DE3127100C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zeitverzögerungsschalter mit einer Impuls-Zähleinrichtung und zugeordneten Logikbautei­ len zum verzögerten Ein- und Ausschalten einer vom Zeit­ verzögerungsschalter gesteuerten Einrichtung in Abhängig­ keit vom Vorhanden- oder Nichtvorhandensein einer Impuls­ reihe am Eingang des Zeitverzögerungsschalters.

Aus der PCT-Anmeldung mit der deutschen Rollennummer 29 34 890 ist eine Verzögerungsschaltung mit einem Zähler, mit einer bistabilen Kippstufe und mit logischen Gatter­ schaltungen bekannt. Diese Verzögerungsschaltung bildet elektronisch eine Verzögerungsschaltung mit einem RC-Glied weitgehend nach.

Zur Realisierung des Zählers sind bistabile Kippstufen in Serie geschaltet. Ist ein Eingangssignal vorhanden, so wer­ den die bistabilen Kippstufen des Zählers und die in Serie zum Zähler liegende bistabile Kippstufe im zurückgesetzten Zustand gehalten. Ein Taktpuls einer vom Eingangssignal unabhängigen Taktquelle wird einer ersten Stufe des Zäh­ lers zugeführt und bei fehlendem Eingangssignal gezählt. Dieser Zählvorgang wird dadurch ermöglicht, daß über eine logische Gatterschaltung, im Ausführungsbeispiel eine NOR- Schaltung, die bistabilen Kippstufen dann nicht zurückge­ setzt sind (Aufhebung des Rücksetzsignals). Wird ein vor­ gebbarer maximaler Zählerstand des Zählers erreicht, so wird die bistabile Kippstufe gesetzt. Die eingestellte Verzögerungszeit (Verzögerungsintervall) entspricht der Zeitspanne zwischen "Aufhebung des Rücksetzsignals" und "Setzsignal" für die bistabile Kippstufe.

Die bekannte Verzögerungsschaltung zur Realisierung einer Ausschaltzeitkonstante weist den Nachteil auf, daß das Auftreten kurzzeitiger Impulse im Eingangssignal nach "Aufhebung des Rücksetzsignals" jeweils den Zählvorgang unterbrechen und dadurch die Dauer des Verzögerungsinter­ valls beeinflussen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Zeitverzögerungs­ schalter der eingangs genannten Art so anzugeben, daß kurzzeitige Unterbrechungen einer Impulsreihe oder vereinzelt auftretende Impulse am Eingang des Zeitver­ zögerungsschalters keine Zustandsänderungen an dessen Ausgang hervorrufen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zeitverzögerungsschalter einen Impulsgenerator ent­ hält, dessen Puls an den Takteingang eines ersten Zäh­ lers anliegt, daß die Impulsreihe an den Takteingang eines zweiten Zählers angeschaltet ist, daß Ausgangssignale des ersten Zählers und die Impulsreihe einer Steuerschaltung mit logischen Gatterschaltungen zugeführt sind, daß mit Hilfe der Steuerschaltung die Zähler rückstellbar sind und daß die Steuerschaltung mit einem Schalter-Latch verbunden ist.

Der erfindungsgemäße Zeitverzögerungsschalter weist als Vorteil auf, daß auf die Verwendung von Kondensatoren verzichtet werden kann und daß keine Abgleiche des Zeit­ verzögerungsschalters erforderlich sind. Die gewünschte Zeitverzögerung für Ein- bzw. Ausschalten kann in ein­ facher Weise durch die vorbestimmbaren Zählwerte der beiden Zähler erreicht werden. Weiterhin ist von Vorteil, daß die Impulsreihe für ein erstes vorgebbares Zeit­ intervall (Einschaltzeitkonstante T _ein ) ohne Unterbre­ chungen (Lücken) vorhanden sein muß, bevor der Zeitverzö­ gerungsschalter eine Einrichtung einschaltet. Diese Un­ empfindlichkeit gegen vereinzelt auftretende Impulse ist für das Zeitverzögerungsintervall beim Einschalten gege­ ben. Für das Zeitintervall beim Ausschalten ist dement­ sprechend von kurzzeitigen Unterbrechungen der Impuls­ reihe auszugehen. Diese Unempfindlichkeit gegen "Stör­ signale" ist in gleicher Weise bei einem RC-Glied fest­ stellbar. Die Impulsreihe muß mindestens während der Verzögerungsintervalle vorhanden bzw. nicht vorhanden sein, bevor der Zeitverzögerungsschalter die Einrichtung ein- bzw. ausschaltet.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Zeitverzögerungs­ schalters ist in den Unteransprüchen angegeben.

Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, daß die Schaltungsanordnung leicht integrierbar ist, wodurch die Herstellungskosten vermindert werden können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform für einen Zeitverzögerungs­ schalter gemäß der Erfindung und

Fig. 2a, 2b einen Phasenplan für die Ausführungsform nach Fig. 1.

