DE2301500C3 - Logical circuit arrangement that is safe in terms of signal technology, in particular for railway safety systems - Google Patents

Logical circuit arrangement that is safe in terms of signal technology, in particular for railway safety systems

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DE2301500C3 DE19732301500 DE2301500A DE2301500C3 DE 2301500 C3 DE2301500 C3 DE 2301500C3 DE 19732301500 DE19732301500 DE 19732301500 DE 2301500 A DE2301500 A DE 2301500A DE 2301500 C3 DE2301500 C3 DE 2301500C3
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Description

Die Erfindung betrifft eine signaltechnisch sichere logische Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a logical circuit arrangement that is safe in terms of signaling technology according to the preamble of claim 1.

ir' Um hohe Sicherheitsforderungen in Anlagen, beispielsweise in Eisenbahnsicherungsanlagen, zu erfüllen, ist es bekannt, die Steuer- und Schaltvorrichtungen für wichtige Steuervorgänge jeweils doppelt vorzusehen. So werden für einen Steuervorgang zwei Steuerstrom- i r 'To high security demands in plants, for example in railway signaling systems to meet, it is known to provide double the control and switching devices for important control procedures in each case. For one control process, two control current

■to kreise mit je einem Relais verwendet, von denen das eine Relais mit Ruhestrom und das andere mit Arbeitsstrom betrieben wird. Hierbei müssen dann diese Relais mit komplementären Steuersignalen angesteuert werden.■ to circuits with one relay each used, of which the one relay is operated with quiescent current and the other with operating current. Here then these Relays can be controlled with complementary control signals.

4r> Solche Schaltungsanordnungen benötigen einen hohen Schaltungsaufwand, da für jeden Steuervorgang jeweils zwei Relais erforderlich sind.4 r > Such circuit arrangements require a high level of circuit complexity, since two relays are required for each control process.

Um diesen Aufwand zu verringern und Funktionsstörungen durch innere und äußere Fehler in den AnlagenIn order to reduce this effort and malfunctions due to internal and external faults in the systems

to schnell zu erkennen, werden in einer bekannten Anordnung zum Überwachen von Verbrauchern, Verstärkern und Funktionsgliedern (»Überwachungsbausteine für fehlersichere Signalverarbeitung« in Tech. Mitt AEG-Telefunken 58 [1968] 3) jeweils zweito be recognized quickly, are in a known arrangement for monitoring consumers, Amplifiers and function elements (»monitoring modules for fail-safe signal processing« in Tech. Mitt AEG-Telefunken 58 [1968] 3) two each

r>r> komplementäre Kontrollsignale den beiden Kontrolleingängen einer Antivalenz-Kontrollstufc gleichzeitig zugeführt. Die Kontrollstufen sind in einer Kette angeordnet, wobei jeweils der Prüfsignalausgang einer Stufe mit dem Prüfsignaleingang der in der Kette r > r > complementary control signals fed to the two control inputs of an antivalence control stage at the same time. The control stages are arranged in a chain, the test signal output of a stage with the test signal input in the chain

w) folgenden Stufe verbunden ist Eine über den Prüfsignaleingang der ersten Kontrollstufe eingegebene rechteckförmige Spannung wird als Prüfsignal durch alle Antivalenzstufen gegeben und vom Prüfsignalausgang der letzten in der Kette angeordneten Kontrollstufew) the following stage is connected A rectangular input via the test signal input of the first control stage Voltage is given as a test signal through all non-equivalence stages and from the test signal output the last control level in the chain

einer Überwachungseinrichtung zugeführt. Das Vorhandensein des Prüfsignals in der Überwachungseinrichtung wird als Kriterium für das fehlerfreie Arbeiten der zu überwachenden Vorrichtungen ausgewertet.fed to a monitoring device. The presence the test signal in the monitoring device is used as a criterion for error-free operation of the devices to be monitored evaluated.

Eine Funktionsstörung oder ein Fehler im Bereich der zu überwachenden Vorrichtungen verursacht die Sperrung der Weitergabe des Prüfsignals und damit die Unterbrechung des Prüfsignalweges durch die betroffene Kontrollstufe an die nächstfolgende Kontrollstufe bzw. an die Überwachungseinrichtung.A malfunction or an error in the monitored devices causes the blocking of the transmission of the test signal and thus the Interruption of the test signal path by the control level concerned to the next control level or to the monitoring device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zu einer bestimmten Zeit auftretenden, fehlerhaften Steuervorgang sofort ohne Unterbrechung des Prüfsignalweges zu erkennen, wobei vorausgesetzt ist, daß die ι ο Wahrscheinlichkeit für das gleichzeitige Fehierhaftwerden zweier oder mehrerer Steuervorgänge gegen Null geht, d. h. dieser Zustand vernachlässigbar istThe invention is based on the object of a faulty one that occurs at a specific time The control process can be recognized immediately without interrupting the test signal path, provided that the ι ο Probability for the simultaneous failure of two or more control processes towards zero goes, d. H. this condition is negligible

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöstThis object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1

Der sich ergebende Vorteil ist darin zu sehen, daß die Schaltung nach der Erfindung zweikanalig aufgebaut ist und außerdem ein fehlerhafter Zustand, bedingt durch Vortäuschen äquivalenter bzw. antivalenter Steuersignale durch nachfolgende Stufen, wie z. B. Filter und Verstärker, die selbst mit der Frequenz des Prüfsignals schwingen, während des Abschaltens des Prüfsignals erkannt wird.The resulting advantage can be seen in the fact that the circuit according to the invention has two channels and also a faulty state caused by simulating equivalent or complementary control signals through subsequent stages, such as B. Filters and amplifiers that adapt themselves to the frequency of the test signal oscillate, is detected while the test signal is switched off.

