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Schaltungsanordnung zur Überwachung binärer Entschlüsselungsmatrices, besonders logischer UND-Verknüpfungen
Für die Entschlüsselung der bei einem Dualzähler auftretenden Schaltzustände zum Zwecke der Umsetzung dieser Schaltzustände in ein anderes Zahlensystem (z. B. Dezimal- oder Oktal-System usw.) werden Diodennetzwerke verwendet, mit deren Hilfe eine logische UND-Verknüpfung der an den einzelnen Ausgängen der Binärstufen auftretenden Potentiale ausgeführt wird.
DieAusgangspotentiale der UND-Verknüpfungen werden dann je nach Verwendungszweck der Anordnung weiter verarbeitet.
Eine vielfach störende Tatsache bei derartigen Entschlüsselungsschaltungen, die im allgemeinen aus dem jeweiligen Zweck angepassten Diodennetzwerken bestehen, ist die, dass das Netzwerk falsche Aussagen liefert, wenn ein der Dioden, die Bestandteil der Verknüpfungsschaltung ist, ausfällt oder wenn ein Eingang eines solchen UND-Gatters unterbrochen ist. Es treten in diesem Falle neben den richtigen auch falsche L-Signale am Ausgang der Schaltung auf.
Ein solcher Ausfall ist dann nicht kritisch, wenn die dadurch entstehende falsche Aussage leicht als solche erkannt wird oder wenn es sich um Anlagen handelt, bei deren Einsatz Defekte dieser Art in Kauf genommen werden können.
Bedenklicher erscheinen jedoch solche Anwendungen, bei denen industrielle Prozesse gesteuert werden und bei denen der Defekt eines nach den genannten Prinzipien arbeitenden Anlagenteiles zu ernsthaften Störungen an der gesteuerten Anlage oder gar zu Personenschäden führen kann. In solchen Fällen wird meist die Forderung bestehen, dass es im Falle eines Defektes der Steueranlage allenfalls zum Stillstand der gesteuerten Anlage nicht aber zu Fehlschaltungen kommen darf.
Ein Beispiel dafür ist die Fernsteuerung oder Datenübertragung mit Hilfe von Zeitmultiplexsystemen, deren wesentliche Bestandteile entsprechend entschlüsselt Dualzähler bilden.
Bei Dualnetzwerken bzw. bei zwei gleichlaufenden Zählketten sind Schaltungsanordnungen zur Kontrolle bekannt, bei denen die in jedem Zeitpunkt übereinstimmenden Potentialpunkte der Zählketten über geeignete Entkopplungsglieder auf eine Sammelschiene geschaltet sind und eine Prüfschaltung bei Abweichung des im störungsfreien Zustand herrschenden Potential reagiert. Voraussetzung dieser Kontrollanordnung ist jedoch, dass entweder dauernd gleichbleibende Potentiale auf die Sammelschiene geschaltet sind oder die periodisch wiederholende Potentialfolge der einen Zählkette mit der synchron laufenden Potentialfolge der andern Zählkette zusammengeschaltet sind, so dass ebenfalls auf der Sammelschiene ein gleichbleibendes Potential herrscht. Handelt es sich jedoch um eine undefinierte Anzahl und Folge von Potentialänderungen am Ausgang eines Netzwerkes, z.
B. an allen Ausgängen einer Diodenmatrix, die am Ende eines Übertragungsweges von binären Informationen liegt, ist diese Anordnung nicht geeignet.
Der Erfindung untersteht die Aufgabe, bei Störungen oder Defekten an den Diodennetzwerken des
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Gebers, an denen des Empfängers sowie des Übertragungsweges eines Zeitmultiplexübertragungssystems mittels einer auf Potentialabweichungen reagierenden Prüfschaltung ein Fehlersignal zu bilden, das zur Signalisierung des Fehlers oder zur Abschaltung benutzt wird.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Sammelschiene, die am Eingang der Prüfschaltung liegt, ausser sämtlichen Ausgängen der Entschlüsselungsmatrix, die über gleiche Entkopplungsglieder aufgeschaltet sind, noch die zeitgeschachtelten Primärinformationen aller Übertragungskanäle in solcher Grösse und Polarität aufgeschaltet sind, dass durch Kompensation im störungsfreien Betrieb zu jederzeit ein gleichbleibendes Sammelschienenpotential herrscht. Dieses Potential wird nunmehr mit der Prüfschaltung überwacht und bewirkt bei Abweichung eine Fehlersignalisierung bzw. Abschaltung der Anlage.
Um auch den Kommandogeber auf der Sendeseite und den Übertragungsweg zu überwachen, ist gemäss der Erfindung weiterhin vorgesehen, dass auf die Sammeslchiene nur Ausgänge der Entschlüsselungsmatrix geschaltet sind, für deren zugeordnete Kanäle im Impulsrahmen eine Belegung mit Signalen auf der Geberseite vorgesehen ist.
Gelangt jetzt durch Störungen in einem nicht für Signale vorgesehenen Kanal der zeitgeschachtelten Informationssignale ein Impuls auf die Sammelschiene, so wird dieser, da der zugeordnete Ausgang der Entschlüsselungsmatrix nicht an der Sammelschiene liegt, nicht kompensiert ; es tritt eine Potentialabweichung auf und die Überwachungseinrichtung bewirkt eine Fehleranzeige bzw. Abschaltung der Anlage.
Die Erfindung wird im nachstehenden A usführungsbeispiel an Hand von zwei Zeichnungen näher erläutert.