In Fig. 1 wird einem Zeitverzögerungsschalter 1 eine Im­ pulsreihe S zugeführt. Aufgrund des Vorhanden- oder Nichtvorhandenseins der Impulsreihe S sollen in einer in der Zeichnung nicht dargestellten Einrichtung eine Vielzahl von Operationen in einer vorbestimmten zeitli­ chen Reihenfolge ausgeführt werden. Ist die Einrichtung beispielsweise ein elektrisches Gerät mit Programmsteue­ rung und Mikroprozessoren, so ist neben einer Verzöge­ rung des Beginns der Funktion des Gerätes auch eine Verzögerung bei der Beendigung der Funktion erforderlich. Andernfalls kann beispielsweise ein Mikroprozessor zur Ausführung unzulässiger Befehle veranlaßt werden. Am Ausgang des Zeitverzögerungsschalters 1 steht ein Signal A an, aus dem ein Einschalt- bzw. Ausschaltbefehl für die Einrichtung ableitbar ist. Eine Zustandsänderung des Signals A ist entsprechend dem Vorhanden- oder Nichtvor­ handensein der Impulsreihe S um ein Einschalt- bzw. Ausschaltverzögerungsintervall im folgenden als Ein­ schaltzeitkonstante T _ein (Zeitintervall zwischen Vorder­ flanken von S) bzw. Ausschaltzeitkonstante T _aus (Zeitintervall zwischen Rückflanke von S und Vorderflanke von P) verzögert.

Die Impulsreihe S wird einem Takteingang T 2 eines Vor­ wärtszählers 4 (zweiter Zähler) und einem ersten Eingang eines UND-Gatters 6 zugeführt. Der Zeitverzögerungs­ schalter 1 enthält einen Impulsgenerator 2, dessen Puls P an einen Takteingang T 1 eines ersten Zählers 3 anliegt. Der Puls P bzw. die Impulsreihe S werden im ersten Zähler 3 bzw. im zweiten Zähler 4 durch deren maximalen Zähl­ wert heruntergeteilt. Mittels einer Steuerschaltung, bestehend aus einem NOR-Gatter 5, dem UND-Gatter 6 und einem ODER-Gatter 7, wird vermieden, daß "Störsignale" mit einem Zeitintervall kleiner der Einschaltzeitkonstante T _ein bzw. kleiner der Ausschaltzeitkonstanten T _aus zu Zustandsänderungen am Ausgang eines Schalter-Latch 8 und damit zu Zustandsänderungen im Ausgangssignal A des Zeitverzögerungsschalters 1 führen. Die Funktionsweise derartiger digitaler Verknüpfungsglieder wird als be­ kannt vorausgesetzt. Weiterhin werden Ausgänge Q ₀, Q ₁ . . . Q _N des ersten Zählers 3 an jeweils einen Eingang des NOR-Gatters 5 geführt. Der maximale Zählwert des Rückwärtszählers 3 ist mit N _R bezeichnet. Am Ausgang des NOR-Gatters 5 erscheint bei nicht vorhandener Impuls­ reihe S (keine Rückstellung des ersten Zählers 3) eine Folge von Rückstellimpulsen im zeitlichen Abstand von N _R · P _I (Impulsdauer P _I ). Das Schalter-Latch 8 ist beim bevorzugten Ausführungsbeispiel als bistabile Kippstufe 8 realisiert. Die Rückstellimpulse am Ausgang des NOR- Gatters 5 werden sowohl einem Rücksetzeingang R der bi­ stabilen Kippstufe 8 als auch über einen ersten Eingang des ODER-Gatters 7 einem Rücksetzeingang R des zweiten Zählers 4 zugeführt. Bei vorhandener Impulsreihe S zählt der Vorwärtszähler 4 deren Impulse. Der zeitliche Abstand der Vorderflanken eines Signals am Ausgang Ü des Vorwärtszählers 4 ist ein Vielfaches, entsprechend dem maximalen Zählwert des Vorwärtszählers 4, des zeit­ lichen Abstands der Vorderflanken der Impulse der Impuls­ reihe S. Dieses Signal, welches unter der Bedingung - kein Rückstellimpuls am Rücksetzeingang R des Vorwärts­ zählers 4 - am Ausgang Ü entsteht, entspricht der Ein­ schaltzeitkonstanten T _ein und wird einem Takteingang T 3 der bistabilen Kippstufe 8 zugeführt. Das Signal A des Zeitverzögerungsschalters 1 ist über einen zweiten Eingang des UND-Gatters 6 sowohl einem Rücksetzeingang R des Rückwärtszählers 3 als auch einem zweiten Einang des ODER-Gatters 7 zugeführt.

Wird dem Zeitverzögerungsschalter 1 keine Impulsreihe S zugeführt, so wird der Rückwärtszähler 3 nicht zurückge­ setzt und liefert eine Folge von Rückstellimpulsen an den Vorwärtszähler 4 und an die bistabile Kippstufe 8. Die Rücksetzung der bistabilen Kippstufe 8 bewirkt, daß an deren Ausgang das Signal A dem Aus-Steuerbefehl des Zeitverzögerungsschalters 1 für die Einrichtung entspricht.

