DE2458804C2 - Schaltungsanordnung für die elektrische Fernübertragung mehrerer Befehle - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Gattung.

Durch die britische Patentschrift 1197071 ist eine solche Schaltungsanordnung bereits bekannt. Die bekannte Vorrichtung ist insbesondere dafür bestimmt, die Betriebszustände von elektrischen Ausrüstungen, beispielsweise von einer entfernt gelegenen Steuerzentrale aus, zu überwachen. Der elektrische Teil der bekannten Anordnung besteht aus in einer Reihe aus:

- Zenerdioden VR1, VR 2, VR 3;

- Vorwiderständen Ri, R 2, Λ3 zur Strombegrenzung in diesen Zenerdioden;

- einem Dreh-Wahlschalter S1 als Schaltmittel mit Anzeige.

Die Empfangsstation besteht aus:

- Zenerdioden VR 4, VR 5, VR 6;

— Vorwiderständen A4, R5, Λ6 zur Strombegrenzung in diesen Zenerdioden;

— Transistoren Qi, Q2, Q3, die zum Stromwenden verwendet werden;

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- LastwiderstSnden Λ 7, R 8, Λ 9 an den Transistar-Kollaktoren,

Die Zenerdioden werden so gewählt, daß:

+24 V Gleichstrom

UVR3> UVR6> UVRZ> UVR5> UVR\> UVR4

ist, wobei UVR1 bis UVR 6 die Vergleichsspannungen der entsprechenden Zenerdioden sind.

Das Schaltmittel 51 kann beliebig auf eine seiner vier Stellungen 0,1,2,3 gebracht werden (wobei diese Zahl der Stellungen nur als Beispiel angeführt wird).

1. Fall

Das Schaltmittel Si ist in Stellung 0: am Übertragungskanal zu e erscheint keinerlei Spannung; die Transistoren Ql, Q 2, Q 3, deren Basis jeweils mit den Zenerdioden VT? 4, VR 5, VR 6 verbunden ist, werden dann blockiert, und die mit der allgemeinen Versorgung verbundenen Ausgangspunkte A, B, C der Empfangsanlage il sind auf 24-V-Stufe.

2.FaIl

Das Schaltmittel S1 ist in Stellung 1: in e erscheint eine Spannung UVR1; unter diesen Bedingungen leitet die Zenerdiode und der Transistor Q1, dessen Kollektor mit Punkt A — und über die Empfangsstation mit der Masse verbunden ist, sättigt sich, wodurch Punkt A auf das Potential der Masse gebracht wird.

Die Zenerdioden VR 5 und VR 6 leiten nicht, so daß die Transistoren (P 2 und Q 3 blockiert und die Punkte B und Cauf 24-Volt-Stufe verbleiben.

3.FaII

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Der Umschalter S1 ist in Stellung 2: in e erscheint eine Spannung UVR 2; unter diesen Bedingungen leiten die Zenerdioden VR 4 und VR 5, wodurch die Transistoren Ql und Q 2 gesättigt und die Punkte A und B auf das Potential der Masse gebracht werden.

Die Diode VR 6 leitet nicht, so daß Q 3 blockiert und Punkt Cim 24-Volt-Potential ist

4. Fall

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Schalter 51 ist in Stellung 3: in e erscheint eine Spannung UVR 3, die ausreicht, um die drei Zenerdioden VR 4, VR 5 und VR 6 leitend zu machen. Hieraus ergibt sich, daß die drei Ausgänge A, B und C auf das Potential der Masse gebracht werden.

Jede Stellung des Sciialtmittels entspricht somit einem anderen Zustand der Ausgänge A₁ B und C und daß es genügt, die verschiedenen Zustände zu dekodieren, um die gewünschte Bedienung auszuführen; zum Beispiel die Wahl einer der vier möglichen Schießfolgen.

Das gleiche Schaltprinzip läßt sich selbstverständlich auch auf eine größere Zahl von Schaltkreisen anwenden, die jedoch durch die Toleranzen der Komponenten — insbesondere der Zenerdioden — für eine gegebene Zuführspannung begrenzt wird.

Die Schaltbilder der Fig.2 und 3 stellen zwei verschiedene militärische Anwendungen des gleichen Prinzips dar und führen jeweils die Fernsteuerung der Schießfolge und die Fernsteuerung der Salvenstärke aus.

F i g. 2 zeigt die besondere Anwendung der Erfindung auf die Fernsteuerung de/ Schießfolge.

Zwei Möglichkeiten sind in Betracht zu ziehen:

1) Fehlende Spannung an der Steuerleitung: in diesem Falle muß man die Schießfolge auf der Stufe der Empfangsstation regeln können,

2) Eine neue Schießfolge auf Grund der gewählten Anzeige bestimmen zu können.

