DE2059797B1 - Taktversorgungsanlage - Google Patents

Description

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erläutert wird, dadurch, daß jeweils der Ausgang seite ist es dadurch möglich, die Taktphasen der jeeiner Stufe an den Eingang der jeweils anderen Stufe weils aktiven Takterzeugungseinheit zu bewerten und der bistabilen Schaltung rückgekoppelt ist. Die von weiterzugeben. Tritt an mindestens einem der Fehlerden Taktgebern TG erzeugten Taktimpulse, im Bei- eingänge FE der in der aktiven Takterzeugungseinheit spiel die Taktphasen TPl und TP 2, werden ebenso 5 angeordneten Stufe BKI eine Änderung des logischen wie ein sogenanntes Vorbereitungssignal VBI und Zustandes von 1 auf 0 auf, so wird dadurch auch der VBII, auf das später eingegangen wird, über die logische Zustand des betreffenden Ausganges ver-Übertragungsstrecke K zu der Taktempfangseinrich- ändert. Ein als logische 1 erscheinendes Kriterium tang Tem übertragen. Diese enthält Taktverstärker, erzeugt über den Rückkopplungseingang der anderen deren Anzahl sich nach der Anzahl der zu übertra- io Stufe BXII an deren Ausgang nunmehr eine logische genden Taktphasen richtet. Im Ausfuhrungsbeispiel 0, falls an den FehlereingängenFE dieser Stufe kein der F i g. 1, bei dem zwei Taktphasen, nämlich TP1 einen Fehler signalisierendes Kriterium anliegt. Die und TP 2, übertragen werden, sind zwei Taktverstärker mit der Umschaltung eingetretene Änderung der lo- TVI und TFII vorhanden. Zur weiteren Verteilung gischen Kriterien an den Ausgängen der bistabilen des Taktes auf der Empfangsseite kann jeder Takt- 15 Schaltung wird wiederum auf die Vorbereitungsverstärker eine Reihe von Taktverstärkerstufen ent- signale VBI und VBII verteilt. Wie an Hand von halten. In der Fig. 1 sind diese mit TVU, TV12 Fig. 2 erläutert wird, wird damit die Abschaltung bzw. TV 21, TV 22 bezeichnet. In einer Bewertungs- der bisher aktiven Einheit TE I und die phasenricheinrichtung BW, die ein Bestandteil der jeweils ersten tige Anschaltung der nunmehr aktiven Takterzeu-Taktverstärkerstufe TFIl bzw. TV 21 sein kann, 20 gungseinheit TE Π eingeleitet. Auf der Taktempfangswird auf Grund der den Zustand der bistabilen seite wird auf Grund der sich ebenfalls ändernden Schaltung auf der Sendeseite kennzeichnenden Vor- Vorbereitungssignale durch die Bewertungseinrich- λ bereitungssignale VBI und FBII erkannt, welche tangBW der von der jetzt aktiven Takterzeugungs- % der Takterzeugungseinheiten als aktive Takterzeu- einheit TEII gesendete Takt bewertet und weitergegungseinheit anzusehen ist und welche als Reserve- 25 geben.

einheit arbeitet. Die von der aktiven Takterzeugungs- Einzelheiten des bistabilen Prinzips sowie der BiI-

einheit ausgesendeten Taktphasen werden über eine dung der Vorbereitungssignale FBI und FBII wer-Verzögerungsschaltung FZl und eine Verstärker- den im folgenden an Hand der Fig. 2 und 3 beschaltung FSl an die folgende Taktverstärkerstafe schrieben.

TF12 bzw. TV22 weitergegeben. Diese enthält wie- 3° Im Beispiel der Fig. 2 sind die StufenBKI und derum eine Verzögerungsschaltung VZ22 und eine BKH, die zusammen die bistabile Schaltung bilden, Verstärkerschaltang FS2. Im hier dargestellten Bei- durch NAND-Gatter Gl und G2 realisiert. Ein Einspiel werden über den Ausgang der Taktverstärker- gang dieser Gatter ist der an Hand von F i g. 1 bestuf e TV12 bzw. TV 22 die Eingänge TGE der ein- reits beschriebene Rückkopplungseingang. Weitere zelnen Taktgatter in der zu versorgenden System- 35 Eingänge der Gatter Gl und G 2 bilden die Fehlereinheit erreicht. Jeder Taktempfangseinrichtung Tem eingänge FE, die unter anderem beispielsweise mit ist zur dezentralen Taktüberwachung ein Vergleicher den Taktüberwachungsschaltungen TÜI bzw. TÜII VG und eine Taktüberwachungsschaltung TÜIII zu- verbunden sind. Zusätzlich ist ein Bedienungsfeld BF geordnet. vorhanden, in dem durch Tasten TSl und TS 2 eine

Die prinzipielle Wirkungsweise der Taktversor- 40 manuelle Umschaltung der Taktversorgung eingeleigungsanlage nach der Erfindung ist dabei folgende: tet werden kann. Die Ausgänge beider Gatter Gl Beide Taktgeber TG arbeiten parallel, jedoch unab- und G 2 sind jeweils an einen Eingang des anderen hängig voneinander, d. h., Stromversorgungseinrich- Gatters rückgekoppelt. Die erwähnten Signalgeber tangen, die im Beispiel nicht dargestellt sind, und SGI und SGII enthalten im Beispiel der Fig. 2 je- ä Übertragungsleitangen sind jeweils getrennt vorhan- 45 weils eine rückflankengesteuerte Kippstufe Kl und den bzw. getrennt geführt. Die beiden Taktphasen X 2, die als sogenannte Master-Slave-Kippstufen aus-TPl und TP 2 werden also ständig von beiden Takt- gebildet sind und deren Vorbereitungseingänge jeerzeugungseinheiten TEI und TEII ausgesendet. Da weils durch UND-Gatter realisiert sind. Diese Vordie beiden Taktgeber TG unabhängig voneinander bereitungseingänge sind dabei derart an die Stufen arbeiten, besteht zwischen den Taktphasen der beiden 50 BiCI und BXII geschaltet, daß die an ihrem Aus-Takterzeugungseinheiten TEI und TEII keine feste gang das Vorbereitungssignal abgebende Stufe in zeitliche Beziehung. Ledigüch die Taktphasen TPl jeder Kippstufe Kl bzw. K2 mit dem invertierten und TP 2 einer Takterzeugungseinheit stehen in einer Ausgangssignal der Gatter Gl bzw. G 2 und mit festen, vorgegebenen zeitlichen Beziehung zueinan- einem vom jeweils anderen Ausgang der Kippstufe der. Unter der Annahme, daß die Takterzeugungs- 55 in der anderen Takterzeugungseinheit gelieferten Sieinheit TEI die aktive Einheit, die Takterzeugungs- gnal beaufschlagt ist. Die Vorbereitungseingänge der einheit TEII die Reserveeinheit darstellt und beide jeweils anderen Stufe der Kippstafen Kl bzw. X2 fehlerfrei arbeiten, wird am Ausgang der bistabilen sind direkt mit dem Ausgang der Gatter Gl bzw. G 2 Stufe BXI eine logische 0 angeboten, die über den verbunden. Zur Invertierung des Ausgangssignals des Rückkopplungseingang der Stufe BXII an deren 60 Gatters Gl bzw. G 2 sind die Gatter G 3 und G 4 vor-Ausgang die logische 1 erzeugt. Der angenommene handen, die Bestandteil der Signalgeber SGI und Ausgangszustand ist also durch die an den Ausgän- SGII sein können.

gen der Stufen BXI und BXII erscheinenden logi- Die Umsteuerung der Kippstufen erfolgt jeweils

sehen Zustände 0 und 1 eindeutig gekennzeichnet. mit der Rückflanke eines der auszusendenden Takte. In später beschriebener Weise werden diese logischen 65 Im hier beschriebenen Beispiel geschieht das mit der Zustände in den Signalgebern SGI und SGII auf die Taktphase TP2. Jede Kippstufe Xl bzw. X2 in den Vorbereitungssignale FBI und FBII verteilt. In den Signalgebern SGI und SGII besitzt darüber hinaus Bewertungsschaltungen BW auf der Taktempfangs- einen über den Ausgang der Taktüberwachungsschal-

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tung TVl bzw. TUII ansteuerbaren Eingang, über tungssignale VBI und FBII sind in den Zeilen 9

den entsprechend dem invertierten Ausgangssignal und 10 der F i g. 3 dargestellt.

der jeweiligen Taktüberwachungsschaltung die jewei- Tritt zum Zeitpunkt ti ein Taktfehler auf, der sich lige Kippstufe zusätzlich steuerbar ist. Dadurch er- beispielsweise in einer Änderung der Impulsdauer gibt sich die Möglichkeit, daß auch bei fehlerhafter 5 der Taktphase TPl der aktiven Takterzeugungsein-Taktphase TP 2 eine Umsteuerung der betreffenden heitTZil äußert, so wird dieser Fehler in der Takt-Kippstufe in eine solche Lage sichergestellt ist, die überwachung Ti) I erkannt, und einer der Fehlereinder Aussendung des sperrenden Vorbereitungssignals gängeFZ? der Stufe BKl wird mit einer logischen 0 entspricht. belegt. Am Ausgang des Gatters G1 erscheint dem-

Es soll nun angenommen werden, daß die Takt- io entsprechend zum Zeitpunkt ti die logische 1, die erzeugungseinheit TEl als aktive Einheit wirkt. In ihrerseits bewirkt, daß zum Zeitpunkt f 3 am Ausdiesem Falle sind alle Eingänge des Gatters Gl der gang des Gatters G 2 der Stufe BK II die logische 0 Stufe .RO mit einem der logischen 1 entsprechenden zur Verfügung steht. Die in Fig. 3 auftretenden Zeit-Kriterium beaufschlagt. Dadurch erscheint am Aus- verschiebungen ergeben sich durch die Laufzeit der gang des Gatters Gl die logische O, wodurch über 15 Signale im System. Durch die an den Gatterausgändie an den Rückkopplungseingang des Gatters G 2 in gen Gl und G 2 zur Verfügung stehenden Kriterien der Stufe BKII geführte Rückkopplung am Ausgang ist nunmehr die Takterzeugungseinheit TEH als akdieses Gatters G 2 die logische 1 erscheint. Ein an tive Einheit und die vorher aktive Takterzeugungseinem der Fehlereingänge FE in der aktiven Takt- einheit TEl als Reserveeinheit gekennzeichnet. Die erzeugungseinheit TEl anliegendes, dem Kriterium 20 Umsteuerung der Kippstufen Kl und K2 in den Silogisch O entsprechendes Signal, das beispielsweise gnalgebernSGI und 5GII, die zur Aussendung der durch einen Taktfehler verursacht wurde, führt zu entsprechenden Vorbereitungssignale VBI und VBII einer Invertierung des Ausgangssignals am Gatter führt, geschieht dabei derart, daß zuerst das sper-Gl und über den Rückkopplungseingang des ande- rende Kriterium und erst dann das den nunmehr zu ren Gatters G 2 dort zu einer Invertierung des Aus- 25 bewertenden Takt der Takterzeugungseinheit TjEII gangssignals, falls dessen Fehlereingänge FjE mit den kennzeichnende Kriterium ausgesendet wird, wobei den fehlerfreien Betrieb angebenden und dem Krite- letzteres in der Weise geschehen muß, daß eine pharium logisch 1 entsprechenden Signal beaufschlagt senrichtige Anschaltung der Taktphasen TP1 und sind. Die beiden stabilen Zustände der bistabilen TP 2 der nunmehr aktiven Takterzeugungseinheit Schaltung kennzeichnen also in eindeutiger Weise, 30 TE II bewirkt wird. Da nicht ausgeschlossen werden welche der beiden Takterzeugungseinheiten als aktive kann, daß der Taktfehler in der Takterzeugungs-Einheit und welche als Reserveeinheit wirkt. einheit TEl auch die Taktphase TP 2 erfaßt hat, ist

