DE2148072B2 - Schaltungsanordnung zur Überwachung von binären Signalen auf Antivalenz - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Überwachung von binären Ausgangssignalen zweikanaliger Logikschaltungen auf Antivalenz, mit Diodenbrückenschaltung zur Bildung 2i von Steuerpotentialen.

Derartige Schaltungsanordnungen werden insbesondere für antivalent aufgebaute Sicherheitsschaltungen, z. B. in der Bahnautomatisierung, benötigt.

Vorbekannte Lösungen zur Antivalenzüberwachung jo bestehen in der Verwendung eines aus herkömmlichen Bauelementen bestehenden exklusiven ODER-Gatters. Ein derartiges Gatter eignet sich jedoch nicht für den Einsatz in Verbindung mit Sicherheitsschaltungen, da an seinem Ausgang beim Vorliegen einer Störung, z. B. 3> durch defekte Bauelemente, Leitungsunterbrechungen usw., unabhängig von den anliegenden Eingangssignalen entweder dem Binärwert »0« (keine Spannung) oder dem Binärwert »L« (Spannung) entsprechende Signale auftreten. Werden solche Überwachungsschaltungen 4» für Aufgaben, z. B. im Eisenbahnsignalwesen, verwendet, bei denen eine hohe Sicherheit gegenüber Fehlschaltungen gefordert wird, so kann das Auftreten einer Störung an einem solchen Funktionsglied zur Ausgabe von falschen Signalbegriffen führen. Weiterhin können Fehler, z. B. durch Bauelementenausfall, nicht selbsttätig erkannt werden. Die Sicherheit des gesamten Steuersystems wird dadurch erheblich vermindert.

Es ist bereits eine Sicherheitsschaltung zum Durchführen logischer Verknüpfungen, insbesondere für das Eisenbahnsicherungswesen, mit einem Verknüpfungsbaustein für binäre Schaltvariable und deren antivalente Schaltvariable in Form von rechteckförmigen digitalen Signalen mit vorgegebener Folgefrequenz bekannt, bei der der Verknüpfungsbaustein zwei getrennte Kanäle « für die valenten und deren antivalente Schaltvariablen aufweist und der eine Kanal ein NAND-Glied und der andere ein NOR-Glied als Verknüpfungsglieder enthält und an die Ausgänge der beiden Verknüpfungsglieder ein Überwachungsglied angeschlossen ist, das durch ω Testsignale, die außerhalb des Flankenbereiches der digitalen Signale liegen, mit mindestens der doppelten Folgefrequenz der Schaltvariablen abgefragt wird. Diese Sicherheitsschaltung ist jedoch nicht in sich fehlersicher(DE-AS 15 37 379). b5

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Schaltungsanordnung zur Überwachung von binären Ausgangssignalen, zweikanaliger Logikschaltungen auf Antivalenz anzugeben, die einerseits im Fehlerfall jeweils zur sicheren Seite hin (keine Spannung am Ausgang) ausfällt sowie andererssils den Aufwand an Bauelementen gegenüber den bekannten Schaltungen wesentlich vermindert.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch einen parallel zu den Signaleingängen angeordneten Spannungsteiler mit nachgeschalteter Diodenbrükkenschaltung zur Bildung der Steuerpotentiale für eine mit der Brückenschaltung verbundene Transistor-Sperrschwingerschaltung mit Rückkopplungsübertrager, die im Antivalenzfall ein wechselspannungsförmiges Signal über eine in den Sekundärkreis des Rückkopplungsübertragers eingeschaltete Verstärkerstufe am Ausgang abgibt.

Die Erfindung sei nachstehend an Hand eines in der Figur dargestellten Schaltbildes näher erläutert.