In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Vergleich der an den Ausgängen der an den Enden der Ketten angeordneten Antivalenz-Glieder anliegenden Spannungen in vorteilhafter Weise dadurch erfolgen, daß die Kettenvergleichsanordnung aus einem symmetrisch aufgebauten Spannungsteiler mit mindestens vier Gliedern besteht und daß an die beiden freien Enden des Jo Spannungsteilers das gleiche Potential einer Gleichspannung angelegt wird, am Mittelpunkt des Spannungsteilers die Überwachungseinrichtung angeschlossen wird und zwei weiteren Anschlußpunkten des Spannungsteilers je eine der beiden, an den Ausgängen der an den Enden der Ketten angeordneten Antivalenz-Gliedern anliegenden rechteckförmigen Spannungen zugeführt werden.In the further embodiment of the invention, the comparison of the at the outputs of the at the ends of the Tensions applied to chains of non-equivalence links are advantageously carried out by that the chain comparison arrangement consists of a symmetrically constructed voltage divider with at least four Links and that at the two free ends of the Jo Voltage divider the same potential of a direct voltage is applied at the center point of the voltage divider the monitoring device is connected and two further connection points of the Voltage divider each one of the two, at the outputs of the non-equivalence links arranged at the ends of the chains applied rectangular voltages are supplied.

Die in den Ketten angeordneten Antivalenz-Glieder können einheitlich und für kleinere Leistungen ausgelegt sein, wenn die in die Kettenvergleichsanordnung eingegebenen beiden rechteckförmigen Spannungen je einem als Nicht-Glied geschalteten Transistor zugeführt werden, wobei die aus Widerständen bestehenden Glieder des Spannungsteilers die Kollektor-Widerstän- « de der Transistoren bilden.The non-equivalence links arranged in the chains can be designed uniformly and for smaller powers if the two square-wave voltages entered in the chain comparison arrangement each are fed to a transistor connected as a non-element, the transistor consisting of resistors Terms of the voltage divider are the collector resistors de of the transistors form.

Um das in die Überwachungseinrichtung eingegebene Kriterium fehlersicher auswerten zu können, ist es vorteilhaft, das Kriterium einem von zwei gegenphasigen Eingängen eines Operationsverstärkers zuzuführen, r>o an dessen zweiten Eingang eine mit einer Wechselspannung bestimmter Frequenz überlagerte Gleichspannung angelegt ist, und die am Ausgang des Operationsverstärkers auftretende Wechselspannung auszuwerten.In order to be able to evaluate the criterion entered into the monitoring device in a fail-safe manner, it is advantageous to feed the criterion to one of two antiphase inputs of an operational amplifier, r > o a DC voltage superimposed with an AC voltage of a certain frequency is applied to the second input and which is applied to the output of the Evaluate AC voltage occurring in the operational amplifier.

Weiterhin ist es zweckmäßig, das Vorhandensein der als Prüfsignal verwendeten rechteckförmigen Spannung dadurch zu überwachen, daß einer der Ausgänge der an den Enden der Ketten angeordneten Antivalenz-Glieder über eine integrierende Widerstands-Kondensator-Anordnung mit dem einen Eingang eines weiteren f>o Operationsverstärkers verbum't> wird, wobei dem anderen Eingang des Verstärkers die mit der Wechselspannung überlagerte Gleichspannung zugeführt wird.It is also useful to check the presence of the square-wave voltage used as the test signal to be monitored in that one of the outputs of the non-equivalence elements arranged at the ends of the chains Via an integrating resistor-capacitor arrangement with one input of a further f> o Operational amplifier is verbum't> being dem the other input of the amplifier is supplied with the DC voltage superimposed on the AC voltage.

In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, an die Ausgänge der Operationsverstärker ·>? je einen Schwingkreis, bestehend aus einem Kondensator und einem Übertrager, zu schalten, wobei diese Schwingkreise auf die Frequenz der der Gleichspannung überlagerten Wechselspannung abgestimmt sind, und die Amplitude der an diesen Übertragern auftretenden Wechselspannungen auszuwerten.In the further embodiment of the invention, it is advantageous to connect to the outputs of the operational amplifiers ·>? one oscillating circuit each, consisting of a capacitor and a transformer, to switch, with these Resonant circuits are matched to the frequency of the alternating voltage superimposed on the direct voltage, and evaluate the amplitude of the alternating voltages occurring at these transformers.

Die Erfindung sei an Hand eines in der Zeichnung dargestellien Ausführungsbeispiels näher beschrieben, wobei nur die Schaltungsteile aufgenommen sind, die für das Verständnis der Erfindung unbedingt erforderlich sind.The invention will be described in more detail using an exemplary embodiment shown in the drawing, only those circuit parts are included which are absolutely necessary for an understanding of the invention are.

