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Schaltungsanordnung zur aufeinanderfolgenden Abfrage einer aus elektronischen
Schaltern als Speichereinheiten bestehenden Speicherkette mittels periodischer Impulse
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur aufeinanderfolgenden Abfrage
einer aus elektronischen Schaltern als Speichereinheiten bestehenden Speicherkette
mittels periodischer Impulse. Derartige Speicherketten finden Anwendung bei Geräten
der Impuls-Code-Fernsteuerung zum Bedienen und überwachen von Anlagen der elektrischen
Energieerzeugung und -verteilung über größere Entfernungen von einer zentralen Stelle
aus. Die Impuls-Code-Fernsteuerung arbeitet mit Hilfe eines festen Impulsrasters,
das von einem Taktgeber abgeleitet wird. Die von außen zu beliebigen Zeitpunkten
eintreffenden Befehle oder Meldungen müssen in dieses starre Impulssystem eingeordnet
werden. Es kann vorkommen, daß mehrere Befehle zeitlich zusammenfallen oder daß
beim Eintreffen eines Befehls die Fernsteuerung einen vorgängig eingetroffenen Befehl
sendet oder empfängt. Daher müssen die Befehle vorerst in eine Speicherkette eingetastet
werden, die in regelmäßigen Zeitabständen durch einen Abfrageimpuls über ihren Zustand
abgefragt wird.
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Es ist bekannt, Befehle in eine Speicherkette mit elektronischen Schaltern
als Speichereinheiten einzutasten. Jedem Befehl ist hiebei ein elektronischer Schalter
zugeordnet, dessen Schaltzustand sich infolge des Steuerbefehls, nämlich des Schließens
oder öffnens eines Kontaktes, ändert. Von einem Taktgeber abgegebene Abfrageimpulse
werden an Abfrageanordnungen geführt, die ebenfalls aus elektronischen Schaltern
bestehen und als Ringzähler hintereinandergeschaltet sind. Durch geeignete Verbindung
der Abfrageanordnungen mit den Speichereinheiten wird erreicht, daß die Speichereinheiten
in regelmäßigen zeitlichen Abständen nacheinander abgefragt werden, wobei Speichereinheiten,
deren Schaltzustand durch das Vorhandensein eines Befehls geändert ist, in den ursprünglichen
Schaltzustand versetzt werden und gleichzeitig mit der Rückstellung von der betreffenden
Speichereinheit ein Ausgangsimpuls abgegeben wird.
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Die bekannte Anordnung weist verschiedene Nachteile auf. Da die Speichereinheiten
in zyklischer Reihenfolge abgefragt werden, ist es nicht möglich, die Befehle in
der zeitlichen Reihenfolge ihres Eintreffens auszuwerten. Eine Übertragung des wirklichen
und folgerichtigen Schaltablaufs ist deshalb nicht gewährleistet. Ferner kann die
Abfragegeschwindigkeit nicht sehr hoch gewählt werden, da in jeder Abfrageanordnung
der Kippvorgang einer bistabilen Schaltung ausgelöst werden muß. Erst durch diesen
Kippvorgang wird der Abfrageimpuls an die Abfrageanordnung der nächsten Speichereinheit
weitergegeben. Schließlich besteht immer die Möglichkeit, daß infolge der willkürlichen
zeitlichen Lage des Befehls das Eintreffen des Befehls in der Speichereinheit zusammenfällt
mit dem Eintreffen des Abfrageimpulses. Die beiden Impulse verschiedener Bedeutung
können sich in ihrer Wirkung gegenseitig aufheben, was einem Informationsverlust
gleichkommt.
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Diese Nachteile werden vermieden durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
zur aufeinanderfolgenden Abfrage einer aus elektronischen Schaltern als Speichereinheiten
bestehenden Speicherkette mittels periodischer Impulse, wobei der Schaltzustand
einer Speichereinheit durch das Vorhandensein eines Befehls geändert wird und bei
der durch den Abfrageimpuis bewirkten Rückstellung in den Ruhezustand ein Ausgangsimpuls
abgegeben wird. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung der
Speicherkette, daß der Abfrageimpuls immer dann die Speichereinheit durchläuft,
wenn diese sich im Ruhezustand befindet, jedoch von derjenigen Speichereinheit aufgehalten
und gelöscht wird, deren Schaltzustand geändert ist.
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Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau der Schaltungsanordnung gemäß
der Erfindung;
Fig. 2 zeigt als Beispiel die Ausführung der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung mit Hilfe von Transistoren.
