CS268637B1

CS268637B1 - Involvement of Safe Daddy Logic Circuit and Non-Equivalence Function

Info

Publication number: CS268637B1
Application number: CS886968A
Authority: CS
Inventors: Ivan Ing Csc Konecny; Vaclav Ing Chudacek
Original assignee: Konecny Ivan; Chudacek Vaclav
Priority date: 1988-10-21
Filing date: 1988-10-21
Publication date: 1990-03-14
Also published as: CS696888A1

Abstract

Zapojeni ae týká oboru železniční zabezpečovací techniky, fteii bezpečné zapojeni dynaalckého obvodu a funkci neekvivalence a využiti· a1krotlektronlekých prvků, které vyhovuje požadavků· zabezpečovací techniky v železniční dopravě. Podstatou je zapojeni dvou kaskédně řazených optočlenů v diagonále diodového aoatu. Vatup prvního optočlenů je buzen 1apulan1· algnélta z generátoru hodinového kaltočtu. Diodový aoat je napijen vatupniaí atatlckýai loglckýal algnély. Výatupea obvodu je iapulani algnél na výatupu druhého optočlenů, kteréau Je přiřazen význaa "logické 1", nebo atatlcký atav, kteréau je přiřazen význaa "logické 0" v souladu a pravdivostní tabulkou funkce neekvivalence. Zapojení lze využit předevži· v alkroelektronlckých logických obvodech pro železniční zabezpečovací techniku a déle v těch aplikacích, kde ae požaduje, aby při poruchách obvodových prvků zapojeni nedoilo ke generaci aktivního signálu na výatupu logického obvodu.The connection is related to the field of railway security technology, namely the safe connection of a dynamic circuit and the non-equivalence function and the use of microelectronic elements that meet the requirements of security technology in railway transport. The essence is the connection of two cascaded optocouplers in the diagonal of a diode array. The input of the first optocoupler is excited by a pulse generator from a clock frequency generator. The diode array is powered by a pulse generator and a logic generator. The output of the circuit is a pulse generator on the output of the second optocoupler, which is assigned the value "logical 1", or a logic generator, which is assigned the value "logical 0" in accordance with the truth table of the non-equivalence function. The connection can be used primarily in electronic logic circuits for railway signaling technology and in applications where it is required that in the event of failures in the circuit elements of the connection, an active signal is not generated at the output of the logic circuit.

Description

Vynález řeši zapojeni bezpečného dynaaického logického obvodu s funkcí neekvívatence vyhovujícího požadavků· zabezpečovací techniky v železniční dopraví.The invention solves the connection of a safe dynamic logic circuit with the function of non-frequency satisfying the requirements of security technology in railway transport.

V řadě zapojení pro železniční zabezpečovací techniku se požaduje, aby ie porucha jednotlivých prvků nebo funkčních bloků zapojení projevila v bezpečnější· smyslu. V zapojeních bezpečných logických obvodů s funkcí neekvívalence se požaduje, aby při poruše obvodových prvků zapojeni nebyl na výstupu generován aktivní signál logická 1, dále se požaduje, aby při poruchách nedošlo ke zaínán typu realizované logické funkce.In a number of connections for railway signaling technology, it is required that the failure of the individual elements or functional blocks of the connection manifests itself in a safer sense. In the connections of safe logic circuits with the non-quality function, it is required that in the event of a failure of the circuit elements the active signal logic 1 is not generated at the output.

Z těchto důvodů se v doposud známých zapojeních bezpečných logických obvodů pro železniční zabezpečovací techniku používají zejména reléové obvody se speciálně konstruovanýai bezpečnými elektromechanickými relé, nebo speciální ferrotranzi st ořové obvody, připadni speciální elektronické obvody s funkční kontrolou. Elektromechanická relé určená pro zabezpečovací techniku jsou rozměrná, trpí opotřebením mechanických části, speciální ferrotranzistorové obvody nejsou technologicky slučitelné s moderními elektronickými obvody a speciální elektronické logické obvody s funkční kontrolou jsou v řadě případů 1 při realizaci jednoduchých' logických funkci obvodově složité.For these reasons, in the hitherto known connections of safe logic circuits for railway signaling technology, relay circuits with specially designed safe electromechanical relays or special ferrotransfer circuit circuits or special electronic circuits with functional control are used. Electromechanical relays intended for security technology are large, suffer from wear of mechanical parts, special ferrotransistor circuits are not technologically compatible with modern electronic circuits and special electronic logic circuits with functional control are in many cases 1 complex implementation of simple logic functions.

