DE2232795A1 - Schaltungsanordnung zum ueberpruefen von impulsen - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zum überprüfen von Impulsen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum überprüfen von Impulsen einer gegebenen Mindestdauer mit einer ein RC-Zeitmeßglied enthaltenden Anordnung zum Unterdrücken von Impulsen, welche die Mindestdauer nicht erreichen.
• Das Problem, bei durch Impulse gesteuerten Einrichtungen Betriebsstörungen zu vermeiden, die durch über die Impulsübertragungsstrecke ankommende Störimpulse verursacht werden können, besteht in vielen Bereichen der Technik, etwa bei Datenverarbeitungsanlagen, in der Fermeldetechnik oder in der Fernwirktechnik. Die Störimpulse lassen sich in vielen Fällen nicht durch ihre Amplitude von den Nutzimpulsen unterscheiden, wohl aber durch ihre kürzere Zeitdauer.
• Beispielsweise in einerNebenuhrenanlage, in der von einer Hauptuhr in gleichmäßigen Zeitabständen gelieferte Steuerimpulse abwechselnder Polarität die verschiedenen Nebenuhren weiterschalten oder synchronisieren, können neben diesen Nutzimpulsen Störimpulse beträchtlicher Amplitude auftreten, durch welche die betreffenden Nebenuhren zum falschen Zeitpunkt weitergeschaltet werden, so daß der gewünschte Gleichlauf der Anlage nicht möglich ist.
• Es ist bekannt, die Dauer eines Impulses mittels eines oder mehrerer Kondensatoren zu messen, die ausgehend von einem definierten Ladungszustand vom Beginn des Impulses an aufgeladen werden und bei Erreichen eines bestimmten Spannungswertes ein Schaltglied betätigen. Zur Unterdrückung von Störimpulsen sind diese Schaltungen aber nicht ohne weiteres geeignet.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache und zuverlässige Schaltungsanordnung anzugeben, die in einem Fall wie dem oben geschilderten verhindert, daß Störimpulse selbst bei nur geringfügig kürzerer Dauer als derjenigen der Nutzimpulse zu der von diesen gesteuerten binrichtungen gelangen können.
• Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch, daß in Abhängigkeit von der Spannung des Kondensators des RC-Gliedes, in dessen Ladekreis ein vom ankommenden Impuls während dessen Dauer betätigtes Schaltglied geschaltet ist, ein Impulserzeugungsglied steuerbar ist, welches einen Impuls abgibt, wenn seine Eingangsspannung einen Schwellwert erreicht.
• Vorzugsweise ist der Kondensator des RC-Gliedes über einen Widerstand mit einem zweiten Kondensator verbunden, der von der sich ändernden Spannung des ersten Kondensators aufgeladen wird und dessen Spannung ihrerseits dem Eingang des Impulserzeugungsgliedes zugeführt ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß unabhängig von der Dauer des Eingangsimpulses auf einfache Weise vermieden werden kann, daß mehr als ein einziger Ausgangsimpuls erzeugt wird.
• Wenn die ankommenden Impulse wie z.B. im Falle einer Nebenuhrenanlage wechselnde Polarität haben, ist es zweckmäßig, daß dem RC-Glied über ein ODER-Glied eine Anordnung vorgeschaltet ist, die ankommende Impulse der einen Polarität einem ersten Eingan und ankommende Impulse der anderen Polarität nach Polaritätsinversion einem zweiten Eingang des ODER-Gliedes zu führt.
• Eine besonders einfache Möglichkeit, die an einem Eingang der Schaltungsanordnung ankommenden Impulse auf eine Maximalampli tude zu begrenzen, besteht darin, parallel zum Eingang eine Anordnung aus zwei gegensinnig miteinander in Reihe geschalteten Z-Dioden vorzusehen.
