DE1185226B

DE1185226B - Zaehlkette aus elektronischen Schalteinheiten

Info

Publication number: DE1185226B
Application number: DEST20863A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Kuehl
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1963-07-16
Filing date: 1963-07-16
Publication date: 1965-01-14
Also published as: US3280343A; CH422060A; NL6408100A; GB1033360A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Internat. Kl.: H 03 k

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KL:

Nummer:
Aktenzeich^
Anmeldetag:
Auslegetag:

21 al-36/22

St 20863 VIII a/21 al

16. Mi 1963

14. Januar 1965

Die Erfindung betrifft eine Zählkette aus elektronischen Schalteinheiten, bei der die Impulsgänge aller Schalteinheiten mit ungerader Nummer an eine erste und die Impulseingänge aller Schalteinheiten mit gerader Nummer an eine zweite Sammelschiene angeschlossen sind und die Eingangsimpulse abwechselnd über beide Sammelschienen zugeführt werden. Solche Zählketten kommen bekanntlich ohne die bei Parallelsteuerung über nur eine Sammelschiene erforderlichen Verzögerungsglieder aus und sind außerdem nicht an eine periodische Steuerimpulsfolge gebunden.

Im ungestörten Zustand der Zählkette befindet sich immer nur eine Schalteinheit in Arbeitslage. Es kann jedoch vorkommen, daß dieser Normalzustand der Zählkette gestört wird, beispielsweise durch Einwirken von Störimpulsen auf die Steuerleitungen oder die Stromzuführungsleitungen der Schalteinheiten. Entweder können dadurch alle Schalteinheiten die Ruhelage oder zwei und mehr Schalteinheiten die Arbeitslage einnehmen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zählkette zu schaffen, bei der nach Störungen der Normalzustand wiederhergestellt wird. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Zählkette mittels einer ersten Koinzidenzschaltung gestartet und nach jedem Durchlauf mittels einer zweiten Koinzidenzschaltung zurückgestellt wird und daß die erste Koinzidenzschaltung in Abhängigkeit von den Impulsen auf einer der Sammelschienen und in Abhängigkeit vom Potential an bestimmten Ausgängen aller Schalteinheiten und die zweite Koinzidenzschaltung in Abhängigkeit von den Impulsen auf dieser oder einer gesonderten Sammelschiene und in Abhängigkeit vom Potential an einem Ausgang der letzten Schalteinheit gesteuert wird.

An Hand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Zählkette mit Start-, Überwachungsund Steuerschaltung in Übersichtsdarstellung,

F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel für die Steuerschaltung,

F i g. 3 ein Ausführungsbesipiel für die Schalteinheit,

F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel für die Start- und die Überwachungseinrichtung,

Fig. 5 ein Impulsdiagramm zur Zählkette gemäß Fig.l.

Die in F i g. 1 dargestellte Zählkette ist als Ringschaltung ausgebildet und besteht aus η gleichen Schalteinheiten Zl bis Zn, die jeweils zwei Steuereingänge e (z.B. eil, eil), einen Starteingang est,

Zählkette aus elektronischen Schalteinheiten

Anmelder:

Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft,

Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Als Erfinder benannt:

Ulrich Kühl, Ludwigsburg-Eglosheim

einen Rückstelleingang er (erl) und zwei Ausgänge a (all, α 12) aufweisen. Jeweils einer der Steuereingänge e (eil) ist mit demjenigen Ausgang a (an2) der vorgeordneten Schalteinheit verbunden, der normalerweise kein Impulspotential abgibt, während die anderen Steuereingänge (Impulseingänge) der Schalteinheiten mit ungerader Nummer an eine Sammelschiene A3 und die der Schalteinheiten mit gerader Nummer an eine Sammelschiene A 4 angeschlossen sind. Über diese Sammelschienen werden die Eingangsimpulse abwechselnd zugeführt. Durch koinzidente Steuerung an beiden Steuereingängen e oder durch Steuerung über den Starteingang est kann die Schalteinheit von der Ruhe- in die Arbeitslage gebracht werden. Dabei wechseln die Potentialverhältnisse an beiden Ausgängen α. Der mit dem Eingang der nachgeordneten Schalteinheit verbundene Ausgang jeder Schalteinheit ist jeweils über eine Entkopplungsdiode Dl (DU bis DIn) mit dem Rückstelleingang er der vorgeordneten Schalteinheit gekoppelt.

