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Einrichtungen zum selektiven Auswerten von Binärzeichen, insbesondere
Induktivimpulsen, in ferngesteuerten Eisenbahnsicherungsanlagen Die Erfindung bezieht
sich auf eine Einrichtung zum selektiven Auswerten von Binärzeichen, insbesondere
Induktivimpulsen mit vorgegebener Folgefrequenz der Zeichenelemente, in ferngesteuerten
Eisenbahnsicherungsanlagen, bei der ein Empfänger für die Binärzeichen über zwei
Ausgänge je eines der beiden Zeichenelemente abgibt und bei der die Reihenfolge
der empfangenen Zeichenelemente die Art eines Zählkennzeichens für nachgeschaltete
Einrichtungen bestimmt.
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Solche Einrichtungen werden beispielsweise benötigt, um Steuerkennzeichen
für Achszähler über längere Leitungen nach einer Zentrale übertragen zu können.
Als Sender dieser Steuerkennzeichen dienen vielfach Induktivimpulsgeber, die an
dem betreffenden Zählpunkt an die zur Zentrale führenden Leitungen angeschlossen
sind. Der Induktivimpulsgeber besteht aus einem Stoßtransformator. Beim Ein- und
Ausschalten eines über dessen Primärwicklung verlaufenden Gleichstromkreises wird
jeweils über eine Sekundärwicklung ein binärer Induktivimpuls abgegeben, der aus
einem positiven und einem negativen Zeichenelement besteht. Zum Unterscheiden von
Steuerkennzeichen für die Zähleinrichtung in der Zentrale wird eine unterschiedliche
Poleng des Gleichstromkreises vorgenommen. Dadurch entstehen bei der einen Poleng
z. B. als Steuerkennzeichen für das Einzählen nur Induktivimpulse, deren erstes
Zeichenelement positiv und deren zweites Zeichenelement negativ ist. Für Steuerkennzeichen
zum Auszählen wird die andere Poleng des Gleichstromkreises gewählt, wodurch die
Induktivimpulse mit dem negativen Zeichenelement beginnen und mit dem positiven
Zeichenelement aufhören.
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Zum Auswerten dieser Induktivimpulse in Zählkennzeichen sind bereits
Einrichtungen mit Relais in Verbindung mit mechanischen Zählern für die Zählkennzeichen
bekannt. In der modernen Technik soll jedoch unter Berücksichtigung höherer Zuggeschwindigkeiten
und der durch diese bedingten Steuerkennzeichen hoher Folgefrequenz auf Relais,
Zähler usw. mit mechanisch bewegten Teilen möglichst verzichtet werden, um zu vermeiden,
daß betriebsgefährdende Zustände durch Kontaktstörungen und mechanische Trägheit
auftreten. Die Arbeitsgeschwindigkeit von impulsgesteuerten Einrichtungen läßt sich
erhöhen, und die Kontaktstörungen lassen sich vermeiden, wenn elektronische Zähleinrichtungen
verwendet werden. Diese elektronischen Zähleinrichtungen können jedoch nicht unmittelbar
von den Induktivimpulsen bzw. von dem Empfänger dieser Impulse gesteuert werden.
Es sind vielmehr elektronische Einrichtengen erforderlich, die diese Impulse auswerten
und aus der Reihenfolge der beiden Zeichenelemente jedes Induktivimpulses das entsprechende
Zählkennzeichen für den elektronischen Zähler ableiten.
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Derartige elektronische Einrichtungen sind bereits für Achszähler,
bei denen die Zählstellen zwei sich überlappende Impulse liefern, bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist nicht nur, eine geeignete Einrichtung zum
Auswerten der Induktivimpulse in Zählkennzeichen zu entwickeln, sondern diese Einrichtung
soll darüber hinaus selektiv nur Nutzimpulse in Form von Binärzeichen, insbesondere
Induktivimpulsen, auswerten. Alle Störimpulse sollen also ausgeschaltet und nicht
als Zählkennzeichen ausgewertet werden. Die bekannten Auswerteschaltungen mit Relais
sind nur gegen solche Störimpulse sicher, die unter dem Relaisansprechwert liegen
bzw. zeitlich begrenzt sind und durch die mechanische Trägheit der Relais unterdrückt
werden. Die Erfahrung hat aber gezeigt, daß in gewitterreichen Gegenden auf den
Übertragungsleitungen für die Induktivimpulse auch Störimpulse auftreten können,
deren Amplitude gleich oder größer als die Amplitude der Induktivimpulse sein kann.
