DE2425303C3

DE2425303C3 - Schaltungsanordnung zur logischen Verknüpfung wechseispannungsförmiger Eingangssignale

Info

Publication number: DE2425303C3
Application number: DE19742425303
Authority: DE
Inventors: Peter 1000 Berlin Falkenthal
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Filing date: 1974-05-24
Publication date: 1977-06-23

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur logischen Verknüpfung wechselspannungsförmiger Eingangssignale zu einem wechselspannungsförmigen Ausgangssignal, bei der nach Patent !9 33 713 die Eingangssignale getrennten Eingangsübertragern zugeführt sind und in deren Sekundärkreisen durch eingeschaltete Gleichrichteranordnungen gleichgerichtet werden, die gleichgerichteten Eingangssignale die einzelnen Steuerpotentiale für eine nachgeschaltete Transistorsperrschwingerschaltung mit Rückkopplungsübertrager bilden und 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. Führt ein Logikbaustein nach seiner logischen Funktion und den anliegenden Eingangsbedingungen am Ausgang ein O-Signal, so darf beim Auftreten eines inneren Defektes (Bauelementeausfall) kein !.-Signal am Ausgang auftreten. Führt der Baustein am Ausgang ein L-Signal nach seiner logischen Funktion und den anliegenden Eingangssignalen, muß der Ausgang beim Auftreten eines inneren Fehlers nach O-Signal wechseln und in diesem Zustand bleiben, auch wenn die Eingangssignale erneut wechseln. Jeder Störungsfall bringt den Ausgang des fehlersicheren Bausteins in den Grundzustand »Null«.

Ein logisches Gesamtsystem muß enthalten: UND-, ODER-, NICHT-, SPEICH F.R-Einheiten. Mit der gemäß des Hauptpatentes angegebenen Schaltungsanordnung lassen sich UND- und ODER-Einheiten sowie beliebige Verknüpfungen beider Einheiten realisieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die für ein logisches, fehlersicheres Gesamtsystem erforderliche Schaltungsanordnung zur Realisierung einer fehlsicheren UND-Einheit mit einem Komplementiereingang und einem Kontrollausgang anzugeben.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Kombination folgender Merkmale zur Realisierung einer fehlersicheren UND-Einheit mit einem Komplementiereingang gelöst:

a) Die Eingangssignale liefern Versorgungsspannungen entgegengesetzter Polarität für einen ersten Sperrschwinger mit einem ersten Ausgang und einen zweiten Sperrschwinger mit einem zweiten Ausgang,

b) durch ein gemeinsames· Leiterstück beider Sperrschwinger ist die Versorgungsspannung des zweiten Sperrschwingers dem ersten Sperrschwinger zugeführt und sperrt diesen durch Verschiebung seines Arbeitspunktes,

c) die Signale an dem zweiten Ausgang und dem Komplementiereingang sind bezüglich ihrer logischen Wertigkeit identisch,

d) die internen Bezugspotentiale der beiden Sperrschwinger sind zusammengelegt,

e) das gemeinsame, interne Bezugspotential ist mit dem externen Bezugspotential der Ausgangskreise verbunden.

Weitere Maßnahmen hinsichtlich der Fehlersicherheit werden erfindungsgemäß dadurch erzielt, dab die Emitteranschlüsse der in den Sperrschwingern verwandten Transistoren an das gemeinsame, interne Bezugspotential über gekreuzte Leiterbahnen vorge- ι nommen werden, und daß das externe Bezugspotential der Ausgangskreise mit dem gemeinsamen, internen Bezugspotential der Sperrsehwingerschaltungen über die Leiterbahn, welche den zweiten Sperrschwinger an das femeinsame, interne Bezugspotential anschließt, verbunden ist, und daß Anschlußpunkte einzelner Leiterbahnstücke an dem Leiter für das gemeinsame Bezugspotential jeweils voneinander getrennt angeordnet sind und daß die in den Sekundärkreisen eingeschalteten Gleichricht^ranordnungen als Glät- : tungskapazitäien zwischen den gleichgerichteten Eingaⁿgssignalen und den internen Bezugspotentialen angeordnete Plattenkeramikkondensatoren mit zwei an jedem Plattenbelag diagonal gegenüberliegenden Anschlüssen enthalten und daß das gemeinsame Leiterstück zu einem Teil aus der nicht am internen Bez'Jgspotential liegenden Metallbeschichtung der Glättungskapazität besteht.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der F i g. 1, 2 und 3 näher erläutert.