Eine Starteinrichtung St ist als Koinzidenzschaltung ausgebildet und weist zwei Eingänge χ 2, y 2 und einen Ausgang α 2 auf. Der Eingang χ 2 ist an die Sammelschiene A 3 geführt, während der Eingang y2 über Entkopplungsdioden D21 bis D2n mit den Ausgängen α 12 bis an2 gekoppelt ist. Der Ausgang a2 liegt am Starteingang est der ersten Schalteinheit Zl.

Eine Überwachungseinrichtung Ü ist ebenfalls als Koinzidenzschaltung ausgebildet und weist zwei Eingänge xl, yl und einen Ausgang al auf. Der Eingang χ 1 ist an eine besondere Sammelschiene A 2 und der Eingang yl an den normalerweise Impulspotential abgebenden Ausgang anl der letzten Schalteinheit Zn geführt, während der Ausgang al über Entkopplungsdioden D 31 bis D 33 mit den Rückstelleingängen erl bis er3 der Schalteinheiten

409 768/353

i 185

mit Ausnahme der letzten Schalteinheit Zn gekoppelt ist.

Die Sammelschienen A 2 bis A 4 werden von einer Steuerschaltung S gespeist, die ihrerseits beispielsweise durch einen Impulskontakt i gesteuert wird. An der Sammelschiene A 2 treten Impulse auf, die gegenüber denen an den Sammels|hienen A3, A4 um eine halbe Impulsbreite versetzt sind.

Als Steuerschaltung^ kann eine Kippschaltung mit vier Transistoren TA 1 bis TA 4 verwendet werden, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist. Den Transistoren sind jeweils im Basiskreis aus Widerständen und Dioden bestehende UND-Schaltungen vorgeschaltet, die mit den ersten Eingängen (Dioden 7, 8,11, 12) an die Steuerleitung i und mit den zweiten Eingängen (Dioden 5, 6, 17, 18) in bestimmter Weise an die Kollektoren der Transistoren TA 1, TA 2 angeschlossen sind. Die Transistoren TA 3, TA 4 sind zusätzlich gegenseitig direkt über Dioden 19, 20 rückgekoppelt und über dieselben mit den die Dioden 13, 15 bzw. 14, 16 enthaltenden UND-Schaltungen sowie kollektorseitig über die Dioden 9, 10 in bestimmter Weise mit den den Transistoren TA 1, TA 2 vorgeschalteten UND-Schaltungen aus den Dioden 1, 3, 5 und 2, 4, 6 verbunden.

Es sei angenommen, daß sich die Kippschaltung in demjenigen Zustand befindet, in dem die Transistoren TA 1, TA 3 leitend (schraffiert) und die Transistoren TA 2, TA 4 nichtleitend sind, wie es auch das Impulsdiagramm in F i g. 5 in den Spalten i und A1 bis A 4 zeigt. Ein Strich bedeutet, daß der Transistor leitend ist und der Kollektor Erdpotential führt. Mit dem Beginn des ersten Erdimpulses an der Steuerleitung i wird der Transistor TA3 über die Dioden 13,15 gesperrt, da die Diode 11 leitend wird und die Diode 17 leitend ist. Der Transistor TA 3 steuert über die Diode 20 sofort den Transistor TA 4 in den leitenden Zustand und bewirkt das Sperren der Diode 10. Mit dem Ende des ersten Erdimpulses hört auch die Diode 8 zu leiten auf, so daß nun negatives Potential über die Diode 2 an die Basis des Transistors TA 2 gelangt und ihn leitend macht. Der Transistor TA2 steuert den Transistor TAl über die Diode 5 sofort um, denn der andere Eingang der zugehörigen UND-Schaltung war schon über den Transistor TA 4 und die Diode 9 markiert. Am Anfang des zweiten Erdimpulses wechseln die Transistoren TA 3, TA 4 und am Ende des zweiten Erdimpulses die Transistoren TA 1, TA 2 wieder ihre Schaltzustände, wie sich an Hand des Schaltbildes und des Impulsdiagramms der Fig. 5 leicht erkennen läßt. Nach Ende des zweiten Erdimpulses ist die anfangs geschilderte Ausgangslage der Kippschaltung wieder erreicht. An der Sammelschiene A 2 entstehen damit Impulse, die gegenüber denen an den Sammelschienen A3, A4 um eine halbe Impulsbreite versetzt sind.

Die Schalteinheiten Zl bis Zn können bistabile Kippstufen mit je zwei Transistoren Tl, T2 gemäß F i g. 3 sein. Der normalerweise leitende Transistor Tl wird an den Steuereingängen eil, el2 über eine UND-Schaltung oder am Starteingang est direkt gesteuert, während der normalerweise gesperrte Transistor Γ 2 nach der Umsteuerung über den Rückstelleingang erl wieder in den Normalzustand gebracht werden kann. Der Ausgang all ist mit dem Kollektor des Transistors Tl und der Ausgang α 12 mit dem Kollektor des Transistors Γ 2 verbunden.

