185508. lajstromszámú szabadalom • Önellenőrzött ablakkomparátor kapcsolási elrendezése
1 185 508 2 A találmány Önellenőrzőit ablakkomparátor kapcsolási elrendezése jelfeldolgozóval, mely a bemenetijei alsó és felső értéke között kimeneti jelet bocsájt ki, jelkibocsájtása során belső működésében dinamikus és működése során önellenőrzött, azaz belső szakadása, illetve zárlata esetén kimenetén jelet nem ad, így alkalmas biztonságtechnikai határérték kapcsoló berendezésekbe. Az irodalomból és a gyakorlatból ismeretesek olyan kapcsolási elrendezések és megoldások, melyek segítségével megállapítható, hogy valamely paraméter értéke egy adott tartományon belül, vagy azon kívül van-e. A kapott jel alapján intézkedéseket lehet tenni. Feszültségkompenzátor és ablakkomparátor alapkapcsolása ismerhető meg U. Tietze-Ch. Schenk: Analóg és digitális áramkörök c. könyv (Műszaki Könyvkiadó Bp. 1974. 2. kiadás) 294. oldalán látható kapcsolásokból és Herpy: Analóg integrált áramkörök (Műszaki Könyvkiadó 1974. 2. kiadás) 611. fejezetéből. Ablakkomparátorok felhasználási területe határértékjelzők, különféle kapcsolókészülékek kimenőfokozatai, mint például a Philips cég Witronic, vagy a Ganz cég ASM típusú háromállású szabályozókészüléke. Fenti kapcsolások közös jellemzője, hogy az alsó és felső határérték összehasonlítására külön kompenzátort használnak és a kapcsolás nem önellenőrzött. A 161 501 lajstromszámú magyar szabadalmi leírás ismerteti az „Eljárás és berendezés egyetlen amplitúdó komparátorral működő magfizikai detektorokból származtatott elektromos négyszög impulzusok egycsatornás amplitúdó analizálására” találmányt. Magfizikai vizsgálatoknál használatos egycsatornás amplitúdó analizátorok a mérendő impulzusamplitúdó kiválasztására két, az impulzus nagyságot egy-egy meghatározott egyenszinttel összehasonlító komparátort használnak, melyek kimenetei antikoicidencia körre csatlakoznak. A módszer hátránya, hogy különböző diszkriminációs szintek esetén nehéz a tetszőleges, de esetenként állandó csatomaszélesség biztosítása. A találmány szerinti elrendezés lehetővé teszi négyszög alakú impulzusok esetén ennek a hibának a kiküszöbölését azáltal, hogy egyetlen komparátor áramkört használ fel, mely az impulzus amplitúdóját időben egymásután, először a diszkriminációs szinttel, majd csatomaszélességnyivel nagyobb feszültségszinttel hasonlítja össze. A komparátor kimenetén megjelenő logikai szintek meghatározott időbeni egymásutánja ad felvilágosítást az impulzus nagyságáról, melyet logikai kapurendszer felhasználásával szeparálnak. Ugyanez a logikai áramkör gondoskodik a diszkriminációs szint automatikus megnöveléséről, ha a mérendő impulzus a beállított diszkriminációs szintnél nagyobb. A berendezés hátránya, hogy nem önellenőrzött, így a biztonságtechnikai követelményeket nem elégíti ki, és csak négyszögimpulzus bemenő jellel használható. Biztonságtechnikai követelmények az élet és vagyonbiztonság szempontjából fontos és veszélyes területeken kerülnek előtérbe. A követelmények kielégítése egyes esetekben a közönséges megoldások többszörözésével két vagy több „csatorna” alkalmazásával lehetséges. Ilyen a Gestra cég TR 16/TRS és TR 112/TRS típusú hőmérsékletkapcsolója, mely két csatornásán önellenőrzött kivitelű. Alsó és felső határokra beállított külön komparátorokkal „képez ablakot” és ez a megoldás van kettőzve. A csatornák kimenetei statikusak, tranzisztoros