DE1288139C2 - Signalgenerator unter Verwendung von UND-Schaltungseinheiten - Google Patents
Signalgenerator unter Verwendung von UND-SchaltungseinheitenInfo
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- B61L29/08—Operation of gates; Combined operation of gates and signals
- B61L29/18—Operation by approaching rail vehicle or train
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Description
1
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Signalgenerator, insbesondere zur Bahnschranken-Steuerung,
unter Verwendung von UND-Schaltungseinheiten mit je zwei Eingängen und einem Ausgang, an
dem ein Signal nur auftritt, wenn die beiden Eingänge s in zeitlicher Aufeinanderfolge mit einer Wechselspannung
unterschiedlicher Frequenz gespeist werden.
Signalgeneratoren dieser Art sind beispielsweise in der französischen Patentschrift 1406 041 beschrieben.
Diese betrifft eine UND-SchaItungseinheit mit einem Transistor, dessen Basis-Emitter-Kreis an einem
ersten Eingang liegt, während der Kollektor-Emitter-Kreis einen Kondensator enthält, der von einem
zweiten Eingang her unter Zwischenschaltung eines hohen Widerstandes aufladbar und in Reihe mit der
Primärwicklung eines Transformators geschaltet ist, dessen Sekundärwicklung an die Ausgangsklemmen
angeschlossen ist. An diesen tritt ein Signal nur dann auf, wenn an dem ersten Eingang eine Wechselspannung
einer ersten Frequenz später angelegt wird ao als eine — gegebenenfalls nur kurzzeitig auftretende
— Wechselspannung einer zweiten Frequenz an dem zweiten Eingang. Die bekannte Schaltungsanordnung
kann überall angewandt werden, wo zwei räumlich hintereinander angeordnete Frequenzgeneratoren »5
durch einen bewegten Körper in ihrem Betrieb vorübergehend unterbrochen werden. Für gewisse Anwendungen,
insbesondere bei Gleisanlagen, besteht jedoch Bedarf an einem Signalgenerator mit gerichteter
Informationsweitergabe, wobei also ein Signal nur bei Ablauf der betreffenden Folge in einer bestimmten
Reihenfolge auftritt, nicht aber bei Ablauf in einer anderen Reihenfolge.
Hierzu ist bei einem Signalgenerator der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß
zwei UND-SchaItungseinheiten in Reihe geschaltet sind und daß die erste an ihrem ersten Eingang mit
einer Wechselspannung einer ersten Frequenz sowie an ihrem zweiten Eingang mit einer Wechselspannung
einer zweiten Frequenz beaufschlagt ist, welch Jetztere auch dem ersten Eingang der zweiten UND-Schaltungseinheit
zuführbar ist, während deren zweiter Eingang mit dem Ausgang der ersten UND-Schaltungseinheit
verbunden ist.
Ein erfindungsgemäßer Signalgenerator erzeugt mithin stets beim Auftreten zweier zeitlich in bestimmter
Reihenfolge verschobener Eingangssignale ein Ausgangssignal. Dieses tritt also insbesondere
dann auf, wenn die Einspeisung einer Wechselspannung der zweiten Frequenz nach dem Anlegen der
Wechselspannung der ersten Frequenz aufhört und wieder beginnt, nachdem die Wechselspannung der
ersten Frequenz bereits wieder eingespeist wird.
Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung besteht in der Steuerung von Bahnschranken. Hierzu ist es
üblich, an den Gleisen hintereinander zwei Frequenzgencratoren anzuordnen, die mit unterschiedlichen
Frequenzen arbeiten. Die erzeugten Wechselfelder' werden beispielsweise mittels Spulen ausgekoppelt,
wobei ein vorbeibewegter Körper, beispielsweise ein vorbcirollcndes Rad, die Aussendung des WechseI-fcldes
unterbricht. Die Unterbrechung und Wiederaufnahme der Wechselfelderzcugung erfolgt an den
beiden Generatoren mit einer zeitlichen Verschiebung der obengenannten Art. Die Steuerung soll nun nur
ansprechen, wenn die Bewegung eine bestimmte Richtung hat und die Signale in entsprechender
Reihenfolge zeitlich verschoben sind. Die Bahn-
schranke darf beispielsweise nicht betätigt werden, wenn der Zug in die entgegengesetzte Richtung fährt
oder wenn eine unerwünschte äußere Einwirkung auf nur einen der beiden Frequenzgeneratoren stattfindet
oder aber auf beide gleichzeitig.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß dem zweiten Eingang der ersten UND-SchaItungseinheit
eine Kippstufe vorgeschaltet ist, die durch das Ausgangssignal der zweiten UND-Schaltungseinheit
zurückstellbar ist und deren Signal den Ausgängen der beiden UND-Schaltungseinheiten zu
einem gemeinsamen Ausgangssignal überlagerbar ist. Eine solche Anordnung erzeugt dann ein Signal,
wenn die Vorgänge in einer nicht gewünschten Reihenfolge ablaufen, nicht aber, wenn die gewünschte
Reihenfolge auftritt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung
mit den Zeichnungen hervor. Darin zeigt
Fig. 1 die Prinzipanordnung einer bekannten UND-Schaltungseinheit,
F i g. 2 das Blockschaltbild einer Anordnung nach Fig.l,
F i g. 3 und 4 schematische Ablaufdiagramme,
F i g. 5 die Prinzipanordnung von UND-SchaItungS-einheiten in einem Signalgenerator gemäß der Erfindung,
F i g. 5 die Prinzipanordnung von UND-SchaItungS-einheiten in einem Signalgenerator gemäß der Erfindung,
F i g. 6 ein Blockschaltbild der Anordnung nach Fig. 5,
Fig. 7 und 8 schematische Ablaufdiagramme der erfindungsgemäßen Anordnung,
F i g. 9 eine abgewandelte Ausführungsform einer Anordnung gemäß der Erfindung und
Fig. 10 und 11 schematische Ablaufdiagramme der Anordnung nach F i g. 9.
Die in F i g. 1 dargestellte UND-Schaltungseinheit umfaßt im wesentlichen einen Eingang E1 zur Einspeisung
einer Wechselspannung der Frequenz fv einen EingangE2 zur Einspeisung einer Wechselspannung
der Frequenz f2 sowie einen Transistor T, dessen Basis-Emitter-Kreis an dem EingangE1 und
dessen Kollektor-Emitter-Kreis an einem Kondensator C liegt, der über einen hohen Widerstand R
und einen Gleichrichter D von dem Eingang E2 her aufladbar ist. Der KondensatorC ist dabei in Reihe
geschaltet mit der Primärwicklung eines Transformators Q, dessen Sekundärwicklung an einen Ausgang S
angeschlossen ist.
In der nachfolgenden Beschreibung ist eine solche UND-Schaltungseinheit mit CE bezeichnet, wie in
F i g. 2 schematisiert mit den Eingängen E, und E2 und dem Ausgang S dargestellt.
In F i g. 3 ist der zeitliche Spannungsverlauf gezeigt, wenn die Spannung der Frequenz Z2 zur Zeit I1
nach der Unterbrechung der Wechselspannung mit der Frequenz Z1 zur Zeit J0 aufhört und dann zur
Zeit i3 wieder einsetzt, nachdem die Wechselspannung der Frequenz Z1 zur Zeit t2 wieder aufgetreten
war. Man sieht, daß sich dann der Kondensator C auflädt, und zwar von der Zeit J0 an, bei welcher der
Transistor T durch Unterbrechung der. Einspeisung von /, gesperrt worden war. Die Aufladung dauert
bis zur Zeit von der an der KondensatorC nicht mehr gespeist wird, weil die Wechselspannung der
Frequenz Z2 unterbrochen ist. Der Kondensator C bleibt nun "bis zur Zeit f2 aufgeladen, nämlich bis zur
Entsperrung des Transistors T durch das Wiederauftreten der Wechselspannung mit der FrequenzZi·
Dann entlädt sich der Kondensator C über die Primärwicklung des Transformators Q; er bleibt entladen,
selbst wenn die Spannung der Frequenz Z2 zur Zeit I3 mit der Entsperrung des Transistors T wieder auftritt.
Bei der Entladung des Kondensators C entsteht am Ausgang S zur Zeit t2 ein Signal, wie in F i g. 3
ersichtlich.
Kommt es nun, wie in F i g. 4 dargestellt, zu einem umgekehrten Vorgang, d. h., daß die Einspeisung mit
der Frequenz Z1 zur Zeit unterbrochen wird und zur Zeit t3 wieder auftritt, nachdem die Spannung
jder Frequenz Z2 zur Zeit t0 unterbrochen und zur jZ/tit t2 wieder angelegt wurde, dann kann sich der
"Kondensator C nur nach dem Zeitpunkt t2 aufladen, der die Wiederaufnahme der Einspeisung der Frequenz
f2 bestimmt, und zwar bis zum Zeitpunkt i3, ,bei dem der Transistor T durch die Spannung der
Jprequenz Z1 entsperrt wird. Der KondensatorC ent-Jädt sich also nach dem Zeitpunkt I3 über die Primärwicklung
des Transformators Q und erzeugt das Signal S.
