DE1265782B - Schaltungsanordnung zur Unterdrueckung von Prellimpulsen, die beim Schalten einer mechanisch betaetigten Kontaktanordnung entstehen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al - 36/02

Nummer: 1 265 782

Aktenzeichen: J 28022 VIII a/21 al

Anmeldetag: 29. April 1965

Auslegetag: 11. April 1968

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Prellimpulsen, die beim Schalten einer mechanisch betätigten Kontaktanordnung entstehen, mit Hilfe eines Speichergliedes, dem das mit Prellimpulsen behaftete Signal als Eingangssignal zugeführt wird, mit einer Taktbetätigung des Speichergliedes, dem eine Anordnung nach Art einer Torschaltung mit UND-Verhalten nachgeschaltet ist, an der ein prellfreies Ausgangssignal abgenommen wird. ίο

Es ist bekannt, Prellimpulse mechanisch betätigter Kontakte dadurch zu unterdrücken, daß einem von den Prellimpulsen gesteuerten Speicherglied Taktsignale zugeführt werden. Die Ausgangssignale des Speichergliedes werden über eine UND-Schaltung abgeleitet, die ebenfalls durch die Prellimpulse und durch Taktsignale gesteuert wird, welche gegenüber den Taktsignalen verzögert sind, die dem Speicherglied zugeführt werden. Die Verzögerungszeit dieser Taktsignale entspricht der maximal möglichen Prellzeit, so daß die Prellimpulse durch die Taktsteuerung der Schaltung gelöscht werden.

Anordnungen der bekannten Art haben den Nachteil, daß ihre Verwendung nur möglich ist in Verbindung mit elektronischen Bauelementen, die eine längere Ansprechzeit aufweisen als 20 Nanosekunden. Eine Ansprechzeit dieser Größenordnung hat zur Folge, daß ein elektronischer Schaltkreis während einer Kontaktbewegung nur einmal ansprechen kann. Bei elektronischen Schaltkreisen, die eine wesentlich kürzere Ansprechzeit in der Größenordnung von etwa 5 Nanosekunden aufweisen, besteht jedoch der Nachteil, daß durch wiederholte Schließung und Öffnung eines Kontaktes während der Umschaltzeit die nachgeordnete elektronische Schaltung zu Schwingungen angeregt wird. Diese Schwingungen verhindern die störfreie Darstellung von Ausgangssignalen.

Die Nachteile bekannter Schaltungsanordnungen werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß ein Taktimpulsgenerator vorgesehen ist, der gegeneinander phasenverschobene Impulsfolgen erzeugt, die während einer ersten Taktzeit ein erstes Speicherglied einschalten, und daß durch ein Ausgangssignal des ersten Speichergliedes während einer zweiten Taktzeit und innerhalb eines Zeitabschnittes, der durch das Ausgangssignal eines monostabilen Multivibrators gesteuert wird, nach dem Einschalten des ersten Speichergliedes ein zweites Speicherglied eingeschaltet wird, und daß während des durch den Multivibrator gesteuerten Zeitabschnittes die Kontaktsignalgabe von dem ersten Speicherglied abgeschaltet wird.

Schaltungsanordnung zur Unterdrückung
von Prellimpulsen, die beim Schalten einer
mechanisch betätigten Kontaktanordnung
entstehen

Anmelder:

International Business Machines Corporation,

Armonk, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Busch, Patentanwalt,

7030 Böblingen, Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:
Richard Stanton Carter,
Poughkeepsie, N.Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 1. Mai 1964 (364 248) - -

Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß die elektronische Schaltung während der Umschaltzeit eines Kontaktes nur einmal ansprechen kann, so daß eindeutige Ausgangssignale dargestellt werden. Durch die Anwendung der Schaltsignale während der vorgegebenen Zeitabschnitte in Zusammenwirkung mit einer Verzögerungszeit können Kontaktschließungen und Öffnungen verschiedener Umschaltzeit an eine elektronische Baugruppe angepaßt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Der in F i g. 1 dargestellte Schaltnocken 30 bewirkt durch seine Drehung die Umschaltung einer Kontaktfeder von dem Kontakt 44 zu dem Kontakt 26. Die dadurch gebildeten Signale werden in störfreier Form an der Ausgangsleitung 40 abgeleitet. Die Übertragung der Signale erfolgt mit Hilfe von Taktimpulsen eines Signalgenerators 18, an dem während einer Taktperiode die Taktimpulse CPl bis CP 4 abgeleitet werden.

In F i g. 2 sind die Zeitdiagramme der periodisch auftretenden Taktimpulse CP1 bis CP 4 dargestellt. Die einzelnen Taktperioden sind bezeichnet durch die Buchstaben a, b, c und d. Während dieser Taktperioden wiederholen sich an den vier Ausgangsleitungen des in F i g. 1 dargestellten Taktgenerators die Signale. Die F i g. 2 zeigt ferner den zeitlichen Verlauf

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der an den beiden Kontakten 26 und 44 auftretenden Signalgabe. Die übrigen in F i g. 2 dargestellten Signalformen bezeichnen Spannungen, die innerhalb der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung auftreten. Am Ausgang des in F i g. 1 dargestellten monostabilen Multivibrators 6 wird während der Ruhestellung des Multivibrators ein Dauersignal abgeleitet, das über den Inverter 1 und die Leitung 24 zu der UND-Schaltung 2 übertragen wird. Es sei angenom-

sind. Durch die Rückstellung des monostabilen Multivibrators 6 in seine Ruhelage erscheint an der Leitung 24 wieder das ursprünglich vorhandene Vorbereitungssignal für das Ansprechen der UND-Schal-5 tung 2. Dieses Signal wird gleichzeitig als Vorbereitungssignal einer Eingangsleitung der UNDHSchattung9 zugeführt. Eine weitere Eingangsleitung der UND-Schaltung 9 ist mit dem Kontakt 44 verbunden. An diesem erfolgt eine Kontaktgabe, wenn die Kon-

men, daß durch den Schaltnocken 30 zwischen der io taktfeder durch das Weiterdrehen der Schaltnocke 30 beweglichen Kontaktfeder und dem Kontakt 26 eine mit dem Kontakt 44 verbunden wird. Die UND-Schal-Schließung hergestellt wird. Daraus ergibt sich ein rung 9 kann daher ansprechen, wenn an ihrer dritten Signal, das ebenfalls der UND-Schaltung 2 zugeführt Eingangsleitung während der Taktperiode c der Taktwird. Diese erhält während der Taktperiode α ferner impuls CPIc erscheint. Das Ausgangssignal der den Taktimpuls CPl, so daß zu der bistabilen Kipp- 15 UND-Schaltung 9 bewirkt die Umschaltung der bischaltung 3 ein Ausgangssignal übertragen wird. Die stabilen Kippschaltung 3, so daß das an deren Ausaus dem Taktgenerator 18 abgeleitete Impulsdauer gangsleitung 34 vorhandene Signal entfällt und dafür eines Taktimpulses ist sehr kurz im Vergleich zur an der Ausgangsleitung 42 ein Signal erscheint. Schaltzeit des Kontaktes 26. Die Taktimpulse be- Dieses Signal bewirkt Vorbereitungssignale an den wirken daher eine fortwährende Abtastung des an der 20 UND-Schaltungen 10 und 11. Die UND-Schaltung 10 Leitung 28 auftretenden Signalpegels, so daß die kann ansprechen, wenn an ihrer dritten Eingangs-UND-Schaltung 2 ansprechen kann, wenn bei Auf- leitung während der Taktperiode c der Taktimpuls treten des Taktimpulses CPl α ein ausreichender Si- CP 3 c erscheint. Das Ausgangssignal der UND-gnalpegel an der Leitung 28 vorhanden ist. Durch Schaltung 10 bewirkt über die ODER-Schaltung S das Ausgangssignal der UND-Schaltung 2 wird die 25 wiederum die Einschaltung des monostabilen MultiKippschaltung 3 eingestellt, an deren Ausgangsleitung vibrators 6. Am Ausgang des monostabilen Multi-34 ein Signal zur UND-Schaltung 4 übertragen wird. vibrators 6 erscheint daher das bereits erwähnte Si-Die UND-Schaltung 4 erhält ferner ein Eingangs- gnal vorgegebener Zeitdauer, durch das über die Leisignal aus der Ruhestellung der bistabilen Kippschal- tung 24 das Ansprechen der UND-Schaltung 2 getung 8, das über die Leitung 36 übertragen wird. Die 3° sperrt und über die Leitung 38 das Ansprechen der UND-Schaltung 4 spricht an, wenn am Ausgang des UND-Schaltung 11 vorbereitet wird. Die UND-Schal-Taktgenerators 18 der Taktimpuls CP 3 erscheint. tung 2 kann daher nicht ansprechen, wenn während Das Ausgangssignal der UND-Schaltung 4 bewirkt des darauffolgenden Taktimpulses CP Id durch den über die ODER-Schaltung 5 die Einschaltung des prellenden Kontakt an der Leitung 28 Signalkooipomonostabilen Multivibrators 6. Dadurch wird am 35 nenten vorhanden sind. Die vorzeitige Umstellung der Ausgang des monostabilen Multivibrators 6 ein Si- bistabilen Kippschaltung 3 wird dadurch vermieden, gnal bestimmter Zeitdauer eingeleitet, durch das der An der UND-Schaltung 11 wird ein Ausgangssdgnal UND-Schaltung 7 ein Vorbereitungssignal und über abgeleitet, wenn an ihrer dritten Eingangsleitaag den Inverter und die Leitung 24 der UND-Schal- während der Taktperiode d der Taktimpuls CPIc ertung9 ein Sperrsignal zugeführt werden. Das am 40 scheint. Dieses Signal bewirkt die Umschaltung der monostabilen Multivibrator 6 abgeleitete Signal be- bistabilen Kippschaltung 8, so daß von deren Auswirkt daher eine Sperrung der UND-Schaltung 9 gangsleitung 40 ein Sperrsignal zur UND-Schaltung gegen weitere Signalkomponenten, die der UND- 10 und über die Leitung 36 ein Vorbereitungssignal Schaltung 9 durch den prellenden Kontakt 44 züge- zur UND-Schaltung 4 übertragen wird. Das über die führt werden. Eine Rückstellung der bistabilen Kipp- 45 Leitung 40 zur UND-Schaltung 10 übertragene Sperrschalrung3 wird dadurch vermieden. Die UND-Schal- signal verhindert das Ansprechen der UND-Schaltung 7, der über die Leitungen 34 und 38 Eingangs- rung, wenn während der Taktperiode d der Taktsignale zugeführt werden, kann ansprechen, wenn an impuls CP3d erscheint.