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In Fig. 1 dienen die als elektronische Schalter ausgebildeten Speichereinheiten
1, 2 und 3 zur Speicherung der über die Leitungen 4, 5 und 6 eingetasteten Befehle.
Der Schaltzustand der Speichereinheit entspricht dem Ruhezustand, wenn der Teil
a des elektronischen Schalters gesperrt und der Teil b leitend ist wie in den abgebildeten
Speichereinheiten 1 und 3. Wenn über die Leitungen 4, 5 oder 6 der Speichereinheit
ein dem Befehl oder der Meldung entsprechender Impuls geeigneter Polarität und Amplitude
zugeführt wird; so ändert diese ihren Schaltzustand, so daß wie in Speichereinheit
2 der Teil a des elektronischen Schalters leitend und Teil b gesperrt ist.
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Im Taktgeber 12 werden die periodischen Abfrageimpulse erzeugt
und gelangen über das Tor 13, dessen Bedeutung noch erläutert wird, und über einen
gegebenenfalls vorgesehenen Verstärker an die Speichereinheit 1, ferner über ein
weiteres Tor 15 und einen Verstärker 16 an die Speichereinheit 2, dann über Tor
17 und Verstärker 18 an Speicher 3 und in gleicher Weise an alle weiteren gegebenenfalls
vorhandenen Speichereinheiten. Befindet sich die derart abgefragte Speichereinheit
im Ruhezustand; so übt der Abfrageimpuls keinen Einfluß aus. Hat die Speichereinheit
dagegen ihren Schaltzustand durch das Vorhandensein eines Befehls geändert, so wird
sie durch den Abfrageimpuls in ihren Ruhezustand zurückgekippt. Dies ist demnach
in Fig. 1 der Fall bei der Speichereinheit 2, die durch den Abfrageimpuls wieder
in den Ruhezustand gebracht wird. Durch die Rückstellung in den Ruhezustand wird
gleichzeitig ein Ausgangsimpuls an die Leitung 8 abgegeben, die beispielsweise zur
Vornahme einer Codierung an eine bestimmte Zahl von Sammelleitern 10, die zu einem
Halteregister 11 führen, angeschlossen ist.
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Erfindungsgemäß ist die Speicherkette so ausgebildet; daß der Abfrageimpuls
immer dann die Speichereinheit durchläuft; wenn diese sich im Ruhezustand befindet,
jedoch von derjenigen Speichereinheit aufgehalten und gelöscht wird, deren Schaltzustand
geändert ist. Dies wird in Fig. 1 durch die unmittelbar nach jeder Speichereinheit
vorgesehenen Tore 15 bzw. 17 erreicht, die durch den Schaltzustand der vor ihnen
liegenden Speichereinheiten gesteuert werden. Wenn sich z. B. die Speichereinheit
1 im Ruhezustand befindet, so ist das Tor 15 offen; der Abfrageimpuls wird also
an die nächste Speichereinheit weitergegeben. Wenn die Speichereinheit
2 durch das Vorhandensein eines Befehls ihren Schaltzustand geändert hat,
so ist Tor 17 geschlossen; der Abfrägeimpuls kann die nachfolgende Speichereinheit
3 nicht erreichen. Erst der folgende, vom Taktgeber abgegebene Abfrageimpuls wird
an die Speichereinheit 3 und die folgenden Speichereinheiten gelangen.
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Gemäß einer Weiterausbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
ist der Eingang der Speicherkette für weitere Abfrageimpulse gesperrt, solange das
Halteregister belegt ist. Durch diese Maßnahme wird vermieden, daß weitere Befehle
in das besetzte Halteregister gegeben werden, die dieses nicht mehr speichern kann,
und daß demnach ein intormationsverlust entstehen kann. Sobald das Halteregister
11 besetzt ist, schließt es das zwischen dem Taktgeber 12 und der ersten
Speichereinheit 1 liegende Tor, wodurch die Abfrageimpulse aufgehalten werden,
bis der Inhalt des Halteregisters verarbeitet und übermittelt worden ist.
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Da in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung der Abfrageimpuls
die Speichereinheit durchläuft und nicht durch einen elektronischen Schalter an
die nächste Speichereinheit weitergegeben werden muß, ist es möglich, eine sehr
hohe Abfragegeschwindigkeit zu verwirklichen. Beispielsweise kann die Laufzeit des
Abfrageimpulses pro Speichereinheit weniger als 0,7 #ts betragen. Die Abfrageimpulse
können zudem sehr kurz gemacht werden, so daß ein Auslöschen eines zur gleichen
Zeit eingetasteten Befehls-Impulses durch den Abfrageimpuls unmöglich gemacht ist.
