DE3005303A1

DE3005303A1 - Sicherheitsimpulsgenerator

Info

Publication number: DE3005303A1
Application number: DE19803005303
Authority: DE
Inventors: Jayant K Kapadia; Thomas C Matty
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1979-02-15
Filing date: 1980-02-13
Publication date: 1980-08-28
Also published as: BR8000792A; IT1154169B; US4278900A; GB2043381B; JPS55110655A; CA1125868A; IT8041524A0; GB2043381A

Description

P AT E N TAN WA LT
D-4000 DÜSSELDORF 1 · SCHADOWPLATZ 9

Düsseldorf, 12. Feb. 1980

48,307
8002

.Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Sicherheitsimpulsgenerator

• Die Erfindung betrifft ganz allgemein die Steuerung von Massenverkehrsmitteln, insbesondere aber einen Sicherheitsimpulsgenerator zur Steuerung derartiger Massenverkehrsmittel.

Es ist bereits bekannt, zur Steuerung von Verkehrsmitteln Geschwindigkeitsbefehlsinformationen durch Multiplexcodierung zu liefern, wie es in einem Aufsatz mit dem Titel "The BARTD Train Control System" beschrieben wird, der in der Zeitschrift "Railway Signaling and Communications", Dezember 1967, S. 18 bis 23, veröffentlicht wurde. Das Herausziehen dieser codierten Geschwindigkeitsbefehlsinformationen erfolgt durch ein bekanntes Zeitsteuergleissignal einschließlich einem Wortimpuls, gefolgt durch eine Mehrzahl von Zeitmultipleximpulsen, wobei der Wortimpuls einen Abstand umfaßt, der für Synchronisationszwecke benutzt wird, so daß der richtige Zeiteinschnitt und der zugehörige Gleisschaltkreis für die entsprechenden Informationsbits der Geschwindigkeitsbefehlsdaten auswählt werden kann. Diese "Datenabwärts"-Informationen einschließlich dem Multiplexgeschwindigkeitscode werden allen Sender-Empfängereinheiten geliefert, die mit dem Transitfahrzeug zusammenarbeiten. Jeder Sender und jeder Empfänger ist einem bestimmten Gleisschaltkreis und einem

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bestimmten Zeiteinschnitt zugeordnet. Der Zeiteinschnittabtaster ist so ausgeführt, daß er Daten für einen bestimmten Zeiteinschnitt aufnimmt und den entsprechenden Sender einschaltet, damit dieser mit den zugeordneten Zeiteinschnittdaten wirksam wird. Die Wortimpulse synchronisieren den Betrieb derartig, daß die gewünschten Daten für einen gegebenen Zeiteinschnitt von der "Datenabwärts"-Information aufgenommen werden. Ein 6-Bitgeschwindigkeitscode wird in sechs aufeinanderfolgenden Sequenzen dieses Wortimpulses übertragen, wobei jeder Wortimpuls der Beginn einer neuen Sequenz ist, so daß sechs Wortimpulssequenzen notwendig sind, um einen vollständigen 6-Bitgeschwindigkeitscode zu rekonstruieren. Der Empfänger für jeden Gleisschaltkreis ist derart aufgebaut, daß das von dem Gleisschaltkreis kommende Signal als ein 6-Bitcode decodiert wird und der Zeiteinschnitt wird diese Daten Bit um Bit jeweils zu einer Zeit abnehmen und sie auf die Multiplexdatenleitung geben, die als Rückdaten zurück zu dem Stationsmultiplexkasten geleitet wird. In dem Stationsmultiplexkasten gibt es einen Bit-um-Bit-Vergleicher, der in einer gegen Betriebsstörungen abgesicherten Weise die zu dem Gleisschaltkreis zurückgesandten Daten mit den Daten vergleicht, die von dem Gleisschaltkreis zurückkommen, um festzustellen, ob der bestimmte Gleisschaltkreis belegt ist oder nicht. Beim Stand der Technik besitzt jeder Gleisschaltkreis seinen zugehörigen am Wege befindlichen Zeiteinschnittabtaster für einen bestimmten diesem Gleiskreis zugeordneten Zeiteinschnitt, und in dieser Weise werden die Daten von der Multiplexleitung da aufgenommen, welche Daten für diesen jeweiligen Gleisschaltkreis gewünscht sind, so daß er die Geschwindigkeitsbefehlsinformation jeweils Bit nach Bit aufnimmt, sowie diese auf dem gleichen Zeiteinschnitt in jeder Sequenzoperation erschienen ist, welche von der mit den zugehörigen Geschwindigkeitscodeimpulsen verknüpften Wortimpuls festgelegt wird.

Die bekannte Anordnung hat noch Nachteile insofern, als die Anlage verhältnismäßig kompliziert ist.

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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Sicherheitsimpulsgenerators, der die Gesamtanordnung vereinfacht und noch sicherer macht.

Insbesondere handelt es sich dabei um einen Impulsformer, der mit dem zeitsteuernden Gleissignal zusammenarbeitet, welches einen ImpulsZwischenraum aufweist, das von einer Mehrzahl von Zeiteinschnittimpulsen gefolgt wird, wobei jeweils ein derartiges Gerät für einen anderen Zeiteinschnitt vorgesehen wird, um einen gegen Störungen gesicherten Steuerimpuls für jeden Zeiteinschnitt zu liefern. Desweiteren ist eine Anordnung vorgesehen, um den Betrieb eines jeden vorgesehenen Impulsformers in Aufeinanderfolge bezüglich des zeitsteuernden Gleissignals zu steuern, desweiteren ein Rückstellgerät, um auf jeden Wortimpuls zu reagieren und jeden Betriebszyklus zu synchronisieren. Auf diese Weise wird eine Serie von Impulsen erzeugt, die dazu benutzt werden können, das Geschwindigkeitscodegeneratorsignal abzutasten, mit dem Erfordernis, daß einer und nur einer dieser Impulse für einen bestimmten Zeiteinschnitt und für jeden Zeitpunkt vorhanden sein kann.

