DE1537379C3 - Sicherheitsschaltung zum Durchführen logischer Verknüpfungen für binäre Schaltvariable und deren antivalente Schaltvariable - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsschaltung zum Durchführen logischer Verknüpfungen für binäre Schaltvariable und deren antivalente Schaltvariable in Form von rechteckförmigen digitalen Signalen vorgegebener Folgefrequenz, insbesondere für das Eisenbahnsicherungswesen, mit zweikanaligen Verknüpfungsbausteinen, die als Verknüpfungsglieder jeweils ein NAND-Glied und ein NOR-Glied mit je einem Ausgang enthalten, und mit voneinander getrennten Leitungen zu und von den Verknüpfungsbausteinen für die Schaltvariablen sowie mit Antivalenzüberwachung durch Auswerten der bei störungsfreiem Betrieb zwischen den antivalenten Kanälen bestehenden Potentialdifferenz.

In der modernen Technik der Informationsverarbeitung, z. B. der Eisenbahnsicherungstechnik und bei Reaktorsteuerungen, werden Schaltwerke benötigt, deren Verknüpfungsglieder logische Verknüpfungen durchführen. Derartige Verknüpfungsglieder können auch aus mit verschiedenen Wicklungen versehenen hartmagnetischen Ringkernen mit rechteckförmiger Hystereseschleife aufgebaut werden. Das Bewickeln der Kerne sowie der Aufbau von Schaltwerken mit derartigen Verknüpfungsgliedern lassen sich jedoch nur durch erheblichen Kapitalaufwand mechanisieren und rationalisieren, wodurch die Herstellungskosten relativ hoch sind. Die Anwendung der sogenannten Einwindungstechnik vereinfacht die Fertigung derartiger

Verknüpfungsglieder erheblich, sie hat jedoch zur Folge, daß die Arbeitsgeschwindigkeit in unerwünschter Weise herabgesetzt wird. Weiterhin ist bei dieser Technik nachteilig, daß ein Fehler erst zum Zeitpunkt der nächsten Betätigung des fehlerhaften Verknüpfungsgliedes erkennbar wird.

Derartige Schaltungen sind für Schaltwerke der Sicherungstechnik wenig geeignet, weil bei diesen Einrichtungen eine sofortige Fehlermeldung unmittelbar nach bzw. beim Eintreten des Fehlers gewünscht wird.

Neben den Ringkernschaltungen werden in Schaltwerken auch Halbleiterschaltkreistechniken angewendet, die keine Magnetmaterialien enthalten. Diese Halbleiterschaltungen ermöglichen zwar als integrierte Bausteine eine besonders hohe Arbeitsgeschwindigkeit und können je nach Stückzahl eine günstige Kostenentwicklung erlauben, jedoch ist für eine sichere Fehlermeldung ein hoher zusätzlicher Aufwand erforderlich.

Aus der deutschen Auslegeschrift 11 75 738 ist ein aus NICHT-Gattern aufgebauter Verknüpfungsbaustein zur Realisierung einer ODER- bzw. UND-Funktion bekannt. Diese bekannten Verknüpfungsbausteine enthalten als Verknüpfungsglieder je ein NAND- und ein NOR-Glied, denen einerseits binäre Schaltvariable und andererseits binäre antivalente Schaltvariable zur Verarbeitung zur Verfügung stehen. Je nach Zuordnung der Ein- und Ausgänge zu den Schaltvariablen lassen sich mit dem Verknüpfungsbaustein alle Grundfunktionen durchführen. Die in den Bauteilen auftretenden Fehler können zu Informationsverfälschungen führen, ohne daß eine rechtzeitige selbsttätige Meldung des ' fehlerhaften Verknüpfungsgliedes möglich ist.

Ferner ist aus der deutschen Auslegeschrift 11 25 069 eine gegen innere Fehler geschützte digital-binäre -S5 Steuerung mit mindestens einem logischen Element mit einer Halbleiteranordnung bekannt, bei der das digital-binäre Steuersignal nur bei einwandfreiem Zustand der Halbleiteranordnung über ein Koppelglied, z. B. einen Transformator, an ein nachgeschaltetes logisches Element oder ein Stellglied gegeben werden darf. Die Sicherheit gegen innere Fehler wird bei dieser bekannten Steuerung also dadurch gewährleistet, daß zusätzliche Übertrager verwendet werden. Diese Maßnahme, die auch bei vielen anderen logischen Schaltkreistechniken Anwendung findet, ist jedoch unzweckmäßig, weil damit nicht nur ein erhöhter Platzbedarf in den Baugruppen erforderlich wird, sondern auch aus Kostengründen.

Andere Verknüpfungsschaltungen in Fail-Safe-Technik sind aus »British Communications and Electronics«, November 1962, S. 836 bis 840, insbesondere Fig. 4, bekannt, die zum Herbeiführen einer Mehrheitsentscheidung in Reaktorst^uerungen benutzt wird. Im wesentlichen besteht diese Schaltungsanordnung aus drei UND-Gliedern, die je zwei binäre Schaltvariable verarbeiten. Ein Ausführungsbeispiel der verwendeten UND-Glieder ist in der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 dargestellt. Die Fehlersicherheit dieses bekannten UND-Gliedes wird dadurch erzielt, daß deren Ausgangssignale ebenfalls eijrch einen Übertrager ausgegeben werden. Dieses Übertragerprinzip wird auch bei einem ODER-Glied (Fig. 4) der Literaturstelle angewendet, das den drei UND-Gliedern nachgeschaltet ist.

Eine Sicherheitsschaltung der eingangs genannten Art ist aus der deutschen Auslegeschrift 11 74 360 bekannt. Hierbei sind Prüfbuchsen vorgesehen, an die Glimmröhren angeschlossen sind. Diese Glimmröhren leuchten bei störungsfreiem Betrieb unabhängig davon, in welchem Schaltzusland sich die Verknüpfungselemente befinden. Diese Einrichtung gestattet mit der vorgesehenen Antivalenzkontrolle eine visuelle Kontrolle einiger Ausgänge auf bestehende Antivalenz.

Auch bei Verknüpfungselementen, die statische Signale, also Dauersignale im Gegensatz zu Impulssignalen, verarbeiten, ist es zur Erhöhung der Zuverlässigkeit in der Sicherstellung der richtigen Signalgabe aus der deutschen Auslegeschrift 1182451 bei einer Anordnung von logischen Verknüpfungselementen bekannt, zweikanalig mit antivalenten Signalen zu arbeiten.

