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Schaltung zum Auslösen eines kurzen Einzelimpulses am Anfang oder
Ende einer Impulsfolge vorgegebener konstanter Impulsfolgefrequenz Die Erfindung
betrifft eine Schaltung zum Auslösen eines kurzen Einzelimpulses am Anfang oder
Ende einer Impulsfolge vorgegebener konstanter Impulsfolgefrequenz. Ziel der Erfindung
ist es, die Sicherheit bei der Übertragung von Meldungen in Form von Impulstelegrammen
zu erhöhen; insbesondere soll die Schaltung auch beim Ausfall oder bei der Zerstörung
einzelner Bauteile nach der sicheren Seite wirken, d. h. kein falsches Ausgangssignal
abgeben. Dies ist unabdingbare Forderung bei all den Techniken, wo es im Defektfall
nicht nur zu zeitraubenden Betriebsstörungen, sondern darüber hinaus auch gegebenenfalls
zu Personengefährdungen kommen kann, beispielsweise im Eisenbahn- und Flugsicherungswesen.
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Zum Trennen von Impulsen gleicher Amplitude und Länge, aber unterschiedlicher
Bedeutung, aus einer Impulsfolge ist es bereits bekannt (K e r k h o f-Werner, »Fernsehen«,
1954, S. 111 bis 114), eine Impulsfolge zu integrieren und beim überschreiten eines
vorgegebenen Wertes durch einen Amplitudendiskriminator einen Einzelimpuls auszulösen.
Die Auslösung dieses Einzelimpulses ist abhängig vom jeweiligen Impulspausenverhältnis
der Impulsfolge und der Periodendauer der Impulse. Bei konstantem Impulspausenverhältnis
und konstanter Periodendauer der Impulse wird jeweils nach einer ganz bestimmten,
immer gleich großen Anzahl von Impulsen ein Einzelimpuls ausgelöst.
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Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
am Anfang oder Ende einer Impulsfolge beliebiger Impulszahl, aber vorgegebener konstanter
Impulsfolgefrequenz einen Einzelimpuls auszulösen. Dies ist beispielsweise in Eisenbahnsicherungsanlagen
mit Zwischenspeicherung von örtlich gezählten Achszählimpulsen zweckmäßig, die jeweils
erst nach Beendigung der Zählung mittels eines Impulstelegramms nach einer zentralen
überwachungsstelle übertragen werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Impulse
der Impulsfolge über einen Gleichrichter einem Integrierglied mit nachgeschaltetem
Gleichstromverstärker zugeführt werden, an dessen Ausgang ein Differenzierglied
angeschlossen ist, welches von der Vorder- oder Rückflanke der durch das Integrieren
gewonnenen elektrischen Größe den Einzelimpuls ableitet.
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Eine besonders günstige Ausführungsform der Schaltungsanordnung ergibt
sich, wenn die Impulse der Impulsfolge über einen Gleichrichter einem Integrierglied
mit nachgeschaltetem Gleichstromverstärker zugeführt werden, in dessen Ausgangskreis
die Steuerwicklung eines mit Gleichstrom vormagnetisierten Magnetkernes mit Rechteckcharakteristik
liegt, der durch den beim Integrieren einer Impulsfolge in der Steuerwicklung fließenden
Strom entgegen der Vormagnetisierungsrichtung ummagnetisiert wird und an dessen
Ausgang mindestens ein weiterer Verstärker angeschlossen ist, der den beim Ummagnetisieren
des Kernes vom Ausgang abgegebenen Einzelimpuls am Anfang oder Ende jeder Impulsfolge
weitergibt.
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In vorteilhafter Weise wird dadurch die Vortäuschung einer Impulsfolge
bei Defekt eines Transistors von vorhergehenden Gliedern oder bei Defekt der Transistorstufen
der Einrichtung selbst vermieden. Eine dauernde Stromunterbrechung oder Dauerstrom
infolge einer Zerstörung des Transistors macht sich durch Fehlen oder nur einmaliges
Entstehen des Überwachungsimpulses bemerkbar. Alle nachfolgenden Impulsfolgen können
dann keinen Ausgangsimpuls mehr erzeugen, so daß der Fehler auf diese Weise leicht
erkennbar ist und im Zusammenwirken mit anderen Einrichtungen einer Eisenbahnsicherungsanlage,
beispielsweise einer Einrichtung für die Achszählung von in einen Blockabschnitt
einfahrenden und ausfahrenden Zügen, angezeigt wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist am Eingang der Anordnung
ein Impulstransformator vorgesehen, wodurch eine weitere Erhöhung der Sicherheit
erzielt wird. Auf diese Weise werden Gleichspannungen, die zu einer Verfälschung
des Ausgangssignals führen würden, von der Einrichtung ferngehalten.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus nachstehender
Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.
