DE3035896A1

DE3035896A1 - Schaltungsanordnung zur erzeugung von impulen bei stoerung der stromversorgung

Info

Publication number: DE3035896A1
Application number: DE19803035896
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Phys. 7257 Ditzingen Nitschke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-09-24
Filing date: 1980-09-24
Publication date: 1982-05-06
Also published as: US4429236A; FR2490829A1; FR2490829B1; DE3035896C2

Description

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Fd/Jä I6.9.I960

Robert Bosch GmbH,- TOOO Stuttgart 1

Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Impulsen bei Störung der Stromversorgung

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind schon Schaltungen bekannt, die beim Einschalten eines Mikroprozessors einen Rücksetzimpuls abgeben. Bei diesen Schaltungsanordnungen wird jedoch kein Rücksetzimpuls ausgelöst, wenn durch Spannungseinbrüche der Rechner in einen Undefinierten Zustand gelangt und nicht mehr weiterarbeiten kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs.hat demgegenüber den Vorteil, daß auch Spannungseinbrüche erkannt werden und zu einer Auslösung eines Impulses führen, mit dem ein Rechner in einen definierten Zustand gebracht werden kann. Hierbei ist die Höhe des .Spannungseinbruchs, bei dem ein Impuls ausgelöst wird, und die Dauer des Impulses einstellbar. Dadurch kann die Schaltung an unterschiedliche Geräte und Schaltungcanordnungen angepaßt werden. Unabhängig davon kann auch die Dauer

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des Impulses beim Einschalten des Gerätes festgelegt werden, so daß mit der Schaltung unterschieden werden kann, o"b ein Gerät eingeschaltet wird oder ob ein Spannungseinbruch vorlag.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen' sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Schaltungsanordnung möglich. Eine besonders geeignete Möglichkeit ist, den Widerstand über einen Schalter gegen Masse zu schalten und den invertierenden Eingang des Verstärkers über ein R-ückkopplungsnetzwerk mit dessen Ausgang zu verbinden. Dabei kann der Schalter vom Gerät selbst bedient werden, so daß ein-Impuls nur dann ausgelöst wird, wenn ein Spannungseinbruch auch zu einer Störung im Gerät geführt hat. Eine solche Störung kann beispielsweise sein, wenn ein vorgegebener Zählerstand nicht innerhalb .einer vorgegebenen Zeit erreicht wird oder eine Spannung nicht innerhalb einer gewissen Zeit auf einen bestimmten Wert angestiegen ist. Diese Schaltungsanordnung ist besonders für den Betrieb in Mikroprozessoren geeignet, wobei der Schalter vom Mikroprozessor gesteuert wird. Dadurch können Fehler bei der Programmbearbeitung durch den Mikroprozessor erkannt werden, die dann einen Impuls bewirken, der den Mikroprozessor in seine Grundstellung bringt. Dieser Schalter ist zweckmäßigerweise als Transistorschalter auszuführen, wobei, sowohl normale Transistoren als auch Feldeffekttransistoren geeignet sind. Die gesamte Schaltungsanordnung läßt sich dann auch einfach integiert ausführen."

Zeichnung

Ausführungsteχspiele der Erfindung sind in der Zeichnung, dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung, Fig. 2 eine weifere Schaltungsanordnung nach der Erfindung und Fig. 3'- ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 2.

Beschreibung der Ausführungsheispiele

In Fig. 1 ist an der Versorgungsspannungsleitung 1 ein Kondensator 2 angeschlossen, der über einen Widerstand · 3 zur Masseleitung führt. Parallel zum Widerstand 3 ist eine Diode k geschaltet, deren Anode gegen die Masse- · leitung führt. Zwischen Kondensator 2 und Widerstand 3 · ist ein Schutzwiderstand 5 angeschlossen, der zu dem invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers 6 führt Der nicht invertierende Eingang des Differenzverstärkers 6 ist an einen Spannungsteiler mit den' Widerständen T und 8 angeschlossen, wobei der Widerstand 7 mit der Versorgungsspannungsleitung 1 und der Widerstand 8 mit der Masseleitung verbunden ist. Vom Ausgang des Differenzverstärkers 6 führt ein Widerstand 9 zur Ver-sorgungsspannungsleitung 1 und ein Widerstand 10 zum nicht invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 6. Am Ausgang des Differenzverstärkers 6 ist auch der Impuls abgreifbar.

