DE2807987C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stelleinheit mit einem Motor für übertragungstechnische Pegelregelanlagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der Empfangsstrecke der übertragungstechnischen Vorrichtungen mit Luftleitung ist immer eine Pegelregelvorrichtung eingebaut, die die Aufgabe hat, durch verschiedene äußere Störeinflüsse, insbesondere durch Witterungserscheinungen, wie Temperaturänderung, Blitz usw. entstandene Pegeländerungen auszugleichen, so daß der an dem Ausgang der Empfangsstrecke erscheinende Pegel mit guter Annäherung konstant bleibt. Die zu diesem Zweck dienenden Regelvorrichtungen sind im allgemeinen mit elektromechanischen Stellorganen versehen. Die erwähnten Stelleinheiten weisen die vorteilhafte Eigenschaft auf, daß sie über einen Speicher verfügen, so daß sie auch bei einem eventuell auftretenden Speisespannungsausfall an der Stelle verbleiben, wohin sie beim letzten Stellsignal gelangt waren, bzw. auch beim Ausschalten an der gleichen Stelle verbleiben, und sie rufen keine unerwarteten unkontrollierbaren Pegeländerungen in der Linie hervor.

An die erwähnten Regelsysteme werden zahlreiche Forderungen gestellt, so bspw. daß bei zufallartig auftretenden Signalen - Amplitudensignalen, Frequenzsignalen oder in nicht voraussehbaren Zeitpunkten auftretenden Signale im allgemeinen von einem impulsartigen Charakter - der Stromkreis weder regeln noch funktionieren darf. Die auf diese Weise aufgebauten Regelvorrichtungen müssen eine hochgradige Betriebssicherheit aufweisen, da diese in den meisten Fällen ohne Aufsicht, von der Wartungsstelle entfernt betrieben werden, und unter Berücksichtigung der Fernspeisung besteht gleichzeitig die Forderung nach einem niedrigen Energieverbrauch mit einfachem Aufbau.

Aus der DE-PS 10 00 869 ist eine Fernmeldeanlage bekannt, die eine Stelleinheit im Sinne des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist.

Unabhängig davon ist aus der DE-OS 21 37 068 eine Schaltanordnung zum Unterdrücken von Störimpulsen bekannt, und zwar kurzzeitiger Impulse, in digitalen Anlagen, wobei die wesentlichsten Bausteine aus einem Hochpaß als zeitbestimmende Stufe und einer potentialgesteuerten Kippstufe bestehen.

Darüber hinaus ist eine Lösung bekannt, DE-AS 23 12 170, bei der die Störbeseitigung durch die Reihenschaltung eines monostabilen Multivibrators und eines UND-Gatters gelöst wird. Diese Lösung ist aber zur Beseitigung zufallsartiger Störungen nicht geeignet, da dadurch ausschließlich die Störwirkung von Impulsen mit bestimmter Länge, deren Wiederholungszeit eine bestimmte Wiederholungszeit überschreitet, eliminiert werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stelleinheit mit Fortschaltmotor zu entwickeln, die gegenüber den impulsartigen Störungen - unabhängig von dem Typ und der Amplitudengröße des Impulses - unempfindlich ist, wobei die Impulsfolge periodisch oder aperiodisch sein kann und die Wiederholungszeit der Impulse beliebig fest ist und die gleichzeitig auch bei Störsignalen einwandfrei funktioniert.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen im Kennzeichen des Patentanspruchs 1.

Eine vorzugsweise Weiterbildung ergibt sich aus dem Anspruch 2.

Das wesentliche der Erfindung besteht darin, daß die Ausgänge der Auswerteschaltung an die Eingänge eines ODER-Gatters angeschlossen sind, wobei der Ausgang des ODER-Gatters einerseits mit dem Eingang einer Verzögerungsschaltung, andererseits mit dem Steuereingang eines gesteuerten Rechtecksignal-Generators mit ungleicher Periode verbunden ist, während der negierte Signalausgang der Verzögerungseinheit mit dem einen Eingang eines NICHT-ODER-Gatters und der andere Eingang des NICHT-ODER-Gatters mit dem Ausgang des Rechtecksignal-Generators verbunden ist.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird die Verzögerungs­ schaltung vorzugsweise so ausgestaltet, daß diese aus einem Verzögerer mit RC-Glied und einem nachgeschalteten Inverter besteht.

