DE2658753A1

DE2658753A1 - Dekodierschaltung zur abfrage binaerer schaltzustaende

Info

Publication number: DE2658753A1
Application number: DE19762658753
Authority: DE
Inventors: Georg Haubner; Albert Dr Weckenmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-12-24
Filing date: 1976-12-24
Publication date: 1978-06-29
Also published as: GB1596927A; JPS6027454B2; US4164730A; JPS5382159A

Description

Anlagen zur Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

"Dekodierschaltung zur Abfrage binärer Schaltzustände*

_(Zusatz_zu_P_25_03_679.7)

Die Erfindung betrifft eine Dekodierschaltung zur Abfrage binärer Schaltzustände mittels eines Umschalters und logischer Gatter, insbesondere zur Abfrage der Zählstellungsanzeige binärer Empfängerzähler in einem Ringleitungs-Fernwirksystem nach Patent

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(Patentanmeldung P 25 03 679.7).

Ein Ringleitungs-Fernwirksystem mit selektiver Empfänger-Ansteuerung von einem Zentralsender her, wobei synchron zur Ansteuerung einer Zählschaltung im Zentralsender in jedem Empfänger ein Empfängerzähler getaktet wird, ist in der DT-OS 2 503 679 beschrieben. Die Anwahl eines bestimmten Empfängers erfolgt dadurch, daß bei Erreichen einer diesem Empfänger zugeordneten Zählstellung innerhalb eines Zählzyklus (Auswahlsteuerzyklus) ein Schaltimpuls vom Zentralsender auf eine Steuerleitung innerhalb des Ringleitungssystems ausgekoppelt wird, der in demjenigen Empfänger (bzw. in denjenigen Empfängern) eine Koinzidenzstufe durchschaltet, in dem (bzw. in denen) diese Koinzidenzstufe an den zugeordneten Zählstellungsausgang des Empfängerzählers angeschlossen ist.

In der DT-OS 2 503 679 ist vorgesehen, einen Empfänger dadurch auf Ansprache bei Erreichen einer bestimmten Zählstellung innerhalb eines jeden Auswahlsteuerzyklus zu programmieren, daß zwischen dem Empfängerzähler nachgeschalteten Anpaßstufen und logischen Abfrage-Gattern derart umschaltbare Leitungsbrücken angeordnet sind, daß nur bei Erreichen einer bestimmten Zählstellung innerhalb eines jeden Auswahlsteuerzyklus die Abfragegatter ein Ausgangssignal zur Ansteuerung der Koinzidenz-

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stufe abgeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dekodier» schaltung eingangs genannter Art derart auszubilden, daß mit einfachen Mitteln eine Kodierung der Empfänger im Sinne ihrer Zuordnung zu bestimmten Zählstellungsausgängen eines binären Empfängerzählers ohne Eingriff in den Schaltungsaufbau des Empfänger-Bausteines selbst ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wir d erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß jedem Zählstellungsausgang ein Über Anlegen logischer Potentiale elektrisch umsteuerbarer Umschalter für wenigstens zwei Schaltstellungen nachgeschaltet ist, Über den der momentane Schaltzustand des Zählstellungsausganges entweder unmittelbar oder invertiert auf ein allen Umschaltern nachgeschaltetes UND-Gatter übertragbar ist.

Bei dieser Lösung erfolgt die Programmierung der Dekodierschaltung also dadurch, daß je Zählstellungsstufe des Empfängerzählers an den ihrem Zählstellungsausgang nachgeschalteten Umschalter von außen entweder L-Potential oder O-Potential fest aufgeschaltet wird; womit vorgegeben ist, daß dieser Umschalter beispielsweise bei Erscheinen eines L-Signales am

zugeordneten Zöhlstellungsausgang den nachfolgenden Eingang des UND-Gatters für die Abfrage der binären Zählstellung des Empfängerzählers mit L-Signal ansteuert - oder aber die Ansteuerung des UND-Gatters mit L-Signal wird dann und nur dann vorgenommen, wenn der zugeordnete Zählstellungsausgang O-Signal führt. Für die Zuordnung zu einer bestimmten Zählstellung entsprechend einer bestimmten Kombination binärer Ausgangszustände am Empfängerzähler ist also ein Eingriff in die Schaltungsverbindungen zwischen Empfängerzähler einerseits und die nachfolgenden logischen Schaltungen andererseits nicht mehr erforderlich. Gerade hinsichtlich des praktischen Einsatzes solche Empfänger für ein Fernwirksystem beispielsweise in einem Kraftfahrzeug ist somit eine der bedeutsamsten Fehlerquellen, nämlich unsachgemäßer Eingriff in die Schaltung selbst, ausgeschaltet. Zugleich ergibt sich die Möglichkeit einer besonders einfachen Kontrolle gegebener Kodierung eines bestimmten Empfängers, da nicht bestimmte Lewfcungsverbindungen innerhalb der Schaltung zu überprüfen sind, sondern lediglich eine statische Aufschaltung von 0- bzw. L-Signal auf die Umschalter nachgeprüft werden muß.

Für den Fall, daß für die Ansteuerung des Umschalters nur die Alternative zwischen zwei Schaltstellungen in Betracht kommt, ist es besonders zweckmäßig, diesen Umschalter als ein Exklusiv-ODER-Gatter mit invertierendem Ausgang zu reali-

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sieren, dessen erster Eingang an den zugeordneten Zählstellungsausgang und dessen zweiter Eingang an einen entweder L-Signal oder O-Signal führenden Steuersignaleingang schaltbar ist. Wenn der zweite Eingang infolge externer Beschaltung des Steuersignaleinganges nämlich fest auf O-Potential gelegt ist, dann führt der Ausgang dieses Umschalters, nämlich der invertierende Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters, nur bei O-Signal am ersten Eingang L-Signal. Wenn dagegen der zve ite Eingang über den Steuersignaleingang aufgrund externer Beschaltung fest auf L-Potential gelegt ist, dann führt der Ausgang dieses Umschalters L-Signal, wenn und so lange auch der erste Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters mit L-Signal angesteuert wird.

