DE1499892A1

DE1499892A1 - Detention storage

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Publication number: DE1499892A1
Application number: DE19661499892
Authority: DE
Inventors: Hofmann Dipl-Ing Hermann; Wust Dipl-Ing Karl-Ernst
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-04-26
Filing date: 1966-04-26
Publication date: 1970-04-30

Description

H a f t s p e i c h e r Die Erfindung bezieht sich auf eine bistabile Transistor-Kippschaltung als Gedächtniselement in kontaktlosen Steuer- und Regelanlagen, mit Mitteln zur Sicherung des Informationsinhalte bei bzw. nach Ausfall der Stromversorgung.H A F ts p Eicher The invention relates to a bistable flip-flop transistor as a memory element in the contactless control and regulating systems, having means for securing the information contents at or after failure of the power supply.

In der industriellen Elektronik wird die Forderung gestellt, daß bei bzw. nach Netzspannungsausfällen bzw. bei wiederkehrender Netzspannung die vorgesehenen bistabilen Kippstufen, z.B. Gedächtnisstufen, Zähl- und Registerstufen stets diejenige Ausgangslage wieder einnehmen sollen, die sie vor dem Spännungsausfall hatten. Bei aus Halbleitern aufgebauten Kippschaltungen ist dies jedoch nicht ohne weiteres der Fall, da das Kippverhalten einer solchen-Stufe bei wiederkehrender Spannung im wesentlichen von den Unsymmetrien der Schaltung abhängt. Solchen Kippstufen muß deshalb ein-Speicherelement zugeordnet werden, das die Information der bistabilen Stufen übernimmt, bei Netzspannungsausfall ohne Energiezufuhr beliebig lange speichert und bei Spannungswiederkehr die zugeordnete Halbleiterkippstufe in die frühere Ausgangssteuerlage setzt. Transistor-Kippechaltungen solcher Art werden als Haftspeicher bezeichnet und bestehen im wesentlichen aus über Kreuz gekoppelten NOR-Gattern, wobei in den Kollektor bzw. Rückkopplungekreie der zum Aufbau benötigten Transistoren eine oder mehrere Wicklungen eines Transformators mit hochpermeablem Kern eingeschaltet sind. Haftspeicher solcher Art beruhen auf dem Grundgedanken, daß der in dem Kern eingeschriebene Informationeinhalt der betreffenden bistabilen Kippstufe bei.oder nach Ausfall der Stromversorgung, d.h. der BetriebBapannung für die Transistoren, im Kern erhalten bleibt und nach Wiederkehr der Versorgungsspannung wieder-herausgelesen werden kann.In industrial electronics the requirement is that at or after mains voltage failures or when the mains voltage returns, the intended bistable toggle levels, e.g. memory levels, counting and register levels, always the one Should take up the starting position again, which they had before the clamping failure. at However, this is not a simple matter of flip-flops constructed from semiconductors the case, as the tilting behavior of such a stage with recurring voltage essentially depends on the asymmetries of the circuit. Such tilt steps must Therefore a memory element is assigned which contains the information of the bistable Levels takes over, stores for as long as required in the event of a power failure without energy supply and when the voltage returns, the assigned semiconductor flip-flop to the previous output control position puts. Transistor flip-flops of this type are referred to as sticky memories and consist essentially of cross-coupled NOR gates, where in the Collector or feedback circuits of the transistors required to build one or several windings of a transformer with a high permeability core are switched on. Adhesive memory of this type are based on the basic idea that the one written in the core Information content of the relevant bistable multivibrator at. Or after failure of the Power supply, i.e. the operating voltage for the transistors, is preserved in the core remains and can be read out again after the supply voltage has been restored.

