DE2133457B2 - Anordnung zur ueberwachung zweier binaere signale verarbeitende signalkanaele - Google Patents

Description

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nälen je über eine Endstufe des jeweiligen Signalka- Funktionsweise der Endstufen 4,5 so ausgelegt, daß rtals gespeist sind, die einen in Basis-Emitter-Schal- der erste Transistor 9 nur dann von einem Prüfsignal tung angeordneten Transistor besitzt. an den Eingang 16 geschaltet werden kann, wenn der

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung eine Signaleingang 2 bzw. 3 auf Erdpotential 19 und besteht darin, daß sämtliche auftretenden Fehler in- 5 der andere Signaleingang 3 bzw. 2 auf dem Kolleknerhalb der Überwachungsanordnung selbst sowie an torpotential des zugehörigen Transistors 18 bzw. 17 den Verbindungsleitungen zwischen den zu überwa- liegt. Führt beispielsweise der Signalkanal 6 ein chenden Signalkanälen und den betreffenden Signal- »L«-Signal und der Signalkanal 7 ein »O«-Signal, so eingängen der Überwachungsanordnung in gleicher ist die Emitterelektrode des Transistors 9 über die Weise wie die Äquivalenz der Signalkanäle als cha- ίο Diode 12 und den durchgesteuerten Transistor 17 auf rakteristisches Dauer-»O«-Signal am Ausgang, insbe- Erdpotential 19 gelegt. Von der an den Kollektorsondere an der nachgeschalteten Uberwachungsan- widerstand 21 angeschlossenen Gleichspannungsquelle Ordnung einer Überwachungsschleife in Erscheinung fließt dann über den Kollektorwiderstand 21, den Sitreten. Eine »fehlerfrek-Meldung erfolgt daher nur gnaleingang 3 und den Basiswiderstand 11 ein Strom bei Antivalenz der Signalkanäle und bei einwand- 15 in die Überwachungsanordnung 1 hinein; dieser freier Funktion sämtlicher Teile der Überwachungs- Strom fließt als Basistrom über die Basis-Emitteranordnung, so daß Falschmeldungen mit Sicherheit strecke des Transistors 9 und steuert diesen auf, soausgeschlossen sind. Durch die Verwendung binärer fern dessen Basiselektrode mit einem Prüfimpuls von Schaltelemente, die lediglich die Zustände »Span- dem Prüfeingang 16 her beaufschlagt ist. Die Kolleknung vorhanden« und »Spannung nicht vorhanden« »o torelektrode des Transistors 9 ist dann im Gegentakt anzuzeigen bzw. zu verarbeiten haben, ist darüber zu dem Prüfimpuls abwechselnd mit einem »L«- und hinaus ein großer Fertigungstoleranzbereich sämtli- einem »O«-Signal beaufschlagt. Fehlt dagegen der eher Bauelemente der Überwachungsanordnung er- Basisstrom oder der Prüfimpuls beispielsweise dann, möglicht. wenn beide Signalkanäle 6 und 7 ein »0«-Signal füh-

Die Erfindung wird mit ihren Einzelheiten und »5 ren, dann liegen die Signaleingänge 2 und 3 und da-Vorteilen an Hand des in der Zeichnung veranschau- mit die Emitterelektrode des Transistors 9 auf dem lichten Ausführungsbeispiels näher erläutert; die Fi- positiven Kollektorpotential der Transistoren 17 und gur zeigt ein elektrisches Funktionsschaltbild der er- 18; da das Basispotential des Transistors 9 um findungsgemäßen Überwachungsanordnung. die Basis -Emitter- Spannung u_BE höher ist als das

Die Überwachungsanordnung 1 weist die Signal- 30 Emitterpotential, kann sich kein Basisstrom des eingänge 2 und 3 auf, die mit den Endstufen 4 und 5 Transistors 9 in der oben beschriebenen Weise ausder binären Signalkanäle 6 bzw. 7 verbunden sind. bilden, so daß der Transistor 9 trotz vorhandenem Den Signaleingängen 2, 3 ist die erste Schaltstufe 8 Prüfimpuls nicht durchgesteuert werden kann,
mit dem ersten Transistor 9 zugeordnet, der über je Liegt der entgegengesetzte Fall vor, daß beide Sieinen Basiswiderstand 10 bzw. 11 und über je eine in 35 gnalkanäle 6 und 7 ein »L«-Signal führen, so liegen Durchlaßrichtung angeordnete Diode 12 bzw. 13 an die Kollektorelektroden der Transistoren 17 und 18 die Signaleingänge 2,3 angeschlossen ist. Die Kollek- auf Erdpotential 19, wodurch ein Potentialgefälle torelektrode des Transistors 9 führt über den Wider- zwischen den Signaleingängen 2 und 3 fehlt und wie stand 14 an die positive Klemme 15 einer nicht dar- im vorhergehenden Fall kein Strom in die Überwagestellten Versorgungsspannungsquelle. Die Basis- 40 chungsanordnung 1 hineinfließen kann,
elektrode des Transistors 9 ist mit dem Prüfeingang Auf Grund des Merkmals, daß die Kollektorelek-