Um eine zusätzliche Ansteuerungsmöglichkeit des Umschalters, die unten noch näher erläutert wird, zu ermöglichen, kann es zweckmäßig sein, diesen nicht als integrierte Gatterschaltung zu realisieren, sondern für die zweite Schaltstellung eine gesonderte Inverterstufe vorzusehen. Der Umschalter ist in diesem Falle zweckmäßigerweise durch zwei miteinander verschaltete, elektrisch steuerbare Schalter gebildet, deren Eingänge unmittelbar bzw. invertiert an den Zählstellungsausgang angeschlossen und deren Ausgänge auf ein ODER-Gatter geschaltet sind, wobei ein gemeinsamer Steuersignaleingang einerseits invertierend auf den Schalter für die erste Schaltstellung und anderer-

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seits unmittelbar auf den Schalter für die zweite Schaltstellung geschaltet ist.

Bei den beiden miteinander verschalteten steuerbaren Schaltern handelt es sich etwa um die Emitter-Kollektor-Strecken zweier Transistoren, deren Basen einerseits über eine Inverterstufe und andererseits direkt an den Steuersignaleingang angeschlossen sind.

Besonders zweckmäßig ist es, diese beiden miteinander verschalteten steuerbaren Schalter durch zwei Transmissionsgatter in COS-MOS-Technik darzustellen, deren invers zusammengeschaltete Gate-Anschlüsse einerseits über eine Interverterstufe und andererseits direkt an den Steuersignaleingang geschaltet sind. Denn solche Transmissionsgatter in COS-MOS-Technik weisen gegenüber herkömmlichen Transistorschaltungen den besonderen Vorteil auf, nicht nur bipolar betrieben werden zu können, sondern insbesondere auch besonders störsicher zu arbeiten; in der älteren Patentanmeldung P 26 44 106.5 ist im einzelnen dargelegt, warum diese Eigenschaften von besonderem Vorteil in Zusammenhang mit einem Fernwirksystem eingangs genannter Art sind, das vom Bordnetz eines Kraftfahrzeuges gespeist wird.

In der DT-OS 2 513 323 und in der schon genannten älteren Patentanmeldung P 26 44 106.5 ist im einzelnen beschrieben, daß es zweckmäßig sein kann, bestimmte Empfänger innerhalb eines jeden Auswahlsteuerzyklus mehrfach, also mehreren unterschiedlichen

Zählstellungen zugeordnet, anzusteuern. Dadurch ergibt sich insbesondere die Möglichkeit, eine aus entsprechend vielen Bit zusammengesetzte Meßwertinformation innerhalb eines einzigen Auswahlsteuerzyklus über eine Rückmeldeleitung des Ringleitungssystems an den Zentralsender zu übermitteln. Bei binär-kodierten Empfängerzählern ergibt sich solche Mehrfach-Ansprache innerhalb eines einzigen Auswahlsteuerzyklus schaltungstechnisch am einfachsten dadurch, daß z.B.die niederwertigen Zählstellungsausgänge nach Erreichen einer bestimmten logischen Konstellation abgefragt werden, während für die nicht derart abgefragten höherwertigen Zählstellungsausgänge ständig Ausgangssignal (nämlich ständig L-Potential) simuliert wird.

Bei Realisierung des erfindungsgemäßen Umschalters mittels eines Exklusiv-ODER-Gatters würde die Simulation ständigen L-Signales an einem Zählstellungsausgang dadurch erfolgen können, daß dem Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters durch entsprechende Beschaltung (also u. U. unter Berücksichtigung einer Entkopplungsschaltung) L-Potential ständig aulgeprägt wird.

Schaltungstechnisch einfacher und hinsichtlich einer Empfänger-Programmierung durch ungeübte Kräfte zuverlässiger ist es jedoch, den Umschalter derart mit drei Schaltstellungen auszustatten, daß im dritten Ansteuerungsfalle unabhängig von der Eingangsinformation am Ausgang des Umschalters stets L-Signal erscheint.

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Hierzu ist, nach einem weiterbildenden Merkmal der Erfindung, der Steuersignaleingang zusätzlich an einen Spannungsteiler-Abgriff für etwa die halbe Betriebsspannung angeschlossen; und zum Einstellen dieser dritten Schaltstellung wird der Steuersignaleingang weder auf L-Potential_r noch auf O-Potential gelegt, sondern offengelassen, so daß sich an ihm eine mittlere Spannung einstellt, die gerade dazu ausreicht, die beiden miteinander verschalteten, individuellen steuerbaren Schalter derart vorzuspannen, daß am Ausgang des ihnen nachgeschalteten ODER-Gatters stets L-Signal ansteht.

