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"Abrfallverzögerten Zeitwerk für ein gepulstes System"
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Die Erfindung bezicht sich auf ein abfallverzögertes Zeitwerk j fiiD'
ein gepulstes Logik-system zum Schutz von einlagen. Solche Zeitwerke finden z.B.
im Bereich des Reaktorschutzes, insbesondere bei den dort verwendeten elektronischen
Steurerungen, beispielsweise bei der Verzögerung eines Ausgangssignales eine 2v3Verküpfung,
eine Anwendung. Bis jetzt mußten solche Signale zur Sicherheit durch zwei Zeitwerke
gebildet werden, wobei deren Ausganssignale auf Valenz überwacht wurden. Bei diesen
Einrichtungen ist es erforderlich, daß die Überwachung wiederum überwacht wird,
es sei denn die Valenzüberwachung überwacht sich selbst.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zeitwerk für Impussignale
so zu schaffen, daß bei einen Ausfall des Eingangsimpulssignales des Zeitwerkes
beispielsweise beim Auftreten einer Storullg das Ausgangsimpulssignal des Zeitwerkes
erst nach einer wählbaren Zeitverzögerung T ausfällt.
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Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß ein erster Impussignaleigang
über eine erste Eingangsstufe mit einem Impulsgleichspannungsumsetzer verbunden
ist, daß ein zweiter
Impulssignaleingang über eine zwite Eingangsstufe
mit der Basis eines Transistors verbunden ist, dessen Kollektor der Impulssignalausgang
ist, daß die Basis des Transistors an den Impulsgleichspannungsumsetzer angeschlossen
ist, daß die beiden Eingangsstufen mit einer Spannungsquelle in Verbindung stehen.
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In vorteilhafter Weise wird die erste und die zweite Eingangsstufe
durch Je einen Widerstand gebildet, der mit einem zweiten Widerstand und der Basis
eines Transistors verbunden ist. Der zweite Widerstand und der Emitter des Transistors
sind an das Nullpotential angeschlossen. Der Kollektor des Transistors ist über
einen dritten Widerstand bzw. einen dritten und vierten Widerstand mit der Spannungsquelle
verbunden. Ein weiterer Widerstand der beiden Eingengsstufen steht mit seinem ersten
Ende mit der Spannungsquelle und mit dem zweiten Ende sowohl mit dem ersten Widerstand
als auch mit dem Impulssignaleingang in Verbindung. Die Basis des den Impulssignalausgang
bildenden Transistors ist über einen Widerstand an den Mittelabzweig der beiden,
einen Spannungsteiler bildenden Widersände der zweiten Eingangsstufe angeschlossen.
In vorteilhafter Weise wird der Impulsgleichspannungsumsetzer durch einen Transistor
gebildet, dessen Basis an den Kollektor des Transistors der ersten Eingangsstufe
angeschlossen ist. Der Emitter dieses Transistors ist mit dem Nullpotential verbunden.
Der Kollektor des Transistors ist zum engen über einen Widerstand mit dem dritten
ersten Widerstand der/Eingangs stufe verbunden und zum anderen an die erste Klemme
eines Kondensators angeschlossen. Die zweite Klemme des Kondensators steht.sum einen
über eine Diode in Durchlaßrichtung mit dem Nullpotential in Ver-- - - - - - ---
- zweite - -- - - -bindung und ist zum anderen über eine'Üiode in Sperrichtung an
die erste Klemme eines zweiten Kondensators angeschlossen, dessen zweite Klemme
mit dem Nullpotential in Verbindung steht. Die erste Klemme des zweiten Kondensators
ist über einen Widerstand an die Basis des, den Impulssignalausgang bildenden Transistors
angeschlossen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 das Prinzipschaltbild des abfailverzögerten Zeit
werkes für ein gepulstes Logiksystem, Fig. 2 die an den beiden Impuissignaleingängen
und am Impulssignalausgang anstehenden Impulssignale im störungsfreien Fall, Fig.
3 die an den Impulssignaleingängen und am Impulssignalausgang anstehenden Impuls
signale nach dem Auftreten einer Störung.
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Das Zeitwerk 1 ist aus zwei Impulssignaleingängen 2 und 3, den Widerständen
4, 6, 8, 9, 10, 15, 17, 18, 19, 21, 22 und 25, den Transistoren 5, 7, 16, 20, den
Kondensatoren 11, 14 und den Dioden 12 und 13 aufgebaut. Der Impulssignaleingang
2 ist Über einen Widerstand 4 mit der Basis eines Transistors 5 und mit einem Ende
eines Widerstandes 6 verbunden.
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Das zweite Ende des Widerstandes 6 und der Emitter des Transistors
5 sind an das Nullpotential angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 5 ist über
den Widerstand 9 mit der Spannungsquelle 23 verbunden. Ein weiterer Widerstand 10
ist mit seinem ersten Ende ebenfalls an die Spannungsquelle 23 und mit seinem zweiten
Ende sowohl mit dem Widerstand 4 als auch mit dem Impulssignaleingang 2 verbunden.
In dieser Schaltung bilden die Widerstände 4, 6, 9 und 10 sowie der Transistor 5
eine Eingangsstufe 40 für das am Impulssignaleingang 2 anstehende Impulssignal 100.
Der Kollektor des Transistors 5 steht direkt mit der Basis des Transistors 7 in
Verbindung. Der Emitter des Transistors 7 ist an das Nullpotentialvangeachlossen,
während der Kollektor des Transistors -74um einenEber den Widerstand 8 mit dem Widerstand
9
verbunden ist und zum anderen an die erste Klemme des Konclensators
11 angeschlossen ist. Die zweite Klemme des Kondensa tors 11 ist zum einen über
eine Diode 12 in Durchlaßrichtung an das Nullpotential angeschlossen, während sie
zum andern über eine Diode 13 in Sperrichtung mit der ersten Klemme eines Kondensators
14 in Verbindung steht. Die zweite Klemme des Kondensators 14 ist an das Nullpotential
angeschlossen.
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Der Transistor 7, der Widerstand 8 und die beiden Eondensatoren 11
und 14 sowie die beiden Dioden 12 und 13 stellen in dieser Zusammenschaltung einen
Impulsgleichspannungsumsetzer 40 dar. Der zweite Impulseingang 5 des Zeitwerkes
1 ist über einen Widerstand 15 an die Basis des Transistors 16 sowie an das erste
Ende des Widerstandes17 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 16 und das zweite
Ende des Widerstandes 17 sind mit dem Nulipotential verbunden. Der Kollektor des
Transistors 16 steht über die Widerstklde 18 und 22 mit der Spannungsquelle 23 in
Verbindung. Ein weiterer Widerstand 25 ist mit seinem ersten Ende ebenfalls an die
Spannungsquelle 23 angeschlossen und mit seinem zweiten Ende sowohl mit dem Widerstand
15 als auch mit dem Impulssignaleingang 3 verbunden. Die Widerstände 15, 17, 18,
22 und 25 sowie der Transistor 16 bilden zusatnnien eine Eingangsstufe 50 für das
am Impulssignaleingang 3 anstehende Impulssignal 200. Der Kohektor des Transistors
16 steht über die Widerstände 18 und 19 mit der Basis des Transistors 20 in Verbindung.
Die Basis des Transistors 20 wiederum -ist über den Widerstand 21 an die erste Klemme
des Kondensators 14 des Impulsgleichspannungsumsetzers 40 angeschlossen. Der Kollektor
des Transistors 20 bildet den Impulssignalausgang 24.
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Das erfindungsgemäße abfallverzögerte Zeitwerk hat folgende Wirkungsweise:
Der erste Impulssignaleingang 2 des Zeitwerkes 1 sei an den
Ausgang
einer 2v3Verknüpfung angeschlossen. Der zweite Impulssignaleingang 3 des Impulssignal
1 kann vorteilhafterweise -mit einem Taktgeber (hier nicht ebensolches verbunden
werden.
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Der Taktgeber liefert die gleichen Signale, wie sie im Normalfall,
d.h. im störungsfreion Fall, auch am Ausgang der an erscheinen. Das am Impuissignaleingang
2 des ZeItwerkes 1 anstehende Impulssignal 100 ist in Figur 2 dargestellt. Ein ebensolches
Impulssignal 200 wird vom Taktgeber an den Impulssignaleingang 3 geliefert. Solange
das am Impuissignaleingang 2 anstehende Impuls,signal 100 den Wert X aufweist, ist
der Transistor 5 leitend, während der Transistor 7 gesperrt ist. Erscheint nach
einer Zeit t am Ausgang der 2v3Verknüpfung ein Impuls und das Impulssignal 100 nimmt
den Wert Null an, so wird der Transistor 5 gesperrt und der Transistor 7 wird leitend.
Dadurch werden die Potentiale am Kondensator 11 in negativer Richtung verschoben,
so daß durch LAdungsverschiebung der Kondensator 14 negativ aufgeladen wird. Nimmt
das Impulssignal 100 am Impulssignaleingang 2 des Seitwerkes 1 nach einer Zeit 2vden
Wert L än, so wird der Kondensator 11 wieder voll aufgeladen, während der Kondensator
14 seine negative Ladung behält. Das am Impulssignaleingang 3 des Zeitwerkes 1 liegende
Impulssignal 200 hat den gleichen Verlauf wie das Impulssignal 100 im störungsfreien
Fall. Die Impulssignale 100 und 200 sind Jedoch bezüglich Phasenlage und Frequenz
voneinander unabhängig.
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Hat das Impulssignal 200 den augenblicklichen Wert L, so ist der Transistor
16 leitend. Dadurch wird bewirkt, daß die an der Basis des Transistors 20 liegende
Spannung entsprechend der Spannungsteilerwirkung der Widerstände 18 und 22 sowie
19 und 21 negativ ist, solange der Kondensator 14 eine entsprechend große negative
Ladung aufweist. Nimmt das Impuls signal 200 nach einer Zeit t für die Pulsdauer
t- den Wert Null an, wird der Transistor 16 gesperrt. Damit wird die Spannung zwischen
den beiden Widerständen 18 und 22 soweit angehoben, daß die Spannung an der Basis
des Transistors 20
positiv und damit der Transistor 20 für die Pulsdauer
leitend wird. Das Impulssignal 300 am Ausgang 24 hat für den stöiungsfreicn Fall
den gleichen Verlauf wie das Impulssignal 200 am Impulssignaleingang 3. Solange
das Impulssignal 100 am Impulssignaleingang 2 des Zeitwerkes 1 ebenfalls ansteht,
stellt sich zwischen der, dem Kondensator 14 über den Kondensator 11 zugeführten
negativen Ladung und den Umladeverlusten des Kondensators 14 über die Widerstände
19, 21 und 22 und die Spannungsquelle 23 ein Gleichgewichts zustand ein, so daß
der Kondensator 14 annähernd konstant negativ aufgeladen bleibt.
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Kommt es nun zu einer Unterbrechung des Impulssignales 100, so daß
das Impulssignal 100 immer den Wert L oder Null behält, so wie es beispielsweise
Figur 3 zeigt, wird dem gondensator 14 keine negative Ladung mehr zugeführt. Durch
den Umladevorgang des Kondensators 14 über die Widerstände 19, 21 und 22 und die
Spannungsquelle 23 verändert sich die Spannung am Kondensator 14 nun ständig in
positiver Richtung, so daß b6a Uberschreiten eines bestimmten Spannungswertes nach
der Zeit T der Transistor 20 ständig leitend wird und das Impulssignal 300 am Impulssignalausgang
24 ausfällt.
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Erfindungsgemäß ist dieser Impulssignalausfall am Impulssignalausgang
24 gegenüber dem Impulssignalausfall am Impulssignaleingang 2 um die Zeit T verzögert.
Diese Versögerungsw zeit ist abhängig von der Größe des Kondensators 14 und von
den Größen und Verhältnissen der Widerstände 18, 19, 21 und 22. Nur durch geeignete
Wahl des Kondensators 14 kann die Verzögerungszeit T größer oder kleiner eingestellt
werden.
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Kommt es zu einer Unterbrechung des Impulssignales 200 am Impulssignaleingang
3 des Zeitwerkes 1, so daß das Impulssignal
200 immer den gleichen
Wert L oder Null behält, so fällt das Impulssignal 300 am Impulssignalausgang 24
unverzögert aus. Dies ist unabhängig vom Impulssignal 100 am Impulssignaleingang
2 des Zeitwerkes 1.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann anstelle des Transistors
20 für den Impulssignalausgang 24 auch ein Operationsverstärker eingesetzt werden.