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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sicherheitsspeicher, welcher
aus einem Multivibrator mit zwei über je einen Kondensator kreuzweise rückgekoppelten
Transistoren besteht, die an eine Gleichspannungsquelle und über eine Ausgangselektrode
eines der Transistoren an einen Ausgangskreis angeschlossen sind.
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Die erforderlichen Sicherheitsbedingungen, welche man sowohl an Industrieanlagen
im allgemeinen als auch an den schienengebundenen Verkehr im besonderen stellt,
machen in ihrem Betrieb außerordentlich sichere Nachrichtenmittel notwendig Es ist
wichtig, daß bei einer Störung, z. B. Kurzschluß oder Unterbrechung eines beliebigen
Teiles des Sicherheitsspeichers, dieser am Ausgang mit Sicherheit keine Schwingung
erzeugt.
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Die bekannten Speicher der obengenannten Art, welche beispielsweise
bei der logischen Behandlung von Informationen verwendet werden, haben den Nachteil,
daß im Falle eines Kurzschlusses oder einer unbeabsichtigten Störung eines Elementes,
beispielsweise eines Transistors, die Ausgangsinformation zu einem Signal führt,
welches in keinem Falle von demjenigen Signal unterschieden werden kann, welches
durch die Zustände der Leitung oder Nichtleitung des ins Auge gefaßten Transistors
erzeugt wird, wobei es sich hierbei um Zustände handelt, die bei normalem Betrieb
durch die in den Speicher eingespeisten Eingangssignale erzeugt werden.
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Selbst wenn bei dem Multivibrator des bekannten Speichers der Kondensator
in der einen oder anderen Rückkopplungsleitung zwischen den beiden Transistoren
des Multivibrators kurzgeschlossen ist, kann am Ausgang des Speichers eine Schwingung
auftreten, die von einer dem Speicher nachgeordneten Schaltung mit der vom Speicher
im Normalbetrieb abgegebenen Schwingung verwechselt werden kann. Bei Kurzschluß
des erwähnten Kondensators ist es bei dem bekannten Speicher nämlich möglich, daß
die durch die Übergangsstellen Emitter-Basis oder Kollektor-Basis der beiden Transistoren
des Multivibrators gebildeten Kapazitäten eine Stör- bzw. Parasitschwingung aufrechterhalten,
deren Frequenz zwar von der der normalen Schwingung verschieden ist, aber dennoch
von der dem Speicher nachgeordneten Schaltung als Ausgangssignal zu einem irreführenden
Signal integriert werden kann.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, diesen Mängeln abzuhelfen und einen
Sicherheitsspeicher zu schaffen, welcher im Falle einer Störung eines Teiles der
Speicherschaltung, z. B. Kurzschluß oder Unterbrechung, ein bestimmtes, im Sinne
der größten Sicherheit wirkendes vorgegebenes Ausgangssignal liefert, d. h. jede
Ausgangsschwingung mit Sicherheit unterdrückt.
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Bei einem Speicher der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß eine der beiden Rückkopplungsleitungen des Multivibrators mit
der Ausgangselektrode und die andere über einen Kondensator mit der Steuerelektrode
eines zusätzlichen Transistors verbunden ist, dessen Eingangselektrode direkt und
dessen Steuerelektrode über einen Widerstand am Massepol der Gleichspannungsquelle
liegt, daß die mit der Ausgangselektrode des Transistors verbundene Rück- i kopplungsleitung
über einen Auslöseschaltkreis mit dem Massepol der Gleichspannungsquelle verbindbar
ist und daß eine der Ausgangselektroden des Multivibrators an einen Schaltkreis
zur Rückstellung des Multivibrators in den Ruhezustand angeschlossen ist.