In der Figur ist zwischen den Signaleingangsleitungen £1 und Ei ein Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen 1 und 2, angeordnet. Der Mittelabgriff des Spannungsteilers wird mit -f Potential der zu überwachenden Eingangssignale verbunden. Dem Spannungsteiler nachgeschaltet ist eine Dioden-Brükkenschaltung 3, deren abgehende Diagonalpunkte auf einen Transistorsperrschwingerkreis mit Rückkopplungsübertrager 7 führen. Der Sperrschwingerschaltkreis besteht dabei aus dem Transistor 8, den Primärwicklungen 71, 72 und der Sekundärwicklung 73 des Übertragers 7, den Widerständen 5, 6 und 9 sowie dem Kondensator 4 zur Stromgegenkopplung. In den Sekundärkreis des Übertragers 7 ist eine aus dem Transistor 10 und dem Widerstand 11 bestehende Verstärkerstufe eingeschaltet, die auf den Ausgang A führt.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist folgende: Nur wenn die Signale an den Eingangsleitungen Ei, £2 antivalent sind, wird das Steuerpotential für den Sperrschwingerschaltkreis über Widerstand 1 oder 2 und die Brückenschaltung 3 gebildet. Durch den Transistor S fließt, bedingt durch die Spannungsteilung der Widerstände 5 und 6 im Basiskreis, zunächst ein kleiner Kollektorstrom. Dieser Strom wird mit Hilfe der als Rückkopplungswicklung wirkenden Wicklung 71 im Basiskreis des Transistors 8 schnell vergrößert. Die Höhe der Rückkopplungsspannung bestimmt den maximal möglichen Kollektorstrom. Der Widerstand 9 dient zur Kollektorstrombegrenzung. 1st der Maximalwert erreicht, d. h., der Ausdruck -¹^ wird Null, so wird

dt

keine Spannung mehr in die Primärwicklungen 71 und 72 des Übertragers 7 induziert, und der Transistor 8 schaltet in den Sperrzustand. Dabei entsteht eine Rückschlagspannung entgegengesetzter Polarität. Hierauf wiederholt sich periodisch dieser Vorgang, d. h., der Transistor wechselt periodisch zwischen den Schaltzuständen »Ein« und »Aus«, solange eines der Eingangssignale an E\ oder Ei ansteht. Die Signalspannung wird somit in eine nahezu rechteckförmige Impulsspannung umgeformt und auf die Sekundärseite 73 des Übertragers 7 übertragen, wo sie nach Verstärkung durch den Transistor 10 dem Ausgang A zugeführt wird.

Führen beide Eingangsieitungen E\ und Ei 0-Signal, so kann der Sperrschwingerkreis kein + Potential für seine . Steuerung erhalten; führen beide Eingänge L-Signal, so fehlt dem Sperrschwingerkreis das für die Steuerung erforderliche 0-Potential. Der Ausgang A führt somit nur bei aitivaleten Eingangssignalen ein Ausgangssignal.

Beim Auftreten einer beliebigen Störung an der Schaltungsanordnung, z. B. durch Bauelementenausfall, Kurzschluß oder Unterbrechung, kann kein Signal am Ausgang A ausgegeben werden. Bei dem Ausfall des Transistors 8 kann die Sperrschwingerschtltung nicht ausschwingen. Das gleiche gilt für Änderungen der Widerstandswerte gegen 0 bzw. gegen °o. Lediglich zwei während eines Signalwechels gleichzeitg auftretende Fehler wurden die Antivalenz aufrechterhalten. Diese Möglichkeit kann jedoch nach der Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur Überwachung von binären Ausgangssignalen zweikanaliger Logikschaltun- ί gen auf Antivalenz mit Diodenbrückenschaltung zur Bildung von Steuerpotentialen, gekennzeichnet durch einen parallel zu den Signaleingängen (E\, £2) angeordneten Spannungsteiler (1, 2) mit nachgeschalteter Diodenbrückenschaltung (3) zur in Bildung der Steuerpotentiale für eine mit der Brückenschaltung (3) verbundene Transistor-Sperrschwingerschaltung (5, 6, 8, 9) mit Rückkopplungsübertrager (7), die im Antivalenzfall ein wechselspannungsförmiges Signal über eine in den Sekun- i> därkreis des Rückkopplungsübertragers (7) eingeschaltete Verstärkerstufe (10, 11) am Ausgang (A) abgibt.