Die erfindungsgemäße Lösung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Blockschema der erfindungsgemäßen stör­ unempfindlichen Stelleinheit mit Fortschalt­ motor,

Fig. 2 die in der erfindungsgemäßen Stelleinheit entstehenden Signalformen.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, ist der Signaleingang J der Stelleinheit mit dem Eingang der Auswertschaltung l übereinstimmend. Das Signal, dessen Größe die Anzahl der Schritte des Fortschaltmotors 17 bzw. den durch das Stell­ organ einzustellenden geregelten Wert bestimmt, kommt an dem Signaleingang J an. In der Auswertschaltung l wird das an dem Signaleingang J ankommende Signal mit einem Grund­ signal verglichen und gibt in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs ein Signal entweder der Rechtslenkungsleitung 15 oder der Linkslenkungsleitung 16 ab, wonach auf Wirkung des abgegebenen Signals der Fortschaltmotor 17 die erfor­ derliche Anzahl von Schritten nach rechs bzw. nach links ausführt. Die Rechtslenkungsleitung 15 und die Linkslenkungs­ leitung 16 schließen sich den Steuereingängen der Wende­ schaltung 7 an.

Dem Signaleingang der Wendeschaltung 7 ist der Ausgang eines gesteuerten Impulsgenerators 6 angeschlossen. Die Ausgänge der Wendeschaltung 7 schließen sich über das Durchlaß-Gattersystem 8 den Leistungsschaltern 9 an, wo­ bei die erwähnten Leistungsschalter 9 die Erregerspulen 10 des Fortschaltmotors 17 betätigen. Die Rechtslenkungs­ leitung 15 und die Linkslenkungsleitung 16 schließen sich auch einem ODER-Gatter 5 an, wobei der Ausgang des ODER- Gatters einerseits dem Steuereingang des Rechtecksignal- Generators 2 mit ungleicher Periode und andererseits dem Eingang einer Verzögerungsschaltung 3 ausgeschlossen ist. Vorzugsweise besteht die Verzögerungsschaltung 3 aus ei­ nem Widerstand 11, einem Kondensator 12, sowie einem Inverter 13. Der negierte Eingang der Verzögerungsschal­ tung 3 schließt sich dem einen Eingang eines NICHT-ODER- Gatters 4 an, während dem anderen Eingang des NICHT-ODER- Gatters 4 der Ausgang des Rechtecksignal-Generators 2 mit ungleichmäßiger Periode angeschlossen ist. Der Ausgang des Rechtecksignal-Generators 2 ist daneben auch mit dem frei­ gebenden Eingang des Durchlaß-Gattersystems 8 verbunden. Der Ausgang des NICHT-ODER-Gatters schließt sich dem Steuer­ eingang des Impulsgenerators 6 an.

Der Rechtecksignal-Generator 2 liefert die Si­ gnale "d" der Fig. 2 und kann im wesentlichen in die aus den Zeitdauern t 1 und t 2 bestehenden Perioden zerlegt werden; an dem Ausgang wird nur solange ein Signal erscheinen, bis an dem Steuereingang ein Signal vorhanden ist; im Moment des Auslöschens des Steuersignals am Eingang hört das Si­ gnal auch auf, wie dies übrigens auch in der Fig. 2d er­ sichtlich ist.

Das bedeutet, daß wenn das Signal wieder erscheint, der Rechtecksignal-Generator 2 seine Tätigkeit wiederholt von vorn anfängt. Der Impulsgenerator 6 erzeugt solange die zum Betrieb des Fortschaltmotors 17 erforderlichen Fortschaltim­ pulse, bis an dem Steuereingang ein Signal vorhanden ist.

Nach dem Erlöschen des Signals an dem Steuerein­ gang könnte höchstens ein Fehlerimpuls erscheinen. Die an dem Signaleingang der Wendeschaltung 7 eintreffenden Fort­ schaltimpulse werden in der Abhängigkeit der an den Steuer­ eingängen ankommenden Signale verteilt, dementsprechend führt der Fortschaltmotor 17 eine Drehbewegung nach rechts oder nach links aus.