Im Hinblick darauf, daß die Programmierung der einzelnen Empfänger durch Ansteuerung der Umschalter mit einer der drei Möglichkeiten, ebenso wie die spätere Kontrolle der vorgenommenen Programmierung, möglichst einfach durchführbar sein soll, ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung zweckmäßig, die Steuersignaleingänge der noch unprogrammierten Umschalter eines jeden Empfängers derart sowohl an eine L-Potential führende Anschlußschiene als auch an eine O-Potential führende Anschlußschiene zu legen, daß extern ohne weiteres entweder der O-Potential-Anschluß (nämlich für L-Signal-Einspeisung) oder der L-Potential-Anschluß (nämlich für O-Signal-Einspeisung) oder die Zuleitung zum Steuersignaleingang insgesamt unterbrochen werden kann, indem die entsprechende Leitungsverbindung, die beispielsweise auf der Oberfläche einer gedruckten Schaltung geführt ist, durch Kratzen oder Schneiden aufgetrennt wird. Wenn ein

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Empfänger mit seinen Umschaltern in der Praxis innerhalb einer integrierten Schaltung zusammengefaßt ist, dann werden zweckmäßigerweise die Anschlüsse für die Steuersignaleingänge der Umschalter dieses Empfängers auf nebeneinanderliegende IC-Anschlüsse geführt, die ihrerseits jeweils an eine Brücke zwischen einer gemeinsamen Schiene für L-Potential und einer gemeinsamen Schiene für O-Potential angeschlossen sind.

Beim praktischen Einsatz eines Fernwirksystems der hier betrachteten Art kann es zweckmäßig sein, einem Empfänger mehrere Unterempfänger zuzuordnen, beispielsweise zur Rückmeldung von Meßwerten unterschiedlicher Art aus einer einzigen Teilvorrichtung, der der (Haupt-) Empfänger zugeordnet ist. Wenn eine solche Anwahl unterschiedlicher Unterempfänger innerhalb eines Auswahlsteuerzyklus erwünscht ist, dann wird zweckmäßigerweise wieder von der oben schon beschriebenen III. Schaltstellung für einen Teil der Zählstellungsausgänge Gebrauch gemacht, um einen dem (Haupt-) Empfängerzähler nachgeschalteten Verteilerzähler anzusteuern. Den Zählausgängen des Verteilerzählers sind, anderer seits an die S-feuerleitung angeschlossene, Koinzidenzstufen nachgeschaltet, die ihrerseits erst den jeweiligen Unterempfänger ansteuern.

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V/eitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele zur Erfindung. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild für ein Ringleitungssystem mit Zentralsender und einem an das Ringleitungssystem angeschlossenen, programmierbaren Empfänger zur Ansteuerung eines bestimmten, diesem Empfänger zugeordneten Verbrauchers, mit individuell ansteuerbaren Umschaltern zur Programmierung des Empfängers;

Fig. 2 ein Ausfuhrungsbeispiel für die Umschalter in einem Empfänger nach Fig. 1 mit gegenüber Fig. 1 abgewandelter Beschaltung eines den Umschaltern hachgeschalteten UND-Gatters;

Fig. 3 einen gegenüber Fig. 2 abgewandelten Umschalter, realisiert aus zwei miteinander verschalteten Schaltern;

Fig. 4 ein Realisierungsbeispiel für die Grundschaltung nach Fig. 3, erweitert um eine dritte Ansteuerungsmöglichkeit des Umschalters;

Fig. 5 einen Umschalter nach Fig. 4, in dem die miteinander verschalteten Schalter durch Transmissionsgatter realisiert sind;

Fig. 6 einen durch Auftrennen von Leitungsverbindungen programmierbaren Umschalter nach Fig. 2 bis Fig. 5;

Fig. 7 für mehrere in einer integrierten Schaltung untergebrachte Umschalter nach Fig. 6 ein bevorzugtes konstruktives AusfUhrungsbeispiel und

Fig. 8 den Einsatz von Umschaltern nach Fig. 3 bis Fig. 7 in Verbindung mit der Zuordnung eines programmierbaren Empfängers zu mehreren ihm nachgeschalteten Unterempfängern.

Für die nachfolgende Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele zur Erfindung ist angenommen, daß das Ringleitungssystem 106 u. a. eine Versorgungsleitung Π 4 führt, deren Spannung für die logischen Schaltkreise L-Potential darstellt. Bei der Versorgungsleitung 114 handelt es sich im Falle der Anwendung eines Fernwirksystems dieser Art in einem Kraftfahrzeug beispielsweise um die Speiseleitung, die positive Batteriespannung führt, wobei für die vereinfachte Darstellung alle Maßnahmen zur Stabilisierung und insbesondere Störsignalunterdrückung außer Betracht geblieben sind. Diesbezüglich wird insbesondere auf die ältere Patentanmeldung P 26 43 518.7 verwiesen. In den dargestellten Ausführungsbeispielen is/für die logische Funktion der Digitalbausteine positive Logik zugrunde gelegt. Die Erfindung ist aber nicht beschränkt auf dieses Realisierungsbeispiel hinsichtlich der eingesetzten logischen Funktionselemente.

Das Ringleitungssystem 106 weist eine Taktleitung 117 auf, über die sychron mit einer im Zentralsender 110 des Fernwirksystems vorgesehenen (nicht dargestellten) Zählschaltung in 'jedem ' an das Ringleitungssystem 106 angeschlossenen Empfänger 111 ein Empfängerzähler 130 getaktet wird. Zur Sychronisation der Arbeitsweise der Zählschaltung im Zentralsender 110 und aller Empfängerzähler 130 wird mit Ablauf je eines Auswahlsteuerzyklus, der einem vollständigen Durchlauf der senderseitigen Zählschaltung und damit auch der Empfängerzähler entspricht, über die

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Taktleitung 117 und/oder über eine Steuerleitung 129 ein Steuersignal an alle Empfänger 111 übermittelt und dort in einem Steuersignaldiskriminator 156 zur Rückstellung des jeweiligen Empfängerzählers 130 in die Zählanfangsstellung ausgewertet, wie hinsichtlich eines bevorzugten Realisierungsbeispieles in der älteren Patentanmeldung P 26 42 977.6 im einzelnen beschrieben.