Eine Folge von Impulsen für ein Zeitintervall kleiner der Einschaltzeitkonstanten T _ein , also ein "Störsignal", be­ wirkt keine Zustandsänderung der bistabilen Kippstufe 8. Die Zahl der Impulse wird zwar im Vorwärtszähler 4 fest­ gestellt, der Zählerstand wird jedoch bei jedem Rückstell­ impuls des Rückwärtszählers 3 gelöscht.

Wird während des Zeitintervalls zwischen zwei aufeinander­ folgenden Rückstellimpulsen der maximale Zählwert des Vorwärtszählers 4 erreicht, so tritt eine Zustandsände­ rung am Ausgang der bistabilen Kippstufe 8 auf. Diese Zustandsänderung im Signal A des Zeitverzögerungsschal­ ters 1 bewirkt das Einschalten der Einrichtung. Das Signal A erzeugt zusammen mit der Impulsreihe S über das UND-Gatter 6 bei jedem Impuls der Impulsreihe S einen Rückstellimpuls für den Rückwärtszähler 3.

Ist das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen der Impulsreihe S größer als die Ausschalt­ zeitkonstante T _aus , so werden der Vorwärtszähler 3 und die bistabile Kippstufe 8 wieder zurückgesetzt. Im Ausgangssignal A des Zeitverzögerungsschalters 1 tritt eine Zustandsänderung auf, wodurch die Einrichtung aus­ geschaltet wird. Die Ausschaltzeitkonstante T _aus wird im wesentlichen, d. h. abgesehen von Gatter-Laufzeiten, durch die Frequenz des Pulses T geteilt durch den maximalen Zählwert des Rückwärtszählers 3 bestimmt. Bei der Festlegung des maximalen Zählwerts der Zähler 3, 4 ist zu beachten, daß

N _R N _S

ist.

Im Phasenplan nach Fig. 2a, 2b ist der zeitliche Verlauf der Impulsreihe S und des Signals A des Zeitverzögerungs­ schalters 1 dargestellt. Die Impulsreihe S bzw. das Signal A nehmen im zeitlichen Verlauf entweder einen logischen H-Pegel oder einen logischen L-Pegel an. Wie aus der Fig. 2a, 2b zu entnehmen ist, führen "Störsignale" mit einem Zeitintervall kleiner der Einschaltzeitkonstan­ ten T _ein bzw. der Ausschaltzeitkonstanten T _aus nicht zu Zustandsänderungen im Signal A des Zeitverzögerungsschal­ ters 1.

Claims (6)

1. Zeitverzögerungsschalter mit einer Impuls-Zähleinrich­ tung und zugeordneten Logikbauteilen zum verzögerten Ein- und Ausschalten einer vom Zeitverzögerungsschalter ge­ steuerten Einrichtung in Abhängigkeit vom Vorhanden- oder Nichtvorhandensein einer Impulsreihe am Eingang des Zeit­ verzögerungsschalters, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitverzögerungsschalter (1) einen Impulsgenera­ tor (2) enthält, dessen Puls (P) an dem Takteingang (T 1) eines ersten Zählers (3) anliegt, daß die Impulsreihe (S) an den Takteingang (T 2) eines zweiten Zählers (4) angeschaltet ist, daß Ausgangssignale des ersten Zäh­ lers (3) und die Impulsreihe (S) einer Steuerschal­ tung (5, 6, 7) mit logischen Gatterschaltungen zugeführt sind, daß mit Hilfe der Steuerschaltung (5, 6, 7) die Zähler (3, 4) rückstellbar sind, daß die Steuerschal­ tung (5, 6, 7) mit einer bistabilen Kippstufe als Schal­ ter-Latch (8) verbunden ist, deren Takteingang (T 3) an einem Ausgang des zweiten Zählers (4) angeschlossen ist, und daß der Steuereingang (R) zum Rücksetzen der bistabi­ len Kippstufe (8) verwendet wird.

2. Zeitverzögerungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zähler (3) ein Rückwärtszähler und der zweite Zähler (4) ein Vorwärtszähler ist.

3. Zeitverzögerungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (5, 6, 7) ein NOR-Gatter (5), ein UND-Gatter (6) und ein ODER-Gatter (7) enthält.

4. Zeitverzögerungsschalter nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge des NOR-Gatters (5) mit jeweils einem Ausgang des ersten Zählers (3) verbunden sind und daß ein Ausgang des NOR-Gatters (5) an einen Steuereingang (R) des Schalter-Latch (8) und an einen ersten Eingang des ODER-Gatters (7) geführt ist.

5. Zeitverzögerungsschalter nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Eingang des ODER-Gatters (7) sowohl mit einem Ausgang des UND-Gatters (6) als auch mit dem Rück­ setzeingang (R) des ersten Zählers (3) verbunden ist und daß ein Ausgang des ODER-Gatters (7) an einen Rücksetz­ eingang (R) des zweiten Zählers (4) angeschlossen ist.

6. Zeitverzögerungsschalter nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß einem ersten Eingang des UND-Gatters (6) die Impuls­ reihe (S) zugeführt ist und daß ein zweiter Eingang des UND-Gatters (6) mit einem Ausgang des Schalter-Latch (8) verbunden ist.