In jedem Falle erzeugt die UND-SchaItungseinheit CE somit ein Signal am Ausgang S, unabhängig von
jder Aufeinanderfolge der Unterbrechungen der Wechselspannungen mit den Frequenzen Z1 und j2.
Sei der oben angeführten Anwendung würde also die Bahnschranke eingesteuert, und zwar unabhängig
von der Fahrtrichtung des Zuges auf dem Gleis.
Um eine gerichtete, im Anwendungsbeispiel fahrtrichtungsabhängige Signalabgabe zu erzielen, ist erindungsgemäß
ein Signalgenerator nach F i g. 5 und 6 vorgesehen. Dieser besteht aus zwei hintereinandergeschalteten
UND-Schaltungseinheiten CE, CE'. Die Eingänge E1 und E2 der ersten UND-SchaItungseinheit
CE werden mit Spannungen der Frequenzen /,, /2 gespeist, während den Eingängen E1' und E2
der zweiten UND-SchaltungseinheitCE' eine Spannung der Frequenz Z2 und die Ausgangsspannung der
ersten UND-Schaltungseinheit CE zugeführt wird. Der KondensatorC der zweiten UND-Schaltungseinheit
CE' wird dabei vom Ausgang S der ersten UND-Schaltungseinheit CE unter Zwischenschaltung
eines hohen Widerstandes /?' über einen Gleichrichter D' aufgeladen, während der Transistor T
durch die Spannung der Frequenz Z1 vom Eingang E1' her gesteuert wird.
Das Diagramm F i g. 7 zeigt den Spannungsverlauf, wenn die Spannung der Frequenz Z2 zur Zeit J1 unterbrochen
wird, nachdem die Spannung der Frequenz Z1 zur Zeit i0 unterbrochen wurde und dann nach dem
Wiederauftreten der Spannung mit der FrequenzZ1 zur Zeit t2 ihrerseits zur Zeit f3 wieder auftritt.
Die Vorgänge am KondensatorC und am Ausgang S sind zunächst dieselben wie in Fig. 3. Zum
Zeitpunkt r2 ist jedoch der Transitor V durch die von dem EingangE1' herkommende Frequenz gesperrt.
Das Signal S lädt daher den Kondensator C über den Widerstand R' auf. Wenn es aufhört, bleibt
die Ladung bis zum Zeitpunkt bestehen, zu dem die Entsperrung des Transistors T erfolgt. Infolgedessen
kann sich der Kondensator C über die Primärwicklung des Transformators Q' entladen, wodurch
am Ausgang & ein Signal erzeugt wird, wie in F i g. 7 unten dargestellt.
Das Diagramm in F i g. 8 zeigt den Spannungsverlauf, wenn umgekehrt das Signal Z1 zur Zeit tx verschwindet
und dann zur Zeit /„ wieder auftritt, nachdem das Signal Z2 zur Zeit I0 verschwunden und zur
Zeit t2 wieder aufgetreten ist. Der Ablauf der Vorgänge am Kondensator C und am Ausgang S geht in
derselben Reihenfolge vor sich wie in F i g. 4. Jedoch kann hier das Signal S kein Aufladen des Kondensators
C bewirken, da es zu einem Zeitpunkt f3 erzeugt wird, zu dem der Transistor T durch das
SignalZ2 entsperrt ist. Daher entsteht kein Signali' am Ausgang der Zelle CE'. Der Signalgenerator nach
der Erfindung ermöglicht mit anderen Worten gerichtete Weitergabe einer aufgenommenen Information.
Er erzeugt ein Signal nur dann, wenn die Spannungen der Frequenzen Z1 und Z2 unterbrochen
werden und dann in einer bestimmten Reihenfolge wieder auftreten. Dies kann man als gerichtete Informationsweitergabe
bezeichnen.
F i g. 9 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung mit umgekehrt gerichteter Informationsweitergabe.
Insbesondere bei Berührungskontakten od. dgl. von Schienenwegen besteht der Bedarf
ao nach einer derartigen Anordnung, deren Signal beim Ablauf der Vorgänge in einer bestimmten Reihenfolge
unterbrochen wird, nicht aber, wenn die Vorgänge in einer anderen Reihenfolge ablaufen.
