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Einrichtung zur Sollpegelüberwachung und Umschaltung zweier Geräte
der elektrischen Nachrichtentechnik Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur
Sollpegelüberwachung und nahezu unterbrechungslosen Umschaltung zweier gegeneinander
auswechselbarer Geräte der elektrischen Nachrichtentechnik, insbesondere von Trägerstromverstärkern
in Trägerfrequenzeinrichtungen, bei denen die Umsehalterelais und deren Steuerschaltung
in zwei gleiche Baugruppen unterteilt s;d, die in den gegeneinander auswechselbaren
Geräten derart ungeordnet sind, daß beim Herausziehen einer der beiden Geräte das
andere im Gestell verbleibende Gerät über das zugehörige Umschalterelais an den
Verbraucher angeschaltet ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der vorgenannten Art
anzugeben, die eine genaue Überwachung der Ausgangspegel zweier gleicher Geräte
und deren sichere automatische Umschaltung von Betricb auf Ersatz in einfacher Weise
gestattet.
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Ausgehend von einer Einrichtung der eingangs genannten Art ist diese
Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede der beiden Baugruppen jeweils eine
durch eine Meßgleichspannung angesteuerte, auf Unterpegel ansprechende bistabile
Xippstufe mit zwei Transistoren, durch die ein dritter Transistor im Regelfall leitend
gesteuert ist, dessen Kollektor galvanisch mit einem der Signalisierung des Regelfalles
dienenden Anschlußpunkt der zugehörigen Anschlußleiste verbunden ist, und einen
zusätzlichen Transistor enthält, daß weiter die Verdrahtung zwischen den Anschlußleisten
der beiden
Geräteseiten derart ist, daß bei Anschluß der beiden
Geräte die Wicklungen der beiden Umschalterelais parallelgeschaltet sind und zusammen
mit den Kollektor des zusätzlichen Transistors der Betriebsseite an den den Regelfall
auf der Betriebsseite signalisierenden Anschlußpunkt verbunden sind, und daß die
Basis des zusätzlichen Transistors der Bctriebsseite von der Ersatzseite derart
gesteuert ist, daß der Transistor bei Fehlen der Ersatzseite leitend ist.
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Durch Anwendung dieser Maßnahmen wird ein äußerst raumsparender Aufbau
der beiden Baugruppen zusammen mit den zu über waschenden Geräten, beispielsweise
Trägerstromv@rstärker der Trägerfrequenztechnik erreicht. Außerdem werden die Umschaltekontakte
der Umsehalterelais mit überwacht.
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Um zu verhindern, daß die Umschalterelais auf eine nicht vorhandene
Ersatzbaugruppe umschalten, beispielsweise bei Unterschreiten des Ansprechpegels
auf der Betriebsseite, kann die Einrichtung nach der Erfindung derart weiter ausgestaltet
sein, daß zwischen den beiden Anschlußleisten eine Verbindung von der Basis des
zusätzlichen Transistors der Betriebsseite zu einem Schaltungspunkt des Ersatzgerätes
besteht, an dem ein den zusätzlichen Transistor der Betriebsseite sperrendes Potential
herrscht.
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Soll darüber hinaus auch noch verhindert werden daß auf die gestörte
Ersatzseite umgeschaltet werden kann, so kann die Einrichtung nach der Erfindung
auch derart ausgestaltet sein, daß zwischen den beiden Anschlußleisten eine Verbindung
von der Basis des zusätzlichen Transistors der Betriebsseite zu den den Regelfall
der Ersatzscite signalisieronden AnscWi,ußpunkt besteht.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend
an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispicls näher erläutert.
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Als Beispiel ist innerhalb der Trägerversorgung eines Trägerfrequenzsystems
die Umschaltung der 124-kHz-Steuerfrequenzv@rstärker. gewählt. Die gesamte Einrichtung
besteht aus zwei gleichartigen Baugruppen, von denen jede aus einem Verstärker und
einer Steuerschaltung für dic Umschaltung besteht. Der Anschluß der Baugruppe auf
der Betriebsseitc, bestehend aus den Verstärker 1 und der Steuerschaltung 2, erfolgt
über die 31-Fcligc Steckerleiste Pb; der Anschluß der Baugruppe auf der Ersatzseite,
bestehend aus dem Verstärker 1 und der Steuerschaltung 2' erfolgt über die 31-polige
Steckerleiste Pc.