Im übrigen haben Überlegungen gezeigt, daß ein Fehler innerhalb eines Schaltgliedes eines zweikanaligen Verknüpfungsbausteines, der antivalent zugeführte Schaltvariable verarbeitet, sich in Abhängigkeit von der Art der verwendeten Schaltvariablen erst nach Ablauf einer bestimmten Meldeverzögerungszeit erfassen läßt. Diese Meldeverzögerungszeit ist entweder Null oder in ihrer Dauer vom Eintreten einer passenden Kombination der Werte der Schaltvariablen abhängig. Da von den in einem derartigen Verknüpfungsbaustein möglichen Doppelfehlern nur diejenigen unerkannt bleiben, die nicht zu einer Antivalenzstörung führen, ist es für die Erkennung dieser Fehler sehr wichtig, daß eine Meldeverzögerungszeit für einen ersten Fehler besonders klein gehalten wird.

Unter Bezug auf die DE-AS 11 74 360 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsschaltung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß Antivalenzstörungen in irgendeinem Verknüpfungsbaustein unabhängig von der Aufmerksamkeit des Personals selbsttätig einzeln unabhängig vom Datenfluß erkannt werden und unverzüglich möglichst sicher an eine zentrale Überwachungseinrichtung gemeldet werden können.

Diese gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sowohl das NAND-Glied als auch das NOR-Glied als Mehrheitsentscheidungsglied ausgebildet ist, daß als Schaltvariable Rechteckspannungen gleicher Frequenz und Amplitude verwendet sind, wobei sich die beiden Werte der Schaltvariablen durch einen Phasenunterschied von 180° unterscheiden, daß ferner jedem Verknüpfungsbaustein ein Antivalenz-Überwachungsglied in Form eines elektronischen Schaltverstärkers zugeordnet ist, dessen Versorgungsspannung für den Ausgangskreis über eine Gleichrichterschaltung an den Ausgängen der beiden Verknüpfungsglieder des Verknüpfungsbausteines abgenommen ist und daß für alle Überwachungsglieder eine Testsignalquelle vorgesehen ist zur Abgabe von Testsignalen mit mindestens der doppelten Folgefrequenz, wobei die Testsignale außerhalb des Flankenbereichs der digitalen Signale liegen und nach dem Durchlaufen der Überwachungsglieder überprüft werden.

Im Hinblick auf einen Teil der vorstehenden Merkmale wird darauf hingewiesen, daß in einem älteren, nicht vorveröffentlichten Patent (DE-PS 14 63 372) eine gegen Fehler gesicherte Überwachungsanordnung für eine Spannung vorgeschlagen worden ist, bei welcher die zu überwachende Spannung an den Emitter eines Transistors geschaltet ist, der eingangsseitig mit periodischen Signalen gesteuert wird. Dabei kann die Überwachungsanordnung zur Überwachung des antivalenten Zustandes der beiden Kanäle einer zweikanaligen zueinander antivalent aufgebauten

Steuerung dienen, wobei eine von den Ausgangsspannungen der beiden Kanäle gespeiste Spannungsteilerschaltung die zu überwachende Spannung an den Emitter des Transistors abgibt. Das Antivalenz-Überwachungsglied als elektronischen Schaltverstärker auszubilden, der durch Testsignale gesteuert wird, ist somit vorpatentiert.

Mit dem bei der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung verwendeten Verknüpfungsbaustein wird eine datenflußunabhängige Meldeverzögerungszeit erzielt. Sie ist in ihrer Größe auf eine halbe Periodendauer der Rechtecksignale begrenzt und wird dann auf eine kleinstmögliche Dauer beschränkt, wenn die Folgefrequenz der Rechteckspannung bis an eine obere Grenze der Schaltgeschwindigkeit der Verknüpfungsglieder erhöht wird.

Da die Testsignale aus Impulsen bestehen, die relativ zur Dauer einer Halbperiode der digitalen Signale (Schaltvariable) kurz sind und zeitlich gesehen, vorzugsweise in der Mitte jeder Halbperiode liegen, werden unbegründete Fehlermeldungen vermieden, die durch unterschiedliche Schaltgeschwindigkeiten der beiden Verknüpfungsglieder des betreffenden Verknüpfungsbausteines hervorgerufen werden können. Da sich derartige Antivalenzstörungen auf die Flankenbereiche der digitalen Signale beschränken, erfolgt die Überwachung somit jeweils zwischen den Flankenbereichen.

Mit Hilfe der vorliegenden Sicherheitsschaltung zum Durchführen logischer Verknüpfungen lassen sich in vorteilhafter Weise Schaltwerke aufbauen, in denen die einzelnen Prüfergebnisse auf bestehende Antivalenz bei den einzelnen zweikanaligen Verknüpfungsbausteinen aufsummiert werden können. Ferner können die Verknüpfungsbausteine in Verbindung mit dem dazugehörenden Überwachungsglied für die Antivalenzprüfung zu einem gemeinsamen Baustein integriert werden, da für die Antivalenzprüfung beispielsweise keine Glimmröhren verwendet werden. Als weiterer Vorteil sei genannt, daß die Schaltwerke nunmehr so aufgebaut werden können, daß nach einer in einem Verknüpfungsbaustein festgestellten Antivalenzstörung nur eine selbstättige Taktunterbrechung vorgenommen wird, während die Gleichstromversorgung erhalten bleibt, wodurch der als fehlerhaft gemeldete Zustand und die anderen Schaltzustände statisch gesehen beibehalten, jedoch wegen der fehlenden Dynamik nicht ausgegeben werden.

Die Anwendung von Koppelkondensatoren wie in anderen fehlersicheren logischen Schaltungen zum Übertragen von Signalwechselspannungen ist für die erfindungsgemäße Sicherheitsschaltung auch nicht erforderlich. Hierdurch ist ein weiterer Fortschritt gegeben, weil derartige Kondensatoren in einem integrierten Schaltkreis unverhältnismäßig viel Platz auf der jeweiligen Kristallfläche einnehmen würden.

Wenn besonders hohe Sicherheitsanforderungen gestellt werden, ist es zweckmäßig, jedes Überwachungsglied so aufzubauen, daß auch ein Defekt in dieser Baugruppe selbsttätig erkennbar wird. Diese Forderung wird gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung dadurch erfüllt, daß bei dem Überwachungsglied die Emitterelektrode eines Schalttransistors unmittelbar und die den Ausgang bildende Kollektorelektrode über einen ersten Widerstand an die Gleichrichterschaltung angeschlossen ist, daß die Basiselektrode über einen zweiten Widerstand wie die Kollektorelektrode mit der Gleichrichterschaltung verbunden und über einen dritten Widerstand an einen aus einem vierten und fünften Widerstand bestehenden Spannungsteiler gelegt ist, wobei an den als Eingang dienenden vierten Widerstand die Testsignale und an den fünften Widerstand ein zusätzliches Versorgungspotential gelegt ist.