Die Erfindung umfaßt in ihrer allgemeinen Form ein Sicherungsgerät zur Lieferung von Impulsen, die auf ein Eingangssignal reagieren, wobei das Gerät folgende Merkmale aufweist: Schaltereinrichtungen, die mit dem Eingangssignal verkoppelt sind, um einen ersten Ausgangsimpuls zu liefern, ein erstes Impedanzglied, Energiespeichereinrichtungen, die mit dem ersten Impedanzglied sowie mit den Schaltereinrichtungen verbunden sind, um eine vorbestimmte Energiemenge zu speichern, die durch die Dauer des ersten Ausgangsimpulses festgelegt wird, ein zweites Impedanzglied, eine lichtemittierende Diode, die so angeschlossen ist, daß sie von der Speichereinrichtung sowie dem zweiten Impedanzglied einen Eingang aufnimmt, um in Übereinstimmung mit der vorbestimmten gespeicherten Energiemenge einen Lichtausgang zu liefern, sowie eine lichtempfindliche Schaltereinrichtung, um aufgrund des gewünschten Lichtausganges einen zweiten Ausgangsimpuls zu liefern.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist.

Es zeigt

Fig. 1 ein Geschwindigkeitsbefehlssignalsystem bekannter Art, einschließlich einem Zeiteinschnittabtastgerät zur Synchronisation eines jeden vorbestimmten Geschwindigkeitsbefehlsbit mit einem jeweiligen Fahrzeuggleisschaltkreis;

Fig. 2 zeigt das Gerät, das vorgesehen wird, um den gewünschten Zeiteinschnittfolgerückstellsteuerimpuls zu liefern;

Fig. 3 erläutert eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Impulsformergerätes, welches für jeden Gleisschaltkreiszeiteinschnitt vorgesehen ist, sowie die Taktaufeinanderfolgeschieberegisteranordnung, mit einem auf den Wortimpuls reagierenden Rückstellgerät;

Fig. 4 ein Impulsformergerät mit Bauelementwerten zur Erläuterung szwecken; und

Fig. 5 die Beziehung der verschiedenen interessierenden Signale bezüglich des Betriebs der erfindungsgemäßen Einrichtung.

In Fig. 1 ist ein bekanntes Transitfahrzeugsteuersystem dargestellt, einschließlich Geschwindigkeitsbefehlen, die zum Fahrzeug in jedem Gleisschaltkreis einer Station übertragen werden, wobei die gleichen Gleisschaltkreise auch für die Anwesenheitserkennung benutzt werden. Die Ausrüstung der Kennung der Fahrzeugbelegung und die Gleisschaltkreissignalisierung ist in jeder Station angeordnet, die mit einer Mehrzahl von Gleisschaltkreisen in Verbindung steht. Jeder Gleisschaltkreis ist einem bestimmten Zeiteinschnitt zugeordnet, so daß dieser Zeiteinschnitt die

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Geschwindigkeitsinformation für den jeweiligen Gleisschaltkreis _t für den diese Information gedacht ist, einschaltet und auch die Fahrzeugbelegungsinformation, die zurück zur Stationsausrüstung geliefert werden soll, von dem Gleisschaltkreis einschaltet. In Fig. 1 ist ein Transitfahrzeug 1OO dargestellt, das mit einem Gleis 112 zusammenarbeitet, einschließlich einem zu Erläuterungszwecken dargestellten Stationsgebiet 114 mit einer gewünschten Anzahl von Gleisschaltkreisen 1, 2, 3, n-1 und n. Jeder dieser Gleisschaltkreise umfaßt einen Sender-Empfänger 116, der mit einem Zeiteinschnittabtaster 118 zusammenarbeitet, welcher mit Geschwindigkeitsbefehlsinformationen von einem Stationssignalmultiplexgerät 12O versorgt wird. Das Multiplexgerät 120 liefert eine Zeitsteuerspur 122 zur Steuerung des Betriebs des Zeiteinschnittabtasters 118, welche Zeitsteuerspur 122 eine gleiche Anzahl von Zeiteinschnittsignalen umfaßt und von einem Wortimpuls gefolgt wird, um den Betrieb des Zeiteinschnittabtasters 118 zu steuern. Der Zeiteinschnittabtaster 118 funktioniert wie ein Schieberegister, das seinen Betrieb aufgrund eines Wortimpulses startet und dann durch eine Folge von Zeiteinschnittimpulsen hindurch fortschreitet, um die Datenabwärts-information 124 bezüglich der Gleisschaltkreise 1, 2, 3 bis η innerhalb der Station 114 festzustellen. Jeder Wortimpuls auf der Zeitsteuerspur arbeitet mit einem Rückstellschaltkreis, um den Zeiteinschnittabtaster 118 für den Start der nächsten Zeitsteuerfolge bezüglich der mit diesem Zeiteinschnittabtaster 118 verbundenen Gleisschaltkreise zu starten. Die Zeitsteuerspur 122, die von dem Stationssignalmultiplexgerät 120 kommt, kann eine 576 Hz-Zeitsteuerspur sein, wobei jedem gewünschten Vielfachen von Zeiteinschnittsteuerimpulsen ein fehlender Impuls folgt.

