DE2403886A1

DE2403886A1 - Schaltungsanordnung zum fortlaufenden aufbereiten von analog dargestellten fahrzeuggeschwindigkeitswerten zu digitalen mittelwerten

Info

Publication number: DE2403886A1
Application number: DE2403886A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl Ing Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-01-28
Filing date: 1974-01-28
Publication date: 1975-08-07
Also published as: ATA947474A; AT345893B; CH575124A5

Description

Schaltungsanordnung zum fortlaufenden Aufbereiten von analog dargestellten Fahrzeuggeschwindigkeitswerten zu digitalen Mittelwerten Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zum fortlaufenden Aufbereiten von durch den zeitlichen Abstand von Wegimpulsen dargestellten Fahrzeuggeschwindigkeitswerten zu digitalen Mittelwerten während gleichbleibender Zeitintervalle.
Zur Geschwindigkeitsüberwachung von Fahrzeugen im Straßenverkehr oder bei-Eisenbahnen, insbesondere in Ablaufanlagen von Rangierbahnhöfen, sind sogenannte Radargeschwindigkeitsmeßeinrichtungen bekannt (Funktechnik Nr. 12/1956, Seiten 336 und 337 sowie ETZ, Ausgabe B, 1958, Heft 10, Seiten 385 und 390), deren Wirkungsweise auf dem Dopplereffekt beruht. Die aus der Überlagerung von ausgesandter und reflektierter elektromagenetischer Wellenstrahlung gebildete sogenannte Dopplerfrequenz ist der Geschwindigkeit des erfaßten Fahrzeugs proportional. Ist die Bewegung des Fahrzeugs ungleichförmig, so ändert sich entsprechend auch die Dopplerfrequenz. Daher müssen zum Feststellen der Geschwindigkeit beispielsweise durch Auszählen der Nulldurchgänge des Dopplersignals während immer gleichlanger Zeitintervalle Mittelwerte gebildet werden.
Eine der bekannten Geschwindigkeitsmeßeinrichtungen dient beispielsweise in Ablaufanlagen großer Rangierbahnhöfe mit selbsttätig gesteuerten Gleisbremsen zur Ermittlung der Ist-Geschwindigkeit ablaufender Güterwagen. Sinkt die gemessene Ist-Geschwindigkeit durch die Bremsverzögerung unter einen vorgegebenen Sollwert, so gibt ein Vergleicher das Zeichen zum Lösen der Bremse.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die beispielsweise für den Vergleich der mit einem Digitalrechner berechneten Soll-Auslaufgeschwindigkeit aus einer Gleisbremse mit der vorhandenen Ist-Geschwindigkeit fortlaufend digitale Werte für die in einem abgelaufenen Zeitintervall gemessene mittlere Ist-Geschwindigkeit liefert.
-Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein die Wegimpulse aufnehmender vor- und rückwärtszählender Binärzähler vorgesehen ist, dessen Vorwärtszähleingang mit einem Eingang und dessen Rückwärtszähleingang mit einem Ausgang einer Impulsverzögerungsschaltung verbunden sind.
Besonders zweckmäßig läßt sich die Erfindung mit einem taktgesteuerten Schieberegister als Impulsverzögerungsschaltung ausgestalten, das durch Wahl der konstanten Schiebetaktfrequenz, und durch Wahl der Stufenzahl des Schieberegisters die Intervallzeit für die Mittelwertbildung in weiten Grenzen festzulegen gestattet.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß an den Vorwärtszähleingang des Binärzählers und an den Eingang der Impulsverzögerungsschaltung eine bistabile Kippschaltung angeschlossen ist, deren Setzeingang mit dem Ausgang eines durch jeden Wegimpuls für die Dauer eines Taktimpulses sperrbaren Sperrgliedes und deren Rücksetzeingang mit einer die Wegimpulse abgegebenen Triggerschaltung verbunden sind, und daß der Impulstakt dieselbe Frequenz hat wie der Fortschalttakt des Schieberegisters, jedoch in seine Takpausen fällt.
An Hand des in der Zeichnung dargestellten schematischen Blockschaltbildes ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachstehend näher erläutert.
Ein mehrstufiger vor- und rückwärtszählender Binärzähler 1 mit einem Vorwärtszähleingang 2 und ein beispielsweise 256-stufiges Schieberegister 3 mit seinem Eingang 4 sind gemeinsam mit dem Ausgang 5 einer bistabilen Kippschaltung 6 verbunden. Der Ausgang 7 des Schieberegisters ist mit dem Rückwärtszähleingang 8 des Binärzählers 1 verbunden. Über die Leitung 9 gelangen Impulse eines Schiebetaktes T1 mit einer Frequenz von beispielsweise 1024 Hz zum Schieberegister 3.
An den Setzeingang 11 der Kippschaltung 6 ist der Ausgang eines Sperrgliedes 10 geschaltet, dessen unterer Eingang 101 Impulse eines zum Schiebetakt T1 gegenphasigen Taktes T2 derselben Frequenz erhält. Der negierende Eingang 102 des Sperrgliedes 10 ist zusammen mit dem Rücksetzeingang 61 der Kippschaltung 6 an den Ausgang 12 einer Triggerschaltung 13 geführt, die bei jedem Nulldurchgang des an ihrem Eingang 14 liegenden Dopplersignals einen Impuls erzeugt.
Jeder der vorn der Triggerschaltung 13 abgegebenen Impulse, deren zeitliche Abstände der Zeit zum Durchfahren einer konstanten Wegstrecke entsprechen, setzt die Kippschaltung 6 aus der Arbeitslage zurück. Beim darauffolgenden über das Sperrglied 10 auf den Setzeingang 11 der Kippschaltung 6 wirkenden Taktimpuls des Taktes T2 gibt die Kippschaltung über ihren Ausgang 5 Potential an die erste Stufe des Schieberegisters 3 und an den Binärzähler, der dadurch um einen Schritt fortgeschaltet wird.
Dabei hat das Sperrglied 10 die Aufgabe, Taktimpulse des Taktes 2 zu sperren, die zeitlich mit Wegimpulsen aus der Triggerschaltung 13 zusammenfallen, so daß die Kippschaltung 6 ungehindert zurückgesetzt werden kann. Die aus der Kippschaltung 6 in die erste Stufe des Schieberegisters 3 eingegebenen Signale erscheinen bei der vereinbarten Schiebetaktfrequenz von 1024 Hz und der vereinbarten Zahl von 256 Stufen für das Schieberegister nach ca. 250 ms am Ausgang 7 seiner letzten Stufe, die mit dem Rückwärtszähleingang 8 des Binärzählers 1 verbunden ist. Die Zahl der in der Zeit vom Einspeichern eines Signales in die erste Stufe des Schieberegisters bis zum Ausgeben desselben Signals aus dem Ausgang 7 der letzten Schieberegisterstufe gezählten Ausgangssignale der Kippschaltung 6 gibt der Binärzähler 1 in der. für eine weitere Auswertung geeigneten Codierung (z.B. als Dualzahl) über seine Ausgänge 15 an eine nicht dargestellte Auswerteeinrichtung ab.
Durch die laufenden Eingaben in den Vorwärtszähleingang 2 und in den Rückwärtszähleingang 8 des Binärzählers 1 bleibt dieser ständig auf dem letzten aktuellen Stand; denn sollte sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöhen, so erhöht sich auch die Häufigkeit der Signale am Vorwärtszähleingang. Umgekehrt vermindert sich diese Häufigkeit bei geringerer Fahrzeuggeschwindigkeit, während in allen Fällen die. Häufigkeit der Ausgangssignale des Schieberegisters gleich bleibt. Die im Binärzähler gespeicherte Dualzahl entspricht daher jeweils dem Mittelwert der Fahrzeuggeschwindigkeit im immer gleichbleibenden jeweils gerade abgelaufenen Zeitintervall von 250 ms.
Wenn festgelegt ist, daß die konstante Wegstrecke, auf welche die zeitlichen Abstände der Wegstreckenimpulse bezogen sind, beispielsweise 2,5 cm und die vom Binärzähler während eines Intervalls von 250 ms registrierte Impulszahl beispielsweise 100 ist, so kann errechnet werden, daß im abgelaufenen Zeitintervall eine Strecke von 100 e 2,5 cm = 250 cm zurückgelegt wurde. Das entspricht einer mittleren Geschwindigkeit von 2,5 m/0,25 s = 10,0 m/s. Ist der Binärzähler für die Ausgabe von Impulszahlen im Dezimalsystem eingerichtet, so ist beim gewählten Ausführungsbeispiel ein Zahlenwert in m/s bis zur ersten Stelle hinter dem Komma erhältlich.
Das gewählte Ausführungsbeispiel soll die Erfindung keineswegs beschränken. Beispielsweise können selbstverständlich für die Frequenzen der beiden Takte T1 und T2 sowie für die Anzahl der Sohieberegisterstufen andere aufeinander abgestimmte Werte gewählt werden. Ferner kann statt des Schieberegisters auch eine andere geeignete Verzögerungsschaltung verwendet werden.
3 Patentansprüche 1 Figur