Auch die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, bistabile Kippstufen mit Haftspeicherverhalten aufzubauen. Die Erfindung sieht vor, als Speicher für die'betreffende bistabile Kippstufe Transfluxoren vorzuseheng von denen die Blockierwicklung des einen in den Kollektorkreie das einen Kippstufentransistors und die Blockierwicklung des anderen Transfluxors in den Kollektorkreie den anderen Kippetufentranaistors geschaltet ist und die Blockierwicklungen des einen Transfluxors wechselweise mit der Einstellwicklung den anderen Transfluxors in Reihe geschaltet ist, wobei durch ein zentrales, an die Stromversorgung angeschlossenes Speisegerät mit einem Schwingungen erzeugenden Generator die Speisung der Treiberwicklungen der Transfluxoren erfolgt, deren Ausgangswicklungen die Basen der zugeordneten Transistoren beeinflussen und wobei zwei Zeitkonstantenglieder enthaltende Grenzwertmelder vorgesehen sind, die bei nach Ausfall wiederkehrender Stromversorgung zunächst das Steuerpotential für den Generator, danach das Betriebspetential für die Transfluxoren und schließlich ein Sperrpotential für den Generator zuschalten und bei Speisespannungeausfall diese Potentiale in umgekehrter Folge bereitstellen. Ein Ausführungebeispiel der Erfindung sei nachstehend anhand zweier Figuren näher erläutert. Die zeichnerische Darstellung ist in zwei Teile gegliedert, von denen der gestrichelt gerahmte Teil in schematischer Darstellung das zentrale Steuergerät ZS veranschaulicht, welches einer Vielzahl von Haftspeichern gemeinsam zugeordnet ist. Das zentrale Steuergerät ZS enthält das Netzepeiaegerät Sp oder ist diesem nachgeordnet; das SpeIaegerät sichert die Gleichstromversorgung der Steuerbausteinel und liefert ausgangeseitig das positive Betriebepotential P, dan negative Sperrpotential N und das zwischen beiden liegende Bezugepotential Mp. Das zentrale Steuergerät ZS umfaßt ein-en sperr- und entsperrbaren Impulsgenerator G, der ausgangsseitig - wie durch Pfeile angedeutet ist - eine Wechselspannung von etwa 20 kHz zur Speisung der Treiberwicklungen der Transfluxoren erzeugt, ferner den Grenzwertmelder GM 1 und den Grenzwertmelder GM 29 welche bei einem vorgebbaren Ansprechwert, d. h. bei einer bestimmten Größe der Versorgungsspannung später zu beschreibende Schaltmaßnahmen auslösen und bei Ausfall der Stromversorgung bei einem vorgebbaren Rückkippwert gegenläufige Steuermaßnahmen in die Wege leiten. Die bistabile Kippstufe, der Haftspeicherverhalten verliehen werden soll, umf"-i.ßt die Transistoren Pl und P 29 deren Steuer- und Kollektorkreise durch Transfluxoren TF bzw. TF 2 beeinflußt werden. Die Eingänge der bistabilen Kippstufe sind mit E 1 und E 2 bezeichnat, ihre Ausgänge mit A 1 und A 2* Die Transistoren P 3 und P 4 sind lediglich als Entkopplungstransistoren zu werten; sie sind jeweils den Ausgängen der Transistoren P 1 bzw. P 2 zugeordnet. Die Kollektoren der Transistoren Pl und P 2 sind - wie bei bistabilen Kippstufen üblich - über Kreuz mit den Basen der Transistoren gekoppelt. Der Kollektor des Transistors P 1 ist über die Blockierwicklung Wb des Transfluxors TF 1 und über die Einstellwicklung W e des Transfluxors TP 2 an die Leitung P' angeschlossen, an di; über den Kontakt d 1 des Relais D 1 des Grenzwertmelders GM 1 das positive Speis epotential P anlegbar ist. Entsprechend ist der Kollektor des Transistors P 2 über die Einstellwicklung W e des Transfluxors TP 1 -und über die Blockierwicklung Wb des TransfluxorEi TF 2 an die Leitung Pl angeschlossen. Sowohl der Transfluxor TF 1 als auch der Transfluxor TF 2 verfügen je über zwei Ausgangswicklungen W und W deren eine Enden jeweils geger al . a21 das Bezugspotential Mp geschaltet sind und deren andere Eriden beim Transfluxor TF über Entkopplungsdioden D und D" zusammengefaßt, auf die Basis des Transistors P 2 einwirken, während die entsprechenden Enden der Ausgangswicklungen W al und W a2 des Transfluxors TF 21 über.Dioden D 3 und D 4 zusammengefaßt, die Basis des Transistors P 1 beeinflussen. Der Zusammenschluß der Dioden D 4 und D 39 bzw. Dl, D 2 ist jeweils kapazitiv, über Kondensatoren C 1 bzw. C 21 gegen das Bezugspotential Mp geschaltet. Die Treiberwicklungen W ti und W t? der Transfluxoren TF 1 und TF 2 liegen jeweils mit ihrem einen Wicklungsende am Betriebspotential P, das jeweils andere Wicklungsende der Treiberwicklungen liegt am Ausgang des