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Durch diese Schaltung wird erreicht, daß das aus dem zusätzlichen
Transistor und dem ersten Transistor des Multivibrators bestehende Transistorenpaar
sich wie eine monostabile Kippstufe und das aus dem zusätzlichen Transistor und
dem zweiten Transistor des Multivibrators bestehende Transistorenpaar sich wie eine
astabile Kippstufe verhält. Demzufolge führt diese Sicherheitsspeicherschaltung
eine Dauerschwingung aus, sobald an die Ausgangselektrode des zusätzlichen Transistors
ein Steuerimpuls angelegt worden ist. Diese am Ausgangskreis der Schaltung abgenommene
und einen der beiden Speicherzustände kennzeichnende Dauerschwingung wird aufgehoben,
wenn an einer der Ausgangselektroden des Multivibrators ein den entsprechenden Transistor
blockierendes Potential während einer größeren Dauer als eine Schwingungsperiode
angelegt wird, oder wenn irgendeines der Organe des Sicherheitsspeichers gestört,
d. h. kurzgeschlossen oder unterbrochen ist. Das Fehlen von Schwingungen am Ausgangskreis
stellt den zweiten Zustand des Sicherheitsspeichers dar und ruft das Auslösen eines
Signals hervor, das z. B. im Eisenbahnverkehr im Sinne der größten Sicherheit wirkt.
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Der erfindungsgemäße Sicherheitsspeicher kann z. B. zur Betätigung
einer Bahnschranke verwendet werden. Dabei ist der Ausgang des Sicherheitsspeichers
mit einer Steuerschaltung für den Antriebsmotor der Bahnschranke verbunden, derart,
daß die Bahnschranke geöffnet bzw. geschlossen ist, wenn am Ausgang des Speichers
Schwingungen bzw. keine Schwingungen auftreten. Der Schaltkreis zur Rückstellung
des Multivibrators in den Ruhezustand ist dann, in Fahrtrichtung des Zuges gesehen,
vor der Bahnschranke und der Auslöseschaltkreis nach der Bahnschranke am Bahnkörper
angeordnet und kann vom vorbeifahrenden Zug betätigt werden. Unter der Voraussetzung,
daß der erfindungsgemäße Speicher Schwingungen erzeugt, werden beim Vorbeifahren
des Zuges am Rückstellungsschaltkreis die Schwingungen unterbrochen, so daß die
Bahnschranke schließt und erst wieder öffnet, wenn der Zug an dem der Bahnschranke
nachgeordneten Auslöseschaltkreis vorbeigefahren ist, der den Speicher wieder in
Schwingungen versetzt. Bei einer Störung des Speichers, z. B. durch Kurzschluß oder
Unterbrechung eines der Organe des letzteren, wird ebenfalls die Schwingung unterdrückt.
Auch bei Ausfall der Speisespannung des Speichers fallen die Schwingungen aus und
können auch bei Wiederanlegen der Speisespannung nicht von selbst wieder auftreten.
Der Speicher muß dann entweder von Hand aus bzw. durch einen an der Bahnschranke
nachgeordneten Auslöseschaltkreis vom vorbeifahrenden Zug angestoßen werden, damit
wieder Schwingungen auftreten und die Bahnschranke öffnet. Somit ist für alle möglichen
Störungsfälle die größtmöglichste Sicherheit für den Eisenbahnbetrieb gewährleistet.
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Weiterbildungen der Erfindung sind aus den Unterpatentansprüchen ersichtlich.
An Hand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachstehend erläutert. In der
Zeichnung zeigt F i g. 1 das elektrische Schaltschema eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
des Sicherheitsspeichers mit Transistoren,
F i g. 2 ein elektrisches
Schaltschema eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des Schaltkreises zur
Rückstellung des Multivibrators in den Ruhezustand, F i g. 3 ein anderes elektrisches
Schaltschema des Rückstellungskreises des Multivibrators und F i g. 4 das elektrische
Schaltschema eines Ausgangssicherheitskreises zur Steuerung eines dem Speicher nachgeschalteten
Relais.
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Der in F i g. 1 dargestellte Speicher besitzt im wesentlichen drei
Transistoren 1, 2 und 3.
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Der Transistor 1 wirkt als Verstärker. Die Transistoren 2 und 3 sind
kreuzweise gekoppelt und wirken als Multivibrator.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Transistoren 2 und 3
des Multivibrators vom Typ PNP, sie können aber auch vom Typ NPN sein.
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Die Transistoren 2 und 3 sind auf gemeinsamen Emitter geschaltet.
Der Emitter 4 des Transistors 2 und der Emitter 5 des Transistors 3 sind am Massepol
6 des Speichers angeschlossen, wobei der Massepol 6 mit der positiven Klemme einer
nicht dargestellten Gleichspannungsquelle verbunden ist.
