DE2319164B1 - Anordnung zum Unterdrücken von elektrischen Impulsen unterhalb einer vorgegebenen Mindestlänge, insbesondere bei Achszählanlagen - Google Patents

Description

• Störimpulse können beispielsweise durch mechanische Kontaktprellungen entstehen oder durch Schaltvorgänge in der Nähe der Impulsgeber, der Impulsempfänger oder der zwischen beiden verlegten Übertragungsleitungen hervorgerufen werden. Solange die Impulsdauer der Störimpulse von der Impulsdauer der Nutzimpulse deutlich abweicht, lassen sich beide Impulsarten voneinander unterscheiden und es ist möglich, die Störimpulse durch geeignete Maßnahmen zu unterdrücken. Dies erfolgt in aller Regel durch RC-Glieder, welche die Impulse verzögert weiterschalten. In Abhängigkeit von der Dimensionierung dieser RC-Glieder dauert es eine gewisse Zeitspanne vom Beginn des auf das RC-Glied gegebenen Eingangsimpulse, bis der Kondensator des Verzögerungsgliedes auf eine bestimmte Spannung aufgeladen ist, die zum Durchschalten eines spannungsabhängigen Schaltmittels für die Ausgabe eines Ausgangsimpulses ausreicht. In entsprechender Weise bleibt das spannungsabhängige Schaltmittel auch nach dem Ende des Eingangsimpulses eine gewisse Zeitspanne durchgeschaltet bis die am Kondensator des RC-Gliedes anliegende Spannung einen vorgegebenen Schwellwert wieder unterschreitet. Durch geeignete Dimensionierung ist es möglich, die Zeitspannen für die Impulsverkürzung am Anfang und die Impulsverlängerung am Ende etwa gleichgroß zu machen.
• Unabhängig von der Verzögerung des Impulses ergeben sich durch die unterschiedlichen Zeitkonstanten des RC-Gliedes und die unterschiedlichen Ansprech- und Abfallwerte der spannungsabhängigen Schaltmittel gewisse Impulsverformungen, die unerwünscht sind; außerdem ist von Nachteil, daß mehrere kurz hintereinanderliegende Störimpulse von dem RC-Glied integriert werden können und zur Abgabe eines einen Nutzimpuls vortäuschenden Ausgangsimpulses führen können.
• Die Verwendung von RC-Gliedern zur Störimpulsunterdrückung ist insbesondere dann problematisch, wenn ausgangsseitig ein Schaltkriterium von dem Vorhandensein mehrerer Eingangsimpulse abhängig gemacht wird, die in einer bestimmten zeitlichen Beziehung zueinander stehen. Dies ist beispielsweise bei Achszählanlagen im Eisenbahnsicherungswesen der Fall. Von den an den Schienen angeordneten Radimpulsgebern werden bei ordnungsgemäßem Zustand für jedes passierende Fahrzeugrad zwei sich zeitlich überlappende Impulse abgegeben, die in einer nachgeschalteten Impulsformerstufe in einen einzigen fahrtrichtungsabhängigen Zählimpuls umgeformt werden. Da die Radimpulsgeber und die Zählwerke meist räumlich voneinander getrennt und durch Übertragungsleitungen miteinander verbunden sind, kann es durch Schaitvorgänge in der Nähe der Übertragungsleitungen leicht zu Störimpulsen kommen, die es zu unterdrücken gilt.
• Bei der Verwendung von RC-Gliedern zur Störimpulsunterdrückung bei Achszählanlagen muß mit insgesamt vier mit gewissen Toleranzen behafteten Teilverzögerungszeiten gerechnet werden, nämlich mit je einer Einschalt- und einer Ausschaltverzögerung für jeden der beiden Radimpulse. Die Toleranzen der jeweiligen Ein- bzw. Ausschaltverzögerung der beiden RC-Glieder können voneinander unabhängige Tendenzen haben, woraus sich unvermeidlich Impulsverfälschungen ergeben. Jede Verkürzung, Verlängerung oder Verschiebung der Impulse zueinander schränkt aber die Betriebstüchtigkeit der Zähleinrichtungen ein. Dies ist insbesondere bei hohen Fahrgeschwindigkeiten kritisch, weil hier die von den Impulsgebern abgegebenen Impulse und deren zeitliche Überdekkung ohnehin nur recht kurz ist, so daß sich die durch die verwendeten Bauteile ergebenden Toleranzen in den zeitlichen Verschiebungswerten besonders stark störend bemerkbar machen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zum Unterdrücken von elektrischen Impulsen unterhalb einer vorgegebenen Mindestlänge aufzuzeigen, bei der Toleranzen zwischen der Impulsdauer des Eingangsimpulses und der des Ausgangsimpulses bei oberhalb der vorgegebenen Mindestlänge anliegenden Eingangsimpulsen beliebig klein gehalten werden können.
• Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß in der Verzögerungsstufe Schaltmittel für einen ersten Zählvorgang angeordnet sind, die durch von einem Taktgeber abgegebene Taktimpulse konstanter Taktfrequenz in der durch die geforderte Mindestimpulslänge gegebenen Mindestzeit aus ihrer Grundstellung bei Impulsbeginn in eine vorbestimmte Zählstellung fortschaltbar sind, in der sie nachgeschaltete Speicherschaltmittel zum Abgeben eines dem Impuls entsprechenden Signals an den Impulsempfänger einstellen und daß in der Verzögerungsstufe Schaltmittel für einen zweiten Zählvorgang angeordnet sind, die bei eingestellten Speicherschaltmitteln durch die in der auf den Impuls folgenden Impulspause in der vorgegebenen Mindestzeit vom Taktgeber abgegebenen Taktimpulse aus ihrer Grundstellung bei Impulspausenbeginn ebenfalls in eine vorbestimmte Zählstellung fortschaltbar sind, in der sie die nachgeschalteten Speicherschaltmittel zurückstellen. Ist die Impulsdauer eines Impulses kürzer als die vorgegebene Mindestzeit, werden die Schaltmittel für den ersten Zählvorgang durch ein von dem Impuls beaufschlagtes Negationsglied in ihre Grundstellung zurückgestellt, bevor die Speicherschaltmittel ein dem Impuls entsprechendes Signal an den Impulsempfänger weitergeben können.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform der Anordnung, und Fig. 2 ein Impulsdiagramm.
• Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung JV zur Impulsverzögerung ist zwischen Impulsgeber und Impulsempfänger anzuordnen. Dabei ist es prinzipiell unerheblich, ob der Impulsgeber tatsächlich das den Impuls abgebende Schaltorgan oder beispielsweise ein nachgeschalteter Impulsformer ist oder ob dieser möglicherweise vorhandene Impulsformer Bestandteil des eigentlichen Impulsempfängers ist. Der Eingang der Verzögerungsstufe ist mit E, der Ausgang mit A bezeichnet. Dem Eingang E werden von einem nicht dargestellten Impulsgeber Eingangsimpulse JE (Fig. 2) zugeführt, die dann, wenn ihre Impulsdauer mindestens gleich der vorgegebenen Mindestimpulslänge ist, zur Abgabe von Ausgangsimpulsen JA (Fig. 2) am Ausgang A der Impulsverzögerungsstufe führen. Ist die Impulsdauer der Eingangsimpulse dagegen geringer als die vorgegebene Mindestimpulsdauer, sind am Ausgang A der Impulsverzögerungsstufe keine Ausgangsimpulse abgreifbar.
• Die Wirkungsweise der Impulsverzögerungsstufe JV ist folgende: Der am Eingang E der Impulsverzögerungsstufe anliegende Eingangsimpuls JE gelangt zunächst auf ein Sperrglied SG1, das bei der angenommenen Grundstellung der Impulsverzögerungsstufe durchgeschaltet ist. Für die Dauer des Eingangsimpulses JE gelangen daher von einem Taktgeber TG abgegebene Taktimpulse Jl (Fig. 2) konstanter Taktfrequenz über die Leitung 1 auf den Eingang eines Zählers Z1 für die Durchführung eines ersten Zählvorganges. Der Taktgeber ist im Beispiel als externes Schaltglied angenommen, weil er für mehrere derartiger Impulsverzögerungsstufengemeinsam oder für beliebige andere Zwecke bereits vorhanden ist; ist diese Voraussetzung nicht gegeben, so kann der Taktgeber auch festes Bestandteil der Impulsverzögerungsstufe sein. Die von ihm abgegebenen Taktimpulse J1 schalten den Zähler Z1 aus seiner Grundstellung bei Impulsbeginn innerhalb der durch die vorgegebene Mindestimpulslänge gegebenen Mindestzeit in eine vorbestimmte Zählstellung fort, die im Beispiel der Zählkapazität des Zählers Z1 entspricht. Der Zähler Z1 ist im Ausführungsbeispiel aus mehreren Schaltstufen aufgebaut, die an ihrem Ausgang nach einer bestimmten Anzahl von Eingangsimpulsen jeweils einen Zählimpuls an die nächste Schaltstufe abgeben; jede Schaltstufe des Zählers Z1 wirkt als Frequenzteiler und bewirkt damit eine bestimmte Untersetzung zwischen den Taktimpulsen J1 des Taktgebers und den vom Zähler Z1 an ein nachgeschaltetes UND-Glied UG1 abgegebenen Impulsen.
• Unter der Voraussetzung, daß alle vier Schaltstufen des Zählers Z1 gleichartig ausgebildet sind und an ihrem Ausgang nach jeweils zwei an ihrem Eingang anliegenden Impulsen einen Impuls an die nächste Schaltstufe abgeben, ist die UND-Bedingung des UND-Gliedes UG1 nach insgesamt 16 Taktimpulsen des Taktgebers TG erfüllt. Durch die Verwendung von Zählern unterschiedlicher Stufenzahl und/oder unterschiedlichen Aufbaus der einzelnen Schaltstufen oder Verwendung von Taktgebern mit einstellbarer Taktfrequenz ist es möglich, am Ausgang des UND-Gliedes UG1 gerade dann einen Impuls abzugreifen, wenn die durch die vorgegebene Mindestimpulslänge bestimmte Mindestzeit seit dem Beginn des Impulses JE verstrichen ist. Der vom Ausgang des UND-Gliedes UG1 abgegebene Impuls bewirkt über nachgeschaltete Speicherschaltmittel K das Anlegen von Ausgangspotential an den Ausgang A der Impulsverzögerungsstufe J V. Die Speicherschaltmittel K sind im Ausführungsbeispiel als bistabile Kippstufe ausgebildet, deren Einstelleingang mit der bei vorgegebener Zählstellung des ersten Zählers Z1 beaufschlagten Zählstufe dieses Zählers verbunden ist.
• Nur dann, wenn die Impulsdauer des Eingangsimpulses JE mindestens ebenso groß ist wie die Zeitspanne zum Erreichen der vorgegebenen Zählstellung des Zählers Z1, kann über die Speicherschaltmittel K Ausgangspotential an den Ausgang A der Impulsverzögerungsstufe gelegt werden; anderenfalls wird der Zähler Z1 nämlich über ein Negationsglied NG bei Impulsende bereits wieder in die Grundstellung geschaltet, bevor die UND-Bedingung für das UND-Glied UG1 erfüllt ist.
