DE1288139C2

DE1288139C2 - Signalgenerator unter Verwendung von UND-Schaltungseinheiten

Info

Publication number: DE1288139C2
Application number: DE1967C0043225
Authority: DE
Inventors: Vandeventer Christian H Claude
Original assignee: Compagnie de Signaux et dEntreprises Electriques SA
Current assignee: Compagnie de Signaux et dEntreprises Electriques SA
Priority date: 1966-08-29
Filing date: 1967-08-29
Publication date: 1969-09-25
Also published as: ES344494A1; FR1499283A; DE1288139B

Description

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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. 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 f_v 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 t_x 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.

Der in F i g. 9 dargestellte Signalgenerator umfaßt

»5 die Anordnung nach F i g. 6, und zwar mit den Eingängen E_v 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.

Ferner setzt sich das Ausgangssignal SS der in

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 S^r 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

das Signal C und das Signal S' haben den in F i g. 10 dargestellten Verlauf. Die Entladung des Kondensators C beginnt zur Zeitz3, so daß das StgnalS' erzeugt und die Kippstufe B wieder zurückgestellt wird. Man erhält also auf einfache Weise das Ausgangssignal SS aus der Überlagerung der Signale B, C und C Dieses Signal SS wird niemals gelöscht. Es wird also keine Information weitergegeben, wenn die Vorgänge in der Reihenfolge fv /2 ablaufen. Fig. 11 zeigt im Gegensatz dazu, daß das Signal to SS im umgekehrten Fall gelöscht wird, d. h. wenn die ' Spannung der Frequenz /, zur Zeit /, verschwindet und zur Zeit t3 wieder auftritt, nachdem die Frequenz /„ zur Zeit I0 unterbrochen wurde und zur Zeit r2 wieder aufgetreten ist. In diesem Fall hat nämlich das an dem Ausgang der zweiten UND-Schaltungseinheit CE' entnommene, mit dem in F i g. 8 dargestellten identische Signal 5' stets den Betrag Null. Infolgedessen wird die Kippstufe B, welche zur Zeit Z0 durch Unterbrechung des Signals /„ ao immer ausgeschaltet wird, während der gesamten Dauer des Vorgangs nicht mehr zurückgestellt. Die Spannung der Frequenz /2' hat denselben Verlauf wie diejenige an der KippstufeB und tritt also nicht wieder auf. Deshalb kann am KondensatorC kein as Signal abgenommen werden, und das Signal SS, welches die Summe der Signale B, C und C ist, hat den gleichen Verlauf: es wird zur Zeit /„ gelöscht. Die in F i g. 9 dargestellte Anordnung erzeugt mithin zur Zcitr0 ein Signal, wenn die Vorgänge in einer nicht gewünschten Reihenfolge ablaufen, nicht aber, wenn die gewünschte Reihenfolge auftritt. Dies kann man als entgegengesetzt gerichtete Informationsweitergabe bezeichnen. Selbstverständlich ist es ferner möglich, zwei Schaltungsanordnungen jeweils entgegengesetzt gerichteter Informationsweitcrgabc in einem Signal- generator zusammenzufassen.. Die Auslösespannungen bzw. Informationen können dabei von verschiedenen Orten bzw. örtlichen Bereichen her kommen, z. B. wenn man eine Bahnschranke derart steuert, daß die Sperrung (Zugankündigung) durch die eine Schaltungsanordnung geschieht, während die Freigabe von der zweiten Schaltungsanordnung bewirkt wird. Patentansprüche:

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 (E_i') 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, CE^r) zu einem gemeinsamen Ausgangssignal (SS) überlagerbar ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen