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Schaltungsanordnung zum Umwandeln einer eine Information wiedergebenden
Impulsfolge in eine Schrittfolge Für die Übertragung von Informationen ist häufig
die Aufgabe gegeben, eine Impulsfolge, bei der die Anwesenheit der Impulse innerhalb
eines Impulsrasters die Information »1« und das Fehlen eines Impulses in dem Raster
die Information »0« oder umgekehrt wiedergibt, in eine -Schrittfolge umzuwandeln,
da diese Schrittfolge günstiger, d. h. zum Beispiel mit weniger Bandbreite, übertragen
werden kann.
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Insbesondere bei der Mildung von Informationen, die beispielsweise
auch aus einzelnen Elementen einer Vielzahl von zeitlich nach dem Zeitmultiplexverfahren
ineinandergeschachtelten Informationen bestehen können, werden die einzelnen Informationselemente
in vielen Fällen durch die Anwesenheit bzw. das Fehlen eines Impulses dargestellt.
Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn eine Mehrzahl von Kontaktstellungen
oder Speichergliedern abgefragt wird, die bei dem Abfragevorgang nur einen kurzzeitigen
Ausgangsimpuls abzugeben in der Lage sind.
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Aus diesen Ausführungen ergibt sich, daß die genannte Aufgabe im besonderen
in Fernüberwachungsanlagen auftritt, bei denen an eine Zentrale Meldungen von fernen
Stellen, z. B. von unbemannten Kraftwerken, geliefert werden sollen oder der Zustand
von den von der Zentrale zu betätigenden Einrichtungen od. dgl. angezeigt werden
soll. Dies geschieht gemäß einem vorgeschlagenen Verfahren vorteilhaft dadurch,
daß die einzelnen Kontaktstellungen zyklisch nach dem in der Telegrafentechnik bekannten
Zeitmultiplexverfahren abgefragt werden. Für die Umwandlung der Impulsfolge, bei
der die beiden möglichen Informationselemente »1« oder »0« durch die Anwesenheit
bzw. Abwesenheit eines Impulses dargestellt werden, in eine Schrittfolge wird eine
Ausgangsschaltung benutzt, die als bistabiles Glied in der Lage ist, zwischen zwei
Steuerverfahren einen definierten Zustand anzunehmen und zu behalten, um hierdurch
auf die Übertragungsleitung ein eindeutiges Ausgangskriterium abzugeben. Ein derartiges
bistabiles Glied kann z. B. aus einer bistabilen Kippstufe bestehen, der, sofern
über die Übertragungsleitung Doppelstromzeichen gegeben werden sollen, eine entsprechende
Ausgangsschaltung, z. B. auch in Form eines Telegrafenre@lais oder einer elektronischen
Doppelstromschaltung, nachzuordnen ist. Eine derartige bistabile Schaltung muß je
nachdem, ob sie in die eine oder andere stabile Lage übergeführt werden soll, über
eine von zwei Ansteuerleitungen mit einem Impuls angesteuert werden. Die ursprünglich
vorhandene Impulsfolge, bei der für die Informationselemente jeweils die Impulse
fehlen, eignet sich nicht unmittelbar für die Ansteuerung, da sie nur Impulse für
eine Art der Informationselemente, nämlich das Informationselement » 1 «, enthält.
Ein Rückstellen der Ausgangskippschaltung entsprechend dem Informationselement »Q«
kann mit dieser Impulsfolge nicht erreicht werden.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung, mit der die
Ansteuerimpulse für eine derartige bistabile Ausgangsschaltung in besonders einfacher
Weise erzeugt werden können. Die Schaltungsanordnung ist hierbei so ausgebildet,
daß entsprechend der umzusetzenden Impulsfolge auf zwei Ansteuerleitungen für die
bistabile Ausgangsschaltung Impulsfolgen entstehen, die zueinander komplementär
sind. Allgemein ausgedrückt bezieht sich somit die Schaltungsanordnung nach der
Erfindung auf die Erzeugung einer komplementären Impulsfolge zu einer gegebenen
Impulsfolge. Die komplementäre Impulsfolge kann dann unmittelbar jeweils zum Zurückstellen
der Ausgangskippschaltung in den dem Informationselement »Q« zugeordneten Zustand
verwendet werden.
