DE2413862C3 - Schaltungsanordnung zum Überwachen der Speisespannungen einer elektrischen Schaltung - Google Patents

Description

2. Überwachungsschaltung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vergleichsvorrichtung aus einem ersten Differenzverstärker (QX, Q2) besteht, der einen ersten (Q 1) und einen zweiten (Q 2) Transistor enthält, deren Emitter gemeinsam mit dem ersten Eingang (Ti) verbunden sind, und daß der letztere außerdem mit der Basis des ersten Transistors (Q 1) gekoppelt ist, daß die Basis des zweiten Transistors (Q 2) mit dem genannten vierten Eingang ( + V REF.) verbunden ist, daß der Kollektor des ersten Transistors an einem gemeinsamen Potential liegt und der Kollektor des zweiten Transistors (Q 2) mit dem ersten Koppelelement (Di) verbunden ist

3. Überwachungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Eingang /Tl) mit der Basis des ersten Transistors (Q 1) über einen einstellbaren Widerstand (R 2) gekoppelt ist.

4. Überwachungsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Koppelelement jeweils eine erste (D 1) und zweite (D T) Diode ist

5. Überwachungsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzfeststellvorrichtung (10) einen ersten Kondensator (Cl) enthält, der mit dem dritten Eingang (TT) verbunden ist und der durch die Taktimpulsfolge geladen und entladen wird, daß eine dritte Diode (DS) den ersten Kondensator mit einem zweiten Kondensator (C 2) koppelt der eine Ladung für eine Zeitdauer zu speichern vermag, die größer als eine Periode der Taktimpulsfolge ist und daß eine vierte Diode (D6) den zweiten Kondensator (C2) mit einem dritten Kondensator (C3) koppelt, wobei der dritte Kondensator (C3) mit der genannten zweiten Diode (D T) gekoppelt ist

6. Überwachungsschaltung nach einem der Ans spräche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vergleichsvorrichtung aus einem zweiten Differenzverstärker (Q3, Q4) besteht, der einen dritten (Q 3) und vierten (Q 4) Transistor enthält deren Emitter gemeinsam mit dem zweiten Eingang (T3) gekoppelt sind, daß die Basis des dritten Transistors mit dem genannten zweiten (T3) und vierten (+V REF.) Eingang gekoppelt ist, daß die Basis des vierten Transistors (Q4) mit dem ersten (Di) und zweiten (D T) Koppelelement verbunden

is ist daß der Kollektor des dritten Transistors (Q3) mit dem gemeinsamen Potential und der Kollektor des vierten Transistors (Q 4) mit der genannten Ausgangsstufe (QS) verbunden ist

7. Überwachungsschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Eingang (T3) mit der Basis des dritten Transistors (Q 3) über einen einstellbaren Widerstand (R 6) verbunden ist

8. Überwachungsschaltung nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet daß die Ausgangsstufe einen fünften Transistor (QS) enthält dessen Basis mit dem Kollektor des vierten Transistors (Q 4) verbunden ist und daß das genannte Ausgangssignal am Kollektor des fünften Transistors (Q S) abgenommen wird.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum

Überwachen der Speisespannungen einer elektrischen Schaltung mit einem ersten und einem zweiten Eingang zum Zuführen einer ersten und einer zweiten Gleichspannung und mit einem dritten Eingang zum Zuführen einer Taktimpulsfolge.

Bei einer bekannten Überwachungsschaltung wird ein erster Ausgangssignalpegel erzeugt wenn die Größe der zu überwachenden Gleichspannung niedriger als ein vorher festgelegter Schwellenwert ist während im anderen Falle ein zweiter Ausgangssignal pegel erzeugt wird.

Wenn die elektrische Schaltung außerdem noch durch eine Taktsignalquelle gespeist wird, dann kann ein Absinken der Taktimpulsfolgefrequenz ebenfalls das einwandfreie Arbeiten der Schaltung beeinträchtigen.

so Die bekannte Überwachungsschaltung besitzt den Nachteil, daß sie ein dadurch verursachtes fehlerhaftes Arbeiten nicht feststellen kann.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungsschaltung zu schaffen, bei der der genannte Nachteil vermieden wird.-

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen vierten Eingang zum Anschließen einer Bezugsspannungsquelle, eine mit dem ersten und dem vierten Eingang gekoppelte erste Vergleichsvorrichtung, die an ein erstes Koppelelement ein Steuersignal liefert wenn die Höhe der ersten Speisespannung unter einem ersten vorbestimmten Wert liegt eine mit dem dritten Eingang verbundene Frequenzfeststellvorrichtung, die einem zweiten Koppelelement ein Gleichspannungsabtast-

M signal mit einem für die Frequenz der Taktimpulsfolge charakteristischen Pegel zuführt, und eine mit dem ersten und zweiten Koppelelement und mit dem zweiten und vierten Eingang gekoppelte zweite