Zur Bildung der Vorbereitungssignale VBI und der bereits erwähnte zusätzliche Steuereingang für die VBII werden die Zustände am Ausgang der bistabilen Kippstufe Kl vorhanden, über den diese unabhängig Schaltung über die beiden Signalgeber SGl und S¹GII 35 vom Takt TP2 bei Auftreten eines Taktfehlers in mit jeweils einer der auszusendenden Taktphasen, im einer bestimmten Lage (im Beispiel in der O-Lage) Beispiel mit der Taktphase TP2, verknüpft. Zur Er- festgehalten wird. In der Fig. 3 wird das Vorbereiläuterung dieses Vorganges wird im weiteren auch tungssignal VBl zum Zeitpunkte als logische O auf die F i g. 3 Bezug genommen, in der in Form eines ausgesendet, während das Vorbereitungssignal VBII Impulsdiagramms die an einzelnen ausgewählten 4° entsprechend den an seinen Vorbereitungseingängen Punkten der Schaltung nach F i g. 2 herrschenden liegenden Kriterien mit der Rückflanke der Takt-Zustände in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt phase TP2 der Takterzeugungseinheit TEIl umgesind. In den Zeilen 1 und 2 sind dort die vom Takt- steuert wird, also zum Zeitpunktes als logische 1 geber TG der ersten Takterzeugungseinheit TEl er- zur Aussendung gelangt. Selbst wenn das am Fehlerzeugten Taktphasen TPl und TP 2, in den Zeilen 3 45 eingang FE der bistabilen Stufe BKl anliegende und 4 die vom Taktgeber der zweiten Takterzeu- Fehlerpotential verschwindet, bleibt infolge der Bigungseinheit TEU erzeugten Taktphasen TP1 und Stabilität der beiden Stufen Sä;I und BKH dieser TP2 dargestellt. Es wird angenommen, daß zum Zeit- Zustand erhalten. Im Signalgeber SGl erfolgt die punktiO die Takterzeugungseinheit TEl als aktive Umsteuerung der Kippstufe Kl und damit die BiI-Einheit wirkt. Die diesem Zustand entsprechenden 50 dung des Vorbereitungssignals VBl unmittelbar über Ausgangskriterien an der Taktüberwachungsschal- den zusätzlichen Steuereingang durch das von der tung TÜl sowie an den Gattern Gl und G2 sind in TaktüberwachungsschaltungTÜl gelieferte Kriterium, den Zeilen 6, 7 und 8 dargestellt. Entsprechend den Die Änderung des Vorbereitungssignals VBII, also bisherigen Ausführungen steht am Ausgang der die Kennzeichnung der Takterzeugungseinheit, die Taktüberwachungsschaltung TÜl die logische 1, am 55 nunmehr als aktive Einheit angeschaltet wird, geAusgang des Gatters G1 die logische O und am Aus- schieht jedoch phasenrichtig. Die Änderung des Vorgang des Gatters G 2 die logische 1 zur Verfügung. bereitungssignals erfolgt hier erst zum Zeitpunkt 15 Die Kippstufe K1 ist über ihre Vorbereitungseingänge mit der Rückflanke der folgenden Taktphase TP 2 derart vorbereitet worden, daß sie mit einer Rück- der nunmehr aktiven Takterzeugungseinheit TEIl. flanke der Taktphase TP 2 in die Eins-Lage umge- 60 Damit ist gewährleistet, daß das Vorbereitungssignal steuert wurde. Dieses Kriterium steht als Vorberei- Fi? II der anzuschaltenden Takterzeugungseinheit in tungssignal FSI zur Verfügung und kennzeichnet der der Taktphase TP 2 folgenden Taktpause so die Takterzeugungseinheit TEl als die aktive Einheit. rechtzeitig zu allen Taktempfangseinheiten gelangt, Über ihre bereits beschriebenen Vorbereitungsein- daß die jetzt folgende Taktphase TP1 die entspregänge wird die Kippstufe K 2 im Signalgeber 5GII in 65 chenden Empfangseinheiten sicher erreicht.
eine solche Lage gebracht, in der sie an ihrem Aus- Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß die Umgang als Vorbereitungssignal FBII das Kriterium schaltung von einer aktiven Takterzeugungseinheit logisch O zur Verfügung stellt. Die beiden Vorberei- auf eine Reserveeinheit bedarfsweise auch manuell

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möglich ist und daß dazu Tasten in einem Bedie- dem Kriterium logisch 0 entsprechendes Signal an-

nungsfeld vorhanden sind. Auch in diesem Falle ist liegt.

es erforderlich, daß die Aussendung beider Vorberei- Die an den Ausgängen der Takterzeugungseinheitungssignale, also VBI und FBII, definiert geschieht. ten gebildeten Vorbereitungssignale werden ebenso Das wird dadurch erreicht, daß jeweils ein Eingang 5 wie die Taktimpulse selbst, beispielsweise über Köder Gatter Gl und G 2 der Stufen SKI und BKII in axialkabel gleicher Länge, zu der Taktempfangseinden Takterzeugungseinheiten TEI und TEII über richtung übertragen. Bereits bei der Aussendung köneine manuelle Steuerung erreichbar ist. Für den Ab- nen die Taktphasen und die Vorbereitungssignale lauf dieser Vorgänge kann jedoch davon ausgegangen verstärkt werden. Eine weitere Verstärkung findet auf werden, daß die zur Umsteuerung der Kippstufen Kl to der Taktempfangsseite statt. Die dort ablaufenden und K% dienenden Taktphasen fehlerfrei zur Verfü- Vorgänge werden nunmehr unter Bezugnahme auf gung stehen. Während an den Vorbereitungseingän- Fi g. 4 beschrieben.

gen dieser Kippstufen durch Betätigung einer der Den Eingang der Taktverstärker TVI und TFII

Tasten TSl bzw. TS2 im Bedienungsfeld BF die bildet jeweils die Bewertungsschaltung BW, die durch

logische 0 anliegt, kann also die Umsteuerung der 15 ein UND-ODER-Inverter-Gatter G6 bzw. G9 re-