Die unterbrochenen Linien begrenzen in dem Ausführungsbeispiel zusammengehörige Schaltungsteile, nämlich die Vergleichskettenanordnung VK, die Kettenvergteichsanqrdnung KV, die Überwachungseinrichtungen L/lund Ü2 und die Anzeigevorrichtung A. In the exemplary embodiment, the broken lines delimit circuit parts that belong together, namely the comparison chain arrangement VK, the chain comparison arrangement KV, the monitoring devices L / 1 and U2 and the display device A.

Die Vergleichskettenanordnung VAT besteht aus einer ersten und einer zweiten Kette von hintereinandergeschalteten Antivalenz-Gliedern, wobei in den Ketten beliebig viele Glieder, jedoch mindestens so viele, wie Steuersignale überwacht werden sollen, angeordnet sein können. Von den in der ersten Kette vorhandenen Antivalenz-Gliedern sind lediglich die Glieder £"1, E2 und En und von der zweiten Kette die Glieder El 1, E12 und Em dargestellt, wobei jeweils zwei Antivalenz-Glieder, z. B. die Glieder EX und £"11 bzw. E2 und £12, En und Em < ;ne Stufe zum Überwachen von zwei einem Steuervorgang zugeordneten binären Steuersignalen bilden. Eine rechteckförmige Spannung UX mit der Frequenz fX wird als Prüfsignal mit den logischen Zuständen 0 und 1 durch die kettenförmig hintereinandergeschalteten Antivalenz-Glieder geleitet, indem sie je einem der beiden Eingänge e, die beispielsweise miteinander verbunden sein können, der am Anfang der Ketten angeordneten Glieder EX und £11 zugeführt wird.The comparison chain arrangement VAT consists of a first and a second chain of non-equivalence links connected in series, with any number of links, but at least as many as the control signals are to be monitored, can be arranged in the chains. Of the non-equivalence links present in the first chain, only the links £ "1, E2 and En and of the second chain the links E1, E 12 and Em are shown, with two non-equivalence links, e.g. the links EX and £ "11 or E2 and £ 12, En and Em <; Form a stage for monitoring two binary control signals assigned to a control process. A square- wave voltage UX with the frequency fX is passed as a test signal with the logic states 0 and 1 through the non-equivalence elements connected in series in a chain by each of the two inputs e, which can be connected to one another, for example, the elements arranged at the beginning of the chains EX and £ 11 is fed.

Die Antivalenz-Glieder sind in integrierter Schaltungstechnik ausgeführt besitzen zwei Eingänge und einen Ausgang und können zu mehreren in einem integrierten Baustein angeordnet sein. Der Ausgang eines Antivalenz-Gliedes, z. B. EX, ist jeweils mit einem Eingang des in der Kette folgenden Gliedes, z. B. £2, verbunden.The non-equivalence elements are implemented using integrated circuit technology, have two inputs and one output and several can be arranged in an integrated module. The output of a non-equivalence element, e.g. B. EX, is each with an input of the following link in the chain, z. B. £ 2 connected.

Die einem Steuervorgang zugeordneten zwei binären Steuersignale mit den logischen Zuständen 0 und 1, die durch doppelt vorhandene Einrichtungen, z. B. Datenverarbeitungsanlagen, jeweils als gleiche Signale erzeugt werden, wobei der Zustand 0 etwa dasselbe elektrische Potential wie der Zustand 0 des Prüfsignals aufweist, werden über die freien Eingänge al, a 2 bzw. b 1 und b 2, η 1 und π 2 den in einer Stufe zugeordneten Antivalenz-Gliedern £1 und £11 bzw. £2 und £12, En und Em zum Vergleich zugeführt.The two binary control signals assigned to a control process with the logic states 0 and 1, which are generated by duplicate devices, e.g. B. data processing systems, each generated as the same signals, with the state 0 having approximately the same electrical potential as the state 0 of the test signal, the free inputs al, a 2 and b 1 and b 2, η 1 and π 2 den Non-equivalence elements £ 1 and £ 11 or £ 2 and £ 12, En and Em, assigned in a stage, are supplied for comparison.

Haben die zu vergleichenden beiden Steuersignale beide denselben logischen Zustand und liegen diese beispielsweise an den Eingängen a 1 und a 2 an, so erfährt das an den Eingängen der Antivalenz-Glieder £1 und £2 anliegende Prüfsignal in beiden Antivalenz-Gliedern dieselbe Phasendrehung (0° oder 180°).If the two control signals to be compared have both the same logic state and if they are present at inputs a 1 and a 2, for example, the test signal present at the inputs of the non-equivalence elements £ 1 and £ 2 experiences the same phase shift in both non-equivalence elements (0 ° or 180 °).

Dasselbe gilt für die Antivalenz-Glieder E2 und £12 und alle weiteren Paare von Antivalenz-Gliedern.The same applies to the non-equivalence elements E2 and £ 12 and all other pairs of non-equivalence elements.

Bei gleichem logischen Zustand der Steuersignale ist die Phasendifferenz zwischen dem Prüfsignal in der einen Kette und dem Prüfsignal in der anderen Kette an den Ausgängen der betreffenden Antivalenz-Glieder die gleiche, die auch zwischen den den Eingängen dieser Glieder zugeführten Prüfsignalen besteht.If the logic state of the control signals is the same the phase difference between the test signal in one chain and the test signal in the other chain the outputs of the relevant non-equivalence elements the same as that between the inputs of these Test signals supplied to members exists.