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die den Verknüpfungsbausteinen zugeordneten Überwachungsglieder eine Reihenschaltung bilden, bei der jeweils der Ausgang eines Überwachungsgliedes mit dem Eingang des in der Reihenschaltung folgenden Überwachungsgliedes verbunden ist, wobei an das erste Überwachungsglied der Reihenschaltung die Testsignalquelle für die Testsignale und an das letzte Überwachungsglied eine dessen Ausgangssignale auf

is Amplitude und Phasenlage gegenüber den Testsignalen überwachende Baugruppe angeschlossen ist.

Bei fehlerfreiem Betrieb eines mit diesen Überwachungsgliedern ausgestatteten Schaltwerkes durchlaufen die Testsignale die gesamte Reihenschaltung. Der ununterbrochene Empfang der Testsignale in der diese überwachenden Baugruppe ist eine absolut sichere Aussage darüber, daß im gesamten Schaltwerk keine Antivalenzstörung vorliegt. Bleiben die Testsignale ausgangsseitig auch nur kurzzeitig aus, so ist dies ein Zeichen dafür, daß infolge eines Defektes die Antivalenz oder die Überwachung selbst gestört ist. Die Überbrükkung eines Überwachungsgliedes macht sich in einer Phasendrehung um 180° der Ausgangssignale für die überwachende Baugruppe gegenüber den Testsignalen bemerkbar und ist somit ebenfalls feststellbar.

Mit diesem Überwachungssystem ist eine Fehlereingrenzung bis zur kleinsten auswechselbaren Einheit im gesamten Schaltwerk leicht möglich. Tritt je ein Fehler in beiden Verknüpfungsgliedern eines Verknüpfungsbausteines auf, was jedoch sehr unwahrscheinlich ist und daher nicht angenommen zu werden braucht, so tritt keine Störung der Antivalenz und damit keine Störungsanzeige ein. Es ist also wichtig, daß die Testsignale so gewählt werden, daß die Überprüfung auf

to bestehende Antivalenz sehr oft pro Zeiteinheit erfolgt. Nur dann ist es möglich, einen in einem der beiden Verknüpfungsglieder auftretenden Fehler zu erkennen, zu dem eine kurze Zeit später in dem anderen Verknüpfungsglied desselben Verknüpfungsbausteines ein weiterer Fehler hinzukommt.

Für eine bezüglich der Wirtschaftlichkeit in hohem Maße vollkommene Sicherheitsschaltung zum Durchführen logischer Verknüpfungen kann jedes der beiden Verknüpfungsglieder eines Verknüpfungsbausteines aus einem Transistor bestehen, dessen Kollektorelektrode über einen ersten Widerstand an einem Versorgungspotential und dessen Emitterelektrode an einem anderen Versorgungspotential liegt, und dessen Basiselektrode einerseits über einen zweiten Widerstand an einem gegenüber dem Versorgungspotential der Emitterelektrode tieferen Versorgungspotential liegt und an die andererseits eine aus drei weiteren Widerständen bestehende Matrix angeschlossen ist mit zwei Eingängen für die zu verknüpfenden Schaltvariablen und einem Eingang für ein Prägesignal, das die gleiche Frequenz und Amplitude wie die die Schaltvariablen darstellenden Rechteckspannungen hat und je nach Verwendung des betreffenden Verknüpfungsgliedes als NAND-Glied oder als NOR-Glied ständig die eine bzw. die andere Phasenlage der die Schaltvariablen darstellenden Rechteckspannungen aufweist.

Verknüpfende Schaltglieder mit der obengenannten Beschallung eines Transistors sind an sich bekannt und

im Taschenbuch der Nachrichtenverarbeitung von K. Steinbuch, 1. Auflage 1962, Seite 465 beschrieben. Der Betrieb in Verbindung mit einem Prägesignal ist dabei nicht erläutert.

Bei dem vorstehend erläuterten Erfindungsgegenstand kann durch die Anwendung einer Verknüpfung der beiden Schaltvariablen nach dem Prinzip einer Mehrheitsentscheidung unter Hinzunahme eines binären Prägesignals in hervorragender Weise sowohl für den Aufbau des NAND- als auch des NOR-Gliedes jedes Verknüpfungsbausteines dieselbe einheitliche Schaltung verwendet werden. Ob diese Schaltung die Funktion des einen oder anderen Gliedes übernimmt, entscheidet dabei allein der Wert des Prägcsignals.

Hierzu sei erläuternd ergänzt: Das Prinzip einer Mehrheitsentscheidung steht im Zusammenhang mit dem Begriff »Majoritätsfogik«. Diese ist ein Sonderfall der Schwellwertlogik. Majoritätsglieder mit drei Eingängen liefern demnach dann ein 1-Signal, wenn mindestens zwei Eingänge ein 1-Signal führen (Schwellwert =2); Majoritätsglieder mit fünf Eingängen liefern dann ein 1-Signal, wenn mindestens drei Eingänge mit dem 1-Signal beaufschlagt sind (Schwellwert=3). :. Majoritätsglieder realisieren ein demokratisches Prinzip: Die Mehrheit = Majorität der Anzahl der Eingangssignale entscheidet über das auszugebende Signal.

Da "sowohl die Verknüpfungsbausteine als auch die zugehörigen Überwachungsglieder als Bauelemente • lediglich Transistoren, Dioden und Widerstände enthalten, ist es weiterhin vorteilhaft, mindestens die beiden Verknüpfungsglieder einschließlich je eines Folgeverstärkers und des zugehörigen Überwachungsgliedes als ein Baustein in integrierter Schaltkreistechnik auszuführen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Figuren zeigen im einzelnen

F i g. 1 mehrere Verknüpfungsbausteine und zugeordnete Überwachungsglieder, die eine Reihenschaltung bilden,

F i g. 2 das Überwachungsglied für einen Verknüpfungsbaustein,

Fig. 3 ein Verknüpfungsglied zum wahlweisen Durchführen der NAND- bzw. NOR-Verknüpfung,
y Fig. 4 eine Darstellung der als Schaltvariable ■ ') verwendeten Signale sowie eine Anzahl von Testsignalen,

F i g. 5 und 6 zwei Tabellen mit verschiedenen Kombinationen von Schaltvariablen für ein Verknüpfungsglied nach Fig.3 sowie in Abhängigkeit davon und vom Wert eines Prägesignals die jeweiligen Verknüpfungsergebnisse und

F i g. 7 einen vollständigen Verknüpfungsbaustein mit zwei Verknüpfungsgliedern und einem Überwachungsglied.

