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Schaltungsanordnung zur Unterscheidung von Impulsen verschiedener Längen
In der Fernmess- und Fernwirktechnik werden Messwerte bzw. Schaltbefehle durch Impulstelegramme übertragen, deren Impulse untereinander gleiche Längen aufweisen, deren Anfang und Ende jedoch durch Impulsegrösserer Längesignalisiertwerden. Zur Unterscheidung derLangimpulsevon denKurzimpulsen wer- den an der Empfangsstation meist abfallverzögerte Relais verwendet, deren Eigenzeit als Vergleichsgrösse für dieDauer der Langimpulsedient. BeiRelaiskanriderAnkerdurchVerschmutzung amabfallen behindertwer- den, was einer Verlängerung der Eigenzeit gleich kommt, so dass die Gefahr besteht, dass die Langimpulse überhaupt nicht signalisiert werden.
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Unterscheidung von Gleichstromimpulsen verschiedener Längen, insbesondere für Zwecke der Fernmess- oder Fernwirktechnik, bei welcher Anordnung der mit den ankommenden Impulsen beaufschlagte Eingang einerseits an eine Kippstufe mit einem durch einen Schaltstromkreis in seiner Eigenzeit veränderbaren Kondensatorentladestromkreis und anderseits an eine Koinzidenzschaltung angeschlossen ist, die eingangsseitig ausserdem mit dem Ausgang der Kippstufe verbunden ist, wodurch das Ausgangssignal der Kippstufe von der Übereinstimmung bzw. Nichtübereinstimmung der Länge einerseits der Eingangsimpulse und anderseits der von der Kippstufe gelieferten Impulse abhängig ist. Bei der erfindungsgemässen Schaltung werden keine Relais verwendet, wodurchauch die damit verbundenen Nachteile vermieden werden.
Erfindungsgemäss ist die Kippstufe als monostabile
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derstandswertes aufweist, wobei der Schaltstromkreis durch eine einerseits an die Kippstufe und anderseits an den von den ankommenden Impulsen beaufschlagten Eingang angeschlossene Gatterschaltung in dem Sinne gesteuert ist, dass der dem Entladewiderstand parallel liegende Widerstand nach Beendigung eines Eingangssimpulses bei Andauern des Ausgangssignals der Kippstufe eingeschaltet wird.
Die Verwendung von Kippstufen ist bei einer Wechselstromimpulsempfangseinrichtung bekannt, die zur Signalisierung von Impulsreihen mit einer bestimmten Impulsfrequenz dient. Diese bekannte Einrichtung ist mit einem astabilen Multivibrator versehen, der bei Übereinstimmung seiner Kippfrequenz mit der empfangenen Impulsfrequenz mittels eines Relais im Zusammenwirken mit dem Impulsempfangsrelais das Signal auslöst. Diese Einrichtung weist alle Nachteile auf, die mit einer Relaissteuerung verbunden sind.
Die erfindungsgemässe Schaltung gestattet auch eine präzisere Einstellung der Schaltzeit, so dass die Dauer der Langimpulse verkürzt werden kann, was sich als besonders vorteilhaft für die Durchführung des Zeitmultiplexverfahrens erweist. Die Verwendung von Transistorkippstufen an Stelle von Relais ergibt den Vorteil eines geringeren Strombedarfes der Einrichtungen.
Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung eine Schaltung zur Unterscheidung von Impulsen verschiedener Längen für den Empfänger einer Fernsteueranlage dargestellt.
Die in bezug auf ihre Länge zu untersuchenden Impulse werden den Eingangsklemmen 1 und 2 einerKippstufe 1 zugeführt, die im wesentlichen aus den Transistoren 3 und 4 besteht. In der Ruhe-
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lage ist der Transistor 4 leitend, so dass am Punkt 5 (Ausgang der Kippstufe) praktisch, d. h. unter Vernachlässigung der Kollektorrestspannung die Emitterspannung Ue des Transistors liegt. An der Basis des Transistors 3 liegt über einen Widerstand 6 einespannung +Ub. die etwas positiver ist als die Emitterspannung Ue. Der Transistor 3 ist gesperrt, da an seiner Basis über einen aus den Widerstän- den 6 und 7 bestehenden Spannungsteiler eine Spannung liegt, die positiver ist als die Emitterspannung Ue.