Insbesondere in Zusammenhang mit Fig. 5 der DT-OS 2 503 679 ist dargelegt, daß es insbesondere bei einer Vielzahl individuell ansteuerbarer Empfänger 111 zweckmäßig ist, die senderseitige Zählschaltung und dementsprechend auch die Empfängerzähler 130 nicht als Schrittzähler, sondern als Binärzähler aufzubauen. Daraus resultiert dann die Erfordernis, zur Detektion einer bestimmten Zählstellung innerhalb eines jeden Auswahlsteuerzyklus die Schaltzustände sämtlicher, unterschiedlich gewichteter Zählstellungsausgänge 132 jedes Empfängerzählers 130 abzufragen und auszuwerten. Dazu ist der Gesamtheit der Zählstellungsausgänge 132 eine Dekodierschaltung 131 nachgeschaltet. Diese gibt dann und nur dann Ausgangssignal ab, wenn im Zuge eines Auswahlsteuerzyklus gerade diejenige Zählstellung im Empfängerzähler 130 durchlaufen wird, der der betrachtete.Empfänger 111 zugeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sei der dargestellte Empfänger 111.4 der vierten Zählstellung eines jeden Auswahlsteuerzyklus zugeordnet, d. h., bei der eingetragenen Konstellation der Schaltzustände der Zählstellungsausgänge 132 wird eine der Dekodierschaltung 131 nachgeschaltete Koinzidenzstufe 135 angesteuert, die durchschaltet, wenn mit dieser vierten Zählstellung das Erscheinen eines Schalt-

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impulses auf der Steuerleitung 129 des Ringleitungssystems zusammentrifft. Wenn über einen zweckmäßigerweise zusätzlich vorgesehenen Quittierzähler 313 festgestellt wird, daß diese Koinzidenz nicht auf vorübergehenden StöreinflUssen beruht, führt der Empfänger-Ausgang 311 Ausgangssignal zur Ansteuerung eines diesem speziellen Empfänger 111.4 nachgeschalteten Verbraucher 122.4. Bei dem Verbraucher 122 kann es sich in klassischem Sinne um einen Verbraucher, beispielsweise einen Motor oder eine Beleuchtungsquelle handeln; mit dem Begriff "Verbraucher 122" soll aber auch jedes andere individuell über ein Ringleitungssystem 106 ansteuerbares Funktionselement erfaßt sein, beispielsweise ein Meßfühler oder eine Regelschaltung. Ein Rückmeldegeber 149 ist vorgesehen, um den Betriebszustand eines Verbrauchers im engeren Sinne, oder beispielsweise einen Meßwert über eine Rückmeldeleitung 145 des RingleitungssystemsiOo an den Zentralsender 110 zurückzumelden, wobei eine Rückmeldesperre 146 die Synchronisation solcher Rückmeldung mit der momentanen Ansteuerung des zugeordneten Empfängers 111.4 sicherstellt, um die rückgemeldete Information bei ihrer Aufnahme im Zentralsender 110 jenem bestimmten Rückmeldegeber 149.4 zuordnen zu können.

Innerhalb der Dekodierschaltung 131 ist jedem der Zählstellungsausgänge 132 des Empfängerzählers 130 ein elektrisch umsteuerbarer Umschalter 430 nachgeschaltet, die sämtlich ausgangsseitig auf ein gemeinsames UND-Gatter 431 führen. Um z. B. die Zählstellung "Nr. 4", die hinsichtlich ihrer binären Schaltzustände der Zählstellungsausgänge 132 in Fig. 1 eingetragen ist, abzufragen, ist die Empfänger-

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Programmierung derart vorzunehmen, daß dann und nur dann alle Eingänge des UND-Gatters 431 L-Signal führen, wenn im Zuge eines jeden Auswahlsteuerzyklus gerade die vierte Zählstellung durchlaufen wird. Diese Empfänger-Programmierung erfolgt durch derartiges Ansteuern der einzelnen Umschalter 430, daß diese Koinzidenzbedingung für das UND-Gatter 431 im dargestellten Zählstellungsfalle erfüllt ist. Der Zählsis llungsausgang 132, der in der gefragten Zählstellung bereits L-Signal führt, braucht also lediglich durchgeschaltet zu werden (Schaltstellung i), während hinsichtlich der übrigen Zählstellungsausgänge 132 der jeweils nachgeschaltete Umschalter 430 auf O-Signal-Dekodierung eingerichtet, das Zählstellungs-Ausgangssignal also invertiert werden muß (Schaltstellung II im symbolisch dargestellten Umschalter 430).

Um für diese Programmierung des Empfängers 111 auf eine bestimmte Zählstellung den jeweiligen Umschalter 430 entsprechend einzurichten, wird er mit seinem Steuersignaleingang 432, wie unten im einzelnen erläutert, fest entweder auf L-Potential oder auf O-Potential gelegt, indem ein entsprechender Anschluß an Potentialschienen 433 vorgenommen wird.

Ein solcher elektrisch umsteuerbarer Umschalter 430 zum Durchschalten des gegebenen L-Signals oder zum Invertieren eines gegebenen O-Signals ist in besonders ökonomischer Weise als Exklusiv-ODER-Gatter 434 mit invertierendem Ausgang realisierbar. Von dessen beiden Eingängen ist der eine mit dem Steuersignaleingang 432 des Umschalters 430 identisch, wahlweise also auf L-

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oder O-Potential gelegt, während der zweite Eingang an den diesem Umschalter 430 zugeordneten Zählstellungsausgang 132 des Empfängerzählers 130 angeschlossen ist. Der invertierende Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatter 434 und damit der Ausgang des Umschalters führt dann L-Signal, wenn entweder an beiden Eingängen O-Signal oder an beiden Eingängen L-Signal liegt. Um in Fig. 2 dargestelltem Falle über das UND-Gatter 431 O-Signal am Zählstellungsausgang abzufragen, ist somit der Steuersignaleingang 432 gemäß der Schaltalternative II an die Potentialschiene 433 für O-Potential anzuschalten.