In Fig. 2 ist ein Schaltkreis dargestellt, der so ausgeführt ist, daß er den Wortimpuls erkennt und eine Folge von Rückstellsteuerimpulsen erzeugt, um den Beginn eines neuen Zyklus für den Zeiteinschnittabtaster 118 festzustellen. Die Zeitsteuerspur mit dem fehlenden Impuls wird den Eingängen 200 und 202 zugeführt, die in Fig. 2 dargestellt sind. Jeder Zeitsteuerspurimpuls ist in unterschiedlicher Weise über den Transformator

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verkoppelt/ um eine Isolierung zu erhalten und wiederum den normalerweise eingeschalteten Transistor 206 zum Abschalten zu bringen. Die Zeitsteuerspur sieht wie 276 Quadratwellen pro Sekunde aus, mit einem fehlenden Impuls nach jeder gewünschten Vielzahl von Impulsen, wie beispielsweise nach jeweils 31 Impulsen. Der Transistor 206 wird durch den Widerstand 208 und den Kondensator 210 des Zeitsteuerkreises vorgespannt. Wenn ein Impuls in der Zeitsteuerspur beim Eingang erscheint, schaltet er den Transistor 206 mit einer Rate von 576 pro Sekunde ab, mit einem Abstand, der durch den fehlenden Impuls geliefert wird. Der Ausgang des Transistors 106 triggert den Transistor 212, so daß der Kondensator 214 keine Möglichkeit erhält, sich auf die erforderliche Spannung von beispielsweise 7 bis 10 V aufzuladen, und der Impulsgenerator 216, der ein herkömmlicher 555-Impulsgenerator sein kann, bleibt hoch. Wenn der fehlende Impuls auftritt, bleibt der Transistor 212 für eine längere Zeitdauer abgeschaltet, was wiederum dem Kondensator 214 ermöglicht, sich auf eine höhere und erforderliche Spannung aufzuladen, was wiederum den Impulsgenerator 216 auslöst und zur Erzeugung eines Rückstellsteuerimpulses führt, dessen Dauer durch den vom Widerstand 218 und Kondensator 214 gebildeten Zeitkonstantenschaltkreis festgelegt wird. Auf diese Weise wird ein Rückstellsteuerimpuls erzeugt, um den Beginn eines neuen Zyklus oder einer Folge von Zeiteinschnitten festzulegen.

Wenn der Wortimpuls durch die Eingangsverbindung 310, die in Fig. 3 dargestellt ist, durchkommt, bringt er die Leitung auf niedrigen Wert und schaltet den Transistor 318 ab, um so die Ladung des Kondensators 326 zum Zwecke der Aufnahme der Geschwindigkeitscodeimpulse von der Multiplexleitung und deren Zuführung zu dem zum Spurschaltkreis 1 gehörenden Sender zu ermöglichen. Im Effekt wird ein betriebssicherer Zeiteinschnittabtaster in Fig. 3 geliefert, um eine Anordnung von gewünschten Zeiteinschnittimpulsen zu erzeugen, wobei dieser Abtaster derart arbeitet, daß nur jeweils ein Impuls zur Zeit erzeugt werden kann und der Impuls hinsichtlich seiner Stellung präzise definiert ist. Der Zeiteinschnittabtaster bewirkt die Erzeugung

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eines ersten Impulses auf den Ausgangsleiter 319, um auf die Multiplexleitung zu schauen und ein bestimmtes Geschwindigkeitscodebit zu dem Zeitpunkt aufzunehmen, der dem Gleisschaltkreis entspricht, und dann einen zweiten Impuls auf dem Ausgangsleiter 321, um das nächstfolgende Geschwindigkeitscodebit für den Gleisschaltkreis 2 aufzunehmen und dann einen dritten Impuls auf den Ausgangsleiter 323, um so den nächstfolgenden Geschwindigkeitscodebit für den Gleisschaltkreis 3 aufzunehmen, usw. Der Zeiteinschnittabtaster erzeugt die aufeinanderfolgenden Zeiteinschnittimpulse, so daß jeder Empfänger und Sender mit einem bestimmten Gleisschaltkreis arbeitet und diese aufeinanderfolgend so gesteuert werden, daß sie auf die Multiplexleitung schauen und die gewünschten Geschwindigkeitscodebits für die entsprechenden Zeiteinschnitte aufnehmen, die den einzelnen Gleisschaltkreisen zugeordnet sind. Zur gleichen Zeit werden Fahrzeugbelegungsdaten auf der Datenrückleitung vom Empfänger zurückgebracht, der mit jedem Gleisschaltkreis zusammenarbeitet, und für diesen Zweck wird der gleiche Satz von Zeiteinschnittsteuerimpulsen verwendet.