Wie es zum Beispiel aus Fig. 2 zu entnehmen ist, ist an der Rechtslenkungsleitung 15 das Signal "a" vorhanden, das einen verhältnismäßig langandauernden logischen Pegel L darstellt. Selbstverständlich ist in diesem Fall an der Links­ lenkungsleitung 16 das Signal "b" vorhanden, was praktisch die Abwesenheit des Signals anzeigt (logischer Pegel ist Null gleich). Durch das erwähnte Signal "a" wird einerseits die Funktion der Wendeschaltung 7 bestimmt, andererseits gelangt das Signal über das ODER-Gatter 5 an den Steuereingang des Recht­ ecksignal-Generators 2 und an den Steuereingang der Verzöge­ rungsschaltung 3. Auf Wirkung dieses Steuersignals erscheint an dem Ausgang des Rechtecksignal-Generators 2, in der Abhän­ gigkeit der Regenerationszeit des Generators, binnen Kurzem ein logischer Pegel L, wie dies auch auf dem Signal "d" zu se­ hen ist. An dem Eingang der Verzögerungsschaltung 3 ist das Signal "c" vorhanden, wobei an dem Ausgang nach einer Zeitpe­ riode Δ t - da der Ausgang invertiert ist - der logische Pe­ gel O erscheint (siehe Signal cl in Fig. 2). Als Folge wird an dem Ausgang des NICHT-ODER-Gatters 4 das Signal "e" erschei­ nen, wo der logische Pegel L erst beim Beginn der Zeitdauer t 2 erscheint. Während der bis zu diesem Zeitpunkt abgelaufenen Zeitperiode kann die Schutzschaltung entscheiden, ob das er­ scheinende Signal tatsächlich ein Betätigungssignal oder ein Störsignal sei. Dies findet auf die Weise statt, daß wenn es sich um eine impulsartige Störung handelt, der Recht­ ecksignal-Generator 2 zum wiederholten Male in Gang gesetzt wird, kommt jedoch nie zur Ausgabe eines wertvollen Signals, d. h. die Zeitdauer t 1 wird nie erreicht, so werden an dem Ausgang des Impulsgenerators 6 Signale nicht abgegeben.

Die Verzögerungszeit t der Verzögerungsschal­ tung 3 muß länger sein, als die längste der Regenerations­ zeiten der in der Vorrichtung vorhandenen Gatterschaltungen und des Rechtecksignal-Generators 2 , dagegen muß sie kür­ zer sein, als die längere Periode t 1 des Rechtecksignal-Ge­ nerators 2. Die an dem Ausgang des NICHT-ODER-Gatters 4 er­ scheinenden logischen Pegel L von der Dauer t 2 steuern den Impulsgenerator 6. Diese Steuersignale sind in Fig. 2 mit "e" bezeichnet. Daraus ist es ersichtlich, daß auch ein dritter falscher Impuls hier entstehen kann, der einen Plus­ schritt hervorruft.

An dem Ausgang des Impulsgenerators 6 erscheinen die dem Steuereingang entsprechenden Signale; ein solches ist z. B. das in Fig. 2 dargestellte Signal "f". Das Signal des gesteuerten Impulsgenerators 6 geht durch die Wendeschaltung 7, das Durchlaß-Gattersystem 8 und die Leistungsschalter 9 hindurch, welche die zur Betätigung des Fortschaltmotors 17 erforderlichen Leistungssignale auf die Erregerwicklungen 10 übertragen. Sollte das Steuersignal - wie z. B. das Signal "a" in Fig. 2 - länger sein, als die Zeitdauer n · (t 1 + t 2), wird das Steuersignal auch einen fehlerhaften Fortschaltim­ puls erzeugen. Dem Durchlaß-Gattersystem 8 wird die Aufgabe zugeteilt, den fehlerhaften Schritt zu eliminieren; wie es aus Fig. 2 ersichtlich ist, enthält das an dem Ausgang des Durch­ laß-Gattersystems 8 erscheinende Signal "g" den fehlerhaf­ ten Schritt nicht, wodurch der Fehlerschritt des Fortschaltmo­ tors verhindert wird.

