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Z e itver zögerung ss chalter
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Die Erfindung betrifft einen Zeltverzögerungsschalter mit einer Impuls-Zähleinrichtung
ursd zugeordneten Logikbauteilen zum verzögerten Ein- oder Ausschalten einer vom
Zeitverzögerungsschalter gesteuerten Einrichtung in Abhängigkeit vom Vorhanden-
oder Nichtvorhandensein einer Impuls- -reihe am Eingang des Zeitverzögerungsschalters.
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Aus der PCT-Anmeldung mit der deutschen Rollennummer 29 34 890 ist
eine Verzögerungsschaltung mit einem Zähler, mit einer bistabilen Kippstufe und
mit logischen Gatterschaltungen bekannt. Diese Verzögerungsschaltung bildet elektronisch
eine Verzögerungsschaltung mit einem RC-Glied weitgehend nach.
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Zur Realisierung des Zählers sind bistabile Kippstufen in Serie geschaltet.
Ist ein Eingangssignal vorhanden, so werden die bistabilen Kippstufe des Zählers
und die in Serie zum Zähler liegende bistabile Kippstufe im zurückgesetzten Zustand
gehalten. Ein Taktpuls, einer vom Eingangssignal unabhängigen Taktquelle, wird einer
ersten Stufe des Zählers zugeführt und bei fehlendem Eingangssignal gezählt.
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Dieser Zählvorgang wird dadurch ermöglicht, daß über eine logische
Gatterschaltung, im Aus führungsbei spiel eine NOR-Schaltung, die bistabilen Kippstufen
dann nicht zurückgesetzt sind (Aufhebung des Rücksetzsignals>. Wird ein vorgebbarer
maximaler Zählerstand des Zählers erreicht, so wird die bistabile Kippstufe gesetzt.
Die eingestellte Verzögerungszeit (Verzögexungsintervall) entspricht der Zeitspanne
zwischen 11Aufhebung des Rücksetzsignals" und aSetæsignal" für die bistabile Kippstufe.
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Die bekannte Verzögerungsschaltung zur Realisierung einer Ausschaltzeitkonstante
weist den Nachteil auf, daß das Auftreten kurzzeitiger Impulse im Eingangssignal
nach 13Aufhebung des RUcksetzsignalsa jeweils den Zählvorgang unterbrechen und dadurch
die Dauer des Verzögerungsinter-
valls beeinflussen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Zeitverzögerungsschalter der eingangs
genannten Art so anzugeben, daß kurzzeitige Unterbrechungen einer Impulsreihe oder
vereinzelt auftretende Impulse am Eingang des Zeitverzögerungsschalters keine Zustandsänderungen
an dessen Ausgang hervorrufen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zeitverzögerungsschalter
einen Impulsgenerator enthält, dessen Puls an den Takteingang eines ersten Zählers
anliegt, daß die Impulsreihe an den Takteingang eines zweiten iählers angeschaltet
ist, daß Ausgangssignale des ersten Zählers und die Impulsreihe einer Steuer schaltung
mit logischen Gatterschaltungen zugeführt sind, daß mit Hilfe der Steuerschaltung
die Zähler rückstellbar sind und daß die Steuerschaltung mit einem Schalter-Latch
verbunden ist.
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Der erfindungsgemäße Zeitverzögerungsschalter weist als Vorteil auf,
daß auf die Verwendung von Kondensatoren verzichtet werden kann und daß keine Abgleiche
des Zeitverzögerungsschalters erforderlich sind. Die gewünschte Zeitverzögerung
für Ein-bzw. Ausschalten kann in einfacher Weise durch die vorbestimmbaren Zählwerte
der beiden Zähler erreicht werden. Weiterhin ist von Vorteil, daß die Impulsreihe
für ein erstes vorgebbares Zeitintervall (Einschaltzeitkonstante Tein) ohne Unterbrechungen
(Lücken) vorhanden sein muß,bevor der Zeitverzögerungsschalter eine Einrichtung
einschaltet. Diese Unempfindlichkeit gegen vereinzelt auftretende Impulse ist cür
das Zeitverzögerungsintervall beim Einschalten gegeben. Für das Zeitintervall beim
Ausschalten ist dementsprechend von kurzzeitigen Unterbrechungen der Impulsreihe
auszugehen. Diese Unempfindlichkeit gegen "Störsignale" ist in gleicher Weise bei
einem RC-Glied feststellbar. Die Impulsreihe muß mindestens während der
Verzögerungsintervalle
vorhanden bzw. nicht vorhanden sein, bevor der Zeitverzögerungsschalter die Einrichtung
ein- bzw. ausschaltet.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des Zeitverzdgerungsschalters ist
in den Unteransprüchen angegeben.