Vergleichsvorrichtung, die außerdem mit einer Ausgangsstufe gekoppelt ist und einen ersten Ausgangssignalpegel erzeugt, wenn das genannte Steuersignal vorhanden ist und/oder die Höhe der zweiten Speisespannung und/oder des Abtastsignals unterhalb eines zweiten bzw. dritten vorbestimmten Wertes liegt, oder einen zweiten Ausgangssignalpegel erzeugt, wenn das Steuersignal nicht vorhanden ist und die Höhe sowohl der zweiten Speisespannung als auch des Abtastsignals oberhalb des zweiten bzw. dritten vorbestimmten Wertes liegt

Die erfindungsgemäße Überwachungsschaltung besitzt den Vorteil, daß zwei Speisegleichspannungen und eine Taktimpulsfrequenz überwacht werden können, obwohl die Überwachungsschaltung einfach und billig ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen beschrieben. Diese gibt ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Überwachungsschaltung wieder.

Eine erste als Differenzverstärker ausgebildete Vergleicbsvorrichtung, die — wie aus der Zeichnung ersichtlich — aus Transistoren Ol und O 2 besteht, wird so betrieben, daß sie eine Abweichung einer + 12-V-Speisespannung an einer Eingangsklemme Ti feststellt. Die Klemme 7Ί ist über einen Widerstand R 3 mit den Emittern der Transistoren Q1 und O 2 verbunden und über einen Widerstand R 2 mit der Basis des Transistors Q1 verbunden. Die Basis des Transistors QI liegt außerdem über einem Widerstand R1 an Erde. Der M Kollektor des Transistors QI liegt ebenfalls an Erde. Der Kollektor des Transistors O 2 ist über einen Widerstand Λ 4 mit einer an —12 Volt liegenden Klemme T2 verbunden. Die Basis des Transistors Q 2 liegt an einer +V-Bezugsspannung, die bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel einen Wert von +6,9 V aufweist.

Eine zweite ebenfalls aus einem Differenzverstärker bestehende Vergleichsvorrichtung enthält Transistoren Q 3 und O4 und ist so aufgebaut, daß sie eine Abweichung der — 12-V-Speisespannung an der Eingangsklemme 7"3 feststellt. Die Emittoren der Transistoren Q 3 und O4 sind über einen Widerstand R 7 mit dieser an -12 V liegenden Klemme 7*3 verbunden. Die Basis des Transistors Q 3 ist über einen Widerstand Λ6 ebenfalls mit der Klemme T3 und über einen Widerstand R 5 mit der +V-Bezugsspannung verbunden. Eine zwischen der Basis des Transistors Q 3 und Erde liegende Diode D 2 arbeitet in normaler Durchlaßrichtung, d. h. sie liegt an keiner Vorspannung. Der Kollektor des Transistors O 3 liegt direkt an Erde. Der Kollektor des Transistors O 4 liegt über einen Widerstand R 8 an + 5 V. Der Kollektor des Transistors Q 4 ist außerdem direkt mit der Basis eines Transistors QS verbunden. Der Emitter des Transistors Q 5 liegt direkt an Erde. Der Kollektor des Transistors O 5 ist über einen Widerstand RW mit der +5-V-Spannung und direkt mit einer Ausgangsklemme T6 verbunden. Die Basis des Transistors Q 4 ist über einen Widerstand R 10 ebenfalls mit der Ausgangsklemme T6 und über bo einen Widerstand R 9 mit Erde verbunden.

Im Betrieb arbeiten die Transistoren Q1 und Q 2 im Differentialverfahren, um den Pegel der + 12-V-Speisespannung mit dem +V-Bezugsspannungspegel zu vergleichen. In gleicher Weise überwachen die Transi- in stören Q 3 und O 4 den Pegel der — 12-V-Speisespannung und vergleichen diesen mit dem +V-Bezugsspannungspegel. Wenn eine der beiden Speisespannungen unterhalb des durch die Bezugsspannung gegebenen Pegels liegt, dann wird die Ausgangsstufe (Transistor Q5) auf ihrem niedrigen Pegel, d.h. auf etwa 0 Volt, gehalten. Die beiden Differenzverstärker erzeugen somit ein Signal an der Ausgangsklemme T6, das sich im »O«-Zustand befindet, wenn eine oder beide der + 12-V- und — 12-V-Speisespannungen einen geringeren Wert als der durch die +V-Bezugsspannung vorgegebene Schwellenwert aufweisen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel liegt der Schwellenwert bei einem Absolutwert von 11,2 V.