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Die Schaltungsanordnung zum Umwandeln einer eine Information wiedergebenden
Impulsfolge in eine Schrittfolge durch Erzeugen der komplementären Impulsfolge zur
Steuerung einer Ausgangsschaltung ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß zum Erzeugen der Impulsfolgen (komplementäre Impulsfolgen) auf zwei Ansteuerleitungen
insgesamt drei Magnetkerne mit zumindest angenähert rechteckiger Hystereseschleife
vorgesehen sind, von denen in zwei die umzusetzende Impulsfolge eingespeichert wird,
wobei einer dieser zwei und der dritte Magnetkern gemeinsam durch einen Taktpuls
abgefragt werden. Ist ein Informationselement »1« eingespeichert worden, wird von
dem ersten Magnetkern, ein Impuls auf die eine Ausgangsleitung gegeben. Nur wenn
bei einer Information »0« der »0d«-Impulsfolge keine Information eingespeichert
wird, ist der zweite Magnetkern
nicht gesperrt, und ein Ausgangsimpuls.
des dritten, durch eine Vormagnetisierung in einem definierten Ausgangszustand gehaltenen
Magnetkernes wird übCr die andere Ausgangsleitung an die Ausgangsschaltung «eitergegeben.
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Die neuartige Schaltungsanordnung ist somit aus drei :Magnetkernen
mit rechteckiger Hvstereseschleife aufgebaut, wovon je einer zur Abgabe der für
die Umsteuerung derAusgangskippschaltungnotwendigen Impulse bestimmt ist. Diese
Impulse treten auf, wenn ein Kern von der einen in die andere Lage umgesteuert wird.
Einer der Kerne wird über die umzusetzende Impulsfolge eingestellt, und der andere
ist durch eine -'ormagnetisierungswicklung in eine definierte Ausgangslage gebracht.
Durch paralleles Abfragen beider Kerne mit einem Taktpuls wird also von dem ersten
Kern immer dann ein Ausgangsimpuls abgegeben, wenn durch die vorangegangene Einspeicherung
eines Impulses, was dem Informationselement »1« entspricht, dieser Kern eingestellt
war. Der andere Kern gibt bei jedem Abfragevorgang einen Ausgangsimpuls ab. Diese
Ausgangsimpulse werden mit Hilfe eines weiteren Kernes dann nicht weitergegeben,
wenn in dem ersten Kern die Information » 1 « eingespeichert wurde. Der dritte Kern
dient somit lediglich als steuerbarer Schalter, der immer dann die Abgabe des Ausgangsimpulses
auf die Ko@mplementleitung verhindert, wenn über die Originalleitung ein Impuls
gegeben wird.
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Einzelheiten der Erfindung sowie deren Vorteile ,werden an Hand der
Zeichnung im folgenden erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Schaltungsausführung und
Fig.2 einen dazugehörigen Impulsplan.
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Die einzelnen Zeilen des Impulsplanes sind mit Ziffern versehen, die
in die Schaltungsausführung nach Fig. 1 ebenfalls eingezeichnet sind. Sie geben
jeweils die Potentialverhältnisse auf den den Ziffern zugeordneten Leitungen wieder.
Die Schaltung enthält die Magnetkerne .Il bis :113. 'Über den Eingang A wird die
umzusetzende Impulsfolge, und über den Eingang B eine Taktimpulsfolge zugeführt.
Die Taktimpulsfolge hat die gleiche Frequenz wie die umzusetzende Impulsfolge. Die
Taktimpulse sind jedoch gegenüber den Impulsen der umzusetzenden Impulsfolge um
180° in der Phase verschoben. Über den Eingang C wird ein Taktpuls zugeführt, der
synchron mit der umzusetzenden Impulsfolge ist.
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Außerdem ist in der Schaltung eine bistabile Ausgangsschaltung Z''
vorgesehen. Diese Ausgangsschaltung soll voraussetzungsgemäß über die Leitungen
a (5) und b (6) angesteuert werden. In diesen Leitungen sind Verstärkerelemente
in Form der Transistoren Tsl und Ts2 angeordnet. Die dargestellte Schaltung arbeitet
folgendermaßen: Die Kerne 111 und 112 haben zunächst die Remanenzlage +Br und werden
von einer »1« innerhalb der umzusetzenden Impulsfolge (vgl. Zeile 1 der Fig. 2)
über die Wicklungen Z1711 und W21 in die negative Remanenzlage -Br gebracht (vgl.
Zeile 3 und 4 der Fig. 2). An der Wicklung b1% 13 entsteht durch das Einspeichern
ein positiver Impuls, der den Transistor Ts1 sperrt und daher unwirksam bleibt.