Es ist aus Kostengründen zweckmäßig, die Funktion der in Fig. 1 noch der Dekodierschaltung 131 gesondert nachgeschalteten Koinzidenzstufe 135 in das UND-Gatter 431 des Umschalters 430 hineinzuverlegen, in-dem das UND-Gatter 431 mit einem zusätzlichen Koinzidenzeingang 435 versehen wird, der (wie zuvor die Koinzidenzstufe 135 in Fig. i) an die Steuerleitung 129 des Ringleitungssystems angeschlossen ist^ vgl. Fig. 2.

In Abwandlung zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist in Fig. ein Prinzipschaltbild für den Aufbau des elektrisch umsteuerbaren Umschalters 430 aus zwei miteinander verschalteten, elektrisch steuerbaren Schaltern 436.1/436.II wiedergegeben. Im Falle der I. Schaltstellung wird ein L-Signal am Zählstellungsausgang 132 unmittelbar auf ein ODER-Gatter 437 und damit auf den Umschalter-Ausgang 438 übermittelt, während in der II. Schaltstellung ein O-Signal am Zählstellungsausgang 132 über eine Inverterstufe in

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Form eines NOR-Gatter 439 invertiert ausgegeben wird. Die wechselseitige Ansteuerung der Schalter 436.1/436.II erfolgt über den-selben Steuersignaleingang 432, wobä der erste Schalter 436.1 über einen Inverter 440 beaufschlagt wird.

Das Prinzipschaltbild nach Fig. 3 ist bei einer Anordnung gemäß Fig. 4 durch ein Transistor-Paar als Schalter 436.1/ 436.II realisiert, wobei auch der Inverter 440 als einstufige Transistorschaltung aufgebaut ist. Der Schaltungsaufbau gemäß Fig, 4 weist im übrigen die bei Schalttransistoren üblichen Begrenzungswiderstände 441 für den Basisstrom auf, sowie eine Diode 442 zur Potentialanpassung zwischen dem Schalter 436.1 und dem diesen ansteuernden Inverter 440.

Die besondere praktische Bedeutung einer Schaltung gemäß Fig. liegt darin, daß, wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 berücksichtigt, eine III. Schaltstellung für den Umschalter ermöglich t ist, in der der Steuersignaleingang 432 des Umschalters 430 auf keine der beiden Potentialschienen 433 geschaltet, sondern offengelassen ist. Für diesen III. Schaltzustand ist im Umschalter 430 an dessen Steuersignaleingang 432 der Abgriff 443 eines derart dimensionierten Spannungsteilers 444 angeschlossen, daß die wirksame Ansteuerung des Umschalters 430 mit etwa halber Betriebsspannung erfolgt. Im konkreten Anwendungsfalle ist der Abgriff 443 am Spannungsteiler 444 auf eine solche Spannung zu legen, daß der Schalter 436.11

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noch nicht sperrt und der Transistor im Inverter 440 schon leitet, der Schalter 436.1 also ebenfalls leitet. Das hat zur Folge, daß unabhängig vom momentanen Schaltzustand am Zählstellungsausgang 132 der Umschalter-Ausgang 438 ständig L-Signal führt.

Während beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 die Schaltstrecken des Umschalters 430 durch Schalter 436,l/43o.II in Form von Schalttransistoren gebildet sind, zeigt Fig. 5 einen entsprechenden Aufbau unter Verwendung von sog. COS-MOS-Transmissionsgattern 445, deren Wirkungsweise beispielsweise in der Zeitschrift ELEKTRONIK 197J, 111 ff Bild 15, beschrieben ist. Die Ansteuerung eines jeden solchen Transmissionsgatters

445 erfolgt gegenphasig über seine beiden Gate-Elektroden A, A Für die gegensinnige Ansteuerung der beiden Transmissionsgatter 445 sind diese gegensinnig parallel geschaltet, und der Steuersignaleingang 432 des Umschalters 430 ist jeweils unmittelbar auf die eine und über den Inverter 440 auf die andere Gate-Elektrode geführt.

Für ständiges L-Signal am Umschalter-Ausgang 438 bei offenem, also weder auf L-Potential noch auf O-Potential gelegtem Steuersignaleingng 432 ist das ODER-Gatter 437 vor dem Ausgang mit einem dritten Anschluß ausgestattet, dem ein Inhibit-Gatter

446 mit negierendem Ausgang vorgeschaltet ist. Der negierende Eingang des Inhibit-Gatter 446 ist an den Ausgang des Inverter 440 angeschlossen, während der direkte Eingang einerseits über einen Widerstand 447 auf 0-Potential gelegt und andererseits über

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eine Umkehrstufe 448 an den Steuersignaleingang 432 angeschlossen ist, an dem, wie bei Fig. 4, wiederum der Abgriff 443 eines Spannungsteiler 444 liegt. Wenn der Steuersignaleingang 432 an keine der Potentialschienen 433 angeschlossen ist, wird hier folglich die am Spannungsteiler 444 abgegriffene Spannung wirksam. Diese ist derart vorgegeben, daß die Eingangsbeschaltungen des Inverters 440 und der Umkehrstufe 448 noch nicht durchschalten. Da der Ausgang des Inverters 440 über einen Entkopplungswiderstand 449 auf L-Potential geschaltet ist, liegt unter diesen Gegebenheiten am negierenden Eingang des Inhibit-Gatter 446 L-Signal; am nichtinvertierenden Eingang des Inhibit-Gatters 446 liegt dagegen O-Signal, weil der Ausgang der Umkehrstufe 448 über den Widerstand 447 auf O-Potentiai gelegt ist. Folglich erscheint unabhängig vom Signalzustand am zugeordneten Zählstellungsausgang 132 nunmehr am Umschalter-Ausgang 438 ständig L-Signal.