Kippstufen jeweils durch die Rückflanke des Be- alisiert ist. Die jeweils vier Eingänge der Gatter G 6

zugstaktes, im Beispiel der Taktphase TP2, erfolgen. und G9 sind mit den sich entsprechenden Taktpha-

Die dann ablaufenden Vorgänge entsprechen dem be- sen beider Takterzeugungseinheiten sowie mit den

reits beschriebenen Prinzip. Im einzelnen handelt es Vorbereitungssignalen VBI und FBII beaufschlagt,

sich um die in Fig. 3 vom Zeitpunkt 16 ab dar- 2.0 Zum besseren Verständnis sind in der Fig. 4 die

gestellten Vorgänge. Dort sei angenommen, daß zum Taktphasen mit TPIl und ΓΡΙΙ1 bzw. TP12 und

Zeitpunkt 16 in Zeile 5 die Taste TS 2 betätigt wird. TPII2 bezeichnet. Unter der Annahme, daß die Λ

Unter Berücksichtigung von Laufzeiten erscheint zum Takterzeugungseinheit TEI aktiv ist, die Takterzeu- ™

Zeitpunkt ί 7 am Ausgang des Gatters G 2 die lo- gungseinheit TEII somit als Reserveeinheit wirkt,

gische 1 und damit zum Zeitpunkte am Ausgang 35 entsprechen die an den Eingängen der GatterG6

des Gatters Gl die logische 0, vorausgesetzt, daß die und G9 in den Bewertungsschaltungen anliegenden

Fehlereingänge FE in der Takterzeugungseinheit TEI invertierten Vorbereitungssignale FBI und FBII den

entsprechend dem fehlerfreien Zustand mit einer lo- logischen Kriterien 1 und 0.

gischen 1 belegt sind. Über die Vorbereitungsein- Man erkennt, daß während der Aussendung des gänge der Kippstufen Kl und K2 in den Signal- 30 die Takterzeugungseinheit TjBI als aktive Einheit gebernSGI und 5GII werden diese entsprechend kennzeichnenden Vorbereitungssignals FBI lediglich vorbereitet und jeweils mit der Rückflanke des fol- der von dieser Takterzeugungseinheit gesendete Takt genden Bezugstaktes, im Beispiel mit der Taktphase die Ausgangsimpulse der Gatter G 6 und G9 be-ΓΡ2, umgesteuert. Das geschieht für die Kippstufe stimmt. Wird die an Hand von Fig. 3 beschriebene K2 zum Zeitpunkt t9 und für die Kippstufe K2 zum 35 Umschaltung eingeleitet und trifft das geänderte VorZeitpunkt tlO. Zu diesen Zeitpunkten tritt dann auch bereitungssignal FBI ein, so wird, da zu diesemZeitdie Änderung der Vorbereitungssignale FBI (von 1 punkt das Vorbereitungssignal FBII noch nicht geauf 0) und FBII (von 0 auf 1) auf. Bei einer manuel- ändert wurde, kein Takt weitergegeben. Erst wenn len Umschaltung, z.B. durch Tastendruck, erfolgt das Vorbereitungssignal FBII mit geändertem logialso auch das Sperren der betreffenden Takterzeu- 40 sehen Zustand eintrifft, werden nunmehr die von der gungseinheit phasenrichtig, d. h. immer nach einem Takterzeugungseinheit TEIl gesendeten Taktphasen zuletzt abgegebenen Taktimpuls TP 2. bewertet und über den Ausgang der Bewertungs-

Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewie- schaltungen BW weitergegeben. ^

sen, daß an Stelle von rückflankengesteuerten Kipp- Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß zum f

stufen beispielsweise auch zweistufige Zählketten ver- 45 Ausgleich von Laufzeitunterschieden, die selbst bei

wendet werden können, die erst nach Eintreffen des exakt gleichen Leitungslängen auftreten können, Ver-

zweiten Taktimpulses TP 2 einen Ausgangsimpuls zögerungseinrichtungen vorhanden sind. Diese sind

abgeben. in den Taktverstärkerstufen TFIl und TF21 der

Um auch beim Ausfall der Versorgungsspannung Fig. 4 mit FZl bezeichnet. Das Prinzip, das einer

der jeweils aktiven Takterzeugungseinheit ein die 50 Taktverzögerung zugrunde liegt, wird im folgenden

Umschaltung auslösendes Kriterium zu erhalten, ist an Hand von Fig. 4 erläutert, in der zu diesem

der Rückkopplungseingang jeder Stufe BKI und Zweck einzelne Punkte besonders bezeichnet wurden.

BZII über einen Widerstand R mit der Versorgungs- Der am Punkt α der Verzögerungseinrichtung FZl

spannung verbunden. Bei Ausfall der Versorgungs- herrschende Zustand entspricht dem am Ausgang des

spannung erscheint jeweils die logische 0 am betref- 55 Gatters G6 der Bewertungsschaltung BW herrschen-

fenden Eingang des Gatters, somit die logische 1 am den Zustand. Mit dem Eintreffen eines Impulses der

Ausgang dieses Gatters, was zu den beschriebenen Taktphase TPl liegt dort infolge der invertierenden

Vorgängen führt. Wirkung des Gatters G 6 die logische 0, die an einen

Um zu verhindern, daß durch Unterbrechung oder Gattereingang des nachfolgenden Gatters G 7 weiter-Entfernen eines die beiden Takterzeugungseinheiten 60 gegeben wird. Der zweite Gattereingang dieses Gat-TBI und TEH verbindenden Übertragungsmediums ters wird über eine Verzögerungsstufe FZSl erreicht, beide Takterzeugungseinheiten als aktive Einheiten Entsprechend einer einstellbaren Verzögerungszeit wirken, ist in Fig. 2 eine geerdete Kontrollader KA erscheint die logische 0 an diesem Eingang des Gatvorhanden, die über ein zusätzliches Gatter G5 mit tersG7, also am Punktb, verzögert. Der am Punkte einem der Fehlereingänge einer der beiden Stufen 65 erscheinende Impuls liegt an einem Eingang des folverbunden ist. Diese betreffende Stufe, beispielsweise genden Gatters G 8 direkt und am anderen Eingang die StufeBZI in Fig. 2, wird dann dadurch sicher über das Verzögerungsglied FZ52 an. Dadurch entgesperrt, daß an dem betreffenden Fehlereingang ein steht am Ausgang des Gatters G 8, nämlich am