F i g. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild jemäß der Erfindung. Mit Ei, E₂ sind die wechselspannungsförmigen Eingangssignal und mit A₁, A₂ die wechselspannungsförmigen Ausgangssignale bezeichnet. Beide Hingänge weisen getrennte Eingangsübertrager 4, 5 auf. In die Sekundärkreise dieser Übertrager sind Mittel zur Gleichrichtung 6,7 sowie zur Arbeitspunkteinstellung 1, 2, 3 der Sperrschwinger Sj, S2 eingeschaltet. La ist ein gemeinsames Leiterstück beider Sperrschwingerschaltungen. Über die Verbindung Li werden die Leiterbahnen Li und L₂ für das interne Bezugspotential der beiden Eingangskreise zusammengesehaltet. Die gekreuzten Leiterstücke Li' und L₂ verbinden die Sperrschwinger Si und S: mit dem Leiter für das gemeinsame interne Bezugspotential.

Die prinzipielle Wirkung dieser Schaltungsanordnung ist die folgende:

Die Dotierung der in den Sperrschwingern Si und S₂ verwendeten Transistoren ist so gewählt, daß beispielsweise der Sperrschwinger Si mit negativer Versorgungsspannung -(Ci) und der Sperrschwinger S₂ mit positiver Versorgungsspannung +(C?) arbeitet. (Selbstverständlich kann sowohl ein": entgegengesetzte als auch eine gleichartige Dotierung bei entsprechender Umkehr der Spannungsvorzeichen gewählt werden.) Diese Versorgungsspannungen -(Ci) und +(C₂) werden von L-wertigen Eingangssignal Ei und E₂ nach Gleichrichtung geliefert.

Dabei ist die erfindungsgemäße Schaltung so aufgebaut, daß vermöge des gemeinsamen Leiterstük kes Li die positive Versorgiingsspannung +(Cj) des Sperrschwingers S₂ gleichzeitig dem Sperrschwinger S. zugeführt wird und diesen durch Verschiebung seines Arbeitspunktes sperrt.

Dagegen hat die negative Versorgungsspannung -(Ci) der Sperrschwingers S, keinen Einfluß auf der. Sperrschwinger S₇. Ein L-wertiges / .-Signal führt sonn stets zu einem L-wertigen A-Signal und einem 0-wertigen £1-Signal und ein 0-wertiges ErSignal liefert ein 0-wertiges Aj-Signal. ohne den Arbeitspunkt des Sperrschwingers Si zu beeinflussen.

Insgesamt werden hierdurch die wechselspannungsförmigen Ausgangssignale A_u A₂ mit den wechselspannungsförmigen Eingangssignal Ei, £2 entsprechend den logischen Funktionen

A\ = E] ο £2

A₂ = £2
bzw. der Wertetafel

£2

Αι

L	0	L	0
0	L	0	L
L	L	0	L
0	0	0	0

miteinander verknüpft.

Der Ausgang A₂ dient gemäß' der Erfindung zur Fehlererkennung in Zusammenschaltung mit weiteren Moduln, da A₂ die Schaltung bezüglich interner und externer Fehler (Eingang £2) prüft.

Insbesondere wird über den Ausgang A2 das für die Realisierung der logischen Verknüpfung

Ai = Ε, ο E₂

gemäß der Erfindung wesentliche Schaltungsmerkmal kontrolliert, daß wie oben dargelegt, ein L-wertiges E₂-Signal den Sperrschwinger Si sperrt:

Eine notwendige Voraussetzung für diese Wirkungsweise ist, daß das gemeinsame Leiterslück Lo aufgrund eines L-wertigen £₂-Signals positives Potential +(C₂) führt. Dies ist aber zugleich auch eine notwendige Voraussetzung für ein L-wertiges A2-Signal, so daß bei einem L-wertigen A₂-Signal unter der Voraussetzung einer intakten Sperrschwingerschaltung Si mit Sicherheit der Arbeitspunkt des Sperrschwingers Si verschoben ist. 1st der Sperrschwinger Si defekt, führt sein Ausgang Ai O-Signal.

