DE2818627A1

DE2818627A1 - Schaltungsanordnung zur logischen verknuepfung wechselspannungsfoermiger eingangssignale

Info

Publication number: DE2818627A1
Application number: DE19782818627
Authority: DE
Inventors: Paul Ludwig Dipl Ing Duemmen; Alfred Ing Grad Lotz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1978-04-25
Filing date: 1978-04-25
Publication date: 1979-10-31

Description

Schaltungsanordnung zur logischen Verknüpfung wechselspan-
nungsförmiger Eingangs signale Zusatz zu DBF 1 933 713, angemeldet: 28. 6. 1969 Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung nach dein Oberbegriff des Patentanspruchs.
Bei den bekannten Schaltungsanordnungen, z. B. UND-Glieder, ODER-Glieder usw., können am Ausgang bei Vorliegen einer Störung, z. B. durch defekte Bauelemente, Leitungsunterbrechungen usw., unabhängig vom anliegenden Eingangssignal entweder dem Binärwert "O" (keine Spannung) oder dem Binärwert "litt (Spannung) entsprechende Signale auftreten. Hierdurch können falsche Signale weitergeleitet werden, was bei Steuerschaltungen mit hohen Anforderungen an die Sicherheit, z. B. im Eisenbahnsignalwesen oder Kernreaktorbau, unzulässig ist.
Die bekannten Logikschaltungen weisen den Nachteil auf, daß im Störungsfall das Ausgangssignal unabhängig vom Eingangssignal-nicht definiert ist.
Daher wurde im Hauptpatent 1 933 713 eine Schaltungsanordnung beschrieben, die im Fehlerfall jeweils zur sicheren Seite hin (keine Spannung am Ausgang) ausfällt.
Diese Schaltungsanordnung sieht die Kombination folgender Merkmale vor: a) daß die Eingangssignale getrennten Eingangsübertragern zugeführt und in deren Sekundär~ kreisen durch eingeschaltete Gleichrichteranordnungen gleichgerichtet werden, b) daß die gleichgerichteten Eingangs signale die einzelnen Steuerpotentiale für eine nachgeschaltete Transistor-Sperrschwingerschaltung mit Rückkopplungsübertrager bilden, c) daß die Impuls spannung des Sperrschwingers über eine in den Sekundärkreis des Rückkopplungsübertragers eingeschaltete Verstärserstufe dem Ausgang (A) zugeführt wird.
Bei der Zusammenstellung von kompletten Systemen aus den verschiedenen Schaltungsanordnungen ergibt sich häufig die Notwendigkeit, entweder Signale über die systemspezlfische Signallänge hinaus zu verlängern, z. B. um sicher zu stellen1 daß angeschlossene Datenverarbeitungsanlagen genügend Zeit zur Abfrage des Signals erhalten, oder sehr kurze Signale auf die systemspezifische Signallänge zur Gewährleistung einer einwandfreien Verarbeitung zu bringen.
Es ist bereits eine Schaltungsanordnung vorgeschlagen worden, bei der die Eingangssignale gleichzeitig mit einer zweiten Schaltungsanordnung mit einem als Zeitglied modifizierten Sperrschwinger dergestalt zugeführt werden, daß nach dem Abschalten der Eingangssignale während der Entladung eines vorher durch das jeweilige Eingangssignal aufgeladenen Kondensators am modifizierten Sperrschwinger eine gedämpfte Schxingung infolge des durch den Kondensator erzeugten Steuerpo-.
tentials aufrecht erhalten und nach Verstärkung, Übertragung und Gleichrichtung der ersten Schaltungsanordnung als weiteres Steuerpotential diejunktiv zugeführt wird (DT-OS 25 48 977).
Die Aufgabe besteht daher darin, eine fail-safe Schaltungsanordnung anzugeben, bei der ein programmiertes, abfallverzögertes Signal erzeugt wird. Dle Schaltung ist so auszulegen, daß sich im Falle von Bauteilefehlern die programmierbare Abfallverzögerungszeit nur verkürzt bzw. verschwindet. Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im Patentanspruch angegebenen Maßnahmen gelöst.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung nach der Erfindung dargestellt. Sie besteht aus einem failsafe UND-Glied mit Eingangsübertragern T1 und 2 und Erweiterungseingängen ER. Zwischen einem statischen Erweiterungseingang ER und einem Masseerweiterungseingang MER liegt ein Kondensator CT1, außerdem ist in der Schaltungsanordnung ein fail-safe UND-Glied mit einem negierten Eingang enthalten mit Eingangsübertragern T4 und T5. Zwischen einem statischen Erweiterungseingang ER und einem Masseerweiterungseingang NER liegt hier ebenfalls ein Kondensator CT2 Das fail-safe UND-Glied ist an einem seiner Eingänge modifiziert durch Einfügung eines Taktgenerators G. Sein Ausgang A1 ist über eine ODER-Erweiterungsschaltung 1 mit dem Eingangsübertrager T6 mit einem Eingang des fail-safe UND-Gliedes mit einem negierten Eingang verbunden. Auf den ersten Eingang und auf einen weiteren dieses UND-Gliedes wird die Betriebsspannung UB gegeben. Der Ausgang dieses fail-safe UND-Gliedes mit einem negierten Eingang ist rückgeführt auf den Eingang des fail-safe WiD-Gliedes, der durch den Taktgenerator G modifiziert ist. Ein weiterer Eingang T5 des UND-Gliedes mit einem negierten Eingang wird als Enable-Eingang verwendet.
Das fail-safe UND-Glied, das durch den Taktgenerator modifiziert ist, wird in Fig. 2 genauer dargestellt. Dem bekannten fail-safe UND-Glied mit den Eingangsübertragern und den Ausgangsübertragern und der Sperrschwingerschaltung ist ein Taktgenerator mit dem Netzwerk um den Unijunktlontransistor hinzugefügt.
Der Kollektoreingang des fail-safe UND-Gliedes und ein Eingang des fail-safe Ui-GIiedes mit einem negierten Eingang werden von einem gemeinsamen Eingangsimpuls Te gesteuert.
Dabei wird über Gleichrichterschaltungen ein Kondensator C und ein Kondensator CT2 aufgeladen. Die Energie des Sonden sators CT2 setzt nun den Oszillator des fail-safe UND-Gliedes mit einem negierten Eingang in Funktion, dessen Ausgang mit nachfolgender Gleichrichtung den Basisteil des failsafe UND-Gliedes mit Energie versorgt. Diese dient zur versorgung des Taktgenerators G, der aus dem Unijunktiontransistor mit nachfolgender Verstärkerstufe gebiidet wird. Der Taktgenerator hat die Aufgabe, impulsweise die Schwingbedingung für den internen Oszillator des fail-safe UND-Gliedes herzustellen. Diese Schwingung wird in einer Transistorstufe verstärkt und dem Erweiterungsanschluß des nicht-invertierenden Eingangs des UND-Gliedes über eine ODER-Erweiterungsschaltung 1, bestehend aus einem Übertrager T6 und einer Gleichrichterschaltung, zugeführt, an dem auch der Kondensator CT2 angeschlossen ist.
Die Wirkungsweise der Kondensatoren CT1 und CT2 ist folgende: Die Ladung von CT2 führt zuerst zu einer Abfallverzögerung des Signals des Ausgangs A des UIiD-Gliedes mit negiertem Eingang. Die Aufgabe ist, diese Abfallverzögerung zu verlängern.
Dies geschieht durch impulsweises Nachladen von CT Die Energie dazu wird dem Kondensator CT1 entnommen, der durch Te aufgeladen wurde, indem der Taktgeber im Basiskreis des UND-Gliedes periodisch die Schwingbedingung für den internen Oszillator erzeugt. Die Nachladeperiode ist dann abgeschlossen, wenn die Spannung des Kondensators CT1 unter einen Stellwert entladen ist. Der Rückkopplungsweg zur Versorgung des Basiskreises des fail-safe UND-Gliedes bricht nach Entladung des Kondensators CT2 schlagartig zusammen. Der Vorgang kann nur durch einen neuen -Eingangsimpuls Te gestartet werden.
Für den Funktionsablauf "Verzögerung" ergeben sich zwei Anwendungsfälle: 1. Der Enable-Eingang liegt auf Nullsignal.
Dabei erscheint das Ausgangssignal an A bzw. AT nahezu zeitgleich mit dem Eingangsimpuls Det danach läuSt die programmierte Verzögerungszeit durch GT1 ab.
2. Der Enable-Eingang wird ebenfalls mit dem Eingangsimpuls Te beaufschlagt. Hierbei erscheint das Ausgangssignal erst nach Beendigung von Te danach läuft die programmierte Verzögerung durch CTl ab.
In beiden Fällen kann an dem Ausgang A ein zu A invertiertes Ausgangssignal abgenommen werden.
Der Vorteil der Schaltungsanordnung nach der Erfindung besteht darin, daß die Verzögerungseigenschaften von Verknüpfungsgliedern des Systems LOGISAFE ausgenutzt werden.
Der Aufbau i3t niederohmig und die Wiederholgenauigkeit lot größer als bei den bekannten Schaltungen. Die Temperaturstabiiität ist groß und es sind mit kleineren Kondensatoren längere Verzögerungszeiten zu erreichen. Der Sicherheitsnachweis läßt sich leichter durchführen, da auf bekannts fail-safe-Schaltkreise zurückgegriffen werden Kann.
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Claims