Punkt d, ein gegenüber dem Eingangsimpuls verzögerter Impuls. Es ist selbstverständlich möglich, die Verzögerungsglieder VZSl und VZS 2 regelbar auszubilden und damit die Verzögerungszeiten in beliebigem Maße zu verändern. Auf diese Weise können sowohl die Vorderflanken als auch die Rückflanken jeder Taktphase getrennt verzögert werden, um der Forderung nach extrem kleinen Laufzeitstreuungen nachzukommen. Im vorliegenden Beispiel wurde die Verzögerung der Taktphasen im Hinblick auf die Taktphase TPl des von der Takterzeugereinheit TjEI gesendeten Taktes beschrieben. Da die Verzögerungsschaltungen im Prinzip gleich aufgebaut sind und nach dem gleichen Prinzip arbeiten, trifft diese Beschreibung auch auf die andere Taktphase zu.

Ausführungsbeispiele für die stetig regelbaren Verzögerungsglieder VZSl und VZS 2 zeigen die Fig. 5, 6 und 7. In der Fig. 5 ist dazu jeweils ein LC-Glied vorhanden, wobei die Einstellung der Verzögerung durch einen regelbaren Kondensator Cl erreicht wird. Zur Bedämpfung des negativen und positiven Überschwingens sind die Längswiderstände Rl vorhanden. Die Dimensionierung der Induktivitäten L1 und der Widerstände R1 ist jeweils von der Dauer des Zustandes logisch 0 an den Gatterausgängen, d. h. von der Impuls- und Pausendauer des zu übertragenden Taktes, abhängig, da noch innerhalb dieser Zeit der Zustand logisch 0 an den Kondensatoren Cl erreicht sein muß.

Mit der in Fig. 6 dargestellten Schaltung ist eine noch kleinere Verzögerung einstellbar, da dort die Widerstände R1 nicht mehr erforderlich sind. Die Begrenzung geschieht hier bei negativ gerichtetem Überschwingen durch die Dioden D 2 und D 4, bei positiv gerichtetem Uberschwingen durch die Dioden Dl und D3.

Die in F i g. 7 angegebene Verzögerungsschaltung vermeidet die mit der Verwendung von Induktivitäten verbundenen Nachteile. Die Einstellung der Verzögerungszeiten erfolgt hier ebenfalls durch die Kondensatoren Cl, C2. Durch die Verwendung von als Emitterfolger betriebener Transistoren Tl, Γ 2 bzw. Γ 3, Γ 4 ergibt sich eine besonders gut anpaßbare Schaltung.

Die am Ausgang der Verzögerungsschaltungen FZl erscheinenden Taktimpulse werden in den Verstärkerschaltungen VSl so weit verstärkt, daß sie die erforderliche Leistung zur Steuerung von beispielsweise 10 folgenden Taktverstärkerstufen TV12 bzw. TV 22 aufweisen. Jede Taktverstärkerstufe enthält wiederum Verzögerungsschaltungen VZ 2 und Verstärkerschaltungen VS 2, die entsprechend den beschriebenen Prinzipien aufgebaut sind. Über die Verstärkerstufen VS 2 werden die Taktimpulse derart verstärkt, daß beispielsweise bis zu 32 Taktgattereingänge TGE angesteuert werden können.

Zur Überwachung der Taktphasen des Systemtaktes wird von dem Prinzip des Zeitvergleiches Gebrauch gemacht. Eine Schaltungsanordnung, die nach diesem Prinzip arbeitet, zeigt die F i g. 8. Die dort angegebene Schaltung ist jeweils in den mit TU bezeichneten Taktüberwachungseinrichtungen enthalten. Zur Erläuterung der Wirkungsweise wird zusätzlich auf die F i g. 9 verwiesen, in der ein Impulsdiagramm dargestellt ist. Die an den Punkten α und b in F i g. 8 anliegenden zu überwachenden Takte TP1 und TP 2 einer Takterzeugungseinheit (Zeilen 1 und 2 in Fig. 9) werden über ein erstes GatterG12 zur Bildung eines Taktes mit einem Impuls-Pausen-Verhältnis von 1:1 herangezogen (Punkt c in F i g. 6; Zeile 3 in Fig. 9). Ein weiteres Gatter G13 bildet zusammen mit einer einstellbaren Verzögerungsschaltung VZS 3 einen als Prüf generator wirkenden Impulsgenerator, der Prüfimpulse mit der Periodendauer TP liefert (Punkt e in Fig. 8; Zeile 4 in Fig. 9). Mit jedem Prüf impuls wird ein Prüf Vorgang gestartet (Punkt/ in Fig. 8; Zeile5 in Fig. 9). Das geschieht dadurch, daß nach Ablauf der Verzögerungszeit xl der Verzögerungsschaltung VZS3 eine rückflankengesteuerte Kippstufe K 3 gesteuert wird, die durch den vom zu überwachenden Impuls abgeleiteten Impuls vorbereitet wurde. Durch geeignete Wahl der Periodendauer Tp des vom Impulsgenerator G13, FZS 3 gelieferten Impulses erreicht man, daß der Wechsel des zu überwachenden Impulses stets früher als die Rückflanke des vom Impulsgenerator gelieferten Impulses erfolgt. Das bedeutet, daß durch die über die Gatter G15 und G16 laufenden Steuerimpulse (Punkt g in Fig. 8; Zeile 6 in Fig. 9) die Kippstufe K3 stets in ihrer Grundstellung gehalten wird, selbst dann, wenn in der Folge die negativ gerichtete Impulsflanke am Takteingang der Kippstufe K 3 anliegt. Nur dann, wenn der zu überwachende Impuls größer ist als der vom Impulsgenerator G13, FZS 3 gelieferte Impuls, der am Punkt/ anliegt, entsteht am Ausgang der Kippstufe K3 ein Impuls. Dieser Vorgang findet in der Darstellung der F i g. 9 vom Zeitpunkt tf ab statt. Zu diesem Fehlerzeitpunkt tf tritt in der Taktphase TP1 ein Fehler auf, der dazu führt, daß die Impulse an den Punkten c, e, / und g in F i g. 8 in der in F i g. 9 in den Zeilen 3, 4, 5 und 6 dargestellten Form auftreten. Das bedeutet, daß der die Kippstufe K 3 steuernde Taktimpuls mit seiner Rückflanke eine Umsteuerung dieser Kippstufe bewirkt. Damit wird eine aus den Gattern G17 und G18 gebildete Kippstufe in ihre Arbeitslage umgesteuert. Über den Ausgang des Gatters G18 wird demnach ein aufgetretener Taktfehler mit einer logischen 0 gemeldet (Punkt h in Fig. 8; Zeile7 in Fig. 9) und kann über einen der Fehlereingänge die Umsteuerung einer Stufe der bistabilen Schaltung in der betreffenden Takterzeugungseinheit auslösen.