Hierdurch können die durch Relais gesteuerten Einrichtungen betriebsstörende Fehlmeldungen
auslösen. Dies soll vermieden werden.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Elemente der
Binärzeichen stets einen vorgegebenen, zeitlich gleichen Verlauf der Momentanwerte
haben und innerhalb einer durch die Folgefrequenz vorgegebenen Zeitspanne gesendet
werden. Ausgehend von dieser Tatsache wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß an jeden Ausgang des Empfängers über eine Begrenzerschaltung mindesiens
ein
Zeitglied angeschlossen ist, das nach Vorhandensein des Zeichenelements auf dem
zugeordneten Ausgang ein Koinzidenzgatter nur für eine Zeit vorbereitet, in der
bei der Folgefrequenz die dem anderen Ausgang zugeordnete Begrenzerschaltung beim
Vorhandensein des jeweils zweiten Zeichenelements ein Kennzeichen abgibt, das dann
in dem Koinzidenzgatter das Zählkennzeichen auslöst.
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Für Einrichtungen, die trotz ganzer Spektren von Störimpulsen noch
einwandfrei arbeiten sollen, ist es vorteilhaft, daß jeder Begrenzerschaltung zwei
Zeitglieder nachgeschaltet sind. Hierbei betätigt das erste Zeitglied das zweite
Zeitglied nach einer Zeit, die kleiner ist als die Dauer des jeweils zuerst vorhandenen
Zeichenelements. Erst das zweite Zeitglied bereitet daraufhin das Koinzidenzgatter
vor.
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Der Gegenstand der Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt im oberen Teil einen Induktivimpuls sowie auf weiteren
Diagrammlinien verschiedene von der Amplitude und der Richtung des Induktivimpulses
abhängige Kennzeichen in Abhängigkeit von der Zeit; F i g. 2 zeigt das Blockschema
einer Einrichtung gemäß der Erfindung.
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Das in F i g. 2 dargestellte Blockschema einer Einrichtung zum selektiven
Auswerten von Binärzeichen, insbesondere Induktivimpulsen, enthält einen Empfänger
E für binäre Induktivimpulse. An die Ausgänge E1 und E2 ist je eine Begrenzerschaltung
T 1 bzw. T 2 angeschlossen, die über ein nicht dargestelltes
Differenzierglied ein Zeitglied Z1 bzw. Z2 steuert. An den Ausgang des Zeitgliedes
Z 1 ist ein weiteres Zeitglied Z1- ebenfalls über ein nicht dargestelltes Differenzierglied
- angeschlossen, das ein Koinzidenzgatter K1 steuert. Dieses Koinzidenzgatter gibt
dann über den Ausgang KIO ein Zählkennzeichen, z. B. das Einzählkennzeichen 7 (F
i g. 1, Dia grammlinie KO), ab, wenn es durch das Zeitglied Z11 vorbereitet wird
und ein Kennzeichen von der Begrenzerschaltung T2 erhält. Der Begrenzerschaltung
T2 sind ebenfalls zwei ZeitgliederZ2 und Z22 sowie ein Koinzidenzgatter KZ entsprechend
dem strichpunktierten und mit I bezeichneten Teil nachgeschaltet. Dieser ebenfalls
strichpunktiert gekennzeichnete und mit 1I bezeichnete Teil ist dem anderen Zählkennzeichen
zugeordnet. Das KoinzidenzgatterK2 gibt also über den Ausgang K20 Auszählkennzeichnen
ab.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise ist im oberen Teil von F i g.1 der
Verlauf der Spannung U eines binären Induktivimpulses in Abhängigkeit von der Zeit
t dargestellt. Bei diesem Impuls soll über den Ausgang KIO des Koinzidenzgatters
KI ein Einzählkennzeichen abgegeben werden. Bei diesem aus zwei Zeichenelementen
1 und 2 bestehenden Induktivimpuls ist das erste Zeichenelement 1 positiv, während
das zweite Zeichenelement 2 negativ ist. Alle Induktivimpulse für Einzählkennzeichen
haben etwa den dargestellten Verlauf. Induktivimpulse zum Auslösen von Auszählkennzeichen
beginnen dementsprechend mit einem negativen Zeichenelement und enden mit einem
positiven Zeichenelement.
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Zunächst gibt beim Vorhandensein des positiven Zeichenelements I der
Ausgang E1 des Empfängers E Steuerpotential an die Begrenzerschaltung T 1 ab. Die
Größe des Steuerpotentials ist dabei proportional derAmplitude des positiven Zeichenelements
1. des Induktivimpulses. Zum Zeitpunkt t1 hat das positive Zeichenelement
1 einen Momentanwert 11
erreicht, bei dem die Begrenzerschaltung T1
ein Kennzeichen 3 (Diagrammlinie T10) abgibt. Dieses Kennzeichen 3 ist bis zum Zeitpunkt
t2 vorhanden. Nach dem Zeitpunkt t2 liegen die Momentanwerte des positiven Zeichenelements
unter dem Wert 11, und die Begrenzerschaltung T1 gibt kein Kennzeichen mehr ab.