Patentanspruch: Schaltungsanordnung zur logischen Verknüpfung wechselspannungsförmiger Eingangs signale zu einem wechselspannungsförmigen Ausgangssignal, bei der die Kombination folgender Merkmale vorliegt: a) daß die Eingangssignale getrennten Eingangsübertragern zugeführt und in deren Sekundärkreisen durch eingeschaltete Gleichrichteranordnungen gleichgerichtet erden, b) daß die gleichgerichteten Eingangssignale die einzelnen Steuerpotentiale für eine nachgeschaltete Transistor-Sperrschwingarschaltung mit Rückkopplungsübertrager bilden, c) daß die Impulsspannung des Sperrschwingers über eine in den Sekundärkreis des Rückkonplungsübertragers eingeschaltete Verstärkerstufe dem Ausgang zugeführt wird, nach Patentanmeldung P 19 33 713.4-31, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß ein an einem Eingang durch einen Taktgenerator modifiziertes fail-safe UND-Glied und ein fall safe UED-Glied mit einem negierten Eingang derart miteinander verbunden sind, daß der Eingang des UND-Gliedes, auf den das Eingangssignal gegeben wird, mit einem Eingang des UND-Gliedes mit einem negierten Eingang verbunden ist, daß der Ausgang dieses UND-Gliedes auf den mit dem Taktgenerator belegten Eingang des UND-Giiedes rückgeführt ist, daß der Ausgang des UND-Gliedes über eine ODER-ErJeiterungs3chaltung auf einen Erweiterungs-Eingang des UND-Gliedes mit einem negierten Eingang geführt ist und daß beide UND-Glieder mit äe einem Kondesator zur Aufrechterhaltung eines zeitlich begrenzten Steuerpotentials versehen sind.