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Schaltungsanordnung zur logischen Verknüpfung wechseispan-
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nungsförmlger Eingangssignale Zusatz zu DBP 1 933 713, angemeldet:
28. 6. 1969 Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs.
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Be den bekannten Schaltungsanordnungen, z. B. UND-Glieder, ODER-lieder
usw., können am Ausgang bei Vorliegen einer Störung, z. B. durch defekte Bauelemente1
Leitungsunterbrechnungen usw., unabhängig vom anliegenden Eingangssignal entweder
dem Binärwert to" (keine Spannung) oder dem Binärwert "L" (Spannung) entsprechende
Signale auftreten, Hierdurch können falsche Signale weitergeleitet werden, was bei
Steuerschaltungen mit hohen Anforderungen an die Sicherheit, z. B. im Eisenbahnsignalwesen
oder Kernreaktorbau, unzulässig ist.
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Die bekannten Logikschaltungen weisen den Nachteil auf, daß im Störungsfall
des Ausgangs signal unabhängig von Eingangssignal nicht deliniert ist.
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Daehr wurde im Hauptpatent 1 933 713 eine Schaltungsanord nung beschrieben,
die im Fehlerfall jeweils zur sicheren Seite hzin (kleine Spannung am Ausgang) ausfällt.
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Diese Schaltungsanordnung sieht die Kombination folgender Merkmals
vor: a) daß die Eingangssignale getrennten Eingang übertragern zugeführt und In
deren Seundärkreisen durch eingeschaltere Gleichrichteranordnungen gleichgericht
werden, b) daß die gleichgerichteten Engangssignale die einzelnen Steuerpotentlale
für eine nangeschaltete Transistor-Sperrschwingerschaltung mit Rückopplungsübertrager
bilden, c) daß die Impulsspannung des Sperrschwingers über eins in den Sekundäikrels
des Rückkopplungsübertragers eingeschaltete Verstärkerstufe dem Ausgang (A) zugeführt
wird.
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Bei der Zusammenstelung von kompletten Systemen aus den verschiedenen
Schaaltungsdanordnungen ergibt sich häufig die Notwendigkeit, entweder Signale über
die systemspezifische Signallänge hinaus zu verlängern, z. B, um sicher zu steilen,
daß angeschlossene Datenverarbeitungsanlagen genügend Zeit zur Abfrage des Signais
erhalten, oder sehr kurze Signale auf die systemspezifische Signallänge zur Gewährleitung
einer einwandfreien Verarbeitung zu bringen.
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Es ist bsreits 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 Eingangs signal aufgeladenen Kondensators am modifizierten Sperrschwinger
eine gedämpfte Schwingung infolge des durch den Kondensator erzeugten
Steuerptentials
aufrecht erhalten und nach Verstärkung, Übertragung ung Gleichrichtung der ersten
Schaltungsanordnung als weiteres Steuerpotential disjunktiv zugeführt wird (DT-OS
25 38 977).
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Die Aufgabe besteht daher darin, eine fail-safe Schaltungs anordnung
anzugeben5 bei der ein Drogrammiartes, abfallverzögertes Signal erzeugt wird. Die
Schaltung ist so auszulegens daß sich im Falls von Bauteilefehlern die programmierbare
Abfallverzögerungszeit nur verzürzt bzw. verschwindet.
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Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im Patent an spruch
angegebenen Maßnahmen gelöst.
