DE2900299A1

DE2900299A1 - Anordnung zum ueberwachen von ausgangssignalen von steuerkreisen zur steuerung von lampen in verkehrsregelsystemen

Info

Publication number: DE2900299A1
Application number: DE19792900299
Authority: DE
Inventors: Nicolaas Van Tol
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-01-10
Filing date: 1979-01-05
Publication date: 1979-07-12
Also published as: FR2414230A1; JPS5498600A; SE7900110L; BR7900090A; GB2012465A; NL7800274A; AU4333279A

Description

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"Anordnung zum Überwachen von AusgangsSignalen von Steuerkreisen zur Steuerung von Lampen in Verkehi-sregelsystemen."

A« Hintergrund der Erfiiidung.
A(i). Gebiet, der Erfindung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Überwachen von Ausgangssignalen von Steuerkreisen zur Steuerung von Lampen in Verkehrsi-egelsysteinen zur Vermeidung unzulässiger Signalkombinatioiien. A(2). Beschreibung dos Standes der Technik.

Aus der U.S. Patentschrift 3·7'78.762 ist zu diesem Zweck ein Detektor bekannt, der mit den Aus-

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gangski^eisen für die Lampen mittels elektrooptischen Sensoren gekoppelt ist, die zwischen der Netzspannung und den Logikkreisen des Detektors eine galvanische Trennung herbeiführen.

S clialtungs anordnungen, die eine galvanische Trennung herbeiführen, sind selbst auch wieder eine Quelle von Fehlern, die nicht leicht detektiert werden können. Sie verringern die Zuverlässigkeit, mit der Fehler in den Ausgangssignalen der Steuerkreise der Lampen detektiert werden können. B. Zusammenfassung der Erfindung.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, eine Schaltungsanordnung zum überwachen der Ausgangssignale der Steuerkreise zur Steuerung der Lampen zu schaffen, die v.om Wechselspannungsnetz gelieferte Lampenspeisesignale verarbeiten kann und die es ermöglicht, ausser Fehlern in der Steuerung der Ausgänge auch Fehler in den Leistungsschaltern und Kabelanschlüssen zu detektieren.

Dabei soll diese Aufgabe auch durch Anwendung preisgünstiger genormter Bauelemente gelöst werden können.

Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung weist dazu das Kennzeichen auf, dass an die Ausgangs·- kreise hochohinige Spannungsteiler angeschlossen sind, von denen ein Abgriff an den Eingang eines Logikkreises

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angeschlossen ist, und Mittel zum Begrenzen der Eingangs spannung des Logikkreises zwischen einem ersten und einem zweiten Potentialwert und Mittel zum Verarbeiten der Ausgangssignale der Logikkreises vorhanden sind.

C. Kurze Beschreibung der Figuren.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des je Signalgruppe vorhandenen Teils der Schaltungsanordnung nach der Erfindung,

Fig. 2a-f zeigen einige in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 auftretende Spannungsverläufe.

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des je Signalgruppe vorhandenen Teils der Schaltungsanordnung nach der Erfindung.

Fig. h zeigt den Signalverarbeiümgsteil der erfindxangsgemässen Schaltungsanordnung.

D. Beschreibung der Ausführungsbeispiele.

Ein Verkehrsregelsystem umfasst eine Steueranordnung 1 (Fig. 1) zum Steuern der Lampen 2 für den Fahrzeug- und den Fussgängerverkehr.

Die Lampen werden über Kabel 3 durch Ausgangskrelse, die sich in der Steueranordnung 1 befinden, einzeln gesteuert.

Im rechten Teil in. Fig. 1 ist eine .Schaltungsanordnung dargestellt, die zum Anschluss an die -A-Usgangskreise für die grüne (G-) und die gelbe Lampe

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(Υ) einer Signalgruppe bestimmt ist. Es kann beliebig überwacht "werden auf nur "grün" oder auf "nicht rot" (= grün oder gelb). Nur die Verbindung 4 mit dem Ausgangskreis für die grüne Lampe ist dargestellt. Die Verbindung mit dem Ausgangslcreis für die gelbe Lampe kann auf die gleiche Art und ¥eise hergestellt werden.