Die an den Eingangsklemmen l, 2 eintreffenden Impulse werden am Kondensator 8 differenziert, wobei die durch die Differentiation gewonnene Spannung an einem in Serie mit einem Gleichrichter 9 zwischenEmitterundBasisdesTransistors 3 geschalteten Widerstand 10 auftritt. Der Gleich-
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zeitig negativ, so dass der Transistor 3 einen Strom führt, der an einem im Kollektorkreis liegenden Widerstand 11 eine Spannungsänderung hervorruft, die an einem Kondensator 12 eine Umladung be- wirkt, die sich über einen nachgeschalteten Widerstand 13 wieder ausgleicht. Der Kondensator 12 liegt mit einem Pol an der Basis des Transistors 4, der während des Umladevorganges gesperrt wird.
N ach Beendigung des Umladevorganges wirkt die Spannung am Punkt 5. der über einen Widerstand 14 an negativer Spannung liegt, über den Widerstand 7 auf die Basis des Transistors 3 in dem Sinne, dass dieser gesperrt wird, während der Transistor 4 leitend wird, womit der Ruhezustand wieder hergestellt ist. Die Dauer des Umladeprozesses ist durch die Kapazität des Kondensators 12 und im wesentlichen durch die Grösse des Widerstandes 13 gegeben.
Mit II ist ein Teil der Schaltungsanordnung bezeichnet, der zur fallweisen Parallelschaltung eines Widerstandes 15 zum Widerstand 13 dient, wodurch die Entladezeit des Kondensators 12 verkürzt wird. Dem Widerstand 15 ist ein Transistor 16 vorgeschaltet, dessen Basis an einen Anzapfpunkt eines aus den Widerständen 17, 18 und 19 bestehenden Spannungsteilers geschaltet ist. Der Transistor 16 ist nur dann durchgesteuert, wenn seine zwischen die Widerstände 18 und 19 geschaltete Basis eine negativeVorspannunggegenüber seinemEmitter erhält, der an derselben Spannung wie die Basis des Transistors 4 liegt.
Mit 20 und 21 sind zwei an die Anzapfstelle zwischen den Widerständen 17 und 18 geschaltete Gatterdioden bezeichnet, von denen die Diode 20 an den Punkt 5 und die Diode 21 über eine
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oben beschriebenen angesprochenen Zustand, tritt an der Basis des Transistors 4 ein starker positiver Spannungsstoss auf, den auch der Emitter des Transistors 16 erhält. Damit aber durchdiesenkurzzeitigen Spannungsstoss die Sperrspannung an der Basis des Transistors unwirksam wird, ist über einen Kondensator 23 und eine Diode 24 eine Verbindung zwischen Emitter und Basis hergestellt, über die der positive Spannungsstoss auch an die Basis gelangt, so dass der Transistor 16 hiebei nicht durchgesteuert wird.
Ein dritter Teil der erfindungsgemässen Schaltanordnung wird von einem Gatter III gebildet, das
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Diode 25 istandenKollektordesTransistors 3 geschaltet und die Diode 26 liegt an derEingangs- klemme 2. Der Ausgang des Gatters ist mit 28 bezeichnet ; dort tritt nur dann ein Signal als negativer Potentialsprung auf, wenn an beiden Dioden 25 und 26 eine Sperrspannung liegt.
Die Wirkungsweise dieser erfindungsgemässen Schaltanordnung ist im folgenden beschrieben :
Die ankommenden Impulse gelangen an die Eingangsklemme 2 und über die Umkehrstufe 22 mit entgegengesetztem Vorzeichen an die Diode 21. An der Eingangsklemme 2 liegt während der . Impulspausen positives Potential ; die Impulse selbst werden durch negative Potentialsprünge dargestellt.
Im Ruhezustand, also während einer Impulspause, liegt am Kollektor (Punkt 5) des leitenden Transistors 4 das positive Potential +Ue, während am Kollektor des Transistors 3 über den Widerstand 11 die negative Spannung -Ub liegt. Da am Punkt 5 das positive Potential +Ue liegt, ist der
Transistor 16 über die Diode 20 während der Impulspause gesperrt.