Nach dem Einschalten der "Versorgungsspannung ist das Potential am invertierenden Eingang des als Komparator

geschalteten Differenzverstärkers 6 höher als. am nicht invertierenden Eingang. Man erhält daher ein O-S.ignal am Ausgang des als Komparator" geschalteten Differenzverstärkers 6. Dieses Signal dient beispielsweise sum Rücksetzen eines Mikrocomputers. Über den Widerstand 3 wird nun der Kondensator 2 aufgeladen, so daß nach einer bestimmten Zeit der Komparatorausgang umschaltet. Der Umschaltzeitpunkt und damit die Dauer des Impulses ist im wesentlichen durch die Zeitkonstante bestimmt, die sich aus dem Widerstand 3 und dem Kondensator 2 ergibt, wenn die Widerstände T und 8 festgelegt sind. Am Komparatorausgang liegt nun das Signal 1 an.

Bei Spannungseinbrüchen der Versorgungsspannung, die größer als eine Diodenstrecke sind, wird der Kondensator 2 über die Diode h entladen. Wird danach die Versorgungsspannung angehoben, so wird je nach Lage der Schwellspannung, die durch die Widerstände T₅ 8 und 10 bestimmt ist, ein Impuls ausgelöst, dessen Dauer aufgrund der Hysterese der Schaltung durch den Wert des Widerstandes 10 festgelegt wird. Die Größe der Spannungseinbrüche, bei denen ein Impuls ausgelöst wird, kann also über die Widerstände T und 8 genau definiert werden. Mit maßgebend ist auch die Größe des 'Widerstands 10. Die Dauer de.s Impulses ist durch den Widerstand 10 bestimmt. Wird als Differenzverstärker 6 e-in empfindliche Operationsverstärker verwendet, beispielsweise der Typ LM 139 der Firma National Semiconductor, so können bei Bedarf bereits Spannungseinbrüche von etwa 0,5 V erkannt werden, da die Schaltschwelle nahezu auf Masse gelegt werden, kann

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In Fig. 2 ist an der Spannungsversorgungsleitung 11 ■wiederum ein .Kondensator 12 angeschlossen, der über einen Widerstand 13 und der Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 1k mit der Masseleitung in Verbindung steht. Zwischen dem Kondensator 12 und dem Widerstand 13 ist. der invertierende Eingang eines Operationsverstärkers 15 angeschlossen. Der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers 15 ist mit den Widerständen 16 und 17 verbunden, die einen Spannungsteiler bilden, -wobei der Widerstand 16 an die Versorgungsspannungsleitung 11 und der Widerstand 1T an die Masseleitung angeschlossen sind. Am Ausgang des Operationsverstärkers 15 führt ein Widerstand 18 zur Versorgungsspannungsleitung 11, während ein Widerstand 19 mit dem invertierenden Eingang und ein Widerstand 20 mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers -15 verbunden ist. Am Ausgang des Operationsverstärkers 15 ist ebenfalls der Impuls abnehmbar'. Von einem Eingang 21 führt ein Widerstand 22 und ein Kondensator 23 zur Basis des Transistors Ik. Zum Schutz des Transistors ist an dessen Basis des weiteren ein Widerstand 25 und eine Diode 2k angeschlossen, die andererseits mit der Masseleitung verbunden sind.

Die Funktion dies.er Schaltungsanordnung sei anhand der Fig. 3 näher erläutert. Die Schalt schwellen des als Komparator geschalteten Operationsverstärkers 15 werden wiederum durch die Widerstände 16, 17 und 20 bestimmt. Insbesondere durch den Widerstand 20 ist dabei auch die Hysterese des Komparators festgelegt, der die Schaltdauer bestimmt. -Der Widerstand 19 und der Kondensator 12 ergänzen die Sch.altungs-

anordnung zu einem RC-Oszillator, dessen Frequenz durch diese beiden Bauelemente /bestimmt ist. Wird am Ausgang des Operationsverstärkers 15 ein inverses Signalverhalten gewünscht, so kann der Kondensator 12. auch mit der Masse verbunden verd'en. Dies richtet sich nach dem-gewünschten Potential am Ausgang des Operationsverstärkers 15 nach dem Einschalten der Versorgungsspannung.

