DE1904887C - Schaltungsanordnung zum störungsfreien Übertragen von impulsförmigen Signalen, insbesondere für Achszähleinrichtungen in Eisenbahnsicherungsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum störungsfreien Übertragen von impulsförmigen Signalen, insbesondere für Achszähleinrichtungen in Eisenbahnsicherungsanlagen, bei der zum Unterdrücken von Störimpulsen, deren Impulsdauer kleiner als die Impulsdauer der zu übertragenden Nutzsignale ist, die Signale über Laufzeitglieder einer bistabilen Kippstufe zugeführt werden.

Eine solche Schaltungsanordnung kann zur Unterdrückung von Störimpulsen bei Fernsteueranlagen, in digitalen Regel- und Steuersystemen, Rechenmaschinen, zum Übertragen von Impulsen bei Fernschreibanlagen und insbesondere bei Anlagen des Eisenbahnsicherungswesens eingesetzt werden, bei denen die Aufgabe zugrunde liegt, aus einem Impulsprogramm, das vg.i einem Geber erzeugt wird und aus weichen elektrischen Nutzimpulsen unterschiedlicher Zeitdauer aber einer bestimmten Mindestlänge, und Störimpulsen, die vom Geber und dem Übertragungssystem aufgenommen werden, aber kürzer als die Nutzimpulse sind, besteht, die Nutzimpulse als Rechteckimpulse zu übertragen.

Es ist eine Schaltungsanordnung zur Aussiebung von Impulsen eines vorbestimmten Breitenbereiches aus einem Impulsgemsich mittels Impulsfilter bekannt (deutsche Auslegesc^rift 1 133 754). Bei diesem Filter sind zwei für gleiche Impulsdauer ausgelegte, monostabile Multivibratoren vor^eseher., denen die Eingangsimpulse jeweils über die Reihenschaltung einer Integrierschaltung und einer Differenzierschaltung zugeführt werden. Die beiden Integrierschaltungen unterscheiden sich in ihrer Zeitkonstante geringfügig, so daß die für die Auslösung der zugehörigen Muitivibratoren erforderliche Spannung bei der einen Integrierschaltung bereits kurz vor. bei der anderen jedoch erst kurz nach dem Ende eines Eingangsimpulses der vorgegebenen Zeitdauer erreicht ist. Weiterhin steuern die Multivibratoren zwei in Reihe liegende Schalttransistoren, die nur bei vorgegebener Lange tier Eingangsimpulse leitend werden.

Ein weiteres bekanntes Impulsfilter (deutsche Auslegeschrift 1 193 545) ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schmitt-Trigger für Impulse gleicher Polarität eingangsseitig parallel geschaltet sind und in ihren Eingangskreisen Integrierglieder enthalten, die jeweils einen von der Reihenschaltung einer Diode und eines Widerstandes überbrückten Widerstand und einen Kondensator umfassen und verschiedene Auflade- und Entlade-Zeitkonstanten besitzen, daß der eine Trigger an den Impulssingang und der andere Trigger an den Sperrwiderstand eines Diodentores angeschlossen ist, und daß die Auflade-Zeitkonstante des Integncrgiiedes des letzteren Triggers größer ist als die Auflade-Zeitkonstante des Integriergliedes des anderen Triggers, die so gewählt ist, daß der an den Sperrwiderstand des Diodentores angeschlossene Trigger anspricht, wenn die Hingangsimpulsdauer eine vorgegebene maximale Toleranz überschreitet, während die Auflade-Zeitkonstante des Integriergliedcs des an den Impulseingang des Diodentores angeschlossenen Triggers so gewählt ist, daß dieser Trigger anspricht, wenn die Eingaiigsimpulsdauer eine vorgegebene minimale Toleranz überschreitet.