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Der Kollektor 7 des Transistors 2 ist über einen Widerstand 8 mit
der negativen Klemme 9 derselben Gleichspannungsquelle verbunden. Ebenso ist der
Kollektor 10 des Transistors 3 über einen Widerstand 11. an die negative Klemme
9 der Spannungsquelle angeschlossen.
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Die Basis 12 des Transistors 2 ist über einen Kondensator 13 mit dem
Kollektor 10 des Transistors 3 verbunden. Der Kollektor 7 des Transistors 2 ist
über einen Kondensator 15 an die Basis 14 des Transistors 3 angeschlossen.
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Die Basis 14 ist ebenfalls über einen Widerstand 16 mit der negativen
Klemme 9 der Gleichspannungsquelle verbunden.
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Der Emitter 17 des Transistors 1 ist an die Masse 6 bzw. die positive
Klemme der Gleichspannungsquelle angeschlossen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Transistor 1 vom Typ PNP. Er könnte ebensogut vom Typ NPN sein.
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Die Basis des Transistors 1 ist über einen Kondensator 19 mit dem
Kollektor 7 des Transistors 2 verbunden.
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Der Kollektor 20 des Transistors 1 ist einerseits über einen Widerstand
21 an die Basis 12 des Transistors 2 und andrerseits über einen Widerstand 22 an
die negative Klemme 9 der Gleichspannungsquelle angeschlossen.
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Die Polarisation der Basis 18 des Transistors 1 wird durch einen Widerstand
23 bewirkt, der zwischen diese Basis 18 und die Masse 6 bzw. die positive Klemme
der Gleichspannungsquelle geschaltet ist.
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Ein Auslöseschalter 24 ist zwischen den Kollektor 20 des Transistors
1 und der Masse 6 bzw. der positiven Klemme der Glechspannungsquelle eingebaut.
Dieser Schalter 24 bildet das wesentliche Organ des Auslöseschaltkreises des Speichers
und ist mit einem nicht dargestellten Organ verbunden, welches in aufeinanderfolgender
Weise und ohne Verzögerung das Schließen und das Öffnen des Schalters 24 gestattet.
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Falls der Speicher im Eisenbahnbetrieb verwendet wird, kann der Schalter
24 durch einen mechanischen Schalter gebildet werden, der ein elastisches Rückstellorgan
besitzt und beim überfahren einer bestimmten Stelle eines Eisenbahngleises durch
eine Wagenachse betätigt wird, derart, daß der Schalter 24 geschlossen und nachher
wieder geöffnet wird.
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Der Schalter 24 kann auch ein elektromagnetischer Schalter sein, der
z. B. durch ein Vorbeifahrtanzeigegerät betätigt wird. Ebenso kann der Schalter
24 durch einen anderen Impulsgeber, der mit einer den Umständen angepaßten Steuervorrichtung
versehen ist, ersetzt werden.
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Bei dem in F i g. 1 dargestellten Speicher besteht der Schaltkreis
zum Rückstellen des Multivibrators 2, 3 in den Ruhezustand aus einem Schalter 37,
der zwischen den Kollektor 7 des Transistors 2 und der Masse 6 eingebaut ist.
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Dieser Schalter 37 kann von derselben Bauart, d. h. von mechanischer,
elektromagnetischer oder anderer Art, wie der Schalter 24 sein, aber mit dem Unterschied,
daß das Öffnen des Schalters 37 verzögert ist, und zwar um eine Zeitspanne, die
mindestens der Schwingungsperiode des Multivibrators 2, 3 gleich ist. Durch die
Betätigung des Schalters 37 kann also in aufeinanderfolgender Weise ein Schließen
und ein verzögertes Öffnen des Schalters 37 bewirkt werden.
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Der Grund für diese Verzögerung wird nachstehend bei der Beschreibung
der Wirkungsweise des Speichers näher erläutert.
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Es ist gleichgültig, ob der Schalter 37 an den Kollektor 7 des Transistors
2 oder an den Kollektor 10 des Transistors 3 des in F i g. 1 dargestellten Speichers
angeschlossen ist.
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Die F i g. 2 stellt ein anderes Ausführungsbeispiel des Schaltkreises
zur Rückstellung des Multivibrators in den Ruhezustand dar, wobei dieser Schaltkreis
an den in F i g. 1 dargestellten Speicher angepaßt ist.