Der Wicklungssinn von W 22, der Ausgangswicklung von 312, ist so gewählt, daß ein
vom Kern 1I3 kommender negativer Impuls den Kern 1112 in Richtung der positiven
Remanenzlage +Br magnetisiert. Eine Flußänderung im entgegengesetzten Sinne, wie
sie beim Rückstellen des ':Magnetkernes :1T2 in die negative Remanenzlage -Br auftritt,
erzeugt deshalb in der Wicklung W22 ebenfalls einen negativen Impuls, der den Transistor
Ts2 bei Überschreiten einer gewissen, durch die Vorspannung im Emitterkreis gegebenen
Reizschwelle öffnet. Mit der Taktphase 0° wird an der Kombination C 1 R 1 eine Gegenspannung
gebildet (8), die den Rückstellimpuls an der Wicklung W22 so weit kompensiert, daß
der Transistor Ts2 gesperrt bleibt. Die Zeitkonstante von C 1 R 1 soll in der Größenordnung
der Impulslänge an der Wicklung W22 (etwa 10,s) liegen.
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Der nächstfolgende erste Impuls der Taktphase 180° (2) kippt den Magnetkern
11.11 über die Wicklung W12 nach dem positiven Remanenzzustand -@Br und gibt jetzt
einen negativen Impuls an den Transistor Tsl. Dieser wird damit geöffnet und der
Doppelstromschalter, dessen Ausgangspolarität, willkürlich angenommen, negativ sei,
mit einem verstärkten Impuls über die Leitung a(5) auf die positive Seite umgekippt.
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In Serie mit der Wicklung W12 liegt die Wicklung W31, so daß über
den Magnetkern I73, der seine Ruhelage durch entsprechende Vormagnetisierung über
die Wicklung W 32 auf dem negativen Ast der Hy stereseschleife hat, mit der Taktphase
180' auch gleichzeitig ein negativer Impuls an den Magnetkern j112 gegeben wird.
Die Wicklungen PV33 und ll'22 sind so dimensioniert, daß der Magnetkern :1#I2 (unter
Berücksichtigung der ungünstigsten Toleranzverhältnisse der Kernkennwerte) gerade
bis +Br ummagnetisiert wird (4). In der Wicklung W22 kann daher nur der während
der Ummagnetisierungszeit auftretende Stufenstrom fließen, dessen Spannungsabfall
an dem Widerstand R2 nicht ausreicht, um den Transistor Ts 2 zu öffnen.
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Die nächste »1« der »0i1«-Impulsfolge holt die Magnetkerne 1L11 und
M2 nach der negativen Remanenzlage -Br zurück. Der zweite Impuls der Taktphase 180°
löst wieder die gleichen Schaltvorgänge wie oben beschrieben aus. Der Ausgangsschalter
erhält einen weiteren Impuls und verbleibt in der vorher eingenommenen Lage.
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Kommt nun eine »0« in der »O1 «-Impulsfolge, bleiben die Magnetkerne
M 1 und 1I2 in der positiven Remanenzlage +Br. Der dritte Impuls der Taktphase 180°
erzeugt daher an der Wicklung TV13 nur einen der Neigung der Sättigungskurve der
magnetischen Induktion entsprechenden Störimpuls, der den Transistor Ts 1 gesperrt
läßt. Für den zur gleichen Zeit vom Magnetkern 1t13 abgegebenen Impuls ist nun die
Wicklung W22 niederohmig. Über die Basis des Transistors Ts2 wird infolgedessen
ein hoher Impulsstrom gezogen. Der Transistor Ts2 wird geöffnet und der Ausgang
mit einem verstärkten Impuls über die Leitung b (6) auf Minuspolarität geschaltet.
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Die beiden auf den Leitungen a und b gebildeten »Ol«-Impulsfolgen
sind zueinander komplementär und insgesamt gegenüber der ursprünglichen »01«-Impulsfolge
um einen halben Taktabstand verzögert. Das Taktraster der Schrittfolge am Ausgang
entspricht der Taktfrequenz der »01«-Impulsfolge, so daß jeder Schritt, gleichgültig,
ob er von einer »0,« oder »1« herrührt, die Länge eines Taktimpulsabstandes hat.
Dadurch, daß jedes Informationselement »1« oder »0« durch eine Impulsleitung 5 bzw.
6 belegt ist, ist die Übertragungssicherheit bei mehreren hintereinanderfolgenden
rnformationselernenten gleicher Art gegenüber Störungen in der Schaltung besonders
groß.
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Die Schaltung läßt sich auch ohne Zuhilfenahme der Taktphase 0° für
die Kompensation des Rückstellimpulses realisieren (C181 entfällt dann). Durch
entsprechendes
Dimensionieren der Wicklungen W33 und W22 können die Störimpulse auf die gleiche
Größe heruntergebracht werden wie der beim jeweils ersten Zählimpuls mit der Taktphase
180° entstehende Spannungsimpuls an R2. Allerdings wird dadurch der Arbeitsbereich
der Schaltung eingeengt, da das Nutzzu-Störimpuls-Verhältnis am Transistor Ts2 verringert
wird.