Fig. 1 zeigt mehrere Verknüpfungsbausteine VEl, VE2 und VE3 mit je einem zugeordneten Überwachungsglied SR 1, SR 2 und SR 3. Jeder der Verknüpfungsbausteine enthält zwei Verknüpfungsglieder, ein NAND-Glied VEiI mit zwei Eingängen £31 und £41 sowie einem Ausgang AU und ein NOR-Glied V£12 mit den Eingängen £11, £21 und einem Ausgang A 12. Den Eingängen £11, £21, £31 und £41 stehen binäre und antivalente binäre Schaltvariable zur Verfügung in Form von Rechteckspannungen mit vorgegebener Folgefrequenz. Die Werte der Schaltvariablen unterscheiden sich durch einen Phasenunterschied von 180°. Die binären Schaltvariablen für das NOR-Glied VE 12 sind antivalent zu denjenigen binären Schaltvariablen des NAND-Gliedes VEIl. Wenn beispielsweise die Schaltvariablen an den Eingängen £11 und £21 den Wert »0« haben, weisen die Schaltvariablen an den Eingängen £31 und £41 den antivalenten Wert »1« auf.

Solange die Verknüpfungsbausteine VEl, VE2 und

V£3 ordnungsgemäß arbeiten, wenn also keines der einzelnen Verknüpfungsglieder VEH und VE 12 der Verknüpfungsbausteine einen Defekt hat, führen die

ίο Ausgänge /4 11 und A 12 jedes der Verknüpfungsbausteine antivalente Signale.

Hierdurch wird eine Spannung Ui, U 2 bzw. U3 als Steuerspannung für das dem jeweiligen Verknüpfungsbaustein zugeordnete Überwachungsglied abgegeben.

Wenn ein aus den dargestellten Verknüpfungsbausteinen VEt, VE 2 und VE 3 usw. aufgebautes Schaltwerk auf einen eventuellen auftretenden Fehler hin überwacht werden soll, müssen die von allen Verknüpfungsbausteinen abgegebenen Spannungen überwacht, also zur Koinzidenz gebracht werden. Ein übliches Koinzidenzglied ist zu diesem Zweck ungeeignet, weil es seinerseits auf Funktionstüchtigkeit überwacht werden muß.
Um dies zu vermeiden, sind die einzelnen Überwachungsglieder SRi, SR2 und SR3 zur Koinzidenzbildung in Reihe geschaltet. Solange z. B. an den Eingangsklemmen XIl und K21 des Überwachungsgliedes SR 1 die Spannung U1 vorhanden ist, ist der dargestellte Schalter geschlossen. Das gleiche gilt in

entsprechender Weise für die anderen Überwachungsglieder. An das erste Überwachungsglied SR1 der Reihenschaltung ist eine Testsignalquelle G angeschlossen, deren Testsignale dem ersten Überwachungsglied über dessen Eingang K 31 zugeführt werden. Außerdem wird über die Klemme V41 ein zusätzliches Versorgungspotential zugeführt, das bei dem Überwachungsglied SR1 am Eingang K 41 liegt. Die Testsignale durchlaufen das Überwachungsglied SR 1 und werden über dessen Ausgang K 51 an das in der Reihenschal-

tung folgende Überwachungsglied SR 2 weitergeleitet. Sind alle Verknüpfungsbausteine ungestört, so gelangen die Testsignale schließlich auf eine Baugruppe PSi, die die Testsignale auf Amplitude und Phasenlage überwacht. Sobald infolge einer Störung im Schaltwerk oder

in den Überwachungsgliedern selbst die Testsignale ausbleiben, oder in der Phasenlage verfälscht werden, wird dies angezeigt. Da in jedem Überwachungsglied die Phasenlage der Testsignale um 180° gedreht wird, also mit anderen Worten die Polarität der Impulse invertiert wird, können die Überwachungsglieder leicht auf Überbrückung überprüft werden, da bei ordnungsgemäßem Arbeiten in der Baugruppe PSi ständig Ausgangssignale mit derselben Phasenlage zur Verfügung stehen.

Als Vergleichsgröße für die Überwachung der Phasenlage werden der Baugruppe PS 1 die Testsignale direkt von der Testsignalquelle G zugeleitet.

F i g. 2 zeigt den näheren Schaltungsaufbau eines Überwachungsgliedes SR für einen Verknüpfungsbaustein. Die Bezugszeichen für die Ein- und Ausgänge sind entsprechend denjenigen des Überwachungsgliedes SR 1 gewählt. Das Überwachungsglied hat die Aufgabe, die an seinem Eingang K 3 zugeführten Testsignale so lange über den Ausgang K 5 invertiert abzugeben, wie Spannung vom zu überwachenden Verknüpfungsbaustein an den Eingangsklemmen Ki und K 2 liegt. Außerdem ist das Überwachungsglied so aufgebaut, daß in ihm auftretende Fehler überwachbar sind. Als Fehler

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gelten Überbrückungen und Unterbrechungen einzelner Bauelemente des Überwachungsgliedes SR. jeder dieser Fehler führt zu einer derartigen Veränderung des Überwachungsgliedes, daß die ihm zugeführten Testsignale nicht mehr bzw. nicht invertiert weitergeleitet werden. _:

Da die von jedem Verknüpfungsbaustein abgegebene Spannung, z. B. Ul, je nach Verknüpfungsergebnis die eine oder andere Polarität haben kann, ist für das Überwachungsglied eine Vollweg-Gleichrichterschaltung mit den Dioden D1, D 2, D 3 und D 4 vorgesehen, deren Ausgangsspannung als Versorguxigsspannung für die Schaltstrecke eines Transistors Ti dient, dessen Emitterelektrode direkt und dessen Kollektorelektrode über einen Widerstand R 1 an diese Versorgungsspannung gelegt sind. An die Basiselektrode ist ein aus vier Widerständen R 2, R 3, R 4 und R 5 bestehendes Netzwerk als Eingangsschaltung angeschlossen, das eine Eigenüberwachung gestattet. Um den Transistor Ti mit den über den Eingang K3 zugeführten Testsignalen in Form einer Rechteckspannung US — vgl. F i g. 4, Diagrammlinie Z3 — sicher durchzuschalten und ebenso sicher zu sperren, wird die Spannung US, die für ein Überwachungsglied innerhalb der Reihenschaltung von dem in Übertragungsrichtung der Testsignale gesehen, davorliegenden Überwachungsglied abgegeben wird, mit Hilfe eines aus den Widerständen /?4 und R 5 gebildeten und an dem zusätzlichen Versorgungspotential (Eingang K 4) liegenden Spannungsteiler heruntergeteilt. Die in ihrer Amplitude verkleinerten Testsignale werden einem weiteren aus den Widerständen R2 und R3 gebildeten. Spannungsteiler zugeführt. Bei entsprechender Dimensionierung der Widerstände /? 1 bis /? 5 ist gewährleistet, daß alle Bauteile des Überwachungsgliedes SR der geforderten Eigenüberwachung unterliegen. Daß dies der Fall ist, soll nachstehend an mehreren angenommenen Störungsfällen innerhalb des Überwachungsgliedes gezeigt werden.

