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Die Hauptpatentanmeldung P 12 079 086.2 (deutsche Auslegeschrift 1279
086) bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum potentialfreien Prüfen eines
aus n Zeilen und m Spalten bestehenden Leitungsvielfaches nach Art
eines »1-aus-n«-Codesignalprüfers. Bei dieser Schaltungsanordnung ist parallel zu
den Zeilen und/oder Spaltenleitungen des Leitungsvielfaches eine Prüfleitung angeordnet,
die über Dioden und über Prüfwiderstände mit jeder Leitung des Leitungsvielfaches
verbunden ist und über die ein von der Anzahl der erregten Leitungen abhängiger
Prüfstrom fließt. Ferner ist eine Vergleichsschaltung vorhanden, die einen Magnetkern
mit rechteckförmiger Hystereseschleife enthält, der über eine erste Wicklung durch
den Prüfstrom in einer Richtung erregt und über eine zweite Wicklung durch Vergleichsstromimpulse
in der entgegengesetzten Richtung erregt wird.
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Die Amplituden von Prüfstrom und Vergleichsstromimpulsen stehen bei
dem in der Hauptpatent anmeldung erfaßten Ausführungsbeispiel in einem derartigen
Verhältnis zueinander, daß der Magnetkern der Vergleichsschaltung vom einen Sättigungszustand
in den anderen ummagnetisiert wird, wenn an einer der Leitungen eines Leitungsvielfaches
Arbeitspotential liegt. Es wird im folgenden in diesem Fall von Vollständigkeit
des Betriebszustandes der Leitungen gesprochen (s. deutsche Patentschrift 1044 897).
Bei Ummagnetisieren des Magnetkerns wird in dessen Ausgangswicklung ein Ausgangsimpuls
induziert, der dazu dient, eine Alarmschaltung, die zum Zeitpunkt des möglichen
Auftretens von Arbeitspotential an einer der Leitungen des Leitungsvielfaches aktiviert
wird, stillgesetzt wird, bevor sie ein Alarmsignal abgeben- kann. Bei Unvollständigkeit
dagegen, d. h. bei demjenigen Betriebszustand, bei dem fehlerhafterweise an keiner
der Leitungen eines Leitungsvielfaches Arbeitspotential liegt, wird der Magnetkern
der Vergleichsschaltung nicht ummagnetisiert, gibt also auch keinen Ausgangsimpuls
ab, so daß nunmehr die Alarmschaltung in Aktion treten kann.
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Gemäß der im folgenden beschriebenen Ausgestaltung der in der Hauptpatentanmeldung
angegebenen Schaltungsanordnung hingegen stehen die Amplituden von Präfstrom und
Vergleichsstromimpuls in einem anderen Verhältnis zueinander, so daß die Vergleichsschaltung
auch auf andere Art auf die als Vollständigkeit bzw. Unvollständigkeit bezeichneten
Betriebszustände der Leitungen eines Leitungsvielfaches reagiert. Diese Ausgestaltung
ist nämlich dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfstrom und die Vergleichsstromimpulse
den Magnetkern derart beeinflussen, daß er nur. bei Unvollständigkeit der Betriebszustände
der zu- den Zeilen bzw. zu den Spalten des Leitungsvielfaches gehörenden Leitungen
vom Vergleichsstromimpuls von dem einen in den anderen Sättigungszustand ummagnetisiert
wird.
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Die derart ausgestaltete Schaltungsanordnung kann noch für die zusätzliche
Prüfung auf einen weiteren fehlerhaften Betriebszustand erweitert werden, der sich
darin äußert, daß mehr als eine der Leitungen eines Leitungsvielfaches Arbeitspotential
aufweist. Zur zusätzlichen Prüfung auf diesen Betriebsfall, den man bekanntlich
als Mehrdeutigkeit bezeichnet, ist ein zweiter Magnetkern vorgesehen, der vom Prüfstrom
über eine Wicklung in der Weise beeinflußt wird, daß er vom einen Sättigungszustand
in den anderen immer nur dann ummagnetisiert wird, wenn Mehrdeutigkeit vorliegt.
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Um zu gewährleisten, daß auch bei Auftreten der Belastung, die der
Magnetkern der Vergleichsschaltung im Augenblick des Ummagnetisierens darstellt,
der Prüfstrom die zur vollständigen Ummagnetisierung erforderliche Größe beibehält,
wird der Prüfstrom der Wicklung des Magnetkerns der Vergleichsschaltung über einen
in Basis-Grundschaltung betriebenen Transistorverstärker zugeführt. Der Kollektoranschluß
dieses Transistorverstärkers ist mit der Zuleitung der betreffenden Wicklung verbunden,
und sein Emitteranschluß ist an den Verbindungspunkt der Reihenschaltungen von Dioden
und Widerständen, die zu den Leitungen des Leitungsvielfaches führen, angeschlossen.
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Die vorstehend behandelten Ausgestaltungen der Schaltungsanordnung
werden nun an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es sind in der zugehörigen
Figur von dem aus n Zeilenleitungen und m Spaltenleitungen bestehenden Leitungsvielfach
lediglich die Zeilenleitungen L 1 bis L h dargestellt, die jeweils
dann Arbeitspotential aufweisen, wenn sie über die Hauptstromstrecke der ihnen zugeordneten,
hier als npn-Transistoren dargestellten elektronischen Schalter mit Erde verbunden
werden. Die parallelliegende Prüfleitung Lp ist über die Wicklungen W21, W11, die
Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Te, die Widerstände Rp 1 bis Rph und die
Dioden D 1 bis D n mit den Leitungen des Leitungsvielfaches verbunden.
Über die Prüfleitung fließt also jeweils ein Strom, der von dem über die Leitungen
des Leitungsvielfaches fließenden Strom abhängig ist. Wie schon angegeben, wird
dieser Prüfstrom der Prüfleitung über einen in Basis-Grundschaltung betriebenen
Transistorverstärker zugeführt, der bekanntlich einen hohen Ausgangswiderstand aufweist.
Dementsprechend ist hier der Emitter des Transistors Te mit dem Verbindungspunkt
der Reihenschaltungen von Widerständen und Dioden angeschlossen.
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Die Basis dieses Transistors erhält über einen zwischen Pluspotential
und Erde betriebenen, durch die Widerstände Re l und Re 2 gebildeten Spannungsteiler
eine entsprechende Vorspannung oder wird pulsmäßig betrieben. Der Kollektor dieses
Transistors ist an die Prüfleitung Lp bzw. an den einen Anschluß der Wicklung W11
des Magnetkerns Mkl angeschlossen. Auf Grund der Wirkung des derart betriebenen
Transistorverstärkers ist der Präfstrom unabhängig von der durch die Vergleichsschaltung
gebildeten Belastung.
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Der Magnetkern Mkl ist Bestandteil der Vergleichsschaltung und wird
außer durch den Prüfstrom über die Wicklung W11 über die Wicklung W12 durch Vergleichsstromimpulse
beeinflußt. Der Magnetkern Mk1 enthält außerdem noch die Wicklung W13, über die
Rückstellimpulse zugeführt werden, durch die er in einen bestimmten seiner beiden
möglichen Remanenzzustände zurückgestellt werden kann. Darüber hinaus ist noch die
Ausgabewicklung W14 vorgesehen, die im Steuerkreis eines Ausgabetransistors Ta liegt.
Am Kollektoranschluß dieses Ausgabetransistors Ta werden die Ausgabeimpulse abgenommen,
die einer hier nicht dargestellten, das Fehlersignal liefernden Signalschaltung
zugeführt werden. Auf den außerdem noch zur Vergleichsschaltung gehörenden Magnetkern
Mk2 wird weiter unten eingegangen.
Während des Prüfvorgangs wird
der Magnetkern Mk1 der Vergleichsschaltung durch den Prüfstrom in der einen und
durch Vergleichsstromimpulse in der entgegengesetzten Magnetisierungsrichtung beeinflußt,
da die hier gleichsinnig gewickelt dargestellten Wicklungen W11 und W12 in verschiedener
Richtung von den entsprechenden Strömen durchflossen werden. Der Prüfstrom beeinflußt
hierbei den Magnetkern Mkl in derselben Magnetisierungsrichtung wie der vor dem
Prüfvorgang aufgetretene Rückstellimpuls, durch den ein bestimmter der beiden Sättigungszustände
eingestellt wurde. Das alleinige Auftreten des Prüfstroms hat also keine Ummagnetisierung
des Magnetkerns vom einen Sättigungszustand in den anderen zur Folge.
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Die Vergleichsstromimpulse, die immer gleichzeitig mit Steuerimpulsen
für die den Leitungen des Leitungsvielfaches zugeordneten Transistoren, also gleichzeitig
mit Anliegen von Arbeitspotential auf einer der Leitungen auftreten, beeinflussen,
wie schon angegeben, den Magnetkern Mk 1 in entgegengesetzter Magnetisierungsrichtung.