der Überwachungsanordnung 1 verbunden, welcher trode des Transistors 9 nur dann im Gegentakt zu mit rechteckförmigen Prüfimpulsen angesteuert wird. den Prüfimpulsen abwechselnd mit »L«- und »O«-Si-

Die Endstufen 4 und 5 der Signalkanäle 6 und 7 gnalen belegt ist, wenn in dem einen. Signaleingang 2 weisen je einen Schalttransistor 17 bzw. 18 in Ba- 45 bzw. 3 ein Strom hinein- und aus dem anderen Signasis-Emitter-Schaltung auf, d. h., die Emitterelektro- leingang 3 bzw. 2 ein Strom herausfließt, ergeben sich den der Transistoren 17 und 18 sind auf Erdpotential wesentliche Vorteile der erfindungsgemäßen Uber-19 gelegt, während die Kollektorelektroden einerseits wachungsanordnung. Und zwar wird jede Unterbreüber je einen Widerstand 20 bzw. 21 von einer nicht chung des oben beschriebenen Stromiweges von der dargestellten Gleichspannungsquelle versorgt werden 50 einen Kollektorelektrode des Transistors 17 bzw. 18 und andererseits mit je einem Signaleingang 2 bzw. 3 zu der anderen Kollektorelektrode des Transistors 18 der Überwachungsanordnung 1 verbunden sind. Die bzw. 17 als Fehler, d. h. als Dauer-»L«-Signal an der Basiselektroden der Transistoren 17 und 18 werden Kollektorelektrode des Transistors 9 erkannt. Derarvon je einem der Signalkanäle 6 bzw. 7 angesteuert, tige Unterbrechungen treten besonders häufig zwidie zur Übertragung von binären »L«- oder »O«-Si- 55 sehen den Verbindungsleitungen der Signaleingnalen dienen. gänge2 und 3 und der zugehörigen Ausgänge der

Liegen an den Basiselektroden 6, 7 der Transisto- Endstufen 4 und 5 auf. Es können aber auch Unterren 17, 18 »L«-Signale an, so werden die betreffen- brechungen innerhalb der betreffenden Schaltungsden Transistoren 17 bzw. 18 durchgesteuert, wo- elemente 9, 10, 11, 12, 13, 17, 18, 20 und 21 selbst durch je eine stromleitende Verbindung zwischen 60 sein, die eine Unterbrechung des genannten Stromdem entsprechenden Signaleingang 2 bzw. 3 und Erd- weges und damit eine Fehlermeldung bewirken könpotential 19 hergestellt wird. Führen dagegen die Si- nen.

gnalkanäle 6 bzw. 7 »0«-Signale, so sperren die be- Da es häufig erwünscht ist, zwei oder mehrere

treffenden Transistoren 17 und 18, und die zugehöri- Überwachungsanordnungen für je zwei Signalkanäle gen Signaleingänge 2 bzw. 3 liegen auf den positiven 65 in Form einer Überwachungsschleife in Serie an-KoIIektorpotentialen der sperrenden Transistoren 17 zuordnen, wird das an der Kollektorelektrode des bzw. 18. Transistors 9 anstehende Signal durch die zweite

Die Überwachungsanordnung ist entsprechend der Schaltstufe 22 invertiert, so daß das Ausgangssignal

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jeder Überwachungsanordnung phasengleich zu sei- wachungsanordnungen X räumlich dicht nebeneinan-

nem Eingangs-Prüfsignal ist. Als Schaltstufe 22 dient der in Gestellrahmen befestigt und durch Steckver-

der Schalttransistor 23, dessen Basiselektrode über bindungen elektrisch miteinander verbunden sind,

den ohmschen Spannungsteiler 24, 25 mit der KoI- Diese Anbringung macht es erforderlich, daß der

lektorelektrode des Transistors 9 verbunden ist. Die 5 Eingang 16 und der Ausgang 26 jeder Überwa-