• An einem bevorzugten Ausführungsbeispiel soll die Erfindung nun näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen: Figur 1 eine Schaltungsanordnung zum Begrenzen und anschließenden Verstärken von Eingangsimpulsen und zum Unterdrücken von Störimpulsen, und Figur 2 und 3 Darstellungen des zeitlichen Verlaufs von Spannungen in der Schaltungsanordnung nach Figur 1 für den Fall, dab ein Nutzimpuls übertrageird, bzw. für den Fall, daß ein Störimpuls erscheint.
• Die in Figur 1 dargestellt-e Schaltungsanordnung kann beispielsweise einer durch Hauptuhrimpulse synchronisierbaren elektronischen Zählkette zum Weiterschalten einer Nebenuhr oder irgend einer anderen durch Nutzimpulse wechselnder Polarität g9steuerten Einrichtung vorgeschaltet werden. Die Impulse werden vom Eingang E über einen Eingangswiderstand RE zugeführt und zunächst durch eine Begrenzungsanordnung auf eine Mindestspannungsamplitude begrenzt. Die Begrenzungsanordnung besteht aus zwei gegensinning in Reihe geschalteten Z-Dioden Zl und Z2 und ist hinter dem Eingangswiderstand z parallel zum Eingang E geschaltet.
• Die begrenzten Impulse werden einerseits über einen Widerstand R1 der Basis eines mit dem Emitter an Masse und mit dem Kollektor über einen Widerstand R2 an einer positiven Versorgungsspannung (+ 12V) liegenden Transistor T1 und andererseits dem Emitter eines zweiten Transistors T2 zugeführt. Der Kollektor des Transistors T2 liegt über einen Widerstand R4 ebenfalls an der Versorgungsspannung, während seine Basis über einen Widerstand R3 an Masse geschaltet ist. Hierdurch erfahren positive Eingangsimpulse eine Polaritätsumkehr im Transistor T1, während negative Eingangsimpulse am Kollektor des Transistors T2 als ebenfalls negative Impulse erscheinen. Die negativen (d.h. vom Potential der positiven Versorgungsspannung auf Massepotential wechselnden) Impulse am Kollektor der Transistoren T1 und T2 werden jeweils über eine Diode D1 bzw. D2 an die Basis eines Transistors T3 angelegt. Der Transistor T5 liegt mit dem Emitter über eine Z-Diode Z3 an Masse und mit dem Kollektor sowie mit der Basis über je einen Widerstand R6 bzw. R5 an der Versorgungsspannung und ist demgemäß im Ruhezustand leitend (die Transistoren T1, T2 und T) sind npn-Transistoren). Die Dioden D1 und D2 realisieren für die Eingangsimpulse eine ODER-Verknüpfung am Eingang der nun zu beschreibenden Anordnung zur Unterdrückung von Störimpulsen. Die Z-Diode sorgt im Sperrzustand von T3 für ein einwandfreies Sperrverhalten von T).
• Diese Anordnung besteht im wesentlichen aus einem Kondensator C1, einem Potentiometer P1, einem Widerstand R7, einem zweiten Kondensator C2 und einer Transistorstufe mit einem Unijunction-Transistor T4, dessen Steuerelektrode über eine Diode D3 an Masse liegt und dessen beide anderen Elektroden über je einen Widerstand R8 bzw. R9 an Masse bzw. an einer positiven Versorgungsspannung (+ 5V) liegen, die niedriger ist als diejenige der anderen Transistoren. Der erste Kondensator Cl ist einerseits an den Kollektor des Transistors T3 und andererseits an das als veränderbarer Widerstand geschaltete) mit seinem freien Pol an Masse liegende Potentiometer P1 angeschlossen. Der Widerstand R7 ist zwischen die Steuerelektrode des Transistors T4 und die Verbindung des Kondensators C1 mit dem Potentiometer P1 geschaltet. Der zweite Kondensator C2 ist parallel zur Diode D3 zwischen die Steuerelektrode des Transistors T4 und Masse geschaltet.
