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Schaltungsanordnung für eine aus Relais gebildete Untersetzerstufe
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine aus Relais gebildete Untersetzerstufe für binäre Zählketten, bestehend aus einer bistabilen Relaisanordnung mit nur einem einzigen Relais welches über einen Impulskontakt durch den Entladestrom eines bipolaren Kondensators betätigbar ist wobei im Ladestromkreis dieses Kondensators zumindest ein Umschaltekontakt des Relais angeordnet ist.
Bekannt sind solche Einrichtungen unter dem Begriff :"Bistabile Kippstufe". Ein als Taktgeber wirkender Impulskontakt steuert mechanische oder elektrische Einrichtungen derart, dass die eingegebenen Taktimpulse mit verdoppelter Taktzeit weitergegeben werden, d. h. eine Halbierung der Taktfrequenz erfolgt.
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Beleuchtungskörper od. dgl. verwendet wird.
Elektronische Einrichtungen lösen die Aufgabe mit Halbleitern in modernen Anordnungen für hohe Taktgeschwindigkeiten.
Bei niedrigen Taktgeschwindigkeiten gibt es eine Vielzahl von elektrischen Schaltungsanordnungen mit Relais und da wieder insbesondere mit 2 Relais, wobei diese Relais mit je einer oder zwei Wicklungen und den für die innere Steuerung erforderlichen Kontakten ausgerüstet sind. Weiters ist bei den mit zwei Relais ausgerüsteten Zählkettenstufen der für die Eingabe des Zähltaktes dienende Impulskontakt entweder als Schliess- oder als Umschaltekontakt ausgeführt.
Die bekannteste Anwendung einer solchen aus zwei Relais bestehenden Zählkettenstufe wird in Fernsprechnebenstellenanlagen für den Rückfrageverkehr verwendet, wobei durch einen ersten vorübergehenden Tastendruck an der Sprechstelle die Rückfrage eingeleitet und durch einen darauf folgenden zweiten kurzen Tastendruck wieder aufgehoben wird. Es wird also durch zwei aufeinanderfolgende Befehlsimpulse eine einmalige Wirkung erzielt.
Bei allen bekannten Lösungen mit zwei Relais wird eine Zwischenspeicherung des ersten Tastimpulses bewirkt und in der als Untersetzer wirkenden Zählstufe eine solche vorbereitende Umschaltung vorgenommen, dass der darauf folgende zweite eingegebene Taktimpuls die Aufhebung und Rückstellung der Speicherung bewirkt. Die Untersetzerstufe wirkt somit als bistabile Kippstufe.
Darüber hinaus ist durch die deutsche Auslegeschrift 1004242 eine Taktrelaisschaltung bekannt, welche nur ein einziges Relais aufweist. Bei dieser bekannten Schaltung wird der Kondensator nur einpolig umgeschaltet. Nachteilig ist hiebei, dass dieser Kondensator nicht auf die volle Betriebsspannung aufgeladen wird, da in seinem Ladestromkreis eine Haltewicklung des Relais liegt, bzw. dass Ladung und Entladung mit unterschiedlichen Strommengen erfolgen. Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden.
Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass die beiden Pole des Kondensators entweder unmittelbar oder ausschliesslich über einen Widerstand zu einer als Kommutierungsschaltung
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über einen Widerstand zu einer als Kommutierungsschaltung ausgeführten Anordnung zweier Umschaltkontakte des Relais geführt sind, so dass der Kondensator in beiden Schaltstellungen der Kommutierungsschaltung, auf die volle Betriebsspannung, jeweils einer Polarität, aufgeladen wird.
Weiters kann das Relais mit einer Haltewicklung ausgestattet sein, oder Haftcharakteristik haben, wodurch das Relais seine zuletzt eingenommene Wirklage auch während der dem Entladestromstoss folgenden Impulspause beibehält.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Anordnung wird nachstehend an Hand der Beispiele nach den Fig. l bis 5 näher erläutert.
Die grundsätzliche Wirkung der Anordnung zeigt die Fig. l zusammen mit der Funktionsfolge im Diagramm der Fig. 6.
Im Ruhezustand werden die beiden Kondensatoren--C1/C2--in der einen Polrichtung über den Ladewiderstand-LWi-aufgeladen.
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stand SWi-Minus. Beim Takt 1 schliesst der Impulskontakt ik, so dass sich die Kondensatoren entladen und das Relais--R--zum Anziehen bringen, da dessen Erregerwicklung--RI--in der Richtung 1 nach 2 magnetisiert wird.
Stromlauf 2 : Kond. Cl/C2 (Plusladung)-Kontakt ik-Wicklung RI (1-2)-Kond. C2/C1 (Minusladung).
Das Relais--R--betätigt seine beiden Umschaltekontakte--rl und r2--, welche umschalten und die Haltewicklung--RII-einschalten, so dass dieselbe in der Richtung 3 nach 4, also im gleichen Sinn zur Erregerwicklung--RI--magnetisiert wird, wodurch das Relais--R--dann auch in der Impulspause, das ist im Takt 2 bei offenem Impulskontakt--ik--weiterhält.