Die
Anordnung der Figur sei mit den Klemmen 1 und 2 beispielsweise an eine Melde- oder
Steuerleitung angeschlossen, über die Impulstelegramme übertragen werden. Beim Einlaufen
einer Impulsfolge 3 werden im Impulstransformator 4, 5 sekundärseitig Ausgangsimpulse
erzeugt, die über einen Gleichrichter 6 einer Integrierschaltung, bestehend aus
dem Kondensator 7 und dem Parallelwiderstand 8, zugeführt werden. Es gelangen dabei
wegen der Gleichrichtung nur Impulse einer Richtung zu der genannten Integrierschaltung.
Die Bemessung des Kondensators 7 und des Widerstandes 8 ist dabei so zu wählen,
daß die Spannung am Widerstand 8 in den Impulspausen einer zusammenhängenden Impulsfolge
3 nicht unter den Wert absinkt, der zur völligen Durchsteuerung des nachgeschalteten
Transistors 9 erforderlich ist. Der Transistor 9 erhält seine Emitter-Kollektor-Spannung
aus der Spannungsquelle 19 über den Schalter 18 und den Kollektorwiderstand
10. Die Kollektorleitung des Transistors 9 ist über die Steuerwicklung 13
des Ringkerns 11 geführt. Dieser Ringkern besitzt weiterhin eine Magnetisierungswicklung
12, die über den Vorwiderstand 17 und den Schalter 18 ebenfalls an die Spannungsquelle
19 angeschlossen ist. Diese Wicklung 12 dient der Gleichstromvormagnetisierung des
Magnetkerns 11 und ist so bemessen, daß die durch sie hervorgerufene Vormagnetisierung
halb so groß wie die durch den Kollektorstrom des Transistors 9 mit der Wicklung
13 erzeugte Steuermagnetisierung ist. Außerdem sind die beiden Wicklungen 12 und
13 so gepolt, daß durch sie erzeugte Magnetisierungen einander entgegengerichtet
sind. Der Ringkern 11 ist ferner mit einer Ausgangswicklung 14 versehen, an der
bei Ummagnetisierung des Ringkerns 11 Spannungsimpulse abgreifbar sind. An diese
Wicklung 14 ist der Basisanschluß eines weiteren Transistors 15 angeschlossen, der
seine Emitter-Kollektor-Spannung über den Kollektorwiderstand 16 und den Schalter
18 aus der Spannungsquelle 19 erhält. Zum Abgriff der Ausgangsimpulse ist der Kollektoranschluß
des Transistors 15 auf eine Ausgangsklemme 20 geführt.
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Wie aus dem Vorstehenden zu entnehmen ist, wird bei geschlossenem
Schalter 18 mit dem Beginn einer Impulsfolge 3 der Transistor 9 aus seinem Sperrzustand
in die Sättigung gesteuert. Dieser Anstieg des Kollektorstromes des Transistors
9 bewirkt über die Wicklung 13 eine Ummagnetisierung des Ringkerns 11, so daß an
der Ausgangswicklung 14 ein Impuls entsteht. In der Annahme, daß die Basis des Transistors
15 derart an die Wicklung 14 angeschlossen ist, daß bei Beginn einer Impulsfolge
3 ein Ausgangsimpuls 21 erzeugt werden soll, wird der Transistor 15 bei diesem Impuls
an der Wicklung 14 vorübergehend geöffnet. Bei der Abschaltung des Kollektorstroms
des Transistors 9 am Ende der Impulsfolge 3 wird der Ringkern 11 durch die Vormagnetisierung
über die Wicklung 12 wieder ummagnetisiert. Es entsteht dabei an der Ausgangswicklung
14 ein Impuls, der auf den gesperrten Transistor 15 keinen Einfuß hat. Es
besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Ausgangswicklung 14 derart zu polen, daß
der Transistor 15 nicht zu Beginn einer Impulsfolge 3, sondern an ihrem Ende geöffnet
wird, so daß immer am Ende einer einlaufenden Impulsfolge ein Ausgangsimpuls 21
entsteht.
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Die Ausgangsimpulse 21 können beispielsweise in Anlagen der Eisenbahnsignaltechnik
oder des Eisenbahnsicherungswesens in mannigfaltiger Weise ausgenutzt werden. Beispielsweise
können sie in Folgegattern gesammelt und zum Start eines Schieberegisters benutzt
werden, welches wiederum zur Erzeugung von Impulsserien bestimmter Bedeutung dient.
Ein Überwachungsimpuls 21 kann aber auch in einem Und-Gatter mit einem Gleichstrom
verknüpft werden, der einen bestimmten Schaltzustand eines Teilgerätes einer Sicherungsanlage
kennzeichnet. Dieser Gleichstrom kann dabei auch der Integrierstufe obenstehend
beschriebener Einrichtung entnommen werden.