der dritten Eingangsleitung der aus dem Taktgene- Wenn nach einer vorgegebenen Zeitdauer der

rator 18 während der Taktperiode b abgeleitete Takt- 50 monostabile Multivibrator 6 selbsttätig in seine A»simpuls CPIb erscheint. gangsstellung zurückgeschaltet wird, erhalten die Ein-

Durch das Ausgangssignal der UND-Schaltung 7 gangsleitungen der beiden UND-Schaltungen 2 und 9 wird die bistabile Kippschaltung 8 eingestellt. Durch wiederum über die Leitung 24 Vorbereitungssignale, die Einstellung der bistabilen Kippschaltung 8 er- Während der Taktperioden c und d, deren Taktscheint an der Leitung 40 ein Ausgangssignal, das 55 impulse für die Übertragung einer am Kontakt 44 erferner als Vorbereitungssignal einer Eingangsleitung scheinenden Signalgabe vorgesehen sind, wurden die der UND-Schaltung 10 zugeführt wird. Durch die beiden bistabilen Kippschaltungen 3 und 8 in ihre Umschaltung der UND-Schaltung 8 ergibt sich ferner Ausgangsstellungen zurückgeführt. Die ganze Schaldie Abschaltung des Ausgangssignals, das über die tung befindet sich demnach in der Ausgangsstellung, Leitung 36 zur UND-Schaltung 4 übertragen wurde. 60 so daß die beschriebene Signalgabe durch aufeän-Dieses Signal sperrt daher die UND-Schaltung 4, die anderfolgende Anschaltung der beiden Kontakte 26 durch einen weiteren Taktimpuls CP 3 & während der und 44 wiederholt werden kann. Taktperiode b erneut ansprechen könnte. Die an den beiden Kontakten 26 und 44 abgeleitete

Nach einem vorgegebenen Zeitabschnitt erfolgt die Signalgabe steuert die beiden hintereinander angeordselbsttätige Rückschaltung des monostabilen Multi- 65 neten bistabilen Kippstufen 3 und 8 in zwei aufeinvibrators 6. Dieser wird erst zurückgeschaltet, wenn anderfolgenden Zeitabschnitten. Diese Aufteilung der die Kontaktfeder am Kontakt 26 ihre Ruhelage er- Schaltung und der Schaltzeiten hat den Vorteil, daß reicht hat, d. h., wenn alle Prellungen abgeklungen eine an den Kontakten 26 und 44 auftretende Signal-

gäbe in ein einmaliges Ausgangssignal umgesetzt wird. Es könnte nämlich der Fall sein, daß während der Zeitdauer des Taktimpulses CPIa die Kippschaltung 3 durch ein Signal des Kontaktes 26 über die UND-Schaltung 2 eingestellt und sofort anschließend durch Signalkomponenten des prellenden Kontaktes 44 über die UND-Schaltung 9 zurückgestellt wird. Das Ergebnis wäre ein Doppelsignal an den Ausgangsleitungen 34 und 42 der Kippschaltung 3. Durch die Steuerung des monostabilen Multi- ίο vibrators 6 und die Anordnung einer zweiten bistabilen Kippschaltung 8 ergibt sich jedoch der Vorteil, daß nur die erste Umschaltung der Kippschaltung 3 während der Zeitdauer des Taktimpulses CPIa für die Darstellung eines Ausgangssignals ausgewertet wird. Ferner hat die zeitlich getrennte Steuerung der beiden bistabilen Kippschaltungen 3 und 8 und des monostabilen Multivibrators* 6 durch die Taktimpulse CPl bzw. CF 3 zur Folge, daß die Darstellung eines Signals durch einen Schaltungsteil nur weitergeleitet werden kann, wenn der vorgeordnete Schaltungsteil seinen Schaltzustand während einer vorgegebenen Zeitdauer nicht geändert hat. So kann z. B. der monostabile Multivibrator 6 nur eingeschaltet werden, wenn der Schaltzustand der bistabilen Kippschaltung 3, die zur Zeit des Taktimpulses CPIa eingeschaltet wurde, zur Zeit des Taktimpulses CP 3 a noch vorhanden ist. Eine vorzeitige Rückschaltung der bistabilen Kippschaltung 3 würde daher als Fehler erkannt, so daß an der Ausgangsleitung 40 kein Signal erscheinen kann.