Stromlauf 3 : Plus-Kontakt rl (umgeschaltet)-Wicklung RII (3-4)-Widerstand SWi-Minus.
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entgegengesetzten Polarität aufgeladen werden.
Die in den Taktpausen (Takt 2 bzw. 4) eintretenden Aufladungen der Kondensatoren mit in der Polung verschiedenen Richtungen, kennzeichnen daher die jeweiligen Wirklage (Arbeit, Ruhe) des die Untersetzerstufe bildenden einzigen Relais.
Die in den Fig. l bis 3 gezeigten Schaltungsanordnungen enthalten ein neutrales Relais mit 2 Wicklungen, wobei die Wicklung--RI--als Erregerwicklung dient und unter dem Einfluss der Kondensatorentladung stehend das Anziehen des Relais bewirkt und die Wicklung--RII--als Haltewicklung dient.
Die Fig. 4 und 5 zeigen Schaltungsanordnungen, bei denen das Relais als Haftrelais ausgebildet ist.
In allen Beispielen nach den Fig. l bis 5 bilden die beiden in Serie gegeneinander geschalteten unpolaren Kondensatoren --Cl, C2-- gleicher Kapazität je einen bipolaren Kondensator, der also in dem einen oder entgegengesetzt andern Polungssinn aufgeladen werden kann und daher auch die Anwendung von Elektrolytkondensatoren ermöglicht. Die Relais weisen bei allen Ausführungsbeispielen jeweils 2 Umschaltekontakte (--rl, r2, bzw. hl, H2--) für die innere Steuerung, insbesonders für Polumkehr bei der Ladung der Kondensatoren--Cl, C2--auf.
Die Fig. l und 4 zeigen Anordnungen bei welchen der die Taktimpulse gebende Impulskontakt
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entfallen kann, so dass die Aufladung der Kondensatoren rasch erfolgt und daher die Taktfrequenz sehr hoch sein kann.
In der Fig. l ist im Ruhezustand die Haltewicklung--RII--kurzgeschlossen und wirkt daher beim Anziehen des Relais--R--anzugverzögernd, wodurch unter Umständen die Taktgeschwindigkeit vermindert werden muss. Um diese Anzugsverzögerung zu vermeiden zeigt die Fig. 2 einen zusätzlichen Schliesskontakt--r3--bzw. ist in Fig. 3 eine entsprechend gepolte Diode-Gl--
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im Haltekreis der Wicklung-RII-vorgesehen, wodurch diese Anzugsverzögerung des Relais --R-- vermieden wird.
Schliesslich zeigt die Fig. 5 noch eine Vorkehrung im Kreis der Erregerwicklung des Haftrelais --H--. Die dort vorgesehene Diode-Gl-bewirkt eine kräftige Magnetisierung beim Ansprechen des Haftrelais-H-durch die Entladung der Kondensatoren--C1/C2-in dem einen Polungssinn.
Für die Rückstellung des angezogenen Haftrelais-H-wird über den Abwerfwiderstand-AWi- das Relais-H-im Gegensinn schwächer erregt bei der Entladung der entgegengesetzt geladenen Kondensatoren. Es sind daher die unterschiedlichen Betriebsbedingungen für das Haftrelais-Herfüllt.
In der Fig. 3 ist zusätzlich gezeigt wie die beiden Wirkstellungen des Relais-R-optisch angezeigt werden können, wobei die Lampe-LA-in der Arbeitsstellung und die Lampe-LR- in der Ruhestellung des Relais leuchten und wobei die für die innere Steuerung vorhandenen Relaiskontakte mitverwendet werden.
Die Fig. 6 zeigt das Zeitfolge-Funktions-Diagramm für den taktgebenden Impulskontakt-ik-- und das Relais-R bzw. H--.
Vorteilhaft bei der beschriebenen Schaltung ist die symmetrische Betriebsweise bei Ladung und Entladung und die Einfachheit bei grosser Funktionssicherheit.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung für eine aus Relais gebildete Untersetzerstufe für binäre Zählketten, bestehend aus einer bistabilen Relaisanordnung mit nur einem einzigen Relais welches über einen Impulskontakt durch den Entladestrom eines bipolaren Kondensators betätigbar ist wobei im Ladestromkreis dieses Kondensators zumindest ein Umschaltekontakt des Relais angeordnet ist,
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ausschliesslich über einen Widerstand (LWi) zu einer als Kommutierungsschaltung ausgeführten Anordnung zweier Umschaltkontakte (rl, r2) des Relais (R) geführt sind, so dass der Kondensator (C1, C2) in beiden Schaltstellungen der Kommutierungsschaltung, auf die volle Betriebsspannung, jeweils einer Polarität, aufgeladen wird.
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