erősítőn keresztül reléket hajtanak meg. 2 A berendezés hátránya, hogy a két csatorna használata miatt drága, valamint az, hogy a csatornák számának növelésével a meg nem engedhető hibák valószínűségét csak a csatornaszámok arányában csökkenti. A biztonságtechnikai követelmények kielégítésének más megoldása a dinamikus működés biztosítása, azaz frekvenciaellenőrzött kapcsolás alkalmazása. A 159 179 lajstromszámú magyar szabadalmi leírásból „Áramköri elrendezés nagy jóságtényezőjű határérték jelzőhöz” ismerhető meg. À vasútbiztosító sínáramkör vevőszerelvényeinél és általában az ipari automatikában használható, a biztonsági követelményeket kielégítő, nagy jóságtényezőjű elektronikus feszültség határjelző, mely tulajdonságokat dinamikus működéssel biztosítják. A dinamikus működést azáltal érik el, hogy egy direktcsatolású bistabil multivibrátort munkaáramkörében vezérelnek, és ugyancsak munkaáramköréből csatolja ki a jelet. A dinamikus működés következtében a ki- és becsatoló elemek célszerűen transzformátorok. A találmány szerinti áramköri elrendezés egyenáramú jelforráshoz nem használható, valamint csak egy határt jelez. A találmány célkitűzése olyan ablakkomparátor kapcsolási elrendezés létrehozása, mely a biztonságtechnikai követelményeket kielégíti, azaz belső szakadás vagy zárlat esetén kimenetén jelet nem ad, egycsatornás megoldású, egyen és váltófeszültségű jellel egyaránt működtethető. A találmány önellenőrzött ablakkomparátor kapcsolási elrendezése jelfeldolgozóval, melynek feszültségosztó impulzus kitöltési tényezőt meghatározó feszültség kimenete első komparátor egyenes bemenetére, az első komparátor fordító bemenete integráló tag kimenetére, az első komparátor kimenete csatolótag bemenetére, a csatolótag kimenete a feszültségosztó kapcsolási feszültség bemenetére csatlakozik, az integráló tag bemenete második komparátor kimenetére és jelátalakító bemenetére, a második komparátor egyenes bemenete a feszültségosztó összehasonlító feszültséget meghatározó feszültség kimenetére kapcsolódik, a második komparátor fordító bemenete, valamint a feszültségosztó első komparátor kivezérelhetőségétől függő feszültség kimenete vizsgálandó feszültségforrásra, a feszültségosztó két végpontja tápfeszültségforrásra van kötve. Előnyös kivitelben az első komparátor fordító bemenete, valamint az integráló tag kimenete híszterézíst előállító tag bemenetére, a hiszterézist előállító tag kimenete a feszültségosztó hiszterézist létrehozó feszültség bemenetére csatlakozik. A találmány szerinti önellenőrzött ablakkomparátor kapcsolási elrendezését és működését ábránk segítségével ismertetjük. Az Ut tápfeszültségforrásra kapcsolt, ellenállások esetleg zéner dióda soros kapcsolásából összeállított F feszültségosztó célszerűen öt kivezetéssel rendelkezik, az impulzus kitöltési tényezőt meghatározó a feszültség kimenettel, a kapcsolási feszültség b bemenettel, a hiszterézist létrehozó feszültség c bemenettel, az összehasonlító feszültséget meghatározó feszültség d kimenettel és az első komparátor kivezérelhetőségétől függő feszültség e kimenettel. Az impulzus kitöltési tényezőt meghatározó a feszültség kimenetre a KI első komparátor egyenes bemenete (+), míg a KI első komparátor kimenete C csatolótag f bemenetére kapcsolódik. A C csatolótag lehet ellenállás, potenciométer vagy dióda, illetve ezek variációinak so-5 10 15 20 25 3C 35 40 45 50 55 60 55