Sind dagegen Zustände zweier zu vergleichender Steuersignale nicht gleich, so erfährt das Prüfsignal in dem einen Antivalenz-Glied eines Antivalenzgliedpaares eine Phasendrehung um 180" und in dem anderenOn the other hand, if the states of two control signals to be compared are not the same, the test signal experiences in a phase rotation of 180 "in one non-equivalence member of an anti-equivalence member pair and in the other

Glied keine Phasendrehung, so daß bei gleichphasigen Prüfsignalen an den Eingängen der beiden Antivalenz-Glieder die an den Ausgängen abgegebenen Prüfsignale gegenphasig sind.Element no phase rotation, so that with in-phase test signals at the inputs of the two non-equivalence elements the test signals emitted at the outputs are in phase opposition.

Abhängig von der Phasendifferenz zwischen den an den Ausgängen der an den Enden der beiden Ketten angeordneten Antivalenz-Glieder En und Em anliegenden Prüfsignalen können nun fehlerhafte Steuersignale rechtzeitig erkannt und angezeigt werden. Depending on the phase difference between the test signals present at the outputs of the non-equivalence elements En and Em arranged at the ends of the two chains, faulty control signals can now be recognized and displayed in good time.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel werden den beiden Ketten gleichphasige Prüfsignale und den den Stufen zugeordneten Antivalenz-Gliedern E1 und £"11 bzw. E2 und £"12 usw. die zu vergleichenden binären Steuersignale betriebsmäßig gleichphasig zugeführtIn the embodiment shown in the drawing, the two chains in-phase test signals and the non-equivalence elements E 1 and £ "11 or E2 and £" 12 etc. assigned to the stages are supplied with the binary control signals to be compared operationally in phase

Somit ist die Phasendifferenz zwischen den in den beiden Ketten durchgegebenen Prüfsignalen, wenn kein Steuersignal verfälscht ist, 0°, und die an den Ausgängen der Ketten anliegenden rechteckförmigen Spannungen mit der Frequenz /1 sind gleichphasig.Thus, the phase difference between the test signals passed in the two chains, if none Control signal is falsified, 0 °, and the square-wave voltages present at the outputs of the chains with frequency / 1 are in phase.

Gegenphasig sind diese rechteckförmigen Spannungen an den Ausgängen der Kette nur dann, wenn in eine der Ketten, z. B. infolge eines Verarbeitungsfehlers einer der zu überwachenden Einrichtungen, ein falsches Steuersignal eingegeben wird.These square-wave voltages at the outputs of the chain are only in phase opposition when in a of chains, e.g. B. as a result of a processing error in one of the devices to be monitored, an incorrect one Control signal is input.

Um die Phasendifferenz zwischen den an den Ausgängen der Ketten anliegenden Prüfsignalen zu ermitteln, werden diese den Anschlußpunkten a und c eines symmetrischen, aus vier Widerständen R 1 bis R 4 bestehenden Spannungsteilers in der Kettenvergleichsanordnung KV zugeführt, wobei die Phase des einen Signals zuvor durch ein Nicht-Glied /3 um 180° gedreht wird. In dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Widerstände R 1 und R 4 des Spannungsteilers gleichzeitig die Arbeitswiderstände zweier als Nicht-Glieder geschalteter Transistoren, deren Steuereingängen die Prüfsignale zugeführt werden.In order to determine the phase difference between the test signals present at the outputs of the chains, these are fed to the connection points a and c of a symmetrical voltage divider consisting of four resistors R 1 to R 4 in the chain comparison arrangement KV Non-link / 3 is rotated by 180 °. In the embodiment shown in the figure, the resistors R 1 and R 4 of the voltage divider are at the same time the load resistances of two transistors connected as non-elements, the control inputs of which are supplied with the test signals.

Die Einspeisepunkte des Spannungsteilers liegen auf gleichem Potential an einer von einer besonderen Spannungsquelle gelieferten Spannung + L'5 gegenüber dem O-Potentia! der Steuersignale und des Prüfsignals. Die Spannung t/5 entspricht dabei der Versorgungsspannung der integrierten Schaltkreise.The feed points of the voltage divider are at the same potential on one of a special one Voltage source supplied voltage + L'5 compared to the O-Potentia! the control signals and the Test signal. The voltage t / 5 corresponds to the supply voltage of the integrated circuits.

Die Widerstände Al bis R4 des symmetrischen Spannungsteilers sind so dimensioniert, daß die Werte der Widerstände R 2 und R 3 wesentlich größer als die der Widerstände R 1 und R 4 sind, beispielsweise kann /?2=10 ■ Kl bzw./?3 =10 · 7?4sein.The resistors A1 to R4 of the symmetrical voltage divider are dimensioned so that the values of the resistors R 2 and R 3 are significantly greater than those of the resistors R 1 and R 4, for example /? 2 = 10 ■ Kl or /? 3 = 10 · 7? 4be.

Im normalen Betriebsfall, d. h., wenn die jweils paarweise zu vergleichenden binären Steuersignale in ihren Zuständen 0 oder 1 übereinstimmen, werden den Anschluöpunkten a und c des Spannungsteilers rechteckförmige Spannungen mit der Frequenz /1 gegenphasig zugeführt. Am Mittelpunkt b des Spannungsteilers tritt dann eine konstante Gleichspannung gegenüber dem obengenannten 0-Potential von etwa der Hälfte der Spannung t/5 auf.In normal operation, ie when the binary control signals to be compared in pairs match in their states 0 or 1, the connection points a and c of the voltage divider are fed to rectangular voltages with the frequency / 1 in phase opposition. At the midpoint b of the voltage divider, a constant DC voltage compared to the above-mentioned 0 potential of approximately half the voltage t / 5 then occurs.

