DE3221364C2

DE3221364C2 - Schaltvorrichtung mit Verzögerungseinrichtung

Info

Publication number: DE3221364C2
Application number: DE3221364A
Authority: DE
Inventors: Hermann 6900 Heidelberg Berger
Original assignee: Chemie und Filter Verfahrenstechnik Kg 6900 Heidelberg De GmbH
Current assignee: Chemie und Filter Verfahrenstechnik Kg 6900 Heidelberg De GmbH
Priority date: 1982-06-05
Filing date: 1982-06-05
Publication date: 1984-03-22
Also published as: JPS592427A; US4498019A; DE3221364A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung mit Verzögerungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2.

Bei einer bekannten Schaltvorrichtung dieser Art (DE-OS 29 53 224) sind außer einem Zähler und Umkehrgliedern zahlreiche logische Verknüpfungsglieder und Flip-Flops vorgesehen. Der invertierte Eingangsimpuls wird in zwei NAND-Gliedern mit weiteren Signalen verknüpft, ehe er den Rückstelleingang des Zählers beeinflussen kann. Die aktiven Zählerausgänge sind über Verknüpfungsglieder und ein Flip-Flop mit dem Ausgang der Verzögerungseinrichtung verbunden. Erstrebt ist es hierbei, den Zähler so zu steuern, daß er dann, wenn in Abhängigkeit vom Eingangsimpuls ein erster vorgegebener Zählwert erreicht worden ist, über ein vorgegebenes Intervall unabhängig vom Vorhandensein oder NichtVorhandensein des Eingangsimpulses weitergezählt wird.

DE-OS 30 34 734 beschreibt ein Mehrfunktionszeitrelais mit einem Laufzeitoszillator, der einen Zähler, ein Umkehrglied und weitere Funktionseinheiten umfaßt. Die Schaltung besitzt ferner ein Flip-Flop und mehrere iogische Verknüpfungsglieder. Der Rückstelleingang des Laufzeitoszillators wird vom Flip-Flop gesteuert. Das Ausgajigssignal des Laufzeitoszillators wird in einem ODER-Glied mit einem weiteren Signal verknüpft, um das Ausgangssignal der Verzögerungseinrichtung zu bilden.

US-PS 32 60 912 beschreibt einen digitalen Verzögerungsgenerator, bei dem ein Eingangsimpuls zeitlich versetzt als Ausgangsimpuls abgegeben wird. Die Verzögerungszeit wird von einem monostabilen Multivibrator bestimmt, der mit Kondensatorladung arbeitet, wobei die Ladung d>jrch ein von einem Zähler gesteuertes Flip-Flop zeitweilig unterbrochen werden kann.

Andere bekannte Schaltvorrichiungen arbeiten mit elektrischen ÄC-Zeitgliedern. Diese lassen sich zwar konstruktiv einfach aufbauen. Die hiermit erzielbaren Verzögerungszeiten sind jedoch begrenzt, weil anderenfalls sehr große Kondensatoren benötigt werden. Diese sind nicht nur teuer und platzaufwendig, sondern haben auch erhebliche Toleranzen. Verzögerungszeiten über eine Minute sind auf diese Weise überhaupt nicht erzielbar.

Es ist auch bekannt, Schaltvorrichtungen mit einem Bimetall-Zeitgeber auszustatten. Dies erfordert aber einen erheblichen baulichen Aufwand. Außerdem ist die Genauigkeit gering und wird erheblich von der Umgebungstemperatur beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, mit der Einschalt- und/oder Ausschaltverzögerungen erheblicher Dauer mit hoher Genauigkeit und geringem Aufwand erzielbar sind.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltvorrichtung mit Einschaltverzögerung durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.

Die gleiche Aufgabe wird bei einer Schaltvorrichtung mit Ausschaltverzögerung durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 2 gelöst.

Im ersten Fall beginnt der Ausgangsimpuls mit der vorgegebenen Verzögerung und endet mit dem Eingangsimpuls. Im zweiten Fall beginnt der Ausgangsimpuls mit dem Eingangsimpuls und endet mit der vorgegebenen Verzögerung nach dem Eingangsimpuls. Der Ausgang der Verzögerungseinrichtung kann direkt oder über ein Umkehrglied mit dem Ausgang des Zählers verbunden werden, weil dieser Zählerausgang durch die Selbsthalteschaltung solange im gewünschten Ausgangszustand verbleibt, bis der Rückstelleingang durch die nächste schaltende Flanke des Eingangssignals, das über ein Umkehrglied oder direkt zugeführt wird, beaufschlagt wird. Der im Taktimpulsgeber üblicherweise vorgesehene /?C-Zeitgeber kann eine sehr kleine Zeitkonstante haben, da sich die Verzögerungszeit erst

durch Aufsummierung einer größeren Zahl von Taktimpulsperioden ergibt. Infolgedessen kann der Kondensator klein gehalten werden. Der bauliche Aufwand ist gering, da sowohl der Zähler als auch die aktiven Bauteile des Oszillators und die Umkehrstufen in billiger Weise als integrierte Schaltkreise verfügbar sind.

