen vertikalen Ablenkung abhängig wird, wodurch eine Multiplikation der Eingangsspannungen erreicht wird.
Danacht passiert der Strahl ein drittes, klassisches, horizontales Ablenksystem um schließlich auf 2 horizontal nebeneinander angeordnete Anodenplatten zu treffen.
Eine Steuerelektronik sorgt nun dafür, dass das dritte Ablenksystem genau so angesteuert wird, dass der Strahl stets mittig zwischen den beiden Anoden ankommt, sprich die horizontale Auslenkung durch die vorherigen Ablenksysteme genau kompensiert wird.
Die so erzeugte Ansteuerspannung U3 des dritten Ablenksystems entspicht folglich dem negativen Produkt der beiden Eingangspannungen: U3 = -(U1*U2)
Quelle: Heinz Nixdorf Museum Paderborn
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