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Dieser Schaltkreis besitzt im wesentlichen einen Schalter 38, der
zwischen der negativen Klemme 9 der Gleichspannungsquelle und dem Widerstand 8 eingebaut
ist. Dieser Schalter ist im Hinblick auf seine Bauart, seine Verwendung und seine
Wirkungsweise mit dem Schalter 37 identisch.
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Es ist gleichgültig, ob der Schalter 38 zwischen dem Widerstand 8
und der negativen Klemme 9 oder zwischen dem Widerstand 11 und der negativen Klemme
9 eingebaut ist.
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Die F i g. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des Schaltkreises
zur Rückstellung des Multivibrators in den Ruhezustand; auch dieser Schaltkreis
ist an den in F i g. 1 dargestellten Speicher angepaßt. Dieser Schaltkreis besitzt
einen Filterkondensator mit vier Klemmen, von denen zwei zwischen dem Widerstand
8 und der Masse 6 eingebaut sind, eine Diode 40 und eine dazu in Reihe geschaltete
Sekundärwicklung 41 eines Transformators 42, wobei die dritte Klemme des Kondensators
39, welche der mit dem Widerstand 8 verbundenen Klemme entspricht, mit der Diode
40 in Reihe geschaltet ist und wobei die vierte Klemme, welche der mit der Masse
6 verbundenen Klemme entspricht, in Reihe mit der Sekundärwicklung 41 geschaltet
ist.
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Die Primärwicklung 43 des Transformators 42 wird durch eine nicht
dargestellte Wechselstromquelle gespeist. Die Diode 40 ist derart geschaltet, daß
der Widerstand 8 von einem Gleichstrom durchflossen wird.
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Der Filterkondensator 39 mit vier Klemmen bzw. Ausgängen verhindert
das Auftreten einer Störspannung im Kollektor 7 des Transistors 2, wenn einer der
Ausgänge des Kondensators 39 unterbrochen wird.
Die Speisung der
Sekundärwicklung -41 muß während einer mindestens' der Schwingungsperiode des Multivibrators
gleichen Dauer unterbrochen werden. Der Spannungswert an den Klemmen der Sekundärwicklung
41 des Transformators 42 muß dazu ausreichen, daß der Multivibrator während dieser
Dauer im Ruhezustand gehalten wird.
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Es ist gleicl4 ob der in F i g. 3 dargestellte Schaltkreis an den
Widerstand 8 oder den Widerstand 11 angeschlossen wird.
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Die F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines elektronischen Sicherheitausgangskreises
des erfindungsgemäßen Speichers, wobei dieser Schaltkreis zur Steuerung eines Relais
oder eines anderen Geräts dient, derart, daß dieses die Sicherheitsstellung einnimmt,
wenn irgendeines der Organe des Schaltkreises gestört wird.
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Dieser Schaltkreis besitzt einen Transistor 44, dessen Basis 45 an
einen der Ausgänge des eigentlichen Speichers angeschlossen ist. Dieser Transistor
44 ist vom Typ PNP, dessen Emitter 46 an die positive Klemme einer zweiten, ebenfalls
nicht dargestellten Gleichspannungsquelle angeschlossen ist. Der Kollektor 48 ist
über einen Widerstand 49 an die negative Klemme 50 derselben zweiten Gleichspannungsquelle
angeschlossen, während die positive Klemme 47 der letzteren an die Masse gelegt
ist: Der Kollektor 48 des Transistors 44 ist auch an einen Kondensator 51 angeschlossen,
der wiederum über eine Diode 52 mit der Masse 47 bzw. der positiven Klemme der Gleichspannungsquelle
verbunden ist. Die an die Diode 52 angeschlossene Klemme des Kondensators 51 ist
über eine Diode 54 mit einem der vier Ausgänge des Kondensators 53 verbunden, dessen
zweiter Ausgang an die positive Klemme 47 der Gleichstromquelle angeschlossen ist,
während ein Relais 55 mittels der zwei weiteren Ausgänge des Kondensators 53 parallel
zu letzterem geschaltet ist.
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Es ist gleichgültig, ob man die Basis 45 des Transistors 44 an den
Kollektor des einen oder anderen der Transistoren 1, 2, 3 anschließt.
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Die Funktionsweise des in F i g.1 dargestellten Speichers ist die
folgende: Beim Unterspannungssetzen des Speichers ist der Transistor 1 gesperrt,
und die Kondensatoren 13, 15 und 19 sind nicht aufgeladen. Die Transistoren 2, 3
sind leitend, denn ihre Basis ist stark negativ gepolt.