Als Start- und als Überwachungseinrichtung kann eine Koinzidenzschaltung mit einem Transistor T in Emitterschaltung gemäß Fig. 4 Verwendung finden. Der Transistor T ist leitend, wenn nicht an beiden oder einem der Eingänge x, y Erdpotential angeschaltet ist. Die beiden Eingänge x, y sind über Dioden mit einem Punkt des Basisspannungsteilers verbunden und stellen die Eingänge einer invertierten UND-Schaltung dar. Der Kollektor des Transistors T ist der Ausgang α der UND-Schaltung und führt Erdpotential, wenn beide Eingänge*, y kein Erdpotential führen.

An Hand des Impulsdiagramms in F i g. 5 soll nun die Wirkungsweise der Ringschaltung erläutert werden. Es sind außer den Erdimpulsen auf der Steuerleitung i und den Sammelschienen A1 bis A 4 Impulse an allen Ausgängen der Schalteinheiten Zl bis Zn und an den Ausgängen der Start- und der überwachungseinrichtung St, Ü gezeigt. Der Startvorgang ist im rechten oberen Teil der F i g. 5 (bis zur gestrichelten Linie) ausführlicher als die Vorgänge im übrigen Teil dargestellt. Während im rechten oberen Teil ein Balken den Transistor als leitend und ein Strich den Transistor in seinem Ubergangsverhalten charakterisiert, deutet im übrigen Teil ein Strich den leitenden Zustand des Transistors an.

Die Schalteinheiten Zl bis Zn sind in Fig. 1 alle in der Ruhelage gezeigt. Die Ausgänge all bis anl führen Erdpotential, während an den Ausgängen α 12 bis an2 kein Erdpotential (sondern negatives Potential) liegt. Die Ringschaltung befindet sich daher in dem einen Störungszustand. Die Impulse auf den Sammelschienen A3, A4 können die Ringschaltung nicht weiterschalten, denn für keine Schalteinheit wird an den Steuereingängen e (eil, el2) Koinzidenz erreicht.

Der Startvorgang wird eingeleitet, wenn die Sammelschiene A 3 beim Beginn des Impulses 1 kein Erdpotential mehr führt. Zu diesem Zeitpunkt sind die Eingänge x2, y2 also erdpotentialfrei, während der Ausgang α 2 Erdpotential abgibt und die Schalteinheit Zl über den Starteingang est in die Arbeitslage versetzt. An den Ausgängen all, a 12 wechseln daher die Potentialverhältnisse. Sobald am Ausgang α 12 der Erdimpuls auftritt, wird die Starteinrichtung St über die Diode D 21 wieder zurückgestellt und der Steuereingang e21 der Schalteinheit Z 2 angesteuert, dessen anderer Steuereingang e22 durch den Erdimpuls auf der Sammelschiene A 4 angesteuert wird. Damit hört der Erdimpuls am Ausgang α 21 auf. Der Erdimpuls am Ausgang α 22 beginnt und stellt über die Diode D12 die Schalteinheit Zl zurück. Mit dem Beginn des Impulses 2 und dem Erdimpuls auf der Sammelschiene A 3 erfolgt die Umsteuerung der Schalteinheit Z 3, die dann wieder die Schalteinheit Z 2 zurückstellt, usw.

Es sei nun angenommen, daß die Ringschaltung sich in dem anderen Störungszustand befindet, in dem zwei oder mehrere Schalteinheiten die Arbeitslage einnehmen. Ist die Ringschaltung bis zur letzten Schalteinheit Z 2 durchgelaufen, so daß der Ausgang anl kein Erdpotential führt (Beginn des Impulses 3 oder 7), so liegt weder am Eingang yl noch am Eingang xl der Überwachungseinrichtung Ü Erdpotential. Es erscheint daher am Ausgang al ein Erdimpuls, der von den der Schalteinheit Zn vorgeordneten Schalteinheiten Zl bis Z 3 die gegebenenfalls fälschlicherweise in Arbeitslage geratenen zu-

rückstellt und der mit dem Beginn des Erdimpulses auf der Sammelschiene A 2 beendet wird.