• Ist der Zähler Z1 in die vorgegebene Zählstellung gelangt, so wird das weitere Eingeben von Taktimpulsen J1 in den Zähler Z1 mit Hilfe des dann gesperrten Sperrgliedes SG1 verhindert. Außerdem wird Sperrpotential an ein Sperrglied SG2 gelegt, das einem zweiten Zähler Z2 für die Durchführung eines zweiten Zählvorganges vorgeschaltet ist. Dieser Zähler dient zur zeitlichen Begrenzung des Ausgangsimpulses JA und ist im Beispiel genauso ausgebildet wie der Zähler Z1. Sobald das Ende des Eingangsimpulses JE erreicht ist, wobei der Zähler Z1 über das Negationsglied NG wieder in seine Grundstellung geschaltet wird, ist die UND-Bedingung des UND-Gliedes UG1 nicht mehr erfüllt und die Sperrglieder SG1 und SG2 werden durchlässig geschaltet. Solange am Ausgang der Speicherschaltmittel K Ausgangspotential ab- greifbar ist.gelangen nun die vom Taktgeber 7'G vom Beginn der auf den Impuls folgenden Impulspause ausgelösten Taktimpulse J2 (Fig. 2) über die Verbindungsleitung 2 auf den Eingang des Zählers Z2 und schalten dicsenfort. Nach Ablauf der durch die vorgegebene Mindestimpulslänge bestimmten Mindestzeit gelangt auch der Zähler Z2 in seine vorgegebene Zählstcllungund gibt über das UND-Glied UG2 ein Kennzeichen auf den Rückstelleingang der Speicherschaltmittel K. Dabei wird das am Ausgang A der Impulsverzögerungsstufe J V anliegende Ausgangssignal abgeschaltet. wobei auch das Sperrglied SG2 wieder in den sperrenden Zustand übergeht. Außerdem wird der Zähler Z2 über das am Ausgang der Rückstellstufe der Speicherschaltmittel K abgreifbare Ausgangssignal in die Grundstellung zurückgeschaltet.
• Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. ist der Beginn des Ausgangsimpulses JA gegenüber dem Beginn des Eingangsimpulses JE um die vorgegebene Mindestzeit verzögert worden. Wie ferner ersichtlich, ist auch das Ende des Ausgangsimpulses JA gegenüber dem Eingangsimpuls JE um die vorgegebene Mindestzeitspanne verzögert worden. Eine Impulslängenverformung ist lediglich dadurch möglich. daß der Beginn und das Ende des Ausgangsimpulses um jeweils eine Impulsfolgezeit der Taktimpulse des Taktgebers verschoben sein können. Durch Verwendung von Zählern hoher Stufenzahl und Taktgebern hoher Impulsfolgefrequenz ist es möglich, diese Impulsverformung so klein zu halten, daß sie praktisch ohne Bedeutung ist. Der im Ausführungsbeispiel verwendete, aus vier Schaltstufen mit jeweils zwei Zählstufen aufgebaute Zähler muß also nicht als repräsentativ für die tatsächliche technische Ausgestaltung der Impulsverzögerungsstufe gewertet werden, sondern dient lediglich zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens.
• Selbstverständlich ist es auch möglich, an Stelle von aus mehreren Schaltstufen aufgebauten Zählern beliebige andere Zähler mit genügend hoher Zählkapazität zu verwenden.
• Es ist auch möglich, beide Zählvorgänge in einem einzigen Zählorgan ablaufen zu lassen: So kann beispielsweise ein innerhalb der Mindestimpulsdauer aus einer Grundstellung in die vorgegebene Zählstellung fortgeschalteter Zähler beim Erreichen dieser Zählstellung wieder in die Grundstellung geschaltet werden, aus der er bei Beginn der folgenden Impulspause durch die Taktimpulse wieder fortschaltbar ist. Bei einer derartigen Ausbildung des Zählorgans werden die nachgeschalteten Speicherschaltmittel beim erstmaligen Erreichen der vorgegebenen Zählstellung wieder rückgestellt. Ist die Impulsdauer des Eingangsimpulses kleiner als die vorgegebene Mindestimpulsdauer, so wird der Zähler über das vorgeschaltete Negationsglied sofort in die Grundstellung zurückgeschaltet, ohne daß die Speicherschaltmittel eingestellt werden Es ist aber auch möglich, den aus seiner Grundstellung bei Impulsbeginn in die vorgegebene Zählstellung fortgeschalteten Zähler nicht schon beim Erreichen dieser Zählstellung zurückzustellen, sondern ihn aus dieser Zählstellung durch die während der folgenden Impulspause ausgelösten Taktimpulse schrittweise zurückzuschalten. Auch bei einer derartigen Ausbildung der Anordnung muß der Zähler durch ein Negationsglied in seine Grundstellung zurückgeschaltet werden, wenn die Impulsdauer des Eingangsimpulses unter der vorgegebenen Mindestimpulsdauer liegt. Ist der Zähler in die vorgegebene Zählstellung fortgeschaltet worden, so wird über ein zwischen Negationsglied und Rückstelleingang des Zählers anzuordnendes Sperrglied die schlagartige Rückstellung des Zählers in seine Grundstellung bei Impulsende verhindert und eine schrittweise Rückstellung durch die Taktimpulse des Taktgebers ermöglicht.