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Der Steuerschalter 24 wird nun kurzzeitig geschlossen, so daß der
Kollektor 20 des Transistors 1 auf das in bezug auf die Klemme 9 positive Potential
; der Masse 6 gebracht wird. Die Basis 12 des Transistors 2 wird dabei ebenfalls
positiv gepolt, so daß der Transistor 2 sperrt. Gleichzeitig wird der Kondensator
19 über den aus - Gleichspannungsquelle und Widerstand 23 bestehenden Stromkreis
aufgeladen, während der Transistor 1 kurzgeschlossen ist.
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Der Transistor 3 bleibt in seinem Leitzustand, da seine Basis 14 über
den Widerstand 16 an die negative Klemme 9 der Gleichspannungsquelle angeschlossen
ist.
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Wenn man mit 1" den binären Zustand eines Transistors bezeichnet,
an dessen Kollektor ein negatives Potential angelegt ist, und mit 0 den binären
Zustand eines Transistors bezeichnet, dessen Kollektor positiv gepolt ist, so befinden
sich die Transistoren 1, 2, 3 in den entsprechenden binären Zuständen 1, 0, 0 nach
der Unterspannungssetzung des Speichers, und in den Zuständen 0, 1, 0 nach dem Schließen
des Schalters 24.
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Am Ende der Betätigung ist der Schalter 24 wieder geöffnet und der
Kollektor 20 des Transistors 1 wird über den Widerstand 22 auf negatives Potential
gesetzt. Der Transistor 1 sperrt am Ende der Aufladung des Kondensators 19, denn
die Basis 18 des Transistors 1 wird über den Widerstand 23 positiv gepolt.
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Gleichzeitig wird der Transistor 2 leitend, so daß sich der Kondensator
19 entlädt und die Sperrung des Transistors 1 betätigt.
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Der wieder leitend gewordene Transistor 2 bewirkt die Entladung des
Kondensators 15, der nun die Basis 14 des Transistors 3 auf ein positives Potential
bringt.
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Dieser Transistor 3 sperrt, und der Kondensator 13 wird über den Stromkreis,
bestehend aus Widerstand 11, Gleichspanungsquelle, Emitter 4 und Basis 7:2 des Transistors
2, aufgeladen.
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Am Ende - der Entladung des Kondensators 15 wird der Transistor 3
wieder leitend, so daß sich nun der Kondensator 13 entlädt und die Basis 12 des
Transistors 2 auf positives Potential bringt.
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Der Transistor 2 sperrt. Der Kondensator 19 lädt sich auf und. gestattet
dem Transistor 1 leitend zu werden, Am Ende der Aufladung des Kondensators 19- sperrt
der Transistor 1 ... und der Zyklus beginnt von neuem wie vorstehend beschrieben
wurde.
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Am Ende des Anstoßes des Multivibrators, d. h., wenn der Schalter
24 wieder geöffnet ist, haben die Transistoren 1, 2 und 3 die entsprechenden binären
Zustände 1, 0, 1, dann 0, 1, 0 durchlaufen, womit der erste Zyklus beendet ist.
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Die nachstehende Tabelle zeigt zusammenfassend die aufeinanderfolgenden
binären Zustände der Transistoren 1, 2 und 3 seit der Unterspannungssetzung des
Speichers.
| Unter- Beginn des Ende des Anstoßens, |
| spannungs- Anstoßens, öffnen des Aufeinanderfolgende Zyklen |
| - setzung Schließen des Schalters 24 |
| des Speichers Schalters 24 |
| Transistor 1 ....... 1 0 1 0 1 0 - 1 0 |
| Transistor 2 ....... 0 1 0 1 0 1 - 0 1 |
| Transistor 3 ....... 0 0 1 0 1 0 - 1 0 |
| 1. Zyklus 2. Zyklus n-ter Zyklus |
Sofort nach Ende des Anstoßens beginnt der Speicher zu oszillieren und ruft dadurch
das Zustandekommen der verschiedenen Zyklen hervor.
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Die Unterbrechung dieses Schwingungszustandes wird durch Schließen
des Schalters 37 bewirkt, wobei der Speicher in den Ruhezustand übergeführt wird.