Fällt beispielsweise die Spannung an der Klemme Ti auf einen unterhalb von +11,2 V liegenden Wert, dann wird die Spannung an der Basis des Transistors Q1 stärker negativ, wodurch dieser Transistor leitend wird. Gleichzeitig sinkt die Spannung an den Emittern der Transistoren Ql und Q 2 um einen gleichen Betrag, jedoch hat die Spannung an der Basis des Transistors Q1 eine größere Wirkung, so daß dieser in die Sättigung getrieben wird. Wenn der Transistor Q1 leitet, dann zieht er die Emitterspannung in etwa auf den Kollektorspannungspegel, im vorliegenden Falle also auf Erdpotential. Der mit seiner Basis fest an der + V-Bezugsspannung von +6,9V liegende Transistor Q2 wird somit abgeschaltet, da sein Emitter in bezug auf das Basispotential weniger positiv wird. Durch Abschalten des Transistors Q 2 nähert sich die Kollektorspannung dem Wert von —12 V an der Klemme T2. Die erhöhte negative Spannung am Kollektor des Transistors Q2 bewirkt einen Stromfluß von Erde durch den Widerstand /?9 und von der + 5-V-Klemme über die Widerstände R 10 und All. Der StromfluB durch die Diode Dl bewirkt ein negatives Potential, das an der Basis des Transistors Q 4 festgestellt wird und diesen Transistor abschaltet. Die Spannung am Kollektor des Transistors Q 4 steigt dann auf die am Widerstand R8 liegende Spannung von + 5V an, die dann an die Basis des Transistors Q 5 gelangt und diesen Transistor einschaltet. Im eingeschalteten Zustand des Transistors Q5 nimmt die Ausgangsklemme etwa 0 Volt oder Erdpotential an. Liegt die Spannung an der Klemme Ti dagegen über dem Wert von +11,2 V, dann leitet der Transistor Q 2 und die Diode D1 ist in Sperrichtung vorgespannt und zieht somit keinen Strom. Die an den Widerständen R 9, R10 und RH liegende Spannung von +5V wirkt nunmehr an der Basis des Transistors Q4 als positive Vorspannung, wodurch dieser leitend wird. Wenn der Transistor Q 4 leitet, dann sinkt seine Kollektorspannung in Richtung der Emitterspannung, im vorliegenden Falle in Richtung auf die an der Klemme T3 liegende Spannung von —12 V, ab. Durch Absinken der Spannung an der Basis des Transistors Q 5 wird dieser Transistor stromlos, wodurch sein Emitter, und damit die Ausgangsklemme 7"6, auf die am Widerstand R 11 liegende + 5-V-Spannung ansteigt.

Wenn von den Dioden Di und Dl keine Eingangssignale abgegeben werden, dann arbeiten die Transistoren Q 3 und Q 4 in der gleichen Weise, mit der Ausnahme, daß die Basis des Transistors Q 3 beim Anliegen des negativen Potentials auf einem Wert von etwa —0,7 V gehalten wird.

Wenn das Potential an der Klemme 7"3 auf einen Wert von - 11,2 V oder darüber steigt, d. h. wenn der Absolutwert dieser Spannung auf 11,2 V oder darunter fällt, oann schaltet der Transistor Q 4 ab, wodurch die Ausgangsklemme T% annähernd O-Potential annimmt.

Das Ausgangssignal an der Klemme T% ist somit

hoch. d.h. etwa +5V. wenn die Speisespannungen oberhalb ihres Schwellenwertes liegen und die Taktfrequenz eine ausreichende Höhe besitzt.

Die Taktsignalüberwachungsschaltung 10 erzeugt ein Ausgangssignal als Funktion der Taktfrequenz. Die Taktsignale, die eine Amplitude zwichen 0 Volt und mindestens +5.7V aufweisen, werden an die Taktsignal-Eingangsklemme Tl angelegt. Die Klemme Tl liegt an dem Verbindungspunkt zwischen einem Widerstand R 12, einem Kondensator Cl und einer Diode D 3. Über den Widerstand R12 gelangt die + 12-V-Speisespannung an den Kondensator Ci. Die Diode D 3 liegt an der +5-V-Speisespannung und begrenzt die am stärksten positiven Ausschläge an der Taktsignal-Eingangsquelle auf etwa +5,7V. Eine in Spcrrichiung vorgespannte Diode D4 verbindet den Kondensator CI mit Erde. Eine in Durchlaßrichtung vorgespannte Diode D 5 verbindet den Kondensator CI mit dem Verbindungspunkt zwischen einem Kondensator C2, einem Widerstand R 13 und einer Diode D6. Der Widerstand Λ13 liegt mit seinem anderen Ende an der - 12-V-Speisespannung. Der Kondensaor C2 ist mit Erde verbunden. Die Diode D6 ist über einen Kondensator C3 ebenfalls mit Erde verbunden. Der Verbindungspunkt der Diode D6 mit dem Kondensator C3 ist über einen Widerstand R 14 mit dem Verbindungspunkt zwischen der Diode DT, einem Widerstand R 16 und einem Widerstand R 15 verbunden. Die Diode Dl ist unmittelbar mit der Basis des Transistors Q4 und über die Diode DI mit dem Kollektor des Transistors Q2 verbunden. Der Widerstand R 16 ist unmittelbar mit der Ausgangsklemme T6 verbunden. Der Widerstand Λ 15 liegt an der — 12-V-Spannungsqueüe.