Emitterelektrode des Transistors 23 ist auf Erdpo- chungsanordnung 1 dicht nebeneinander angeordnet

tential 19 gelegt, während die Kollektorelektrode des sind, wodurch die Gefahr eines Kurzschlusses zwi-

Tran&istors 23 den Ausgang 26 der Überwachungs- sehen dem Eingang 16 und dem Ausgang 26 besteht,

anordnung 1 bildet. Die Teilwiderstände 24 und 2 Dieser Störungsfall wird von der betreffenden Über-

des Spannungsteilers 24, 25 sind so bemessen, daß io wachungsanordnung ebenfalls als Fehler angezeigt,

bei leitendem Transistor 9 der Transistor 23 gesperrt Und zwar wird im Anschluß auf ein Eingangs-»O«-

wird. Da die Emitterelektrode des Transistors 23 auf Signal, das den Transistor 23 durchsteuert, der mit

»0« liegt, sind die Spannungsverhältnisse am Aus- dem Ausgang 26 kurzgeschlossene Eingang 16

gang 26 eindeutig definiert. Durch diese Maßnahme dauernd über den durchgesteuerten Transistor 23 auf

ist sichergestellt, daß bei der Serienschaltung mehre- 15 Erdpotential 19 gehalten. An Stelle der abwechseln-

rer Überwachungsanordnungen 1 in jeder einzelnen den Folge von »L«- und »O«-Signalen führt daher

Überwachungsanordnung gleiche Potentialverhält- der Ausgang 26 der Überwachungsanordnung 1

nisse vorliegen. ebenso wie in allen anderen beschriebenen Störungs-

Die Serienschaltung von mehreren Überwachungs- fällen ein Dauer-»O«-Signal (entsprechend einem

anordnungen! wird häufig so ausgebildet, daß die ao Dauer-»L«-Signal an der Kollektorelektrode des

auf einer gedruckten Leiterplatte angeordneten Über- Transistors 9).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

lersicherer Technik mit zusätzlicher fehlersicherer Patentansprüche: Überwachung ausgeführt, wobei gleiche Steuersignal kanäle durch eine im sich fehlergeschützte Schal-

1. Anordnung zur Überwachung zweier binäre tungsanordnung (deutsche Offenlegungsschrift Signale übertragender Signalkanäle auf Antivalenz 5 1 588 431) verbunden sind. Jedoch wird ein offener dieser Signale mit gleichzeitigem Schutz gegen Steuersignaleingang, der beispielsweise durch einen Fehler der Überwachungsanordnung selbst mit je Drahtbruch zwischen einem Steuersignal und dem einem Signaleingang für die zu überwachenden betreffenden Signaleingang der Überwachungsanord-Signale und einem Prüfeingang für rechteckför- nung verursacht sein kann, nicht von einem binären mige Prüfimpulse für den Fehlerschutz der Über- io »L«^Signal des Steuersignals unterschieden, so daß wachungsanordnung, ferner mit einer Schaltstufe, ein derartiger häufig vorkommender Fehler nicht erenthaltend einen Schalttransistor, dessen Basis- kannt werden kann.

elektrode die rechteckförmigen Prüfimpulse züge- Bei der eingangs genannten bekannten Überwa-

führt sind und.dessen Emitterelektrode mit den chungsanordnung gemäß der deutschen Auslege-Signaleingängen über je eine in Durchlaßrichtung *5 schrift 1 537 379 erfolgt die Prüfung auf Antivalenz angeordnete Diode verbunden ist, ferner mit der Signalkanäle und auf interne Fehler der Überwaeiner separaten Versorgungsspannungsquelle, chungsanordnung mittels eines gesonderten Prüfsidadurch gekennzeichnet, daß die Si- gnals, wobei interne Fehler, beispielsweise ein Kurzgnaleingänge (2,3) außerdem noch über je einen Schluß zwischen Eingang und Ausgang der Überwaohmschen Basiswiderstand (10,11) mit der Basis- ao chungsanordnung nicht unmittelbar, sondern ledigelektrode des Schalttransistors verbunden sind, lieh als Phasenverschiebung zwischen dem eingangswährend die Versorgungsspannungsquelle der und ausgangsseitigen Prüfsignal erkennbar sind. Da-Kollektorelektrode zugeführt ist und daß die Prüf- durch ist eine zusätzliche Phasenvergleichseinrichimpulse so dimensioniert sind, daß sie zusam- tung erforderlich, die nicht nur einen Mehraufwand men mit dem bei Antivalenz von einem Signalka- «5 verursacht, sondern eine neue, zusätzliche Fehlernal (6 bzw. 7) in den anderen Signalkanal quelle darstellt, die ihrerseits überwacht werden (bzw. 6) fließenden Strom den Schalttransistor (9) muß.

