DE69613603T2

DE69613603T2 - Peripherieeinheitsschnittstellenanordnung mit Möglichkeit zur Verbindung unter Spannung

Info

Publication number: DE69613603T2
Application number: DE69613603T
Authority: DE
Inventors: Akira Takahashi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-02-13
Filing date: 1996-02-12
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2016-02-13
Also published as: EP0726527B1; DE69613603D1; US5754797A; EP0726527A1; JP3135811B2; US6192435B1; JPH08221155A

Description

Hintergrund der Erfindung

1, Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Schnittstelle zwischen einer peripheren Einheit, welche durch einen von einer Haupteinheit zugeführten elektrischen Strom gespeist wird, und der Haupteinheit, und insbesondere auf eine Schnittstellenschaltung, welche eine Verbindung/Trennung der peripheren Einheit mit/von der Haupteinheit während des elektrischen Betriebs der Haupteinheit (d.h. wenn die Haupteinheit eingeschaltet ist) ermöglicht.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Gegenwärtig existieren viele Kombinationen aus einer elektronischen Haupteinheit und einer peripheren Einheit, welche abnehmbar an der Haupteinheit befestigt ist. Ein Beispiel einer derartigen Kombination ist ein Computer mit einer wahlweisen Karte. In diesem Beispiel ist der Computer eine Haupteinheit und die wahlweise Karte ist eine periphere Einheit.
Periphere Einheiten schließen nicht nur solche ein, welche von einem Benutzer leicht eingeführt/entfernt werden, wie eine PCMCIA-Kärte, sondern auch eine red- undante Schaltungskarte für ein hochzuverlässiges Computersystem, welche nur durch eine Wartungsperson angebracht/entfernt wird. In dem erstgenannten Fall wird die Einführung oder Entfernung der peripheren Einheit üblicherweise vorgenommen, wenn die Haupteinheit eingeschaltet ist (nachfolgend als "Heißleitungs-Verbindung/Trennung" oder "Heißleitungs- Einführung/Herausnahme" bezeichnet), aufgrund der Tatsache, daß normale Benutzer keine ausreichende Kenntnis über das elektronische Gerät haben. Dessen ungeachtet ist ein solcher Vorgang natürlich nicht empfehlenswert. Andererseits benötigt der letztgenannte häufig eine Heißleitungs-Verbindung/Trennung, um zu verhindern, daß das System auseinandergenommen wird. Jeder Fall erfordert einige Gegenmaßnahmen, um eine Fehlfunktion in der Haupteinheit oder einen elektrischen Schaden an der Haupt- und der peripheren Einheit zu vermeiden.
JP 6161606 offenbart eine Schnittstelle, die für eine derartige Heißleitungs-Einfügung/Herausnahme der peripheren Einheit in die/aus der Haupteinheit wirksam ist (nachfolgend als ein System nach dem Stand dem Technik bezeichnet), welche in Fig. 8 illustriert ist.
In dieser Figur bezeichnet die Zahl 2 eine Rückenplatte einer Haupteinheit, und die Zahl 3 bezeichnet ein Substrat, das einer peripheren Einheit entspricht. Die Rückenplatte 2 (d. h. die Haupteinheit) wird von einer Leistungszuführungsspannung V betrieben.
Das Substrat 3 enthält einen Feldeffekttransistor (FET) 10 zum Steuern des Öffnens und Schließens eines Zuführungspfades für elektrischen Strom, einen Pufferwiderstand R3, welcher einen stetigen elektrischen Stromfluß während des Aus-Zustandes des FET 10 sicherstellt, um eine abrupte Änderung des elektrischen Stroms, die durch den Ein/Aus-Betrieb des FET 10 bewirkt wird, zu verhindern, und eine Verzögerungsschaltung bestehend aus Widerständen R1, R2 und einem Kondensator C1. Die Verzögerungsschaltung wird verwendet zum Verzögern des Beginns der elektrischen Zuführung, wenn das Substrat 3 in die Rückenplatte 2 eingeführt wird. Nach einer vorbestimmten Verzögerung seit der Einführung des Substrats 3, welche durch eine Zeitkonstante der Verzögerungsschaltung definiert ist, fällt die Basisspannung des FET 10 auf ein Potential, das durch die Teilungswiderstände R1 und R2 bestimmt ist, und die Zuführung eines konstanten elektrischen Stroms wird durchgeführt.
Das Substrat 3 enthält auch eine Verzögerungsverhinderungsschaltung 18 zum Verhindern der durch die Verzögerungsschaltung erzeugten Verzögerung, welche einen Fotokoppler (PC1) und einen Widerstand R4 aufweist. Wenn ein elektrischer Strom in die LED des Fotokopplers PC1 fließt, wird der Transistor des Fotokopplers eingeschaltet, wodurch die Spannung über dem Kondensator 1 gleich 0 gemacht wird, was die Erzeugung der Verzögerung unterbindet. Während dieses Vorgangs steuert der Widerstand R4 den in die LED fließenden elektrischen Strom.
Während des normalen Betriebs empfängt das Substrat 3 eine elektrische Speisung über den FET 10, dessen Eingangsspannung gleich Vi ist. Das Symbol Vi wird nur aus Zweckmäßigkeitsgründen verwendet und ist tatsächlich im Wesentlichen gleich der Quellenspannung V. Andererseits ist die Ausgangsspannung des FET 10 mit einer vorbestimmten Lastschaltung (nicht gezeigt) verbunden, und somit wirkt das, Substrat 3 als eine periphere Einheit.
Das Substrat 3 enthält weiterhin einen Verbinder für die Verbindung mit der Rückenplatte 2. Der Verbinder hat einen Satz von langen Anschlüssen, deren Kontaktstifte relativ lang sind, und einen kurzen Anschluß. Der Satz der langen Anschlüsse enthält Source- Anschlüsse und Erd-Anschlüsse, die mit dem entsprechenden Anschlußsatz der Rückenplatte 2 verbunden sind. Ein Ende des kurzen Anschlusses ist mit einem Singnalerdanschluß (SG) der Rückenplatte 2 geerdet und das andere Ende ist mit der Verzögerungsverhinderungsschaltung 18 des Substrats 3 verbunden. Bei dieser Struktur ist, selbst wenn nur ein Satz langer Anschlüsse mit der Rückenplatte 2 verbunden ist, die Source des FET 10 (mit einer Spannung Vi) über die Widerstände R1, R2 und R4 geerdet und über den Widerstand R3 mit der Lastschaltung verbunden, wodurch ein elektrischer Stromfluß sichergestellt ist trotz des Trennzustands des kurzen Anschlusses. Die Wirkungsweise der elektrischen Stromzuführung bei einer solchen Struktur nach dem Stand der Technik wird detaillierter beschrieben.