Eine Schaltvorrichtung mit wahlweiser Einschaltoder Ausschaltverzögerung prgibt sich durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 3. Hierbei wird die Tatsache ausgenutzt daß die Grundschaltungen für die Einschaltverzögerung und für die Ausschaltverzögerung sich lediglich geringfügig bezüglich der Einspeisung des Rückstellsignals und der Abnahme des Ausgangssignals unterscheiden, so daß die erwähnte einfache Umschaltvorrichtung genügt, um die Schaltvorrichtung universell anwendbar zu machen.

Mit der Ausführungsform des Anspruchs 4 läßt sich auf sehr einfache Weise sicherstellen, daß das Zählersignal aufrechterhalten bleibt.

Eine bevorzugte Ausführungsform beschreibt Anspruch 5. Da der Taktimpulsgeber ohnehin mit Hilfe zweier NOR-Giieder aufgebaut werden kann, kann man das eine dieser NOR-Glieder gleichzeitig als Sperrglied benutzen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung,

F i g. 2 Impulsverläufe bei der Einschaltverzögerung, und

F i g. 3 Impulsverläufe bei der Ausschaltverzögerung.

Ein Taktimpulsgeber 1 weist zwei NOR-Glieder 2 und 3, einen Widerstand 4, einen einstellbaren Widerstand 5 und einen Kondensator 6 auf. Am Ausgang 7 treten Taktimpulse P, auf, deren Periode vom ÄC-Zeitglied des Taktimpulsgebers 1 abhängt.

Die Taktimpulse P, werden dem cp-Eingang eines als Teiler geschalteten Zählers 8 zugeführt. Nach einer vorgegebenen Anzahl von Taktimpulsen erscheint am Ausgang 9, der im Ausführungsbeispiel dem Anschluß Qn entspricht, also nach 2048 Taktimpulsen, ein Zählersignal S/. Dieses Signal wird einer Selbsthalteschaltung 10 zugeführt, die unter Zuhilfenahme des NOR-Gliedes 2 ausgebildet ist. An den Eingang 11 der Verzögerungsschaltung kann ein Eingangsimpuls P_c gelegt werden, der mit Hilfe eines Kontaktes 12 eines Umschalters 13 entweder über ein Umkehrglied 14 oder direkt an den Rückstelleingang 15 des Zählers 8 gelegt werden. Mit Hilfe eines zweiten Kontakts 16 der Umschaltvorrichtung kann das Ausgangssignal S, des Zählers 8 wahlweise direkt oder über ein Umkehrglied 17 an den Ausgang 18 der Verzogerungsschaltung gelegt werden.

Der Ausgang 18 ist über einen Widerstand 19 mit dem Steuereingang eines Schaltorgans 20, hier einem Transistor, verbunden. Mit diesem Schaltorgan liegt ein Relais 21 in Reihe an der Betriebsspannung Ub- Das Relais ist durch eine P'reilaufdiode 22 überbrückt und kann zum Beispiel die Einspeisung eines Zusatzmittels in eine Flüssigkeit bewirken.

In der veranschaulichten Stellung der Umschaltvorrichtung 13 ergibt sich eine Einschaltverzögerung, wobei an den mit den Buchstaben A bis £ gekennzeichneten Stellen der Schaltung die aus F i g. 2 ersichtlichen

ίο Impulsverläufe sich ergeben. Das Eingangssignal P_e am Punkt A wird invertiert an der Stelle B als Rückstellsignal für den Zähler 8 benutzt Mit Beginn des Eingangssignals beginnt die Zählung. Das Zählersignal S₂ tritt an der Stelle C nach der Verzögerungszeit V auf. Gleichzeitig wird der Taktimpulsgeber 1 gesperrt. Der Ausgangsimpuls Pa an der Stelle E ist gleich dem Zählersignal.

F i g. 3 zeigt die Verhältnisse in der anderen Stellung der Umschaltvorrichtung 13, durch die eine Ausschaltverzögerung Kbewirkt wird. Hier wird der Eingangsimpuls Pc direkt an den Rücksteileingan.; 15 gelegt. Der Zähler wird hierdurch zwar zurückgestellt, kann aber noch nicht mit dem Zählen beginnen, solange der Eingangsimpuls anliegt Der Zähler 8 beginnt daher erst anschließend mit dem Zählen, so daß sich die Verzögerungszeit Van den Eingangsimpuls anschließt. Der Ausgangsimpuls Pa entspricht hierbei dem invertierten Zählersignal Sz.

