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Schaltungsanordnung für einen elektronischen Schalter mit Ein- und
Ausschaltverzögerung In der Technik sind eine ganze Reihe von elektronischen Schaltern
bekanntgeworden, die mit einer Einschalt- und Ausschaltverzögerung arbeiten. So
ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der die eine Zustandsänderung auf einen
auslösenden Schaltvorgang hin nach einer ersten Verzögerungszeitspanne und die andere
Zustandsänderung auf einen entgegengesetzten Schaltvorgang hin nach einer zweiten
Verzögerungszeitspanne stattfindet, wobei die beiden Verzögerungszeitspannen unabhängig
voneinander sind.
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Diese Anordnung hat aber den Nachteil, daß auch dann eine Auswertung
des Steuersignals erfolgt, wenn dieses mit Unterbrechungen anliegt, d. h., durch
jeden Impuls des unterbrochenen Steuersignals werden Kondensatoren aufgeladen, bis
eine Auswertung durch eine bistabile Kippschaltung erfolgt.
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Ein weiterer Nachteil dieser Schaltungsanordnung besteht darin, daß
eine positive und eine negative Spannungsquelle gegen den Bezugspunkt 0Y bzw. Erde
benötigt wird, was die Anwendbarkeit erheblich einschränkt und den Einsatz z. B.
in Fernspeisekreisen ausschließt. Ist die Aufgabe gestellt, eine Ausschaltverzögerung
mit elektronischen Mitteln dann und nur dann auszuwerten, wenn dieser Ausschaltverzögerung
eine Einschaltverzögerung vorausgegangen ist oder eine Einschaltverzögerung dann
und nur dann auszuwerten, wenn dieser eine Ausschaltverzögerung vorausgegangen ist,
wobei diese Bedingung auch bei extremen Temperaturverhältnissen nach oben und unten
einzuhalten ist und nur Steuersignale ausgewertet werden sollen, die unterbrechungsfrei
größer als die Zeit der Ein- und Ausschaltverzögerung sind, dann kann diese angeführte
Anordnung und weitere bisher bekanntgewordene Anordnungen für elektronische Ein-
und Ausschaltverzögerungen diese Bedingungen überhaupt nicht oder nur teilweise
bzw. unvollständig erfüllen.
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Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung vermeidet diese Nachteile,
wobei im Hinblick auf den großen Temperaturbereich vorausgesetzt ist, daß die temperaturabhängigen
Parameter der verwendeten Transistoren nicht in Erscheinung treten, d. h., daß die
Transistoren nur im Durchlaß- oder Sperrbereich betrieben werden. Dies gilt sowohl
für die Transistoren der Ausschalt- und Einschaltverzögerungsstufe als auch für
die Verriegelungs- und Auswertstufe.
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Die Kennzeichen der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung bestehen
darin, daß der Transistor T3 der Verriegelungsstufe 3 dem die Auswertstufe 4 steuernden
in der Einschaltverzögerungsstufe 2 angeordneten Transistor T2 parallel geschaltet
ist, derart, daß eine abhängige Folgesteuerung der Ein- und Ausschaltvorgänge, mit
einer gegenseitigen Verriegelung der Schaltvorgänge nur durch unterbrechungsfreie
Steuersignale erfolgt, die länger als die Verzögerungszeiten sind, während bei Steuersignalen
mit einer oder mehreren Unterbrechungen beliebiger Zeit keine Auswertung erfolgt
und daß bei einer Auswertung einerseits die Einschaltverzögerungsstufe 2 nur auslöst,
wenn der Vorgang der Ausschaltverzögerung abgeschlossen und andererseits die Ausschaltverzögerungsstufe
3 nur auslöst, wenn der Vorgang der Einschaltverzögerung beendet ist.
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Die Erfindung -wird im folgenden näher erläutert: F i g. 1 zeigt im
Blockschaltbild die Steuerung der Schaltstufen untereinander. Die Auswertstufe 4
wird nur von der Einschaltverzögerungsstufe 2 gesteuert. Die Auswertstufe 4 und
die Ausschaltverzögerungsstufe 1 steuern die Verriegelungsstufe 3 und diese steuert
wiederum die Einschaltverzögerungsstufe 2. Auf die Wirkungsweise der Anordnung gemäß
der Erfindung, die mit einer einzigen Spannungsquelle betrieben wird, soll an Hand
der F i g. 2 näher eingegangen werden.