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Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, daß die Schaltungsanordnung
leicht integrierbar ist, wodurch die Herstellungskosten vermindert werden können.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform für einen Zeitverzögerungsschalter gemäß der
Erfindung und Fig.2a, 2b einen Phasenplan für die Ausführungsform nach Fig. 1.
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In Fig. 1 wird einem Zeitverzögerungsschalter 1 eine Impulsreihe S:zugeführt.
Aufgrund des Vorhanden- oder Nichtvorhandenseins der Impulsreihe 5 sollen in einer
in der Zeichnung nicht dargestellten Einrichtung eine Vielzahl von Operationen in
einer vorbestimmten zeitlichen Reihenfolge ausgeführt werden. Ist die Einrichtung
beispielsweise bn elektrisches Gerät mit Programmsteuerung und Mikroprozessoren,
so ist neben einer Verzögc rung des Beginns der Funktion des Gerätes auch eine Verzögerung
bei der Beendigung der Funktion erfrderlich.
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Andernfalls kann beispielsweise ein Mikroprozessor zur Ausführung
unzulässiger Befehle veranlaßt werden. Am Ausgang des Zeitverzögerungsschalters
1 steht ein Signal A an, aus dem ein Einschalt- bzw. Ausschaltbefehl. für die Einrichtung
ableitbar ist. Eine Zustandsänderung des Signals A ist entsprechend dem Vorhanden-
oder Nichtvorhandensein der Impuls reihe S um ein Einschalt- bzw.
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Ausschaltverzögerungsintervall im folgenden als Einschaltzeitkonstante
Tein (Zeitintervall zwischen Vorder-
flanken von S) bzw. Ausschaltzeitkonstante
Taus (Zeitintervall zwischen Rückf.lanke von S und Vorderflanken von P) verzögert.
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Die Impuls reihe S wird einem Takteingang T2 eines Vorwärtszählers
4 (zweiter Zähler) und einem ersten Eingang eines UND-Gatters 6 zugeführt. Der Zeitverzögerungsschalter
1 enthält einen Impulsgenerator 2, dessen Puls P an einen Takteingang T1 eines ersten
Zählers 3 anliegt.
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Der Puls P bzw. die Impulsreihe S werden im ersten Zähler 3 bzw. im
zweiten Zähler 4 durch deren maximalen Zählwert heruntergeteilt. Mittels einer Steuerschaltung,
bestehend aus einem NOR-Gatter 5, dem UND-Gatter 6 und einem ODER-Gatter 7, wird
vermieden, daß "Störsignale" mit einem Zeit intervall kleiner der Einschaltzeitkonstante
Tein bzw. kleiner der Ausschaltzeitkonstanten Taus zu Zustandsänderungen am Ausgang
eines Schalter-Latch 8 und damit zu Zustandsänderungen im Ausgangssignal A des Zeitverzögerungsschalters
1 führen . Die Funktionsweise derartiger digitaler Verknüpfungsglieder wird als
bekannt vorausgesetzt. Weiterhin werden Ausgänge QO, ... QN des ersten Zählers 3
an jeweils einen Eingang des NOR-Gatters 5 geführt. Der maximale Zählwert des Rückwärtszählers
3 ist mit N bezeichnet. Am Ausgang des R NOR-Gatters 5 erscheint bei nicht vorhandener
Impulsreihe S (keine Rückstellung des ersten Zählers 3) eine Folge von Rückstellimpulsen
im zeitlichen Abstand von NR PI (Impulsdauer P1). Das Schalter-Latch 8 ist beim
bevorzugten Ausführungsbeispiel als bistabile Kippstufe 8 realisiert. Die Rückstellimpulse
am Ausgang des NOR-Gatters 5 werden sowohl einem Rücksetzeingang R der bistabilen
Kippstufe 8 als auch über einen ersten Eingang des ODER-Gatters 7 einem Rücksetzeingang
R des zweiten Zählers 4 zugeführt. Bei vorhandener Impulsreihe S zählt der Vorwärts
zähler 4 deren Impulse. Der zeitliche Abstand der Vorderflanken eines Signals am
Ausgang U des Vorwärtszählers 4 ist ein Vielfachess entsprechend dem maximalen Zählwert
des Vorwärtszählers 4, des zeitlichen
Abstands der Vorderflanken
der Impulse de.r Impulsreihe S. Dieses Signal, welches unter der Bedingung -kein
Rtskstellimpuls am Rücksetzeingang R des Vorwärtszählers 4 - am Ausgang Ü entsteht,
entspricht der Einschaltzeitkonstanten Tein und wird einem Takteingang T3 der bistabilen
Kippstufe 8 zugeführt. Das Signal A des Zeitverzögerungsschalters 1 ist über einen
zweiten Eingang des UND-Gatters 6 sowohl einem Rücksetzeingang R des Rückwärts zählers
3 als auch einem zweiten Eingang des ODER-Gatters 7 zugeführt.
