DE19828058B4 - Schaltung zur Erkennung einer Leitungsunterbrechung für ein digitales Signal - Google Patents

Abstract

Schaltung zur Erkennung einer Leitungsunterbrechung für ein einen L-Pegel (15) und einen H-Pegel (14) aufweisendes digitales Signal (13), gekennzeichnet durch zwei Transistoren (1, 3), denen das Signal (13) als Eingangssignal zuführbar ist und die derart an einer Versorgungsspannung (20) anliegen, daß bei Anliegen des L-Pegels (15) oder des H-Pegels (14) als Eingangssignal beide Transistoren (1, 3) Ausgangssignale (11, 12) auf gleichem Pegel erzeugen, und bei Anliegen eines zwischen L-Pegel (15) und H-Pegel (14) liegenden eine Leitungsunterbrechung repräsentierenden Signals (16) als Eingangssignal die Transistoren (1, 3) Ausgangssignale (11, 12) auf unterschiedlichem Pegel erzeugen.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung zur Erkennung einer Leitungsunterbrechung für ein einen L-Pegel und einen H-Pegel aufweisendes digitales Signal.
• Zur Erkennung von Unterbrechungen eines digitalen Eingangssignals sind verschiedene Verfahren bzw. Schaltungen bekannt. Ein weitverbreitetes und kostengünstiges Verfahren besteht darin, unter Zuhilfenahme weiterer einem Steuergerät bekannter Systemgrößen eine softwareseitige Plausibilitätsprüfung vorzunehmen. Handelt es sich um eine wichtige Eingangsgröße, und existiert kein weiteres Hilfsmittel, so muß über zusätzlichen Hardwareaufwand eine Ausfallerkennungsschaltung aufgebaut werden. Da es sich beispielsweise im Fall der digitalen Drehzahl (sogenanntes C3-Signal) um ein Signal im kHz-Bereich handelt, wird dieses Signal üblicherweise über einen Interrupt-Eingang in einen Rechner eingelesen. Mit Hilfe eines zusätzlichen Analogeingangs wird der Eingangspegel eingelesen und damit ein Leitungsbruch erkannt. Häufig werden jedoch Analogeingänge eines Rechners für andere Aufgaben benötigt, so daß zusätzliche Analogeingänge mittels externer Analogschalter geschaffen werden müssen. Ferner ist eine Softwareauswertung bei einer Analogwerteinlesung sehr aufwendig.
• Aus der DE 42 11 622 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung von induktiven Drehzahlfühlern bekannt, bei dem dem auszuwertenden Wechselspannungssignal ein Gleichspannungssignal überlagert ist, wobei ein Fehler durch Überwachung eines durch die Überlagerung bedingten Spannungspegels erkannt wird, wobei ferner von Zeit zu Zeit in einer Testphase von außen her einem Pol des Drehzahlfühlers ein den Pegel an dem Überwachungspunkt ändernder Testimpuls zugeführt wird und an wenigstens einem weiteren Drehzahlfühler überwacht wird, ob sich hierdurch eine Änderung ergibt. Dieses Verfahren muß als relativ aufwendig angesehen werden. Insbesondere die Bereitstellung einer Testleitung zur gesteuerten Spannungsänderung an einem Meßpunkt erfordert zusätzlichen Schaltungsaufwand.
• Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Schaltung zur Erkennung einer Unterbrechung eines digitalen Signals, insbesondere Drehzahlsignals, mit dem der Schaltungsaufwand gegenüber dem Stand der Technik verringert ist.
• Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltung mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 2.
• Erfindungsgemäß ist nun eine Schaltung geschaffen, welche mit wenigen preiswerten Bauteilen eine wirksame Überwachung eines digitalen Signals gewährleistet. Es wird zur Ausfallerkennung kein Analogeingang benötigt, wodurch auch ein Steuergerät, dem die jeweiligen Ausgangssignale der Schaltung zugeführt werden, sehr preiswert ausgeführt sein kann, bzw. vorhandene Analogeingänge eines Steuergeräts für andere Zwecke verwendbar bleiben. Schließlich gestaltet sich bei der erfindungsgemäßen Schaltung eine softwaregestützte Auswertung der Ausgangssignale sehr einfach.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Schaltung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Zweckmäßigerweise ist den Signaleingängen der Transistoren jeweils eine Diode vorgeschaltet. Die beispielsweise in Form einer Doppeldiode ausgebildeten Dioden dienen zum Eingangsverpolschutz der Transistoren.
• Ferner sind zweckmäßigerweise den Signaleingängen der Transistoren vorgeschaltete Widerstände vorgesehen. Derartige Widerstände dienen der Eingangsstrombegrenzung der Transistoren.
• Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Schaltung sind parallel zu den Transistoren geschaltete Widerstände vorgesehen. Das Verhältnis dieser Widerstände zu den vorgeschalteten Widerständen legt in einfacher Weise die Schwellwerte des Eingangssignals fest, bei dessen Unter- bzw. Überschreitung eine Signalunterbrechung erkannt wird. Vorteilhafterweise können die vor- und parallelgeschalteten Widerstände gleich dimensioniert und zu einem R-Netzwerk zusammengefaßt werden.
• Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen erläutert. In dieser zeigt
• 1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung, und
• 2 typische Spannungsbereiche bzw. -pegel Ue eines digitalen Eingangssignals (C3-Signal).
• Ein Eingangssignal 13 wird gleichzeitig zwei Transistoren 1, 3 zugeführt. Hierbei liest der Transistor 3 das Signal 13 zur Erzeugung eines normalen Ausgangssignals 12, und Transistor 1 das Signal 13 zur Erzeugung eines Überwachungssignals 11 ein. Den Transistoren vorgeschaltete Dioden 5, 6 dienen dem Eingangsverpolschutz.
• Den Transistoren vorgeschaltete Widerstände 7, 8 dienen der Eingangsstrombegrenzung, während das jeweilige Teilerverhältnis dieser Widerstände 7, 8 zu parallel zu den Transistoren geschalteten Widerständen 9, 10 Spannungs-Schwellwerte 19 festlegt, bei welchen die Transistoren 1, 3 durchschalten bzw. sperren. Liegt ein Eingangssignal über einen längeren Zeitraum konstant innerhalb dieser Grenzen, wird dies als Leitungsunterbrechung bzw. Störung des Eingangssignals gewertet, wie im folgenden im einzelnen beschrieben wird. Die Spannungsbereiche oberhalb und unterhalb der Schwellwerte 19 sind mit Bezugszeichen 17 bzw. 18 bezeichnet.
• Es sind ferner weitere Widerstände 2, 4 vorgesehen, welche zwischen einer Versorgungsspannungsquelle 20 und dem Signalausgang 12 bzw. zwischen Masse und dem Überwachungsausgang 11 liegen.
• Bei normal bzw. ohne Störung anliegendem Eingangssignal 13 (H-Pegel 14 auf 8V, L-Pegel 15 auf etwa 0V) steuert jeweils einer der beiden Transistoren durch, so daß an beiden Ausgängen 11, 12 ein Ausgangssignal auf gleichem Pegel anliegt. Dies ist in der nachfolgenden Tabelle dargestellt:

  
• Bei längerem Ausbleiben eines Pegelwechsels liest ein (nicht dargestellter) Rechner den Überwachungsausang 11 ein und vergleicht die Ausgangspegel 11 und 12 miteinander. Im Falle eines Leitungsbruchs stellt sich am Eingang 13 ein mittlerer Pegel 16 ein, der beide Transistoren durchsteuert (der Pegel 16 liegt innerhalb des oben erwähnten, durch die Schwellwerte 19 definierten Bereichs). Dies führt an Signalausgang 12 zu einem Ausgangssignal auf einem L-Pegel, und am Überwachungsausgang 11 zu einem Ausgangssignal auf einem H-Pegel. Der Rechner erkennt diese Ausgangssignalkonstellation als Ausfall bzw. Leitungsunterbrechung des Eingangssignals 13.

Claims (6)

1. Schaltung zur Erkennung einer Leitungsunterbrechung für ein einen L-Pegel (15) und einen H-Pegel (14) aufweisendes digitales Signal (13), gekennzeichnet durch zwei Transistoren (1, 3), denen das Signal (13) als Eingangssignal zuführbar ist und die derart an einer Versorgungsspannung (20) anliegen, daß bei Anliegen des L-Pegels (15) oder des H-Pegels (14) als Eingangssignal beide Transistoren (1, 3) Ausgangssignale (11, 12) auf gleichem Pegel erzeugen, und bei Anliegen eines zwischen L-Pegel (15) und H-Pegel (14) liegenden eine Leitungsunterbrechung repräsentierenden Signals (16) als Eingangssignal die Transistoren (1, 3) Ausgangssignale (11, 12) auf unterschiedlichem Pegel erzeugen.
2. Schaltung zur Erkennung einer Leitungsunterbrechung für ein einen L-Pegel (15) und einen H-Pegel (14) aufweisendes digitales Signal (13), gekennzeichnet durch zwei Transistoren (1, 3), denen das Signal (13) als Eingangssignal zuführbar ist und die derart an einer Versorgungsspannung (20) anliegen, daß bei Anliegen des L-Pegels (15) oder des H-Pegels (14) als Eingangssignal beide Transistoren (1,3) Ausgangssignale (11, 12) auf unterschiedlichem Pegel erzeugen, und bei Anliegen eines zwischen L-Pegel (15) und H-Pegel (14) liegenden eine Leitungsunterbrechung repräsentierenden Signals (16) als Eingangssignal die Transistoren (1, 3) Ausgangssignale (11, 12) auf gleichem Pegel erzeugen.
3. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung in Abhängigkeit von dem eine Leitungsunterbrechung repräsentierenden digitalen Signal (13) ... Signale liefert ... erkennt, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Schaltung die Leitungsunterbrechung erkennt, wenn das Signal ein zwischen dem L-Pegel (15) und dem H-Pegel (14) liegendes Signal aufweist (Seite.
4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch den Signaleingängen der Transistoren (1, 3) jeweils vorgeschaltete Dioden (6, 5).
5. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Signaleingängen der Transistoren (1,3) jeweils vorgeschaltete Widerstände (8, 7).
6. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch jeweils parallel zu den Transistoren (1, 3) geschaltete Widerstände (10, 9).