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Der elektronische Umschalter U ist der Einfachheit halber als mechanische
Taste dargestellt. Zur Auswertung kann, wie F i g. 2 zeigt, ein Schmitt-Trigger
verwendet werden.
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Im Ruhezustand ist der Kondensator C2 über die Taste des Umschalters
U entladen und damit ist der Transistor T 2 gesperrt. Der Transistor
T 4 der Auswertstufe 4 ist über den Widerstand R 4 und die Zenerdiode Z3
leitend. Transistor T5 hingegen ist gesperrt und mithin der Ausgang hochohmig.
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Der Transistor T1 der Ausschaltverzögerungsstufe 1 ist über den Widerstand
R 2 leitend, demzufolge ist der Kondensator C1 aufgeladen, und die
Emitterspannung
des Transistors T 1; ist gleich der Durchbruchspannung UD der Zenerdiode Z 1.
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Der Transistor T3 der Verriegelungsstufe 3 ist unwirksam, da er an
der Basis von der Diode D 1 und durch den Widerstand R 5 gesperrt wird. Die Durchbruchspannung
UD der Zenerdiode Z2 liegt höher als die der Zenerdiode Z 1.
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Wird nun die Taste des Umschalters U von A nach B umgelegt,
so entlädt sich der Kondensator C 1 schlagartig, der Transistor T1 sperrt, und der
Kondensator C2 wird entsprechend der Zeitkonstante von C2 und R3 aufgeladen. Solange
die Spannung am Kondensator C 2 nicht die Durchbruchspannung UD der Zenerdiode Z2
erreicht hat, wird der Trigger nicht betätigt, und der Transistor, T3 bleibt gesperrt.
Erst wenn die Durchbruchspannung ÜD von Z2 erreicht ist, wird der Transistor T2
stromführend, während der Transistor T4 über die Zenerdiode Z3 gesperrt und der
Ausgang durch Transistor T5 niederohmig wird. Durch das Sperren des Transistors
T 4 wird über Widerstand R 5 der Transistor T 3 der Verriegelungsstufe 3 leitend,
d. h., der Transistor T3 ist parallel zu Transistor T2 stromdurchlässig.
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Wird die Taste des Umschalters U während der eben beschriebenen Betriebsweise
ein- oder mehrmals nach A umgelegt, so beginnt der Vorgang der Einschaltverzögerung
ein- oder mehrmals von neuem, weil bei jeder Umschaltung der Kondensator C2 entladen
wird. Dieses Entladen des Kondensators C2 bei jeder Unterbrechung des Steuersignals
verhindert, daß die Einschaltverzögerung auf Steuersignale anspricht, die kürzer
als deren Verzögerungszeit sind, d. h., es werden nur Steuersignale ausgewertet,
die unterbrechungsfrei größer als die Verzögerungszeit der Einschaltverzögerung
sind.
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Die gleichen Verhältnisse gelten Auch für den Kondensator C1 der Ausschaltverzögerung.
Hieraus ergibt sich, daß die Verriegelungsstufe 3 erst dann einschaltet, wenn die
Einschaltverzögerung durch das Kippen des Trigger ausgewertet Ist.
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Wird nach beendeter Auswertung der Einschaltverzögerung die Taste
des Umschalters U nach A zurückgeschaltet, so bleibt die Einschaltverzögerungsstufe
so lange verriegelt, bis . der Vorgang der Ausschaltverzögerung, auch wenn dieser
ein- oder mehrmals unterbrochen wird, beendet ist. Der Kondensator C 1 wird über
den. Widerstand R 2 aufgeladen, und der Transistor T 2 gesperrt. Die Verriegelungsstufe
3 hält die Sperrung durch den Transistor T4 aufrecht, bis die Ladezeit des Kondensators
C1 über den Widerstand R 2 beendet ist,Transistor T 1 durchschaltet und über die
Diode D 1 der Transistor T 3
gesperrt wird.
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Nunmehr, nach Beendigung der Ausschaltverzögerung kann der Trigger
in die andere Lage kippen und der Ausgang ist wieder hochohmig.
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Soll der Ausgang der Auswertestufe 4 in Ruhestellung niederohmig sein,
so muß der Umschalter U auf der Seite B liegen. Die Funktion der Schaltungsanordnung
ist in beiden Ruhestellungen des Umschalters U die gleiche, lediglich der Ausgang
hat die umgekehrte Wirkung.
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Auf die selbstverständliche Maßnahme, die Kondensatoren C1 und C2
nicht über einen Kurzschluß zu entladen, soll nicht weiter eingegangen werden.