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Damit der Speicher in den Ruhezustand zurückkehrt, muß der Kollektor
7 oder der Kollektor 10
auf positives Potential gebracht
werden und auf diesem Potential während einer Zeitspanne verharren, die größer als
die Aufladungsdauer der Kondensatoren 13, 15 und 19 ist. Am Ende dieser Zeitspanne
ist der Transistor 1 gesperrt, die Transistoren 2 und 3 sind leitend, und die entsprechenden
binären Zustände der Transistoren 1, 2 und 3 sind 1, 0, 0.
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Man erhält auf diese Weise für die Transistoren 1, 2, 3 die entsprechenden
binären Zustände 1, 0, 0, welche den Ruhezustand des Speichers kennzeichnen, wenn
dieser unter Spannung steht.
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Wenn man die Verbindung des Kollektors 7 oder 10 mit der Masse 6 unterbricht,
d. h., wenn man den Schalter 37 öffnet, so können sich die entsprechenden binären
Zustände der Transistoren 1, 2, 3 nicht mehr ändern, und der Speicher bleibt in
dem Zustand, der den Ruhezustand kennzeichnet (Fehlen von Schwingungen). Man kann
die in den F i g. 2 und 3 dargestellten Schaltvorrichtungen zur Rückstellung des
Speichers in den Ruhezustand verwenden. Die Wirkungsweise dieser Schaltvorrichtungen
ist mit der soeben beschriebenen identisch.
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Anstatt des Steuerschalters 24 kann man einen Impulsgeber oder einen
Transistor oder jedes andere geeignete Steuerorgan verwenden. Zur Erreichung des
beabsichtigten Zwecks genügt jedes Organ, daß das Anlegen eines Impulses gestattet,
der den Transistor 1 vorübergehend leitend macht.
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Die nachstehende Tabelle faßt die verschiedenen möglichen Störungen,
die die Organe des Speichers beeinflussen können und die dadurch entstehenden Ausgangssignale
(Vorhandensein oder Fehlen der Schwingungen) zusammen. In dieser Tabelle wird das
Fehlen von Schwingungen als Ausgangssignal Null bezeichnet.
| Kurzschluß Unterbrechung |
| Transistor 1 Ausgangssignal Null. Kollektor 20 liegt Ausgang
über schwachen Widerstand 22 |
| über den Transistor 1 an Masse. auf negativem Potential. Ausgangssignal |
| Null. |
| Transistor 2 Entspricht einem normalen Befehl zur Die Kondensatoren
15 und 19 können |
| Rückkehr des Speichers in die Ruhe- sich nicht mehr entladen.
Der Transistor3 |
| stellung. Ausgangssignal Null. bleibt leitend und der Transistor
1 ist ge- |
| sperrt. Ausgangssignal Null. |
| Transistor 3 Entspricht einem normalen Befehl zur Der Kondensator
13 kann nicht mehr ent- |
| Rückkehr des Speichers in die Ruhe- laden werden. Der Transistor
2 bleibt |
| Stellung. Ausgangssignal Null. leitend. Ausgangssignal Null. |
| Kondensator 19 Transistor 1 ständig leitend. Ausgangs- Transistor
1 bleibt ständig gesperrt. Aus- |
| im Null. gangssignal Null. |
| Kondensator 15 Transistor 3 ständig gesperrt durch den Transistor
3 leitend. Transistor 2 kann |
| leitenden Transistor 2. Ausgangssignal nicht mehr gesperrt
werden. Ausgangs- |
| Null. Signal Null. |
| Kondensator 13 Transistor 2 ständig durch leitenden Tran- Transistor
2 kann nicht mehr durch einen |
| sistor 3 gesperrt. Ausgangssignal_ Null. Impuls des Transistors
3 gesperrt werden. |
| Ausgangssignal Null. |
| Widerstand 22 Ausgang auf negative Klemme kurzge- Transistor
1 außer Betrieb. Kondensator |
| schlossen. Ausgangssignal Null. 13 kann sich nicht mehr entladen.