Wenn die Spannung auf Leitung 324, gezeigt in Fig. 3, auf ein hohes Niveau geht, fließt Strom durch den Widerstand 328 in den Kondensator 326. Es gibt keinen Stromweg durch den Widerstand 332, und zwar wegen der Blockierdiode 334 und der Blockierwirkung der als optischer Isolator wirkenden lichtemittierenden Diode 336. Der Zweck der Diode 334 liegt darin, höhere Spannungen zu ermöglichen, als es der Optoisolator normalerweise erlauben würde. Wenn der Leiter 324 auf eine hohe Spannung geht, wird der Kondensator 326 durch den RC-Zeitschaltkreis, der den Widerstand 328 und den Kondensator 326 umfaßt, geladen, wobei die Zeit, die zur Ladung des Kondensators erforderlich ist, durch die RC-Zeitkontakte dieses Schaltkreises festgelegt wird. Wenn der Impuls hoher Spannung auf der Leitung 324 für eine ausreichend lange Zeitperiode vorhanden ist, speichert der Kondensator 326 genug Energie, so daß dann, wenn die Spannung an der Leitung 324 niedrig wird, die in dem Kondensator 326 gespeicherte Energie sich durch zwei Wege entlädt, wobei der erste Weg zurück durch

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den Widerstand 328 verläuft, und der zweite Weg durch die in Vorwärtsrichtung vorgespannte optische Isolatordiode 336, Diode 334 und Widerstand 332. Die Zeitkonstante des Zweitweges durch den Widerstand 332 ist so gewählt, daß sie erheblich kleiner ist als die Zeitkonstante des ersten Weges durch den Widerstand 328, so daß die meiste Energie durch die lichtemittierende Diode 336 hindurchläuft, so daß die lichtemittierende Diode 336 Photonen erzeugt, um mit dem Phototransistor 337 in der Weise zusammenzuarbeiten, daß am Ausgangsleiter 338 ein ins Negative laufender Impuls erzeugt wird. Der Zeiteinschnittsteuerschaltkreis 342 ergibt einen gegen Versagen sicheren Betrieb insofern, als der einzige Zeitpunkt, zu dem der Ausgangsimpuls auf dem Leiter 338 geliefert werden kann, dort liegt, wo der Impuls auf Leiter 324 niedrig wird und zusätzlich sich der den Kondensator 326 ladende Stromfluß in entgegengesetzte Richtung zum Entladestrom für den Kondensator 326 bezüglich der Erregung der lichtemittierenden Diode 3 36 befindet, da die lichtemittierende Diode 336 von der gespeicherten Energie des Kondensators 326 in Vorwärtsrichtung gespannt ist. Die einzige Möglichkeit, daß für den Kondensator 326 ausreichende Ladeenergie gespeichert worden ist, ist die, daß der Steuerimpuls auf dem Leiter 324 für eine ausreichend lange Z-eitperiode hoch war, um die Zeitkonstante des Widerstandes 328 und des Kondensators 326 zu überspielen. Der betriebssichere Betrieb ergibt sich aus der Tatsache, daß der Steuerimpuls auf dem Leiter 324 für eine ausreichende Zeitperiode geliefert wird, so daß Rauschimpulse u. dgl. daran gehindert werden, den Kondensator 326 aufzuladen, und zusätzlich ein negativer Spannungszustand auf dem Leiter 324 so vorgesehen ist, daß der Entladestrom des Kondensators 326 veranlaßt wird, durch die lichtemittierende Diode 336 hindurchzufließen.

In Fig. 4 ist einer der betriebssicheren Impulsformerschaltkreise dargestellt, die in der Fig. 3 enthalten sind, wobei diese Figur den Eingangsanschluß 317 darstellt, der bei jedem Zeitsteuerkreisimpuls auf eine hohe Spannung geht. Wenn der Anschluß 317 niedrig wird, schaltet dies wiederum den Transistor 318 ab,

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so daß der Kondensator 326 s±<2h zu laden beginnt« Wenn der Anschluß 3-17 am Ende des ZeitSteuergleisimpulses hochgeht _t ent-" lädt sich Kondensator 326 durch die licht emittierende IJi ode 336, um Photonen zu liefern, die den Transistor 337 erregen und so einen Ausgangsimpuls, für eine Zeitdauer liefern, die durch die Entladezeitperiode des Kondensators 326 bestimmt wird, bis der Spannungsabfall über der lichtemittierenden Diode 336 eine Spannungshöhe in der Größenordnung von 7 bis 10 V erreicht. Bei einer beispielhaften Ausführungsform eines betriebssicheren Impulsformergerätes, das in Fig. 4 dargestellt ist, wurden folgende Bauelementwerte verwendet:

R328 =19,6 kOhm , C326 = 0,1 Mikrofarad R332 = 51,1 Ohm.

Der Zeiteinschnittabtaster Ϊ8, der in Fig. 1 dargestellt ist,, kann eine gewünschte Vielzahl· von Gleisschaltkreiszeiteinschnittimpulsformerschaltkreisenumfassen, wie beispielsweise den in Fig. 3 dargestellten Schaltkreis 342. Da: die in Fig. 3 dargestellte Schaltungsplatte sechzehn derartige Zeiteinschnittimpulsformerschaltkreise wiedergibt, ist dann, wenn zusätzliche,Sehaltkreise gewünscht werden, es notwendig, daß zwei derartige Schaltkreisplatten miteinander verkoppelt werden, um sechzehn Zeiteins chnitt impuls formers chaltkreise auf einer Druckplatte und bis zu fünfzehn ähnliche Zeiteinschnittschaltkreise auf der anderen Druckplatts zu verwenden. Der in Fig. 3 dargestellte Rückstellschaltkreis 354 wird dann auf der ersten Druckplatte, die somit sechzehn wirksame Seiteinschnittschaltkreisstufen besitzt, nicht benutzt und der Rückstellschaltkreis 346 auf der zweiten Druckplatte stellt alle Zeiteinschnittimpulsformerschaltkreise zurück. Daraufhin wird das Zeitsteuergleissignal, das beiden Schaltkreisplatten zugeführt wird, dazu benutzt, zunächst die erste Stufenschaltung 342 in Verbindung mit einem 1/18-s-Wortsteueriitipuis am Eingang 310 in Betrieb zu setzen. Dann wird der Ausgang des ersten ImpulsformerSchaltkreises am Anschluß 338 in Verbindung mit dem nächsten Zeitsteuergleis-