In Fig. 3a ist der Signalverlauf am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 6 dargestellt, während in Fig. 3b das Signal am nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 6 aufgezeigt ist. Beim Einschalten der Versorgungsspannung ist das Potential am invertierenden "Eingang des !Comparators höher als am nicht invertierenden Eingang. Am Ausgang des Operationsverstärkers erhält man daher ein O-Signal, das zum Rücksetzen des anschlossenen Gerätes 'dient. Über Widerstand 19 wird nun der Kon-'densator 12 aufgeladen, so daß nach einer vorgegebenen Zeit der Komparator umschaltet. Am Ausgang liegt nun ein 1-Signalan, das nun wiederum den Kondensator 12 entlädt. Wach Abschluß des Rücksetzvorganges beginnt nun im Mikroprozessor ein Programm zu laufen, das so gestaltet ist, daß nach Ablauf des Programms'oder bei längerem-Programm in bestimmten Zeitintervallen an einem Ausgang des Mikroprozessors Impulse abgegeben werden, die dem .Eingang 21 der Schaltungsanordnung zugeführt werden. Mit dem Auftreten eines Impulses nach Fig. 3c wird damit der·Transistor 1k leitend geschaltet und der Kondensator 12 sehr schnell aufgeladen. Nach dem

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Schließen des Transistors entlädt sieh der kondensator 12 wiederum über den Widerstand 19. Tritt nun ein Fehler im Programmablauf ein, der "bei einem geprüften Programm meist durch Spannungseint>rüche "bewirkt wird, so gelangt der Folgeimpuls nicht rechtzeitig an den Eingang 21. Der Kondensator 12 entlädt sich soweit, daß die obere Schwellspannung, die in Fig. 3a strichpunktiert eingezeichnet ist, erreicht wird und der Komparator umschaltet, so daß an dessen Ausgang "wiederum ein Rücksetzimpuls auftritt. Durch die Rückkopplung über den Widerstand 20 macht sich das auch am nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 15 durch einen Spannungseinbruch entsprechend Fig. 3b bemerkbar. Über den Widerstand 19 wird nun der Kondensator 12 wieder entladen, bis die untere Schwelle erreicht ist. Danach schaltet der Ausgang des Komparators wiederum auf ein' 1-Signal,. der Mikrocomputer ist wieder startbereit, so daß ein neuer Programmablauf beginnen kann.

Die Schaltungsanordnungen sind auch leicht integrierbar ausführbar, so daß es besonders günstig ist, diese Schaltungen bereits im Mikrocomputer mit zu integrieren.

Claims

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R.6573 ■

yd/Ja ίο.9.1980

Robert Bosch GmbH, TOOO Stuttgart 1

Ansprüche

1 J Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Impulses bei einer Unterbrechung oder Störung der Stromversorgung, insbesondere Rücksetzimpulse für Zähler oder Mikroprozessoren, mit einem Verstärker, dessen nicht invertierender Eingang vorzugsweise mit Widerständen auf ein festes Potential gelegt ist und über ein Rückkopplungsnetzwerk mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden ist und an dessen invertierenden Eingang ein Widerstand und ein Kondensator angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (3) gegen Masse und zum Widerstand (3) parallel eine Diode (k) geschaltet ist.
2. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Impulses bei einer Unterbrechung oder Störung der Stromversorgung, insbesondere Rückset ζimpulse für Zähler oder Mikroprozessoren, mit einem Verstärker, dessen nicht invertierender Eingang vorzugsveise.mit Widerständen auf ein festes Potential gelegt ist und über

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ein Rückkopplungsnetzwerk mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden ist und an dessen invertierenden Eingang ein Widerstand" und ein Kondensator angegeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (13) über einen Schalter ( 1 ^t-) gegen Masse geschaltet ist und der invertierende Eingang des Verstärkers (15) über ein Rückkopplungsnetzverk (19) mit dessen Ausgang verbunden ist.

3· Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (Ak) von einem Mikroprozessor gesteuert wird.

k. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3., dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter als Transistor ausgebildet ist.