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Der Aufbau der beiden Baugruppen ist identisch, einschließlich der
Belegung der Anschlußpunkte Pb1. bis Pb31 auf der Betriebsseite bzw. der Anschlußpunkte
Pe1 bis Pe31 auf der Ersatzseit. Dic für die Betriebs- und Ersatzseite unterschiedliche
Funktion wird durch eine Verdrahtung der Anschlußleisten Pb und Pc im Gestell erreicht.
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Von: Gestell aus wird den Verstärkern 1 und 2 jeweils über die Anschlußpunkte
Pb18 bzw. Pe18 das jeweilige 124-kHz-Eingangssignal 3 bzw. 3' getrennt zugeführt.
Die Entnahme des 124-kHz-Ausgangssignals 4. desjenigen Verstärkers 1 bzw , auf den
gerade umgeschaltet ist, erfolgt über den Anschlußpunkt Pb7, der noch mit den Anschlußpunkten
Pb9 und Pe31 verbunden ist. Zur Löschung der Alarme und Rückstellung der Umschaltung
auf die Betriebslage zentral vcn Gestell aus wird mittels des Schalters 5 Erdpotential
an die Anschlußpunkte Pb12 und Pe12 gelegt.
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An die Hauptstromversorgung -24V Betr. ist die Betriebsbaugruppe über
die Anschlußpunkte Pb27 und Pb15 sowie die Anschlußpunkte der Ersatzbaugruppe Pe3,
Pe15 und Pe29 angeschlossen. An die Ersatzstromversorgung -24V Ers. ist die Ersatzbaugruppe
über den Anschlußpunkt Pe27 angeschlossen. Die Signalstr@m@ersorgung -S schließlich
ist mit beiden Baugruppen
über den jeweiligen Anschlußpunkt Pb24
bzw. Pe24 verbunden.
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Außerdem ist das auf der einen Seite mit der Signalstromversorgung
-S verbundene Relais A zur Erzeugung des Hauptalarmes auf der anderen Seite an -die
Anschlußpunkt Pb22 und Pe22 und das mit der Signalstromversorgllng -S verbundene
Relais B zur Erzeugung des Teilalarmes auf der anderen Seite an den Anschlußpunkten
Pb23 und Pe23 angeschlossen. Der gemeinsame Pluspol (+) der drei Stromversorgungen
stellt auch das geerdete Wechselstror.-Nullpotential der Verstärkerein- und -ausgänge
dar und ist mit den Anschlußpunkten Pb13, PeI3 und Pe14 verbunden.
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Weitere Verbindungen zwischen den beiden Anschlußleisten existieren
von Pb10 nach Pe10, von Pb16 nach Pe16, von Pb19 nach Pe20, von Pb20 nach Pc19 und
von Pb25 nach Pe17. Auf der Gestellseite der Anschlußleiste Pb sind Verbindungen
gelegt von Pb1 nach Pol 1, von Pb5 nach Pb8 und von Pb16 nach Pb26 und nach PbL88
Schließlich existieren auf der Gestellseite der Anschlußeiste Pe wahlweise (die
gestrichelt gezeichnete) Brücke B2 von Pe14 nacn Pe?1 oder die Brücke 33 von Pe21
nach Pe26 und dann die weiteren Verbindungen von Pe1 nach Pe2, von Pe4 nach Pe16,
Pe25 und Pe30, von Pe5 nach Pe8 und Pe9, von Pe7 nach Pe11.
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Die Steuerschaltung 2 bzw. 2' jeder der beiden iaentischen Baugruppen
besteht aus einem Überwachungsteil, einem Alarmierungsteil und einem Umschalterelais
U bzw. U'. Dieses Umschalterelais ist ein Clare-Quecksilberrelais. Es schaltet das
Ausgangssignal 6 bzw.6' des Verstärkers 1 bzw. 1' mit --einer Leistung von 1,5W
und ist das einzige nicht rein elektronische Element in der Baugruppen Dabei ist
das Ausgangssignal 6 bzw.