Gegebenenfalls kann beim Zusammenfallen der beiden Impulse der Abfrageimpuls verschwinden,
was aber für die Abfrage durch den nächsten Impuls nur einen kleinen Zeitverlust
bedeutet. Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist zudem selbst bei einer
großen Zahl Speichereinheiten bei der Abfrage die Berücksichtigung der Reihenfolge
des Eintreffens der Befehle weitgehend gewährleistet. Besteht beispielsweise die
Speicherkette aus tausend Speichereinheiten, so ergibt sich ein Auflösevermögen
von ungefähr 2 bis 4 ms, d. h., wenn zwei von tausend Befehlen in einem solchen
zeitlichen Abstand auftreten, so wird ihre tatsächliche Reihenfolge immer noch erfaßt.
Der zeitliche Abstand zwischen Schaltvorgängen in Starkstromanlage, die in einem
verketteten Schaltablauf vorkommen, beträgt ein Mehrfaches dieses Auflösungsvermögens.
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In Fig. 2 bilden die Transistoren 1 und 2 bzw. 3 und 4 zusammen
mit den in bekannter Weise vorzusehenden Widerständen und Kondensatoren die elektronischen
Schalter der ersten beiden Speichereinheiten einer Speicherkette. Im Ruhezustand
ist der Transistor 2 bzw. 4 leitend.
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Vom Taktgeber 11 gelangt der Abfrageimpuls an den Tor- und Verstärkertransistor
12, der durch das Halteregister 10 gesteuert ist. Er ist geschlossen,
wenn vom besetzten Halteregister eine negative Spannung an den Emitter gelegt ist.
Bei offenem Tor 12 wird der Abfrageimpuls vom Transformator 13 an die erste
Speichereinheit und an Tor und Verstärker 14 übertragen. Letzteres ist durch
die Kollektorspannung des Transistors 2 gesteuert und in geöffnetem Zustand, wenn
Transistor 2 leitend ist. Auf gleiche Weise wird der Abfrageimpuls über den
Transformator 15 an die zweite Speichereinheit und alle folgenden geleitet: Durch
die Leitung 5 bzw. 6 wird ein positiver Befehlsimpuls auf die Basis der Transistoren
2 bzw. 4
gegeben und damit der Schaltzustand der Speichereinheit geändert.
Der Kollektor des gesperrten Transistors 2 ist demnach negativ und sperrt
den Tortransistor 14. Der vom Transformator 13 übertragene positive
Abfrageimpuls wird also am Tor 14 aufgehalten und gelöscht. Gleichzeitig
stellt er die Speichereinheit in den Ruhezustand zurück, wodurch über den Transformator
7 an den Sammelleiter 9 zum Halteregister 10 ein Ausgangsimpuls abgegeben wird.
Da der Kippvorgang der Speichereinheit bei der Rückstellung langsamer vor sich geht
als die Laufzeit des Abfrageimpulses vom Transformator 13 zum Tor 14, ist .es unmöglich,
daß der Abfrageimpuls an die nächste Speichereinheit kommt.
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In einer weiteren Ausführung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
ist ein Transistor des elektronischen Schalters als Tor für die Weiterleitung des
Abfrageimpulses geschaltet. Mit Vorteil werden
in diesem Fall der
Abfrageimpuls zur Basis der Transistoren 1 und 2 und der hier negative Befehlsimpuls
an die Basis des Transistors 1 geführt. Zur Vermeidung einer Änderung des Schaltzustandes
durch den Abfrageimpuls, falls kein Befehl in die Speichereinheit eingetastet ist,
soll das Rückführglied vom Kollektor des Transistors 2 zur Basis des Transistors
1 durch ein Tiefpaßglied ersetzt werden. Befindet sich die Speichereinheit im Ruhezustand,
so wird der Abfrageimpuls durch den Transistor 2 verstärkt und kann an einer
zweiten Sekundärwicklung des Transformators 7 abgenommen und der zweiten
Speichereinheit zugeführt werden. Ist der Schaltzustand der Speichereinheit durch
einen Befehl geändert, so verhindert der jetzt gesperrte Transistor 2 eine Weitergabe
des Abfrageimpulses, bewirkt dagegen mittels Transistor die Rückstellung
in den Ruhezustand.