Im Betrieb wird die Beschaffenheit der Taktimpulsfolge durch die infolge der Ladungsübertragung von den Kondensatoren Cl und C2 während jedes Taktimpulszyklus am Kondensator C3 liegende Spannung festgestellt. Genauer gesagt wird der Kondensator Cl durch die Taktimpulse geladen und entladen, der Kondensator C2 speichert einen Teil der Ladung für einen Zeitraum, der größer ist als eine Taktimpuisperiode. Wenn die Ladung des Kondensators C2 genügend hoch ist. dann leitet die Diode O6, um den Kondensator C3 aufzuladen. Die Ladung des Kondensators C3 hängt somit von der Taktimpulsfrequenz ab. Ist die Taktimpulsfolge niedrig oder unregelmäßig, dann verhindert

Ί die Spannung am Kondensator C3, daß der Transistor Q4 leitend wird, wodurch das Ausgangssignal an der Klemme 7~6 auf seinem niedrigen Pegel bleibt. Die Ausgangsklemme Tb ist nur dann auf ihrem hohen Pegel, wenn die Speisespannungen oberhalb eines Absolutwertes von 12,2 V sind und die Taktfrequenz über eine durch die Verzögerung des Kondensators T2 festgelegte Zeit richtig ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt die überwachte Taktimpulsfolge eine Frequenz von 864 kHz und die anderen Bauelemente haben folgende Werte:

Durch entsprechende Auswahl der Kondensatoren Cl, C2, C3 und Widerstände R 14 und R 15 kann die Schaltung auch mit niedrigerer oder höherer Taktimpulsfolge arbeiten. Die Widerstände R 2 und R 6 können auch einstellbar sein, um eine Feineinstellung der Schwellenwerte für den ersten bzw. zweiten Differenzverstärker zu ermöglichen.

Widerstand R 1	3,0 kn
Widerstand R 2	1,9 kn
Widerstand R 3	2,7 kn
Widerstand R 4	i8,okn
Widerstand R 5	8,2 kn
Widerstand R 6	13,0kn
Widerstand R 7	7,5 kn
Widerstand R 8	5,6 kn
Widerstand R 9	2,0 kn
Widerstand R 10	470,0 kn
Widerstand R 11	i.o kn
Widerstand R 12	1,4 kn
Widerstand R 13	43,0 kn
Widerstand R 14	2,8 kn
Widerstand R 15	n,o kn
Widerstand R 16	22,0 kn
Kondensator C1	150OpF
Kondensator C 2	5,6 uF
Kondensator C 3	150OpF

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Oberwachen der Speisespannung einer elektrischen Schaltung mit einem ersten und einem zweiten Eingang zum Zuführen einer ersten und einer zweiten Gleichspannung und mit einem dritten Eingang zum Zuführen einer Taktimpulsfolge, gekennzeichnet durch einen vierten Eingang zum Anschließen einer Bezugsspannungsquelle (+V REF.), eine mit dem ersten und dem vierten Eingang gekoppelte erste Vergleichsvorrichtung (Qi. Q2\ die an ein erstes Koppelelement (D 1) ein Steuersignal liefert, wenn die Höhe der ersten Speisespannung unter einem ersten vorbestimmten Wert Hegt, eine mit dem dritten Hingang (TT) verbundene Frequenzfeststellvorrichtung (10), die einem zweiten Koppelelement (DT) ein Gleichspannungsabtastsigna! mit einen für die Frequenz der Taktimpulsfolge charakteristischen Pegel zuführt, und eine mit dem ersten (Dl) und zweiten (DT) Koppelelement und mit dem zweiten (T3) und vierten (+V REF.) Eingang gekoppelte zweite Vergleichsvorrichtung (QX QA). die außerdem mit einer Ausgangsstufe (QS) gekoppelt ist und einen ersten Ausgangssignalpegel erzeugt, wenn das genannte Steuersignal vorhanden ist und/oder die Höhe der zweiten Speisespannung und/oler des Abta&isignals unterhalb eines zweiten bzw. dritten vorbestimmten Wertes liegt, oder einen zweiten Ausgangssignalpegel erzeugt, wenn das Steuersignal nicht vorhanden ist und die Höhe sowohl der zweiten Speisespannung als auch des Abtastsignals oberhalb des zweiten bzw. dritten vorbestimmten Wertes liegt