Ihre Amplitude ist so bemessen, daß sie bei alleinigem Auftreten in der Lage sind,
den Magnetkern vom einen Sättigungszustand in den anderen umzumagnetisieren, bei
Auftreten zusammen mit dem Prüfstrom jedoch eine Ummagnetisierung nicht herbeiführen
können. Solange also in richtiger Weise eine der Leitungen des Leitungsvielfaches
Arbeitspotential führt, ändert der Magnetkern Mk 1 seinen Sättigungszustand
nicht, und dementsprechend wird auch kein Ausgabeimpuls über die Ausgabewicklung
W14 abgegeben. Bei Unvollständigkeit hingegen, d. h., wenn zu dem Zeitpunkt, zu
dem das Auftreten von Arbeitspotential auf einer der Leitungen des Leitungsvielfaches
zu erwarten ist, auf keiner der Leitungen Arbeitspotential auftritt, wird der Magnetkern
Mkl vom einen Sättigungszustand in den anderen ummagnetisiert. Es tritt nämlich
zu diesem Zeitpunkt ein Vergleichsstromimpuls auf, dessen Wirkung auf den Magnetkern
Mk1 nun aber nicht mehr durch das Auftreten eines entgegengerichteten Prüfstroms
teilweise kompensiert wird.
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Durch die Ummagnetisierung des Magnetkerns wird in seiner Ausgabewicklung
W14 ein Ausgabeimpuls induziert, der als Steuerimpuls für den Ausgabetransistor
Ta wirkt und an dessen Kollektor einen Ausgabeimpuls zur Folge hat. Dieser Ausgabeimpuls
wird, wie schon angedeutet, einer hier nicht dargestellten Signalschaltung zugeführt,
die ein den Fehler anzeigendes Signal erzeugt. Da auch bei Eindeutigkeit des Betriebszustandes
der Leitungen des Leitungsvielfaches, also auch dann, wenn die Magnetkerne Mkl und
Mk2 nur längs des waagerechten Teils ihrer Hystereseschleife ausgesteuert werden,
in den Ausgabewicklungen W14 und W24 Impulse in Form von Störimpulsen auftreten,
kann noch für jeden dieser Magnetkerne ein Kompensationskern vorgesehen sein. Die
Primärwicklungen dieser hier nicht dargestellten Kompensationskerne werden von den
Vergleichsstromimpulsen durchflossen. Die Sekundärwicklungen sind jeweils mit einer
der Ausgabewicklungen der Magnetkerne Mk1 und Mk2 in Reihe geschaltet und haben
einen derartigen Windungssinn, daß die bei Auftreten von Vergleichsstromimpulsen
an ihnen induzierten Impulse den Störimpulsen an den Ausgabewicklungen entgegengerichtet
sind und sie kompensieren.
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Mit der bisher beschriebenen Schaltungsanordnung kann auch eine zusätzliche
Prüfung auf Mehrdeutigkeit der Betriebszustände der Leitungen des Leitungsvielfaches
vorgenommen werden, wenn für die Vergleichsschaltung ein zweiter Magnetkern vorgesehen
wird. Unter Mehrdeutigkeit versteht man, wie bereits angegeben, den Fall, daß in
fehlerhafter Weise mehrere der Leitungen des Leitungsvielfaches Arbeitspotential
führen. Der zur Prüfung auf Mehrdeutigkeit dienende zweite Magnetkern Mk2 besteht
ebenfalls aus Material mit rechteckiger Hystereseschleife. Er wird von dem über
die Prüfleitung Lp fließenden Prüfstrom über die Wicklung W21 beeinflußt. Der Vergleichsstrom
hingegen beeinflußt diesen Magnetkern nicht. Außer der Wicklung W21 sind noch die
Wicklungen W23 und W24 vorgesehen. Der Wicklung W23 werden die Rückstellimpulse
zugeführt. Sie liegt mit der Wicklung W13 des Magnetkerns Mk 1
in Reihe
und hat entgegengesetzten Windungssinn wie diese. Im rückgestellten Zustand befinden
sich daher die beiden MagnetkerneMkl und Mk2 immer in entgegengesetzten Remanenzzuständen.
Die Wicklung W24 des Magnetkerns Mk2 dient als Ausgabewicklung und liegt in Reihe
zur Wicklung W14 des Magnetkerns Mkl und wie diese im Steuerkreis des Ausgabetransistors
Ta.
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Die Windungszahl der Wicklung W21 des Magnetkerns Mk2, über die der
Prüfstrom fließt, ist so gewählt, daß der Prüfstrom eine Ummagnetisierung von dem
durch den Rückstellimpuls eingestellten Sättigungszustand in den anderen Sättigungszustand
immer nur dann zustande bringen kann, wenn Mehrdeutigkeit vorliegt, d. h. also,
wenn an mehreren der Leitungen des Leitungsvielfaches Arbeitspotential liegt. Es
wird dann über die Ausgabewicklung W24 ein Ausgabeimpuls abgegeben, der, in derselben
Weise wie für Ummagnetisierung des Magnetkerns Mkl erläutert, die Abgabe eines Fehlersignals
veranlaßt.