Diese am Mittelpunkt b auftretende Gleichspannung wird nun dem einen Eingang von zwei gegenphasigen Eingängen eines in der Überwachungseinrichtung Ü 2 angeordneten Differenzverstärkers (Operationsverstärkers) V2 zugeführt Am anderen Eingang dieses Verstärkers V2 liegt eine mit einer Wechselspannung t/2 überlagerte Gleichspannung an. Die Größe dieser Gleichspannung entspricht der vom Mittelpunkt b dem Verstärker zugeführten Gleichspannung im normalen Betriebsfall und wird beispielsweise durch einen Spannungsteiler mit den Widerständen /?5 und R 6 eingestellt. Der Gleichspannung ist eine von einem Generator erzeugte Wechselspannung U2 mit der Frequenz /2 überlagert, wobei die Amplitude der Spannung i/2 wesentlich kleiner als die Gleichspannung ist. Am Ausgang des Differenzverstärkers V2 tritt dann im normalen Betriebsfall eine Wechselspannung mit der Frequenz /2 auf.This DC voltage occurring at the center b is now fed to one input of two antiphase inputs of a differential amplifier (operational amplifier) V2 arranged in the monitoring device U 2. A DC voltage superimposed with an AC voltage t / 2 is applied to the other input of this amplifier V2. The magnitude of this DC voltage corresponds to the DC voltage fed to the amplifier from the center point b in normal operation and is set, for example, by a voltage divider with resistors / 5 and R 6 . An alternating voltage U2 with the frequency / 2 generated by a generator is superimposed on the direct voltage, the amplitude of the voltage i / 2 being significantly smaller than the direct voltage. In normal operation, an alternating voltage with the frequency / 2 then occurs at the output of the differential amplifier V2.

Im Falle, daß ein falsches Steuersignal auftritt, d. h., wenn in einer Stufe die zu vergleichenden Steuersignale nicht übereinstimmen, werden den Anschlußpunkten a und c des Spannungsteilers von den Ausgängen der Ketten her rechteckförmige Spannungen mit der Frequenz /1 gleichphasig zugeführt. Hierdurch treten am Mittelpunkt b des Spannungsteilers Spannungen auf,In the event that an incorrect control signal occurs, that is, if the control signals to be compared do not match in one stage, square-wave voltages with the frequency / 1 are fed in phase from the outputs of the chains to the connection points a and c of the voltage divider. As a result, voltages occur at the midpoint b of the voltage divider,

is die, den binären Zuständen des Prüfsignals entsprechend, den Wert 0 oder den Wert der vollen Versorgungsspannung t/5 annehmen. Dies hat zur Folge, daß der Differenzverstärker V2 in beiden Richtungen übersteuert wird und an seinem Ausgang eine Wechselspannung mit der Frequenz fi abgibt.is that, corresponding to the binary states of the test signal, assume the value 0 or the value of the full supply voltage t / 5. This has the consequence that the differential amplifier V2 is overdriven in both directions and emits an alternating voltage with the frequency fi at its output.

Die am Ausgang des Differenzverstärkers V2 mit unterschiedlicher Frequenz fi bzw. /2 auftretenden Wechselspannungen können in signaltechnisch sicheren Anordnungen ausgewertet werden, wobei beim Auftreten der Wechselspannung mit der Frequenz fi ein falsches Steuersignal angezeigt und/oder Alarm gegeben wird.The alternating voltages occurring at the output of the differential amplifier V2 with different frequencies fi or / 2 can be evaluated in signal-technically safe arrangements, with an incorrect control signal being displayed and / or an alarm being given when the alternating voltage occurs with the frequency fi.

Zum Auswerten dieser Wechselspannungen mit den Frequenzen fi bzw. /2 ist es zweckmäßig, an den Ausgang des Differenzverstärkers V2 einen Reihenschwingkreis, bestehend aus dem Kondensator K 2 und dem Übertrager Γ2 zu schalten, wobei der Schwingkreis auf die Frequenz /"2 abgestimmt ist und die hierzu erforderliche Induktivität des Schwingkreises durch dieTo evaluate these alternating voltages fi with the frequencies or / 2, it is expedient, consisting to switch to the output of the differential amplifier V2 a series resonant circuit consisting of the capacitor C 2 and the transformer Γ2, wherein the resonant circuit to the frequency / is tuned "2 and the required inductance of the resonant circuit through the

Dimensionierung des Übertragers T2 festgelegt wird.Dimensioning of the transformer T2 is determined.

Im normalen Betriebsfall, bei dem über den Differenzverstärker V2 dem Schwingkreis die Wechselspannung mit der Frequenz /2 zugeführt wird, entsteht am Übertrager T2 eine Spannungsüberhö-In the normal operating case, in which the alternating voltage with the frequency / 2 is fed to the oscillating circuit via the differential amplifier V2, an excess voltage occurs at the transformer T2.

hung. An der Sekundärwicklung des Übertragers wird diese abgenommen und über einen Gleichrichter G 2 zum Betätigen von Schaltmitteln verwendet. Durch die Gleichspannung können beispielsweise die Schaltmittel, bestehend aus den Relais 53 und S 4, zum Ansprechen gebracht werden.hung. This is removed from the secondary winding of the transformer and used via a rectifier G 2 to operate switching means. The switching means, for example, consisting of the relays 53 and S 4, can be made to respond by the direct voltage.