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6' des Verstärkers 1 bzw. 1' an den Anschlußpunkt Pb8 bzw.
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Pe8 und damit über die Gestellverdrahtung an die Zunge des Umschaltekontaktes
u bzw. u' des jeweiligen Clare-Quecksilberrelais geführt.
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Da die Bezeichnung der Elemente der Ersatzseite sich mit der Bezeichnung
der Elemente der Betriebsseite deckt und die Bezeugszeichen lediglich durch einen
Apostroph ergänzt sind, wird im folgenden lediglich die Schaltungsanordnung der
Betriebsseite beschrieben, die in gleicher Weise auch für die Ersatzseite gilt.
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Der Überwachungsteil mit dem ersten und zweiten Transistor T1 und
T2 steuert den Alarmierungsteil mit dem dritten, vierten und fünften Transistor
T3, T4,und T5. Über, die Verdrahtung zwischen den beiden Anschlußleisten Pb und
Pe steuert sodann der dritte Transistor T3 der Betriebsseite die beiden Umschalterelais
U und U'.
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Der Überwachungsteil besteht aus einer Kippstufe, die als Schmitt-Trigger
arbeitet. Die Gleichstromversorgung dieser Stufe wird durch die Zenerdiode D1 konstant
auf 8V gehalten, damit Schwankungen der 24-V-Spannung keinen Einfluß auf den nsprechwert
haben. Der Basisspannungsteiler, bestehend aus den Widerständen R1, R2, R3 des ersten
Transistors ist so dimensioniert, daß dieser Transistor gesperrt ist, wenn der zu
überwachende Verstärker scinen vorgeschriebenen Ausgangspegel hat. Der zweite Transistor
T2 ist in diesem Fall leitend, die Kippstufe befindet sich in der Betriebslage.
An dem Teilwiderstand R4 des Basisspannungsteilers liegt eine Summenspannung. Diese
wird aus dem Spannungsabfall des Stromes über die- Wide,rstände R1, R2, R3 und der
der Verstärkerausgangsspannung proportionalen Gleichspannung gebildet. Diese Meßgleichspannung--wird
mittels des Gleichrichters D2 aus der an dem Anschlußpunkt Pb9 bzw. Pe9 liegenden
Wechsclspannung erzeugt. Sinkt@der Pegel dieser zu überwachenden Wechsclspannung
ab, so verringert sich auch die Spannung des Gleichrichters-D2. Diese Verringerung
hat eine Verschiebung des Basispotentials des ersten Transistors T1 in positiver
Richtung zur Folge. Bei einer bestimmten Potentialverschiebung
wird
der Transistor T1 leitend und die Kippstufe kippt schlagartig in ihre andere Lage,
die Alarmlagc, das hießt, der Transistor T1 ist leitend und der Transistor T2 ist
gesperrt.
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Das Einstellen des genauen Wertes, auf den der Ausgangspegel des Verstärkers
absinken muß, um-die Kippstufe zum-Ansprechen zu bringen, erfolgt durch Abglcich
mit dem Widerstand R2. Ist die Kippstufe in die Alarmlage gekippt, so bleibt dieser
Zustand erhalten, auch wenn inzwischen der Äusgangspegel des überwachten Verstärkers
wieder einen zulässigen Wert crreicht hat. Dies wird crreicht durch die Rückkopplung
über den für die Transistoren T1 und T2 gemeinsamen Emitterwiderstand R6 Ein Ausfall
der Versorgungsspannung hat für den Kollektorstro@-kreis des Transistors T2 die
glciche Wirkung, als wenn sich die Stufe in der Alarmlage befinden würde, durch
die Widerstände R12 und R13 fließt kein Kollektorstrom. Zur Erhaltung dieses Zustandes,
auch bei Wiedereinschalten der Versorgungsspannung oder wenn die auf einer einzigen
Platte aufgebaute Baugruppe in das Gestellt eingesteckt wird, dient die Kapazitrat
C3 parallel zum Emitterwiderstand R6. Die Zeitkonstant.e C3-R6 muß größer sein als
die Ansprechzeitkonstante der Steuerstufe.