der Schaltstufe (8) durchsteuern. Bekannt ist auch ein fehlersicheres ODER-Glied

2 Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- aus AEG-Mitteilungen 56 (1966)2, S. 150, Bild 2. kennzeichnet, daß der Schaltstufe (8) eine weitere 30 Nachteilig ist hier, daß nur für Wechselstromsignale Schaltstufe (22) nachgeschaltet ist, die einen mit ausgelegte Signalkanäle, dagegen keine Signalkanäle der Emitterelektrode auf Erdpotential (19) geleg- für Übertragung von Gleichstromsignalen überwacht ten Transistor (23) aufweist, welcher basisseitig werden können.

über einem ohmschen Spannungsteiler (24, 15) Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine ein-

mit der Kollektorelektrode des Schalttransistors 35 fach aufgebaute, in sich fehlergeschützte Überwa-(9) der ersten Schaltstufe (8) verbunden ist. chungsanordnung anzugeben, die sämtliche in einer

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, da- elektronischen Schaltung auftretende Fehler an B audurch gekennzeichnet, daß die Signaleingänge (2 elementen, beispielsweise Kurzschluß zwischen be- bzw. 3) von den Signalkanälen (6,7) je über eine nachbartem Leitern, Unterbrechungen, fehlerhafte Endstufe (4, S) des jeweiligen Signalkanals ge- 40 Lötstellen, sprunghafte Änderung von Widerstandsspeist sind, die einen in Basis-Emitter-Schaltung und Kapazitätswerten sowie Halbleiterparametern angeordneten Transistor (17 bzw. 18) besitzt... . unmittelbar durch ein charakteristisches Ausgangs

signal anzeigt und deren Toleranzgrenzen für die verwendeten elektrischen Bauelemente so groß ist, daß

45 Kennwertveränderungen der für die Überwachungsanordnung verwendeten Bauelemente während einer längeren Betriebszeit ohne Einfluß auf die Betriebssicherheit sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der ein-

zur Überwachung zweier binäre Signale übertragen- 50 gangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch geder Signalkanäle auf Antivalenz dieser Signale mit löst, daß die Signaleingänge außerdem noch über je gleichzeitigem Schutz gegen Fehler der Überwa- einen ohmschen Basiswiderstand mit der Basiselekchungsanordnung selbst, mit je einem Signaleingang trode desSchalttransistors verbunden sind, während für die zu überwachenden Signale und einem Prüf- die Versorgungsspannungsquelle der Kollektqrelekeingang für rechteckförmige Prüfimpulse für den 55 trode zugeführt ist und daß die Prüfimpulse so di-Fehlerschutz der Überwachungsanordnung, ferner mensioniert sind, daß sie zusammen mit dem bei Anmit einer Schaltstufe, enthaltend einen Schalttransi- tivalenz von einem Signalkanal in den anderen Sistor, dessen Basiselektrode die rechteckförmigen gnalkanal fließenden Strom den Schalttransistor der Prüfimpulse zugeführt sind und dessen Emitterelek- Schaltstufe durchsteuern.

trode mit den Signaleingängen über je eine in Durch- 60 In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung laßrichtung angeordnete Diode verbunden ist, ferner wird vorgeschlagen, daß der Schaltstufe eine weitere

mit einer separaten Versorgungsspannungsquelle. Schaltstufe nachgeschaltet ist, die einen mit der

Eine vergleichbare Überwachungsanordnung ist Emitterelektrode auf Erdpotential gelegten Transi-

bereits bekannt durch die deutsche Auslegeschrift stör aufweist, welcher basisseitig über einen ohm-

537 395. 65 sehen Spannungsteiler mit der Kollektorelektrode des

Zur Erhöhung der Fehlersicherheit von elektri- Schalttransistors der ersten Schaltstufe verbunden ist.

sehen Anlagen werden elektronische Steuerungs- Eine weitere Möglichkeit der Ausgestaltung be-

schaltungen durch Mehrfachausführung in nicht feh- steht darin, daß die Signaleingänge von den Signalka-