DE2359125C3 - Schaltungsanordnung zur logischen Verknüpfung wechselspannungsförmiger Eingangssignale - Google Patents

Description

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Das Hauptpatent 19 33 713 bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur logischen Verknüpfung wechselspannungsfähiger Eingangssignale zu einem wechselspannungsförmigen Ausgangssignal mit der Kombination folgender Merkmale:

a) daß die Eingangssignale getrennten Eingangsübertragern zugeführt und deren Sekundärkreis durch eingeschaltete Gleichrichteranordnungen gleichgerichtet werden.

b) daß die gleichgerichteten Eingangssignale die einzelnen Steuerpotentiale für eine nachgeschaltete Transistorsperrschwingerschaltung mit Rückkopplungsübertrager bilden,

c) daß die Impulsspannung des Sperrschwingers über eine in den Sekundärkreis des Rückkopplungsübertragers eingeschaltete Verstärkerstufe dem Ausgang zugeführt wird.

Eine derartige Schaltungsanordnung erfüllt die Aufgabe, fehlersicher mit binärer Wirkung zu arbeiten. Jede Schaltungsanordnung für sich bildet einen Logikbaustein.

Unter Fehlersicherheit wird dabei verstanden, daß beim Auftreten beliebiger Fehler innerhalb und außerhalb der Bausteine niemals ein gefährlich fehlerhaftes Ausgangssignal auftreten darf.

Durch die in der Hauptanmeldung aufgezeigte Schaltungsanordung wird der Aufbau eines logischen Systems mit dem genannten Vorteil, bestehend aus UND- und ODER-Bausteinen, ermöglicht.

Zur weiteren Erhöhung der Fehlersicherheit muß gewährleistet sein, daß ein galvanischer Schluß i.i den Eingangsübertragern ebenfalls nicht zu einem Fehler führen darf. Bei einer galvanischen Verbindung zwischen Primär- und Sekundärwicklung der Eingangsübertrager wird es aber immer dann zu einem fehlerhaften Ausgangssignal kommen, wenn die Wechselspannung, die als Eingangsspannung an den Eingangsübertragern liegt, aus einer positiven Batteriespannung erzeugt wird und die Betriebsspannung für den Sperrschwinger ebenfalls positiv wäre. Es würde also immer dann zu einem fehlerhaften Ausgangssignal an der UND-Schaltung kommen, wenn die durch die Dotierung des in der Sperrschwingerschaltung verwendeten Transistors festgelegte Betriebsspannung der Batteriespannung, aus der die Wechselspannungseingangssignale erzeugt werden, in der Polung entspricht.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, basierend auf dem Gegenstand der Hauptanmeldung und unter Vermeidung des angeführten Nachteils eine auch bezüglich der Eingangsübertrager fehlersichere Schaltung zu erstellen, die selbst bei galvanischen Schlüssen in den Wicklungen der Eingangsübertrager die Ausgabe eines fehlerhaften Signals am Ausgang der Schaltung in jedem Fall verhindert.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Dotierung des in der Sperrschwingerschaltung verwendeten Transistors so gewählt wird, daß die zur Erzeugung der Eingangswechselspannungssignale verwendete Batteriespannung jeweils die entgegengesetzte Polung zu dem von der Sperrschwingerschaltung benötigten und in Abhängigkeit von den Wechselspannungseingangssignalen durch die Übertrager und Gleichrichterschaltungen erzeugten Betriebsspannungen aufweist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich aus der Möglichkeit, die gedruckte Schaltung für den Sperrschwinger und den übrigen UND-Baustein wesentlich kleiner — also in den Abmessungen geringer — zu gestalten. Der Grund dafür liegt in der Tatsache, daß keine Fremdspannungen als Versorgungsspannungen an die Schaltung herangeführt werden. Die Betriebsspannung für den Sperrschwinger wird innerhalb der Schaltung selbst erzeugt. Dadurch können auch keine Spannungen in die Nähe der Schaltung geraten, die zu einer versehentlichen, z. B. bei Kurzschluß auftretenden, Versorgung des Sperrschwingers führen können. Damit ist sichergestellt, daß selbst bei kleinster Auslegung der Schaltung, wobei eine Gefährdung durch Kurzschluß der Leitungen gegeben wäre, am Ausgang der Schaltung niemals ein fehlerhaftes Signal auftreten kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Zeichnung erläutert.