Eine Unterbrechung an dem Eingang K 3 oder zwischen dem Widerstand R 4 und dem Verbindungspunkt A ruft eine dauernde Sperrung des Transistors Ti hervor, weil die Basiselektrode dann durch das sperrend wirkende zusätzliche Versorgungspotential nur noch Sperrpotential führt.

Eine Unterbrechung zwischen dem Verbindungspunkt A und dem Widerstand R 5 bzw. zwischen diesem und dem Eingang K 4 für das zusätzliche Versorgungspotential hat zur Folge, daß der Transistor Ti ständig durchgeschaltet bleibt. Dabei werden über den Ausgang K 5 ein Dauerpotential und keine Testsignale ausgegeben. Dies ist auch der Fall, wenn eine Unterbrechung zwischen dem Verbindungspunkt A und dem Widerstand R 3 bzw. zwischen diesem und dem Verbindungspunkt B erfolgt. In diesen Fällen liegt an der Basiselektrode hohes Steuerpotential.

Der Transistor 7Ί bleibt auch dann ständig gesperrt, wenn eine Unterbrechung zwischen dem Verbindungspunkt B und dem Widerstand R 2 erfolgt. In diesen beiden Fällen reicht die Spannung der Testsignale gegenüber dem sperrend wirkenden zusätzlichen Versorgungspotential am Eingang K 4 nicht aus, den Transistor Π durchzuschalten.

Erfolgt eine Unterbrechung an der Basiselektrode des

Transistors Ti, so fließt über die Schaltstrecke lediglich ein zu vernachlässigender Reststrom. Es werden daher keine Testsignale ausgegeben. Bricht die Emitterelek-.trode ab, so fließt über die Basis-Kollektor-Strecke ebenfalls lediglich nur ein zu vernachlässigender Reststrom.

Auch dies bedeutet eine Sperrung der Testsignale. Eine Unterbrechung in der Kollektorelektrode des Transistors Ti hat am Ausgang K5 gleichbleibendes hohes Potential zur Folge.

Bei einer Unterbrechung eines der Anschlüsse des Widerstandes R 2 liegt am Ausgang K 5 ständig ein um die Durchlaßspannung der Basis-Emitter-Strecke des

ίο Transistors Ti verringertes Basispotential. Dieses liegt aber dicht über bzw. dicht unter dem Potential der Emitterelektrode. Hierdurch wird /. B. der Transistor eines in der Reihenschaltung folgenden Überwachungsgliedes ständig gesperrt. Dies ist auch der Fall, wenn am Punkt C kein Versorgungspotential anliegt. Am Ausgang K 5 liegt in diesem Fall das Potential des Verbindungspunktes B.

Wird der Widerstand R 4 kurzgeschlossen, bleibt der Transistor Ti ständig durchgeschaltet, weil dann an

dessen Basiselektrode vom vorhergehenden Überwachungsglied bzw. von der Testsignalquelle G zu hohes Potential liegt.

Ist der Widerstand R 5 kurzgeschlossen, so bleibt der Transistor Ti ständig gesperrt. Dies gilt auch für den Fall, daß der Widerstand /?3 überbrückt ist. Eine Überbrückung des Widerstandes R 2 macht das Überwachungsglied ebenfalls funktionsunfähig, weil dessen Transistor Ti dann ständig durchgeschaltet bleibt. Der dabei in übernormaler Höhe fließende Basisstrom zerstört die Basis-Emitter-Strecke des Transistors, wodurch zusätzlich die Stromversorgung des betreffenden Überwachungsgliedes kurzgeschlossen wird.

Wird die Basis-Emitter-Strecke überbrückt, so ist der Transistor Ti nicht mehr steuerbar. Liegt ein Fehler infolge Überbrückung der Basis-Kollektor-Strecke vor, führt der Ausgang K 5 ständig konstantes Potential, weil bei dem angenommenen Fehler eine Parallelschaltung der Widerstände R1 und R 2 vorliegt. Sind alle Elektroden des Transistors Ti miteinander verbunden, so liegt der Ausgang K 5 ständig auf tiefem Potential. Ist der Widerstand R i überbrückt, dann schlägt die Schaltstrecke des Transistors Ti infolge Überlastung durch, und der Ausgang K 5 führt dauernd hohes Potential.

Ständig durchgeschaltet bleibt der Transistor Tl bei einer Querbrücke zwischen dem Verbindungspunkt B und dem Eingang K 4 oder zwischen dem Verbindungspunkt A und der Emitterelektrode oder zwischen dem

so Eingang K 3 und dem Verbindungspunkt C.

Keine Störung hat eine Querbrücke zwischen dem Verbindungspunkt B und dem Eingang K 3 zur Folge. Bei einer Querbrücke zwischen dem Verbindungspunkt A und dem Ausgang K 5 führt dieser Testsignale so geringer Amplitude, daß das in der Reihenschaltung nachfolgende Überwachungsglied nicht ausgesteuert wird. Wird eine Querbrücke zwischen dem Eingang K 3 und dem Ausgang K 5 angenommen, so fehlt bei den dann von dem Überwachungsglied abgegebenen Ausgangssignalen die im ungestörten Fall durch den Transistor Ti hervorgerufene Invertierung. Dies stellt die Baugruppe PS 1 fest.

Ständig gesperrt bleibt der Transistor Ti bei einer Querbrücke zwischen dem Eingang K 3 und der Emitterelektrode oder zwischen den Eingängen K 3 und K 4.

Veränderungen in der Amplitude der Versorgungsspannung haben ebenfalls eine Sperrung des betreffen-

den Uberwachungsgliedes für die Testsignale zur Folge, weil der Transistor Ti dann entweder nicht durchgeschaltet oder nicht gesperrt werden kann.

F i g. 3 zeigt die Schaltungsanordnung eines Verknüpfungsgliedes VE mit einem nachgeordneten Folgeverstärker zum Durchführen der NAND- bzw. NOR-Verknüpfung in Abhängigkeit vom Wert eines Prägesignals. Das Verknüpfungsglied besteht aus einem Transistor T2, dessen Kollektorelektrode über einen Widerstand R10 an einem Versorgungspotential liegt, das über den Anschluß Vl zugeführt wird. Die Emitterelektrode ist mit dem Anschluß V3 verbunden, über den ein anderes Versorgungspotential zugeführt wird. Die Basiselektrode ist einerseits über einen Widerstand Ä9 mit dem Anschluß V4 verbunden, der auf demselben zusätzlichen Versorgungspotential wie die Überwachungsglieder liegt. Andererseits ist an die Basiselektrode eine aus drei weiteren Widerständen R 6, R 7 und R 8 bestehende Matrix angeschlossen mit zwei Eingängen E10 und £20 für die zu verknüpfenden Schaltvariablen und einem Eingang £Pfürdas Prägesignal.