»5 die Anordnung nach F i g. 6, und zwar mit den Eingängen Ev E2, E1', E2', und den Ausgängen 5 und S1
für die UND-Schaltungseinheiten CE und CE'. Dem Eingang E2 der ersten UND-Schaltungseinheit CE ist
eine Kippstufe B vorgeschaltet, welche vom Eingang E her mit einem Signal der FrequenzZ2 beaufschlagt
wird. Die Kippstufe B wird also durch dieses Signal angesteuert und durch ein Signal am Ausgangs S'
wieder zurückgestellt.
F i g. 9 dargestellten Anordnung zusammen aus der Überlagerung der einzelnen einerseits von der Kippstufe
B, andererseits von der im Kondensator C der ersten UND-SchaltungseinheitCE gespeicherten Ladung
und schließlich von der im Kondensator C, der zweiten UND-Schaltungseinheit gespeicherten Ladung
herrührenden Signale. Es ist zu bemerken, daß in der Zeichnung nur die Kondensatoren C, C der beiden
UND-Schaltungseinheiten CE, CE' gezeigt sind, daß letztere aber denselben Aufbau haben wie oben beschrieben
und in den vorangehenden Figuren dargestellt.
Die extrem einfache Anordnung nach F i g. 9 arbeitet wie aus den Diagrammen Fig. 10 und 11
ersichtlich. In Fig. 10 wird die Spannung der Frese quenz f, zur Zeit T1 unterbrochen. Sie erscheint dann
wieder "zur Zeit r3, nachdem die Spannung der Frequenz Z, zur Zeit f0 unterbrochen worden und zur
Zeit ;2 wieder aufgetreten ist. Zunächst ist also die Kippstufe B durch Unterbrechung ihrer Einspeisung
vom EingangE her ausgeschaltet. Erst zum Zeitpunkt f., wird die Kippstufe B wieder zurückgestellt,
wenn die Spannung der Frequenz Z2 und das Signal Sr
gleichzeitig vorhanden sind. Der Verlauf der Einspeisung Z2' in die UND-Schaltungseinheit CE zwisehen
der Kippstufe B und dem Eingang E2 ist in F i g. 10 dargestellt. Die Einspeisung Z2' wird zur
Zeit I1 unterbrochen und zur Zeit t„ durch Rückstellung
der Kippstufe B wieder aufgenommen. Der Kondensator C verhält sich also wie in F i g. 7 dargestellt;
hier muß jedoch die Entladungszeit zwischen den Zeitpunkten t2 und Z4 größer sein als die Zeitspanne
zwischen den Zeitpunkten t2 und I3 der Spannungen
mit den Frequenzen Z, bzw. f.,. Das Signal .9,
Claims (2)
1. Signalgenerator, insbesondere zur Bahnschranken-Steuerung, unter Verwendung von
UND-Schaltungseinheiten mit je zwei Eingängen und einem Ausgang, an dem ein Signal nur auftritt,
wenn die beiden Eingänge in zeitlicher Aufeinanderfolge mit einer Wechselspannung unterschiedlicher
Frequenz gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei UND-Schaltungseinheiten
(CE, CE') in Reihe geschaltet sind und daß die erste {CE) an ihrem ersten Eingang (E1)
mit einer Wechselspannung einer ersten Frequenz (Z1) sowie an ihrem zweiten Eingang (E2) mit
einer Wechselspannung einer zweiten Frequenz (/2) beaufschlagt ist, welch letztere auch dem
ersten Eingang (E1') der zweiten UND-Schaltungseinheit (CE') zuführbar ist, während deren zweiter
Eingang (Ei') mit dem Ausgang (S) der ersten UND-Schaltungseinheit(CE) verbunden ist.
2. Signalgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Eingang(E2)
der ersten UND-Schaltungseinheit(CE) eine Kippstufe (B) vorgeschaltet ist, die durch das
Ausgangssignal (S') der zweiten UND-Schaltungseinheit (CE') zurückstellbar ist und deren Signal
den Ausgängen (S, S') der beiden UND-Schaltungseinheiten (CE, CEr) zu einem gemeinsamen
Ausgangssignal (SS) überlagerbar ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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---|---|---|---|---|
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1966
- 1966-08-29 FR FR74453A patent/FR1499283A/fr not_active Expired
-
1967
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- 1967-08-29 DE DE1967C0043225 patent/DE1288139C2/de not_active Expired
Also Published As
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FR1499283A (fr) | 1967-10-27 |
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