Diese bekannten Impulsfilter haben die Eigenschaft, nur Impulse einer bestimmten vorgegebenen Zeitdauer durchzulassen, so daß diese Impulsfilter in Einrichtungen, bei denen Nutzimpulse unterschiedlicher Impulsdauer übertragen werden müssen, nicht geeignet sind. Ein solcher Fall liegt beispielsweise bei Achszähleinrichtungen in Eisenbahnsicherungsanlage!! vor, bei denen eine Impulsauswertung der durch die Einwirkung der Achsen in an den Gleisen angeordneten Impulsgebern erzeugten Impulse zum Zählen der an den Impulsgebern vorbeilaufenden Achsen vorgenommen wird. Hierbei ist die Impulsdauer der von den Impulsgebern erzeugten Nutzimpulse abhängig von der Geschwindigkeit der die Wirkzonen durchlaufenden Räder. Die kürzeste Impulsdauer w;rd im wesentlichen durch zulässige Höchstgeschwindigkeit der Schienenfahrzeuge bestimmt und kann sich entsprechend der Betriebsgeschwindigkeit der einwirkenden Räder in weiten Grenzen ändern. Bei der Eingabe der von den an der Strecke angeordneten Impulsgebern abgegebenen Nutzimpulse in die örtlich entfernten Achszähleinrichtungen können zusammen mit den Nutzimpulsen Störimpulse übertragen werden, die in den Auswerteeinrichtungen die ankommenden Nutzsignale verfälschen.

In einer bekannten Anordnung zur Impulsauswertung für Achszähkinrichtunofn (deutsche Patentschrift 1 139 873) werden die von den Impulsgebern abgegebenen Achsimpulse in der Auswerteinrichtung Impulsformern zugeführt. Diese Impulsformer bestehen aus Schwellwertschalter^ die beim Übertragen der Achsimpulse in die Einrichtung Störimpulsu, deren Amplituden kleiner als die Ansprechschwelle des Schwellwertschalters sind, unterdrücken. Amplituden der Störimpulse, die größer als die Ansprechschwelle des Schwellwertschalters sind, können zu falschen Zählergebnissen oder Störungen führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, auch Störimpulse, deren Amplituden die Schwellv.ölschalter durchschalten würden und deren Impulsdauer kleiner als die kürzeste Nulzimpulsdauer ist, beim Übertragen von Nutzimpulsen in die Auswerteeinrichtungen zu unterdrücken.

In einer bekannten Schaltungsanordnung zur Steuerung von kippbaren bistabilen Multi\!bratoren durch mechanische Kontakte (deutsche Auslegeschrift 1 056 180) werden die Kontaktprellungen beim Betätigen dieser Kontakte dadurch unterdrückt, daß ein Laufzeitglied, bestehend aus kapazitiven und ohmschen Schaltelementen, parallel zu dem steuernden Impulskontakt angeordnet ist, dessen Zeitkonstantc größer ist als die Prellzeit des steuernden Kontaktes. Diese Schaltungsanordnung ist zum Übertragen von Rechteckimpulsen und zum Unterdrücken der von dem Schließen und öffnen der Kontakte abhängigen Kontaktprellungen geeignet.

Die Erfindung löst die Aufgabe, Nutzimpulse beliebiger Form ab einer bestimmten Amplitude zu übertragen, dabei beliebige Störimpulse, deren Impulsdauer kleiner als die kürzeste Nutzimpulsdauer ist, zu unterdrucken und bei einem wirtschaftlichen Aufwand an Schaltelementen mittels einer bistabilen Kippstufe abhängig von den Nutzsignalen Rechteckimpulse entsprechender Impulsdauer zu erzeugen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der bistabilen Kippstufe ein Schwellwertschalter mit einem Steuereingang und zwei antivalenten Ausgängen vorgeschaltet ist, daß beim Ankotrmen eines Signals an dem Eingang des Schwellwertschalters das an dem einen Ausgang des Schalters auftretende Signal über ein Laufzeitglied dem einen Eingang der bistabilen Kippstufe zugeführt wird und diese verzögert umschaltet, daß beim Wegbleiben des Signals am Ein-

gang des Schwellwertschalters das an dem anderen bistabile Kippstufe BK verzögert umgeschaltet. In

