Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung nach dem
Oberbegriff des Anspruches 1. Eine derartige Schaltung ist aus
der EP 02 69 818 A1 bekannt.The invention relates to a circuit according to the
Preamble of claim 1. Such a circuit is made
EP 02 69 818 A1.
Bei der Steuerung sicherheitskritischer Prozesse, beispiels
weise in der Eisenbahnsignaltechnik, mit elektronischen Mit
teln wird eine sichere Datenverarbeitung in mindestens zwei
voneinander unabhängigen Schaltwerken, vorzugsweise Mikro
computern verlangt. Diese Mikrocomputer bearbeiten das zur
Ausführung jeweils anstehende Problem vorzugsweise nach iden
tischen Programmen und vergleichen sich ständig auf Überein
stimmung. Nur solange beide Mikrocomputer bei allen Verarbei
tungsschritten Übereinstimmung feststellen oder aber mindestens
die zur Ausführung anstehenden Arbeitsergebnisse oder Zwischen
ergebnisse identisch sind, wird die Datenverarbeitung fortge
setzt bzw. eine Datenausgabe veranlaßt. Ausgangspotential der
Wertigkeit H (High) ist dabei stets dem gefährlicheren Betriebs
zustand, z. B. einem Fahrtbegriff, Ausgangspotential der Wertig
keit L (Low) dem ungefährlicheren Betriebszustand, z. B. dem
Haltbegriff, eines zu steuernden Verbrauchers, in diesem Falle
eines Lichtsignals, zugeordnet; beim Abschalten eines Daten
verarbeitungssystems oder mindestens seiner Ausgabeschalt
mittel wird der von dort bediente Anlagenteil automatisch in
den sicherheitsunbedenklichen Betriebszustand überführt. Aus
Redundanzgründen wird vielfach ein dritter Mikrocomputer vor
gehalten, der das gleiche Problem wie die übrigen beiden Mikro
computer bearbeitet und im Störungsfall die Aufgaben eines ge
störten Mikrocomputers übernimmt. In einem solchen System
werden die von den drei Mikrocomputern stammenden, auf zuge
hörige interne oder externe Datenkanäle geschalteten Daten
ständig auf Übereinstimmung geprüft; Daten werden nur dann
zur weiteren Behandlung bzw. Datenausgabe freigegeben, wenn
mindestens zwei der drei Mikrocomputer gleiche Daten bereit
stellen.When controlling safety-critical processes, for example
wise in railway signaling, with electronic Mit
Secure data processing will be divided into at least two
independent switchgear, preferably micro
computers demands. These microcomputers work on that
Execution of the pending problem preferably according to iden
programs and constantly compare themselves
Mood. Only as long as both microcomputers with all processing
steps of agreement, or at least
the work results or intermediate pending
If the results are identical, data processing will continue
sets or causes a data output. Output potential of
Value H (high) is always the more dangerous operation
state, e.g. B. a driving concept, output potential of the value
speed L (Low) the less dangerous operating state, e.g. B. the
Stop concept, a consumer to be controlled, in this case
a light signal assigned; when switching off a data
processing system or at least its output switch
The system part operated from there is automatically switched to
transferred the safety-free operating state. Out
A third microcomputer is often used for reasons of redundancy
kept the same problem as the other two micro
computer processed and in the event of a fault the tasks of a ge
disrupted microcomputers takes over. In such a system
are the originating from the three microcomputers
appropriate internal or external data channels switched data
constantly checked for compliance; Only then will data
released for further treatment or data output if
at least two of the three microcomputers have the same data ready
put.
Die aus der EP 02 69 818 A1 bekannte digitale 2 von 3-Auswahl
schaltung besteht aus insgesamt sechs Optokopplern zur gal
vanischen Trennung der Eingabe- und Ausgabekanäle gegenein
ander und untereinander.The digital 2 of 3 selection known from EP 02 69 818 A1
circuit consists of a total of six optocouplers to the gal
Vanic separation of the input and output channels against each other
different and among each other.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine ebenso sichere Auswahl
schaltung mit einer geringeren Anzahl von Bauelementen zu
realisieren.The object of the invention is an equally safe selection
circuit with a smaller number of components
realize.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merk
malen des Anspruches. Sie ist nachstehend anhand eines in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention solves this problem with the characteristic feature
paint the claim. It is shown below in the
Drawing illustrated embodiment explained in more detail.
Die Zeichnung zeigt eine aus vier Optokopplern OK1, OK2.1,
OK2.2, OK3 und einer Diode D bestehende digitale Auswahlschal
tung, deren Eingängen E1 bis E3 die an nicht dargestellten
Datenkanälen anliegenden digitalen Daten zugeführt werden. Die
Eingänge E1 und E3 sind auf die Sendedioden der Optokoppler
OK1 bzw. OK3 geschaltet; die Sendedioden der beiden Optokopler
OK2.1 und OK2.2 sind in Reihe geschaltet und auf den Eingang
E2 geführt. Ausgangsseitig speisen die drei Optokoppler auf
ein gemeinsames ODER-Glied O, das dem Ausgang A der Auswahl
schaltung vorgeschaltet ist; dieses ODER-Glied ist als wired-
OR ausgeführt.The drawing shows one of four optocouplers OK1, OK2.1,
OK2.2, OK3 and a diode D existing digital selection scarf
device, the inputs E1 to E3 of which are not shown
Digital channels are supplied to data channels. The
Inputs E1 and E3 are on the transmission diodes of the optocouplers
OK1 or OK3 switched; the transmit diodes of the two optocouplers
OK2.1 and OK2.2 are connected in series and to the input
E2 led. The three optocouplers feed on the output side
a common OR gate O, the output A of the selection
circuit is connected upstream; this OR gate is wired
OR executed.