• Die zuletzt angenommenen Ausführungsformen der Anordnung kommen zwar mit einem einzigen Zählorgan an Stelle von zwei Zählorganen nach dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel aus; dafür aber können mit diesen Ausführungsformen nur Eingangsimpulse verarbeitet werden, deren Impulsabstand mindestens gleich der doppelten Zeitspanne der vorgegebenen Impulsverzögerung ist.
• Zur Anpassung der Impulsverzögerungsstufe an die jeweils vorliegenden Gegebenheiten ist es möglich, Zähler zu verwenden, die mit wahlweise beschaltbaren Zählstufen versehen sind. Auf diese Weise ist es möglich, Störimpulse verschiedener Mindestimpulslängen festzustellen und gegebenenfalls unwirksam zu schalten. Desgleichen ist es aber auch möglich, Taktgeber verschiedener Taktfrequenzen zu verwenden oder den Taktgebern Einrichtungen zur Impulsuntersetzung nachzuschalten, die gegebenenfalls einstellbar ausgeführt sind.
• Die Erfindung ist nicht auf ein bestimmtes Anwendungsgebiet beschränkt, sondern kann überall dort Verwendung finden, wo außer reinen Nutzimpulsen auch Störimpulse vorhanden sein können, die für ei nen nachfolgenden Schaltvorgang unterdrückt werden sollen.

Claims (11)

1. Patentansprüche: 1. Anordnung zum Unterdrücken von elektrischen Impulsen unterhalb einer vorgegebenen Mindestlänge, insbesondere bei Achszählanlagen im Eisenbahnsicherungswesen mit räumlich voneinander getrennten Impulsgebern und -empfängern durch eine den Impulsempfängern vorgeschaltete Verzögerungsstufe, d a d u r c h g ekennzeichnet, daß in der Verzögerungsstufe (JV) Schaltmittel (Zl) für einen ersten Zähivorgang angeordnet sind, die durch von einem Taktgeber (TG) abgegebene Taktimpulse (J1) konstanter Taktfrequenz in der durch die geforderte Mindestimpulslänge gegebenen Mindestzeit aus ihrer Grundstellung bei Impulsbeginn in eine vorbestimmte Zählstellung fortschaltbar sind, in der sie nachgeschaltete Speicherschaltmittel (K) zum Abgeben eines dem Impuls (JE) entsprechenden Signals (JA) an den Impulsempfänger einstellen und daß in der Verzögerungsstufe Schaltmittel (Z2) für einen zweiten Zählvorgang angeordnet sind, die bei eingestellten Speicherschaltmitteln durch die in der auf den Impuls folgenden Impulspause in der vorgegebenen Mindestzeit vom Taktgeber abgegebenen Taktimpulse (J2) aus ihrer Grundstellung bei Impulspausenbeginn ebenfalls in eine vorbestimmte Zählstellung fortschaltbar sind, in der sie die nachgeschalteten Speicherschaltmittel zurückstellen.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (Z1) für den ersten Zählvorgang durch ein von den Impulsen (JE) beaufschlagtes Negationsglied (NG) bei Nichterreichen der vorbestimmten Zählstellung innerhalb der vorgegebenen Mindestzeit seit Impulsbeginn in ihre Grundstellung rückstellbar sind.