Der mit seiner Basiselektrode an die Kollektorelektrode des Transistors 7"2 angekoppelte Transistor Γ3 arbeitet in Kollektorschaltung. Die Speisung erfolgt über die Anschlüsse Vi und V3.

Als Lastwiderstand dient der Widerstand All.

Die Diode D 5 hat die Aufgabe, bei gesperrtem Transistor Γ3 an den Ausgang A 1 das am Anschluß V 2 liegende Versorgungspotential niederohmig weiterzuleiten. Da der Transistor Γ3 im durchgeschalteten Zustand ebenfalls niederohmig ungefähr das am Anschluß Vl anstehende Versorgungspotential an den Ausgang A 1 weiterleitet, sind für beide Schaltstellungen des Folgeverstärkers ein sehr kleiner Ausgangswiderstand und kleine Toleranzbereiche für die am Ausgang liegenden Potentiale gegeben. Hierdurch ist die Möglichkeit vorhanden, weitere Verknüpfungsglieder an den Ausgang A 1 anzuschließen, ohne daß eine störende Verkopplung eintritt. Außerdem ist durch den Folgeverstärker eine hohe Unempfindlichkeit gegen die Einkopplung von etwaigen Störspannungen gewährleistet.

Zum besseren Verständnis muß noch erwähnt werden, daß, ausgehend vom Versorgungspotential am Anschluß V4 (K4, Fig. 2), die den Anschlüssen V3, V2 und Vl zugeführten Versorgungspotentiale jeweils einen höheren Wert haben; zwischen den Klemmen V4 und Vl liegt also die höchste Spannung, zwischen V4 und V2 demgegenüber eine kleinere und zwischen V4 und V3 eine noch kleinere Spannung.

Für eine nähere Betrachtung der Wirkungsweise soll nun zunächst Fi g. 4, die in drei Diagrammlinien Zi, Z2 und Z3 eine Darstellung der verwendeten Signale als Schaltvariable und zugehörige Testsignale zeigt, und Fig.5 sowie 6, die zwei Tabellen mit verschiedenen Kombinationen von Werten der Schaltvariablen sowie verschiedene Werte des Prägesignals enthalten, erläutert werden.

Die Diagrammlinien Zl und Z2 von Fig.4 zeigen Rechteckspannungen gleicher Frequenz und Amplitude in Abhängigkeit von de. Zeit t. Die Rechteckspannung in der Diagrammlinie Z1 ist als Wert der Schaltvariablen DO und die in der nächsten Diagrammlinie Z 2 dargestellte, um 180° gegenüber der ersten Rechteckspannung in der Phasenlage verschobene Rechteckspannung als Wert DL der binären Schaltvariablen definiert. Die Werte der Schaltvariablen unterscheiden sich also nicht wie üblich in der Amplitude, sondern in der Phasenlage. Als Prägesignal zum Festlegen des jeweiligen Verknüpfungsglied-Typs dient entweder die eine oder die andere der Recheckspannungen. Der Einfachheit halber werden die Werte des Prägesignals ebenfalls mit DO oder DL bezeichnet, obwohl keine variablen Größen hierunter verstanden werden.

Die in der Diagrammlinie Z3 dargestellten Testsignale bestehen, wie bereits kurz angedeutet, aus einer Rechteckspannung US, deren Frequenz mindestens

ίο doppelt so hoch gewählt ist wie diejenige der die Schaltvariable verkörpernden Rechteckspannung. Außerdem ist ein derartiges Tastverhältnis für die Testsignale vorgesehen, daß diese außerhalb der Flankenbereiche Fder zu verknüpfenden Signale liegen.

Hierdurch werden Fehlmeldungen hinsichtlich nicht bestehender Antivalenzstörungen vermieden, weil in den Flankenbereichen F betriebsmäßig Antivalenzstörungen infolge unterschiedlichen Schaltverhaltens der Transistoren eines Verknüpfungsbausteines auftreten können.

Die Verknüpfung von je zwei Schaltvariablen erfolgt unter Zuhilfenahme eines konstanten Wertes des Prägesignals, und zwar nach dem Prinzip der Mehrheitsentscheidung durch Potentialauswertung. Dabei ent- spricht der Wert der jeweiligen Verknüpfungsergebnisse der Mehrheit aus den Werten der zu verknüpfenden Schaltvariablen und dem Wert des Prägesignals. Soll das Verknüpfungsglied nach Fig. 3 als NAND-Glied arbeiten, so wird an den Eingang EPdas Prägesignal DO

JO gelegt. In Abhängigkeit der Werte DO und DL der Schaltvariablen an den übrigen Eingängen E10 und F. 20 ist an Hand von F i g. 5 zu erkennen, welche Verknüpfungsergebnisse nach der Mehrheitsentscheidung am Verbindungspunkt X der Widerstandsmatrix R 6, R 7 und R 8 vorliegen. Bis zu diesem Punkt erfolgt eine reine, nicht invertierte AN D-Verknüpfung. Die erforderliche Invertierung erfolgt durch den Transistor T2. Da der diesem nachgeschaltete Transistor T3 als Emitterfolgestufe zur Impedanzwandlung keine nochmalige Invertierung des Verknüpfungsergebnisses bewirkt, liegt am Ausgang A 1 das Verknüpfungsresultat eines NAND-Gliedes vor.

Wenn beide Eingänge E10 und F20 des NAND-Gliedes zum Zeitpunkt 11 hohes Potential führen, tritt am Widerstand R"9 eine linear verkleinerte Summe der drei Potentiale auf, die mit der Schwellenspannung der Steuerstrecke des Transistors T2 verglichen wird. Diese Summenspannung reicht in diesem Fall aus, den Transistor T2 durchzuschalten, weil sie größer als die Schwellenspannung ist. Dabei liegt die Basiselektrode des Transistors T3 auf niedrigem Potential, so daß dieser Transistor gesperrt ist. Am Ausgang A 1 liegt dann das um die Durchlaßspannung der Diode D 5 verminderte Versorgungspotential des Anschlusses V 2.

Zum Zeitpunkt i2 kehren sich die Verhältnisse bei gleichen Eingangsbedingungen um. Da dabei alle drei Eingänge E10, £20 und FPkein hohes Potential führen, bleibt der Transistor T2 gesperrt. Nun bewirkt das am Anschluß Vl liegende Versorgungspotential das Durchschalten des Transistors T3. Am Ausgang A 1 liegt dann annähernd das am Anschluß Vl befindliche Potential. Das Potential am Ausgang A 1 wechselt bei den angenommenen Schaltvariablen also ungefähr zwischen den Potentialen der Anschlüsse Vl und V2.