Bei einer Ausführungsform bestand der Zähler aus einer Baueinheit vom Typ CD 4040. Das NOR-Glied 2 und die Umkehrglieder 3,14 und 17 lassen sich zu einer integrierten Schaltung zusammenfassen, beispielsweise vom Typ CD 4001. Bei einem Widerstand 4 von 47 k Ω ließ sich bei einem Kondensator 6 mit 15 nF eine Verzögerungszeit zwischen 2 und 34 s, bei einem Kondensator 6 von 0,1 μΡ eine Verzögerungszeit zwischen 15 und 256 s, bei einem Kondensator 6 von 0,22 μΡ eine Verzögerungszeit zwischen 32 und 553 s und bei einem Kondensator 6 von 1 μΡ eine Verzögerungszeit zwischen 154 und 2457 s, also mehr als 40 Minuten, erzielen.

Die Schaltvorrichtung ist beispielsweise dafür geeignet, ν ;nn Flüssigkeiten in Abhängigkeit von einer Leitwert- oder pH-Wert-Messung durch Zugabe eines Zusatzmittels regeneriert werden sollen. Die Eirschaltverzögerung wird beispielsweise angewendet, wenn bei einer solchen Messung kurzzeitige Überschreitungen des Sollwerts noch keine Regeneration auslösen sollen. Die Ausschaltverzögerung ist beispielsweise von Interesse, wenn während der Regeneration der einzustellende

so Maximalwert nur kurzzeitig erreicht wird.

Zum Justieren der Verzögerungszeit braucht nicht jeweils die gesamte Zähldauer des Zählers abgewartet zu werden. Vielmehr genügt es, die Frequenz des Taktimpulspebers auf einen der Verzögerungszeit entsprechenden Wert einzustellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltvorrichtung mit Verzögerungseinrichtung, deren Ausgangsimpuls ein Schaltorgan mit Verzögerung gegenüber der Einschaltflanke eines Eingangsimpulses einschaltet und die einen Taktimpulsgeber und einen hiervon gespeisten Zähler aufweist, der an seinem Ausgang nach einer vorgegebenen Taktimpulszahl ein Zählersignal abgibt, und mit einer Selbsthalteschaltung zum Aufrechterhalten dieses Zählersignals bis zur Rückstellung und erneuten Freigabe des Zählvorgangs versehen ist, wobei die Rückstellung des Zählers vom invertierten Eingangsimpuls abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsimpuls (P_e) über ein einziges Eingangsimpuls-Umkehrglied (14) auf den Rückstelleingang (15) des Zählers (8) wirkt und daß der Zählerausgang (9) umkehrfrei mit dem Ausgang (18) der Verzögerungseinrichtung verbunden ist.

2. Schälvorrichtung mit Verzögerungseinrichtung, deren Ausgangsimpuls ein Schaltorgan mit Verzögerung gegenüber der Ausschaltflanke eines Eingarigsimpulses ausschaltet und die einen Taktimpulsgeber und einen hiervon gespeisten Zähler aufweist, der an seinem Ausgang nach einer vorgegebenen Taktimpulszahl ein Zählcrsignal abgibt, und mit einer Selbsthalteschaltung zum Aufrechterhalten dieses Zählersignals bis zur Rückstellung und erneuten Freigabe des Zählvorgangcs versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsimpuls (P_r) umkehrfrei 4-uf den Rückstelleingang (15) des Zählers (8) wirkt und daß der ZäVerausgang (9) über ein einziges Umkehrglied («7) mit dem Ausgang (18) der Verzögerungseinrichtung verbinden ist.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Umschaltvorrichtung (13) mit einem ersten Kontakt (12), der den Rückstelleingang (15) in der ersten Stellung mit dem Ausgang des Eingangsimpuls-Umkehrgliedes (14) und in der zweiten Stellung mit dessen Eingang verbindet, und mit einem zweiten Kontakt (16), der den Ausgang (18)der Verzögerungseinrichtung in der ersten Stillung mit dem Eingang des Ausgangsimpuls-Umkehrgliedes (17) und in der zweiten Stellung mit dessen Ausgang verbindet.

4. Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Selbsthalteschaltung (10) ein vom Zählersignal (S₁) gesteuertes Sperrglied (2) aufweist, das die Abgabe von Taktimpulsen (Pi) verhindert.

5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktimpulsgeber (1) ein NOR-Glied (2) aufweist, dessen erster Eingang mit der übrigen Schaltung des Taktimpulsgebers und dessen zweiter Eingang mit dem Zählerausgang (9) verbunden ist.