Die Zeichnung stellt eine Schaltung eines logischen UND-Gliedes dar, das fehlersicher ausgelegt ist. Liegt an beiden Eingangsübertragern 1 und 2 ein aus der Batteriespannung + U_B erzeugtes dynamisches Eingangssignal £ 1 und El an, so wird auf der Sekundärseite der Eingangsübertrager eine Spannung induziert, die über eine Gleichrichterschaltung 3 und 4 gleichgerichtet und stabilisiert wird. Durch die Gleichrichterschaltungen 3 und 4 wird dabei in bekannter Weise eine negative Gleichspannung an den PunktenGl und Gl als Betriebsspannung für den Sperrschwinger mit dem Transistor 5 erzeugt. Die negative Betriebsspannung von G1 wird über den Span-

«ungsteilerR1 und Rl über die Wicklungn₃ des Ausgangsübertragers 6 an der Basis des Transistors 5 des Sperrschwingers zur Verfügung gestellt. Der dadurch in der Wicklung^ des Ausgangsübertragers6 ließende Strom induziert seinerseits in der Wicklung «., des Ausgangsübertragers eine weitere Spannungstrhöhung, die zum vollen Durchschalten des Traneistors 5 führt. Ist die Kollektorstromänderung in der Wicklung/J₁ des Ausgangsübertrager« beendet, erfolgt die Induzierung einer Rückschlagspannung in der Wicklung/I₃. Diese Rückschiagspannung in /J₃ führt tür sofortigen Sperrung des Transistors 5 des Sperr- »chwingers. Anschließend wiederholt sich dieser Vorgang durch den Anstoß der negativen Gleichspannung an den Spannungsteiler Rl, R 2, die als Basis- »pannung dem Transistor 5 wiederum über die Wick- !ung/i₃ des Ausgangsübertragers zur Verfügung gestellt wird. Die an den Wicklungen /I₃ und /I₁ des Ausgangsübertragers vorliegenden Stromänderungen führen zu Induktionen einer Rechteckspannung an der Wicklung /i₂, die über den Transistor 7 dem Ausgang A zur Verfügung gestellt wird.

Ein Kurzschluß zwischen der Primär- und Sekundärwicklung des Eingangsübertragers 1 könnte im ungünstigsten Falle bei Zerstörung der Dioden des Gleichrichters 3 die Batteriespannung +U_B zu dem Spannungsteiler/? 1, R2 führen. Dadurch würde dem Transistor 5 über die Wicklung n₃ des Ausgangsübertragers 6 eine positive Spannung zur Verfügung gestellt werden. Da der Transistor 5 aber infolge seiner Dotierung eine negative Gleichspannung an seiner Basis benötigt, kann dadurch ein fehlerhaftes Schwingen des Transistors nicht eingeleitet werden.

Gelangt über den Eingangsübertrager 2 die Batteriespannung JJ_B über eventuell zerstörte Dioden des Gleichrichters 4 an den Kollektor des Transistors, kann aus den genannten Gründen ebenfalls ein Schwingen nicht angeregt werden.

Bei einer Zerstörung des Ausgangsübertragers 6 kann ebenfalls nur eine positive Spannung im ungünstigsten Fall an die Basis bzw. Kollektor des Transistors 5 gelangen. Der Grund dafür liegt in der Tatsache, daß der Transistor 7 über den Ausgang A eine positive Spannung fordert, um durchzuschalten. Da sowohl an der Eingangsseite, d. h. an dem Eingangsübertrager, wie am Ausgang nur jeweils eine positive Gleichspannung anliegen kann, die im ungünstigsten Fall an den im Sperrschwinger verwendeten Transistor gelangt, der aber in jedem Fall eine negative Betriebsspannung fordert, kann ein fehlerhaftes Schwingen durch die von außen fehlerhaft anliegende Gleichspannung niemals eintreten. Damit ist sichergestellt, daß bei Bauelementenfehlern einschließlich von Fehlern der Eingangs- und Ausgangsübertrager es niemals zu einem fehlerhaften Ausgangssignal kommen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur logischen Verknüpfung wechselspannungsförmiger Eingangssignale zu einem wechselspannungsförmigen Ausgangssignal mit der Kombination folgender Merkmale:

   a) daß die Eingangssignale getrennten Eingangsübertragern zugeführt und in deren Sekundärkreisen durch eingeschaltete deichrichteranordnungen gleichgerichtet werden,

   b) daß die gleichgerichteten Eingangssignale die einzelnen Steuerpotentiale für eine nachgeschaltete Transistorsperrschwingerschaltung mit Rückkopplungsübertrager bilden, ^1S

   c) daß die Impulsspannung des Sperrschwingers über eine in den Sekundärkreis des Rückkopplungsübertragers eingeschaltete Verstärkerstufe dem Ausgang zugeführt wird,

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   nach Hauptpatent 1933713, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierung des in der Sperrschwingerschaltung verwendeten Transistors (S) so gewählt wird, daß die zur Erzeugung der Eingangswechselspannungssignale (El, El) ver- as wendete Batteriespannung (U₀) jeweils die entgegengesetzte Polung zu den von der Sperrschwingerschaltung benötigten und in Abhängigkeit von den Wechselspannungseingangssignalen (E 1, El) durch die Übertrager (1, 2) und Gleichrichterschaltungen (3, 4) erzeugten Betriebsspannungen aufweist.