Die Überwachung der Impulspausen des durch das Gatter G12 gebildeten Taktes erfolgt nach Invertierung durch das Gatter G19 in einer Taktüberwachungsschaltung TÜl in analoger Weise. Zur Rückstellung der Kippstufen K 3 ist ein besonderer Rückstelleingang RE vorhanden.

Die Taktüberwachung nach dem beschriebenen Prinzip ist, wie in F i g. 1 und 2 dargestellt, in beiden Takterzeugungseinheiten TEI und TEIL vorhanden. Das hat unter anderem den Vorteil, daß die beiden Taktphasen TP1 und TP 2 unmittelbar an den Steuerleitungen überwacht werden.

Daneben ist eine dezentrale Taktüberwachung vorhanden, die ebenfalls nach diesem Prinzip arbeitet und die, wie in F i g. 4 angegeben, am Ausgang der Taktverstärkung angeordnet ist. Auf diese Weise wird auch die Taktübertragungsstrecke einschließlich der jeweiligen Verstärker in den Takterzeugungseinheiten bis zur Taktempfangseinrichtung überwacht. Mit besonderem Vorteil ist die Verzögerung im Impulsgenerator, der, wie beschrieben, aus einem Gatter und einer Verzögerungsschaltung besteht, in diesem Falle derart geregelt, daß sich ein im Ver-

gleich zur zentralen Taktüberwachung verzögertes Ansprechen im Fehlerfall ergibt. Dadurch wird erreicht, daß im Falle eines zentralen Taktfehlers mit sofortiger Umschaltung die dezentralen Taktüberwachungen infolge Sperrens der defekten Takterzeugung nicht mehr ansprechen.

Die sperrende Wirkung der dezentralen Taktüberwachung Ti^III kann in an sich bekannter Weise geschehen. Aus diesem Grund ist auch von einer ins Einzelne gehenden Erläuterung und Darstellung abgesehen worden. Beispielsweise ist es möglich, durch ein das Ansprechen der Taktüberwachung TÜTII kennzeichnendes Kriterium (Ausgangssignal am Gatter G18 der Fig. 8) die Takteingänge der zu versorgenden Einrichtung zu sperren. Um zu verhindern, daß eine durch das Umschalten verursachte Taktpause in den dezentralen Taktüberwachungen

(TÜTII in Fig. 4) als Taktfehler gedeutet wird, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein Vergleicher in der Taktempfangseinrichtung vorgesehen, dem die beiden Vorbereitungssignale FBI und FBII zugeführt werden. Zur näheren Erläuterung wird in diesem Zusammenhang auf Fig. 4 verwiesen, wo der Vergleicher mit VG bezeichnet ist. Da während der Dauer des Umschaltevorganges sowohl das Vorbereitungssignal FjBI als auch das Vorbereitungssignal FBII den gleichen logischen Zustand anbieten, kann durch eine einfache Verknüpfung über den Ausgang des Vergleichers VG der dezentralen Taktüberwachung ΤϋΊΠ ein Kriterium zugeführt werden, das über den Rücksetzeingang RE der in Fig. 8 dargestellten Taktüberwachungsschaltung die dort mit K 3 bezeichnete Kippstufe während dieser Zeitdauer definiert festhält.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Taktversorgungsanlage mit doppelt vorhandenen, gleichartig aufgebauten und parallel artextenden Takterzeugungseinheiten und mit einer Umschaltemöglichkeit von der jeweils als aktive Einheit wirkenden auf die jeweils als Reserveeinheit wirkenden Takterzeugungseinheit, dadurchgekennzeichnet, daß in jeder Takterzeugungseinheit (TEI, TEIL) jeweils eine Stufe (BKl, BKTL) einer bistabilen Schaltung, angeordnet ist, an deren Ausgängen ein eindeutiges Kriterium für den aktiven Zustand oder den Reservezustand einer Takterzeugungseinheit (TEl, TEIL) zur Verfugung steht, daß weiterhin in jeder Takterzeugungseinheit (TEI, TJEII) ein Signalgeber (SGI, SGII) vorhanden ist, der einerseits über die Ausgänge der bistabilen Schaltung vorbereitet ist und an dessen Ausgang ein dem Zustand ao der betreffenden Takterzeugungseinheit (TiSI, ΤΕΠ) kennzeichnendes Kriterium in Form eines Vorbereitungssignals (Fi? I, VBlT) zur Verfügung steht, und daß schließlich in der zu versorgenden Taktempfangseinheit (Tem) je Taktphase (TPl, TP2) eine Bewertungsschaltung (BW) vorhanden ist, die sowohl mit dem Takt als auch mit den Vorbereitungssignalen (VBI₁, FBII) beider Takterzeugungseinheiten (TEI, TEH) beaufschlagt ist und die nur jeweils den von der als aktive Einheit gekennzeichneten Takterzeugungseinheit (z. B. TET) gesendeten Takt über Taktverstärkerstufen an die einzelnen Taktgattereingänge (TGE) weitergibt.

2. Taktversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stufe (BKI, BKIl) der bistabilen Schaltung aus einem je Takterzeugungseinheit (TEI, TETT) vorhandenen Gatter (Gl, G 2) besteht, deren Ausgänge einerseits an einen Gattereingang des jeweils anderen Gatters rückgekoppelt sind und dadurch jeweils nur eine Takterzeugungseinheit als im aktiven Zustand und die andere als im Reservezustand befindlich kennzeichnen und die andererseits mit den Vorbereitungseingängen einer je Signalgeber (SGI, SGII) vorhandenen Steuereinrichtung (2511, K2) verbunden sind, die über die Taktfehler erkennende Einrichtung (TÜl, TÜH) oder mit der Rückflanke eines folgenden bestimmten Taktes

(z. B. TP 2) umsteuerbar ist und über einen Ausgang ein den Zustand der ihr zugeordneten Stufe (BKl, BK2) der bistabilen Schaltung angebendes Vorbereitungssignal (VBI, FBII) aussendet.

3. Taktversorgungsanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umschaltung einer Stufe (BKI, BKTT) der bistabilen Schaltung die Eingänge (FE) der Gatter (Gl, G 2) automatisch über eine Taktüberwachungsschaltung (TÜl, TÜTT) und/oder über Tasten (TSl, TS 2) eines Bedienungsfeldes (BF) manuell ansteuerbar sind.

4. Taktversorgungsanlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der durch Änderung des logischen Zustandes an mindestens einem Eingang (FE) der Gatter (Gl, G 2) eingeleitete Umschaltung von einer aktiven Takterzeugungseinheit (z. B. TEI) auf die Reservetakterzeugungseinheit (TEII) die bistabile Schaltung in ihre andere stabile Lage umsteuerbar ist und daß die Umsteuerung der Steuereinrichtung (Kl) und die Aussendung des Vorbereitungssignals (FBI) in der abzuschaltenden Takterzeugungseinheit (TEI) mit einem vom Eingang (FE) der betreffenden Stufe (BiO) der bistabilen Schaltung abgeleiteten Kriterium unmittelbar geschieht, während die Umsteuerung der Steuereinrichtung (K2) und die Aussendung des betreffenden Vorbereitungssignals (FBII) in der nunmehr auszuschaltenden Takterzeugungseinheit (TEII) erst mit der Rückflanke des folgenden bestimmten Taktes (TP 2) geschieht.

5. Taktversorgungsanlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen jeweils eine rückflankengesteuerte Kippstufe (Kl, K2) enthalten, an deren einem Ausgang jeweils das den Zustand der ihr zugeordneten Takterzeugungseinheit angebende Vorbereitungssignal zur Verfugung steht, deren anderer Ausgang jeweils zusammen mit dem Ausgang der Stufe (BKT, BKTT) der bistabilen Schaltung der anderen Takterzeugungseinheit den Vorbereitungseingang der Kippstufe in der anderen Takterzeugungseinheit bildet.

6. Taktversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je Taktphase (TP 1, TP 2) vorhandene Taktverstärker (TFI, TFII) ■ jeweils eine mindestens zweistufige Verzögerungsschaltung (FZl, FZ2) enthalten, über deren einzelne Stufen (FZSl, FZS2 in Fig. 4) eine Verzögerung sowohl der Vorderflanken als auch der Rückflanken eines Taktimpulses der Taktphasen (TPl, TP 2) getrennt durchführbar ist, und daß die Verzögerungszeiten der einzelnen Stufen (FZSl, FZS2) getrennt regelbar sind.

7. Taktversorgungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verzögerungsstufe aus jeweils einem LC-Glied (Ll, Cl) mit regelbarem kapazitivem Element (Cl) und einem NAND-Gatter (G 7, G 8) besteht.

8. Taktversorgungsanlage nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verzögerungsstufe zur Vermeidung des Überschwingens einen Bedämpfungswiderstand (R 1) besitzt.

9. Taktversorgungsanlage nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verzögerungsstufe zur Vermeidung des Überschwingens für jede Richtung Dioden (D 2, D 4; Dl, D 3) besitzt.

10. Taktversorgungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zeitverzögernde Element einer Verzögerungsstufe ein 2?C-Glied (R 3, C 3) ist, das zwischen den Emitter eines ersten (Tl) und der Basis eines zweiten Transistors (T 2) geschaltet ist.

11. Taktversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben der zentralen je Takterzeugungseinheit (TEI, TEII) vorhandenen Taktüberwachungsschaltung (TUI, TÜTL) eine dezentrale, bei der Taktempfangseinrichtung (Tem) angeordnete Taktüberwachungsschaltung (ΤϋΊΙΙ) vorhanden ist, der einerseits die zu überwachenden Takte (TPl, TP 2) am Ausgang der letzten Taktverstärkerstufe (TV 12, TV 22) zur Verfugung stehen und die andererseits über einen eingangsseitig mit den beiden Vorbereitungssignalen (FBI, FBH) beaufschlagten Vergleicher (VG)

ansteuerbar ist und über die die Eingänge (TGE) der an die letzte Taktverstärkerstufe (TV 12, TV 22) angeschalteten Taktgatter sowohl im Falle eines Taktfehlers als auch während der Dauer eines Umschaltevorganges gesperrt sind.

12. Taktversorgungsanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Taktüberwachungsschaltung (TU I, TÜll, TU III) einen in an sich bekannter Weise aus einem regelbaren

tungen, nach einer Umschaltung mehr oder weniger störende Laufzeitunterschiede, die vor allem bei sehr kurzen Taktimpulsen zu Fehlern führen können.

Der Erfindung, die sich auf eine Taktversorgungsanlage mit doppelt vorhandenen, gleichartig aufgebauten und parallel arbeitenden Takterzeugungseinheiten bezieht, liegt die Aufgabe zugrunde, diese Probleme zu lösen.