Ausgang auftretende Signal über ein weiteres Lauf- der F i g. 2 bis 4 ist als Laufzeitglied ein Verzöge-

zeitglied dem zweiten Eingang der bistabilen Kipp- rungsglied, bestehend aus dem Widerstand R 1 und

stufe zugeführt wird und die Kippstufe verzögert zu- und dem Kondensator Cl, verwendet. Liegt mit dem

rückschaltet und daß an den Ausgängen der bi- 5 am Ausgang A 1 auftretenden Signal beispielsweise

stabilen Kippstufe ein mit einer bestimmten Verzöge- die Spannung UB + am Ausgang an, so wird über

rung der Vorder- und Rückflanke gegenüber dem den Widerstand R I der Kondensator Cl aufgeladen.

Eingangsimpuls entsprechendes Signal anliegt. Erreicht die Spannung an dem mit dem Eingang £3

In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es verbundenen Anschluß des Kondensators C 1 eine vorteilhaft, daß die Laufzeitglieder aus an sich be- ίο vorbestimmte Größe, so wird die bistabile Kippstufe kannten Verzögerungsgliedern mit Widerständen und umgeschaltet, und an den Ausgängen A 3 und A 4 Kondensatoren bestehen, wobei parallel zu den tritt eine Spannungsänderung auf.
Widerständen Dioden derart geschaltet sind, daß die G<;ht nun die Spannung UE1 am Eingang Ei de·. Zeitkonstanten der Verzögerungen beim Aufladen Schwellwertschalters SS auf die Schwellenspannung der Kondensatoren größer als beim Entladen sind. 15 US zurück, so wird der Schalter .95 gesperrt, und die Um die Wirkungen der an den Laufzeitgliedern an- Spannungspotentiale an den antivalenten Ausgängen liegenden Spannung auf die bistabile Kippstufe zeit- A 1 und A 2 nehmen wieder ihren Ruhewert ein. weise zu vermeiden, sind nach einem weiteren Merk- Hierdurch wird einerseits d;.·; Kondensator C 1 einmal der Erfindung in den VerbindungsHtungen zwi- laden und andererseits durch ciie am Ausgang A 1 sehen den Laufzeitgliedern und den Eingängen der 20 anliegende Spannung, die nun beispielsweise den Bebistabilen Kippstufe Dioden angeordnet. trag UBt (F i g. 4) erreichen kann, über das andere

In manchen Fällen ist es vorteilhaft, daß die Im- Laufzeitglied, z. B. den Widerstand R 2 (F i g. 2 bis 4) pulsdauer der abgegebenen Rechteckimpulse abhängig und den Kondensator C2 und den Eingang EA die von der unterschiedlichen Nutzimpulsdauer ist. Dies bistabile Kippstufe BK zurückgestellt, wobei der Vorwird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Lauf- 25 gang in gleicher Weise wie beim Umstellen erfolgen zeitglieder derart m dimensioniert sind, daß die im- kann. Die Spannungspotentiaic in den Ausgängen A 3 pulsdauer der an den Ausgängen einer bistabilen und A 4 wechseln wieder auf Beträge, die der Grund-Kippstufe anliegenden Impulse gleich der Impuls- stellung der bistabilen Kippstufe zugeordnet sind,
dauer des dem Eingang des Schwellwertschalters zu- An den Ausgängen Ai und A4 der Kippstufe BK geführten Nutzimpulses ist. 30 werden Rechteckimpulsc, z. B. /11 (Fig. 1) erzeugt.

Die Erfindung sei an Hand der in den Figuren dar- die den Signalen an dem Ausgang A 2 des Schwellgestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In wertschalters 55 (Fig. 2 bis 4) und den dazugehörigen den Figuren sind nur die wesentlichen Teile auf- Eingangsimpulsen/1 (Fi g. 1) entsprechen. Die eingenommen, die unbedingt zum Verständnis der Er- zelnen Flanken der von der Kippstufe BK am Ausfindung erforderlich sind. 35 gang A 4 abgegebenen Rechteckimpulse sind jedoch

Fig. 1 zeigt an dem Schwellwertschalter an- entsprechend der Laufzeitglieder, beispielsweise entkommende Impulsformen und deren Verarbeitung in sprechend der Zeitkonstanten R 1C1 bzw. Ä2C2, der Einrichtung, zeitlich, z. B. /1 bzw. /11 (Fig. 1) zu den Flanken

Fig. 2 bis 4 verschiedene Schaltungsbeispiele der der impulse des Schwellwertschalters 55 versetzt.