(i) Einführung (Befestigung) des Substrats

Wenn das Substrat 3 eingeführt wird, ist der Satz langer Anschlüsse zuerst mit dem entsprechenden Anschlußsatz der Rückenplatte 2 verbunden, und die Erdanschlüsse sind mit den SG-Anschlüssen der Rückenplatte 2 verbunden, wodurch die Spannung Vi gleich der Quellenspannung V wird. Ein elektrischer Strom wird zu den Widerständen R1 und R2 geliefert. Jedoch ist der FET 10 in dieser Stufe noch nicht eingeschaltet, da der elektrische Strom über den Widerstand R4 in die LED des Fotokopplers PC1 in der Verzögerungsverhinderungsschaltung 18 fließt, wodurch der Transistor des PC1 in den Ein-Zustand gebracht ist, was zur Folge hat, daß die Spannung über dem Kondensator C1 gleich wird und die Source-Gate-Spannung Vgs des FET 10 gleich 0 wird.
Der kurze Anschluß ist mit dem entsprechenden SG der Rückenplatte 2 verbunden, und der Eingang zu der LED der PC1 ist mit SG verbunden. Es fließt kein elektrischer Strom in die LED und der Transistor der PC1 ist ausgeschaltet. Beide Enden des Kondensators C1 werden offen, und die Ladung des Kondensators durch Vi wird begonnen. Die Zeitkonstante der Verzögerungsschaltung zu dieser Zeit wird durch die folgende Gleichung dargestellt.
C = R1*R2*C1/(R1 + R2).... (1)
Während dieses Vorgangs wird die Source-Gate-Spannung Vgs des FET allmählich erhöht, und wenn eine durch die Größenordnung der Zeitkonstanten definierte Verzögerungszeit verstrichen ist, wird der FET 10 eingeschaltet. D.h. nach einer vorbestimmten Zeit von der Verbindung des kurzen Anschlusses an wird die reguläre elektrische Zuführung gestartet. Im allgemeinen nimmt der durch den FET 10 fließende elektrische Strom zu, wenn Vgs zunimmt, und daher nimmt die Ausgangsspannung des FET 10 mit einem sachten Anstieg zu, wenn die Zeitkonstante größer wird.
Auf diese Weise kann die elektrische Zuführung allmählich erhöht werden mit der Heißleitungs-Einführung des Substrats 3. Tatsächlich kann jedoch die Zunahme der elektrischen Zuführung nicht gleichförmig erreicht werden aufgrund der Anwesenheit des Widerstands R3, da der Widerstand R3 die Zuführung des elektrischen Stroms zu dem Substrat 3 bei Verbindung von nur dem Zangen Anschlußsatz beginnt. Die Anwesenheit des Widerstands R3 ist vielmehr wichtiger für das Herausziehen (Lösen) des Substrats 3 als für dessen Einführung, wie nachfolgend beschrieben wird.

(ii) Herausziehen des Substrats

Wenn das Herausziehen des Substrats 3 begonnen hat, löst sich zuerst der kurze Anschluß von der Rückenplatte 2. D. h. die LED der PC1 wird von dem SG der Rückenplatte 2 getrennt, der Transistor der PC1 wird eingeschaltet und beide Enden des Kondensators C1 werden kurzgeschlossen. Die Spannung über dem Kondensator C1 wird 0, und Vgs des FET 10 fällt augenblicklich und der Transistor wird sofort abgeschaltet. Somit wird von den elektrischen Zuführungspfaden, die sich zu dem Substrat 3 erstrecken, der Strompfad von dem FET 10 sofort unterbrochen und nur die elektrische Stromzuführung über den Widerstand R3 verbleibt, welche schließlich auch unterbrochen wird durch die Trennung des langen Anschlußsatzes.
Während des Herausziehens des Substrats 3 wird die elektrische Stromzuführung in dem endgültigen Zustand durch zwei Stufen verringert; ähnlich dem Einführungsvorgang, aber die Schwankung der elektrischen Zuführung, welche durch den Ein/Aus-Vorgang des FET 10 bewirkt wird, ist größer als die bei dem Einführungsvorgang. Dies bedeutet, daß in einer solchen Struktur nach dem Stand der Technik der Widerstand R3 so arbeitet, daß der die abrupte Unterbrechung der elektrischen Zuführung, welche bewirkt wird, wenn der FET 10 abgeschaltet wird, mildert.
Das vorstehend erwähnte Verfahren nach dem Stand der Technik, welches die Heißleitungs- Befestigung/Trennung des Substrats ermöglicht, wurde entwickelt, um die Fehlfunktion der Rückenplatte 2 oder andere Substrate, welche bereits an der Rückenplatte 2 befestigt wurden, zu beseitigen, welche während der Einführung des Substrats bewirkt wird. Genauer gesagt, wenn der FET 10 eingeschaltet wird, fließt ein großer Übergangsstrom in das Substrat 3, welcher eine Schwankung der Quellenspannung V bewirkt, was zu der Fehlfunktion der Rückenplatte oder anderer Substrate führt. Daher ist das Verfahren nach dem Stand der Technik auf den elektrischen Zuführungsvorgang während der Einführung des Substrats gerichtet. Das Phänomen des Übergangsstroms wird aus den folgenden beiden Gesichtspunkten betrachtet.

(i) Übergangsstromspitze

Wenn die Spitze des Übergangsstroms die Zuführungskapazität der Leistungsquelle der Rückenplatte 2 überschreitet, fällt die Quellenspannung V. Das vorstehend beschriebene Verfahren nach dem Stand der Technik hat hauptsächlich das Ziel, dieses Problem zu lösen. Der Übergangsstrom wird bewirkt durch einen Stromstoß zu einem Bypaß-Kondensator auf dem Substrat 3, ein exzessiver Strom, der bei der Aktivierung eines Schaltungselementes (z. B. integrierte CMOS- Anordnung), das auf dem Substrat 3 angeordnet ist, verbraucht wird. Probleme treten auf, wenn der Übergangsstrom einen normalen Betriebsstrom überschreitet, der konstant während des normalen Betriebs des Substrats 3 verbraucht wird, da die Quelle der Rükkenplatte 2 eine Kapazität zur Zuführung zumindest des normalen Betriebsstroms hat. Demgemäß ist dieses Problem durch eine Ein/Aus-Steuerung des FET 10 zu überwinden.

(ii) Ableitung (Änderungsgeschwindigkeit) des Übergangsstroms

Ebenso wie der Spitzenwert muß der Differentialwert des Übergangsstroms betrachtet werden. Selbst wenn die Spitze des Übergangsstroms innerhalb des zulässigen Bereichs ist, wird ein lokaler und vorübergehender Abfall der Quellenspannung bewirkt durch die Induktivitätskomponente des Leistungszuführungssystems der Rückenplatte 2, wenn eine abrupte Änderung des elektrischen Stroms auftritt. Bei dem System nach dem Stand der Technik ist, da der FET 10 augenblicklich abgeschaltet wird während des Herausziehens des Substrats 3, die Änderungsgeschwindigkeit des Übergangsstroms groß trotz der Anwesenheit des Pufferwiderstands R3. Auch während der Einführung des Substrats, ist die Änderungsgeschwindigkeit diskontinuierlich, wenn der FET 10 eingeschaltet wird, für den Fall, daß die Schaltungskonstante beispielsweise der Verzögerungsschaltung nicht sorgfältig ausgewählt ist.
Somit muß, wenn die Spannungsschwankung in der Rückenplatte 2 diskutiert wird, nicht nur die Spitze des Übergangsstroms, sondern auch die Änderungsgeschwindigkeit berücksichtigt werden.
Das "IBM Technical Disclosure Bulletin" (Band 37, No. 09, September 1994, Armonk, NY, Seiten 315 bis 316) beschreibt eine Schaltung, die die Installation oder die Entfernung einer einsteckbaren Vorrichtung ermöglicht. Ein MOSFET-Feldeffekttransistor wird so gesteuert, daß die Spannung auf der -Leitung in einer kontrollierten Weise ansteigt und abfällt, wodurch Übergangszustände reduziert werden. Zeitkomponenten R2, R3 und C2 stellen sicher, daß MOSFET-Transistoren in einer glatten Weise eingeschaltet werden.
Die MOSFET-Transistoren werden eingeschaltet, nachdem elektrische Verbindungen hergestellt sind, und ein normalerweise geschlossener Schalter S1 wird durch Einstecken der Vorrichtung geöffnet.
Die MOSFET-Transistoren werden ausgeschaltet, bevor elektrische Verbindungen unterbrochen werden, und wenn der Schalter Sl durch Herausziehen der Vorrichtung geschlossen ist.