die Treiberspannung liefernden Generators G im zentralen Steuergerät ZS.The present invention is also concerned with the task of building bistable flip-flops with sticky storage behavior. The invention provides, as a store for die'betreffende bistable multivibrator transfluxors vorzuseheng of which the blocking winding of the one having a Kippstufentransistors and the blocking winding is connected the other Transfluxors in the Kollektorkreie the other Kippetufentranaistors in the Kollektorkreie and the blocking windings of a Transfluxors alternately with the The adjustment winding of the other transfluxors is connected in series, with the driver windings of the transfluxors being fed by a central supply device connected to the power supply with a generator that generates vibrations, the output windings of which influence the bases of the assigned transistors and with limit value indicators containing two time constant elements are provided, which if the power supply returns after a failure, first the control potential for the generator, then the operating potential for the transfluxors and finally a blocking potential for the Ge Connect the generator and provide these potentials in the reverse order in the event of a supply voltage failure. An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to two figures. The graphic representation is divided into two parts, of which the part framed by dashed lines illustrates the central control unit ZS in a schematic representation, which is jointly assigned to a large number of adhesive memories. The central control unit ZS contains the power supply unit Sp or is subordinate to it; the SpeIaegerät secures the DC power supply of the Steuerbausteinel and provides ausgangeseitig the positive plants potential P, dan negative barrier potential N and lying between two COVERS potential Mp The central control unit ZS comprises a-en locking and releasable pulse generator G on the output side -. as indicated by arrows - An alternating voltage of about 20 kHz is generated to feed the driver windings of the transfluxors, and also the limit value indicator GM 1 and the limit value indicator GM 29, which at a predeterminable response value, d. H. trigger switching measures to be described later at a certain level of the supply voltage and initiate counter-action control measures in the event of failure of the power supply at a predeterminable rollback value. The bistable multivibrator, which is to be given the sticky memory behavior, comprises the transistors P1 and P 29 whose control and collector circuits are influenced by transfluxors TF and TF 2 , respectively. The inputs of the bistable multivibrator are designated E 1 and E 2 , their outputs with A 1 and A 2 * The transistors P 3 and P 4 are only to be assessed as decoupling transistors; they are each assigned to the outputs of the transistors P 1 and P 2. The collectors of the transistors Pl and P 2 are - as common in bistable multivibrators - cross-coupled to the bases of the transistors. The collector of the transistor P 1 is connected to the line P 'via the blocking winding Wb of the transfluxor TF 1 and via the setting winding W e of the transfluxor TP 2, to di; via the contact d 1 of the relay D 1 of the limit indicator GM 1 can be applied with the positive feed potential P. The collector of the transistor P 2 is correspondingly connected to the setting winding W e of the transfluxor TP 1 -un d connected to the line Pl via the blocking winding Wb of the TransfluxorEi TF 2. Both the Transfluxor TF 1 and the Transfluxor TF 2 each have two output windings W and W, one end of which is each against al . a21 the reference potential Mp are connected and their other erides in the transfluxor TF combined via decoupling diodes D and D ", act on the base of the transistor P 2 , while the corresponding ends of the output windings W al and W a2 of the transfluxor TF 21 via.Dioden D 3 and D 4, combined, influence the base of the transistor P 1. The connection of the diodes D 4 and D 39 or Dl, D 2 is capacitive, connected to the reference potential Mp via capacitors C 1 and C 21, respectively and W t? of the transfluxors TF 1 and TF 2 each have their one winding end at the operating potential P, the other winding end of the driver windings is at the output of the generator G supplying the driver voltage in the central control unit ZS.