3. 3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Durchführen der Zählvorgängezwei Zähler (Z1 und Z2) vorgesehen sind, von denen der während der Impulsdauer beaufschlagte erste Zähler (ZI) bei Impulsende rückstellbar ist, während der zweite, während der folgenden Impulspause beaufschlagte Zähler (Z2) frühestens nach der Rückstellung und spätestens bei der nächstfolgenden Einstellung der Speicherschaltmittel (K) durch einen folgenden Impuls rückstellbar ist.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Speicherschaltmittel (K) eine bistabile Kippstufe verwendet ist, deren Einstelleingang mit der bei vorgegebener Zählstellung der Schaltmittel (Z1) für den ersten Zählvorgang und deren Rückstelleingang mit der bei vorgegebener Zählstellung der Schaltmittel (Z2) für den zweiten Zählvorgang beaufschlagten Zählstufe der betreffenden Schaltmittel verbunden ist.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Rückstellstufe der Kippstufe auf den Rückstelleingang der Schaltmittel (Z2) für den zweiten Zählvorgang geführt ist.
6. 6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Durchführen beider Zählvorgänge ein einziger Zähler vorgesehen ist, der bei Erreichen seiner vorgegebenen Zählstellung durch die während der Impulsdauer innerhalb der Mindestzeit abgegebenen Taktimpulse und dem Einstellen der Speicherschaltmittel in die Grundstellung rückstellbar ist, aus der er durch die während der folgenden Impulspause innerhalb der Mindestzeit ausgelösten Taktimpulse bis zum erneuten Erreichen der vorgegebenen Zählstellung fortschaltbar ist, bei der die Rückstellung des Zählers und der Speicherschaltmittel erfolgt.
7. 7. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Durchführen beider Zählvorgänge ein einziger Zähler vorgesehen ist, der nach Erreichen der vorgegebenen Zählstellung durch die während der Impulsdauer innerhalb der Mindestzeit ausgelösten Taktimpulse und dem Einstellen der Speicherschaltmittel durch die während der folgenden Impulspause innerhalb der Mindestzeit ausgelösten Taktimpulse schrittweise wieder rückstellbar ist und beim Erreichen seiner Grundstellung die Speicherschaltmittel rückstellt.
8. 8. Anordnung nach den Ansprüchen 2 und 7.

   dadurch gekennzeichnet. daß zwischen dem Negationsglied und dem Rückstelleingang des Zählers ein Sperrglied vorgesehen ist, das beim Erreichen der vorgegebenen Zählstellung des Zählers durch ein hiervon ableitbares Kennzeichen von dem leitenden in den sperrenden Zustand schaltbar ist.
9. 9. Anordnung nach Anspruch 3 oder 6 oder i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähikapazität der Zähler gleich der Anzahl der bis zum Erreichen der vorgegebenen Zählstellung abgegebenen Taktimpulse des Taktgebers ist.
10. 10. Anordnung nach Anspruch 3 oder 6 oder 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Zähler für das Unwirksamschalten verschiedenlanger Impulse mehrere, wahlweise beschaltbare Zählstufen aufweisen.
11. 11. Anordnung nach Anspruch 3 oder 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz der der Impulsverzögerungsstufe zuführbaren Taktimpulse zum Untwirksamschalten verschiedenlanger Impulse einstellbar ist.

    Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Unterdrücken von elektrischen Impulsen unterhalb einer vorgegebenen Mindestlänge, insbesondere bei Achszählanlagen im Eisenbahnsicherungswesen mit räumlich voneinander getrennten Impulsgebern und -empfängern durch eine den Impulsempfängern vorgeschaltete Verzögerungsstufe.

    Auf vielen Gebieten der Technik, insbesondere bei der Datenverarbeitung, ist man gezwungen, zwischen Nutzimpulsen und Störimpulsen zu unterscheiden.