Das Prinzip der Anordnung geht aus Fig. 1 hervor. Es ist angenommen, dass bei einer beliebigen Zahl von Ausgängen zu einer bestimmten Zeit nur einer ein L-Signal, alle andern dagegen ein 0-Signal führen. Das aus Diode 1 und Widerstand 2 bestehende Sperrglied, das an jeden der Ausgänge angeschlossen ist, bringt das L-Signal eines beliebigen Ausganges auf eine Sammelschiene 3, deren Potential durch die Grössen der Widerstände 2 und 4 bestimmt ist.
Tritt einer der beschriebenen Defekte ein, führen mehr als ein Ausgang L-Signale. Dadurch verschiebt sich das Potential der Sammelschiene 3. Aufgabe der Überwachungsschaltung 5 ist es, solche Potentialabweichungen zu signalisieren. Bei der Anwendung derartiger Zählschaltungen in ZeitmultiplexSystemen kann das angegebene Prinzip gemäss Fig. 2 erweitert werden. Die aus L/O-Signalen bestehenden zeitgeschachtelten Informationsimpulse werden über einen Balancewiderstand 6 auf die Sammelschiene 7 geschaltet und mit den aus der Zählschaltung Fl, Fz und F3 abgeleiteten und in der Entschlüsselungsmatrix 8 mit den Informationsimpulsen verknüpften Ausgangsimpulsen verglichen. So liefert die nachgeschaltete Überwachungseinrichtung an ihrem Ausgang im Betriebsfall ein O-Signal und im Störungsfall ein L-Signal.
Folgende Fälle werden aufgeführt :
1. Die zeitgeschachtelte Information führt 0-Signal, kein Ausgang der Entschlüsselung führt L-Sinal (Betriebsfall A) ; Aussage : 0.
2. Die zeitgeschachtelte Information führt L-Signal, ein Ausgang der Entschlüsselung führt L-Signal (Betriebsfall B) : Aussage : 0.
3. Die zeitgeschachtelte Information führt L-Signal, mehr als ein Ausgang führt L-Signal (Störungsfall A, z. B. bei Ausfall von Verknüpfungselementen) ; Aussage : L.
4. Die zeitgeschachtelte Information führt L-Signal, kein Ausgang der Entschlüsselung führt L-Signal (Störungsfall B, z. B. Vorhandensein falscher oder durch Störungen im Übertragungsweg vorgetäuschter Informationen in normalerweise nicht benutzten Zeitkanälen bzw. Ausfall der Synchronisation des Systems) ; Aussage : L.
5. Die zeitgeschachtelte Information führt 0-Signal, ein oder mehrere Ausgänge der Entschlüsselung führen L-Signal (Störungsfall C, z. B. bei Ausfall von Verknüpfungselementen) ; Aussage : L.
Bei der Überwachungseinrichtung handelt es sich um eine Verstärkerschaltung, die an ihrem Ausgang ein L-Signal (negativer Spannungssprung) liefert, wenn das Ruhepotential der Sammelschiene 1 bestimmte Spannungswerte über- oder unterschreitet.
Im Ruhezustand der Schaltung ist der Transistor 9 gesperrt, während die Transistoren 10 und 11 Strom führen. Der am Ausgang der Schaltung auftretende Spannungswert ist nahezu 0 V. Dieser Zustand bleibt im Betriebsfall A erhalten, bei dem kein L-Signal über die Sperrglieder 12 gelangt und auch kein Informationsimpuls über den Balancewiderstand 6 eingekoppelt wird. Analog verhält sich die Schaltung im Betriebsfall B bei dem zwar ein Ausgang der Entschlüsselung über eines der Sperrglieder 12 ein L-Signal auf die Sammelschiene 7 aufschaltet, aber gleichzeitig ein gegenpoliger In-
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formationsimpuls über den Balancewiderstand 6 auf die Sammelschiene 7 gekoppelt wird. Dadurch tritt eine Kompensation ein, die das Ruhepotential der Sammelschiene 7 nicht verschiebt.
Im Störungsfall A werden mehr als ein L-Signal über mehrere Sperrglieder 12 auf die Sammelschiene 7 gekoppelt. In diesem Falle wird durch den gegenpoligen Informationsimpuls keine Kompensation erreicht, es überwiegt das netative Potential. In diesem Falle wird der Transistor 10 des emittergekoppelten Verstärkers (Transistor 9 und 10) gesperrt und über die Diode 13 gelangt der dadurch entstehende negative Spannungssprung auf den Ausgang.
Im Störungsfall B gelangt nur der positive Informationsimpuls auf die Sammelschiene 7, während kein L-Signal über die Sperrglieder 12 eine Kompensation herbeiführt, es überwiegt das positive Potantial. Dadurch wird der Transistor 11 gesperrt. Der an seinem Kollektor auftretende negative Spannungssprung wird über die Diode 14 an den Ausgang geleitet.
Im Störungsfall C verhält sich die Schaltung wie im Störungsfall A, da das Potential der Sammelschiene stark nach negativen Werten hin verschoben wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur Überwachung von Entschlüsselungsmatrices in Zeitmultiplex-Systemen, die die binäre Information eines oder mehrerer Kanäle eines Impulsrahmens in die binäre Information an den zugeordneten Ausgängen der Entschlüsselungsmatrix umsetzen mittels einer auf Potentialabweichungen reagierendensignalauslösendenPrüfschaltung, dadurch gekennzeichnet, dass einer Sammelschiene, die am Eingang der Prüfschaltung liegt, ausser sämtlichen Ausgängen der Entschlüsselungsmatrix, die über gleiche Entkopplungsglieder aufgeschaltet sind, auch die zeitgeschachtelten Binärinformationen aller Übertragungskanäle des Impulsrahmens in solcher Grösse und Polarität aufgeschaltet sind, dass durch Kompensation im störungsfreien Betrieb zu jeder Zeit ein gleichbleibendes Sammelschienenpotential herrscht.