• Die dargestellte Schaltungsanordnung hat folgende Wirkungsweise: Sobald durch einen ankommenden positiven oder negativen Eingangsimpuls der Transistor T3 gesperrt wird, springt das Potential am Kollektor dieses Transistors und somit an beiden Polen des Kondensators C1 vom relativ niedrigen, dem Spannungswert der Z-Diode Z3 entsprechenden Potential auf den höheren Wert der Versorgungsspannung (+ 12V). Das Potential des Kondensators C1 an seinem dem Potentiometer P1 zugewandten Pol wird Jedoch sogleich durch den über das Potentiometer fließenden Ladestrom abzusinken beginnen, und zwar praktisch nach einer e-Funktion mit der Zeitkonstante c/R des durch die beiden Bauelemente C1 und P1 gebildeten RC-Gliedes, wie in Fig. 2 und 7 mit der Kurve I dargestellt ist. Gleichzeitig wird mit dieser sich ändernden Spannung über den Widerstand R7 der zunächst entladene Kondensator C2 aufgeladen. Die Spannung des Kondensators C2 ist durch die Kurve II dargestellt. Sobald sie einen bestimmten Wert erreichthat, bricht der Unijunction-Transistor T4 durch und gibt über eine Diode D4 einen Nadelimpuls ab (vgl. Fig. 2), der als Nutzimpuls weiterverarbeitet werden kann. Die Spannung des Kondensators C2 verringert sich um einen von der Unijunction-Transistorstufe abhängigen Betrag. Sie kann dann zwar zunächst wieder ansteigen, aber nur bis zum Wert des auf Masse absinkenden Potentials am Kondensator Cl. Bei richtiger Dimensionierung der Schaltungsanordnung erreicht bei jedem Eingangsimpuls die Spannung am Kondensator C2 den Schwellwert des Transistors T4 also nur ein einziges Mal. Nach Beendigung des Eingangsimpulses wid der Transistor T7 wieder leitend, worauf der Kondensator C1 wieder den Ausgangszustand annimmt.
• Der geschilderte Vorgang kann nur dann zu dem in Fig. 2 dargestellten Ergebnis der Erzeugung eines Nutzimpulses führen, wenn der Eingangsimpuls den Transistor T3 so lange gesperrt hält, dai3 die Spannung des Kondensators C2 den Schwellwert des Transistors T4 erreichen kann. Endet der Eingangsimpuls hingegen zu früh, wird also der Transistor T) vorher wieder leitend, so wird zu diesem Zeitpunkt das Potential am Kondensator C1 um den Betrag des Potentialwechsels am Kollektor des Transistors T) negativer, und der zweite Kondensator C2 kann nicht weiter aufgeladen werden, d.h. er erreicht nicht den Spannungsschwellwert, bei dem der Transistor T4 durchbricht. Die Kondensatorspannungen haben dann den in Fig. 3 dargestellten Verlauf, bis der Ausgangszustand wieder hergestellt ist.
• Bei einer praktischen Ausführungsform konnten auf diese Weise Störimpulse, die nur etwas kürzer waren als 50 ms, von Nutzimpulsen mit mindestens 50 ms-Dauer zuverlässig unterschieden werden. Die Trennschärfe hängt natürlich unter anderem von der Genauigkeit ab, mit der das Impulserzeugungsglied, also der Transistor T4 auf den gewählten Schwellwert anspricht. Die erforderliche Mindestdauer der Eingangsimpulse läßt sich durch Verstellen des Potentiometers Pl einstellen.
• Wie schon erwähnt wurde, kann der vom Transistor T4 erzeugte Nadelimpuls zur Rückstellung und damit zum Synchronisieren der Zählkette einer Nebenuhr verwendet werden, die bei Ausbleiben von Steuerimpulsen der Hauptuhr auch durch einen iegenen örtlichen Oszillator gesteuertwerden kann. In anderen Anwendungsfällen kann an die Diode D4 eine Verknüpfungsschaltung angeschlossen werden, die aus den Nadelimpulsen wieder Impulse einer gewünschten Länge erzeugt. Zugleich kann diese Verknüpfungsschaltung einen Koinzidenzvergleich der Ausgangsimpulse mit den Eingangsimpulsen und oder eine Codeprüfung der Impulsfolge durchführen.

