DE2415029A1

DE2415029A1 - Gegen spannungsausfall gesichertes speichersystem

Info

Publication number: DE2415029A1
Application number: DE2415029A
Authority: DE
Inventors: Eduard Strang
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1974-03-28
Filing date: 1974-03-28
Publication date: 1975-10-16
Also published as: DE2415029B2

Description

Gegen Spannungsausfail gesichertes Speichersystem Die Erfindung betrifft ein gegen Spannungsausfall gesichertes Speichersystem, insbesondere unter Verwendung integrierter Schaltkreise, bestehend aus mindestens einem Speicherelement und einer Spannungsüberwachungsschaltung.
Es ist bekannt, zum Speichern von Steuerbefehlen vorzugsweise bistabile Kippstufen zu verwenden. Bei Versorgungsspannungsausfall und wiederkehrender Spannung wird häufig gefordert, daß die bistabile Kippstufe die vor dem Spannungsausfall bestandene Lage wieder einnimmt. Bei einer aus Halbleitern aufgebauten Kippschaltung hängt aber die bei Spannungswiederkehr eingenommene Lage im wesentlichen von den Unsymmetrien der Schaltung ab.
Zur Lösung dieses Problems muß daher ein Speicherelement verwendet werden, das die von der bistabilen Kippstufe übernommene Information bei Versorgungsspannungsausfall ohne Energiezufuhr beliebig lange speichert und bei Spannungswiederkehr die Kippstufe wieder in die richtige Lage bringt. Diese Forderungen werden beispielsweise durch den Nagnetbandringkern mit rechteckiger Hysteresisschleife erfüllt (Siemens-Zeitschrift, Heft 4, April 1966, Seiten 353, Diese Schaltungsanordnung besteht aus einer bistabilen Kippstufe, deren Speicherzustand nach einem Spannungsausfall wieder hergestellt werden soll, dem Haftspeicher, der eine entsprechende Information in einem Magnetkern speichert und einem zentralen Steuergerät, das die zum Auslesen der im Haftspeicher gespeicherten Information notwendigen Steuersignale liefert.
Dieser Schaltung haftet jedoch der Nachteil an, daß für jede bistabile Kippstufe ein Haftspeicher mit einem Magnetkern und zwei Transistoren benötigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Haftspeicher zu vermeiden und dennoch die in der bistabilen Kippstufe enthaltene Information bei einem Spannungsausfall zu erhalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Speicherelement aus einer bistabilen Kippstufe mit einem Setz-und einem Löscheingang besteht und jeweils mit einer Eingangstrennstufe und einer Ausgangstrennstufe verbunden ist, daß die Spannungsüberwachungsschaltung beim Abfall der Versorgungsspannung unter einen bestimmten Pegel das Speicherelement mittels der beiden Trennstufen von der übrigen Elektronik trennt und daß dann die Stromversorgung des Speicherelementes von einer Batterie übernommen wird.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß lediglich eine Batterie mit geringer Kapazität vorzusehen ist, da bei Netzspannungsausfall das Speicherelement mittels der beiden Trennstufen von der übrigen Elektronik getrennt ist und nur das Speicherelement mit Spannung zu versorgen ist. Da der Informationsgehalt dieses Speicherelementes somit bei Spannungsausfall und -wiederkehr unverändert bleibt, erübrigt sich der sonst für Jede Kippstufe zur Informationsübernahme erforderliche Haftspeicher mit Magnetkern.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Dabei sind lediglich die für die Erfindung wesentlichen Teile dargestellt.
Die von nicht gezeichneten Steuerungsanlagen herrijhrenden Steuersignale gelangen jeweils ueber zwei Setzeingänge eines Nor-Gliedes 19 auf einen ersten Eingang eines Nor-Gliedes 21, dessen Ausgang mit der Kathode einer Diode 14 einer Störimpulsunterdrückungsschaltung 13 verbunden ist, und über zwei Löscheingänge eines Nor-Gliedes 20 auf zwei Eingänge eines Nor-Gliedes 22, dessen Ausgang mit einem zweiten Eingang des Nor-Gliedes 21 und mit der Kathode einer Diode 16 der Störimpulsunterdrückungsschaltung 13 verbunden ist. Parallel zur Diode 14 ist ein Widerstand 15 und zur Diode 16 ein Widerstand 17 angeordnet. Zwischen die Anoden der Dioden 14, 16 ist ein Kondensator 18 geschaltet. Die Anoden der Dioden 14, 1h sind jeweils über Widerstande 11, 12 einer Eingang tr#nnstufe 2 mit einem Eingang von Nor-Gliedern 23, 24 eines Speicherelementes 1 mit gegenseitig rückgekoppelten Ausgängen verbunden, zwischen die ein Kondensator ?E geschaltet ist.