Gemäß der Erfindung wird das dadurch erreicht,

Verzögerungsglied (VZG 3) und einem Gatter io daß in jeder Takterzeugungseinheit jeweils eine Stufe (G 13) aufgebauten Impulsgenerator enthält, der einer bistabilen Schaltung angeordnet ist, an deren über die zu überwachenden Takte (TPl, TP 2) Ausgängen ein eindeutiges Kriterium für den aktiven gesteuert wird und dessen Ausgangsimpulse an Zustand oder den Reservezustand einer Takterzeuden Takteingang einer rückflankengesteuerten gungseinheit zur Verfügung steht, daß weiterhin in Kippstufe (K3) gelangen, an deren Vorbereitungs- 15 jeder Takterzeugungseinheit ein Signalgeber vorhaneingängen jeweils die zu überwachenden Takte den ist, der einerseits über die Ausgänge der bistabianliegen. len Schaltung vorbereitet und andererseits über eine

der Taktphasen steuerbar ist und an dessen Ausgang das den Zustand der betreffenden Takterzeugungseinheit kennzeichnende Kriterium in Form eines Vorbereitungssignals zur Verfügung steht, und daß schließlich in der zu versorgenden Taktempfangs-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Taktversor- einheit je Taktphase eine Bewertungsschaltung vorgungsanlage mit doppelt vorhandenen, gleichartig handen ist, die sowohl mit den Takt- als auch mit aufgebauten und parallel arbeitenden Takterzeu- 25 den Vorbereitungssignalen beider Takterzeugungsgungseinheiten und mit Umschaltemöglichkeiten von einheiten beaufschlagt ist und die nur jeweils den der jeweils als aktive Einheit wirkenden Takterzeu- von der als aktive Einheit gekennzeichneten Taktgungseinheit auf die jeweils als Reserveeinheit wir- erzeugungseinheit gesendeten Takt über Taktverstärkende Takterzeugungseinheit. kerstufen an die einzelnen Taktgattereingänge wei-

An die Taktversorgung in elektrischen Anlagen 30 tergibt.

werden vor allen Dingen dann erhebliche Anforde- Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden

rungen gestellt, wenn es sich um Systeme handelt, an Hand der in der Zeichnung dargestellten F i g. 1 in denen in größerem Umfange taktgesteuerte Vor- bis 9 gegeben.

gänge ablaufen. Zur Erhöhung der Sicherheit ist es F i g. 1 zeigt das Prinzipschaltbild einer Taktver-

bekannt, die Einrichtung zur Erzeugung des Taktes 35 sorgungsanlage gemäß der Erfindung, an Hand dessen in solchen Systemen zu verdoppeln und bei Ausfall die wesentliche Wirkungsweise erläutert wird, einer Taktversorgungseinheit die jeweils andere an- Fig. 2 zeigt Einzelheiten der Zusammenschaltung

zuschalten. Wenn beide Takterzeugungseinheiten un- der beiden Takterzeugungseinheiten, wobei das Prinabhängig voneinander arbeiten, d.h., wenn auch die zip der Bistabilität und das Prinzip der Bildung des Stromversorgungseinrichtungen und die Übertra- 40 Vorbereitungssignals im Vordergrund steht, gungsleitungen jeweils voneinander getrennt sind, ist F i g. 3 zeigt in Anlehnung an die F i g. 2 ein Im-

die damit erreichte Sicherheit ausreichend, da es unwahrscheinlich ist, daß beide Takterzeugungseinheiten gleichzeitig ausfallen. In einer Taktversorgungsanlage mit gleichartig aufgebauten und parallel arbeitenden Takterzeugungseinheiten entsteht dann allerdings das Problem der Umschaltung von einer aktiven Takterzeugungseinheit auf die andere, als Reserveeinheit vorhandene Takterzeugungseinheit. Bei den mit dem Takt zu versorgenden Empfangseinrichtungen muß zum einen ein eindeutiges Kriterium dafür vorhanden sein, welche der beiden Takterzeugungseinheiten als aktive Takterzeugungseinheit arbeitet, und zum anderen muß sichergestellt sein, daß durch eine Umschaltung von einer Takterzeugungseinheit auf die andere kein störender Taktausfall entsteht. Das zuletzt angesprochene Problem läuft also darauf hinaus, die vorher als Reserve wirkende Takterzeugungseinheit nach einer z. B. auf Grund eines

Fehlerfalls ausgelösten Umschaltung phasenrichtig, 60 weils gleich aufgebaut, d. h., in beiden ist je ein Taktd. h. mit einem vollständigen Impuls beginnend, an- geber TG, je eine Taktüberwachungsschaltung Wl, zuschalten. Tüll und je ein Signalgeber SGI und SGIl vorhan-

Ein weiteres mit der Umschaltung zusammenhän- den. Gemäß der Erfindung enthält jede Takterzeugendes Problem besteht darin, daß auf den Taktüber- gungseinheit TEl und TEII jeweils eine Stufe einer tragungsstrecken Laufzeitunterschiede nicht vermie- 65 bistabilen Schaltung. In der Takterzeugungseinheit den werden können. Selbst bei exakt gleichen Lei- T£I ist die Stufe mit BKl und in der Takterzeutungslängen ergeben sich, bedingt durch die vorhan- gungseinheit TjBII mit .BiCII bezeichnet. Das bidenen Bauelemente, wie Gatter und Verstärkerschal- stabile Verhalten ergibt sich, wie später im einzelnen

pulsdiagramm, an Hand dessen die in der Anordnung nach F i g. 2 ablaufenden Vorgänge im einzelnen erläutert werden.

F i g. 4 zeigt die Taktempfangseinrichtung mit den zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Einzelheiten.

Die F i g. 5, 6 und 7 zeigen Ausführungsbeispiele der in F i g. 4 angegebenen Verzögerungsschaltungen.

F i g. 8 zeigt ein Beispiel für eine Taktüberwachungsschaltung.

F i g. 9 zeigt ein Impulsdiagramm, an Hand dem die in der Taktüberwachungsschaltung nach F i g. 8 ablaufenden Vorgänge beschrieben werden.

Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf die F i g. 1 der Zeichnung Bezug genommen.

Die Taktversorgungsanlage enthält auf der Sendeseite Ts die beiden Takterzeugungseinheiten TEl und TEIl. Beide Takterzeugungseinheiten sind je-