Claims (11)

PATENTANS PRÜCHE

1. Sclialtungsanordnung zum Überprüfen von Impulsen einer gegebenen Minderstdauer mit einer ein RC-Zeitmeßglied enthaltenden unordnung zum Unterdrücken von Impulsen, welche die Mindestdauer nicht erreichen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß in Abhängigkeit von der Spannung des Kondensators (C1) des RC-Gliedes (C1, P1), in dessen Ladekreis ein vom ankommenden Impuls während dessen Dauer betätigtes Schaltglied (T1) geschaltet ist, ein Impulserzeugungsglied (T4) steuerbar ist, welches einen Impuls abgibt, wenn seine Eingangsspannung einen Schwellwert erreicht.

2) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Kondensator (C1) des RC-Gliedes über einen Widerstand (R7) mit einem zweiten Kondensator (C2) verbunden ist, der von der sich ändernden Spannung des ersten Kondensators aufgeladen wird und dessen Spannung ihrerseits dem Eingang des Impulserzeugungsgliedes (T4) zugeführt ist.

)) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t > das das Impulserzeugungsglied (T4) ein Unijunction-Transistor ist.

4) Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t , daß zum Einsteilen der lTindestdauer der Widerstand (P1) des RC-Gliedes oder der zwischen die beiden Kondensatoren (C1, C2) geschaltete Widerstand (R7) verstellbar sind.

5) Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß dem RC-Glied (C1, P1) über ein ODER-Glied (D1, D2, T3) eine Anordnung (T1, T2) vorgeschaltet ist, die ankommende Impulse der einen Polarität einem ersten Eingang (D2) und ankommende Impulse der anderen Polarität nach Polaritätsinversion einem zweiten Eingang (D1) des ODER-Gliedes zuführt.

6,! Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß dem einen Eingang (D1) des ODER-Gliedes ein in Emitterschaltung arbeitender erster Transistor (T1) und dem anderen Eingang (D2) des ODER-Gliedes ein in Basisschaltung liedender zweiter Transistor (T2) vorgeschaltet sind, und daß die Basis des ersten Transistors und der Emitter des zweiten Transistors mit einem Eingang (E) der Schaltungsanordnung gekoppelt sind.

7) Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, d a -d u zu zu r c h g e k e n n z 2 i e h n e t , daß die Reihenschaltung aus dem zweiten Kondensator (C2) und einem Widerstand (E7) parallel zum Widerstand (Pl) des RC-Gliedes (C1, P1) ge-

8) Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k k e n n z e 1 c h n e t , daß eine Anordnung (Z1, Z2) zum Begrenzen der ankommenden Impulse auf eine Maximalamol@@uer vorgesehen ist.

9) Schaltungsanordnung nach Anpruch 8, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß zur Begrenzung parallel zu einem Eingang (E) der Schaltungsanordnung zwei gegensinnig miteinander in Wihe liegende Z-Dioden (Z1, Z2) geschaltet sind.

10) Schaf ungsanordnung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß zwischen die Begrenzungsanordnung (Z1, Z2) und das RC-Glied (C1, P1) ein Verstärker geschaltet ist.

11) Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß am Ausgang des Impulserzeugungsgliedes (T4) eine Verknüpfungsschaltung vorgesehen ist, welche einen Koinzidenzvergleich der Ausgangsimpulse des Impulserzeugungsgliedes mit den Eingangsimpulsen der Schaltungsanordnung durchführt.

L e e r s e i t e