Der Eingang, der durch G bezeichnet ist, ist über einen Kondensator 5 an ein Ende eines hochohmigen Spannungsteilers 6 angeschlossen, dessen anderes Ende mit dem Bezugs- odei" Nullpegel der Speisespannung für die elektronischen Schaltungsanordnungen verbunden ist.

Der Spannungsteiler besteht aus der Reihenschaltung hochohmiger Widerstände 7 und 8 (i Megohm). Ihr Verbindungspunkt ist an einen Eingang 9-1 eines Logikkreises 9 angeschlossen. Dieser Logikkreis hat eine NOR-Funktion. In der praktischen Ausführungsform sind C-MOS-Logikkreise gewählt worden, die mit Eingangsschutzkreisen versehen sind.

Der Eingangsschutzkreis besteht aus einer Diode zwischen dem Eingang und der Speisespannung und einer Diode zwischen dem Eingang und dem Nullpegel. Die Folge ist, dass der etwaige Spannungshub am Eingang auf einen ¥ert beschränkt wird, der einerseits etwas höher ist als die Speisespannung und anderer-

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seits einen ¥ert aufweist, der etwas niedriger ist als der Nullpegel. Eine Diode 10 kann zwischen den Eingang 9—1 und den Nullpegel aufgenommen werden, damit auch solche Logikkreise verwendet werden können, die intern nicht mit einer Schutzdiode zum Nullpegel versehen sind.

Die i η den Ausführungsbeispielen dargestellten NOR-Kreise können vom Typ CD4OO1AE sein und die NAND-Kreise vom Typ CD4o11AE„ Die einzelnen Dioden können vom Typ BAW 62 sein.

Das Signal am Eingang 6 wird, falls vorhanden, eine Form haben, wie diese in Fig. 2a dargestellt ist. Aber auch Signale, wie sie in Fig. 2c und 2e dargestellt sind, können auftreten, wenn ein Halbleiterleistungsschalter im Ausgangskreis zur Steuerung einer Lampe teilweise defekt ist.

Der Kondensator h, der mit dem Eingang 6 in Reihe geschaktet ist, ist als Speicher fiir den mittleren ¥ert der Eingangsspannung wirksam. Dadurch können auch aus halben Sinuswellen bestehende Signale unabhängig von ihrer Polarität verarbeitet werden. Die Figuren 2b, 2d und 2f zeigen die Spannungen am Eingang 9-1 des Logikkreises· 9 in drei Fällen. Die Spannungen sind bei Verwendung der obengenannten Logikkreise auf einerseits etwa +13 Volt und andererseits auf etwa -1 Volt begrenzt.

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Der Eingang Y für das Steuersignal für die gelbe Lampe der Signalgruppe ist auf gleiche Weise über einen Kondensator 5' und einen hochohmigen Spannungsteiler 6¹ an den Eingang des NOR—Kreises 11 angeschlossen.

Der Ausgang des NOR-Kreises 11 ist an einen Eingang 12-1 des NOR-Kreises 12 angeschlossen, dessen Ausgang an einen zweiten Eingang 9-2 des NOR-Kreises 9 angeschlossen ist. Einem zweiten Eingang 12-2 des NOR—Kreises 12 kann ein Signal INHY zugeführt wer·— den.

Für das Ausgangssignal 0N an dem NOR-Kreis 9 lässt sich schreiben:

0N = Ϋ . G + INHY .G- (1)

Venn das Signal INHY nicht vorhanden ist, wird auf "nicht rot" überwacht und im anderen Fall nur auf "grün".

Mit dem Signal INHY kann für alle Signalgruppen gleichzeitig ein Verbot gegeben werden, urn auf Gelbsignal zu reagieren, was für die Betriebsart "gelb blinken" und "ständig gelb" während des Einschaltvorganges von Bedeutung sein kann.