Zum Zeitpunkt t 1 wird das Zeitglied Z1, das z. B. aus einer monostabilen Kippstufe
bestehen kann, durch das Kennzeichen 3 aus der stabilen Lage verstellt. Auf der
DiagrammlinieZ10 ist dies durch das Kennzeichen 5 angedeutet. Die Rückstellzeit
des Zeitgliedes ZI ist so bemessen, daß es zum Zeitpunkt t3 wieder in die stabile
Lage zurückkippt, währenddessen noch das positive Zeichenelement 1 des Induktivimpulses
vorhanden ist. Beim Aufhören des Kennzeichens 5 (Zurückkippen des Zeitgliedes Z1)
wird zum Zeitpunkt t3 das Zeitglied Z11 aus der stabilen Lage gesteuert. Bis zum
Zurückkippen in dessen stabile Lage zum Zeitpunkt t5
bereitet das von diesem
Zeitglied abgegebene Kennzeichen 6 (Diagrammlinie Z110) das Koinzidenzgatter
K I vor. Die Rückstellzeit des zweiten Zeitgliedes Z11 ist so gewählt, daß
der Zeitpunkt t5 in eine Zeit fällt, in der bei der Folgefrequenz der Zeichenelemente
die Begrenzerschaltung T2 bereits ein Kennzeichen abgibt. Dies erfolgt dann, wenn
das negative Zeichenelement 2 des Induktivimpulses den Momentanwert 41 erreicht
bzw. überschreitet. Solange dieser Wert nicht unterschritten wird, also vom Zeitpunkt
t4 bis zum Zeitpunkt t6, bleibt das Kennzeichen 4 (Diagrammlinie T20) bestehen.
Da das Koinzidenzgatter K1 durch das Kennzeichen 6 des Zeitgliedes Z11 vorbereitet
ist, wird beim Erscheinen des Kennzeichens 4 das Einzählkennzeichen 7 (Diagrammlinie
K0) über den Ausgang K10 des Koinzidenzgatters K1 abgegeben. Damit ist das Auswerten
des angenommenen Induktivimpulses abgeschlossen. Bei der anderen möglichen Lage
der Zeichenelemente des Induktivimpulses, also mit zunächst negativem Zeichenelement
und darauf folgendem positiven Zeichenelement, hätte die Einrichtung 1I ein Auszählkennzeichen
abgegeben.
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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß die
durch Auswerten von Induktivimpulsen abgegebenen Zählkennzeichen unmittelbar elektronische
Zähler steuern können. Ferner besteht eine große Sicherheit gegen das Auslösen von
falschen Zählkennzeichen bei Störimpulsen. Wenn nämlich Störimpulse mit kleinerer
Amplitude als die Werte 11 bis 41 in den Empfänger E gelangen, gibt keiner seiner
Ausgänge ein Steuerpotential ab, das ausreichen würde, die zugehörige Begrenzerschaltung
zur Kennzeichenabgabe zu veranlassen. Wenn ganze Spektren von Störimpulsen mit größerer
Amplitude auftreten, wird zwar z. B. das Zeitglied ZI aus seiner stabilen Lage in
die andere Lage gesteuert, es verbleibt dann aber in dieser Lage. Hierdurch behält
das Zeitglied Z11 seine stabile Lage, und das Koinzidenzgatter KI wird nicht vorbereitet.
Ein Störimpuls mit großer bzw. sehr großer Amplitude und einem positiven sowie einem
negativen Zeichenelement kann auch kein Zählkennzeichen auslösen, da die Zeit bis
zum Vorhandensein des zugeordneten negativen Zeichenelements des betreffenden Störimpules
zu groß ist. Das Zeitglied Z11 ist dann bereits wieder in
seine
stabile Lage gekommen, und das Koinzidenzgatter K 1 wird dementsprechend
nicht mehr von diesem Zeitglied Z 11 vorbereitet. Entsprechendes gilt bei Störimpulsen,
die mit negativem Zeichenelement beginnen. Dabei gibt das Koinzidenzgatter K2 der
Einrichtung II kein Zählkennzeichen ab.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.
Bei entsprechender Gestaltung des Empfängers E ist es auch möglich, anstatt der
Induktivimpulse andere Binärzeichen, z. B. zwei verschiedene, nicht gleichzeitig
gesendete Frequenzen, selektiv auszuwerten.