3. Zusammenfassung der Erfindung

Um die vorstehend erwähnten Probleme (i) und (ii) zu überwinden, ist es eine Aufgabe der im Anspruch 1 definierten Erfindung, eine glatte Zunahme und Abnahme des elektrischen Stromflusses sowohl zur Zeit des Startens als auch zur Zeit des Anhaltens der elektrischen Stromzuführung von der elektrischen Haupteinheit zu der peripheren Einheit zu erreichen. Dies sollte in der Form eines Schnittstellensystems zwischen der Haupt- und den peripheren Einheiten realisiert werden, da es nicht immer möglich ist, eine derartige Schaltung in nur einer von den Haupt- oder peripheren Einheiten vorzusehen.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, den Pufferwiderstand R3 überflüssig zu machen, um die Größe der peripheren Einheit zu verringern. Im allgemeinen muß der Wert des Widerstandes R3 klein sein, um einen konstanten Puffereffekt zu geben, und daher muß der Widerstand R3 eine große Menge von elektrischer Leistung verbrauchen. Dies bedeutet, daß der Widerstand groß sein muß, was nachteilig für die Miniaturisierung der peripheren Einheit ist aufgrund seiner großen Montagefläche und unnötiger Wärmeerzeugung. Es ist auch erforderlich, den Widerstandswert von R.3 höchst zweckmäßig für jede periphere Einheit einzustellen in Verbindung mit dem elektrischen Strom, der in Abhängigkeit von der Ein/Aus-Betätigung des FET 10 fließt.
Um diese Aufgaben zu lösen, weist ein Schnittstellensystem zwischen einer peripheren Einheit und einer Haupteinheit gemäß der im Anspruch 1 definierten Erfindung eine Überwachungsvorrichtung zum Überwachen, ob die periphere Einheit in einem vorbestimmten Zustand, in welchem sie vollständig eingeführt ist, in die (oder verbunden ist mit der) Haupteinheit oder nicht, und eine Steuervorrichtung zum Steuern der elektrischen Stromzuführung von der Haupteinheit zu der peripheren Einheit auf. Bei dieser Struktur prüft die Überwachungsvorrichtung, ob die Verbindung zwischen der peripheren Einheit und der Haupteinheit in einem vorbestimmten vollständigen Zustand ist oder nicht. Parallel zu diesem Vorgang steuert die Steuervorrichtung für den elektrischen Strom den von der Haupteinheit zu der peripheren Einheit gelieferten elektrischen Strom auf der Grundlage des von der Überwachungsvorrichtung erhaltenen Überwachungsexgebnisses.
Genauer gesagt, während der Einführung der peripheren Einheit in die Haupteinheit unterbindet die Steuervorrichtung eine elektrische Stromzuführung zu der peripheren Einheit, bis sie den vollständig eingeführten Zustand erreicht hat, während sie nach dem Erreichen des vollständig eingeführten Zustands die elektrische Stromzuführung zu der peripheren Einheit startet und allmählich erhöht während einer vorbestimmten Zeitperiode und dann eine stetige elektrische Stromzuführung aufrechterhält.
Während des Herausziehens der peripheren Einheit aus der Haupteinheit wird die stetige elektrische Leistungszuführung aufrechterhalten, bevor die periphere Einheit aus dem vollständig eingeführten Zustand herausgenommen ist, während die elektrische Stromzuführung allmählich verringert wird, wenn die periphere Einheit aus dem vollständig eingeführten Zustand herausgenommen ist, und diese nach einer vorbestimmten Zeitperiode endgültig angehalten ist. Als eine Folge kann nicht nur der Spitzenwert des von der Haupteinheit zu der peripheren Einheit fließenden elektrischen Übergangsstroms, sondern auch die Ableitung (Änderungsgeschwindigkeit) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten werden, wodurch die Möglichkeit von Fehlfunktionen in der Haupt- oder den peripheren Einheiten, die durch Schwankungen der Quellenspannung bewirkt werden, reduziert wird. Weiterhin kann als ein sekundärer Effekt der bei dem herkömmlichen Verfahren benötigte Pufferwiderstand weggelassen werden, was zu einem Vorteil beim Entwurf führt.
Das Schnittstellensystem weist weiterhin einen Verbinder zum Verbinden der peripheren Einheit mit der Haupteinheit auf. Der Verbinder enthält Paare von langen Anschlüssen bestehend aus Buchsen und langen Stiften, und zumindest ein Paar eines kurzen Anschlusses bestehen zumindest aus einer Buchse und einem kurzen Stift. Der Zustand, in welchem das Paar des kurzen Anschlusses verbunden ist, wird als vollständig eingeführter Zustand definiert. Durch Überwachen des Verbindungszustandes des Paares des kurzen Anschlusses zwischen der Haupteinheit und der peripheren Einheit kann die Überwachungsvorrichtung bestimmen, ob sie in einem vollständig eingeführten Zustand sind. Dieser Typ von Verbinder ist allgemein und er ist leicht anwendbar bei der vorliegenden Erfindung.
Die Paare der langen Anschlüsse enthalten zumindest Source-Anschlußpaare zum Zuführen von elektrischem Strom von der Haupteinheit zu der peripheren Einheit, und Erdanschlußpaare. Vor der vollständigen Einführung sind die Signalerdanschlüsse zuerst verbunden, während eine Quellenspannung von der Haupteinheit über die Source-Anschlüsse empfangen wird, vorbereitend für die vollständige Einführung.
Die Überwachungsvorrichtung enthält eine Signalleitung, die den Zustand des elektrischen Stromflusses anzeigt. Der Wert des elektrischen Stromflusses variiert in Abhängigkeit von dem Verbindungszustand der peripheren Einheit mit der Haupteinheit. Die Steuervorrichtung für den elektrischen Strom enthält eine Verzögerungsschaltung, welche eine Eingangsspannung empfängt, deren Wert variiert in Abhängigkeit von dem durch die zustandsanzeigende Signalleitung fließenden elektrischen Strom. Durch Umwandlung des Differentials des elektrischen Strom in eine Spannung und durch deren Verzögerung kann die Übergangszeit der elektrischen Stromzuführung leicht bestimmt werden.
Die Verzögerungsschaltung kann eine integrierende Schaltung mit einem Widerstand und einem Kondensator sein, und die vorbestimmte Zeitperiode für die allmähliche Zunahme und Abnahme der Zuführung des elektrischen Stroms wird bestimmt auf der Grundlage der Zeitkonstanten der Verzögerungsschaltung. Die Übergangszeit wird auch genau bestimmt auf der Grundlage der Zeitkonstanten. Während des Herausziehens der peripheren Einheit aus der Haupteinheit wird die Zeitkonstante so eingestellt, daß sie gleich der oder kleiner als die vorbestimmte Zeitperiode ist, die vom Beginn bis zur Beendigung des Herausziehens genommen wird. Somit ist die elektrische Stromzuführung von der Haupteinheit zur Zeit des vollständigen Herausziehens beendet, wodurch ein augenblickliches Abschneiden des elektrischen Stroms verhindert wird und die Möglichkeit einer Schwankung der Quellenspannung der Haupteinheit verringert wird.
Als eine weitere Modifikation enthält die Überwachungsvorrichtung eine zustandsanzeigende Signalleitung, durch welche der elektrische Strom mit einem Wert fließt, der in Abhängigkeit von dem Verbindungszustand der peripheren Einheit mit der Haupteinheit variiert wird, und die elektrische Steuerschaltung enthält einen Signalintegrator und ein Schaltelement für die Ein/Aus-Steuerung des elektrischen Strompfades von der Haupteinheit zu der peripheren Einheit. Der Ausgang des Signalintegrators ist mit dem Ein/Aus-Steueranschluß des Schaltelements verbunden ungeachtet dessen, ob die Verbindung zwischen der Haupt- und den peripheren Einheiten in dem vollständig eingeführten Zustand ist oder nicht.
Bei dieser Struktur wird die Eingangsspannung zu dem Signalintegrator variiert in Abhängigkeit davon, ob der vollständig eingeführte Zustand erreicht ist oder nicht, was natürlich bedeutet, daß das Ausgangssignal dieser Schaltung ebenfalls variiert wird in Abhängigkeit von dem Verbindungszustand der Haupt- und peripheren Einheiten. Demgemäß ist es möglich, die Ein/Aus-Steuerung des Schaltelements zwischen dem vollständig eingeführten Zustand und dem anderen Zustand separat durchzuführen. Die durch den Integrator integrierten Signale zeigen sanfte Änderungen, wodurch es möglich ist, daß die Ein/Aus-Operation des Schaltelements allmählich durchgeführt wird mit einer minimalen Schwankung der Quellenspannung der Haupteinheit.
Die Steuervorrichtung für den elektrischen Strom kann weiterhin einen zweiten Signalintegrator enthalten, an welchen eine Spannung mit einem Wert angelegt wird, der gemäß dem Wert des durch die zustandsanzeigende Signalleitung fließenden elektrischen Stroms variiert wird. Der Ausgang des zweiten Integrators ist mit dem Ein/Aus-Steueranschluß des Schaltelements nur verbunden, wenn der Verbindungszustand zwischen der Haupt- und den peripheren Einheiten im vollständig eingeführten Zustand ist. Wenn der vollständig eingeführte Zustand erreicht ist, nehmen sowohl der erste als auch der zweite Signalintegrator an der Ein/Aus-Steuerung des Schaltelements teil. Wenn andererseits die periphere Einheit gelöst wird (d. h. aus dem vollständig eingeführten Zustand herausbewegt wird), bewirkt nur der erste Signalintegrator die Ein/Aus-Steuerung des Schaltelements. Somit ist es möglich, die Ein/Aus-Steuerung des Schaltelements zwischen dem Einführungsvorgang und dem Herausnahmevorgang getrennt durchzuführen. Als eine Folge kann die Zeitkonstante für die Einführung so eingestellt werden, daß sie groß ist, da der elektrische Übergangsstrom ein wichtiges Problem ist, während die Zeitkonstante für das Herausziehen so eingestellt werden kann, daß sie klein ist, da es gewünscht ist, die elektrische Stromzuführung innerhalb einer vorbestimmten Zeit zu beenden.
Der Ausgang des zweiten Signalintegrators ist mit dem Ein/Aus-Steueranschluß durch die Signalleitung, welche eine geschlossene Schleife zwischen den Haupt- und den peripheren Einheiten bildet, nur verbunden, wenn die periphere Einheit im vollständig eingeführten Zustand ist. Bei dieser Struktur fließt nur während des vollständig eingeführten Zustands ein elektrischer Strom in der geschlossenen Schleife, um eine notwendige Spannung zum Steuern des Ein/Aus-Zustands des Schaltelements zu erzeugen.
Der Ausgang des zweiten Signalintegrators kann mit dem Ein/Aus-Steueranschluß über ein zweites Schaltelement verbunden sein, welches nur eingeschaltet ist, wenn die periphere Einheit im vollständig eingeführten Zustand ist. Während des vollständig eingeführten Zustands nehmen sowohl der erste als auch der zweite Signalintegrator an der Ein/Aus-Steuerung des Schaltelements teil, während, wenn der vollständig eingeführte Zustand nicht besteht, nur der erste Signalintegrator die Ein/Aus-Steuerung des Schaltelements bewirkt. Wie beschrieben wurde, ist es möglich, die Ein/Aus-Steuerung des Schaltelements zwischen dem Einführungsvorgang und dem Herausnahmevorgang getrennt durchzuführen, und die Zeitkonstante für die Einführung kann so eingestellt werden, daß sie groß ist, um das Problem des elektrischen Übergangsstroms zu überwinden, während die Zeitkonstante für das Herausziehen so eingestellt werden kann, daß sie klein ist, um die elektrische Stromzuführung innerhalb einer vorbestimmten Zeit zu beenden. Das zweite Schaltelement kann eine gegenseitige Wirkung zwischen den Schaltungen zum Bestimmen der Zeitkonstanten für die Einführung und das Herausziehen der peripheren Einheit vermeiden.
Das Schaltelement kann ein FET sein, und der Ausgang des Signalintegrators ist mit dem Gate des FET verbunden. Die elektrische Stromzuführung wird durch die Ein/Aus-Betätigung des FET gesteuert. Da die durch den Signalintegrator integrierten Signale sanfte Änderungen haben, wird die Ein/Aus-Betätigung allmählich durchgeführt, wodurch der Spannungsabfall vor und hinter dem Transistor innerhalb eines konstanten Bereichs während der elektrischen Stromzuführung aufrechterhalten wird. Auch kann durch eine allmähliche Änderung von Vgs die Schwankung der Quellenspannung der Haupteinheit verhindert werden.
Die zustandsanzeigende Signalleitung bildet nur dann eine geschlossene Schleife, wenn der vollständig eingeführte Zustand erreicht ist, und ein Gleichstrom fließt nur zu dieser Zeit in der Schleife, welcher eine erforderliche Spannung erzeugen kann, um die Ein/Aus-Betätigung des Schaltelements zu steuern:

4. Kurzbeschreibung der Zeichnungen

In den beigefügten Zeichnungen:
Fig. 1 ist ein schematisches Schaltungsdiagrarnm einer Schnittstellenanordnung;
Fig. 2 ist ein schematisches Schaltungsdiagrarnm einer anderen Schnittstellenanordnung;
Fig. 3 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm der Schnittstellenanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 4 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm der Schnittstellenanordnung, welches eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
Fig. 5 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm der Schnittstellenanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 6 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm der Schnittstellenanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 7 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm der Schnittstellenanordnung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
und
Fig. 8 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm der aktiven befestigbaren/lösbaren Schnittstellenanordnung nach dem Stand, der Technik.

5. Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Die Struktur einer Schnittstellenanordnung ist in Fig. 1 gezeigt, in der dieselben Zahlen denselben Elementen wie denjenigen, die in Fig. 8 gezeigt sind, zugewiesen sind.
Der Verbindungszustand des kurzen Anschlußpaares ist wichtig, wobei der Zustand, in welchem das kurze Anschlußpaar verbunden ist, als ein vollständig eingeführter Zustand der peripheren Einheit 30 in die Haupteinheit 20 definiert ist. Ob der vollständig eingeführte Zustand erreicht ist oder nicht, wird bestimmt durch Überwachen des elektrischen Stroms, der durch eine Signalleitung fließt, welche sich von dem Source-Anschluß über R1 und R2 zu dem kurzen Anschluß erstreckt (nachfolgend als eine zustandsanzeigende Signalleitung bezeichnet). Genauer gesagt, nur während des vollständig eingeführten Zustands bildet die zustandsanzeigende Signalleitung eine geschlossene Schleife zwischen der Haupteinheit 20 und der peripheren Einheit 30, in welche ein Gleichstrom fließt.
Die an jedes Element der Verzögerungsschaltung angelegte Spannung variiert gemäß dem Wert des durch die Signalleitung fließenden elektrischen Stroms. Die Verzögerung in der Verzögerungsschaltung definiert eine Zeitperiode für die allmähliche Erhöhung oder Abnahme der Zuführung des elektrischen Stroms, und nach der Zeitperiode wird die Zuführung eines stetigen elektrischen Stroms gestartet, oder die Zuführung wird angehalten. Ein verzögertes Signal wird zwischen R1 und R2 dargestellt (d. h. von der Verzögerungsschaltung ausgegeben) und in das Gate des FET 10 eingegeben. Mit anderen Worten, die gegebene Zeitperiode der Verzögerung ist die Zeitperiode, die für eine glatte Ein/Aus-Operation des FET 10 erforderlich ist, um eine abrupte Änderung der Zuführung des elektrischen Stroms zu vermeiden.
Der elektrische Stromfluß während der heißen Anbringung/Abnahme gemäß dem Ausführungsbeispiel wird nun beschrieben.

[1] Einführung (Anbringung) der peripheren Einheit

Die langen Anschlußpaare werden zuerst verbunden, der SG der peripheren Einheit 30 wird mit der Haupteinheit 20 verbunden und Vi wird gleich der Quellenspannung V. Zu dieser Zeit ist die zustandsanzeigende Signalleitung noch offen und es fließt kein elektrischer Strom. Die Spannung über dem Kondensator C1 wird 0, und der FET 10 ist in dem Aus-Zustand. Diese Struktur ermöglicht das Weglassen der Verzögerungsverhinderungsschaltung 18, welche beim Stand der Technik erforderlich.
Das kurze Anschlußpaar wird verbunden, um den vollständig eingeführten Zustand zu erreichen, und C1 wird durch Vi geladen. Die Zeitkonstante der Verzögerungsschaltung zu dieser Zeit wird durch die Gleichung (1) ähnlich wie beim herkömmlichen Verfahren ausgedrückt. Die Source-Gate-Spannung Vgs des FET 10 wird höher und der Wert des in den Transistor fließenden elektrischen Stroms nimmt allmählich zu. Im allgemeinen ist in dem FET die Geschwindigkeit der Zunahme des elektrischen Stromflusses proportional zu der Source-Gate-Spannung (d. h. je kleiner Vgs, desto kleiner ist die Geschwindigkeit der Zunahme). Daher ist die Ableitung (d. h. die Geschwindigkeit der Änderung) des elektrischen Stromflusses am Beginn der Zuführung des elektrischen Stroms im Wesentlichen 0. Als eine Folge kann eine glatte Zunahme der Zuführung des elektrischen Stroms erzielt werden.
Der Werte der Widerstände R1 und R2 werden so eingestellt, daß sie der folgenden Gleichung genügen, um sicher zu stellen, daß der FET 10 den erforderlichen und ausreichenden elektrischen Strom für die Normaloperation liefern kann.
R1*Vi/(R1+R2 ≥ Vgs0 .... (2)
Worin VgsD eine Gate-Source-Spannung ist, welche dem FET 10 ermöglicht, einen ausreichenden elektrischen Strom für eine normale Operation zu liefern, die aber nicht notwendigerweise so hoch ist, daß der FET 10 vollständig eingeschaltet ist, wie aus der Aufgabe der Erfindung ersichtlich ist. Es ist bevorzugt, Vgs geringfügig niedriger als die Spannung einzustellen, welche eine Sättigung des FET 10 ermöglicht, um den Spitzenwert des Übergangsstroms zu beschränken.

[2] Herausziehen der peripheren Einheit

Das kurze Anschlußpaar wird zuerst getrennt und die Haupt- und periphere Einheit gelangen aus dem vollständig eingeführten Zustand heraus. Die zustandsanzeigende Signalleitung wird offen und die in C1 gespeicherte elektrische Ladung wird über R1 entladen. Die Zeitkonstante der aus C1 und R1 bestehenden Schaltung wird durch C1*R1 dargestellt. Während der Entladung nimmt Vgs allmählich ab und der in den FET 10 fließende elektrische Strom nimmt ebenfalls ab. Der Wert von Vgs erreicht schließlich 0. Somit wird eine glatte Abnahme der Zuführung des elektrischen Stroms über den Bereich vom normalen Betriebsstrom bis auf 0 erreicht, und als eine Folge kann der Pufferwiderstand R3 weggelassen werden:
Es ist festzustellen, daß es für das Herausziehen der peripheren Einheit nicht bevorzugt ist, daß es beendet ist, bevor der Wert der Zuführung des elektrischen Stroms 0 erreicht, da die Beendigung des Herausziehens (d. h. die Trennung der langen Anschlußpaare) einen augenblicklichen Abfall der Zuführung des elektrischen Stroms auf 0 bewirkt, wodurch weiterhin Schwankungen der Quellenspannung der Haupteinheit bewirkt werden können.
Aus diesem Grund ist die Zeitkonstante C1*R1 so eingestellt, daß sie kleiner ist als die erforderliche Zeitperiode für das vollständige Herausziehen. Obgleich die erforderliche Zeitperiode beispielsweise in Abhängigkeit von der Paßlänge der Anschlüsse variiert, beträgt sie normalerweise zwischen mehreren ms bis zu mehreren zehn ms. Demgemäß kann durch Einstellen der Zeitkonstanten C1*R1 auf beispielsweise 10 ms eine bevorzugte Heißleitungs-Herausnahme erzielt werden.
Wie beschrieben wurde, kann eine glatte Zu- und Abnahme des elektrischen Stroms mittels eines FET 10 erreicht werden, und der Spitzenwert und die Geschwindigkeit der Änderung des Übergangsstroms kann innerhalb eines konstanten Bereichs beschränkt werden. Diese Wirkung führt weiterhin dazu, daß der Pufferwiderstand weggelassen werden kann, welcher bei der herkömmlichen Schaltung benötigt wird.
Obgleich der FET zum Öffnen und Schließen des elektrischen Strompfades verwendet wird, können andere Elemente wie ein gewöhnlicher bipolarer Transistor verwendet werden. Jedoch kann in dem Fall, daß ein Spannungsabfall durch den Transistor ein Problem sein kann, ein FET häufig vorteilhaft sein. Auch wird bei dem Ausführungsbeispiel der RC-Integrator als eine Verzögerungsschaltung verwendet, aber er kann jedes andere Schaltungselement wie ein Induktivitätselement enthalten, solange wie die Schaltung eine Verzögerungsfunktion und eine Integrationsfunktion hat.
Fig. 2 zeigt eine andere Schnittstellenschaltung. Dieselben Zahlen sind denselben Elementen wie denjenigen, die in Fig. 1 und Fig. 8 gezeigt sind, zugewiesen.
Das Merkmal der Schnittstellenanordnung nach Fig. 2 ist ein bewegbares Element (nicht gezeigt) zum Verstärken der Befestigung der peripheren Einheit an der Haupteinheit. Die in Fig. 2 gezeigte Schnittstellenanordnung erreicht dieselbe Wirkung wie die in Fig. 1 gezeigte Schnittstellenanordnung. Das bewegbare Element ist ein Hebel, welcher sich zwischen einer ersten Position zur Sicherung der Verbindung zwischen der Haupteinheit und peripheren Einheiten und einer zweiten Position zur Freigabe der Sicherung bewegt. Der Hebel wird manuell betätigt, um die erforderliche Position auszuwählen.
Der vollständig eingeführte Zustand ist definiert als ein Zustand, in welchem der Hebel in der ersten Position ist. In Wirklichkeit kann ein Fall eintreten, in welchem der Hebel zu der ersten Position bewegt wird, selbst wenn die peripheren Einheiten nicht eingeführt sind. Jedoch stellt dies kein Problem dar, da der Hebel unvermeidlich vor der Einführung in die zweite Position zurückkehrt, da anderenfalls eine Einführung nicht möglich ist.
Diese Schnittstellenschaltung erfordert einen Schalter SW1, der mit dem Hebel verriegelbar ist, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Der Zustand des Verriegelungsschalters wird in Abhängigkeit von der Position des Hebels geändert. Beispielsweise ist der Schalter nur dann verschiebbar, wenn der Hebel in der ersten Position ist. Bei dieser Struktur wird bestimmt, daß die periphere Einheit nur in dem vollständig eingeführten Zustand ist, wenn der Schalter nach unten gedrückt ist. Durch Überwachung des Zustands des Schalters wird vorzugsweise der elektrische Stromfluß gesteuert. Bei dieser Struktur ist der Pfad von dem Source- Anschluß über R1 und R2 zu dem Schalter SW1 eine zustandsanzeigende Signalleitung. Die Überwachung des Zustands des Schalters entspricht der Überwachung des Verbindungszustands des kurzen Anschlußpaares bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Daher kann bei dieser Schnittstellenschaltung die Kontaktlänge der Anschlußpaare des Verbinders für alle gleich sein. Die Heißleitungs-Befestigung und -Trennung wird nun beschrieben, wobei die Unterschiede gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Schnittstellenschaltung betont werden.

[1] Einführung (Befestigung) der peripheren Einheit

Als eine Voraussetzung für die Einführung muß der Hebel in der zweiten Position sein, und der Schalter SW1 ist im Aus-Zustand. Bei der Einführung werden alle Anschlüsse zur selben Zeit verbunden, aber die zustandsanzeigende Signalleitung ist noch geöffnet.
Der Hebel wird zu der ersten Position bewegt, um die Verbindung der Haupt- und der peripheren Einheiten zu sichern. SW1 wird eingeschaltet und das Aufladen von C1 beginnt. Die weitere Operation der Zuführung des elektrischen Stroms ist dieselbe wie bei der in Fig. 1 gezeigten Schnittstellenschaltung.

[2] Herausziehen (Abnehmen) der peripheren Einheit

Vor der Herausnahme der peripheren Einheit wird der Hebel aus der ersten Position in die zweite Position zurückgebracht. Die Haupt- und die peripheren Einheiten werden aus dem vollständig eingeführten Zustand herausgebracht trotz des Umstandes, daß die Anschlußpaare noch verbunden sind, und die zustandsanzeigende Signalleitung wird geöffnet. Die Entladung von C1 beginnt und die Zuführung des elektrischen Stroms wird innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode angehalten, ähnlich wie bei der in Fig. 1 gezeigten Schnittstellenschaltung.
Wenn die Zeitkonstante C1*R1 so eingestellt wird, daß sie kürzer als die erforderliche Zeitperiode ist, die vom Beginn bis zur Beendigung des Herausziehens genommen wird, kann der Wert von C1*R1 größer eingestellt werden als der bei der in Fig. 1 gezeigten Schnittstellenschaltung, da die Zeitperiode für das vollständige Herausziehen eine zusätzliche Zeit für die Hebelbetätigung enthält, normalerweise etwa 1 s. Daher kann der Wert von C1*R1 auf beispielsweise 100 ms eingestellt werden. Je größer der Wert von C1*R1 ist, desto kleiner ist die Geschwindigkeit der Änderung der Zuführung des elektrischen Stroms, was für den Schaltungsentwurf vorteilhaft ist.
Obgleich bei dieser Schnittstellenschaltung ein Hebel als ein bewegbares Element verwendet wird, können Alternativen wie eine Drucktaste oder Schraube verwendet werden. Obgleich der Hebel nur zum Sichern und Freigeben der Verbindung verwendet wird, kann ein anderer Typ von Hebel, z.B. ein Typ, bei dem die Hebelbetätigung bewirkt, daß die periphere Einheit automatisch herausgestoßen wird, verwendet werden. In ähnlicher Weise können verschiedene Typen des Verriegelungsschalters (z. B. Drucktyp, Gleittyp, optischer Typ usw.) verwendet werden. Es wird angenommen, daß der Schalter eingeschaltet wird, wenn er nach unten gedrückt wird, aber selbstverständlich ist auch das umgekehrte zulässig. In dem umgekehrten Fall wird das Herunterdrücken des Schalters nur freigegeben, wenn der Hebel in der ersten Position ist.
Das wesentliche Merkmal eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß eine zweite Verzögerungsschaltung enthalten ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Während der Einführung erzeugen beide Verzögerungsschaltungen Verzögerungen, wohingegen während des Herausziehens nur die erste Verzögerungsschaltung eine Verzögerung erzeugt. Diese Struktur ist besonders wirksam, wenn eine größere Verzögerung für den Einführungsvorgang benötigt wird, während die Verzögerung für den Herausziehvorgang auf einen gewünschten Bereich beschränkt sein muß.
Der Verbinder enthält sowohl lange als auch kurze Anschlußpaare, ähnlich der Schnittstellenschaltung nach Fig. 1. Jedoch sind bei diesem Ausführungsbeispiel zumindest drei kurze Anschlußpaare "a", "b" und "c" erforderlich. Das kurze Anschlußpaar "a" wird für denselben Zweck wie bei der Schnittstellenschaltung nach Fig. 1 verwendet. Die kurzen Anschlußpaare "b" und "c" sind auf der Seite der Haupteinheit miteinander verbunden und sie werden als eine Signalleitung verwendet, welche eine geschlossene Schleife zwischen der Haupt- und der peripheren Einheit während des vollständig eingeführten Zustands bildet. Diese Signalleitung wird als eine zweite zustandsanzeigende Signalleitung bezeichnet.
Die zweite Verzögerungsschaltung umfaßt einen Kondensator C2, einen Widerstand R5 und den Widerstand R2, der mit der ersten Verzögerungsschaltung geteilt wird. Der Kondensator C2 und der Widerstand R5 sind parallel angeordnet und zwischen die Quellenanschlüsse (lange Anschlüsse) und den kurzen Anschluß "c" geschaltet. Der Widerstand R2 ist mit dem kurzen Anschluß "b" verbunden.
Bei dieser Struktur erstreckt sich die erste Signalleitung von den Quellenanschlüssen über R1 und R2 zu dem kurzen Anschluß "a" (SG), und die zweite Signalleitung erstreckt sich in der Reihenfolge von den Quellenanschlüssen → R5 - kurzer Anschluß "c" → kurzer Anschluß "b" → R2 → kurzer Anschluß "a" (SG). Beide zustandsanzeigenden Signalleitungen bilden nur dann geschlossene Schleifen, wenn die kurzen Anschlußpaare verbunden sind. In dem vollständig eingeführten Zustand ist ein durch die zweite Verzögerungsschaltung verzögertes Verzögerungssignal zwischen R5 und R2 vorhanden und es wird als ein Ausgangssignal der zweiten Verzögerungsschaltung bezeichnet. Im Unterschied zu dem Ausgang der ersten Verzögerungsschaltung ist der Ausgang der zweiten Verzögerungsschaltung mit dem Gate des FET 10 nur in dem vollständig eingeführten Zustand verbunden.
Die Zuführung des elektrischen Stroms für die Heißleitungs-Befestigung/Abnahme ist wie folgt.

[1] Einführung der peripheren Einheit

Die langen Anschlußpaare werden zuerst verbunden, aber es wird noch keine elektrische Zuführung gestartet. Zumindest drei kurze Anschlußpaare sind verbunden, die erste und die zweite Signalleitung bilden jeweils eine geschlossene Schleife und die Kondensatoren C1 und C2 sind geladen. Die Zeitkonstante, welche die Wirkung beider Verzögerungsschaltungen berücksichtigt, wird wie folgt ausgedrückt.
C = R1*R2*R5*(C1+C2)/(R1*R2 + R2*R5 + R5*R1).. (3)
Der Widerstandswert wird innerhalb des nachfolgend dargestellten Bereichs eingestellt.
Vi*(R1*R2 + R2*R5)/(R1*R2 + R2*R5 + R5*R1) ≥ Vgs0 .... (4)
Worin die Definition von VgsO dieselbe wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist.

[2] Herausziehen der peripheren Einheit

Wenn die kurzen Anschlußpaare zuerst getrennt werden, werden der Kondensator C2 und der Widerstand R5 vollständig von dem System der peripheren Einheit entfernt und nehmen nicht an der nachfolgenden Zuführung des elektrischen Stroms teil. Somit ist das spätere Verhalten der elektrischen Zuführung dasselbe wie das bei der in Fig. 1 gezeigten Schnittstellenschaltung. Die Zeitperiode, welche für das vollständige Herausziehen genommen wird, ist durch die Zeitkonstante C1*R1 vorgesehen.
Um die Zeitkonstante für die Einführung so einzustellen, daß sie groß ist, wird der Wert von C2 groß eingestellt, in Bezug auf die obige Gleichung (3). Da C2 keine Wirkung auf die Zeitkonstante für das Herausziehen der peripheren Einheit hat, kann der Wert von C1*R1 klein eingestellt werden, beispielsweise in der Größenordnung von 10 ms, wodurch ein relativ schnelles Anhalten der Zuführung des elektrischen Stroms vor dem vollständigen Herausziehen realisiert wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Überwachung des vollständig eingeführten Zustands der kurzen Anschlußpaare ersetzt werden durch die Überwachung der Position des bewegbaren Elements, wie in Fig. 4 gezeigt ist. In einem solchen Fall steuert der Schalter 1 gleichzeitig das Öffnen und Schließen der ersten und der zweiten Signalleitung.
Die Schnittstellenanordnung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel enthält auch die zweite Verzögerungsschaltung, aber ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der kurzen Anschlußpaare auf nur 1 reduziert ist und statt dessen ein zweiter FET 12 vorgesehen ist. Diese Struktur ist in Fig. 5 gezeigt. Die Trennung der zweiten Verzögerungsschaltung während des Herausziehens der peripheren Einheit erfolgt durch den zweiten FET 12, nicht durch die kurzen Anschlußpaare. Der zweite FET 12 ist zwischen dem Ausgang der zweiten Verzögerungsschaltung und der Basis des FET 10 vorgesehen. Das Gate des zweiten FET 12 ist mit dem kurzen Anschluß verbunden und das Signal von dem FET 12 wird über den Widerstand R6 zu dem Quellenanschluß (langer Anschluß) hochgezogen. Als eine Folge kann der zweite FET 12 schnell eingeschaltet werden, wenn die periphere Einheit eingeführt wird und er kann schnell abgeschaltet werden, wenn die periphere elektronische Vorrichtung entfernt wird. Der zweite FET 12 ist nur in dem vollständig eingeführten Zustand im Ein-Zustand.
Die erste zustandsanzeigende Signalleitung erstreckt sich von dem Quellenanschluß über R1, die Source und Drain des zweiten FET 12 und R2 zu dem kurzen Anschluß (SG), während die zweite Signalleitung sich von dem Quellenanschluß über R5 und R2 zu dem kurzen Anschluß (SG) erstreckt.
Die Zuführung des elektrischen Stroms während der Heißleitungs-Befestigung/Abnahme bei diesem Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen dieselbe wie die bei dem ersten Ausführungsbeispiel, solange wie eine schnelle Ein/Aus-Operation des zweiten FET 12 sichergestellt ist. Selbstverständlich ist es möglich, die Überwachung des bewegbaren Elements anstelle der Überwachung des kurzen Anschlusses einzusetzen.
Fig. 6 zeigt eine Schnittstellenandordnung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die zweite Verzögerungsschaltung vollständig abgeschnitten, was bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nicht erreicht wurde. Die zweite Verzögerungsschaltung wurde durch den zweiten FET in der Schaltung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel abgeschnitten, im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel, bei welchem das Abschneiden durch Herausziehen des kurzen Anschlusses erfolgte. Im Gegensatz zu der Tatsache, daß die zweite Verzögerungsschaltung vollständig von dem System der peripheren Einheit 30 abgeschnitten ist, wenn der kurze Anschluß bei dem ersten Ausführungsbeispiel getrennt wird, verbleibt jedoch eine Schleifenschaltung, insbesondere die zweite Verzögerungsschaltung → R2 → R6 → die zweite Verzögerungsschaltung, bei dem zweiten Ausführungsbeispiel. Daher verbleibt eine Schleifenschaltung, zweite Verzögerungsschaltung → R2 → RE → zweite Verzögerungsschaltung, selbst nach der Aus- Operation des zweiten FET, was im Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist, bei dem die zweite.
Verzögerungsschaltung vollständig von dem System der peripheren Einheit 30 abgeschnitten war durch Trennung des kurzen Anschlusses. Um das unvollständige Abschneiden zu kompensieren, mußte bei dem zweiten Ausführungsbeispiel jede der Schaltungskonstanten durch eine relativ komplexe Berechnung erhalten werden, um eine Zeitkonstante für die Heißleitungs- Befestigung/Abnahme zu bestimmen.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist ein dritter FET 14 zwischen der zweiten Verzögerungsschaltung und R2 vorgesehen, um die verbleibende Schleifenschaltung abzuschneiden. Die Basis des dritten FET 14 ist direkt mit der Basis des zweiten FET 12 verbunden.
Bei dieser Struktur sind die zustandsanzeigenden Signalleitungen dieselben wie diejenigen bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, aber die zweite Signalleitung ist definiert als eine Leitung vom Quellenanschluß → R5 → Source und Drain des dritten FET → R2 → kurzer Anschluß (SG).
Es ist festzustellen, daß der Zustand der Zuführung des elektrischen Stroms bei diesem Ausführungsbeispiel auch derselbe ist wie der beim ersten Ausführungsbeispiel, solange wie eine schnelle Ein/Aus- Operation des zweiten und dritten FET 12 und 14 während des Einführens und des Herausziehens der peripheren Einheit 30 sichergestellt ist. Anstelle der Überwachung des kurzen Anschlusses kann ein bewegbares Element vorgesehen sein, dessen Position überwacht wird, um den vollständig eingeführten Zustand zu erfassen.
Fig. 7 zeigt eine Schnittstellenschaltung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel. Das Merkmal dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, daß die Zeitkonstante für die Einführung der peripheren Einheit 30 so eingestellt wird, daß sie groß ist. Dies wird erreicht durch Verbinden des Ausgangs der zweiten Verzögerungsschaltung mit dem Gate des zweiten FET 12, nicht des FET 10, um der Ein-Operation des zweiten FET 12 eine Verzögerung zu verleihen. Die zweite Verzögerungsschaltung beeinflußt nicht das Herausziehen der peripheren Einheit 30.
Die zweite Verzögerungsschaltung besteht aus einem Kondensator C2, einem Widerstand R5 und einem Widerstand R7, bei der Ausgänge von R5 und R7 mit dem Gate des zweiten FET 12 verbunden sind.
Die Zuführung des elektrischen Stroms für die Heißleitungs-Befestigung/Abnahme ist wie folgt.

[1] Einführung der peripheren Einheit

Wenn die periphere Einheit in dem vollständig eingeführten Zustand ist, in welchem sowohl lange als auch kurze Anschlußpaare verbunden sind, fließt ein elektrischer Strom durch R5 und R7 in der zweiten Verzögerungsschaltung, um den Kondensator C2 zu laden, und die Gate-Spannung des zweiten FET 12 nimmt allmählich ab. Der zweite FET 12 beginnt mit einem glatten Fluß des elektrischen Stroms, um den Kondensator C1 zu laden, und der FET 10 wird eingeschaltet. Die Zeitkonstante τ ist ein großer Wert, da sie angenähert die Summe aus der Zeitkonstanten τ1 der ersten Verzögerungsschaltung und der Zeitkonstanten τ2 der zweiten Verzögerungsschaltung ist.

[2] Herausziehen der peripheren Einheit

Wenn das kurze Anschlußpaar getrennt ist, ist die Drain des zweiten FET 12 in dem Zustand, der nahezu gleich dem offenen Zustand ist, und die zweite Verzögerungsschaltung ist isoliert. Die Zeitkonstante für das Herausziehen wird durch C1*R1 dargestellt.
Bei dieser Struktur kann ein abrupter Übergang der Zuführung des elektrischen Stroms während der Einführung der peripheren Einheit weiter beschränkt werden. Dieses Ausführungsbeispiel ist vorteilhafter als das erste Ausführungsbeispiel, da es nicht einen großen Kapazitätswert für jeden Kondensator benötigt. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wurde ein Kondensator mit einer großen Kapazität für C2 verwendet zum Zwecke der Verlängerung der Zeitkonstanten für die Einführung, während die Zeitkonstante für das Herausziehen beibehalten wurde. Die Größe des Kondensators ist proportional zu dessen Kapazität, das vierte Ausführungsbeispiel ist dem ersten überlegen.
Obgleich bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die Leistungsquelle eine positive Spannung an die Anordnung anlegt, kann auch eine negative Spannung angelegt werden.

Claims

1. Schnittstellenanordnung zum Verbinden einer peripheren Einheit (30) mit und von einer Haupteinheit (20) durch Einführen/Herausziehen während des elektrischen Betriebs der Haupteinheit (20), wobei die periphere Einheit (30) gespeist wird durch einen elektrischen Strom, der von der Haupteinheit (20) durch die Schnittstellenanordnung zugeführt wird, welche aufweist:

Überwachungsmittel, welche überwachen, ob die periphere Einheit (30) in einem vorbestimmten vollständig eingeführten Zustand zu der Haupteinheit (20) ist; und

Steuermittel zum Steuern der elektrischen Stromzuführung von der Haupteinheit (20) zu der peripheren Einheit (30), wobei die Steuereinheit für die Einführung eine Zuführung des elektrischen Stroms unterbindet, bevor die periphere Einheit (30) den vollständig eingeführten Zustand erreicht, startet und die Zuführung des elektrischen Strom allmählich steigert während einer ersten vorbestimmten Zeitperiode, nachdem die periphere Einheit (30) den vollständig eingeführten Zustand erreicht hat, und Aufrechterhalten einer ständigen elektrischen Stromzuführung nach der ersten vorbestimmten Zeitperiode, während für das Herausziehen der peripheren Einheit (30) die Steuereinheit die ständige elektrische Stromzuführung aufrecht erhält, bis die periphere Einheit (30) aus dem vollständig eingeführten Zustand heraus ist,

gekennzeichnet durch allmähliche Abnahme der elektrischen Stromzuführung während einer zweiten vorbestimmten Zeitperiode, nachdem die periphere Einheit (30) aus dem vollständig eingeführten Zustand heraus ist, und Anhalten der elektrischen Stromzuführung nach der zweiten vorbestimmten Zeitperiode, worin die erste vorbestimmte Zeitperiode definiert ist durch von einer ersten (C1, R1) und einer zweiten (C2, R5) Verzögerungsschaltung erzeugte Verzögerungen und die zweite vorbestimmte Zeitperiode definiert ist durch eine nur von der ersten Verzögerungsschaltung (C1, R1) erzeugte Verzögerung.

2. Schnittstellenanordnung nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend einen Verbinder zum Verbinden der peripheren Einheit (30) und der Haupteinheit (20), wobei der Verbinder ein langes Anschlußpaar mit einem langen Stiftkontakt und zumindest ein kurzes Anschlußpaar mit einer kurzen Kontaktlänge enthält, worin der vollständig eingeführte Zustand definiert ist als ein Zustand, in welchem das kurze Anschlußpaar verbunden ist, und die Überwachungsmittel den Verbindungszustand des kurzen Anschlußpaares überwachen, um zu bestimmen, ob die periphere Einheit (30) in dem vollständig eingeführten Zustand ist oder nicht.

3. Schnittstellenanordnung nach Anspruch 2, worin die langen Anschlußpaare zumindest Quellenanschlußpaare enthalten zum Zuführen eines elektrischen Stroms von der Haupteinheit (20) zu der peripheren Einheit (30) und zum Erden von Anschlußpaaren.

4. Schnittstellenanordnung nach Anspruch 1, worin die Überwachungsmittel eine Zustandsanzeige- Signalleitung enthalten, durch welche ein elektrischer Strom fließt mit einem Wert, der abhängig davon verändert wird, ob die periphere Einheit (30) in dem vollständig eingeführten Zustand ist oder nicht, worin die erste Verzögerungsschaltung (C1, R1) mit der Zustandsanzeige- Signalleitung gekoppelt ist, um eine unterschiedliche Spannung zu empfangen gemäß der Größe des Wertes des elektrischen Stroms, der in der Zustandsanzeige-Signalleitung fließt.

5. Schnittstellenanordnung nach Anspruch 4, worin die erste Verzögerungsschaltung ein Integrator ist, der einen Widerstand (R1) und einen Kondensator (C1) enthält, und die erste vorbestimmte Zeitperiode definiert ist auf der Grundlage einer Zeitkonstanten der Verzögerungsschaltung.

6. Schnittstellenanordnung nach Anspruch 5, worin die zweite vorbestimmte Zeitperiode so eingestellt ist, daß sie kleiner ist als eine Zeitperiode von dem Beginn bis zur Beendigung des Herausziehens der peripheren Einheit (30).

7. Schnittstellenanordnung nach Anspruch 1, worin die Überwachungsmittel eine Zustandsanzeige- Signalleitung enthalten, durch welche ein elektrischer Strom fließt, dessen Wert in Abhängigkeit davon verändert wird, ob die periphere Einheit (30) in dem vollständig eingeführten Zustand ist oder nicht, worin die erste Verzögerungsschaltunng (C1, R1) einen Integrator enthält, an welchen eine unterschiedliche Spannung angelegt wird gemäß dem Wert des elektrischen Stroms, und die Steuermittel ein erstes Schaltelement (10) enthalten zum Steuern des Öffnens und Schließens eines Pfades für den elektrischen Strom, der von der Haupteinheit (20) zu der peripheren Einheit (30) geliefert wird, und der Ausgang des Integrators (C1, R1) mit dem Öffnungs/Schließ-Steueranschluß des ersten Schaltelements (10) verbunden ist ungeachtet dessen, ob die periphere Einheit (30) in dem vollständig eingefühlten Zustand ist oder nicht.

8. Schnittstellenanordnung nach Anspruch 7, worin die zweite Verzögerungsschaltung (C2, R5) einen zweiten Integrator enthält, an welchen eine unterschiedliche Spannung angelegt wird gemäß dem Wert des elektrischen Stroms, der durch die Zustandsanzeige-Signalleitung fließt, wobei der Ausgang des zweiten Integrators (C2, R5) mit dem Öffnungs/Schließ-Steueranschluß des ersten Schaltelements (10) nur verbunden ist, wenn die periphere Einheit (30) in dem vollständig eingeführten Zustand ist.

9. Schnittstellenanordnung nach Anspruch 8, worin der Ausgang des zweiten Integrators (C2, R5) mit dem Öffnungs/Schließ-Steueranschluß des ersten Schaltelements (10) über eine Signalleitung verbunden ist, welche nur dann eine geschlossene Schleife bildet, wenn die periphere Einheit (30) in dem vollständig eingeführten Zustand ist.

10. Schnittstellenanordnung nach Anspruch 8, worin die Steuermittel weiterhin ein zweites Schaltelement (12) enthalten und der Ausgang des zweiten Integrators (C2, R5) über das zweite Schaltelement (12) mit dem Öffnungs/Schließ- Steueranschluß des ersten Schaltelements (10) verbunden ist.

11. Schnittstellenanordnung nach Anspruch 7, worin das erste Schaltelement (10) ein FET ist und der Ausgang des ersten Integrators (C1, R1) mit dem Gate des FET verbunden ist.

12. Schnittstellenanordnung nach Anspruch 7, worin die Zustandsanzeige-Signalleitung nur dann eine geschlossene Schleife bildet, wenn die periphere Einheit (30) in dem vollständig eingeführten Zustand ist, und nur zu dieser Zeit fließt ein elektrischer Gleichstrom in der Zustandsanzeige- Signalleitung.