Výše uvedené obtíže řeši zapojeni bezpečného dynaalckého logického obvodu s funkci neekvivalence, vyznačené tía, že první výstup zdroje hodinového kaitočtu je- připojen na první vstup prvního optočlenu, druhý výstup zdroje hodinového kmitočtu je připojen na druhý vstup prvního optočlenu, první vstupní svorka je připojena přes první diodu na první výstup prvního optočlenu, druhá vstupní svorka je přes čtvrtou diodu rovněž připojena na první výstup prvního optočlenu, druhý výstup prvního optočlenu je připojen na první vstup druhého optočlenu, druhý vstup druhého optočlenu je přes druhou diodu připojen na první vstupní svorku a přes třetí diodu na druhou vstupní svorku, první výstup druhého optočlenu je připojen na společnou zeaní svorku, druhý výstup druhého optočlenu je připojen na výstupní svorku.The above problems are solved by connecting a safe dynamic logic circuit with non-equivalence function, characterized in that the first output of the clock frequency source is connected to the first input of the first optocoupler, the second output of the clock frequency source is connected to the second input of the first optocoupler, the first input terminal is connected via a first diode to the first output of the first optocoupler, the second input terminal is also connected to the first output of the first optocoupler via the fourth diode, the second output of the first optocoupler is connected to the first input of the second optocoupler, the second input of the second optocoupler is connected to the first input terminal a third diode to the second input terminal, the first output of the second optocoupler is connected to the common terminal, the second output of the second optocoupler is connected to the output terminal.

Zapojením bezpečného dynamického logického obvodu s funkcí neekvivalence podle vynálezu se oproti doposud známým zapojením dosáhne bezpečné funkce při schematické jednoduchosti zapojeni, dále sníženi hmotnosti a rozměrů takto realizovaného zapojeni.By connecting a safe dynamic logic circuit with a non-equivalence function according to the invention, a safe function is achieved in comparison with hitherto known connections with schematic simplicity of connection, further weight and dimensions of the connection thus realized.

Na obr. 1 je zapojeni bezpečného dynamického logického obvodu s funkcí neekvivalence podle vynálezu, na obr. 2 je příklad praktické realizace bezpečného dynamického logického obvodu s funkci neekvivalence podle vynálezu.Fig. 1 shows the connection of a safe dynamic logic circuit with a non-equivalence function according to the invention, Fig. 2 shows an example of a practical implementation of a safe dynamic logic circuit with a non-equivalence function according to the invention.

V konkrétním provedeni bezpečného dynamického logického obvodu s funkcí neekvivalence, podle obr. 1, je na první výstup 1 zdroje hodinového kmitočtu 2 připojen na první vstup první ho optočlenu £, druhý výstup 5 zdroje hodinového kaitočtu 2 j· připojen na druhý vstup $ prvního optočlenu $, první vstupní svorka 2 je připojena přes první diodu 5 na první výstup 12 prvního optočlenu druhá vstupní svorka JQ je přes čtvrtou diodu U rovněž připojena na první výstup 12 prvního optočlenu druhý výstup 15 prvního optočlenu £ je připojen na první vstup 12 druhého optočlenu druhý vstup 12 druhého optočlenu 1$ je přes druhou diodu 2 připojen na první vstupní svorku 2 a přes třetí diodu 12 na druhou vstupní svorku IQ, první výstup 12 druhého optočlenu 1$ je připojen ns společnou zemní svorku 15, druhý výstup 2fl druhého optočlenu Je připojen na výstupní svorku 21·In a specific embodiment of the safe dynamic logic circuit with non-equivalence function, according to Fig. 1, the first output 1 of the clock frequency source 2 is connected to the first input 1 of the first optocoupler 6, the second output 5 of the clock frequency source 2 is connected to the second input $ of the first optocoupler. $, the first input terminal 2 is connected via the first diode 5 to the first output 12 of the first optocoupler. The second input terminal JQ is also connected to the first output 12 of the first optocoupler. the input 12 of the second optocoupler 1 $ is connected via the second diode 2 to the first input terminal 2 and via the third diode 12 to the second input terminal IQ, the first output 12 of the second optocoupler 1 $ is connected to the common ground terminal 15, the second output 2fl of the second optocoupler is connected to output terminal 21 ·