Aus dem Obenerwähnten geht es hervor, daß innerhalb der erfindungsgemäßen Schaltung kein fehlerhafter Schritt vor sich geht, trotzdem, daß an dem Eingang eine impulsartige Störung erscheint. Diese Tatsache konnte durch Versuche bewie­ sen werden, da es nicht gelungen ist, einen in einen Fehlschritt resultierenden Impuls zu erzeugen; in Extremfällen, als mit der Periode des Pilotsignals vergleichbare Schwingungen herge­ stellt würden, fand maximal ±1 Fehlschritt statt, obwohl die Periodenzeit der Schwingung so lang war, daß diese eine mit der Zeit t 1 vergleichbare Größe aufwies. In der Praxis kann dieser Fehlschritt dem Null gleich betrachtet werden, da die Stelleinheit den gesamten Regelbereich mit 300 Schritten des Fortschaltmotors umfaßt.

Unter Zuhilfenahme der erfindungsgemäßen Stellein­ heit mit Fortschaltmotor können sämtliche, an die übertragungs­ technischen Pegelregelvorrichtungen gestellten Forderungen be­ friedigt werden; die Vorrichtung beansprucht nämlich keine be­ sondere Speisung, sie kann aus der einfachen Gleichspannung- Speiseeinheit der Schaltung her betrieben werden, sie ist ge­ gegenüber impulsartigen Störungen unempfindlich und kann mit ei­ nem kleindimensionierten Motor in Betrieb gehalten werden. Die Vorrichtung verfügt über einen Speicher, da nach erfolgten Schritten der Fortschaltmotor auch nach Abschalten des Strom­ kreises in ihrer Position verbleibt. Bei einer integrierten Aus­ führung ist die Lebensdauer praktisch unbegrenzt; die fehler­ lose Funktion ermöglicht die Anwendung an Stellen ohne Übersicht, die Herstellung ist einfach und billig.

Claims (2)

1. Stelleinheit mit einem Motor für übertragungstechnische Pegelregelanlagen, bei der die Ausgänge einer Auswertschaltung, in der das Pilotsignal mit einem Sollsignal verglichen wird, an die Steuereingänge einer Wendeschaltung angeschlossen sind und bei der die Wendeschaltung über Leistungsschalter an die Wicklungen des Motors angeschlossen sind, um den Motor in Abhängigkeit des Vergleichs in der einen oder anderen Richtung zu drehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein Fortschaltmotor (10) ist, daß in der Auswertschaltung (1) in Abhängigkeit der Größe des Differenzsignales aus Pilot- und Sollsignal ein die Anzahl der Schritte des Fortschaltmotors (10) bestimmendes Ausgangssignal gebildet wird und wobei das Ausgangssignal je nach Vorzeichen des Differenzsignales der einen (15) oder der anderen (16) Leitung der Wendeschaltung (7) zugeführt wird, daß die eine oder die andere Leitung der Auswertschaltung (1) an die Eingänge eines ODER-Gatters (5) angeschlossen sind, daß der Ausgang des ODER-Gatters (5) einerseits mit dem Eingang einer Verzögerungsschaltung (3) andererseits mit dem Steuereingang eines Rechtecksignal-Generators (2) verbunden ist, wobei die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung (3) kleiner ist als die Impulsdauer des Rechtecksignal-Generators (4), daß der negierte Signalausgang der Verzögerungsschaltung (3) mit einem Eingang eines NICHT-ODER-Gatters (4) und der Ausgang des Rechtecksignal-Genertors (2) mit einem anderen Eingang des NICHT-ODER-Gatters (4) verbunden ist, daß der Ausgang des NICHT-ODER-Gatters (4) an den Steuereingang eines Impulsgenerators (6) angeschlossen ist, dessen Ausgang mit einem weiteren Eingang der Wendeschaltung verbunden ist, daß zwischen der Wendeschaltung (7) und den Leistungsschaltern (9) ein Durchlaß-Gattersystem (8) eingefügt ist, dessen freigebender Eingang mit dem Ausgang des Rechtecksignal-Generators (2) verbunden ist.

2. Stelleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung (3) aus einem RC-Verzögerungsschaltkreis, bestehend aus einem Widerstand (11) und einem Kondensator (12), sowie aus einem Inverter (13) aufgebaut ist.