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Signalimpuls den zweiten Zeiteinschnittimpulsformerschaltkreis 340 betätigen, und das Ausgangssignal des zweiten Zeiteinschnittschaltkreises 340 in Verbindung mit dem dritten Zeitsteuergleis— impuls den dritten Zeiteinschnittschaltkreis 344 betätigen, usw. Auf diese Weise schreitet der Zeiteinschnittabtaster durch aufeinanderfolgende Zeiteinschnittschaltkreise fort, um die gewünschte aufeinanderfolgende Zeiteinschnittinformationssteuerung bezüglich der mit dem in Fig. 3 dargestellten Zeiteinschnittabtaster arbeitenden Gleisschaltkreisen zu schaffen.

Der in Fig. 3 dargestellte Rückstellschaltkreis 346 arbeitet derart, daß er jeden der entsprechenden Zeiteinschnittschaltkreise des einen oder der zwei Schaltkreisplatten des Zeiteinschnittabtasters zurückstellt, wobei in Fig. 3 einer von derartigen Schaltkreisplatten wiedergegeben ist. Wenn der Transistor 354 von dem Ausgangsimpuls eingeschaltet wird, der von dem letzten Zeiteinschnittschaltkreis des Zeiteinschnittabtasters geliefert wird, verbindet der Transistor 354 den übergang von Widerstand 356 zu Kondensatoren 358 und 360 mit dem Anschluß 362, der ein Potential von -15V besitzt. Die Kondensatoren 358 und 36O laden sich auf -15V über die Diode 364 und den Transistor 354 auf, und der nächste Wortimpuls am Anschluß 348 schaltet den Transistor 352 ab. Dann schaltet auch der Transistor 354 ab, da seine Steuerelektrode nun auf der gleichen Spannung wie seine Quellenelektrode liegt. Wenn der Transistor 354 abschaltet, wird der Verbindungspunkt von Widerstand 356 mit den Kondensatoren 358 und 360 plötzlich über den Widerstand 356 mit Masse verbunden. Da der Kondensator seine Spannung nicht sofort ändern kann, sieht die Anode der Diode 364 plötzlich einen Spannungspegel von +15 V, da der Kondensator ursprünglich auf -15 V geladen war und dieser Verbindungspunkt nunmehr auf Massepotential liegt. Der Wert von +15 V am Anschluß 361 wird dann an den Einschaltanschluß 314 des Schieberegisters angeschlossen und alle Eingangsanschlüsse 315 der entsprechenden Zeiteinschnittimpulsformerschaltkreise sowie alle diese Schieberegisterschaltkreise werden nunmehr eingeschaltet. Wenn der Rückstellschaltkreis 346 nicht richtig arbeitet, werden alle Anschlüsse 315 auf entweder

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Null oder auf einen leicht negativen Spannungswert gesetzt und der Zeiteinschnittabtaster, der in Fig. 3 dargestellt ist, wird nicht arbeiten. Der Rückstellschaltkreis 346 muß nach jeder Zyklusfolge oder gewünschter Vielzahl von Impulsen der Zeitsteuerspur jeden der Zeiteinschnittschaltkreise zurückstellen, und wenn der synchronisierende Wortimpuls empfangen wird, startet er nicht nur den Betrieb an der ersten Impulsformerschaltkreisstufe 342, sondern stellt auch die gesamte gewünschte Vielzahl derartiger Schaltkreise zurück, außerdem stellt er den Zeiteinschnittabtaster dadurch zurück, daß er den Transistor 352 des Rückstellschaltkreises 3 46 ein- und abschaltet. Nach dem letzten gewünschten Zeiteinschnittimpuls wird der Ausgangsanschluß 366 dem Eingang 368 zugeführt, der wiederum einen Impuls erzeugt, um den Transistor 74 einzuschalten und dem Kondensator 358 und dem Kondensator 360 zu ermöglichen, sich auf -15V aufzuladen, indem der Transistor 354 eingeschaltet wird. Auf diese Weise startet der Wortimpuls die Sequenzoperation des Zeiteinschnittabtasters und die entsprechenden Impulse des Zeitsteuerspursignals pflanzen die Sequenzoperation des Zeiteinschnittabtasters durch jede einzelne der gewünschte Vielzahl von aufeinanderfolgenden Stufen fort. Sobald der nächste Wortimpuls geliefert wird, nachdem der letzte gewünschte Zeiteinschnittimpuls aufgetreten ist, schaltet der Wortimpuls den Transistor 354 ein und lädt die Kondensatoren 358 und 360 auf -15 V auf und startet einen neuen Operationszyklus. Wenn der Transistor 354 abgeschaltet wird, läuft die Spannung am Anschluß 361 auf +15 V und schaltet den gesamten Zeiteinschnittabtaster ein, damit dieser eine weitere gewünschte Vielzahl von aufeinanderfolgenden Zeiteinschnittimpulsen für entsprechende Gleisschaltkreise liefert.