Wenn in der Eingangsklemme 2 ein Impuls von normaler Länge eintrifft, so wird die Kippstufe in der beschriebenen Weise gekippt, wobei der Transistor 3 leitend wird, so dass an seinem Kollektor po- sitives Potential auftritt, das das Gatter III über die Diode 25 sperrt. Das negative Potential an der Eingangsklemme 2 wird während der Impulsdauer über die Umkehrstufe 22 als positives Potential an die Diode 21 übertragen und bewirkt dort, dass der Transistor 16 gesperrt wird.
In der auf den Impuls folgenden Impulspause stellt sich an derEingangsklemme 2 wieder einposi- tives Potential ein, das über die Umkehrstufe 22 als negatives Potential an die Diode 21 übertragen
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wird. Da zugleich auch der Punkt 5, an den die Diode 21 geschaltet ist, negatives Potential auf- weist, wird über den Widerstand 18 auch die Basis des Transistors 16 negativ. Über den nunmehr leitenden Transistor 16 und den Widerstand 15 entlädt sich der Kondensator 12 in wesentlich kür- zerer Zeit als über den Widerstand 13 allein, da der Widerstand 15 wesentlich kleiner ist als der
Widerstand 13. Ist der Kondensator 12 so weit entladen, dass die Basis des Transistors 4 wieder eine negative Vorspannung erhält, kippt die Kippschaltung wieder in ihre Ruhelage.
Im Ruhezustand erhält der Punkt 5 über den nunmehr wieder leitenden Transistor 4 positives Potential, das über die Diode 20 als Sperrpotential an die Basis des Transistors 16 gelangt und diesen sperrt. Durch das po- sitive Eingangspotential wird auch das Gatter III gesperrt.
Wenn jedoch ein Impuls von grösserer Impulsdauer empfangen wird als der Zeitkonstanten der dar- gestellten monostabilenKippschaltung I, nämlich der Zeitkonstanten der Entladung des Kondensators 12 über den Widerstand 13 entspricht, so tritt der Ruhezustand der Kippschaltung noch vor Beendigung des Impulses ein. Hiebei erhält da ? Gatter III sowohl vom Kollektor des Transistors 3 über die Diode 25 als auch von der Eingangsklemme 2 über die Diode 26 negatives Potential, so dass auch der Ausgang
28 des Gatters III negativ wird, was als Kriterium für das Auftreten eines Langimpulses w & iter ausge- wertet wird.
Nach Beendigung des Impulses tritt an der Eingangsklemme 2 wieder positives Potential auf, das über die Diode 26 auf den Gatterausgang 28 sperrend wirkt, womit der Ausgangszustand wieder hergestellt ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur Unterscheidung von Gleichstromimpulsen verschiedener Längen, insbesondere für Zwecke der Fernmess- oder Fernwirktechnik, bei welcher Anordnung der mit den ankommenden Impulsen beaufschlagte Eingang einerseits an eine Kippstufe mit einem durch einen Schaltstromkreis in seiner Eigenzeit veränderbaren Kondensatorentladestromkreis und anderseits an eine Koinzidenzschaltung angeschlossen ist, die eingangsseitig ausserdem mit dem Ausgang der Kippstufe verbunden ist, wodurch das Ausgangssignal der Kippstufe von der Übereinstimmung bzw.
Nichtübereinstimmung der Länge einerseits derEingangsimpulse und anderseits der von derKippstufe gelieferten Impulse abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippstufe als monostabile Kippstufe (I) ausgebildet ist, deren in seinerEigenzeitveränderbarerKondensatorentladestromkreis (ll, 12,13, 15) einen in Abhängigkeit vom Schaltstromkreis (16) dem Entladewiderstand (13) parallel schaltbaren Widerstand (15) geringeren Widerstandswertes aufweist, wobei der Schaltstromkreis (16) durch eine einerseits an die Kippstufe (I) und anderseits an den von den ankommenden Impulsen beaufschlagten Eingang (2) angeschlossene Gatterschaltung (20,21) in dem Sinne gesteuert ist, dass der dem Entladewiderstand (13) parallel liegende Widerstand (15)
nach Beendigung eines Eingangsimpulses bei Andauern des Ausgangssignals der Kippstufe (I) eingeschaltet wird.