Aus- |
| gangssignal Null. |
| Widerstand 8 Transistor 2 zerstört. Transistor 3 bleibt Entspricht
einem normalen Befehl zur |
| leitend. Transistor 1 gesperrt. Ausgangs- Rückstellung des
Speichers in die Ruhe- |
| signal Null. Stellung. Ausgangssignal Null. |
| Widerstand 11 Transistor 3 zerstört. Transistor 2 bleibt Entspricht
einem normalen Befehl zur |
| leitend. Transistor 1 gesperrt. Ausgangs- Rückstellung des
Speichers in die Ruhe- |
| signal Null. Stellung. Ausgangssignal Null. |
| Widerstand 23 Transistor 1 ständig gesperrt. Ausgangs- Kondensator
19 kann sich nicht mehr ent- |
| signal Null. laden. Transistor 1 bleibt gesperrt. Aus- |
| gangssignal Null. |
| Widerstand 21 Der Impuls des Transistors 3 strebt die Die Transistoren
1 und 2 sind gesperrt. |
| Sperrung des Transistors 2 an, während Der Transistor 3 ist
leitend. Ausgangs- |
| gleichzeitig der Transistor 1 auf Potential Signal Null. |
| 0 V gezwungen wird; da der Widerstand |
| 22 schwach ist, reicht die im Konden- |
| sator 13 angespeicherte Energie nicht dazu |
| aus, den Transistor 2 leitend zu machen. |
| Ausgangssignal Null. |
| Widerstand 16 Transistor 3 zerstört (negatives Potential Kondensator
15 kann sich nicht entladen. |
| direkt auf Basis geschaltet). Ausgangs- Transistor 3 bleibt
gesperrt. Ausgangs- |
| signal Null. Signal Null. |
Nachstehend soll die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Speichers
bei Auftreten einer der vielen möglichen Störungen näher beschrieben werden. Dabei
sei z. B. der Fall herausgegriffen, bei dem der Kondensator 15 plötzlich kurzgeschlossen
wird, wenn sich der Speicher im Schwingungszustand befindet. Würde der Speicher
nur die den Multivibrator bildenden Transistoren 1 und 2 aufweisen, so könnte die
durch Kollektor 7 und Basis 12 des Transistors 2 gebildete Kapazität gemeinsam mit
der Rückkopplungsleitung des Kondensators 13 eine Stör-bzw. Parasitschwingung aufrechterhalten,
deren Frequenz nicht im voraus bestimmt werden kann, die aber zu Ausgangsschwingungen
führt, die das Endorgan, z. B. ein Relais zur Steuerung einer Bahnschranke, nicht
von - den normalen Schwingungen unterscheiden kann.
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Beim Erfindungsgegenstand wird dieser Nachteil vermieden, und zwar
mit Hilfe des zusätzlichen Transistors 1. Bei Kurzschluß des Kondensators 15 wird
der Transistor 3 blockiert, da an dessen Basis über den leitenden Transistor 2 ein
positives Potential gelegt wird. Gleichzeitig wird über den Kondensator 19 die Basis
18 des Transistors positiv polarisiert, wodurch letzterer ebenfalls blockiert wird.
In diesem Zustand bestätigt der Transistor 1 über die Spannungsquelle und die- Widerstände
22 und 21 den Leitzustand des Transistors 2, der somit ständig leitend bleibt, und
demzufolge die ständige Blockierung des Transistors 3. Da die Transistoren 1, 2,
3 ihre Zustände nicht ändern können, ist auch mit Sicherheit gewährleistet, daß
der Speicher keine irgendwie gearteten Schwingungen abgeben kann und somit auch
keine Stör- bzw. Parasitschwingungen.
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Das Schwingen des durch Transistoren gebildeten Speichers stellt den
Zustand der »gespeicherten Information« dar und kann von irgendeinem der Kollektoren
der Transistoren 1, 2, 3 abgenommen werden.
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Die Verwendungsarten der im Speicher in der Form einer Schwingung
aufgespeicherten Information sind zahlreich und liegen nicht außerhalb der Grundidee
der Erfindung.
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Das in F i g. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Sicherheitsausgangsschaltkreises
deutet eine dieser Verwendungsarten an und besitzt keinen einschränkenden Charakter,
obwohl dieses Ausführungsbeispiel sich besonders gut an den erfindungsgemäßen Speicher
anpaßt und diesen in vorteilhafter Weise ergänzt.
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Der Speicher liefert ein zinnenartiges Ausgangssignal in Form von
Impulsen. Der in F i g. 4 dargestellte Ausgangskreis gestattet, dieses rechteckförmige
Signal in ein kontinuierliches Signal umzuwandeln, das geeignet ist, ein Relais,
ein Kontrolllicht oder irgendeine andere elektrische oder elektromagnetische Vorrichtung
zu speisen.