Damit der Zeiteinschnittabtaster richtig arbeitet, muß das Zeitsteuerspursignal einen Zeiteinschnittimpuls für jeden Gleisschaltkreis enthalten, sowie einen fehlenden Impuls, der die Erzeugung eines Wortimpulses auf der Schaltkreisplatte bewirkt, außerdem muß der Transistor 352 nach Auftreten des letzten Zeiteinschnittimpulses eingeschaltet werden und der Wortimpuls muß wiederum den Transistor 352 abschalten, damit der Zeitein-

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Schnittabtaster in der gewünschten Weise arbeitet.. Wenn irgend . einer dieser Impulse nicht geliefert wird, wird der Zeiteinsehnittabtaster nicht arbeiten. Irgend ein Versagen w-äre dadurch erkennbar, daß alle Gleisschaljfekreise an der- gegeJpenert-Station, dievon einem bestimmten Zeiteinschnittabtaöter- bedient wird,- einen Fahrzeugbelegzustand anzeigt.

Das in Fig. 1 dargestellte Statxonssignalmultxplexgerat 120 arbeitet in der Weise, daß es für jeden Gleisschaltkreis in einer gegebenen Station den gewünschten Geschwindigkeitscode nimmt, die zugehörigen Geschwindigkeitscodes erzeugt und diese Geschwindigkeitscodeinformation in die richtige Beziehung bringt zu den entsprechenden Zeiteinschnitten, die den einzelnen Gleisschaltkreisen vorher zugeordnet wurden, um dadurch den Zeiteinschnittabtaster 118 und die entsprechenden Sender-Empfänger 116 einzuschalten, um jedes gewünschte Geschwindigkeitscodebit von den Datenabwärtsinformationen 124 aufzunehmen, welcher Geschwindigkeitscode zu dem zugehörigen Gleisschaltkreis übertragen wird, und das Fahrzeug 1OO wird auf diesen Geschwindigkeitscode reagieren und feststellen, welche Geschwindigkeit das Fahrzeug in diesem Gleisschaltkreis tatsächlich haben soll. Die Belegung" des Gleisschaltkreises wird durch den-Empfänger bestimmt, der die übertragene Geschwindigkeitscodeirrformation abfühtt, d. h. daff diese Zeiteinschnitte in der Weise nicht versagen dürfen, daß ein Zeiteinschnitt nicht breiter gemacht werden kann und auch nicht in den nächsten Zeiteinschnitt hineinreichen kann und dadurch zu einer Decodierung des falschen Geschwindigkeitscodes für irgend einen der Gleisschaltkreise führen könnte. Außerdem umfaßt das Statxonssignalmultxplexgerat 120 einen Bit-mit-Bit-Vergleicher, der ein gegen Versagen gesicherter Schaltkreis ist und die Fahrzeugbelegung in jedem der Statiensgleisschaltkreise dadurch feststellt, daß er die ausgesendeten und die empfangenen Geschwindigkeitscodes für einen gegebenen Zeiteinschnitt vergleicht, so daß der empfangene Geschwindigkeitscode nunmehr mit dem gesendeten Geschwindigkeitscode verglichen wird und wenn sie genau gleich sind, das Multiplexgerät 120 feststellt, daß sich keine Fahrzeugbelegung in dem zugehöri-

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gen GleisschaltJcreis befindet, daß dann jedoch, wenn- die Godes in irgend einer Weise unterschiedlich sind, das Gerät 120 in der Weise arbeitet, daß es feststellt, daß der Gleisschaltkreis entweder fehlerhaft arbeitet oder belegt ist. Der Zeiteinschnittabtaster 118 legt den Zeiteinschnitt so fest, daß der Sender den richtigen Geschwindigkeitscode aufnehmen kann, der dem Gleisschaltkreis zugeführt werden soll, und daß der Empfänger die korrekten Daten aufnehmen kann, die von dem Gleitsschaltkreis kommen, und daß diese zurück zu dem Stationssignalmultiplexgerät 120 geschickt werden.

Jeder Sender und Empfänger 116 ist einem gegebenen Gleisschaltkreis und einem gegebenen Zeiteinschnitt zugeordnet, welcher Zeiteinschnitt zwischen zwei Wortimpulsen des Zeitsteuerspursignals 122'auftreten würde. Der Betrieb ist am Stationssignalmultiplexgerät 120 synchronisiert und der Zeiteinstellabtaster 118 ist durch die Wortimpul^e synchronisiert, so. daß die korrekten Zeiteinschnittdaten von dem Multiplexgeschwindigkeitscode aufgenommen werden. Der e-Bitgeschwindigkeitscode wird in sechs aufeinanderfolgenden Sequenzen dieses Wortimpulses übertragen, und jeder" Wortimpuls stellt den Beginn einer neuen Operationsfolge oder Operationszyklus des Zeiteinsehnittabtasters 118 dar. ~Es werden sechs Wortimpulsfolgen gebraucht, um den vollständigen Geschwindigkeitseode für einen gegebenen Gleisschaltkreis zu rekonstruieren. Der Empfänger arbeitet in einer ähnlichen Weise, jedoch ist der Informationsfluß in entgegengesetzte Richtung, so daß ein Signal von den Gleisschaltkreis kommen wird und als ein 6-B-itcode decodiert wird und daß der Zeiteinschnitt diese Daten Bit um Bit jeweils zu einer Zeit aufnehmen und sie auf die Multipiexdatenrückleitung 126 _t zurückgeben wird, die zu dem Stationssignalmultiplexgerät 12O zurückläuft. Der Zeiteinschnittabtaster 118 umfaßt das in Fig. 3 dargestellte gegen Versagen gesicherte Impulsformergerät wie auch die Impulsschieberegisteranordnung, die in gesicherter Weise die in Fig. dargestellten Zeiteinschnittsteuerimpulse erzeugt und die Impulse in gegen Versagen gesicherter Weise verschiebt, mit dem Erfordernis, daß ein Wortimpuls jede Folge startet. Jeder Zeiteinschnitt-

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Steuerimpuls muß eine bestimmte Dauer besitzen und darf nicht breite.r sein,..als es der Dauer entspricht.;, die zur richtigen Synchronisation der entsprechenden Zeiteinschnitte für die Gleisschaltkreise notwendig, ist. Nachdem der letzte Zeiteinschnittsteuerimpuls geliefert wurde, arbeitet der in Fig. 3 dargestellte Rückstellschaltkreis 346 in der Itfeise, daß er die gesamte Arbeitsfolge zurückstellt und darauf wartet, daß der nächste Wortimpuls den Arbeitszyklus erneut zurückstellt.