Erfindung. ₄u Der Betrag der zeitlich versetzten übertragung der

Von den im oberen Teil der Fig. 1 an den Impulse am Eingang El des Sciiwellwertschalters SS

Schwellv/ertschaltereingang Ei ankommenden Im- bis zur Abgabe an den Ausgängen A 3 bzw. A4 der

pulsen seien beispielsweise die Impulse/1 und /2 bistabilen Kippstufen wird abhängig von der zu über-

Nutzsignale und die Impulse /3 und /4 Störimpulse. tragenden kürzesten Nutzimpulsdauer festgelegt, so

überschreitet die Impulsspannung UEi am Eingang 45 daß Störimpulse, z. B. /3 und /4, deren Impulsdauer

des Schwellwertschaiters die Größe US, die dem kleiner als die kürzeste Nutzimpulsdauer ist, von der

Schwellwert des Schalters entspricht, so wird der Schaltungsanordnung unterdrückt werden.

Schwellwertschalter durchgeschaltet und wieder ge- In manchen Fä'len, bei denen der unterschiedlichen

sperrt, wenn die Impulsspannung unter die Schwell- Impulsdauer der Nutzsignale eine Information zu-

spannung US absinkt. 50 geordnet ist, können in vorteilhafter Weise die durch

Bei diesen Vorgängen treten an dem Ausgang A 2 die beiden Laufzeitglieder gegebenen Verzögerungen des Schwellwertschalters in den Fig. 2 bis 4 Signale der übertragenen Vorder- und Rückflanken der Nutzauf, die entsprechend der am Eingang £1 des impulse gleich groß gewählt werden.
Schwellwertschalters ankommenden Signale/1 bis/4 Der Einfi :ß von Betriebsspannungsschwankungen in Rcchtcckimpulse mit einer Impulsdauer umgeformt 55 auf die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann werden, die der Zeit der am Eingang Ei anliegenden durch an sich bekannte Stabilisierung der Speisc-Impulsspannung UEi größer als die Schwellwert- spannung vermieden werden, spannung US entspricht. Im mittleren Teil der Fig. 1 Wird die Schwellenspannung der Kippstufe BK sind diese Rechteckimpulse, die beispielsweise ab- durch eine Zenerdiode Z1 (F i g. 4) in der gemeinhängig von den Impulsen/1 bis /4 an dem Ausgang 60 samen Emitterleitung der Transistoren dieser Stufe Al der SchwellwertschalterSS auftreten, dargestellt. erzeugt, so kippt dieselbe wieder schnell in ihre an-Hierbei habe z. B. da J Signal/2 eine Impulsdauer T2. dere Lage, und man vermeidet eine Hysterese der Am Ausgang A 1 des Schwellwertschalters werden Schwellenspannung. Wählt man die Schwellenspan-Rechteckimpulse antivalenter Form zu den Impulsen nung US (V ig. 1) des Schwellwertschalters SS wesentam Ausgang A 2 erzeugt. 65 lieh kleiner als die der Kippstufe und schaltet man

Mit dem Auftreten eines Signals an dem Aus- zwischen die ÄC-GIieder und die Eingänge Ei bzw.

gang Λ 2 des Schwellwertschalter* SS der Fig. 2 bis 4 £4 der Kippstufe je eine Diode Di bzw. Dl

wird über ein Laufzeitglied und den Eingang Ei die (Fig. 3), die so gepolt sind, daß positive Steuer-

Spannungen an clic Hingänge der Kippstufe gelangen können, so erreicht man. daß sich die Kondensatoren Cl lr/w. Cl an den jeweils nicht angesteuerten Eingängen/:" 3 bzw. £4 der Kippstufe BK bis auf die Scliw ellenspannung des Schwellwertschalter entladen können. Der Spannungshub über dem Kondensator wird größer, und man erreicht die gleiche Zeitkonstante mit kleineren Werten der /iC-Glicdcr.

