DE2642239C2

DE2642239C2 - Richtimpulsgeber

Info

Publication number: DE2642239C2
Application number: DE2642239A
Authority: DE
Inventors: Ludwig 8520 Erlangen Schick; Dieter Ing.(Grad.) Wetzel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-09-20
Filing date: 1976-09-20
Publication date: 1978-09-07
Also published as: NL7709841A; NO773183L; ES462489A1; IN148025B; CH622620A5; DK412577A; SE416353B; JPS5339047A; FR2365160A1; IT1087716B; DE2642239B1; SE7710294L; FR2365160B1; JPS5824048B2; BE858839A

Description

und am Ausgang des zweiten Verknüpfungsgliedes (46) ein Signal (U*,) gemäß

Ua₆=U₁₅ U₃₃

ansteht, und daß der Ausgang des ersten Verknüpfungsgliedes mit dem Setzeingang (47a) und der Ausgang des zweiten Verknüpfungsgliedes mit dem Rücksetzeingang (47b) eines Speichers (47) verbunden ist, dessen Ausgang (47c) der Ausgang des Richtimpulsgebers ist.

Die Erfindung betrifft einen Richtimpulsgeber mit einem Grenzwertmelder, dem die zu überwachende Spannung zugeführt ist und an dessen Ausgang beim Überschreiten eines einstellbaren Grenzwertes ein erstes definiertes Signal und bei Unterschreiten des Grenzwertes ein zweites definiertes Signal ansteht

Bei Versorgungsspannungseinbrüchen und beim erstmaligen Einschalten der Versorgungsspannung müssen digitale sequentielle Schaltungen beispielsweise der Steuer- und Regeltechnik auf einen Anfangszustand (Urzustand) ausgerichtet werden. Dies geschieht im

J5 allgemeinen mit einem zeitlich begrenzten Impuls, dem sogenannten Richtimpuls, der bei Wiederkehr der Versorgungsspannung mit einem eingangs beschriebenen, handelsüblichen Richtimpulsgeber erzeugt wird. Für diesen Richtimpulsgeber ist die Versorgungsspannung der digitalen Schaltung das Eingangssignal. Die Versorgungsspannung der digitalen Schaltung kann auch Versorgungsspannung des Richtimpulsgebers sein. Bei Spannungseinbrüchen soll ein Richtimpuls nur dann abgegeben werden, wenn die Dauer des Spannungseinbruchs bereits das ordnungsgemäße Arbeiten von Teilen der digitalen Schaltung gefährdet. Nicht gewünscht ist, daß bei kurzen Einbrüchen der Versorgungsspannung der digitalen Schaltung oder bei Störeinstreuungen bereits der Richtimpuls ausgelöst wird, denn der Richtimpuls stört den Ablauf beispielsweise einer Steuerung. Die maximale Einbruchsdauer, bei der noch volle Funktionsfähigkeit der digitalen Schaltung gewährleistet sein muß, ist eine Konstante und wird im allgemeinen angegeben und garantiert.

Außerdem strebt man einen Richtimpuls bestimmter Dauer nach Erreichen des Grenzwertes an, was notwendig ist, um auch den langsamsten Speicher der digitalen Schaltung zu setzen. Da andererseits die Schaltung erst arbeiten kann, wenn der Richtimpuls

bo nicht mehr ansteht, ist auch bezüglich der Dauer des Richtimpulses eine genaue Anpassung an die digitale Schaltung erforderlich. Die Erfüllung dieser Forderungen wird bei handelsüblichen Richtimpulsgebern dann insbesondere erschwert, wenn die Versorgungsspan-

h·) nung der digitalen Schaltung gleichzeitig Versorgungsspannung des Richtimpulsgebers ist. LIm eine hohe Betriebssicherheit handelsüblicher Richtiimpulsgeber zu erhalten, werden daher diese Richtimpulsgeber mit

einer gesondert erzeugten, stabilen Hilfsspannung versorgt, was einen hohen wirtschaftlichen Aufwand bedeutet

Es besteht die Aufgabe einen Richtimpulsgeber der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine gesonderte Hilfsspannung nicht erforderlich isL

Erfindiingsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die zu überwachende Spannung in einem Versorgungsteil an die Reihenschaltung einer Konstantstromquelle und von zwei Kondensatoren gelegt ist, wobei jedem Kondensator eine Z-Diode parallel geschaltet ist daß als Grenzwertmelder ein Operationsverstärker vorgesehen ist dessen Gleichtakteingang mit 'dem Abgriffeines verstellbaren Spannungsteilers, an dem die zu überwachende Spannung liegt und dessen öegentakteingang mit dem Verbindungspunkt der beiden Kondensatoren verbunden ist und daß zwischen Gleichtakteingang und Gegentakteingang des Operationsverstärkers eine Reihenschaltung von zwei Dioden gescnaltet ist deren Verbindungspunkü mit dem Abgriff eines RC-Gliedes verbunden ist dessen Widerstand mit dem Verbindungspunkt zwischen Konstantstromquelle und Z-Diode verbunden ist Als Konstantstromquelle kann ein Widerstand vorgesehen sein, und der Reihenschaltung von Konstantstromquelle und Z-Diode kann eine Entkopplungsdiode vorgeschaltet sein, um bei einem Spannungseinbruch eine Entladung der Kondensatoren zu vermeiden.

Bei dem erfindungsgemäßen Richtimpulsgeber wird im Versorgungsteil aus der zu überwachenden Spannung eine stabilisierte interne Versorgungsspannung erzeugt die unabhängig von der zu überwachender Spannung ist Mit der signalverzögernden Filteranordnung, die das RC-GYied darstellt wird sichergestellt, daß der Grenzwertmelder die Information über die zu überwachende Spannung nur dann erhält wenn die interne Versorgungsspannung ausreichend groß ist. Das beschriebene Netzwerk besitzt eine Filterwirkung, die abhängig von der internen Versorgungsspannung ist und das Eigangssignal für den Grenzwertmelder nur dann verzögert, wenn die interne Versorgungsspannung nicht vorhanden oder für das einwandfreie Funktionieren des Richtimpulsgebers zu niedrig ist. Damit kann auf eine gesonderte Hilfsspannung verzichtet werden.

Zur Einhaltung fester Zeitwerte für den Richtimpulsablauf und der Ansprechempfindlichkeit vor, während und nach einem Einbruch der Spannung ist es vorteilhaft dem Ausgang des Grenzwertmelders den Gegentakteingang eines zweiten Operationsverstärkers nachzuschalten, dessen Ausgang über einen Widerstand mit dem Gegentakteingang eines mit einem Kondensator als Integrator beschalteten dritten Operationsverstärkers verbunden ist, dessen Ausgang über einen Widerstand zum Gegentakteingang des zweiten Operationsverstärkers zurückgeführt ist, wobei der Ausgang 5^r> des zweiten Operationsverstärkers als Signalausgang dient. Dem Widerstand, über den der erste Ausgang des zweiten mit dem Gegentakteingang des dritten Operationsverstärkers verbunden ist, kann die Reihenschaltung eines Widerstandes und einer Entkopplungs- wi diode parallel geschaltet sein. Zur Auswertung der Signale des Grenzwertmelders und der oben näher gekennzeichneten Zeitstufe ist es vorteilhaft, eine logische Schaltung vorzusehen, bei der der Ausgang des Grenzwertmelders, an dem das Siganal U\<j ansteht und ι,, der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers, an dem das Signal Un ansteht, direkt und über eine Invertierstufe an deren Ausgang das Signal ίΛο ansteht, mit den Eingängen zweier logischer Verknüpfungsglieder zu verbinden, wobei am Ausgang des ersten Verknüpfungsgliedes ein Signal L/45 gemäß

U₄₅=Us Uo

und am Ausgang des rweiten Verknäpfungsgliedes ein Signal Um gemäß

L/46= ^₁₅ L/39

ansteht wobei der Ausgang des ersten Verknüpfungsgliedes mit dem Setzeingang und der Ausgang des zweiten Verknüpfungsgliedes mit dem Rücksetzeingang eines Speichers verbunden ist dessen Ausgang der Ausgang des Richtimpulsgebers ist

Im folgenden wird der erfindungsgemäße Richtimpulsgeber beispielhaft anhand der F i g. 1 und 2 näher erläutert

Fig. 1 zeigt das Schaltbild eines erfindungsgemäßen Richtimpulsgebers. An den Eingangsklemmen 1 eines Versorgungsteiles 2 liegt die zu überwachende Spannung LA. Die Eingangsklemmen 1 sind von der Reihenschaltung einer Konstantstromquelle 3 und zwei Kondensatoren 4 und 5 überbrückt wobei jedem Kondensator 4 bzw. 5 eine Z-Diode 6 bzw. 7 parallel geschaltet ist Im Ausführungsbeispiel ist als Konstantsiromquelle 3 ein Widerstand angeordnet Falls niedrige Verlustleistungen erwünscht sind, muß eine andere Konstantstromquelle eingesetzt werden. Mit der Konstantstromquelle 3 und den Z-Dioden 6 und 7 werden zwei stabile interne Verscrgungsspannungen Ug und LAo erzeugt die an dem Verbindungspunkt 9 zwischen dem Widerstand 3 und dem Kondensator 4 und am Verbindungspunkt 10 zwischen den beiden Kondensatoren 4 und 5 abgegriffen werden können, wobei die Spannungen an den beiden Z-Dioden 6 und 7 etwa gleich groß sind. Die Spannungen Ug und LAo sind die Versorgungs- und Vergleichsspannungen für die Operationsverstärker und die Logikelemente des Richtimpulsgebers. Mit den beiden Kondensatoren 4 und 5 werden die internen Versorgungsspannungen L/9 und L/10 bei kurzzeitigem Ausfall der äußerem Spannung gestützt. Um bei kurzzeitigem Ausfall der zu überwachenden Spannung ein niederohmiges Entladen der Kondensatoren 4 und 5 über die Klemmen 1 auf die äußere Schaltung zu vermeiden, ist im Ausführungsbeispiel zur Reihenschaltung des Widerstandes 3 und der Kondensatoren 4 und 5 eine Entkopplungsdiode 8 in Reihe geschaltet.

Dem Versorgungsteil 2 ist ein Grenzwertmelder 11 nachgeschaltet, in dem die an den Klemmen 1 liegende Spannung LA einem Spannungsteiler 12 zugeführt ist, der im Ausführungsbeispiel mit einem Potentiometer realisiert ist Der Abgriff 12a des Potentiometers 12 ist über einen Widerstand 13 mit dem nichtinvertierenden Eingang bzw. Gleichtakteingang 14a eines Operationsverstärkers 14 verbunden, dessen invertierender Eingang bzw. Gegentakteingang 14Z) mit dem Abgriff 10 verbunden ist, an dem die Spannung L/10 liegt Dem Ausgang des Operationsverstärkers 14 ist ein Widerstand 15 nachgeschaltet und der Ausgang ist über einen Widerstand 16 zur Mitkopplung mit dem Gleichtakteingang 14a verbunden. Über den Spannungsteiler 12 und den Widerstand 13 erhält der Gleichtakteingang 14a des Operationsverstärkers 14 eine dem Istwert der zu überwachenden Spannung proportionale Spannung zugeführt. Je nachdem, ob diese Spannung größer oder kleiner als die Vergleichsspnnung L/10 ist, wird der Ausgang des Verstärkers 14 voll positives (»H«) oder

voll negatives Potential (»L«) haben. Der Proportionalitätsfaktor entspricht dem Spannungsteilerverhältnis; mit dem Spannungsteiler 12 kann demnach der Grenzwert eingestellt werden. Über die Mitkopplung mit dem Widerstand 16 und die Entkopplung über den Widerstand 13 erhält der Operationsverstärker 14 Kipp- und Hystereseverhalten.

In der bisher beschriebenen Ausbildung würde der Grenzwertmelder 11 die an ihn gestellten Forderungen nicht voll erfüllen und nicht betriebssicher arbeiten. Schaltet man nämlich die Versorgungsspannung, die gleichzeitig die zu überwachende Spannung ist, erstmalig oder nach längerem Spannungseinbruch — oder Ausfall — an die Klemmen 1, so vergeht abhängig vom zeitlichen Verlauf des Spannungsanstiegs einige Zeit, bis die interne Versorgung über die Reihenschaltung des Versorgungsteiles 2 aufgebaut, die Schaltelemente aktiviert und die Schaltung voll funktionsfähig ist Es ist durchaus möglich, daß die Eingangsspannung, die über den Spannungsteiler 12 dem Grenzwertmelder zugeführt wird, den vorgegebenen Grenzwert früher überschreitet, als der Grenzwertmelder funktionsfähig ist. Dann ginge eine wichtige Information verloren, nämlich die, daß die Eingangsspannung vorher kleiner als der Grenztwert war. Nur aus dieser Information läßt sich aber der Richtimpuls ableiten. Die bisher beschriebene Schaltung ist daher für diesen Fall noch nicht funktionstüchtig. Unter den abgehandelten Voraussetzungen kann aber die Versorgungsspannung des Richtimpulsgebers nicht früher als die Eingangsspannung anstehen. Es muß daher dafür gesorgt werden, daß der Operationsverstärker 14 des Grenzwertmelders 11 die Information, daß die Eingangsspannung den Grenzwert überschritten hat, verzögert erst dann erhält, wenn die interne Versorgungsspannung an den Klemmen 9 und 10 einen ausreichenden Wert erreicht hat. Eine solche Signalverzögerung wäre mit einfachen Filteranordnungen, die signalverzögernd wirken, beispielsweise mit einem Tiefpaß, möglich. Mit einer solchen Filteranordnung wird jedoch auch die Signalform verändert hier ist beispielsweise auf den Frequenzgang eines Tiefpasses zu verweisen. Der Grenzwertmelder würde daher bei Anwendung einer solchen Filteranordnung ein verfälschtes Bild seiner Eingangsspannung als Istsignal erhalten. Zumindest kurze Spannungseinbrüche würden damit falsch ausgewertet werden.

Beim erfindungsgemäßen Richtimpulsgeber ist als Filter 17 ein Netzwerk vorgesehen, in dem ein Widerstand 18 und ein Kondensator 19 als RC-Glied zwischen dem Verbindungspunkt 9 und die Klemme 1 geschaltet ist, an der Nullpotential liegt Der Abgriff 20 des ÄC-Gliedes ist über die Diode 21 mit dem Gegentakteingang 14/» und mit dem Verbindungspunkt 10 verbunden, an dem die Spannung U\o ansteht Ober eine weitere Diode 22 ist der Abgriff 20 auch mit dem Gleichtakteingang 14a des Operationsverstärkers 14 verknüpft, wobei die beiden Dioden 21 und 22 gleich gepolt sind. Der Kondensator 19 ist bei stationär vorhandener Versorgungsspannung U₉ auf eine Spannung geladen, die um den Schwellwert der Diode 21 höher als die. Vergleichsspannung U\o ist Das Potential des Kondensators i9 ist also höher als die Vergleichsspannung i/io. Bricht die an den Klemmen 1 liegende Eingangsspannung kurzzeitig ein, so verändern sich die Spannungen U₉ und Uw nicht wesentlich, und deshalb verändert sich auch die Ladung des Kondensators 19 nicht Das wiederkehrende Eingangssignal an den Klemmen 1 ruft auch dann keine Ladungsänderung hervor, wird also nicht verzögert. Bleibt die Eingangsspannung U\ an den Klemmen 1 über längere Zeit weg, dann sinken die Spannungen U₉ und l/io, und der Kondensator 19 entlädt sich in dem Maße, wie die Spannung U₁₀ absinkt. Bei Wiederkehr der Eingangsspannung hält der entladene Kondensator 19 über die Diode 22 das Potential des Gleichtakteingangs: 14a des Operationsverstärkers 14 eine zeitlang niedriger als die Vergleichsspannung Uto, die am Gegentakteingang 14fe des Operationsverstärkers 14 liegt. Damit eilt die Kondensatorspannung während der Aufladung des Kondensators 19 der Eingangsspannung und damit der Versorgungsspannung zeitlich nach. Die Versorgungsspannung ist demnach früher aufgebaut, als die Eingangssignaifreigabe erfoigl. Damit besitzt das Filter 17 eine Filterwirkung, die abhängig von der internen Versorgungsspannung L'io ist Nur wenn die interne Versorgungs- bzw. Vergleichsspannung Uw nicht vorhanden oder für das einwandfreie Funktionieren des Richtimpulsgebers zu niedrig ist, wird die verzögernde Eigenschaft des Filters 17 wirksam. Dann ist aber auch die Signalverfälschung ohne Bedeutung, denn längere Spannungsausfälle, d. h. Unterschreitungen des Grenzwertes länger als eine vorgegebene Zeitspanne Th, erfordern immer einen Richtimpuls, wie bereits ausgeführt wurde. Die Stützung der internen Stromversorgung ist an die Zeitspanne T_n angepaßt und für diese ausgelegt Für Spannungseinbriiche kürzer als Th bleibt damit das Netzwerk abgekoppelt Eine schnelle und unverfälschte Auswertung und Richtimpulsabgabe ist damit gegeben.

Im Grenzwertmelder 11 ist dem Ausgangswiderstand 15 ein Transistor 23 nachgeschaltet, dessen Basis einerseits über einen Widerstand 24 mit der Klemme 1 an der Nullpotential liegt und andererseits über einer Widerstand 25 mit einer Klemme 26 verbunden ist. Mil dieser Transistorschaltung kann der Richtimpuls überprüf» werden, da durch Aufschalten eines Signals »H<· am Eingang 26 eine Spannungsunterbrechung simuliert werden kann.

Dem Ausgangswiderstand 15 des Grenzwertmeiders 11 ist eine Zeitstufe 27 nachgeschaltet, mit der ir einfacher Weise eine Ausbereitung des am Ausgang des Grenzwertmelders 11 anstehenden Impulses hinsichtlich der obengenannten Forderungen bezüglich seinei Dauer und bezüglich der Dauer Th von Spannungsein brüchen, bei denen kein Richtimpuls erzeugt wird, zi erfüllen sind. Die bei dem erfindungsgemäßen Richtim pulsgeber eingesetzte Zeitstufe 27 ist als Hochlaufge berschahung bekannt Der Ausgangswiderstand 15 de; Grenzwertmelders 11 ist über einen Widerstand 28 mi dem Gleichtakteingang 29a eines zweiten Operations Verstärkers 30 verbunden. Dem Ausgang des Opera täonsverstärkers 30 ist über einen Widerstand 31 dei Gegentakteingang 32a eines dritten Operationsverstär kers 32 nachgeschaltet, der mit einem Kondensator 3: als Integrator beschaltet ist Außerdem ist über einei Widerstand 34 der Ausgang des Operationsverstärker

μ 32 mit dem Gleichtakteingang 29a des Operationsver stärkers 29 verbunden. Dem Widerstand 31 ist noch dii Serienschaltung eines Widerstandes 35 und einer Diodi 36 parallel geschaltet Der Gegentakteingang 296 is über einen Widerstand 37 mit dem Verbindungspunk 10 und über einen Widerstand 38 mit seinem Ausgan] verbunden. Durch die Widerstände 37 und 38 wird dii Verstärkung des Operationsverstärkers 29 so angepaß daß ein Schwingen des Hochlaufgeberkreises verhin

dert ist. Der Gleichtakteingang des Operationsverstärkers 32 ist ebenfalls mit dem Verbindungspunkt 10 verbunden und damit mit der Spannung Uw beaufschlagt.

Die beschriebene Schaltung ist zwar als Hochlaufgeberschaltung bekannt, bei einem solchen Hochlaufgeber wird allerdings das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 32 weiterverarbeitet. Bei der Zeitstufe nach Fig. 1 ist hingegen das Ausgangssignal i/39 herausgeführt. Zur Erklärung der Wirkungsweise der Zeitstufe 27 sei angenommen, daß am Ausgang des Grenzwertmelders 11 von einem niedrigen (»L«) zu einem hohen Potential (»H«) umgeschaltet wird, was dem Erreichen des eingestellten Grenzwertes entspricht. Damit wird der Operationsverstärker 29 positiv übersteuert. Sein Ausgar.gspcicniia! ist dann höher als das Potential am Verbindungspunkt 10. Der Operationsverstärker 32, der zusammen mit dem Kondensator 33 und dem Widerstand 31 als integrator geschaltet ist, besitzt eine Ausgangsspannung, die bezogen auf LAo proportional dem Zeitintegral der Spannung am Widerstand 31 ebenfalls bezogen auf U\o ist. Bei der getroffenen Voraussetzung ist die Eingangsspannung des Operationsverstärkers 32 also positiv und konstant. Seine Ausgangsspannung ändert sich wegen der Integration linear mit der Zeit zu negativen Werten hin. Damit senkt sich auch das Potential am Gleichtakteingang 29a des Operationsverstärkers 29, und zwar so lange, bis es gleich dem Potential am Gegentakteingang 29b und, weil das Verhältnis der Widerstände 38 und 37 groß ist, etwa gleich dem Bezugspotentional am Verbindungspunkt L/10 ist In diesem Zeitpunkt sinkt das Potential am Ausgang des Operationsverstärkers 29 von einem hohen Wert auf den Potentialwert am Verbindungspunkt 10 ab, die Eingangsspannung des Operationsver- stärkers 32 wird Null, und das Ausgangspotential des als Integrator geschalteten Operationsverstärkers 32 bleibt konstant Damit ist ein stabiler Gleichgewichtszustand erreicht Dei Dauer vom positiven Signalwechsel am Ausgang des Grenzwertmelders 11 bis zum Erreichen des stabiler. Zustar.des, der· dss Signa! auf der Leitung 39 anzeigt, entspricht der Dauer Γη des Richiimpulses. Das Signal L/39, das am Ausgang 39 ansteht, ist während der Dauer T_H positiv gegenüber dem Potential am Verbindungspunkt 10. Der geschilderte Vorgang läuft entgegengesetzt ab, wenn sich das Signal L/15 am Ausgangswiderstand 15 des Grenzwertmelders 11 netativ ändert, was ein Unterschreiten des eingestellten Grenzwertes entspricht In diesem Fall wird das Signal L/39, bezogen auf L/10, negativ über die Dauer Tn, d. h. über die Zeitspanne, in der ein Spannungseinbruch noch keinen Richtimpuls auslösen darf. Die Zeitspanne Tn ist kürzer als die Zeitspanne Th, da wegen der Parallelschaltung des Widerstandes 35 zum Widerstand 12 bei netativem Integratoreingang der Integrationsvorgang schneller abläuft

Der Ausgangsleitung 39 ist eine Invertierstufe 40 nachgeschaltet, an deren Ausgang ein Signal L/40 ansteht, das invertiert zum Signal L/39 ist Die Invertierstufe 40 ist im Ausführungsbeispiel mit einem vierten Operationsverstärker 41 realisiert, der als Umkehrverstärker mit den Widerständen 42 und 43 beschaltet ist

Das Signal Um am Ausgang des Grenzwertgebers 11, das Signal L/39 am Ausgang der Zeitstufe 27 und das Signal L/40 am Ausgang der Invertierstufe 40 ist einer Logikschaltung 44 zugeführt Die Logikschaltung 44 ist im Ausführungsbeispiel mit einem ersten UND-Gatter

45 mit zwei negierenden Eingängen 45a und 456 und einem zweiten UND-Gatter 46 mit zwei Eingängen 46a und 466 realisiert, von denen der Eingang 46a negierend ist. Der Ausgang des digitalen Verknüpfungsgliedes 45 ist mit dem Setzeingang 47a eines Speichers 47 und der Ausgang des digitalen Verknüpfungsgliedes 46 ist mit dem Rücksetzeingang bzw. Löscheingang 476 des Speichers 47 verbunden. Am Ausgang 47c des Speichers 47 steht der Richtimpuls LW an, der allen Forderungen entspricht, die eingangs aufgezählt wurden. Der negierende Eingang 45a des digitalen Verknüpfungsgliedes 45 ist mit dem Ausgangswiderstand 15 des Grenzwertmelders und der zweite negierende Eingang 456 ist mit dem Ausgang der Invertierstufe 40 verbunden. Am negierenden Eingang des digitalen Verknüpfungsgliedes 46 ist die Ausgangsleitung 39 der Zeitstufe 27 und am nichtnegierenden Eingang 466 ist der Ausgangswiderstand 15 des Grenzwertmelders angeschlossen. Mit dem digitalen Verknüpfungsglied 45 erhält man ein Signal am Eingang 47a des Speichers gemäß der Beziehung

Li₁₅=LZ₁S ίΛο=ί/,5 Ux,,

und mit dem digitalen Verknüpfungsglied 46 erhält man ein Signal am Löscheingang 476 des Speichers 47 gemäß der Beziehung:

Uw=LZ₁₅ U_x.

Die Signale LZ₁5, L/39 und L/40 bedeuten für die Logikschaltung 44 ein logisches »H«, wenn das Potential größer als das Potential am Verbindungspunkt 10 (etwa gleich dem Potential am Verbindungspunkt 9) ist, und ein logisches »L«, wenn das Potential gleich oder kleiner als das Potential am Verbindungspunkt 10 ist Den Zuständen der Signale LZ₁₅, (/39, Uw und LUjc wird damit folgende Bedeutung zugeordnet Um ist »Im, wenn der Grenzwert Un unterschritten wird, der am Spannungsteiler 12 eingestellt ist, und LZ₁₅ wird »H% wenn der Grenzwert Un erreicht oder überschritten wird. Ist das Signal L/39 »L«, so ist seit Überschreiten des Grenzwertes U\2 mehr Zeit als die Zeitspanne 7«; vergangen, oder es ist, wenn Li» »L« ist, seit Unterschreiten des Grenztwertes Un mehr Zeit als die Zeispanne Tn vergangen. Wird L/40 »H«, so ist seit Unterschreiten der Grenzwerte Un eine Zeit vergangen, die kleiner als db Zeitspanne Tn ist Ist schließlich LW »H« so wird ein Richtimpuls abgegeben, ist Un_c »L«, so steht kein Richtimpuls an. Das Signal U_K am digitalen Verknüpfungsglied 45 wird entsprechend der oben angegebenen Beziehung »H«, wenn sowohl i/15 als auch Uw »L« ist, d.h. also wenn der Grenzwert U₁₂ für eine Zeit unterschritten wird, die größer als die Zeitspanne Tn ist Von diesem Signal wird der Speicher 47 gesetzt, und das Ausgangssignal Uu_c ist »H«, d h, ein Richtimpuls wird abgegeben. Unabhängig davon, ob weiterhin die oben angeführte Bedingung L/45 erfüllt ist, bleibt Uij_c»H«,bis entsprechend der obengenannten Bedingung das Ausgangssignal L/4« des digitalen Verknüpfungsgliedes

46 »H« wird, was für LZ₁₅ gleich »H« und Ux gleich »L« gegeben ist Dies tritt ein, wenn der Grenzwert Uu errreicht oder überschritten wurde und dieser Zustand langer als die Zeitspanne T» angehalten hat Der Speicher 47 wird dann gelöscht, und Une wird »L«, d. h. der Richtimpuls verschwindet Diese Signalzustände sind in den Diagrammen der Fig.2 aufgezeichnet, in denen die Spannung U\ an den Klemmen 1, die Spannungen Us, LZ₁₀, LZ₁₂, die Kondensatorspannung Uu und die Signale Um, U₃₃, L/45, t/te und Lfcc über der Zeit 1