Zwei kathodenseitig miteinander und mit dem Ausgang einer Spannungsüberwachungsschaltung 4 verbundene Dioden 9, 10 sind snodenseitig jeweils an die Widerstände 11, 12 angeschlossen.
Der Ausgang des Nor-Gliedes 24 des Speicherelements 1 ist über die Kathode einer Diode 6 und einen Widerstand 7 einer Ausgangstrennstufe 3 ebenfalls mit dem Ausgang der Spannungsliberwachiingsschaltung 4 verbunden. Der Verbindungspunkt/ der Diode 6 und des Widerstandes 7 ist an einen Eingang eines Ausgnngs-Ror-Gliedes 8 angesehlossen.
Die Spannungsversorgung der Nor-Glieder 19, 20, 21 22 erfolgt iiber Leitungen 27', 27'' und die des Nor-Gliedes 8 über Zeitungen 28' 28 " durch ein Netzgerät 26. Die Nor-Glieder 2#, 24 der Speicherzelle 1 werden über eine Leitung 29'', die an die Leitung 2#'' angeschlossen ist,und über eine Leitung 29', die über die Kathode einer Diode 40 mit dem Ausgang der Spannungsüberwachungsschaltung 4 verbunden ist, mit Spannung versorgt. Eine Batterie 5 ist mit dem negativen Pol an die Zeitung 29'l und dem positiven Pol über die Anode einer Diode 31 an die Leitung 29' angeschlossen. Zwischen den Leitungen 29§, 29 " ist ein Kondensator 32 geschaltet.
Die Spannungsüberwachungsschaltung 4 ist so ausgelegt, daß sie beim Absinken der Versorgungsspannung unter einen bestimmten Pegel die Versorgungsspannung abschaltet und beim Überschreiten eines im allgemeinen etwas höher liegenden Pegels verzögert zuschaltet.
Im Ausführungsbeispiel ist zur Erläuterung der Erfindung nur ein Speicherelement 1 mit einem Ausgangselement 8, mit Trennstufen 2, 3 und vorgeschalteten Elementen dargestellt. In praktisch ausgeführten Anlagen werden jedoch vom Netzgerät 26, von der Spannungsüberwachungsschaltung 4 und der Batterie 5 eine große Anzahl von Speicherelementen 1 usw. mit Strom versorgt.
Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung arbeitet bei Versorgungsausfall wie folgt: Bei einem Abfall der Versorgungsspannung unter einen vorbestimmten Pegel schaltet die Spannungsüberwachungsschaltung 4 abrupt die Versorgungsspannung für das Speicherelement 1 ab und legt an den Punkt 33 der Eingangstrennstufe 2 und an den Punkt 34 der Ausgangstrennstufe 3 Massepotential an. Es können jetzt über die Setz- und Löschelektronik keine fehlerhaften Steuersignale oder Störimpulse infolge des Versorgungsspannungsabfalls mehr zum Speicherelement 1 gelangen und ebenso keine Informationen mehr über das Ausgangselement 8 abgefragt -werden. Gleichzeitig übernimmt die Batterie 5, die von der Spannungsüberwachungsschaltung 4 durch die Dioden 30, 31 entkoppelt ist, die Spannungsversorgung der Nor-Glieder 23, 24 des Speicherelements 1.Der Schaltzustand des Speicherelementes 1 bleibt somit erhalten. Außerdem verhindert die Trennstufe Z, daß das Speicherelement 1 und damit die Batterie 5 als Stromquel#e belastet werden. jr' Bei wiederkehrender Versorgungsspannung werden die Nor-Glieder 19, 21, 20, 22 der Setz- und Löschelektronik über die Leitungen 27', 27 " vom Netzgerät 26 wieder mit Spannung versorgt. Die Spannungsüberwachungsschaltung 4 schaltet nach Überschreiten des vorbestimmten Pegels mit einer vorgegebenen Verzögerung die Versorgungsspannung für-das Speicherelement 1 zu. Dadurch ist sichergestellt, daß die Nor-Glieder 19, 21, 20, 22 einen definierten Schaltzustand angenommen haben, wenn das Speicherelement 1 für eine Ansteuerung wieder freigegeben wird.Nittels des Kondensators 18 werden die Steuersignale aus der Setz- und Löschelektronik verzögert. Dadurch können sich eingangsseitige Störimpulse nicht auf das Speicherelement 1 auswirken. Zur Vermeidung doppeldeutiger Signale sind in der Setz- und Löschelektronik die Setz- und Löschbefehle gegeneinander verrigelt, wobei das Söschsignal vor dem Setzsignal dominiert. Das Speicherelement 1 ist zur Unterdrückung von Störeinwirkungen nochmals mittels des Kondensators 25 entstört.
Da im Normalfall die Spannung der Batterie 5 kleiner als die Versorgungsspannung ist, ist gewährleistet, daß die Batterie :5 nur bei Netzausfall die Versorgung des Speicherelements 1 übernimmt. Werden die Speicherelemente 1 in MOS-Technik ausgelegt, benötigen sie im unbelasteten Zustand, d.h. wenn keine Verbraucher an die Ausgänge angeschaltet sind, praktisch keinen Versorgungsstrom. Die Versorgungsspannung muß jedoch aufrechterhalten werden. Bei Spannungsausfall der Netzversorgung ist daher eine Batterie 5 mit geringer Kapazität in der Lage, die Informationsinhalte vieler Speicherelemente 1 über lange Zeiträume zu speichern.