Das Schaltbild von F i g. 2 stellt dar:

I: eine Schaltungsanordnung mit einem Wahlschalter 51 als Schaltmittel, um mit der Übertragungsleitung e eine der abgehenden Leitungen zu verbinden;

II: eine Empfangsstation;

III: einen Impulsgeber mit einem Schalttransistor UJT, dessen Betriebsfrequenz die Schießfolge konditioniert

In dieser Figur hat man die Einzelteile, welche eine analoge Rolle spielen, mit den gleich >ü Bezugszeichen wie in F i g. 1 versehen.

l.Fall

Das Schaltmittel 51 ist in Stellung 0. Unter diesen Bedingungen wird Punkt e nicht gespeist und hieraus ergibt sich:

— daß der Transistor Qi — an dessen Basis die Spannung von Punkt e angelegt ist — blockiert wird, und sein Kollektor die Basen der Transistoren Q 2, Q 3 und Q 4 polarisiert, welche leiten, indem sie ihre mit den Anoden der Dioden CR 7, CR 8 und CR 9 verbundenen Kollektoren zur Masse führen, deren Kathoden mit dem Kondensator Ci verbunden sind;

— daß der Transistor Q 5, an dessen Basis ebenfalls die Spannung von Punkt e angelegt ist, auch blockiert ist, so daß sein mit dem Potentiometer P i seriengeschalteter Kollektor die Diode CR10 speist deren Kathode mit dem Kondensator Cl verbunden ist

Der Arbeitswiderstand des Kondensators Ci wird dann durch die Parallelschaltung des Widerstandes R15 und des Potentiometers Pi- durch welche hindurch dieser Kondensator gespeist wird — hergestellt Es genügt also, Pi einzustellen, um die Zündfolge zu bestimmen.

2.FaII

Das Schaltmittel befindet sich in Stellung 1. Die in e (UVRO) zu speisende Spannung wird so gewählt, daß sie ausreicht, um die Umpolung (Kommutation) der Transistoren Qi und Q 5 zu bewirken, jedoch zu schwach ist, um die Zenerdioden VR 4 und daher auch die Dioden VR 5 und VR 6 leiten zu lassen. Die Transistoren Q 2, Q 3 und QA sind daher blockiert Der Arbeitswiderstand des Kondensators Ci ist daher gleich dem des gleichwertigen Widerstandes, der sich aus der Parallelschaltung von R 9, R10, R11 und RIS ergibt.

3. Fall

Das Schaltmittel befindet sich in Stellung 2. Die in e erscheinende Spannung bewirkt:

— die Sättigung der Transistoren QX und Q 5, wodurch die Anoden der Dioden CR 1, CR 3, CR 5 und C/? 10 auf das Potential der Masse gebracht werden und diese Dioden daher blockiert werden;

— das Leitvermögen der Zenerdiode VR 4, also die Sättigung des Transistors Q 2;

— die Blockierung der Zenerdioden VR 5 und VR 6, also die Blockierung der Transistoren Q 3 und Q 4.

Der Arbeitswiderstand des Kondensators C1 ist dann gleich dem gleichwertigen Widerstand, der sich aus der Parallelschaltung von R 10, R 11 und R 15 ergibt.

4. Fall

Das Schaltmittel 51 befindet sich in Stellung 3. Die in e erscheinende Spannung bewirkt:

— die Sättigung der Transistoren Q1 und Q 5, also die Blockierung der Dioden CRl, CR 3, CR 5 und cn lu;

— das Leitvermögen der Zenerdioden VR 4 und VR 5, also die Sättigung der Transistoren Q 2 und Q 3, deren Basen über die Dioden CR 2 und CR 4 mit diesen Zenerdioden verbunden sind.

Der Arbeitswiderstand des Kondensators Cl entspricht dann dem gleichwertigen Widerstand, der sich aus der Parallelschaltung von R 11 und R 15 ergibt.

5. Fall

Das Schaltmittel 51 befindet sich in Stellung 4. In diesem Falle leiten die Zenerdioden VR 4, VR 5 und VR 6 und sättigen die Transistoren Q 2. Q 3 und Q 4 zusätzlich zu den Transistoren ζ>1 und Q5. Der Arbeitswiderstand des Kondensators Cl ist also gleich /?15.

Jeder Stellung des Schaltmittels 51 entspricht so ein besonderer Arbeitswiderstand für den Kondensator C1, wodurch eine Betriebsfrequenz des Schalttransistors UJTund daher eine andere Zündfolge bestimmt wird.

Nunmehr wird, bezugnehmend auf F i g. 3, ein Beispiel für die Anwendung der Erfindung auf die Fernbedienung der Salvenstärke dargelegt. Das allgemeine Problem der Salvenregelung besteht darin, die Öffnung eines gegebenen logischen Gatters für jeden besonderen angezeigten Wert zu autorisieren.

Drei Fälle können eintreten:

— Die Steuerleitung ist direkt mit der 24-V-Gleichstromzufuhr des Flugzeugs verbunden: die Salvenstärke muß für eine Anzeige an der Empfangsstation konditioniert werden;

— die Steuerleitung wird nicht erregt: in diesem Falle darf keine Begrenzung der Salve erfolgen;

— die Steuerleitung wird auf ein Zwischenpotential zwischen 0 und 24 V gebracht; die Salvenstärke muß von der an der Steuerstation ausgeführten Anzeige abhängen.

Das Schaltbild gemäß F i g. 3 enthält:

I: eine Steuerstation mit einem Wahlschalter 51 als Schaltmittel;

II: eine Empfangsstation, die außer den bereits beschriebenen Einzelteilen einen Schalter 52 enthält, der eine Anzeige der Stufe der Empfangsstation und eine Dekodierschaltung ermöglicht, die aus den Gattern »UND-NEIN« und den Umschaltern besteht.

1. Fall

Das Schaltmittel 51 befindet sich in Stellung 0. In e ist überhaupt keine Spannung vorhanden, und die Transistoren Q1, Q 2, Q 3 und Q 4 sind blockiert, während ihre

ίο mit den Umschaltern /4 bis /7 verbundenen Kollektoren die Hilfszufuhrspannung von 5 V haben. Unter diesen Bedingungen sind die Ausgänge der Umschalter /4, /5, /6 und /7, an welchen die Spannungen der Kollektoren der Transistoren QX, Q2, Q3, Q4 anliegen, im logischen Zustand 0. was den logischen Zustand I an den Ausgängen der »UND-NElNw-Schaltungen η 1 — π 6 und daher den logischen Zustand 0 an den Ausgängen A, Buna Caufzwingt.

2. Fall

Das Schaltmittel 51 befindet sich in Stellung I. In e erscheint eine Spannung UVR 1, welche das Leitvermögen der Zenerdiode VR 4 und die Sättigung des Transistors QX bewirkt. Die Zenerdioden VR 5, VR 6

>5 und VR 7 leiten nicht, und die Transistoren Q 2, Q 3 und ζ)4 sind blockiert. Der Ausgang des Umschalters π 4 befindet sich dann auf der logischen Stufe 0, während die Ausgänge der Um(pol)schalter η 1, η 2, η 3, η 5 und π 6 auf der bgischen Stufe | sind.

in Unter diesen Bedingungen befindet sich der Ausgang A auf Stufe !.während Sund Cauf der logischen Stufe 0 verbleiben.

3. Fall

i> Das Schaltmittel S 1 befindet sich in Stellung 2. In e erscheint eine Spannung UVR 2, welche das Leitvermögen der Zenerdioden VR 4 und VR 5 und die Sättigung der Transistoren Q 1 und Q 2 bewirkt. Die Zenerdioden VR 6 und VR 7 leiten nicht, und die

4» Transistoren Q 3 und Q 4 sind blockiert. Der Ausgang des Umpolschalters π 5. dessen Eingänge die gleiche Spannt ng haben, ist dann auf der logischen Stufe 0. währer j die Ausgänge der Umpolscnalter π 1, η 2. π 3. η 4 und η 6 — von denen nur einer der Eingänge unter

■»5 Spannung ist — auf der logischen Stufe 1 sind.

Unter diesen Bedingungen ist Ausgang B auf der logischen Stufe 1 und A und Cauf der Stufe 0.

4. Fall

w Das Schaltmittel 51 befindet sich in Stellung 3. Unter diesen Bedingungen wird Kanal Cauf die logische Stufe 1 und A und ßauf die Stufe 0 geführt.

5. Fall

Bei einer Zufuhrspannung von +24V befindet sich das Schaltmittel 51 in Stellung 4.

Die in e auftretende Spannung genügt, um alle Zenerdioden der Empfangsstation leitend zu machen und die Transistoren QX und Q 4 zu sättigen. Unter

to diesen Bedingungen sind die Eingänge der Gatter π 1. η 2 und η 3 auf der logischen Stufe 1 und die Ausgänge der Gatter π 4. π 5 und η 6 auf der logischen Stufe 1. Die Ausgänge A. B und C werden in den jeweiligen Stellungen 1, 2 und 3 des Schaltmittels 52 auf das