Wird ein falsches binäres Steuersignal in die Schaltungsanordnung eingegeben, dann wird dem Schwingkreis über den Differenzverstärker die Spannung mit der Frequenz fi zugeführt. Da die FrequenzIf an incorrect binary control signal is input into the circuit arrangement, the voltage with the frequency fi is fed to the resonant circuit via the differential amplifier. Because the frequency

50/1 viel kleiner als die Frequenz /2 gewählt ist, ist die von dem Übertrager her den Relais zugeführte Gleichspannung so klein, daß die Relais 53 und 54 sicher abfallen und ihre Kontakte 531 und 541 in der Anzeigevorrichtung A die in der Zeichnung dargestellte Lage einnehmen.50/1 is chosen to be much smaller than the frequency / 2, the direct voltage supplied by the transformer to the relay is so small that the relays 53 and 54 will definitely drop out and their contacts 531 and 541 in the display device A will be in the position shown in the drawing take in.

Diese logische Schaltungsanordnung ist bereits signaltechnisch sicher. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, den Ausfall der als Prüfsignal verwendeten rechteckförmigen Spannung mit der Frequenz /1 mit zuThis logic circuit arrangement is already signal-safe. However, it can also be expedient be the failure of the square-wave voltage used as test signal with the frequency / 1

überwachen. Hierzu kann eine Überwachungseinrichtung Üi vorgesehen werden, die in ihrem Aufbau der Überwachungseinrichtung Ü2 entspricht und die gleichen Bauelemente enthält, nämlich einen Differenzverstärker Vi, der durch eine Gleichspannung mit denmonitor. For this purpose, a monitoring device Ui can be provided, which corresponds in its structure to the monitoring device U2 and contains the same components, namely a differential amplifier Vi, which is connected to the by a DC voltage

b5 Potentialen + 1/3 und — t/3 gespeist ist, einen auf die Frequenz /2 abgestimmten Schwingkreis mit dem Kondensator Ki und dem Übertrager Π, einen Gleichrichter Ci und Relais 51 und 52 mit ihren b5 potentials + 1/3 and - t / 3 is fed, an oscillating circuit tuned to the frequency / 2 with the capacitor Ki and the transformer Π, a rectifier Ci and relays 51 and 52 with their

Kontakten 511 und 521. Dem einen Eingang des Differenzverstärkers Vl wird wiederum die Gleichspannung, der die Spannung t/2 mit der Frequenz /2 überlagert ist, zugeführt. Der andere Eingang des Verstärkers ist mit dem Anschlußpunkt a oder c des symmetrischen Spannungsteilers über eine integrierende Widerstands-Kondensator-Anordnung, bestehend aus dem Widerstand R 7 und dem Kondensator K 3 verbunden. Der Widerstand R 7 und der Kondensator K 3 sind so dimensioniert, daß die von dem Anschlußpunkt, z. B. c, her übertragene rechteckförmige Spannung mit der Frequenz f\ nahezu in eine Gleichspannung der Größe umgewandelt wird, die der am anderen Eingang des Differenzverstärkers anliegenden Gleichspannung entsprichtContacts 511 and 521. One input of the differential amplifier V1 is in turn supplied with the DC voltage on which the voltage t / 2 with the frequency / 2 is superimposed. The other input of the amplifier is connected to the connection point a or c of the symmetrical voltage divider via an integrating resistor-capacitor arrangement consisting of the resistor R 7 and the capacitor K 3. The resistor R 7 and the capacitor K 3 are dimensioned so that the from the connection point, for. B. c, transmitted square-wave voltage with the frequency f \ is almost converted into a DC voltage of the size that corresponds to the DC voltage applied to the other input of the differential amplifier

In diesem Fall — beim Vorhandensein des Prüfsignals — tritt am Ausgang des Differenzverstärkers V die Wechselspannung mit der Frequenz /2 auf, die, in eine Gleichspannung umgewandelt, die Relais 51 und 52 zum Ansprechen bringtIn this case - if the test signal is present - the AC voltage with the frequency / 2 occurs at the output of the differential amplifier V , which, converted into a DC voltage, causes the relays 51 and 52 to respond

Beim Ausfall des Prüfsignals wird das Gleichspannungspotential an dem betroffenen Eingang des Differenzverstärkers Vi so verändert, daß die Durchgabe der Wechselspannung mit der Frequenz /"2 unterdrückt wird, und die Relais 51 und 52 abfallen. Ihre Kontakte 511 und 521 nehmen die in der Zeichnung dargestellte Lage ein.If the test signal fails, the DC voltage potential at the relevant input of the differential amplifier Vi is changed in such a way that the transmission of the AC voltage with the frequency / "2 is suppressed and the relays 51 and 52 drop out. Their contacts 511 and 521 take those shown in the drawing Location a.

