Patentanspruch: Komparatorschaltung zur Überwachung vermehrfachter
Steuer- und/oder Regelsysteme mit einem Differenzverstärker mit nachgeschaltetem
Betragsbildner, dadurch gekennzeichnet, daß dem Differenzverstärker zusätzlich zu
den zu überwachenden Signalen ein Prüfsignal in Form eines differenzierten Rechtecksignals
zugeführt wird, das im Verstärker und Betragsbildner zu einem Rechtecksignal mit
doppelter Frequenz gewandelt wird, das einem dem Betragsbildner nachgeschalteten
Frequenzteiler mit einem Teilerverhältnis 2 :1 zugeführt wird, und daß das Ausgangssignal
des Frequenzteilers einem Wechselspannungsverstärker mit nachgeschalteter Fehleranzeige
zugeführt wird.
Die Erfindung betrifft eine Komparatorschaltung zur Überwachung vermehrfachter
Steuer- und/oder Regelsysteme mit einem Differenzverstärker mit nachgeschaltetem
Betragsbildner.
Komparatorschaltungen der genannten Art werden dazu verwendet, Abweichungen
der Analogsignale in den parallelen Systemen zu überwachen. Dabei wird bei Auftreten
von Differenzen oberhalb vorgegebene Schwellen eine Fehleranzeige ausgelöst. Es
können aber auch Fehler auftreten, die in der Komparatorschaltung selbst begründet
liegen. Solche Fehler in der Komparatorschaltung werden normalerweise nicht überwacht.
Damit ist aber die Funktionssicherheit des gesamten Systems zweifelhaft.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Komparatorschaltung zu schaffen,
die mit einfachen Mitteln selbst überwachend ausgestaltet ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß dem Differenzverstärker
zusätzlich zu den zu überwachenden Signalen ein Prüfsignal in Form eines differenzierten
Rechtecksignals zugeführt wird, das im Verstärker und Betragsbildner zu einem Rechtecksignal
mit doppelter Frequenz gewandelt wird, das einem dem Betragsbildner nachgeschalteten
Frequenzteiler mit einem Teilerverhältnis 2 :1 zugeführt wird, und daß das Ausgangssignal
des Frequenzteilers einem Wechselspannungsverstärker mit nachgeschalteter Fehleranzeige
zugeführt wird.
Mit der Komparatorschaltung gemäß der Erfindung wird eine Fehleranzeige
auch dann ausgelöst, wenn die zu überwachenden vermehrfachten Steuer- und/oder Regelsysteme
ordnungsgemäß arbeiten, die Komparatorschaltung aber einen Fehler aufweist.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Schaltbild beispielsweise
veranschaulicht und im nachstehend im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.
Nach der Schaltung wird ein Signal U1 von einer Signalquelle E abgegeben.
Dieses Signal wird über ein elektronisches System S einem Signalausgang A mit dem
Signal Us zugeführt. Parallel zu dem System S ist ein identisches System T angeordnet,
das zu einem Signalausgang A' führt mit dem Ausgangssignal UT.
Solange die beiden Systeme S und T einwandfrei arbeiten, sind die
Ausgangssignale im wesentlichen identisch.
Die Signale Us und UT werden einer Komparatorschaltung 2 zugeführt,
die in bekannter Weise einen Differenzverstärker 4 mit nachgeschaltetem Betragsbildner
6 zugeführt wird. Der Anschluß Und 1 der Komparatorschaltung ist mit dem Signal
UT beauf-
schlagt, während dem Anschluß UD2 das Signal Us zugeführt wird. In die
Komparatorschaltung wird weiter ein Prüfsignal am Eingang Up,f aufgegeben. Dieses
Prüfsignal ist ein Rechtecksignal mit einer Frequenz f, Dieses Signal wird in einem
Differenzierglied 8 differenziert, wodurch ein Nadelimpulssignal mit der gleichen
Frequenz f0 erzeugt wird, das auf einem Eingang des Differenzverstärkers 4 aufgeschaltet
wird.
Dieses Prüfsignal wird dann im Differenzverstärker verstärkt und aus
dem verstärkten Signal wird im Betragsbildner ein Rechtecksignal gebildet, das die
doppelte Frequenz 2 fo aufweist. Dieses Rechtecksignal wird auf einen als T-Flip-Flop
ausgebildeten Frequenzteiler 10 mit einem Teilerverhältnis 2:1 aufgegeben, von dem
ein Rechtecksignal abgegeben wird, das hinsichtlich der Frequenz mit dem bei Up,sf
aufgegebenen Prüfsignal übereinstimmt. Dieses Ausgangssignal wird über einen Anschluß
U'prüp einem Wechselspannungsverstärker 12 zugeführt, der so ausgelegt ist, daß
bei Identität des Eingangsprüfsignals mit dem Ausgangsprüfsignal eine Anzeigeschaltung
14 betätigt wird, über die beispielsweise eine Prüflampe 16 eingeschaltet gehalten
wird.
Liegt in der Komparatorschaltung, also im Differenzverstärker 4,
im Betragsbildner 6 oder im Frequenzteiler 10 ein Fehler vor, wird entweder kein
Prüfsignal am Ausgang des Frequenzteilers abgegeben oder ein Prüfsignal mit einem
gegenüber dem normalen Prfifsignal halbierter Folgefrequenz. Das im Wechselspannungsverstärker
verstärkte Prüfsignal reicht in diesem Fall nicht mehr aus, die nachgeschaltete
Anzeigeschaltung zu aktivieren. Die Fehlerüberwachungslampe erlischt. Bei bestimmten
Bauteileausfällen kann es auch zu einem geänderten Tastverhältnis des Prüfsignals
kommen. In allen Fällen reicht das im Wechselspannungsverstärker verstärkte Signal
nicht aus, die Fehleranzeigeschaltung durchgeschaltet zu halten.
Die Komparatorschaltung dient gleichzeitig dazu, Fehler in den Systemen
S und T anzuzeigen. Weichen die Signale Us und UT voneinander ab, wird die Differenz
dieser Signale im Differenzverstärker verstärkt. Dadurch gelangt das dem Differenzverstärker
zugeführte Prüfsignal ganz oder teilweise außerhalb des Arbeitsbereiches des Verstärkers
und wird damit nur unvollständig verstärkt, wodurch dann am Anfang des Betragsbildners
Rechteckimpulse unterschiedlicher Größe anfallen, jeder zweite Rechteckimpuls unterdrückt
wird, oder am Ausgang des Betragsbildners überhaupt kein Rechteckimpuls mehr anfällt.
Durch Rechteckimpulse verminderter Leistung kann der Frequenzteiler dann nicht mehr
durchgesteuert werden, so daß es wiederum zu einem abweichenden Ausgangssignal kommt.
Es werden also mit der gleichen Schaltung bei ordnungsgemäßem Betrieb sowohl Fehler
in der Komparatorschaltung angezeigt als auch Fehler in den zu überwachenden Parallelsystemen
bei ordnungsgemäß arbeitendem Komparator.
Die Frequenz des Prüfsignals ist nicht kritisch. Sie kann beispielsweise
im Bereich von 1 Khz liegen, sie kann aber auch abhängig von den Anforderungen höher
gewählt werden, beispielsweise in der Größenordnung von 10 Khz.