Aus F i g. 6 ist zu ersehen, wie das Verknüpfungsglied nach F i g. 3 bei dem Prägesignal DL arbeitet. Der Inhalt dieser Tabelle ist nach den vorangegangenen Erläuterungen ohne weiteres verständlich. Sowohl das NAND-

Glied als auch das NOR-Glied geben als Verknüpfungsergebnis über den Ausgang A 1 entweder den Wert DO oder den Wert DL der weiter zu verarbeitenden Schaltvariablen aus. Diese beiden Werte sind in ihrer Amplitude und Frequenz gleich und unterscheiden sich durch eine Phasenverschiebung von 180° gegeneinander.

Werden nun zwei gleiche Verknüpfungsglieder nach F i g. 3, die unter dem Einfluß unterschiedlicher Werte des Prägesignals ein NAND-Glied und ein NOR-Glied darstellen, zusammengefaßt, so geben deren beide Ausgänge bei ordnungsgemäßem Betrieb stets antivalente Ausgangssignale ab, wenn das eine Verknüpfungsglied mit zwei Schaltvariablen und das andere Verknüpfungsglied mit den entsprechenden antivalenten Schaltvariablen gesteuert wird. Mit anderen Worten würden also den Eingängen £10, £20 und £Pdes einen Verknüpfungsgliedes z. B. die Größen DO, DL und DO und den Eingängen des anderen Verknüpfungsgliedes die Größen DL, DO und DL zugeführt. Als Verknüpfungsergebnisse liegen hieraus resultierend die antivalenten Schaltvariablen DL und DO in Form von phasenverschobenen Rechteckspannungen vor. Zwischen den beiden Ausgängen des Verknüpfungsbausteines liegt bei ordnungsgemäßem Betrieb daher eine Rechteckspannung, deren Polarität sich nach jeder Halbperiode einmal ändert. Die Spannung wird mit Hilfe des beschriebenen Überwachungsgliedes überwacht.

Nachfolgend soll gezeigt werden, daß jegliche Störung eines Verknüpfungsgliedes zur Störung der ausgangsseitigen Antivalenz des betreffenden Verknüpfungsbausteines führt, wodurch eine sichere Überwachung möglich ist.

Wird einer der Eingänge £10, £20 oder EP unterbrochen oder reißt einer der Widerstände R 6, R 7 oder /?8 ab, so bleibt der Transistor T2 dauernd gesperrt; der Ausgang A1 führt dann konstantes Potential. Hierbei wird die Spannung an den beiden Ausgängen während jeder zweiten Halbperiode der Rechteckspannung zu Null. Eine Unterbrechung des Basisanschlusses vom Transistor Ύ2 führt zu einem konstanten hohen Potential am Ausgang A 1. Bei einer Unterbrechung zwischen dem Verbindungspunkt Xund dem Widerstand R 9 bleibt der Transistor T2 unter Berücksichtigung aller möglichen Kombinationen von zugeführten Schaltvariablen durchgeschaltet. Hierbei liegt der Ausgang A 1 stets auf konstantem niedrigem Potential. Bei einer Unterbrechung zwischen der Emitterelektrode des Transistors Γ2 und dem Anschluß so V3 stellt sich am Ausgang A1 konstantes hohes Potential ein, weil die Basis-Kollektor-Diode vom Transistor T2 unter allen Umständen ständig gesperrt und der Transistor Γ3 durchgeschaltet bleibt. Reißt der Kollektoranschluß des Transistors T2 ab, so bleibt der Transistor Γ3 ständig durchgeschaltet. Die Folge davon ist ein konstantes Potential am Ausgang A 1.

Eine Unterbrechung am Baisanschluß des Transistors Γ3 hat ebenfalls die Antivalenzstörung zur Folge, da der Ausgang A 1 dann konstantes Potential führt.

Wird die Basis-Emitter-Strecke des Transistors T2 überbrückt, so bleibt die Basis-Kollektor-Diode dieses Transistors ständig gesperrt. Hierdurch bleibt der Transistor Γ3 ständig durchgeschaltet. Bei einer Überbrückung der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T2 bleibt der nachgeschaltete Transistor T3 ständig gesperrt. Eine Überbrückung der Basis-Kollektor-Strecke des Transistors T2 oder eine Verbindung aller drei Elektroden dieses Transistors führt ebenfalls zur Ausgabe eines konstanten Potentials am Ausgang Ai.

Wird einer der Widerstände R6 bzw. R7 oder R8 überbrückt, bleibt der Transistor T2 ständig durchgeschaltet und der Transistor Γ3 daher gesperrt. Bei einer Überbrückung des Widerstandes R 9 liegt das zusätzliche Versorgungspotential des Anschlusses ¥4 direkt an der Basiselektrode des Transistors Γ2. Hierdurch wird die Basis-Emitter-Spannung stark negativ. Dann bleibt der Transistor Ύ2 ständig gesperrt. Es kann allerdings auch vorkommen, daß die Basis-Emitter-Strecke infolge dieser hohen Sperrspannung durchschlägt. In diesem Fall entsteht zwischen den Versorgungspotentialen an den Anschlüssen V3 und V4 ein Kurzschluß, der zu einer zentralen Abschaltung führt.

Durch eine Überbrückung des Widerstandes R10 bleibt der Transistor T3 ständig durchgeschaltet und ist daher nicht mehr steuerfähig. Reißt die Emitterelektrode des Transistors TS ab, so fließt ständig ein Strom über die Diode D 5 und den Widerstand R11, so daß am Ausgang A 1 ein konstantes Potential liegt. Erfolgt eine Unterbrechung in den Anschlüssen des Widerstandes R 11, so ergibt sich kein Einfluß auf die Funktionsfähigkeit des Verknüpfungsgliedes. Erfolgt eine Überbrükkung von Basis- und Kollektorelektrode des Transistors Γ3, so liegt die Basiselektrode ständig auf dem an dem Anschluß Vi befindlichen Potential, so daß der Transistor Γ3 durchgeschaltet ist. Der Ausgang A 1 führt dann Dauerpotential. Beim Durchschalten des Transistors T2 tritt dadurch ein Kurzschluß auf, der zur zentralen Abschaltung führt.

Sind die Kollektor- und die Emitterelektrode des Transistors Γ3 miteinander verbunden, so liegt der Ausgang A 1 ständig auf dem hohen Potential des Anschlusses Vi. Dies ist auch der Fall, wenn infolge eines Defektes alle drei Elektroden dieses Transistors miteinander verbunden sind. Bei einer Überbrückung der Diode D 5 liegt der Ausgang A 1 ständig auf dem an dem Anschluß V2 befindlichen Potential. Wird der Widerstand All kurzgeschlossen, so liegt an dem Ausgang A 1 dasselbe konstante Potential wie an der Emitterelektrode des Transistors T2, das durch die Diode D5 jedoch kurzgeschlossen wird.