Voraussetzung air die Fehlersicherheit ist, daß die internen Bezugspotentiale der beiden Eingangskreise über das Leiterstück L3 miteinander verbunden sind. Diese Verbindung wird mit Hilfe der gekreuzten Anschlüsse der Leiter L\ und L₂, welche die Sperrschwinger Si und S₂ mit dem internen Bezugspotential verbinden, auf Unterbrechung hin geprüft.

Eine eventuelle Unterbrechung der Verbindung L3 führt zu O-wertigen Ausgangssignalen Ai und A₂.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung.

Wechselspannungsförmige Eingangssignalc £1, £₂ an den Eingangsiibertragern 4, 5 liefern nach Gleichrichtung 6, 7 und Glättung 9, JO negative bzw. positive Versorgungsspannungen für die Sperrschwinger Si bzw. Si, bestehend aus dem Transistor 14 mit dem Rückkopplungsubertrager 15 bzw. dem Transistor 22 mit dem Rückkopplungsübertrager 23. Durch die Zencrdioclen II, 8 werden diese Versorgungsspannungen stabilisier

Die von dem Sperrschwinger Si bzw. S₂ gelieferte Inipulsspannung wird sekundärseitig von der Transistorstufe te, 17 b/w. 24, 2.5 verstärkt dem Ausgang Ai bzw. A; zugeführt.

Die Spannungsteiler 2, 3 b/w. 18, 19 dienen der Arbeitspunkteinstellung der Transistoren 14 bzw.

Dabei ist der Widerstand 3 hochohmig gewählt, um Spannungsversorgung der Sperrschwingcrschaltungen

hohes positives Potential am Kondensator 9 aufrechtzu- unterbrochen wird. Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist,

erhalten, wenn der Eingang E₂ mit einem L-wertigen besteht das gemeinsame Leiterstück L₀ der eingangssei-

Signal belegt wird. tigen Sekundärkreise zu einem Teil aus der nicht mit

Der zum Widerstand 19 parallel geschaltete Konden- 5 dem gemeinsamen, internen Bezugspotential vcrbundc-

sator 20 unterstützt die Schwingungserzeugung des ncn Metallbeschichtung des Plattenkeramikkondensa-

Sperrschwingers 5₂. tors 10, so daß ein Defekt dieses Kondensators bewirkt,

Der Widerstand 1 dient der Stabilisierung von daß sowohl die Versorgungsspannung des Sperrschwin-

Schwingfrequenz und Tastverhältnis bei der Schwing- gers 5₂ als auch die Basisspannung des Sperrschwingers

schaltung Si, während der Widerstand 12 die Empfind- io S\ derart absinkt, daß die Ausgänge A] und Aj O-Signale

lichkeit derselben und damit ihre Schaltschwelle in führen.

Abhängigkeit vom Eingangssignal Ei bestimmt. Um die Störempfindlichkeit des Bausteins weiter

Die Widerstände 13 und 21 sorgen jeweils für die herabzusetzen, ist das externe Bezugspotential M der

Kollektorstrombegrenzung. Sie bestimmen ferner Ausgangskreise mit dem gemeinsamen, internen Be-

Schwingfrequenz und Tastverhältnis. is zugspotential der Spetrschwingerschaltungen verbun-

Ebenso wie in dem Prinzipschaltbild der F i g. 1 den worden. Diese Verbindung wird über das Leiterwerden über die Verbindung L₃ die Leiterbahnen Li und stück L₂' hergestellt und kann somit vom Ausgang Aj L₂ für das interne Bezugspotential der beiden Eingangs- kontrolliert werden, da ein Bruch oder Abriß dieses kreise zusammengeschaltet. Leiters zu einem O-Signal am Ausgang A₂ führt. Dabei

Die gekreuzten Leiterstücke Li'und L₂'verbinden die 20 ist beispielsweise die Leiterbahnführung im Sekundär-

Sperrschwinger S\ und 5₂ mit dem Leiter für das kreis des Übertragers 23 so gewählt, daß die

gemeinsame, interne Bezugspotential. Anschlußstellen P\ und P₂ des Leiters L₂' und des