Ein einzelnes Verbot je Signalgruppe, um auf Gelbsignal zu reagieren, kann dadurch verwirklicht werden, dass der Eingang des NOR-Kreises 11 über

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eine Drahtverbindung· 13 mit dem Nullpegel verbunden wird.

Die Eingänge G und Y sind über hochohmige Widerstände ~\k , 14' mit einem Punkt P verbunden, dem die Netzte das el spannnrig zugeführt wird. Diese Vorkehrung führt z_u einem Alarmzustand, wenn in der Verbindung 4 oder im Kabel 3 zwischen der Verbindung 4 und der Signallampe eine Unterbrechung auftritt.

In Pig. 3 ist eine alternative Schaltungsanordnung zum Ableiten des Signals 0Naus den Steuersignalen für die grüne und die gelbe Lampe einer Signalgruppe dargestellt.

Diese Schaltungs anordnung enthält in den Eingangskreisen keine Kondensatoren wie die Kondensatoren 5 und 5' nach Fig. 1. Stattdessen sind zusätzliche NAND-Kreise 15 und 15' zum Detektieren eines Eingangssignals, wie dies in Fig. 2e dargestellt ist, angeordnet.

Der Eingang 6 ist über einen hochohmigen Spannungsteiler T6 mit einem Eingang 15-1 des NAND-Kreises 15 verbunden. Die Unterseite des Spannungsteilers lieg-t an einer Gleichspannung von 2k V, so dass der Eingang 15-1 positiv vorgespannt ist und die negativen Signalabweichungen detektiert werden können. Die Diode 1? beim Eingang 15-1 hat dj_e gleiche Aufgabe wie die Diode 10 beim NOR-Kreis 9·

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Der Eingang Y ist auf* die gleiche Art und ¥eise an den NAND-Kreis 15' angeschlossen.

Der Zusammenhang, der liier zwischen 0N" und den Signalen an den Eingängen G und Y besteht, ist der- gleiche wie in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1. ·

• Das gemeinsame INHY-Signal (falls vorhanden)

wird an dieser Stelle über eine Diode 18 einem zweiten Eingang 15-2 des NAND-Kreise 15'zugeführt, Demselben Eingang wird das Ausgangssignal des NOR~Kreises 11 über den Widerstand 19 zugeführt. Das USTHY-Signal, falls vorhanden, dominiert über das Ausgangs— signal des NOR-Kreises 11.

Ein einzelnes Yerbotsignal, um auf Gelbsignal zu reagieren, kann dadurch erhalten werden, dass zwischen einem Speisepunkt für 12 V Gleichspannung (VP12) und dem Eingang 15~2 eine Drahtverbindung 13 angeordnet wird."

Für eine Anzahl Signalgruppen, beispielsweise zwanzig, werden selektierte Ausgänge 0N in einer Matrix 20 (Fig. h) zu Kombinationen zusammengebracht, die mit den jeweiligen Signalen 0N01 bis 0N2O nicht kollidieren (dürfen). So wird beispielsweise am Ausgang 20-1 eine Kombination zwischen den selektierten Ausgängen 0NO2, 0ΝΌ3, 0NO^, 0N18, 0N19, 0N2O mittels selektiv an den Kreuzungen der Matrix

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angeordneter Dioden gebildet.

Der Ausgang 20-1 wird mit dem Eingang für das Signal 001 im NOR-Kreis 21(1) kombiniert. Für die anderen Ausgänge 20-2,... 20-19 und die anderen Signale 0NO2_S... 0N19 erfolgt dies in den NOR-Kreisen 21(2), ... 21(19). Die Ausgänge dieser NOR-Kreise werden über einen ODER-Kreis 22 kombiniert.

Tritt zwischen einem Signal 0N(x) und der zugehörenden Signalkombination am Ausgang 2O-x der Matrix 20 eine Kollision auf, so liefern der NOR-Kreis 21(x) und der ODER-Kreis 22 ein Ausgangssignal.