Diese Untersuchungen, die noch auf viele andere anzunehmende Fehler ausgedehnt werden können, führen mindestens zu dem Ergebnis, daß die Antivalenz der Ausgangsgrößen des betreffenden Verknüpfungsbausteines gestört wird. Jeder auftretende Fehler kann also rechtzeitig festgestellt werden.

F i g. 7 zeigt einen Verknüpfungsbaustein mit zwei Verknüpfungsgliedern und dem zugehörigen Überwachungsglied, die im vorstehenden Text eingehend erläutert wurden. Bei diesem Verknüpfungsbaustein dienen die Anschlüsse VlOl, V201, V301 und V401 zum Zuführen der Versorgungspotentiale. Die Eingänge für die Prägesignale sind mit EPi und £P2, die zugehörigen Eingänge für die Schaltvariablen mit £101, £201 bzw. £301 und £401 bezeichnet Als Ausgänge der beiden Verknüpfungsglieder dienen die mit A 101 und A 201 bezeichneten Klemmen. Die mit den Bezugszeichen K 301 und K 501 versehenen Anschlüsse des Verknüpfungsbausteines sind der Eingang bzw. Ausgang des Überwachungsglieds.

Zum Weiterleiten der antivalenten Signale wird in vorteilhafter Weise eine Doppelleitung mit eng aneinanderliegenden Leitern verwendet. Da die Summe der in den beiden Leitern fließenden Ströme zu jedem

Zeitpunkt annähernd konstant ist, entsteht nur ein sehr kleines elektrisches und magnetisches Störfeld.

Es können Verknüpfungsglieder verwendet werden, die mehr als zwei Eingänge für Schaltvariable aufweisen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Sicherheitsschaltung zum Durchführen logischer Verknüpfungen für binäre Schaltvariable und deren antivalente Schaltvariable in Form von rechteckförmigen digitalen Signalen vorgegebener Folgefrequenz, insbesondere für das Eisenbahnsicherungswesen, mit zweikanaligen Verknüpfungsbausteinen, die als Verknüpfungsglieder jeweils ein ι ο NAND-Glied und ein NOR-Glied mit je einem Ausgang enthalten und mit voneinander getrennten Leitungen zu und von den Verknüpfungsbausteinen für die Schaltvariablen sowie mit Antivalenzüberwachung durch Auswerten der bei störungsfreiem Betrieb zwischen den antivalenten Kanälen bestehenden Potentialdifferenz, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das NAND-Glied als auch das NOR-Glied als Mehrheitsentscheidungsglied ausgebildet ist, daß als Schaltvariable Rechteckspannungen (DO, DL, F i g. 4) gleicher Frequenz und Amplitude verwendet sind, wobei sich die beiden Werte (O, L) der Schaltvariablen durch einen Phasenunterschied von 180° unterscheiden, daß ferner jedem Verknüpfungsbaustein (VEi) ein Antivalenz-Überwachungsglied (SR I) in Form eines elektronischen Schaltverstärkers zugeordnet ist, dessen Versorgungsspannung für den Ausgangski eis über eine Gleichrichterschaltung (Dl bis D 4 in Fig.2) an den Ausgängen (A 11, A 12) der beiden Verknüpfungsglieder (VEiI, VE 12) des Verknüpfungsbausteines (VE 1) abgenommen ist, und daß für alle Überwachungsglieder eine Testsignalquelle (G) vorgesehen ist zur Abgabe von Testsignalen mit mindestens der doppelten Folgefrequenz, wobei die ^ Testsignale außerhalb des Flankenbereiches (F, Fig.4) der digitalen Signale liegen und nach dem Durchlaufen der Überwachungsglieder überprüft werden.

2. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Überwachungsglied (SR, F i g. 2) die Emitterelektrode eines Schalttransistors (Tl) unmittelbar und die den Ausgang bildende Kollektorelektrode über einen ersten Widerstand (Ri) an die Gleichrichterschaltung (Di bis D4) ^4Γ> angeschlossen ist, daß die Basiselektrode über einen zweiten Widerstand (R 2) wie die Kollektorelektrode mit der Gleichrichterschaltung verbunden und über einen dritten Widerstand (R 3) an einen aus einem vierten unf fünften Widerstand (R 4, R 5) bestehenden Spannungsteiler gelegt ist, wobei an den als Eingang (K 3) dienenden vierten Widerstand (R 4) die Testsignale und an den fünften Widerstand (R 5) ein zusätzliches Versorgungspotential gelegt ist.

3. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Verknüpfungsbausteinen ^VEl, VE2, VE3, Fig. 1) zugeordneten Überwachungsglieder (SRi, SR 2, SR 3) eine Reihenschaltung bilden, bei der jeweils der Ausgang eines Überwachungsgliedes mit dem Eingang (K 3, Fig.2) des in der Reihenschaltung folgenden Überwachungsgliedes verbunden ist, wobei an das erste Überwachungsglied (SR 1) der Reihenschaltung die Testsignalquelle (G) für die Testsignale und an das letzte Überwachungsglied (SR 3) eine dessen Ausgangssignale auf Amplitude und Phasenlage gegenüber den Testsignalen überwachende Bau-

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gruppe (PS 1) angeschlossen ist.

4. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Verknüpfungsglieder (VEH, VE12) eines Verknüpfungsbausteines (VEi) aus einem Transistor (T 2, Fig.3) besteht, dessen Kollektorelektrode über einen ersten Widerstand (R 10) an einem Versorgungspotential und dessen Emitterelektrode an einem anderen Versorgungspotential liegt und dessen Basiselektrode einerseits über einen zweiten Widerstand (R 9) an einem gegenüber dem Versorgungspotential der Emitterelektrode tieferen Versorgungspotential liegt und an die andererseits eine aus drei weiteren Widerständen (R 6, R 7, R 8) bestehende Matrix angeschlossen ist mit zwei Eingängen (ElO, E20) für die zu verknüpfenden Schaltvariablen und einem Eingang (EP) für ein Prägesignal, das die gleiche Frequenz und Amplitude wie die die Schaltvariablen darstellenden Rechteckspannungen hat und je nach Verwendung des betreffenden Verknüpfungsgliedes als NAND-Glied oder als NOR-Glied ständig die eine bzw. die andere Phasenlage der die Schaltvariablen darstellenden Rechteckspannungen aufweist. . m

5; Sicherheitsschaltung nach den Ansprüchen 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die beiden Verknüpfungsglieder einschließlich je eines Folgeverstärkers und des zugehörigen Überwachungsgliedes als ein Baustein in integrierter Schaltkreistechnik ausgeführt sind (F i g. 7).

6. Sicherheitsschaltung nach den Ansprüchen 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Weiterleiten der antivalenten Signale eine Doppelleitung mit eng aneinanderliegenden Leitern verwendet ist.