Dieser Rückstellimpuls wird mit Hilfe des Impulses auf der Sammelschiene A 2 so rechtzeitig beendet, daß die Ausgangsimpulse an der Schalteinheit Zn oder etwa an der Schalteinheit Zl nicht gestört werden. Es ist aber möglich, ohne die Sammelschiene A 2 auszukommen und den Eingang χ 1 beispielsweise mit der Sammelschiene A 3 zu verbinden. Mit dem Beginn des Impulses 4 und des Impulses auf der Sammelschiene A3 müßte dann die Überwachungseinrichtung zuerst zurückgestellt werden, ehe ein Impuls am Ausgang α 12 erscheinen kann. Die Verkürzung dieses Impulses ist in manchen Fällen tragbar.

Die Zählkette besteht nur aus statisch arbeitenden und gekoppelten Schaltgliedern und ist im Vergleich zu dynamischen Zählschaltungen an sich schon weniger störanfällig. Zusammen mit den Maßnahmen gemäß der Erfindung wird deshalb eine hohe Be- so triebssicherheit erreicht.

Claims

Patentansprüche:

1. Zählkette aus elektronischen Schalteinheiten, bei der die Impulseingänge aller Schalteinheiten mit ungerader Nummer an eine erste und die Impulseingänge aller Schalteinheiten mit gerader Nummer an eine zweite Sammelschiene angeschlossen sind und die Eingangsimpulse abwechselnd über beide Sammelschienen zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählkette (Zl bis Zn) mittels einer ersten Koinzidenzschaltung (St) gestartet und nach jedem Durchlauf mittels einer zweiten Koinzidenzschaltung (St) in Abhängigkeit von den Impulsen auf einer der Sammelschienen (A 3) und in Abhängigkeit vom Potential an bestimmten Ausgängen (σ 12 bis an2) aller Schalteinheiten (Zl bis Zn) und die zweite Koinzidenzschaltung (Ü) in Abhängigkeit von den Impulsen auf dieser Sammelschiene (A 3) oder einer gesonderten Sammelschiene (A 2) und in Abhängigkeit vom Potential an einem Ausgang (anl) der letzten Schalteinheit (Zn) gesteuert wird.

2. Zählkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Koinzidenzschaltung (St) eine invergierte UND-Schaltung ist, deren erster Eingang (x2) mit einer der Sammelschienen (A3), deren zweiter Eingang (y 2) über Entkopplungsdioden (D 21 bis D2n) mit normalerweise kein Impulspotential abgebenden Ausgängen («12 bis an2) der Schalteinheiten (Zl bis Zn) und deren Ausgang (<z2) mit einem besonderen Starteingang (est) an einer Schalteinheit (Zl) verbunden ist.

3. Zählkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Koinzidenzschaltung (Ü) eine invertierte UND-Schaltung ist, deren erster Eingang (xl) mit der Sammelschiene (/43), oder der gesonderten Sammelschiene (A2), deren zweiter Eingang (yl) mit einem normalerweise Impulspotential abgebenden Ausgang (anl) der letzten Schalteinheit (Zn) und deren Ausgang (al) über Entkopplungsdioden (Z>31 bis D33) mit Rückstelleingängen der Schalteinheiten (Zl bis Z 3) mit Ausnahme der letzten Schalteinheit (Zn) verbunden ist.

4. Zählkette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Eingang (xl) der zweiten Koinzidenzschaltung (Ü) an die gesonderte Sammelschiene (A2) der die Eingangsimpulse an die erste und zweite Sammelschiene (A3, A4) abwechselnd abgebenden Steuerschaltung (5) angeschlossen ist und daß die Impulse an dieser Sammelschiene (A2) gegenüber denen der ersten und zweiten Sammelschiene (A 3, A 4) um eine halbe Impulsbreite versetzt sind.

5. Zählkette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerschaltung (S) eine Kippschaltung mit vier statisch gekoppelten und über Koinzidenzschaltungen parallel gesteuerten Transistoren (TA 1 bis TA 4) verwendet wird.

6. Zählkette nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die UND-Schaltung einen Transistor (T) in Emitterschaltung aufweist, der über die mit einem Punkt des Basisspannungsteilers über Dioden angeschlossenen Eingänge (x, y) der UND-Schaltung sperrbar ist.

7. Zählkette nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Schalteinheiten bistabile Kippschaltungen mit zwei statisch gekoppelten Transistoren (Π, Γ 2) verwendet werden, die vom Ruhe- in den Arbeitszustand durch koinzidente Signale an den mit dem Basiskreis des normalerweise leitenden Transistors (Tl) über Dioden verbundenen Steuereingängen (eil, el2) oder durch einen Impuls an dem mit dem Basiskreis dieses Transistors (Tl) verbundenen Starteingang (est) gebracht werden und die über den mit der Basis des anderen Transistors (Γ2) gekoppelten Rückstelleingang (er) zurückgestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen