DE2759260A1

DE2759260A1 - Schaltungsanordnung zur logischen verknuepfung wechselspannungsfoermiger eingangssignale

Info

Publication number: DE2759260A1
Application number: DE19772759260
Authority: DE
Inventors: Paul-Ludwig Dipl Ing Duemmen; Alfred Ing Grad Lotz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1977-12-30
Filing date: 1977-12-30
Publication date: 1979-07-12

Description

Schaltungsanordnung zur logischen Verknüpfung wechselspannungs-
förmiger Eingangssignale Zusatz zu DBP 1 933 713, angemeldet: 28. 6. 1969 Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Bei den bekannten Schaltungsanordnungen, z. B. UND-Glieder, ODER-Glieder usw,, können am Ausgang bei Vorliegen eines Defektes, z. B. durch defekte Bauelemente, Leitungsunterbrechungen usw., unabhängig vom anliegenden Eingangssignal entweder dem Binärwert O (keine Spannung) oder dem Binärwert "L" (Spannung) entsprechende Signale auftreten. Hierdurch können falsche Steuersignale weitergeleitet werden, was bei Steuerschaltungen mit hohen Anforderungen an die Sicherheit, z. B. im Eisenbahnsignalwesen oder Kernreaktorbau, unzulässig ist.
Die bekannten Logikschaltungen weisen den Nachteil auf, daß im Störungsfall das Ausgangssignal unabhängig vom Eingangssignal nicht definiert ist.
Daher wurde im Hauptpatent 1 933 713 eine Schaltungsanordnung beschrieben, die im Fehlerfall Jeweils zur sicheren Seite hin (keine Spannung am Ausgang) ausfällt.
Diese Schaltungsanordnung sieht die Kombination folgender Merkmale vor: a) daß die Eingangssignale getrennten Eingangsübertragern zugeführt und in deren Sekundärkreisen durch eingeschaltete Gleichrichteranordnungen gleichgerichtet werden, b) daß die gleichgerichteten Eingangsaignale die einzelnen Steuerpotentiale für eine nachgeschaltete Transistor-Sperrschwingerschaltung mit Rückkopplungsübertrager bilden, c) daß die Impulsspannung des Sperrschwingers über eine in den Sekundärkreis des Rückkopplungsübertragers eingeschaltete Verstärkerstufe dem Ausgang (A) zugeführt wird.
Bei der Zusammenstellung von kompletten Systemen aus den verschiedenen Schaltungsanordnungen ergibt sich häufig die Notwendigkeit, entweder Steuersignale über die systemspezifische Signallänge hinaus zu verlängern, z. B. um sicher zu stellen, daß angeschlossene Datenverarbeitungsanlagen genügend Zeit zur Abfrage des Signals erhalten, oder sehr kurze Signale auf die systemspezifische Signallänge zur Gewährleistung einer einwandfreien Verarbeitung zu bringen.
Es ist bereits eine Schaltungsanordnung vorgeschlagen worden, bei der die Eingangssignale gleichzeitig mit einer zweiten Schaltungsanordnung mit einem als Zeitglied modifizierten Sperrschwinger dergestalt zugeführt werden, daß nach dem Abschalten der Eingangssignale während der Entladung eines vorher durch das Jeweilige Eingangssignal aufgeladenen Kondensators am modifizierten Sperrschwinger eine gedämpfte Schwingung infolge des durch den Kondensator erzeugten Steuerpotentials aufrecht erhalten und nach Verstärkung, Übertragung und Gleichrichtung der ersten Schaltungsanordnung als weiteres Steuerpotential disjunktiv zugeführt wird (DT-OS 25 38 977).
Die Aufgabe besteht daher darin, eine fail-safe Schaltungsanordnung anzugeben, bei der ein programmiertes, abfallverzögertes Signal erzeugt wird. Die Schaltung ist so auszulegen, daß sich im Falle von Bauteile fehlern die programmierbare Abfallverzögerungszeit nur verkürzt bzw. verschwindet. Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im Patentanspruch angegebenen Maßnahmen gelöst.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung nach der Erfindung dargestellt. Sie besteht aus einem failsafe ODER-Glied mit Eingangsübertragern und Erweiterungseingängen. Zwischen einem statischen Erweiterungseingang ER und einem Masseerweiterungseingang MER liegt ein Kondensator CT2, außerdem ist in der Schaltungsanordnung ein fail-safe UND-Glied enthalten mit Eingangsübertragern. Zwischen einem statischen Erweiterungseingang ER und einem Masseerweiterungseingang MER liegt hier ebenfalls ein Kondensator CT1. Das fail-safe UND-Glied ist an einem seiner Eingänge modifiziert durch Einfügen eines zusätzlichen Taktgenerators G. Sein Ausgang A1 ist mit einem Eingang des fail-safe ODER-Gliedes verbunden. Auf denselben Eingang und auf einen weiteren wird die Betriebsspannung UB gegeben. Der Ausgang des fail-safe ODER-Gliedes ist rückgeführt auf den Eingang des fail-safe UND-Gliedes, der durch den Taktgenerator G modifiziert ist.
Das fail-safe UND-Glied, das durch den Taktgenerator modifiziert ist, wird in Fig. 2 genauer dargestellt. Dem bekannten fail-safe UND-Glied mit den Eingangsübertragern und den Ausgangsübertragern und der Sperrschwingerschaltung ist ein Taktgenerator mit dem Netzwerk um den Unijunktiontransistor hinzugefügt.
Der Kollektoreingang des fail-safe UND-Gliedes und ein Eingang des fail-safe ODER-Gliedes werden von einem gemeinsamen Eingangsimpuls Te gesteuert. Dabei wird über Gleichrichterschaltungen ein Kondensator CTl und ein Kondensator CT2 aufgeladen. Die Energie des Kondensators CT2 setzt nun den Oszillator des fail-3afe ODER-Gliedes in Funktion, dessen Ausgang mit nachfolgender Gleichrichtung den Basisteil des fail-safe UJD-Gliedes mit Energie versorgt. Diese dient zur Versorgung des Taktgenerators G, der aus dem Unijunktiontransistor mit nachfolgender Verstärkerstufe gebildet wird. Der Taktgenerator hat die Aufgabe, impulsweise die Schwingbedingung für den internen Oszillator des failsafe UND-Gliedes herzustellen. Diese Schwingung wird in einer Transistorstufe verstärkt und dem anderen Eingang des fail-safe ODER-Gliedes zugeführt.
Der Kondensator CT2 bewirkt direkt eine Abfallverzögerung des Ausgangssignals des fail-safe ODER-Gliedes. Diese Abfallverzögerung soll nun verlängert werden. Dies geschieht durch impulsweises Nachladen des Kondensators CT2. Die Energie dazu wird dem Kondensator CTl entnommen. In Fig. 3 ist die Wirkungsweise dargestellt. In der obersten Reihe ist der Impuls Te eingezeichnet. Ohne Nachladung des Kondensators Cp würde ein Signal entstehen, wie in der 2. Zeile dargestellt ist. Dieses Signal verläßt den Ausgang der failsafe ODER-Stufe beim Ausgang A. Am Ausgang Al des fail-safe UND-Gliedes liegen die Nachladeimpulse an, wie sie aus der 3. Reihe der Fig. 3 zu ersehen sind. Diese Nachladeimpulse kommen Jeweils kurz vor dem Ende des Signals, das an A ansteht. Dadurch wird das Signal ausgedehnt und verlängert, wie es aus der 4. Zeile der Fig. 3 zu ersehen ist. Aus der 4. und 5. Zeile der Fig. 3 sind die Energieverhältnisse am Kondensator CT2 zu ersehen. In der 4. Zeile ist die Spannung ohne Nachladung dargestellt, in der 5. Zeile die Spannung mit Nachladung. In der 6. Zeile schließlich ist die Spannung des Kondensators CTl dargestellt.
Die Nachladeperiode ist dann abgeschlossen, wenn die Spannung des Kondensators CTl unter einen Schwellwert entladen ist. Der Rückkopplungsweg zur Versorgung des Basiskreises des fail-safe UND-Gliedes bricht nach Entladung des Kondensators CT2 schlagartig zusammen. Der Vorgang kann dann nur durch einen neuen Eingangs impuls Te gestartet werden.
Der Vorteil der Schaltungsanordnung nach der Erfindung besteht darin, daß die Abfall-Verzögerungseigenschaften von Verknüptungsgliedern des Systems LOGISAFE ausgenutzt werden.
Der Aufbau ist niederohmig und die Wiederholgenauigkeit ist größer sowie die Fremdspannungsstörung ist wesentlich geringer als bei den bekannten Schaltungen. Die Temperaturstabilität ist groß und es sind mit kleineren Kondensatoren längere Verzögerungszeiten zu erreichen.

Claims

Patentansruch: Schaltungsanordnung zur logischen Verknüpfung wechselspannungsförmiger Eingangssignale zu einem wechselspannungsförmigen Ausgangssignal, bei der die Kombination folgender Merkmale vorliegt: a) daß die Eingangssignale getrennten Eingangsübertragern zugeführt und in deren Sekundärkreisen durch eingeschaltete Gleichrichteranordnungen gleichgerichtet werden, b) daß die gleichgerichteten Eingangssignale die einzelnen Steuerpotentiale für eine nachgeschaltete Transistor-Sperrschwingerschaltung mit Rückkopplungsübertragern bilden, c) daß die Impulsspannung des Sperrschwingers über eine in den Sekundärkreis des Rückkopplungsübertragers eingeschaltete Verstärkerstuie dem Ausgang zugeführt wird, nach Patent 1 933 713, dadurch gekennzoichnet, daß ein an einem Eingang durch einen Taktgenerator modifiziertes failsafe UND-Glied und ein fail-safe ODER-Glied derart miteinander verbunden sind, daß der Eingang des UND-Gliedes, auf den das Eingangssignal gegeben wird, mit dem Eingang des ODER-Gliedes verbunden ist, daß der Ausgang des ODER-Gliedes auf den mit dem Taktgenerator belegten Eingang des UND-Gliedes rückgeführt ist, daß der Ausgang des UND-Gliedes auf den
2. Eingang des ODER-Gliedes geführt ist und daß das UND-Glied wie das ODER-Glied mit Je einem Rondensator zur Aufrechterhaltung eines zeitlich begrenzten Steuerpotentials versehen sind.