Weiterhin können die Widerstände R\ und R 2 (Fig. 4) mit einer Diode /)3 und 1)4 überbrückt werden, die so gepolt sind, daß die Entladung der Kondensatoren Cl und Cl schnell und unabhängig von den Widerständen R 1 und Rl erfolgen kann. Hierdurch wird erreicht, daß nahezu die volle Verzögerungszeit sofort nach der Übertragung eines Nutzimpulses wieder zur Verfügung steht.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   I. Schaltungsanordnung zum störungsfreien Übertragen von impulsförmigen Signalen, insbesondere für Achszähleinrichtungen in Eiscnbahnsicherungsanlagen, bei der zum Unterdrücken von Störimpulsen, deren Impulsdauer kleiner als die Impulsdauer der zu übertragenden Nutzsignale ist, die Signale über Laufzeitglieder as einer bistabilen Kippstufe zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der bistabilen Kippstufe (BK in F i g. 2 bis 4) ein Schwellwertschalter (SS) mit einem Steuereingang (£1) und zwei antivalenten Ausgängen (A 1 und A 2) vorgeschaltet ist. daß beim Ankommen eines Signals (z.B. / in Fig. 1) an dem Eingang (£ 1 in F i g. 2 bis 4) des Schwellwertschalters (SS) das an dem einen Ausgang (A 2) des Schalters (SS) auftretende Signal über ein Laufzeitglied (z. B. bestehend aus dem Widerstand Rl und dem Kondensator Cl) dem einen Eingang (£3) der bistabilen Kippstufe (BK) zugeführt wird und diese (BK) verzögert umschaltet, daß beim Wegbleiben des Signals (z. B. /1 in Fig. 1) am Eingang (£1 in Fig. 2 bis 4) des Schwellwertschalters (SS) das an dem anderen Ausgang (A 1) auftretende Signal über ein weiteres Laufzcitglied (Rl und Cl) dem zweiten Eingang (£4) der bistabilen Kippstufe (BK) zugeführt wird und die Kippstufe (BK) verzögert zurückschaltet und daß an den Ausgängen (A 3 bzw. A 4) der bistabilen Kippstufe (BK) ein mit einer bestimmten Verzögerung der Vorder- und Rückflankc gegenüber dem Eingangsimpuls (z.B. /1 in Fig. 1) entsprechendes Signal (z. B. /11 am Ausgang A 4) anliegt.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeitglieder aus an sich bekannten Vcrzögerungsgliedern mit Widerständen (z. B. R1 bzw. Rl in Fig. 4) und Kondensatoren (Cl bzw. C2) bestehen, wobei parallel zu den Widerständen (Rl bzw. Rl) Dioden (D 3 bzw. D 4) derart geschaltet sind, daß die Zeitkonstanten der Verzögerungen beim Aufladen der Kondensatoren (Cl bzw. C2) größer als beim Entladen sind.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungslettungen zwischen den Laufzeitglicdern und den Eingängen (z.B. £3 bzw. £4 in Fig. 3) der bistabilen Kippstufe (BK) Dioden (Dl bzw. Dl) angeordnet sind.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzcitgliedcr derart dimensioniert sind, daß die Impulsdauer (z. B. 721 in Fig. 1) der an den Ausgängen (A3 bzw. A4 in Fig. 2 bis 4) einer bistabilen Kippstufe (BK) anliegenden Impulse (z.B. /21 in Fig. 1) gleich der Impulsdauer (Tl) des dem Eingang (£1 in Fig. 2 bis 4) des Schwellwertschalters (SS) zugeführten Nutzimpulses (/2 in Fig. 1) ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen