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Programmierbares elektronisches Zeitglied
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Die Erfindung betrifft ein programmierbares elektronisches Zeitglied,
vorzugsweise für elektronische Bausteinsysteme, bei dem eine Binärz-hlkette für
die Dauer der programmierten Zeit durch eine logische Steuerung an einen Taktgeber
angeschaltet wird und eine Steuerbinärstufe das programmierte Steuersignal ausgibt.
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Zur Steuerung und Regelung verschiedener technischer Prozesse werden
zur Erzeugung von Signalen bestimmter zeitlicher Längen einstellbare Zeitglieder
benötigt, die, bedingt durch die vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten große Zeitbereiche
und hohe Zeitgenuigkeiten aufweisen müssen.
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Diese Forderungen erfüllen zuverlässig digitale Zeitglieder, die eine
ausreichende Genauigkeit der Zeitprogrammierung gewährleisten und darüber hinaus
noch theoretisch unbegrenzt erweiterbar sind. Von
ökonomischen Gesichtspunkt
bieten sich dafür Zeitglieder mit Binärzählketten an. Dle Frequenz eines Taktgebers
wird hier an den ein zelnen Zählstufen der Binärzählkette mit dem Faktor zwei untersetzt.
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Soll die Programmierung im f"r den Anwender praktischen Dezimalsystem
erfolgen, ist eine umfangreiche Logikschaltung zur Decodierung der Dezimalzahl notwendig,
um diese in den Zähler (Dezizelzählkette) einzuschreiben. Dieser technische Aufwend
ist für Anwendungsfälle, in denen die programmierte Zeit relativ seiten gändert
wird, nicht vertretbar.
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Es sind elektronische Zeitglieder tekanntgeworden, bei denen eine
Zählkette mittels einer logischen Steuerung für die Deuer der programmierten Zeit
an einen Taktgeber angeschaltet wird. Mittels eines Dechiffrators wird die programmierte
Zeit in die ZH:hlkette einem schrieben bzw. der Zählerinhalt ausgewertet und nach
Anschaltung der Zählkette durch die logische Steuerung an den Taktgeber die programmierte
Zeit durch eine entsprechende unzahl Impulse abgezählt. Zwischen An- und Abschaltung
der Zähikette an den Taktgeber wird das mierte Zeitsignal Uber eine Binärstufe der
logischen Steuerung ausgegeben, Dieser sehr ökonomlschen Ausbildung des Zähl- und
Steuerteils des Zeitgliedes steht der fllr den normalen Anwendungsfall völlig unökonomische
Aufwand fir den Dechiffrator gegenüber. Ohne Zweifel lassen sich damit in kürzester
Zeit auf unkomplizierte Weise Zeitsignale programmieren, Jedoch kann der Nachteil
des großen Platzbedarfs und der hohen Kosten rUr die überwiegenden Anwendungsfälle,
bel denen
relativ selten die programmierte Zeit geändert wird, dadurch
nicht ausgeglichen werden.
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Mit der Erfindung wird bezweckt, bei nur geringer Erschwerung der
Zeitprogrammierung den technisch-ökonomischen Aufwand für die Programmierung ganz
bedeutend zu verringern.
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Aufgabe der Erfindung ist es, das Funktionsprinzip der Binärzälkette
und die logische Weiterverarbeitung der Binärsignale so zu organisieren, daß der
technische Aufwand ftlr den Dechiffrator maximal verringert wird, bzw. auf ihn ganz
verzichtet werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der einzige
Programmierungsausgang jeder der n Binärzählstufen einer Rückwärtszählkette mit
einem der m Eingänge eines Programmier-NOR-Gliedes, dessen Ausgang mit dem Rückstelleingang
der Steuerbinärstufe Vartlndung hat, kurzschließbar ist.
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Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert
werden. Es zeigen: Fig. 1 : Ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Zeitgliedes,
Fig. 2 : ein zeitabhängiges Funktionsdiagramm.
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Das elektronische Zeitglied weist eine Binärzählkette mit n Binärzählstufen
BZ1 bis BZn aur. Der Zählausgang Jeder Binärstufe BZ1 bis BZn-1 ist immer mit dem
dynamischen Eingang der folgenden Binärzählstufe BZ2 bis BZn verbunden. Der einzige
Programmierausgang A1 bis An jeder Blntrzmhlsture BZ1 bis BZn ist an Je ein Verbindungselement
des
Zeitgliedes gerührt. Mit einem weiteren Verbindungselement sind die Eingänge E1
bis Em eines Programmier-NOR-Gliedes N3 verbunden.
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erden nicht alle Zeiten T k der Programmierausgänge Al bis An bents
tigt, kann m < n sein. Werden alle Zeiten Tk der Programmierausgänge A1 bis An
gebraucht und für die Möglichkeit der Zeitbereichserweiterung wird m # n sein. Die
Verbindungselemente können beispielsweise Tasten, DrahtbrUcken, Relaiskontakte oder
Halbleiterelemente sein, die Jeweils mit einem der Programmierausgänge A1 bis An
und einem der Eingänge Ei bis Em beschaltet sind, Der Ausgang des Programmier-Gliedes
N3 ist auf den einen Eingang eines RUckatell-NOR-Gliedes N2 geschaltet, an dessen
anderen Eingang beispielsweise eine RUckstelltaste R angeschlossen ist. Der Ausgang
dieses Rückstell-NOR-Gliedes N2 ist mit dem einen dynamischen Rückstelleingang RE
einer Steuerbinärstufe BS rerbunden, an deren anderem dynamischon Steuereingang
StE der Ausgang eines Start-NOR-Gliedes N1 geschaltet ist. Die Steuerbinärstufe
BS weist zwei Ausgänge auf, von denen der eine als Signalausgang SA das programmierte
Zeitsignal T5 ausgibt, während der andere als Steuerausgang StA mit sämtlichen RUckatelleingängen
der Binärzählstufen BZ1 bis BZn verbunden ist und außerdem an den einen Eingang
eines Schalt-NOR-Glledes N4 geschaltet ist, dessen Ausgang an den dynamischen Eingang
der ersten Binärzählstufe BZ1 geführt ist und an dessen anderen Eingang ein Taktgeber
TG angeschlossen ist.
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Bevor der Funktionsablauf des Zeitgliedes geschildert wird, soll erst
noch ein Programmierbeispiel erläutert werden:
Es wird angenommen;
daß eine Taktperiode Tn des Taktgebers TG eine Sekunde beträgt, also T0 = 1 s und
das Zeitglied insgesamt n = 8 Binärzählstufen BZ1 bis BZ8 aufweist. Dann sind deren
Programmlerausgängen A1 bis A8 gemäß der Untersetzung mit dem Faktor 2 folgende
Zeiten Tk zugeordnet: Programmierausgang A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 Tk/ sec. 1 2 4
8 16 32 64 128 Die Zeit T wird programmiert, in dem die Ausgänge A1 bis An, deren
zugeordnete Zeiten Tk als Summanden der Zeit T auftreten, mit Je einem Eingang EI
bis Em des Programmier-NOR-Gliedes N3 verbunden nerden.
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FUr die Erläuterung des Ausführungsbeispiels soll die Zeit T = 14
5 programmiert werden. Die Zeit T kann durch die Zeiten Tk der AUsgänge A2 + A3
+ A4 = 28 + 4s + 8a t 14s dargestellt werden, d.h., die Programmierausgänge A2,
A3 und A4 der Binärzählstufen BZ2, BZ3 und BZ4 müssen jeder mit einem der Eingänge
(z.B. EI, E2, E3) des Programmier-NOR-Gliedes N3 verbunden werden0 Die Ubrigen Programmierausgänge
der Binärzählstufen bzw. Eingänge des Programmier-NOR-Gliedes N3 bleiben frei.
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Wird nun das Zeitglied an Spannung gelegt, so steht durch eine bei
Spannungszuschaltung wirkende interne Voreinstellung der Steuer-Binärstufe BS am
Steuerausgang StA der Steuerbinärstufe BS ein L-Signal an, wodurch die RUckstellung
aller Binärzählstufen BZ1 bis BZn in die Ausgangslage aktiviert wird. Gleichzeitig
steht das L-Signal auch an dem einen Eingang des Schalt-NOR-Gliedes N4 an und
sperrt
dieses für die ständig am anderen Eingang anliegenden Impulse des Taktgebers TG
mit der Taktperiode T0. Alle Programmierausgänge A1 bis An fuhren ein O-Signal,
so daß auch an den beschalteten Eingängen EI, E2 und E3 wie aber auch an den unbeschalteten
Eingängen E4 bis Em ein o-signal anliegt. Demzufolge steht am Ausgang des Programmier-NOR-Gliedes
N3 ein L-Signal an während vom Ausgang des Rückstell-NOR-Gliedes N2 ein O-Signal
am Rückstelleingang RE der Steuerbinärstufe BS anliegt. Demnach liegt in der Ruhestellung
des Zeitgliedes am Signalausgang SA der Steuerbinärstufe BS ein O-Signal an, d.h.
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es wird kein Zeitsignal Ts ausgegeben.
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Das Zeitglied wird durch ein L-Signal am Eingang E gestartet. Dadurch
erhält der Steuereingang StE ein O-Signal, die Steuerbinärstufe BS kippt in ihre
Arbeitslage und an ihrem Signalausgang SA liegt ein L-Signal, also ein Zeitsignal
Ts an. Gleichzeitig führt aber auch der Steuerausgang StA dieser Steuerbinärstufe
ein O-Signal, wodurch die Binärzählstufen BZ1 bis BZn entriegelt werden und das
Schalt-NOR-Glied N4 für die Impulse des Taktgebers TG geöffnet wird, so daß die
L/O-Flanke des nächsten Impulses alle Binärzählstufen EZI bis BZn in die Arbeitslage
umkippt, wodurch die Binärzählkette die maximal mögliche Zahl speichert und ihre
Programmierausgänge A1 bis An ein L-Signal fUhren, wie auch die Eingänge EI, E2
und E3 des Progrsmmier-NOR-Gliedes N3, die mit den Programmierausgängen A2, A3 und
A4 verbunden sind. Am Ausgang des Programmier-NOR-Gliedes N3 liegt nun ein O-Signal
an, wodurch am Ausgang des Rückstell-NOR-Gliedes N2 nunmehr ein L-Signal vorhanden
ist, was Jedoch ohne Einfluß auf den RUckstelleingang
RE der Steuerbinärstufe
BS bleibt» da dieser auf die O/L-Flanke eines Impulses nicht anspricht.
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Während dieser Arbeitsstellung des Zeitgliedes werden die Impulse
des Taktgebers TG mit der Taktperiode T0 vom Inhalt der Binärzählkette abgezählt,
d.h. die Binärzählkette arbeitet als Rückwärtszähler.
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In dieser Phase führt mindestens immer einer der mit den Eingängen
El, E2 und E3 verbundenen Programmierausgänge A2, A3 und A4 ein L-Signal, so daß
während der gesamten programmierten Zeit T immer ein L-Signal an der Eingangsseite
des Programmier-NOR-Gliedes N3 anliegt (Fig. 2). Dadurch bleibt dieses wie auch
das Rückstell-NOR-Glied N2 und die Steuerbinärstufe BS unverändert in Arbeitsstellung.
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Eine Änderung dieses Zustandes tritt erst ein, wenn die programmierte
Zeit T abgelaufen ist. In diesem Moment sind die Binärzählstufen 3Z2, 3Z3 und BZ4
in ihre Ruhe lage gekippt, so daD ihre Programmierausgänge A2, .3 und A4 ein O-Signal
fUhren, das damit auch an den Eingängen E1, E2 und E3 des Programmier-NOR-Gliedes
N3 ansteht.
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Da, wie bereits beschrieben, die Ubrigen unbeschalteten Eingänge E4
bis Em ebenfalls ein O-Signal anliegen haben, erscheint nur am Ausgang des Programmier-NOR-Gliedes
N3 ein L-Signal, während rleichzeitig am Ausgang des Rückstell-NOR-Gliedes N ein
O-Slgnal auftritt.
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Durch diese L/O-Flanke am Rückstelleingang RE der Steuerbinärstufe
s wird diese in ihre Ruhelage zurückgekippt, wodurch am Signalausgang SA ein O-Slgnal
erscheint und das Zeitsignal T beendet. Gleichzeitig führt aber der Steuerausgang
StA ein L-Signal, welches das
Schalt-NOR-Glled N4 für dia weiteren
Impulse des Taktgebers TG sperrt und die Binärzählstufen BZ1 bis BZn in ihre Ruhelage
zurückkippt, Damit hat das Zeitglied wieder seine eingange beschriebene Ruhelage
eingenommen, die erst durch ein neues Startsignal am eingang E aufgehoben wird,
Ist beabsichtigt, das Zeitglied noch vor Ablauf der programmierten Zeit T in die
Ruhe lage zurUckzustellen, so kann das durch Betätigen der Rückstelltaste R erfolgen,
wodurch ein L-Signal an den Eingang des Rückstell-NOR-Gliedes N2 gelangt und die
Rückstellung der .Steuerbinärstufe BS in der zuvor beschriebenen Weise bewirkt.