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Durch Betätigung der Taste 2 kann die Kilzpstufe von der Alarmlage
in die Betriebslage versetzt erden. Die Kapazität C2 wird durch T parallel zu dem
Widerstand R5 geschaltet. Durch den Ladestromstoß wird kurzzeitig das Basispotential
des Transistors T2 soweit positiv, daß dieser Transistor leitend wird unddainit
die Kippstufe in die Betriebslage versetzt, in der sie liegen blcibt, wenn die für
diesc Lage erforderlichen Potentialvoraussetzungen an der Basis des Transistors
T1 gegeben sind, andernfalls kippt die Stufe wieder in-die Alarmlage zurück. Es
handelt sich hicr also un einen Aufpriifvorgang.
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Ist die Taste T wieder geöffnet, entlädt sich der Kondensator C2 über
den hochohmigen Widerstand R8, und es kann erneut ein Rückschaltvorgang eingeleitet@werden
falls erforderlich.
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Befindet sich die Kippstufc bereits in der Betriebslage, so hat die
Betätigung der -Tastc T keinen Einfluß auf den Zustand der Stufe. Die gleiche Wirkung,
wie -durch Betatigung der Taste T, wird durch Betätigung des Erdkontaktes der zentralen
Rückschaltung erreicht. An diesem Arbeitskontakt, der auch außerhalb des Gestelles
liegen kann, werden die einzelen Umschaltbaugruppen über die jeweiligen Rückschalte-Entkopplungsdioden
D3 angeschlossen.
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Der dritte Transistor T3 wird durch den zweiten Transistor 12 gesteuert,
er ist gesperrt, wenn der Transistor T2 gesperrt und leitend, wenn T2 leitend ist.
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Das Relais U ist an die Anschlußpunkte Pb15 und Pe16 angeschlossen.
Durch die Verdrahtung zwischen den beiden Steckerleisten Pb und Pe sind die beiden
Relais U und U' der Bctriebs- und der' Ersatsbaugruppe parallelgeschaltet und werden
über den dritten Transistor T3 der Betriebsseite gesteuert, dessen Kollekter über
die weitere Entkopplungsdiodc D5 an den Anschlußpunkt Pb 26 angeschlossen ist. Dieser
Ansciilußrunkt führt im Regelfall Ilinuspotential und signalisiert auf diese Weise,
daß der jeweilige Ausgangspegel in Ordnung ist. Wenn der dritte Transistor T3 der
Betriebsseite leitend ist, also die Kippst@ fe in Betriebsiage arbeitet, liegen
die U- und U'-Umschaltrelais, die über die Anschlußleisten Pb und Pe parallelgeschaltet
sind, mit der Plusseite über den dritten Transistor T3 und die weitere Entkopplungsdiode
D5 an Erdpotential und mit der Minusseite an der Betriebsstromversorgung -24V Betr.
Die Relais U und U' arbeiten nach dem Ruhestromprinzip; sie sind im angesprechenen
Zustand, wenn sich die Überwachungsstufe in der Betriebslage befindet. Der Verstärkerausgang
der Betriebsseite. liegt dann über den Umschaltkontakt u (A-NO) an der Last 4, die
in vorliegenden Fall in der Zeichnung nicht dargestellt Verzerrer sind. Der Verstärkerausgang
der Ersatzseite liegt über den Umschaltkontakt u' (A-NO) an der Ersatzlast R22'.
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Der Überwachungsgleichrichter D2 (Betriebsseite) ist über den Widerstand
R14 und die Leiste Pb hinter dem Umschaltkontakt u mit den Ausgang 4 (Last) verbunden,
damit der Umschaltkontakt -u mitüberwacht wird. Auf der Ersatzseite ist der Ueber
wachungsgleichrichter D2' über den Widerstand R14' und den Anschlußpunkt Pe9 mit
dem Verstärkerausgang verbunden. Dabei ist jeweils die Zungc des Umschaltrclais
mit dem Anschlußpunkt Pb5 bzw. Pe5, der Ruhekontakt mit dem Anschlußpunkt Pb1 bzw.
