DE2544427C2

DE2544427C2 - Schaltungsanordnung zur Realisierung von logischen Funktionen

Info

Publication number: DE2544427C2
Application number: DE19752544427
Authority: DE
Inventors: Alfred Ing.(Grad.) 1000 Berlin Lotz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-10-02
Filing date: 1975-10-02
Publication date: 1983-01-20
Also published as: DE2544427A1

Description

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Eine derartige Schaltungsanordnung nach dem Hauptpatent 19 33 713 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 fehlerhaftes, gefährliches Ausgangssignal auftreten darf. Führt etwa ein Logikbaustein nach seiner logischen Funktion und den anliegenden Eingangsbedingungen am Ausgang ein Signal logisch Null, so darf beim Auftreten eines inneren Defektes — etwa eines Bauelementenfehlers — kein logisch L-Signal am Ausgang auftreten. Führt dagegen der Baustein am Ausgang ein Signal logisch L nach seiner logischen Funktion und den anliegenden Eingangssignalen, muß der Ausgang beim Auftreten eines inneren Fehlers nach Signal logisch Null wechseln und in diesem Zustand bleiben, auch wenn die Eingangssignale erneut wechseln. Jeder Störungsfall bringt den Ausgang des fehlersic.ieren Bausteins in den Grundzustand logisch Null.

Für ein logisches Gesamtsystem müssen neben UND-, ODER- und NICHT-Bausteinen auch Speichermodule vorgesehen werden.

Eine Speichereinheit ist im Zusatzpatent 19 50 331 angegeben.

Die in den Sekundärkreisen der Eingänge R und S liegenden Einweggleichrichtungsschaltungen erzeugen dabei die für den verwendeten Sperrschwinger notwendigen Steuerpotentiale. Da die Polarität der Steuerpotentiale der Polarität der Potentiale an den Eingängen und an den Ausgängen der Schaltungsanordnung entsprach, kann k ;i einem möglichen Wicklungsfehler an den Eingangs- oder Ausgangsübertragern ein fehlerhaftes Steuerpotential an den Sperrschwinger gelangen, der zu einem fehlerhaften Ausgangssignal führen kann. Darüber hinaus zeigte sich, daß die· Einweggleichrichterschaltung im Sekundärkreis der Übertrager bei kleinem Eingangssignal ein nicht mehr ausreichendes Steuerpotential für den Sperrschwinger lieferte. Weiterhin bestand die Möglichkeit, daß über die Übertrager auch die Schaltungsanordnung gefährdende sehr hohe Ströme übertragen werden konnten.

Aus der DE-OS 22 64 016 ist eine Erweiterungsschaltung für das Hauptpatent 19 33 71* bekannt, bei der eine Gleichrichterschaltung im Sekundarkreis eines Eingangsübertragers als Mittelpunkuchaltung ausgebildet ist. die Steuerpotentiale über einen abrißsicheren Glättungskondensator mit vier Anschlüssen liefert.

F.s ist auch schon ein UND-Modul nach dem Hauptpatent 19 33 713 bekannt, in dem Kondensatoren mit vier Anschlüssen verwendet werden (Technische Mitteilungen AEG-Telefunken 62 [197"·]. 4/5. S. 176 bis 178. Bild 2).

Das Zusatzpaient 23 59 125 schlägt zur weiteren Erhöhung der Fehlersicherheit der Schaltung nach dem Hauptpatent 19 33 713 vor. die Dotierung des in der Sperrschwingerschaltung verwendeten Transistors so zu wählen, daß die zur Erzeugung der Eingangswechselspannungssignale verwendete Batteriespannung jeweils die entgegengesetzte Polung zu den von der Sperrschwingerschaltung benötigten und in Abhängigkeit von den Wechselspannungseingangssignalen durch die Übertrager und Gleichrichterschaltungen erzeugten Betriebsspannungen aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der angeführten Nachteile eine Schaltungsanordnung zu entwickeln, die als Speichereinheit an ihrem Ausgang auch dann ein Signal logisch Null führt, wenn durch Wicklungsschluß an den Eingangs- oder Ausgangsübertragern ein Steuerpotential direkt an den Sperrschwinger geführt wird, wenn an den Eingangsübertragern oder am Ausgangsübertrager ein unzuläs-

sig hoher Stromai;./>.>g vorliegt imd weim heftige rriRchanische Berührung die Gefahr eines unkontrollierten Fehlers hervorrufen könnte, und bei der die Toleranzbreite für die zulässige Größe der Eingangsund Ausgarrgssignale angehoben werden soll.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß im Bssisspannungsteiler des Sperrschwingers ein Widerstand zwischen der Basis des Transistors und der an Masse angeschlossenen Rückkopplungswieklung des Sperrschwingerübertragers angeordnet ist

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Kollektorstromkreis des Sperrschwingers ein Widerstand zur Kollektorstrombegrenzung vorgesehen ist

Ein besonderer Vorteil der Schaltungsanordnung besteht darin, daß sie völlig in sich abgeschlossen ist, d. h. daß ihr von außen weder eine weitere Versorgungsspannung zugeführt werden muß noch externe Steuersignale, wie etwa Taktsignale, benötigt werden. Damit ist die Gefahr einer Zuführung von fehlerhaften externen Signalen auf ein Minimum reduziert

Ein Beispiel der erfindungsgemäßen Lösung wird anhand der Zeichnung erläutert

Die Speichereinheit wird durch gleichzeitiges Anliegen von Wechselspannungssignalen am Setzeingang und am Rücksetzeingang der Übertrager T\ und 7"2 gesetzt. Sekundärseitig werden die Signale durch die Mittelpunktsgleichrichterschaltung aus Ti, Vi und Vi sowie aus T₂. V₁ und V₄ gleichgerichtet und durch die Sicherheitskondensatoren Ci und Cigeglättet.

Die Sicherheitskondensatoren G und Cj bestehen aus dünnen Keramikkondensatoren, die je Elektrode 2 Anschlüsse aufweisen, die bei starker mechanischer Belastung abreißen können. Jeder Abriß der Zuführungsleitung wie auch der Bruch der Sicherheitskondensatoren führt zur sofortigen Unterbrechung der Stromversorgung des Sperrschwingers Tj. Vi. Der Sicherheitskondensator kann auch leicht in Siebdrucktechnik auf einer Keramikplatte aufgebracht werden.

Die aus den Eingangssignalen erzeugten Steuerpotentiale werden nach Glättung durch die Kondensatoren G uund Ci über die Widerstände R\ und K2 — die zur Strombegrenzung eingefügt sind — und nach Stabilisierung der Spannung duich die Zenerdioden V₅ und V·, einerseits d«:r Basis des Sperrschwr-gertransistors V; und andererseits seinem Kollektor zugeführt. Dabei ist ein Basisspannungsteiler aus den Widerständen R\. /?j und dem Widerstand der Rückkopplungswicklung des Sperrschwingerübertragers T< aufgebaut. Durch diese besondere Anordnung wird es ermöglicht, daß der Widerstand Rj auch für di»· Rückkopplungsströme als Begrenzung des Basisstromes wirken kann.

Ein Eingangssignal am .Setzeingang S und am Rücksetzeingang P bewirkt demnach ein Steuerpotential am Basisspannungsteiler /?, und R>. demzufolge de· Transistor V₇ zunii< hst bei einem kleinen Basisstrom durchschaltet. Damit steigt der Kollektorstrom durch die Wicklung ti\ des Sperrschwingerüberragers T\ bis zu einem Maximum an. das im wesentlichen »iurch den Widerstand /?j bestimmt wird. Während des Anstiegs des Kollektorstronis wird durch die Wicklung n\ in der Wicklung Πι eine Rückkoppliingsspannung induziert, die über den Widerstand /?i an die Basis des Transistors V₇ gelangt und den Transistor weiter aufstellen. Nach dem Erreichen des maximalen Kollektorstromes wird keine Spannung mehr in der Rückkoppiungswickluriii in induziert, mit dem Ergebnis, daß der Transistor Vi sperrt. Der dadurch bedingte Abfall des Kolieklorstromes in der Wicklung n_t bewirkt die Induzierung eines entgegengesetzten Spannungsimpulses in eier Rück kopplungswicklung n_s. Dieser Spannungsimpuls gelangt über den Widerstand R) an die Basis des Transistors V₇, wodurch der Transistor erneut durchgesteuert wird. Damit wiederholt sich der eben bereits beschriebene Vorgang. Am Ausgang des Sperrschwingerübertragers ίο Ti ergibt sich damit eine sägezahnähnliche Spannung, die von dem Transistor V₈ verstärkt unter Zwischenschaltung der Primärwicklung des Übertragers Ti und des Widerstandes Ri dem Ausgang A zugeführt wird.

Das wechselspannungsförmige Ausgangssignal wird durch den Übertrager Tj sekundärseitig in einer Mittelpunktsschaltung entsprechend zu der Schaltung der Übertrager Ti und Tj gleichgerichtet und der Sekundärseite des Setzeinganges S als weiteres Steuerpotential disjunktiv zur Vorfügung gestellt Dadurch wird erreicht, daß das Eingangssignal am Setzeingang S nur kurzfristig anzuliegen braucht; sobald der Sperrschwinger Vi, Tj · ?ne Arbeit aufgenommen hat, erzeugt er sich sein nulweiidigcb Steuerpotential für den Basiskreis selbständig durch die Rückkopplung des Ausgangssignals, bzw. des daraus gewonnenen Steuerpotentials auf die Sekundärseite des Setzein^angs S.

Die Rücksetzung der Speichereinheit erfolgt durch einfaches Abschalten des Wechselspannungssignals am Rücksetzeingang R. In diesem Fall fällt das Steuerpotential für den Kollektor des Sperrschvungmransistors Vi fort und der Sperrschwinger kann in keinem Fall mehr arbeiten.

Sämtliche Übertrager Ti, Ti, T₁ und T₄ sind so ausgelegt, daß bei unzulässig hohem Stromanstieg an ihre Primärwicklung der jeweilige Übertrager in die Sättigung geführt wird, so daß eine Übertragung einer Wechselspannung nicht mehr möglich ist.

Die an den Ein- und Ausgängen anliegenden Signale werden aus einer positiven Gleichspannung erzeugt. Der Transistor V₁ des Sperrschwingers wurde nun von seiner Dotierung her so gewählt daß er ein negatives Steuerpotential benötigt Dieses negative Steuerpotential wird von den entsprechend gepolten Mittelpunktsgleichrichterschaltungen V,. V₂, V₁. V₄ und V,, V,„ entsprechend erzeugt. Damit ist sichergestellt, daß bei einem Wicklungsschluß der Eingangsübertrager T, und T] sowie des Ausgangsübertragers T₄ ein auf diese Weise an den Sperrschwinger gelangendes Steuerpotential den Sperrschwinger nicht zum Arbeiten veranlassen kann. Somit kann auch kein fehlerhaftes Ausgangssignal log'sch L entstehen. Die gesamte Speichereinheit geht bei Signalfehlern. Bauelementefehlern und unzulässigen Signalen an den Ein- und Ausg.' igen mit ihrem Ausgangssignal mit großer Sicherheit nach logisch Null.

Andererseits steüt die Schaltungsanordnung eine Speichereinheit dar, die durch die konjunktive Verknüpfung der Eingänge S und R durch an diesen Eingängen w> gleichzeitig vorhandene wechselspannungsförmige Signale gesetzt wird und erst durch das Abschalten des wechselsparinungsförmigen Eingangssignals am Rücksetzeingang R wieder gelöscht wird. Damit ergibt sich für die Speichcreinheit folgende Wcrtevabelle: (A₁ ₀ Ί3 bedeutet hierbei der Speicherausgang zum betrachteten Zeitpunk¹· A,\ bedeutet hierbei der Speicherausganp. der sich nach der Verzögerungszeit des Speichers einstellt.)

O	O	O	O
L	O	O	O
O	L	O	η
L	L	O	L
O	O	L	0
L	O	L	L
O	L	L	O
L	L	L	L

Hierzu 1 Blatt Zeiehniineen

Claims

Patentansprüche:

l. Schaltungsanordnung zur logischen Verknüpfung wechsülspannungsförmiger Eingangssignale zu einem wechselspannungsförmigen Ausgangssignal 5 dergestalt, daß die Eingangssignal getrennten Eingangsübertragern zugeführt sind und in deren Sekundärkreisen durch eingeschaltete Gleichrichteranordnungen gleichgerichtet werden, daß die gleichgerichteten Eingangssignale die einzelnen Steuerpotentiale für eine nachgeschaltete Transistor-Sperrschwingerschaltung mit Rückkopplungsübertrager bilden, daß die Impulsspannung des Sperrschwingers über eine in den Sekundärkreis des Rückkopplungsübertragers eingeschaltete Verstärkerstufe dem Ausgang zugeführt wird, nach Hauptpatent 19 33 713, und das eine Steuerpotentiai auf die Basis, das andere auf den Kollektor des Sperrschwingertransistors wirkt, und daß zur Realisierung einer SPEICHER-Einheit die Eingangasigna-Ie einem jetz- und einem Rücksetzeingang (S, R) zugeführt werden und das Ausgangssignal der Verstärkerstufe über einen weiteren Übertrager nach Gleichrichtung und Glättung auf den Sekundärkreis eines Eingangs rückgekoppelt ist, nach « Zusatzpatent 19 50 331, dadurch gekennzeichnet,

daß zur Gleichrichtung der Eingangssignal in den Sekundärkreisen der Eingangsübertrager (Tu T₂) und des Ausgangssignais im Sekundärkreis des weiteren Übertragers (T4) Mittelpunktschaltungen (V₁. V₂. T₁. V₁, V,, T₂ und V,, V₁₀. T₁) verwendet werden,

daß zur Glättung der jus den .üngangssignalen (S, R) gewonnenen Steuerpoventiale Sieherheitskondensatoren (Cu C₂) benutzt werden,
daß die Dotierung des Transistors (V₁) des Sperrschwingers (V₇, Ti) so gewählt wird, daß die für den Sperrschwinger benötigten Steuerpotentiale die entgegengesetzte Polung zu den an den Eingangs- und Ausgangsübertragern (T,. T₂, Ti) anliegenden Potentialen aufweist,

daß alle Übertrager (T₁, T₂. Ti. T,) so ausgelegt sind, daß sie bei unzulässig hohem Stromanstieg in ihren Wicklungen in die magnetische Sättigung gelangen.
2. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß im Basisspannungsteiler (Ru Ri) des Sperrschwingers (V₁. Ti) ein Widerstand (R,) zwischen der Basis des Transistors (V;) und der an Masse angeschlossenen Rückkopplungswicklung (m) des Sperrschwingerübertragers (T)) angeordnet ist.
3. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß im Kollektorstromkreis des Sperrschwingers (Vj, Ti) ein Widerstand (R₂) zur Kollektorstrombegrenzung vorgesehen ist.