Es ist zweckmäßig, den Steuersignaleingang 432 eines Umschalters 430 im noch unprogrammierten Zustand gleichzeitig an beide Potentialschienen 433 für L-und für O-Potential derart anzuschließen, daß je nach Wahl entweder einer dieser beiden Anschlüsse oder sogar beide Anschlüsse aufgetrennt werden können. Den Anschluß eines noch unprogrammierten Umschalters 430 an beide Potentialschienen 433 zeigt Fig. 6. Im Falle eines vierstufigen Binärzählers als Empfängerzähler 130, wie es für Fig. 1 dargestellt ist, sind innerhalb der Dekodierschaltung 131 zwischen dem UND-Gatter 431

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und den Zählstellungsausgängen Ϊ32 des Empfängerzählers 1 30 vier solche Umschalter 430 angeordnet. Je nachdem, ob ein L-Signal detektiert werden soll (Schaltstellung I in der Prinzipdarstellung der Fig. 3), oder ob ein O-Signal detektiert - also als L-Signal auf das UND-Gatter 431 weitergeschaltet - werden soll (Schaltstellung II), ist am individuellen Umschalter 430 entweder nur der Anschluß an die O-Potentialschiene 433 oder nur der Anschluß an die L-Potentialschiene 433 zu unterbrechen, beispielsweise durch Ausstanzen der ursprünglich hier vorgesehenen Leiterbahn auf einer gedruckten Schaltung. Soll dagegen der Zählstellungsausgang 132 einer Binärzählerstelle gar nicht abgefragt werden, dann ist hierfür stets L-Signal am zugeordneten Eingang des UND-Gatter 431 zu gewährleisten, wozu beide ursprünglich vorgesehene Anschlüsse des Steuersignaleinganges 432 aufgetrennt werden. Durch wahlweisen Eingriff in die beiden ursprünglich vorgesehenen Anschlüsse des Steuersignaleinganges 432 eines jeden Umschalters läßt dieser sich also in denkbar einfacher Weise für drei unterschiedliche Dekodier-Funktionen programmieren.

Bei der praktischen Realisierung der Erfindung wird nach Möglichkeit (wenigstens) die vollständige Schaltung des Empfängers 111 (siehe Fig. 1) als integrierte Schaltung erstellt und innerhalb eines IC-Gehäuses 450 derart untergebracht, daß die Steuersignaleingänge 432 der Umschalter 430 als nebeneinanderliegende IC-Anschlüsse 451 herausgeführt und bei der Montage des IC-Gehäuses 450 zwischen den Potentialschienen 433 für L-und 0-Potential durch eine

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Leiterplatte 452 durchgesteckt sind. In der Ebene der durch die Leiterplatter 452 hindurchragenden IC-Anschlüsse 451 der Steuersignaleingänge 432 (vgl. Fig. ό) liegen zwischen den Potentialschienen 433 Kurzschluß-Brücken 453, die Jeweils mit einem der IC-Anschlüsss 451 elektrisch leitend verbunden sind. Zum Programmieren eines solchen Empfänger-IC-Gehäuses 450 brauchen also lediglich entsprechend der Empfänger-Nummer in binärkodierter Schreibweise die Brücken 453 entweder auf der einen oder auf der anderen Seite des jeweiligen IC-Anschlusses 451 durchtrennt (z. B. aufgeschnitten oder augestanzt) zu werden, was beispielsweise auch angelernte Kräfte in einer Kfz-Werkstatt auf entsprechende Programmier-Anweisung hin elektrisch funktionssicher durchführen können. Die Lagerhaltung für Empfänger 111 eines Fernwirksystems der hier betrachteten Art beschränkt sich also auf Vorratshaltung für noch unprogrammierte Einheitsempfänger in Form der in Fig. 7 dargestellten, auf einer Verdrahtungs-Leiterplatte· 452 angeordneten IC-Gehäuse 450.

Wenn für einen Sonderfall, wie er beispielshalber unten beschrieben wird, bestimmte (insbesondere niederwertige) Stellen des binärkodierten Empfängerzählers 130 (vgl. Fig. 1) gar nicht abgefragt werden sollen, dann sind an den entsprechenden IC-Anschlüssen der Steuersignaleingänge 432 die Kurzschluß-Brücken 453 beiderseits der IC-Anschlüsse 451 zu unterbrechen. Dadurch wird ein unbeschalteter Steuersignaleingang 432 geschaffen, an dem sich intern somit die am Spannungsteiler 444 abgegriffene Spannung Cvgl. Fig. 4 oder Fig. 5) für ständige Ansteuerung des Umschalter^ Ausganges 438 einstellt.