In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Relais 51 und 54 nicht erregt. In der Anzeigevorrichtung A ist der Stromkreis vom PotentialIn the embodiment shown in the drawing, the relays 51 and 54 are not energized. In the display device A , the circuit is at potential

+ der Stromquelle /74 über die Kontakte 521 und 541 und die Rotlampe rt nach dem Masse-Potential !geschlossen. Das Leuchten der Lampe rt zeigt einen Fehler in der Anlage an.+ the current source / 74 via the contacts 521 and 541 and the red lamp rt to the ground potential! The lighting of the lamp rt indicates a fault in the system.

Im normalen Betriebsfall sind die Relais 51 bis 54 in den Überwachungseinrichtungen Üi und L/2 erregt, wobei die Kontakte 511 und 531 geschlossen und die Kontakte 521 und 541 geöffnet sind. Der Stromkreis der Rotlampe rt ist somit durch die Kontakte 521 und 541 unterbrochen und der Stromkreis der Grünlampe gn ist über die Kontakte 511 und 531 geschlossen. Das Leuchten der grünen Lampe gn zeigt das fehlerfreie Arbeiten des überwachten Anlagenteils an.In normal operation, the relays 51 to 54 in the monitoring devices Ui and L / 2 are excited, the contacts 511 and 531 being closed and the contacts 521 and 541 being open. The circuit of the red lamp rt is thus interrupted by the contacts 521 and 541 and the circuit of the green lamp gn is closed via the contacts 511 and 531. The green lamp gn lights up to indicate that the monitored part of the system is working correctly.

Ermittelt die Vergleichslogik ein falsches Steuersignal, dann fallen die Relais 53 und 54 in der Überwachungseinrichtung Ü2 ab. Der Kontakt 531 unterbricht den Stromkreis der Grünlampe gn und der Kontakt S41 schaltet die Rotlampe ein.If the comparison logic determines an incorrect control signal, then the relays 53 and 54 in the monitoring device U2 drop out. The contact 531 interrupts the circuit of the green lamp gn and the contact S41 switches on the red lamp.

Um eine differenzierte Anzeige des normalen Betriebsfalles eines falschen Steuersignals und des Ausfalles des Prüfsignals zu erreichen, können durch eine entsprechende Schaltungsanordnung der Kontakte der Relais 51 bis 54 diese gewünschten akustischen und/oder optischen Kriterien ausgewählt werden.To get a differentiated display of the normal operating case of an incorrect control signal and the A corresponding circuit arrangement of the contacts can be used to achieve failure of the test signal the relay 51 to 54 these desired acoustic and / or optical criteria are selected.