Claims

Patentansprüche 3 Schaltungsanordnung zum fortlaufenden Aufbereiten von durch den zeitlichen Abstand von Wegimpulsen analog dargestellten Geschwindigkeitswerten zu digitalen Mittelwerten während gleichbleibender Zeitintervalle, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein die Wegimpulse aufnehmender vor- und rückwärtszählender Binärzähler (1) vorgesehen ist, dessen Vorwärtszähleingang (2) mit einem Eingang (4) und dessen Rückwärtszähleingang (8) mit einem Ausgang (7) einer Impulsverzögerungsschaltung (3) verbunden sind.
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 ein mit konstanter Taktfrequenz (T1) fortgeschaltetes Schieberegister (3) als Impulsverzögerungsschaltung verwendet ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an den Vorwärtszähleingang (2) des Binärzählers (1) und an den Eingang (4) der Impulsverzögerungsschaltüng (3) eine bistabile Kippschaltung (6) angeschlossen ist, deren Setzeingang (11) mit dem Ausgang eines durch jeden Wegimpuls für die Dauer eines Taktimpulses (T2) sperrbaren Sperrgliedes (10) und deren Rücksetzeingang (61) mit einer die Wegimpulse abgebenden Triggerschaltung (13) verbunden sind, und daß der Impulstakt (T2) dieselbe Frequenz hat wie der Fortschalttakt (T1) des Schieberegisters (3), jedoch in seine Taktpausen fällt.