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Die in Fig. 8 dargestellte Empfänger-Schaltung entspricht derjenigen nach Fig. 1, mit dem Unterschied, daß zwischen der Koinzidenzstufe 135 und der Empfänger-Dekodierschaltung 131 ein Verteilerzähler 454 vorgesehen ist. Dessen Takteingang 455 ist dem UND-Gatter 431 nachgeschaltet, d. h., jedesmal dann, wenn die Koinzidenzbedingung am Eingang des UND-Gatter 431 erfüllt ist, wird der Verteilerzähler 454 um einen Schritt weitergezählt. Beim Verteilerzähler 454 handelt es sich zweckmäßigerweise um einen Schrittzähler nach Art eines Schieberegisters, an dessen Zählstellungsausgänge jeweils ein Unterempfänger 422 über die Koinzidenzstufe 1 35 und ggf. den Quittierzähler 313 angeschlossen ist. Da der Unterempfänger 422 dem Verbraucher gemäß Fig. 1 entspricht, ist also in der Ausführung gemäß Fig. einem (Haupt-) Empfänger 111 eine Gruppe von vier Verbrauchern (Unterempfängern 422) zugeordnet.

Jedesmal dann, wenn die Koinzidenzbedingung am Eingang des UND-Gatter 431 erfüllt ist, wird der Verteilerzähler 454 um einen Schritt weitergezahlt^ also der nächste aus der Serie der diesem Empfänger 111 nachgeschalteten Verbraucher (Unterempfänger 422) angesteuert. In welchem Rythmus im Zuge des Ablaufes der Auswahlsteuerzyklen eine Ansteuerung des Takteinganges 455 des Verteilerzählers 454 erfolgt, wird bestimmt durch die Programmierung des Empfängers 111, also durch Auswahl einer der wirksamen Schaltstellungen I, II oder III an jedem der zwischen dem UND-Gatter und dem (Haupt-) Empfänger-Zähler 130 vorgesehenen Umschalter 430.

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Wenn durch Kodierung der Umschalter 430 die Koinzidenzbedingung für das UND-Gatter 431 nur in einer und nur einer Zählstellung innerhalb eines jeden Auswahlsteuerzyklus erfüllt ist, wird pro Auswahlsteuerzyklus folglich nur einer der dem (Haupt-) Empfänger ΠΙ nachgeschalteten Unterempfanger 422 angesteuert. Bei einem als vierstufiger Binärzähler realisierten Empfängerzähler 130 und dementsprechend vierstufigen Verteilerzähler 454 sind vier Unterempfänger 422 innerhalb je eines Auswahlsteuerzyklus unmittelbar nacheinander ansteuerbar/ wenn beispielsweise die Schaltstellungen III-III-II-I (wie unterhalb der Zählstellungs·= ausgänge 132 in Fig. 8 eingetragen) durch entsprechendes Auftrennen der Leiter-Brücken 453 zu den Potentialschienen 433 hergestellt v/erden, dann werden die beiden niederwertigsten Stellen des Empfängerzählers 130 gar nicht abgefragt (die zugeordneten Eingänge des UND-Gatters 431 also stets auf L-Signal gelegt), während die beiden übrigen Umschalter 430 auf O-Signal bzw. auf L-Signal an den zugeordneten Zählstellungsausgängen des Empfängerzählers 130 kodiert sind. Folglich schaltet das UND-Gatter 431 beim achten bis elften Taktimpuls innerhalb eines jeden Auswahlsteuerzyklus je einmal durch, wie in der vorletzten Zeile der Wahrheitstabelle in Fig. 8 links angegeben. Innerhalb eines jeden Auswahlsteuerzyklus wird der Verteilerzähler 454 also einmal durchgezählt, d. h., die vier individuellen, seinen Zählstellungsausgängen 456 nachgeschalteten Unterempfänger 422 werden unmittelbar aufeinanderfolgend angesteuert.

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Wenn dagegen die Ansteuerung der einem (Haupt-) Empfänger 111 nachgeschalteten Unterempfänger 422 nicht unmittelbar nacheinander, sondern über die Dauer eines Auswahlsteuerzyklus möglichst gleichmäßig verteilt erfolgen soll, ist die oberhalb der Dekodierschaltung 131 in Fig. 8 eingetragene Empfängerkodierung I-II-III-III vorzunehmen. Wie aus der untersten Zeile der Wahrheitstabelle ersichtlich, ist dann die Koinzidenzbedingung im UND-Gatter 431 beim ersten, fünften, neunten und dreizehnten Taktimpuls eines jeden Auswahlsteuerzyklus erfüllt, mit der Folge einer Ansteuerung des Verteilerzählers 454 in diesem Rythmus.

Die zuletzt beschriebene Empfängerkodierung ist ganz besonders geeignet zur Durchführung einer raschen Rückmeldung von mehrstelligen, beispielsweise binärkodferten Meßwerten, wie sie insbesondere in Zusammenhang mit Fig. 3 und Fig. 2 der DT-OS 2 513 323 beschrieben ist. Bei diesem Anwendungsfalle übernimmt der Verteilerzähler 454 die Funktion des seinerzeitigen Ringzählers 180 zur Abfrage der einzelnen Stellen des kodierten Meßwertes, und die Funktion der seinerzeit vorgesehenen UND-Gatter 179 kann - unter Verzicht auf das ODER-Gatter 181 in die Rückmeldesperre 146 gemäß Fig. 8 verlagert werden, so daß der Rückmeldegeber 149 gemäß Fig. 8 die Abfrage einer Stelle am Ausgang des Meßwertquantisierers 173 gemäß jener Vorveröffentlichung übernimmt.