Der in Fig. 3 dargestellte Widerstand 32C ist so ausgewählt, daß er viel größer ist als der Widerstand 332, um das.Laden des Kondensators 326 auf eine gegebene Spannung zu steuern und die Energie zu speichern, wodurch die gewünschte Energie für die lichtemittierende Diode 336 geliefert wird. Wenn die Dauer der Impulsbreite am Eingangsanschluß 315 nicht breit genug ist, wird der Kondensator 326 nicht genug Energie für die lichtemittierende Diode 336 speichern, um die erforderliche Photonenenergie zu schaffen, damit am Leiter 338 der gewünschte Ausgangsimpuls entsteht. Die von der lichtemittierenden Diode 336 erzeugte Menge an Photostrom hängt.davon ab, wieviel Ladung auf dem Kondensator .326 liegt, so daß dde von dem Widerstand 328 und dem .Kondensator 326 festgelegte Ladezeitkonstante größer als die Entladezeitkonstante ist, die vom Kondensator 326 und dem .Widerstand 332 bestimmt wird. ."■-,-■■

In Fig.. 5 ist die Zeitsteuerspurwellenform (A) dargestellt, einschließlich.einer gewünschten Vielzahl von Zeitsteuerimpulsen 512, beispielsweise einunddreißig Impulse, die mit den entsprechenden Gleisschaltkreisen korrespondieren, die zu der Station der Fig. 1 gehören, sowie Wortimpulse 51.4, die die Abwesenheit eines Zeitsteuerimpulses beinhalten. Am Ausgangsanschluß 220 in Fig. 2 werden die Zeitsteuerimpulse 516 geliefert, die in der Wellenform (B) gezeigt sind, welche dem Eingangsanschluß 310, siehe Fig. 3 zugeführt werden. Die als Wellenform (C) dargestellten Wortsteuerimpulse 518 erscheinen am Ausgangsanschluß 222, siehe Fig. 2, und werden dem Eingangsanschluß 312 der Fig. 3 zugeführt. Die Schiebesteuerimpulse 520, die als Wellenform (D)

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dargestellt sind, erscheinen am Leiter 340 und am einen Eingang des NÄND-Verknüpfungsgliedes 316 und arbeiten in der Weise, daß sie den Transistor 318 einschalten, wenn dieser vorher durch einen Wortsteuerimpuls 513 abgeschaltet worden ist. Bei dem Auftreten des Wörtsteuerimpulses 518 erscheint ein Impuls 522, siehe die Wellenform (E), am Leiter 320, siehe Fig. 3, und arbeitet in der Weise, daß der Transistor 318 vor dem Beginn einer neuen Betriebszyklusfolge des Zeiteinschnittabtastgerätes abgeschaltet wird. Der Impuls 522 verändert den Ausgang des NAND-Verknüpfungsgliedes 322 in der durch die Wellenform (F) dargestellten Weise, um dadurch den Transistor 318 abzuschalten, und der nächste Schiebesteuerimpuis 520 veranlaßt das NAND-Verknüpfungsglied" 316, seinen Ausgang in der durch die Wellenform (G) dargestellten Weise zu verändern, um den Transistor 318 einzuschalten. Die Zeiteinschnittimpulsspannung 523 auf dem Leiter 324 am Ausgang des Transistors 318 ist durch die Wellenform (H) wiedergegeben.'Der Kondensator 326 lädt sich auf ungefähr 7,5 V über den Widerstand 328 "und den Widerstand 330 auf' " und entlädt sich dann über Widerstand 332, Diode 334 und lichtemittierende Diode 336, die durch die Wellenform (I) angedeutet wird. Der Ausgangsanschluß" 338 liefert diö Ausgangs spannung 524, die in der Wellenform (J) dargestellt xst, "und zwar zum nächstfolgenden Impuls former gerät 340.' "'"-

Das Impulsformergerät 340 umfaßt einen Transistorschalter, ähnlich dem Transistor 318 des Impulsformergerätes 342, welcher Schalter durch den Ausgangsimpuls 524 abgeschaltet wird, wodurch der Beginn des Zeiteinschnittimpulses 2 festgelegt wird, der von dem Spannungsimpuls 526 der Wellenform (H) dargestellt wird. Das Impulsformergerät 340 liefert einen Ausgangsimpuls 528, in der Wellenform (L) dargestellt, an das darauffolgende Impulsformergerät 344, das nachfolgend den Beginn des Zeiteinschnittes festlegt, wie es durch den Spannungsimpuls 530 in Wellenform (M) wiedergegeben wird. Jedes nachfolgende Impulsformergerät wird wiederum durch den Ausgangsimpuls vom nächstvorhergehenden Impulsformergerät eingeschaltet, um einen Zeiteinschnittspannungsimpuls zu beginnen, und der nächste Schiebesteuerimpuls 520

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beendet dann diesen Zeiteinschnittspannungsimpuls.