Zur Erläuterung der Wirkungs7weise sei angenommen, daß die Speisewechselspannung RST für das Gleichrichtergerät Sp ausgefallen sei und die Gleichstr'ompotentiale P, Mp und N fehlen. Ebenso möge die Information der bistabilen Kippstufe in die Transfluxoren TF 1 und TF 2 eingeschrieben sein. Sobald nun die Netzspannung wiederkehrt, und die Betriebsgleichspannung P, Mp, N eine bestimmte Größe erreicht hat, wird der Generator G im zentralen Speisegerät ZS zum Anschwingen veranlaßt und liefert die Speisewechselspannung für die Treiberwicklungen der Transfluxoren TF 1 und TF 2* Über die Ausgangswicklungen W a desjenigen Transfluxors, der gemäß der vor Netzspannungsausfall vorhandenen Information eingestellt war, fließt demzufolge ein Steuerstrom in die Basis des zugeordneten Transistors P 1 bzw. P 2* Damit wird die Kippschaltung in der gewünschten Lage festgehalten. Bei weiterem Ansteigen der Speisegleichspannung wird zunächst der Grenzwertmelder GM" sobald dessen Ansprechschwellwert erreicht ist, gekippt, wobei das seinem Ausgang zugeordnete Relais D 1 erregt wird; sein Kontakt d 1 schließt und legt P-Potential - bei Verwendung von npn-Transistoren - an den Haftspeicher. Nach dem Ansprechen des Grenzwertmelders GM spricht, diesem gegenüber verzögert, auch der Grenzwertmelder GM 2 an, wobei dieser über seine Ausgangsleitung a ein Ausgangssignal abgibt, das einerseits den Generator G sperrt und andererseits die dem Haftspeicher nachgeschaltete, nicht näher veranschaulichte Steuerung freigibt, wie durch einen Pfeil an der Ausgangsleitung a symboliesiert werden soll. Durch die Blockierung des Generators G wird die Speisung der Treiberwicklungen W t der Transfluxoren unterbunden, so daß die Ausgangswicklungen W a des eingestellten Transfluxors der zugeordneten Tranaistorbasis keine Steuerspannung mehr zuführen kann. Damit sind die Eingänge E 1 und E 2 der bistabilen Kippstufe für die Eingabe von Steuerbetehlen aus den der bistabilen Kippstufe vorgeschalteten Steuerbausteinen betriebsbereit; ebenso können der bistabilen Kippstufe nachgeschaltete Steuerbausteine die an den Ausgängen A 1 und A 2 der Kippstufe anstehenden Signale weiterverarbeiten.To explain the mode of operation, it is assumed that the alternating supply voltage RST for the rectifier device Sp has failed and the direct current potentials P, Mp and N are missing. The information of the bistable flip-flop may also be written into the transfluxors TF 1 and TF 2. As soon as the mains voltage returns and the DC operating voltage P, Mp, N has reached a certain level, the generator G in the central supply unit ZS is caused to oscillate and supplies the alternating supply voltage for the driver windings of the transfluxors TF 1 and TF 2 * via the output windings W. a of the transfluxor that was set according to the information available before the power failure, a control current flows into the base of the associated transistor P 1 or P 2 *. This holds the flip-flop in the desired position. If the DC supply voltage rises further, the limit indicator GM " is first toggled as soon as its response threshold value is reached, with the relay D 1 assigned to its output being energized; its contact d 1 closes and applies P potential - if npn transistors are used - to the After the limit indicator GM responds with a delay, the limit indicator GM 2 also responds, with the latter emitting an output signal via its output line a which, on the one hand, blocks generator G and, on the other hand, enables the controller, which is not shown in detail, downstream of the adhesive storage device. as is to be symbolized by an arrow on the output line A. By blocking the generator G , the supply of the driver windings W t of the transfluxors is prevented, so that the output windings W a of the set transfluxor can no longer supply control voltage to the assigned transistor base Inputs E 1 and E 2 the bistable flip-flop ready for the input of control commands from the control modules connected upstream of the bistable flip-flop; Likewise, control modules connected downstream of the bistable multivibrator can further process the signals present at the outputs A 1 and A 2 of the multivibrator.