b5 Potential I gebracht

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Schaltungsanordnung für die elektrische Fernübertragung mehrerer Befehle über Übertragungsleitungen, deren Anzahl geringer ist als die Zahl der zu übertragenden Befehle, unter Verwendung nur einer einzigen Versorgungsgleichspannung, umfassend eine Steuerstation und eine Empfangsstation, wobei die Steuerstation Zenerdioden mit abgestuften Bezugsspannungen sowie Schaltmittel aufweist, um wahlweise unterschiedliche Spannungen an die Übertragungsleitungen zu legen, und wobei die Empfangsstation Transistoren mit jeweils in ihrem Basiskreis liegenden, in ihren Bezugsspannungen abgestuften Zenerdioden aufweist, derart, daß die Transistoren je nach Stellung der Schaltmittel der Steuerstation verschiedene Steuerkreise aus- oder einschalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Zenerdioden (VR 1, VR 2, VR 3) der Steuerstation (I) jeweils über einen Vorwiderstand (RX, R 2, A3) parallel an die Versorgungsgieichspannung angeschlossen sind, derart, daß jeweils an den Verbindungspunkten zwischen Zenerdiode und Vorwiderstand die genannten unterschiedlichen Spannungen abgreifbar sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Fernübertragung der Befehle durch die Zeitkonstante eines über einen Widerstand gespeisten Kondensators begrenzt ist, derart, daß der Speisewiderstand des Kondensators (CX) je msh Stellung des Schaltmittels (Sl) mindestens ein von der gemeinsamen Spannung gespeister Widerstand (R 15) von mehreren parallelgeschalteten Widerstände» (R% AlO, RIl, Ä15, Pl) ist, deren Erdung selektiv über die von der Übertragungsleitung gesteuerten Transistoren (Q 1, Q 2, Q3,Q4,QS) erfolgt

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (Q 1, QX QZ, Q 4) an der Empfangsstation je nach Stellung des Schaltmittels (51) die Speisung von logischen Gattern (n% — /%) direkt und über Umpol · schalter (i4, /5, /6, /7) steuern, so daß keiner oder wahlweise einer der Ausgänge gespeist wird.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltmittel (S X) eine Stellung (4) aufweist, welche die Übertragungsleitung mit der Versorgungsgleichspannungsquelle direkt verbindet, und daß die Empfangsstation ein Schaltmittel (S2) mit Anzeige aufweist, das die Speisung der logischen Gatter steuert, um der Wahl entsprechend einen der Ausgänge beliebig zu speisen.

geschalteten Zenerdioden, von denen jede durch einen besonderen Kontakt kurzgeschlossen werden kann. Die endgültige, an der Übertragungsleitung erscheinende Spannung ist dabei abhängig von den Zuständen dieser

Zenerdioden, ob kurzgeschlossen oder nicht Diese Maßnahme hat den Nachteil, daß ein Fehler in der von der Steuerstation und zur Empfangsstation zu übertragenden Spannung gleich der Summe der Teilfehler aller beteiligten Dioden aufgrund der üblichen Toleranzen

ίο dieser Dioden ist Die bekannte Anordnung hat auch noch den Nachteil, daß ein Ausfall einer der Zenerdioden die Gesamtheit der Schaltungsanordnung stört und somit die Betriebssicherheit nicht in ausreichendem Maße gegeben ist Die bekannte Anordnung ist für solche Zwecke, bei denen eine präzise und betriebssichere Übertragung erforderlich ist, nicht ausreichend geeignet, da die Betriebsunsicherheit der Zenerdioden auf die Präzision der Übertragung von benötigten Daten in nachteiliger Weise voii durch schlägt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Schaltungsanordnung hinsichtlich eines präziseren und somit sicheren Betriebsverhaltens zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs bezeichneten Gattung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 offenbarten Merkmale gelöst

Durch die Parallelschaltung der Zenerdioden wird

erreicht, daß einer gegebenen Stellung des Schaltmittels, beispielsweise eines Wahlschalters, jeweils nur eine Zenerdiode entspricht und folglich eine höhere Präzision der übertragenen Spannung erhalten wird. Dadurch wird es in vorteilhafter Weise möglich, in einem gegebenen Spannungsbereich eine größere Anzahl von Befehlen, bzw. Steuersignalen, zu übertragen. Die Betriebssicherheit ist durch die erfindungsgemäße Maßnahme noch weiter in vorteilhafter Weise erhöht, weil der Ausfall einer Zenerdiode nur den sich darauf beziehenden Steuerkreis stör;.

Nachstehend werden Beispiele für die Ausführung obenerwähnter Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erklärt, in denen F i g. 1 ein Schaltbild ist, welches das Prinzip der

Erfindung zeigt,

Fig.2 ein Schaltbild über eine militärische Anwendung dieses Prinzips auf die Steuerung der Schießfolge in einem Flugzeug und Fig.3 ein Schaltbild über eine andere militärische

so Anwendung des gleichen Prinzips auf die Steuerung der Schießsalvenstärke ist

In Fig. 1 ist mit I eine Steuerstation und mit Il eine Empfangsstation bezeichnet Die Steuerstation besteht