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Div Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung nach der
Erfindung dargestellt. Sie besteht aus einem failsafe UND-Glied mit Eingangsübertragern
T1 und T2 und Erweiterungseingängen ER. Zwischen einem statistischen Erweiterungseingang
ER und einem Masseerweiterungseingang MER liegt ein Kondensator CT1, außerdem ist
in der Schaltungsanordnung ein zweites fail-safe UND-Glied enthalten mit Eingangsübertragern
T4 und T5. Zwischen einem statistischen Wrweiterungseingang ER und einem Masseerweiterungseingang
MER liegt hier ebenfalls ein Kondensator CT2. Das fail-safe UND-Glied ist an einem
seiner Eingänge modifiziert durch Einfügung eines Taktgenerators G. Sein Ausgang
A1 ist über eine ODER-Ereiterungsschaltung 1 mit dem Eingangsübertragen T6 mit einem
Erweiterungseingang des zweiten fail-safe UND-Gliedes verbunden. Auf den ersten
Eingang und auf einen weiteren das zweiten fail-safe UND-Gliedes wird die Betriebsspannung
UB gegeben. Der Ausgang des zweiten fail-safe UND-Gliedes ist rückgeführt auf den
Eingang des fail-safe UND-Gliedes, der durch den Taktgenerator G modifiziert ist.
Ein weiterer Eingang mit dem Eingangsübertrager T des zwaiten fail-safe UND-Gliedes
wird als Enable-Eingang verwendet oder erhält ein Dauer- "Eins"-Signal.
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Das fail-safe UND-Glied das durch den Taktgenerator modif ziert ist,
wird in Fig. 2 genauer dargestellt. Dem bekannten fail-safe UNMD-Glied mit den Eingangsübertragern
und den Ausgangsübertragern und der Spreschwingerschaltung ist ein Tektgenerator
mit dem Netzwerk um den Unijunktionstransistor hinzugefügt.
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Der Kollektoreingang des fail-safe UND-Gliedes und ein Eingang des
zweiten fail-safe UND-Gliedes werden von einem gemeinsamen Eingangsimpuls T gesteuert.
Dabei wird über Gielcnrichterschaltungen ei Kondensator CT1 und ein Kondensator
CT2 aufgeladen Die Energie des Kondensators CT2 setzt nun den Oszillator des zweiten
fail-sfe UND-Gliedes in Funktion, dessen Ausgang mit nachfolgender Gleichrichtung
den Basisteil des fail-safe UND-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 fail-safe UND-Gliedes herzustellen. Diese Schwingung
wird in einer Transistorstufe verstärkt und des anderen Kollektoreingang des zweiten
UND-Gliedes über eine ODER-Erweiterungsschaltung, bestehend aus einem Übertrager
T6 und einer Gleichrichterschaltung, zugeführt.
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Die Wirkungsweise der Kondednsatoren CT1 unde CT2 ist folgende: Die
Ladung in CT2 führt zuerst zu einer Abfallverzögerung des Ausgangssignals des zweiten
UND-Gliedes. Die Aufgabe der Erfindung ist e; nun, diese Abfallverzögerung zu verlängern.
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Dies geschient durch ompulsweises Nachladen von CT2. Die Energie dazu
wird dem Kondensator CTl entnommen, indem der Taktgeber im Basiskreis des ersten
UND-Gliedes periodisch die Schwingbedingung für den internen Oszillator erzeugt,
Die Nachladeperiode ist dann abgeschlossen, wenn die Spannung des Kondensators CT1
unter einen Schwellwert entladen
ist. Der Rückkopplungsweg zur Versorgung
des Basiskreises des fail-safe UND-Gliedes bricht nach Entladung des Wondensators
CT2 schlagartig zusammen. Der Vorgang kann dann nur durch einen neuen Eingangs impuls
T gestartet werden.
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e Der Vorteil der Schaltungsanordnung nach der Erfindung besteht
darin, daß die Verzögerungseingeschaften von Verknüpfungsgliedern des Systems LOGISAFE
ausgenutzt werden.
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Der Aufbau iSt niederohmig und die Wiederholgenauigkeit ist größer
als bei den bekannten Schaltungen. Die Temperaturstabilität ist groß und es sind
mit kleineren Kondensatoren längere Verzögerungszeiten zu erreichen. Der Sicherheitsnachweis
läßt sich leichter durchführen, da auf bekannte fail-safe-Schaltkreise zurückgegriffen
werden kann.