Fällt die Netzwechselepannung R, S T, aus welchen Gründen auch immer, aus, und fällt das Potential P, Mpg N des Netzgleichrichters Sp im zentralen Speisegerat ZS ab, so soll beim Erreichen des Rückkippwerts zunächst der Grenzwertmelder GM 2 zum Rückkippen veranlaßt werden, wobei dessen Ausgangssignal die nachgeschaltete Steuerung blockiert und den Generator G zur Abgabe der Wechselspannung für die Treiberwicklungen W t der Transfluxoren veranlaßt.If the mains change voltage R, S T fails, for whatever reasons, and the potential P, Mpg N of the mains rectifier Sp in the central supply unit ZS drops, then the limit indicator GM 2 should first be caused to tilt back when the tiltback value is reached, whereby whose output signal blocks the downstream control and causes the generator G to output the alternating voltage for the driver windings W t of the transfluxors.

War vor Ausfall der Netzspannung der Transistor P 2 der bistabilen Kippstufe durchgesteuert, dann-ist nunmehr der Transfluxor rpF eingestellt und der Transfluxor TF blockiert. Über die Aus-1 2 gangswicklungen W a des Transfluxors TF 1 kann demzufolge Strom in die Basis des Transistors P 2 fließen, wobei erreicht wird, daß die bistabile Kippschaltung beim Abklingen der Netzgleichspannung in der vorgeschriebenen Lage festgehalten wird. Spricht beim weiteren Abklingen der Speisegleichspannung, bei Erreichen-seines Rückkippwertes, der Grenzwertmelder GM 1 an, so wird das Relais D 1 entregt, sein Kontakt d 1 öffnet und das abgesunkene Betriebspotential P*wird vom Haftspeicher abgeschaltet. Damit ist die gewünschte Information im Haftspeicher eingeschr ieben. If the transistor P 2 of the bistable multivibrator was switched on before the mains voltage failed, then the transfluxor rpF is now set and the transfluxor TF is blocked. About the off 1 2 gear windings W of a Transfluxors TF 1 accordingly current can flow in the base of transistor P 2, being achieved that is held in the flip-flop at the decay of the power DC voltage at the prescribed location. If the limit value indicator GM 1 responds as the DC supply voltage continues to decay, when it reaches its rollback value, relay D 1 is de-energized, its contact d 1 opens and the reduced operating potential P * is switched off by the adhesive memory. The desired information is now written into the sticky memory.

Claims

Claims 1. Bistable transistor toggle circuit as a memory element in control and regulating systems, with a magnetic memory element to save the information content during or after failure of the power supply (adhesive memory), characterized by a memory arrangement of two transfluxors (TF "TF 2) assigned to the flip-flop. - of which the blocking winding (W b) of one is connected in series with the setting winding (We) of the other alternately in the collector circuits of the multivibrator transistors, through a central supply device (ZS) q connected to the power supply with a generator that generates oscillations ( G) for the supply of the driver windings (W t ) of the transfluxors, whose output windings (W a) influence the 'bases of the assigned transistors (P it P 2 ) , and with two limit indicators (GM, 9 GM2) containing time constant elements , which at after failure of the recurring power supply first the control potential for the generator (G), there after switching on the operating potential (P) for the transfluxors and finally a blocking potential for the generator (G) , and in the event of a power failure, these potentials are provided in reverse order. 2. flip-flop circuit according to claim 1, characterized in that the time constant elements of the limit indicator (GM 1) (GM2) are set so that when the voltage is restored, the limit indicator (GMI) is first tilted into its working position and then the # limit indicator (GM2) ) is made to respond while in the case of tensioning the tilting back takes place in reverse order.