Die Glättungskapazitäten 9,10 sind speziell ausgebil- Emitters vom Transistor 24 an das externe Bezugspodete Plattenkeramikkondensatoren mit zwei an jedem tenlial 11 getrennt liegen. Durch diese Maßnahme wird Plattenbelag diagonal gegenüberliegenden Anschlüssen, 25 eine mögliche Schleifenbildung extern angeschlossener wie sie bereits in der Patentanmeldung P 24 19 205 Stromkreise in den Modul hinein vermieden. Beispielsvorgeschlagen worden sind. Ein derartiger Kondensator weise könnte eine Schaltungsanordnung nach Fig. 3a bietet im Rahmen des Konzepts der Fehlersicherheit bei einem Leitungsbruch zu einer unerwünschten den Vorteil, daß bei einem auftretenden Defekt an Stromverzweigung nach Fig.3bführen,
diesem der Stromfluß über den Plattenbelag zur .10

Hierzu 2 BUm Zeiclinumien

■Sa-

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur logischen Verknüpfung wechselspannungsförmiger Eingangssignale zu einem wechselspannungsförmigen Ausgangssignal, bei der nach Patent P 19 33 713 die Eingangssignale getrennten Eingangsübertragern zugeführt sind und in deren Sekundärkreisen durch eingeschaltete Gleichrichteranordnungen gleichgerichtet werden, die gleichgerichteten Eingangssignale die einzelnen Steuerpotentiale für eine nachgeschaltete Transistcr-Sperrschwingerschaltung mit Rückkopplungsübertrager bilden und die Impulsspannung des Sperrschwingers über eine in den Sekundärkreis des Rückkopplungsübertragers eingeschaltete Verstärkerstufe dem Ausgang zugeführt wird, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale zur Realisierung einer fehlersicheren UND-Einheit mit einem Komplementiereingang:

a) Die Eingangssignale (£Ί, £2) liefern Versorgungsspannungen (U\, U2) entgegengesetzter Polarität für einen ersten Sperrschwinger (Si) mit einem ersten Ausgang (A\) und einen zweiten Sperrschwinger (S₂) mit einem zweiten Ausgang (Αϊ),

b) durch ein gemeinsames Leiterstück (Lo) beider Sperrschwinger ist die Versorgungsspannung (i/2) des zweiten Sperrschwingers (S2) dem ersten Sperrschwinger (Si) zugeführt und sperrt diesen durch Verschiebung seines Arbeitspunktes,

c) die Signale an dem zweiten Ausgang (A2) und dem Komplementiereingang (£V) sind bezüglich ihrer logischen Wertigkeit identisch,

d) die internen Bezugspotentiale der beiden Sperrschwinger (Si, S₂) sind zusammengelegt,

e) das gemeinsame interne Bezugspotential ist mit dem externen Bezugspotential der Ausgangskreise verbunden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitteranschlüsse der in den Sperrschwingern (Si, S2) verwandten Transistoren an das gemeinsame interne Bezugspotential über gekreuzte Leiterbahnen (Lt', Li) vorgenommen werden.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das externe Bezugspotential der Ausgangskreise mit dem gemeinsamen internen Bezugspotential der Sperrschwingerschaltungen über die Leiterbahn (L₂'), welche den zweiten Sperrschwinger (S2) an das gemeinsame interne Bezugspotential anschließt, verbunden ist.

4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlußpunk- _S5 te einzelner Leiterbahnstücke an dem Leiter für das gemeinsame Bezugspotential jeweils voneinander getrennt angeordnet sind.

5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1,2,

3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Sekundärkreisen eingeschalteten Gleichrichteranordnungcn als Glättungskapazitäten zwischen den gleichgerichteten Eingangssignalen und den internen Bezugspotentialen angeordnete Plattenkeramikkondensatoren (9, 10) mit zwei an jedem Plattenbelag diagonal gegenüberliegenden Anschlüssen enthalten.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch

gekennzeichnet, daß das gemeinsame Leiterstück (Lo) zu einem Teil aus der nicht am internen Bezugspotential liegenden Metallbeschichtung der Glättungskapazität(lO) besteht