Die Schaltzeiten des monostabilen Multivibrators 6 können wahlweise so eingestellt werden, daß die Schaltung an die Schaltzeiten verschiedener Kontakte und an die Taktzeiten verschiedener Taktimpulsfolgen angepaßt werden können. Es besteht ferner die Mög- ^llj!B lichkeit, einerseits durch Signale der beiden Leitungen 34 und 38 eine UND-Schaltung und andererseits durch Signale der beiden Leitungen 42 und 38 eine UND-Schaltung zu steuern. Die beiden UND-Schaltungen wurden einerseits den Zeitpunkt der Schließung des Kontaktes 26 und andererseits den Zeitpunkt der Schließung des Kontaktes 44 anzeigen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Prellimpulsen, die beim Schalten einer mechanisch betätigten Kontaktanordnung entstehen, mit Hilfe eines Speichergliedes, dem das mit Prellimpulsen behaftete Signal als Eingangssignal zugeführt wird, mit einer Taktbetätigung des Speichergliedes, dem eine Anordnung nach Art einer Torschaltung mit UND-Verhalten nachgeschaltet ist, an der ein prellfreies Ausgangssignal abgenommen wird, dadurchgekennzeichdet, daß ein Taktimpulsgenerator(18) vorgesehen ist, der gegeneinander phasenverschobene Impulsfolgen (CPl bis CP 4) erzeugt, die während einer ersten Taktzeit (CPIa) ein erstes Speicherglied (3) einschalten, und daß durch ein Ausgangssignal (34) des ersten Speichergliedes während einer zweiten Taktzeit (CP 1 b) und innerhalb eines Zeitabschnittes, der durch das Ausgangssignal eines monostabilen Multivibrators (6) gesteuert wird, nach dem Einschalten des ersten Speichergliedes (3) ein zweites Speicherglied (8) eingeschaltet wird, und daß während des durch den Multivibrator gesteuerten Zeitabschnittes die Kontaktsignalgabe von dem ersten Speicherglied abgeschaltet wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Speicherglied (3) durch das Ausgangssignal einer ersten UND-Schaltung (2) in seine erste Speicherstellung und durch das Ausgangssignal einer zweiten UND-Schaltung (9) in seine zweite Speicherstellung geschaltet wird, und daß die UND-Schaltungen (2, 9) durch Taktimpulse (CPIa), Signalkontakte (26, 44) und durch Ausgangssignale des monostabilen Multivibrators (6) gesteuert werden.

3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der monostabile Multivibrator (6) während einer dritten Taktzeit (CP 3 a) durch das Ausgangssignal einer dritten UND-Schaltung (4) für den Zeitabschnitt, der durch den monostabilen Multivibrator (6) gesteuert wird, und während einer vierten Taktzeit (CP3 b) durch das Ausgangssignal einer vierten UND-Schaltung (10) eingeschaltet wird, und daß die UND-Schaltungen (4, 10) durch Taktimpulse (CP 3 a, CP 3 b) und durch Ausgangssignale (34, 42; 46, 40) des ersten und des zweiten Speichergliedes (3, 8) gesteuert werden.

4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Speicherglied (8) durch das Ausgangssignal einer fünften UND-Schaltung (7) in seine erste Speicherstellung und durch das Ausgangssignal einer sechsten UND-Schaltung (11) in seine zweite Speicherstellung geschaltet wird, und daß die UND-Schaltungen (7, 11) durch Taktimpulse (CPIb) durch Ausgangssignale (34, 42) des ersten Speichergliedes (3) und durch Ausgangssignale des monostabilen Multivibrators (6) gesteuert werden.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Ausgangsleitungen eines Taktgenerators (18) mit den UND-Schaltungen verbunden sind und daß durch die Ausgangsleitungen in aufeinanderfolgenden Taktperioden (a, b, c, d) eine Anzahl von Taktimpulsen (CPl bis CP 4) übertragen werden, die einer Taktperiode zugeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1188 647.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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