- Ansprüche -

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Claims

Ansprüche

ekodierschaltung zur Abfrage binärer Schaltzustände mittels eines Umschalters und logischer Gatter, insbesondere zur Abfrage der Zählstellungsanzeige binärer Empfängerzähler in

einem Ringleitungs-Fernwirksystem nach Patent

(Patentanmeldung P 25 03 679.7), dadurch gekennzeichnet, daß jedem Zählstellungsausgang (132) ein über Anlegen logischer Potentiale elektrisch umsteuerbarer Umschalter (430) für wenigstens zwei Schaltstellungen (i, II) nachgeschaltet ist, über den der momentane Schaltzustand des Zählstellungsausganges (132) entweder unmittelbar oder invertiert auf ein allen Umschaltern (430) nachgeschaltetes UND-Gatter (431) übertragbar isi:.
2. Dekodierschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Umschalter £30) ein Exklusiv-ODER-Gatter (434) mit invertierendem Ausgang ist, dessen erster Eingang an den zugeordneten Zählstellungsausgang (132) und dessen zweiter Eingang an einen entweder L-Potential oder O-Potential führenden Steuersignaleingang (432) schaltbar ist.
3. Dekodierschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltstellung (il) über eine Inverterstufe (NOR-Gatter 439) führt.
4. Dekodierschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, όα3 der Umschalter (430) durch zwei miteinander-verschaltete,

elektrisch steuerbare Schalter (436.1, 436.Il) gebildet ist, deren Eingänge unmittelbar bzw. invertiert an den Zählstellungsausgang (132) angeschlossen und deren Ausgänge auf ein ODER-Gatter (437) geschaltet sind, wobei der Steuersignaleingang (432) des Umschalters (430) einerseits invertierend auf den ersten Schalter (436.1) und andererseits unmittelbar auf den zweiten Schalter (436.II) geschaltet ist.
5. Dekodierschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, OaB die Schalter (436) die Emitter-Kollektor-Strecken zweier Transistoren sind, deren Basen einerseits über einen Inverter (440) und andererseits direkt an den Steuersignaleingang (432) des Umschalters (430) angeschlossen sind.
6. Dekodierschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (436) zwei Transmissionsgatter (445) sind, deren antiparallel zusammengeschaltete Gate-Elektroden (A, A) einerseits über einen Inverter (440) und andererseits direkt an den Steuersignaleingang (432) des Umschalters (430) angeschlossen sind.
7. Dekodierschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuersignaleingang (432) des Umschalters (430) der Inverter (440), die direkt angesteuerte Gate-Elektrode des ersten Transmissionsgatter (445) und die invertiert angesteuerte Gate-Elektrode des zweiten Transmissionsgatters (445) parallelgeschaltet sind, während dem Inverter (440) sowohl die invertiert angesteuerte Gate-Elektrode des ersten Transmissionsgatters (445) als

auch die direkt angesteuerte Gate-Elektrode des zweiten Transmissionsgatters (445) nachgeschaltet sind.
8. Dekodierschaltung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (430) eine dritte Schaltstellung (ill) aufweist, über die unabhängig vom Schaltzustand des vorgeschalteten Zählstellungsausganges (132) das UND-Gatter (431) angesteuert ist.
9. Dekodierschaltung nach Anspruch 5 und Anspiu ch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignaleingang (432) des Umschalters (430) zusätzlich an einen Spannungsteiler (444) mit Abgriff (443) für etwa die halbe Betriebsspannung angeschlossen und bei Dekodierung mittels der dritten Schaltstellung (Hl) weder L-Potential noch O-Potential in den Steuersignaleingang (432) eingespeist ist.
10. Dekodierschaltung nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Inverter (440 ) ausgangsseitig über einen Entkopplungswiderstand (449) auf L-Potential gelegt und der Steuersignalexngang (432) zusätzlich über eine Umkehrstufe (448) und ein Inhibit-Gatter (446) auf den Umschalter-Ausgang (438) geschaltet ist, wobei der negierende Eingang des Inhibit-Gatter (446) an den Ausgang des Inverters (440) geschaltet und der Ausgang der Umkehrstufe (448) sowohl über einen Widerstand (447) auf O-Potential als auch auf den direkten Eingang des Inhibit-Gatter (446) gelegt ist.
11. Dekodierschaltung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignaleingang (432) jedes Um-

schalters (430) auftrennbar sowohl an L-Potential als auch an O-Potential führende Potentialschienen (433) angeschlossen ist.
12. Dekodierschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Empfängerzähler (130) mit den seinen Zählstellungsausgängen (132) nachgeschalteten Umschaltern (430) und dem UND-Gatter (431) in einer integrierten Schaltung zusammengefaßt ist, wobei die Steuersignaleingänge (432) der Umschalter (430) vorzugsweise an nebeneinanderliegende IC-Anschlüsse (451) geführt sind.
13. Dekodierschaltung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das UND-Gatter (431) zusätzlich einen an die Steuerleitung (129) des Ringleitungssystems (106) angeschlossenen Koinzidenzeingang (435) aufweist.
14. Dekodierschaltung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem UND-Gatter (43.1) der Takteingang (455) eines Verteilerzählers (454) nachgeschaltet ist, dessen Zählstellungsausgängen(456), andererseits an die Steuerleitung (129) angeschlossene, Koinzidenzstufen(i35) zur Ansteuerung von Unterempfängern (422) nachgeschaltet sind.
15. Dekodierschaltung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, OaB für unmittelbar aufeinanderfolgende Ansteuerung der Unterempfänger (422) innerhalb je eines Auswahlsteuerzyklus die den

niederwertigsten Zählstellungsausgängen (132), für gleichmäßige Verteilung der Ansteuerung der Unterempfänger (422) über den Ablauf je eines Auswahlsteuerzyklus die den höchstwertigsten Zählstellungsausgängen (132) des Empfängerzählers (130 ) zugeordneten Umschalter (430) unbeschaltete Steuersignaleingänge (432) aufweisen.