Der in der Wellenform (C) dargestellte Wortsteuerimpuls 51S wird auch denv Rückstellschaltkreis 34 6 am Eingangsanschluß 348 der Fig. 3 zugeführt, und das Spannungssignal 532 der Wellenform (N) erscheint am Leiter 35O. Das Spannungssignal 532 schaltet den Transistor 3S2 und den Transistor 354 ab. Der Ausgangsimpuls 521 des letzten Impulsformergerätes 356, dargestellt in Fig. 3, oder falls ein zweiter bedruckter Schaltkreis ähnlich zu dem in Fig. 3 dargestellten innerhalb der Successivfolge der Impulsformereinrichtungen vorhanden ist, der Ausgangsimpuls des letzten Impulsformergerätes von diesem zweiten gedruckten Schaltkreis bewirkt ein Einschalten des Transistors 354 und das folgende Wortsteuerimpulssignal 532 schaltet den Transistor 354 ab, wie durch die Wellenform (D) wiedergegeben wird. Der Spannungsimpuls 534, dargestellt in der Wellenform (0) erscheint am Leiter 354, um das. Einschalten der Transistoren 352 und 354 festzustellen. Die Spannung am Ausgangsanschluß 360 steht in Übereinstimmung^ mit der Wellenform (Q), die in Fig. 5 dargestellt ist, und wird dem Leiter 314 zugeführt, um jedes Impulsformergerät des Zeiteinschnittabtasters einzuschalten, so daß die Zeitsteuerspurimpulse dann durch die aufeinanderfolgenden Stufen des Zeiteinschnittabtasters hindurchgeschoben werden können.

ES/jn 3

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Claims

drying. ERNST STR/-"MAN N

PATENTANWA.
D-4000 DÜSSELDORF 1 · SCi -DOV/PI. .TZ 9

48,307
8002

Düsseldorf, 12. Feb. 1980

•Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

'Patentansprüche ;

.1. Sicherheitsimpulsgenerator zur Lieferung von Impulsen, die auf ein Eingangssignal reagieren, gekennzeichnet durch Schaltereinrichtungen (318), die mit dem Eingangssignal verkoppelt sind, um einen ersten Ausgangsimpuls zu liefern, durch ein erstes Impedanzglied (328), Energiespeichereinrichtungen (326) , die mit dem ersten Impedanzglied (328) und den Schaltereinrichtungen (318) verkoppelt sind, um eine vorbestimmte Energiemenge zu speichern, die von der Dauer des ersten Ausgangsimpulses festgelegt wird, durch ein zweites Impedanzglied (322), eine lichtemittierende Diode (336), die so angeschlossen ist, daß sie einen Eingang von den Speichereinrichtungen (326) und dem zweiten Impedanzglied (332) aufnimmt, um einen gewünschten Photonenausgang gemäß der vorbestimmten Menge der gespeicherten Energie zu liefern, und durch photoempfindliche Schaltereinrichtungen (337), um einen zweiten Ausgangsimpuls aufgrund des gewünschten Photonenausgangs zu liefern.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal einen ersten Steuerimpuls umfaßt, der nach

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einer vorbestimmten Zeitperiode durch einen zweiten Steuerimpuls gefolgt wird, wobei die Speicherung der Energie auf den ersten Steuerimpuls reagiert, während der Photonenausgang auf den zweiten Steuerimpuls reagiert.
3. Gerät nach" Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß.die Zeitperiode die Energiemenge bestimmt,, die nach der Lieferung des ersten Steuerimpulses und vor der Lieferung des zweiten Steuerimpulses gespeichert wird.
4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeichereinrichtungen (326) zusammen mit dem ersten Impedanzglied (328) eine Ladezeitkonstante ergeben, um die Speicherung der Energie zu steuern, und daß die Energiespeichereinrichtungen (326) mit dem zweiten Impedanzglied (322) eine Entladezeitkonstante bilden, um die Lieferung des gewünschten Photonenausganges zu steuern.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladezeitkonstante größer als die Entladezeitkonstante ist.
6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal ein Eingangsimpuls ist, wobei der erste Ausgangsimpuls eine Zeitdauer aufweist, die größer als die Zeitdauer des Eingangsimpulses ist.
7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem Zeitsteuerspursignal arbeitet, einschließlich einer Folge von Zeitsteuerimpulsen, die von einer Lücke in diesen Zeitsteuerimpulsen gefolgt wird, einschließlich ersten Pulsformereinrichtungen (342), die auf die Lücke reagieren, um das Eingangssignal zu liefern, und durch eine Vielzahl von zweiten Pulsformereinrichtungen (340, 344 ...), die jeweils auf das Eingangssignal (314) sowie unterschiedliche Zeitsteuerimpulse (338) reagieren, um einen Ausgangssteuerimpuls gemäß dem zeitlichen Auftreten des jeweiligen Steuerimpulses zu liefern.

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8. Gerät nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von zweiten Pulsformereinrichtungen (340, 344 ...), die aufeinanderfolgend wirksam werden, so daß jede der Einrichtungen nach der ersten Einrichtung auf den Ausgangssteuerimpuls der nächstvorhergehenden zweiten Pulsformereinrichtung reagiert, bis die Lücke in den Zeitsteuerimpulsen auftritt.
9. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Pulsformereinrichtungen (342) derart arbeiten, daß sie die Vielzahl von zweiten Pulsformereinrichtungen (340, 344 ...) nach dem Auftreten der Lücke in dem Zeitsteuerspursignal zurückstellen.

Beschreibung;

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