Claims

Patent an sprüche

cy Gegen Spannungsausfall gesichertes Speichersystem, insbesondere unter Verwendung integrierter Schaltkreise, bestehend aus mindestens einem Speicherelement und einer Spannungsüberwachungsschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherelement (1) aus einer bistabilen Kippstufe mit einem Setz-und einem Löscheingang besteht und jeweils mit einer Eingangstrennstufe (2) und einer Ausgangstrennstufe (3) verbunden ist, daß die Spannungsüberwachungsschaltung (4) beim Abfall der Versorgungsspannung unter einen bestimmten Pegel das Speicherelement (1) mittels der beiden Trennatufen (2,3) von der übrigen Elektronik trennt und daß dann die Stromversorgung des Speicherelembntes (1) von einer Batterie (5) übernommen wird.
2. Gegen Spannungsausfall gesichertes Speichersystem nach #nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangstrennstufe (3) aus einer Serienschaltung aus einer Diode (6) und einem Widerstand (7) besteht, bei der die Diode (6) mit dem Ausgang des Speicherelementes (1) , der Widerstand (7) mit dem Ausgang der Spannungsüberwachungsschaltung (4) und der Verbindungspunkt von Diode (6) und Widerstand (7) mit einem Eingang eines Ausgangselementes (8) verbunden sind.
3. Gegen Spannungsausfall gesichertes Speichersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangstrennstufe (2) aus zwei Serienschaltungen aus Dioden (9,10) und Widerständen (11,12) besteht, bei der die Widerstände (11,12) mit einer vorgeschalteten Störimpulsunterdrückungsschaltung (13) und die Dioden (9,10) gegenpolig miteinander und mit dem Ausgang der Spannungsüberwachungsschaltung (4) verbunden sind, und daß der Verbindungspunkt zwischen der Diode (9) und dem Widerstand (11) an den Setzeingang und der Verbindungspunkt zwischen der Diode (10) und dem Widerstand (12) an den Löscheingang des Speicherelementes (1) angeschlossen sind.
4. Gegen Spannungsausfall gesichertes Speichersystem nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet, daß die Störimpulsunter--driickungsschaltung (13) aus einer Diode (14) mit einem parallel angeschlossenen Widerstand (15), die an den Widerstand (11) und einen Ausgang einer vorgeschalteten Setzelektronik angeschlossen ist, und einer Diode (1#) mit einem parallel angeschlossenen Widerstand (17) besteht, die mit dem Widerstand (12) und einem Ausgang einer vorgeschalteten Löschelektronik verbunden ist, und daß zwischen die Verbindungspunkte der Diode (14) mit dem Widerstand (11) und der Diode (16) mit dem Widerstand (12) ein Kondensator (18) angeschlossen ist.

L e e r s e i t e