Für das Ausgangssignal Ux des NOR-Kreises 21(x) lässt sich schreiben:

Ux = 0Nx . (0Ny + 0Nz), (2)

vorausgesetzt, dass y und ζ die kollidierenden Signalgruppen sind.

Das Ausgangssignal des ODER-Kreises 22 wird durch das RC-Filter I3 gefiltert und dann einer Schaltungsanordnung zugeführt. die abhängig von der Stellung eines Schalters 27 als bistabiler Speicherkreis oder als monostabiler Kreis wirksam ist. Die Schaltungsanordnung enthält zwei NOR-Kreise 24 und 25 in Kaskadenschaltung mit einem Rüclckopplungskreis 26 und einem Rücklcopplungskreis 28 - 29, von denen der letz-

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tere durch einen Schalter 27 unwirksam gemacht v/erden kann.

Das Ausgangssignal φκ - des NOR-Kreise 25 wird durch einen NOR-Kreis 30 invertiert, um das Ausgangssignal 0K-f zu liefern. Die Signale 0K+ und 0K-steuern über Widerstände 31 und 32 das Leiten der Transistoren 30 und 3^* wodurch im normalen Betrieb das Relais AR erregt wiz'd. In einem Kollisionszustand wird der Transistor 33 stromlos und das Relais AR •fällt ab, wodurch Alarm gegeben wird. Der Transistor 2>h führt Strom, wodurch die Leuchtdiode LED aufleuchtet und auf diese Weise ein optisches Alarmsignal gibt.

Der Schalter 27 wird in der dargestellten Stellung ständig ein Alarmsignal abgeben. ¥enn sich der Schalter 27 aber in der anderen Stellung befindet, ist der Alarmzustand nur vorübergehend. Letzteres ist dann von Bedeutung, wenn ein automatischer Neustart der Kreuzungsregelapparatur verlangt wird.

Es sei bemerkt, dass der Nullpegel der DC-Speisespannung einem der Potentiale der AC-Netzspeisespannung entspricht, so dass die DC-Speisung an das Wechselspannungsspeisenetz gekoppelt ist. Die galvanische Trennung zwischen dem Wechselspanmmgsnetz und der Verkehrsregelapparatur erfolgt am Ausgang des Kollisionsüberwachungskreises mittels eines Relais AR.

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Claims

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1 . Schaltungsanordnung zum Überwachen von AusgangsSignalen von Stcuerkreisen zur Steuerung von. Lampen in Verkehrsregel systemen zur Vermeidung unzulässiger Signalkombinationen, dadurch gekennzeichnet, dass an die Aus gangs kr eise (G, Υ) hochohmige Spannungsteiler (6, 16) angeschlossen sind_s von denen ein Abgriff an den Eingang eines Logikkreises (9) angeschlossen ist und Mittel (lO) z-urn Begrenzen der Eingangsspannung des Logikkreises (9) zwischen einem ersten und einem zweiten Potentialvert und Mittel zum Verarbeiten der Ausgangssignale der Logikkreise (9) vo rhanden s ind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, dass an die Ausgangskreise (G, y) hochohrnige Widerstände (i4, 14) angeschlossen sind, die die Ausgangskreise (G, Υ) mit der Speisequelle (?) für die Lampe (2) hochohrnig verbinden.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Loglkkreise (9) mit einem eingebauten Eingangsschutzkreis versehen sind.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Ausgangskreisen (G, y) zur Steuerung der Lampen (2) und den Eingängen der Logikkreisc (9, 1i) Kondensatoren (5, 5} angeordnet sind.

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5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, dass der Abgriff des hocliohmigen Spannungsteilers (6, 16) an einen ersten, auf positive Spannnngspegel reagierenden Logilckreis (9)j und an einen zweiten, auf negative Spannungspegel reagierenden Logilckreis (i5) angeschlossen ist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeiclnaetj dass der Aiasgang des zweiten Logik-r lcreises (15J ^ari einen Eingang des ersten Logildcreises (9) angeschlossen 1st.