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Die Wirkungsweise dieses Ausgangskreises ist die folgende: Wenn der
Transistor 44 erregt ist, d. h., wenn seine Basis 45 von den von einem Ausgang des
Speichers kommenden rechteckförmigen Impulsen durchflossen wird, so ergibt sich
am Kollektor 48 des Transistors eine zinnenförmige Spannung mit erhöhter Amplitude.
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Der Transistor 44 wirkt als Verstärker. Während der Sperrperiode des
Transistors 44 wird der Kondensator 51 über den Stromkreis Widerstand 49, Gleichstromquelle,
Diode 52 aufgeladen.
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Während der Zeitspanne, bei der der Transistor 44 leitend ist, entlädt
sich der Kondensator 51 über den Stromkreis, bestehend aus Diode 54, Belastungswiderstand
oder Relais 55, Masse 47, Emitter 46 -und Kollektor 48.
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Der Entladestrom des Kondensators 51 gelangt über die Klemme 56 in
das Relais 55, so daß diese Klemme 56 gegenüber dem Potential der Masse positives
Potential besitzt.
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Die Dioden 52 und 54 sind so geschaltet, daß der vom Kondensator 51
übertragene rechteckförmige Impulsstrom in einen Gleichstrom mit dem Impulsstrom
gleicher Amplitude umgewandelt wird, wobei dieser Gleichstrom das Relais 55 durchfließt.
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Die Kapazität des Kondensators 51 muß groß sein, damit ein Maximum
an Energie übertragen werden kann.
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Die nachstehende Tabelle faßt die verschiedenen möglichen Störungen
der einzelnen Organe des Ausgangsstromkreises zusammen und zeigt die damit verbundenen
Ausgangssignale auf.
| Kurzschluß Unterbrechung |
| Kondensator 53 Das Belastungsorgan 55 ist kurzgeschlos- Der
Kondensator hat vier Ausgänge. Bei |
| sen. Ausgangssignal Null. Unterbrechung eines der vier Ausgänge |
| wird das Belastungsorgan55 abgeschaltet. |
| Ausgangssignal Null. |
| Diode 54 Die an der Klemme 57 auftretenden Im- EntsprichtderAbschaltungdesBelastungs- |
| pulse werden durch den Kondensator 53 organs 55. Ausgangssignal
Null. |
| hoher Kapazität kurzgeschlossen. Aus- |
| gangssignal Null. |
| Diode 52 Das Potential an den Klemmen 56, 57 DerKondensator
51 kann sich nicht mehr |
| bleibt Null. Ausgangssignal Null. aufladen. Demzufolge ist
der Stromfluß |
| und das Ausgangssignal Null. |
| Kondensator 51 Stromfluß von der Klemme 57 zur Übertragung
der Eingangsimpulse unmög- |
| Klemme 56 unmöglich. Ausgangssignal lieh. Ausgangssignal Null. |
| Null. - |
| Transistor 44 Unterbrechung der Übertragung der Ein- Unterbrechung
der Übertragung der Ein- |
| gangsimpulse. Ausgangssignal Null. gangsimpulse. Ausgangssignal
Null. |
Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, daß bei einer Störung, welcher
Art sie auch immer sei, die Spannung an der Klemme 56 verschwindet und das Relais
55 von keinem Strom durchflossen wird.
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Zusammenfassend kann gesagt werden, daß im Falle einer Störung im
eigentlichen Speicher das Ausgangssignal desselben Null wird, so daß das Endrelais
55 von keinem Strom durchflossen wird. Dies ist ebenso der Fall, wenn in den dem
Speicher nachgeschalteten Ausgangsstromkreis eine Störung auftritt. Die Sicherheitsstellung
der Vorrichtung ist somit ständig gewährleistet.
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Der Erfindungsgegenstand ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten
Ausführungsbeispiele beschränkt, der erfindungsgemäße Speicher kann auch mit Hilfe
von Trioden an Stelle der hier verwendeten Transistoren aufgebaut werden. Transistoren
und Trioden können allgemein insofern als technisch äquivalent angesehen werden,
als Emitter und Katode als Eingangselektrode, Basis und Gitter als Steuerelektrode
und Kollektor und Anode als Ausgangselektrode wirken.