aufgetragen sind. Zusätzlich ist in den Diagrammen mit gestrichelter Linie der Spannungswert Lk + t/21 eingezeichnet, wobei L/21 die Schwellwertspannung der Diode 21 ist, und es ist der Potentialverlauf P9 des Potentials am Verbindungspunkt 9 mit gestrichelter Linie gekennzeichnet.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß mit dem erfindungsgemäßen Richtimpulsgeber die oben definierten Forderungen erfüllt sind. Das Ausgangssignal des erfindungsgemäßen Richtimpulsgebers wird nur dann »H«, wenn das Eingangssignal t/, langer als eine definierte, vorgegebene Zeitspanne Ts einen vorgegebenen, einstellbaren Grenzwert unterschreitet. Der Richtimpuls, d. h. der Zustand »H«, bleibt erhalten, solange der Grenzwert unterschritten bleibt, und vom Zeitpunkt des Erreichens oder Überschreitens des Grenzwertes bleibt er noch für eine definierte Zeitspanne Th im Zustand »H« und wird dann »L«, bis zum nächsten Wechsel des Grenzwertmelders. Dieses Verhalten wird dadurch nicht abgeändert, daß die Versorgungsspannung des Richtimpulsgebers identisch mit dem Eingangssignal U\ ist. Während eines längeren Spannungsausfalls kann allerdings das dauernde »H«-Signal am Ausgang 47c nicht aufrechterhalten werden. Mit dem Filter 17 ist jedoch sichergestellt, daß unabhängig vom zeitlichen Verlauf des Spannungsanstiegs bei Spannungswiederkehr das Ausgangssignal Uajc wieder »H« wird und nach Erreichen des Grenzwertes für die Zeitspanne Th im Zustand »H« bleibt. Weiterhin bleibt das Ausgangssignal LW bei Spannungseinbrüchen, deren Dauer kurzer als Tn ist, im Zustand »L«. Hat eine Folge von Spannungseinbrüchen zeitlich kleinere Abstände, als es der Summe der Zeitspanne Tn + Th entspricht, so wird aufgrund der integrierenden Wirkung der zeitbestimmenden Komponenten nach einigen Spannungseinbrüchen., auch wenn jeder kürzer als Ts ist, das Ausgangssignal LW »H« werden. Dies ist jedoch nicht nachteilig, da der Mittelwert der Versorgungsspannung t/9 entsprechend kleiner wurde und damit ein sicherer Betrieb nicht mehr gewährleistet wäre.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Richtimpulsgeber mit einem Grenzwertmelder, dem die zu überwachende Spannung zugeführt ist und an dessen Ausgang beim Oberschreiten eines einstellbaren Grenzwertes ein erstes definiertes Signal und bei Unterschreiten des Grenzwertes ein zweites definiertes Signal ansteht, dadurch gekennzeichnet, daß die zu überwachende Spannung (U\) in einem Versorgungsteil (2) an die Reihenschaltung einer Konstantstromquelle (3) und von zwei Kondensatoren (4, 5) gelegt ist, wobei jedem Kondensator eine Z-Diode (6, 7) parallel geschaltet ist, daß als Grenzwertmelder (11) ein Operationsverstärker (14) vorgesehen ist, dessen Gleichtakteingang (\4a) mit dem Abgriff i\2a) eines verstellbaren Spannungsteilers (12), an dem die zu überwachende Spannung liegt und dessen Gegentakteingang (\4b) mit dem Verbindungspunkt (10) der beiden Kondensatoren verbunden ist, und daß zwischen Gleichtakteingang und Gegentakteingang des Operationsverstärkers eine Reihenschaltung von zwei Dioden (21, 22) geschaltet ist, deren Verbindungspunkt mit dem Abgriff (20) eines ÄC-Gliedes (18, 19) verbunden ist, dessen Widerstand (18) mit dem Verbindungspunkt (9) zwischen Konstantstromquelle und Kondensator verbunden ist.

2. Richtimpulsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromquelle (3) ein Widerstand ist.

3. Richtimpulsgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reihenschaltung von Konstantstromquelle (3) und Kondensatoren (4, 5) eine Entkopplungsdiode (8) vorgeschaltet ist.

4. Richtimpulsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Operationsverstärkers (14) über einen Widerstand (16) mit seinem Gleichtakteingang (\4a) verbunden ist.

5. Richtimpulsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gleichtakteingang (14a,} des Operationsverstärkers (14) ein Widerstand (13) vorgeschaltet ist.

6. Richtimpulsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgang des Grenzwertmelders (U) der Gleichtakteingang (29a) eines zweiten Operationsverstärkers (29) nachgeschaltet ist, dessen Ausgang über einen Widerstand (31) mit dem Gegentakteingang (32a) eines mit einem Kondensator (33) als Integrator geschalteten dritten Operationsverstärkers (32) verbunden ist, dessen Ausgang über einen Widerstand (34) zum Gleichtakteingang (29a) des zweiten Operationsverstärkers (29) zurückgeführt ist, und daß der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (29) als Signalausgang (39) dient.

7. Richtimpulsgeber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß de;.i Widerstand (31) über den der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (29) mit dem Gegentakteingang (33a) des dritten Operationsverstärkers (33) verbunden ist, die Reihenschaltung eines Widerstandes (35) und einer Entkopplungsdiode (36) parallel geschaltet ist.

8. Richtimpulsgeber nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Grenzwertmelders (11) an dem das Signal (U\$

ansteht und der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (29) an dem das Signal (LJ_x) ansteht, direkt und über eine Invertierstufe (40) an deren Ausgang das Signal (U40) ansteht mit den Eingängen von zwei logischen Verknüpfungsgliedern (45, 46) verbunden sind, wobei am Ausgang des ersten Verknüpfungsgliedes (45) ein Signal (U45) gemäß