Pe1 und der Arbeitskontakt mit dem Anschlußpunkt Pb7 bzw.
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Pe7 verbunden.
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Der sechste Transistor T6 erfüllt lediglich auf der Sctriebascitc
eine Funktion. Sein Emitter ist über den Widerstand R21 -.it Erde und seine Basis
ist einerseits über den Widerstand R20 mit dem Ninuspotential an dem Anschlußpunkt
P-b27 und andererseits direkt mit dem Anschlußpunkt Pb19 vcrbunden. Der Kollektor
des Transistors T6 ist an den Anschlußpunkt Pb28 angeschlossen, wodurch über die
Gestellverdrahtung die Kollektor-Eriitter-Strecke des sechsten Transistors T6 der
Kollektor-Emitter-Strecke des dritten Transistors T3 parallelgeschaltet ist. Dadurch
wird erreicht, daß im Falle einer Störung der Betriebsseite keine Umschaltung erfolgen
kann. Der Transistor T6 ist solange gesperrt, wie Pluspotential an seiner Basis
durch die Verbindung über Pb und Pe nach Plus (Pe14) herrscht (gestrichelt eingezeichnet).
Diese Verbindung wird beim Ziehen der Ersatzseito wegen der dann fehlenden Brücke
Pe20 - Pe21 unterbrochen und damit der Transistor T6 leitend.
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Soll zusätzlich eine Umschaltung auf eine gestörté Ersatzseite gesperrt
werden, so muß Pe21 mit Pe26 verbunden sein. Das Pluspotential gelangt dann über
den Transistor T3 und die woitere Entkopplungsdiode D5 an die Basis des Transistors
26, da der Transistor T3' bei ungestörter Ersatzseite leitend ist.- Bei einer Störung
der Ersatzscite sperrt dann der Transistor T3t,, und es gelangt kein Erdpotential
an die Basis des Transistors 6,
der nun leitend wird.
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Das Bringen der Alarme B und A erfolgt in der hier gezeigten Ausführung
durch die Relais B und A. Diese Alarmrelais befinden sich im Zentralfeld, sie werden
durch Zusammenwirken der Transistoren T4, 5, T4', T5' betätigt, indem sie Erdpotential
erhalten. An Stelle der A und B-Relais können auch Schalttransistoren verwendet
werden, für die dann eine geringere Ansteuerleistung erforderlich ist.
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Das B-Relais muß bei Teilalarm ansprechen, d.h. wenn: a) nur die Betriebsseite
gestört ist, b) nur die Ersatzseite gestört ist, c) die Stromversorgung -24V Betrieb,
-24V Ersatz oder die Signalstromversorgung -S bei einer der beiden Baugruppen ausfällt.
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Das A-Relais muß bei Gesamtalarm ansprechen, d.h. wenn: a) die Betriebs-
und Ersatzseite gleichzeitig gestört sind, b) die Betriebsseite bei gezogener Ersatzseite
gestört ist, c) die Ersatzseite bei gezogener Betriebsseite gestört ist.
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Ist die Betriebsseite gestört, so ist der Transistor T3 gesperrt.
Dann herrscht an der Basis des transistors T4 über die Widerstände R15 und R17 negatives
Potential, wodurch der Transistor T4 nun durchlässig wird. Dadurch erhält die Signallampe
SL und über die Entkopplungsdiode D6 das B-Relais Pulspotential, die Lampe leuchtet,
und das B-Relais spricht an.
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Die Signallampe SL' (Ersatzseite) kann nicht leuchten, da sie über
die Entkopplungsdiode D6' entkoppelt ist.