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Wird dem Zeitverzögerungsschalter 1 keine Impulsreihe S zugeführt,
so wird der Rückwärts zähler 3 nicht zuxUckgesetzt und liefert eine Folge von Rückstellimpulsen
an den Vorwärtszähler 4 und an die bistabile Kippstufe 8.
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Die Rücksetzung der bistabilen Kippstufe 8 bewirkt, daß an deren Ausgang
das Signal A dem Aus-Steuerbefehl des Zeitverzögerungsschalters 1 für die Einrichtung
entspricht.
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Eine Folge von Impulsen für ein Zeitintervall kleiner der Einschaltzeitkonstanten
Tein, also ein Störsignal", bewirkt keine Zustandsänderung der bistabilen Kippstufe
8.
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Die Zahl der Impulse wird zwar im Vorwärtszähler 4 festgestellt, der
Zählerstand wird jedoch bei jedem Rückstellimpuls des Rückwärtszählers 3 gelöscht.
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Wird während des Zeitintervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Rückstellimpulsen der maximale Zählwert des Vorwärtszählers 4 erreicht, so tritt
eine Zustandsänderung am Ausgang der bistabilen Kippstufe 8 auf. Diese Zustands
änderung im Signal A des Zeitverzögerungsschalters 1 bewirkt das Einschalten der
Einrichtung. Das Signal A erzeugt zusammen mit der Impulsreihe S über das UND-Gatter
6 bei jedem Impuls der Impulsreihe S einen Rückstellimpuls für den Rückwärtszähler
3.
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Ist das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Impulsen
der Impulsreihe S größer als die Ausschaltzeitkonstante Taue, so werden den Vorwärts
zähler 3 und die bistabile Kippstufe 8 wieder zurückgesetzt. Im Ausgangs signal
A des Zeitverzögerungsschalters 1 tritt eine Zustandsänderung auf, wodurch die Einrichtung
ausgeschaltet wird. Die Ausschaltzeitkonstante Taus wird im wesentlichen, d.h. abgesehen
von Gatter-Laufzeiten, durch die Frequenz des Pulses T geteilt durch den maximalen
Zählwert des Rückwärtszählers 3 bestimmt. Bei der Festlegung des maximalen Zählwerts
der Zähler 3,4 ist zu beachten, daß NR> N5 ist.
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Im Phasenplan nach Fig.2a, 2b ist der zeitliche Verlauf der Impulsreihe
S und des Signals A des Zeitverzögerungsschalters 1 dargestellt. Die Impulsreihe
S bzw. das Signal A nehmen im zeitlichen Verlauf entweder einen logischen H-Pegel
oder einen logischen L-Pegel an. Wie aus der Fig.2a, 2b zu entnehmenl, führen "Störsignale"
mit einem Zeit intervall kleiner der Einschaltzeitkonstanten Tein bzw. der Ausschaltzeitkonstanten
Taus nicht zu Zustandsänderungen im Signal A des Zeitverzögerungsschalters 1.
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L e e r s e i t e