Führen die Eingänge E1 und E2 H-Potential, so werden die
Schalttransistoren der Optokoppler OK1, OK2.1 und OK2.2 durch
gesteuert. Über die Schaltstrecken der Optokoppler OK1 und
OK2.2 ist dann am Ausgang A der Auswahlschaltung H-Potential
abgreifbar unabhängig davon, ob auch am Eingang E3 H-Poten
tial anliegt. Führen die Eingänge E2 und E3 H-Potential, so
sind die Schalttransistoren der Optokoppler OK2.1, OK2.2 und
OK3 durchgesteuert. Über die Schalttransistoren der Opto
koppler OK2.1 und OK3 wird dabei dem Ausgang A H-Potential
zugeführt, unabhängig von dem am Eingang E1 anliegenden
Potential. Führen die Eingänge E1 und E3 H-Potential, so sind
die Transistoren in den Optokopplern OK1 und OK3 durchge
steuert. Ober die Schaltstrecke des Schalttransistors im Opto
koppler OK1, eine in Durchlaßrichtung der anliegenden Ver
sorgungsspannung U geschaltete Diode D1 und die Schaltstrecke
des Transistors im Optokoppler OK3 liegt dann H-Potential am
Ausgang A. Führen mindestens zwei der Eingänge E1 bis E3
L-Potential, so ist ein Aufschalten von H-Potential auf den
Ausgang A nicht möglich; an diesem liegt dann das an einem
Begrenzungswiderstand anliegende Bezugspotential an. Ist eine
der zum Optokoppler führenden Eingangsleitungen oder eine der
von den Optokopplern zum Ausgang führenden Ausgangsleitungen
unterbrochen, so kann die Bewertung der Eingangsinformationen
fortgesetzt werden, solange den durch die Störung nicht direkt
betroffenen Optokopplern übereinstimmende Daten zugeführt
werden; der eingetretene Defekt hat dann die gleiche Auswirkung
wie ein fehlerhaft arbeitender Datenkanal. Weichen jedoch die
Eingangsdaten an den durch die angenommene Störung nicht be
troffenen Optokopplern voneinander ab, unterbindet mindestens
ein Optokoppler das weitere Aufschalten von H-Potential auf
den Ausgang der Auswahlschaltung, so daß an diesem nur noch
das sicherheitsunkritische L-Signal abgreifbar ist.If the inputs E1 and E2 have H potential, the
Switching transistors of the optocouplers OK1, OK2.1 and OK2.2
controlled. Via the switching distances of the optocouplers OK1 and
OK2.2 is then H potential at output A of the selection circuit
can be tapped regardless of whether H-pots also at the entrance E3
tial is present. If the inputs E2 and E3 have H potential, see above
are the switching transistors of the optocouplers OK2.1, OK2.2 and
OK3 controlled. Via the switching transistors of the Opto
Coupler OK2.1 and OK3 becomes the output A H potential
supplied, regardless of the applied at input E1
Potential. If the inputs E1 and E3 have H potential, then
the transistors in the optocouplers OK1 and OK3
controls. Above the switching path of the switching transistor in the opto
coupler OK1, one in the forward direction of the adjacent ver
supply voltage U switched diode D1 and the switching path
of the transistor in the optocoupler OK3 is then at H potential
Output A. Lead at least two of the inputs E1 to E3
L-potential, this is an application of H-potential to the
Output A not possible; this is because of one
Limiting resistance applied reference potential. Is a
the input lines leading to the optocoupler or one of the
output lines leading from the optocouplers to the output
interrupted, so the evaluation of the input information
be continued as long as the fault is not direct
Matched data supplied to the optocouplers concerned
will; the defect that has occurred then has the same effect
like a badly working data channel. However, they give way
Input data to the be caused by the assumed fault
affected optocouplers from each other, at least prevents
an optocoupler the further application of H potential
the output of the selection circuit, so that only this
the safety-critical L signal can be tapped.
Die erfindungsgemäße 2 von 3-Auswahlschaltung läßt sich mit
Vorteil sowohl dort einsetzen, wo ihren Eingängen z. B. über
zugeordnete Mikrocomputer sich zeitlich relativ rasch ändernde
Signale zur Bewertung zugeführt werden, aber auch dort, wo
diese Eingangssignale quasi stationär über längere Zeiten an
liegen, beispielsweise bei der Überwachung der Spannungsver
sorgung von dreikanalig ausgeführten Datenverarbeitungsanlagen.The 2 of 3 selection circuit according to the invention can be used
Use advantage both where their inputs z. B. about
assigned microcomputers changing relatively quickly in time
Signals for evaluation are supplied, but also where
these input signals quasi stationary over longer times
lie, for example when monitoring the voltage ver
supply of three-channel data processing systems.