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Der viertc und fünfte Transistor T4 und T5 einer jeden Baugruppe sind
emitterseitig über einen gemeinsamen Ernitterwiderstand R19 geerdet (Pb13 bzw. Pe13)
und basisseitig über je einen Basiswiderstand R17 bzw. R18 mit einem Schaltungspunkt
verbunden,
der einerseits über die zusätzliche Entkopplungsdiode D4 aus dem Kollektor des dritten
Transistors T3 gesteuert ist und andererseits über den Vorwiderstand R15 und den
zugehörigen Anschlußpunkt Pb24 bzw. Pe24 an das Minuspotential -S gelegt ist. Dieser
Anschlußpunkt Pb24 bzw. Pe24 ist weiterhin über die Signallampe SL mit dem Kollektor
des vierten Transistors T4 verbunden, dessen Kollekter über die Entkopplungsdiode
D6 an den Anschlußpunkt Pb23 bzw. Pe23 angeschlossen ist. Außerdem ist der fünfte
Transistor T5 basisseitig über die Diode D7 aus dem Steuerpotential des Anschlu-ßpunktes
Pb24 bzw. Pe24 gesteuert.
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Schließlich existieren auf der Baugruppenseite der Anschlußleisten
Pb und Pe in gleicher Weise, im folgenden 3edoch lediglich bei der ersteren Leiste
aufgezählt, nachstehende Verbindungsbrücken: Pb2-Pb31, Pb3-Pb15-Pb29, Pb4-Pbl6-Pb3O,
PblO-Pbl3, Brücke 31 bzw. B Pb14-Pb17, Pb20-Pb21.
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Das negative Potential an der Basis des fünften Transistors T5 kann
nur wirksam wcrden, wenn das Pluspotential, welches über die Diode 7 und die Steckverbindung
Pe17-Pe14 an der Basis liegt, durch Ziehen der Ersatzseite aufgehoben wird. Damit
wird auch der Transistor T5 durchlässig und das A-Relais spricht an.
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Tritt eine Störung auf der Ersatzseite auf, so befindet sich die Überwachungsstufe
(T1' und 22') in der Alarmlage und daher der Transistor 23' im gesperrten Zustand.
An der Basis des Transistors T4' liegt dann Minuspotential, und die Signallampe
SL' sowie das B-Rclais werden betätigt, wie bereits oben für die Betriebsseite erläutert
wurde. Der Transistor T5' ist über die Diode D7' und die Verbindung Pe25-Pe29 mit
dem Pulspotential des U'-Relais gesperrt. Das Pluspotential am U'-Relais wird aufgehoben,
wenn infolge von Alarm auf der Betriebsseite die U-Relais abfallen oder wenn die
Betriebsseite gezogen wird.
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In diesem Fall wird durch das nun über die Widerstände R18' und R15'
an der Basis des Transistors T5' liegende negative Potential wirksam, der Transistor
T5' wird teitend und bringt das A-Relais zum Ansprechen. Wird die Betriebsseite
gezogen, wo fällt das U'-Relais ab und schaltet durch den Umschaltkontakt u' den
Ersatzverstärker auf die Last.
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Wenn die Ersatzseito gesteckt wird, muß gewährleistet werden, daß
das U'-Relais sofort anspricht, da sonst der Ersatzvcrstärker kurzzeitig auf die
Last über u'-Kontakt (A-NC) geschaltet würde und damit auf den Ausgang des Betriebsverstärkers.
Die beiden dann parallel geschalteten 124 kHz-Spannungen würden, da meistens nicht
gleichphasig, eine Verringerung der Betriebsausgangsspannung bewirken und zu einer
unerwünschten Alarmauslösung und einem Umschaltvorgang auf der Betricbsscitc fUhren.
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Durch die Reihenschaltung der Steckverbindungen rel - Pe2 -Perl und
die Parallelschaltung der Steckverbindungen Pe3 -Pe15 - Pc29 sowie Pc4 - Pe16 -Pc30,
wird erreicht, daß das U'-Relais auch bei etwas schräger Einstecklage der Platte
anspricht, noch bevor die Verbindung der 124 kHz Ersatzseite mit Pb 7 hergestellt
ist.
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wird die Betriebsseite gesteckt, so sprechen die U-Relais ni h%- an,
da eine gesteckte Platte zunächst in der Alarmlage sein muß, ic bereits vorher beschrieben.
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8 Patentansprüche 1 Figur