Weiterhin ist es auch möglich, das in der einen Kette angeordnete Nicht-Glied /3 zum Invertieren des Prüfsignals einzusparen, wenn den Eingängen der Kette die rechteckförmige Spannung U1 mit der Frequenz /1 bereits gegenphasig zugeführt wird.Furthermore, it is also possible to save the non-link / 3 arranged in one chain for inverting the test signal if the square-wave voltage U 1 with the frequency / 1 is already fed in phase opposition to the inputs of the chain.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Signal technisch sichere logische Schaltungsanordnung zum Überwachen des Vorhandenseins von beliebig vielen binären Steuersignalen, von denen jeweils zwei einem Steuervorgang zugeordnet sind, insbesondere für Eisenbahnsicherungsanlagen, bei der kettenförmig hintereinandergeschaltete Antivalenzstufen mit einer nachgeschalteten Überwachungseinrichtung verwendet werden und von einem Eingang der am Anfang der Kette angeordneten Antivalenzstufe aus eine rechttckförmige Spannung als Priifisgnal durch alle Antivalenzstufen gegeben wird, wobei diese Prüfspannung in jeder Antivalenzstufe von den beiden Steuersignalen beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette der hintereinandergeschalteten Antivalenzstufen aus einer Vergleichskettenanordnung (VK) mit zwei parallelen Ketten von hintereinandergeschalteten mit je zwei Eingängen und einem Ausgang versehenen Antivalenz-Gliedern (Ei, ET., En bzw. Eil, £12, Em) besteht, wobei die rechteckförmige Spannung (U 1) je einem der beiden Eingänge (e) der am Anfang der Ketten angeordneten Antivalenz-Glieder (E 1 und E11) und die beiden Steuersignale paarweise, entsprechend ihrer Zuordnung zu einem Steuervorgang, den noch freien Eingängen (a 1 und a 2) dieser Antivalenz-Glieder (Ei und £"11), von denen jedes in einer anderen Kette angeordnet ist, gleichzeitig zugeführt werden, und daß weiterhin zwischen der Vergleichskettenanordnung (VK) und der Überwachungseinrichtung (Ü2) eine Kettenvergleichsanordnung (KV) angeordnet ist, in der abhängig von der Phasendifferenz zwischen den an den Ausgängen der an den Enden der Ketten angeordneten Antivalenz-Glieder (En und Em) anliegenden rechteckförmigen Spannungen ein Kriterium erzeugt wird, das in der nachgeschalteten Überwachungseinrichtung (Ü2) ausgewertet wird.1. Signal technically safe logic circuit arrangement for monitoring the presence of any number of binary control signals, two of which are assigned to a control process, in particular for railway safety systems, in which non-equivalence stages connected in a chain with a downstream monitoring device are used and from an input at the beginning of the chain arranged antivalence stage from a rectangular voltage is given as a test signal through all antivalence stages, this test voltage being influenced in each antivalence stage by the two control signals, characterized in that the chain of consecutive antivalence stages from a comparison chain arrangement (VK) with two parallel chains of one behind the other with each two inputs and one output provided antivalence elements (Ei, ET., En or Eil, £ 12, Em) , whereby the square- wave voltage (U 1) is one of each of the two inputs ge (e) of the non-equivalence links (E 1 and E 11) arranged at the beginning of the chains and the two control signals in pairs, according to their assignment to a control process, the still free inputs (a 1 and a 2) of these non-equivalence links (Ei and £ "11), each of which is arranged in a different chain, are fed simultaneously, and that a chain comparison arrangement (KV) is also arranged between the comparison chain arrangement (VK) and the monitoring device (Ü2) , in which, depending on the phase difference between the square-wave voltages present at the outputs of the non-equivalence links (En and Em) at the ends of the chains generate a criterion which is evaluated in the downstream monitoring device (Ü2). 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettenvergleichsanordnung (KV) aus einem symmetrisch aufgebauten Spannungsteiler mit mindestens vier Gliedern (den Widerständen Ri bis A4) besteht und daß an die beiden freien Enden des Spannungsteilers das gleiche Potential ( + ) einer Gleichspannung (U 5) angelegt ist, am Mittelpunkt (b) des Spannungsteilers die Überwachungseinrichtung (O 2) angeschlossen ist und zwei weiteren Anschlußpunkten (a und c) des Spannungsteilers je eine der beiden, an den Ausgängen der an den Enden der Ketten angeordneten Antivalenz-Glieder (En bzw. Em) anliegenden rechteckförmigen Spannungen zugeführt werden.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the chain comparison arrangement (KV) consists of a symmetrically constructed voltage divider with at least four elements (the resistors Ri to A4) and that the same potential (+) of a DC voltage at the two free ends of the voltage divider (U 5) is applied, the monitoring device (O 2) is connected to the center point (b) of the voltage divider and two further connection points (a and c) of the voltage divider each have one of the two, at the outputs of the non-equivalence arranged at the ends of the chains Members (En or Em) applied rectangular voltages are fed. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Kettenvergleichsanordnung (K V) eingegebenen beiden rechteckförmigen Spannungen je einem als Nicht-Glied (J 1 bzw. J2) geschalteten Transistor zugeführt werden, wobei die aus Widerständen (R 1 und R 4) bestehenden Glieder des Spannungsteilers die Kollektor-Widerstände der Transistoren bilden.3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the two square-wave voltages entered into the chain comparison arrangement (KV) are each fed to a transistor connected as a non-element (J 1 or J2) , the resistors (R 1 and R 4 ) existing elements of the voltage divider form the collector resistances of the transistors. 4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Überwachungseinrichtung (O 2) eingegebene Kriterium einem von zwei gegenphasigen Eingängen eines Operationsverstärkers (VH) zugeführt wird, an4. Circuit arrangement according to claims 1, 2 or 3, characterized in that the criterion entered into the monitoring device (O 2) is fed to one of two antiphase inputs of an operational amplifier (VH) dessen zweiten Eingang eine mit einer Wechselspannung (U2) bestimmter Frequenz (f2) überlagerte Gleichspannung angelegt ist, und daß die am Ausgang des Operationsverstärkers (V2) auftretende Wechselspannung ausgewertet wird.the second input of which is applied a direct voltage superimposed with an alternating voltage (U2) of a certain frequency (f2) , and that the alternating voltage occurring at the output of the operational amplifier (V2) is evaluated. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Überwachen der als Prüfsignal in die Vergleichskettenanordnung (VK) eingegebenen rechteckfönnigen Spannung (Ui) einer der Ausgänge der an den Enden der Ketten angeordneten Antivalenz-Glieder (En bzw. Em)über eine integrierende Widerstands-Kondensatoranordnung (R 7, K 3) mit dem einen Eingang eines weiteren Operationsverstärkers (V 1) verbunden ist, wobei dem anderen Eingang des Operationsverstärkers (Vi) die mit der Wechselspannung (U2) überlagerte Gleichspannung zugeführt wird.5. Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that for monitoring the test signal in the comparison chain arrangement (VK) inputted square- wave voltage (Ui) one of the outputs of the non-equivalence elements (En or Em) arranged at the ends of the chains via an integrating Resistance-capacitor arrangement (R 7, K 3) is connected to one input of a further operational amplifier (V 1), the other input of the operational amplifier (Vi) being supplied with the DC voltage superimposed with the alternating voltage (U2). 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ausgänge der Operationsverstärker (Vi und V2) je ein Schwingkreis bestehend aus einem Kondensator (Ki bzw. K2) und einem Übertrager (Ti bzw. T2) geschaltet sind, wobei diese Schwingkreise auf die Frequenz (72) der der Gleichspannung überlagerten Wechselspannung (U2) abgestimmt sind, und daß die Amplituden der an diesen Übertragern (Ti und T2) auftretenden Wechselspa'inungen ausgewertet werden.6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that an oscillating circuit consisting of a capacitor (Ki or K2) and a transformer (Ti or T2) are connected to the outputs of the operational amplifiers (Vi and V2), these oscillating circuits on the frequency (72) of the alternating voltage (U2) superimposed on the direct voltage are matched, and that the amplitudes of the alternating voltages occurring at these transformers (Ti and T2) are evaluated.
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