Funkce zapojeni spočívá ve využití dokonalých izolačních vlastností optočlenů mezi vstupem a výstupem. Tyto vlastností zaručují, že ve všech uvažovaných poruchových stavech optočlenů ve smyslu požadavků železniční zabezpečovací techniky nedojde k falešnému průniku vstupního signálu na výatup optočlenu. V zapojení bezpečného dynamického logického obvodu a funkcí neekvivalence, podle obr. 1, je přiveden budící impulsní signál z výstupů J a 5 zdroje hodinového kmitočtu 2 na vstupy J » J prvního optočlenu £. Tento impulsní signál budí vysílač prvního optočlenu i, obvykle svítivou infračervenou diodu, světelným tokem je buzen přijímač prvního optočlenu, obvykle fototranzí stor.The connection function consists in the use of perfect insulating properties of optocouplers between input and output. These properties guarantee that in all considered fault states of the optocouplers in the sense of the requirements of the railway signaling technology, there will be no false penetration of the input signal to the output of the optocoupler. In the connection of the safe dynamic logic circuit and the non-equivalence functions, according to FIG. This pulse signal excites the transmitter of the first optocoupler i, usually a luminous infrared diode, the light flux excites the receiver of the first optocoupler, usually by phototransmission stor.

CS 268 637 B1CS 268 637 B1

V první· přiblíženi lze přijímač prvního optočlenu 4 aproximovat Ideálním spínače·, který je zapojen mezi výstupy 1$ a 1£ prvního optočlenu 4· Tento spínač spíná a rozpíná výstupní obvod v rytmu budicího Impulsního signálu z výstupu zdroje hodinového kmitočtu J. Výstup 16 prvního optočlenu 6 Je připojen na první vstup 1J druhého optočlenu j4· Výstup prvního optočlenu 4 a vstup Ji druhého optočlenu 14 jsou připojeny do diagonály diodového můstku tvořeného diodami £, £, H, 12· Vstupy diodového můstku jsou přivedeny na vstupní svorky 2 a JQ. Jestliže na vstupní svorky Z a jQ jsou přivedeny oproti společné zemní svorce 12 kombinace statických logických signálů logická 0 a logická 1“, pak při čtyřech možných kombinacích těchto logických signálů, je pouze při dvou kombinacích vstupních logických proměnných generováno v diagonále diodového můstku stejnosměrné napětí. Je to pouze tehdy, jestliže jedna ze vstupních svorek Z a 12 je na úrovní logická 0 a druhá na úrovni “logická 1”. Tento vztah, který platí recipročně, odpovídá logické funkci typu neekvivalence. Takto získaný stejnosměrný signál v diagonále můstku tvořeného diodami g, 2z 11 · 12 slouží k buzeni vysilače druhého optočlenu 14. Budicí signál je potom periodicky přerušován pomoci výstupního obvodu /přijímače/ prvního optočlenu 4· Výstup JJ přijímače druhého optočlenu Ji je připojen na společnou zemni svorku,' výstup 22 přijímače druhého optočlenu 14 je připojen na výstupní svorku 21· V prvním přiblížení lze přijímač druhého optočlenu 14 rovněž aproximovat ideálním spínačem. V případě splněni podmínky funkce logické neekvivalence je v diagonále můstku z diod §, 2z liz 12 stejnosměrný signál, kterým je buzen vysilač druhého optočlenu 14 periodicky přerušovaný pomoci optočlenu 4. Výstupní obvod druhého optočlenu 14 slouží ke generaci dynamického impulsního signálu, jehož kmitočet je shodný s kmitočtem budícího impulsního signálu zdroje hodinového kmitočtu 2« Tento výstupní dynamický signál bezpečně zanikne, jestliže přestane plstit podmínka neekvivalence vstupních statických logických signálů. K jeho zániku, resp. ke změně na statický signál dojde rovněž při všech uvažovaných poruchových stavech jednotlivých prvků zapojeni ve smyslu požadavků Železniční zabezpečovací techniky tj. rozpojeni e zkraty obvodů, přerušeni a proraženi vstupů a výstupů optočlenů. Zapojení tek splňuje požadavky na bezpečný logický obvod s funkcí neekvivalence vstupních statických logických signálů přivedených mezi společnou zemní svorku 1§ a vstupní svorky Z · 12· Impulsní dynamický výstupní signál na výstupu 21 je aktivní signál, kterému je přiřazen význam “logická 1, bezproudovému stavu nebo statickému stavu na výstupu 21 j· přiřazena logická 0.In the first approach, the receiver of the first optocoupler 4 can be approximated by an ideal switch which is connected between the outputs 1 $ and 1 £ of the first optocoupler 4. The output of the first optocoupler 4 and the input J1 of the second optocoupler 14 are connected to the diagonal of the diode bridge formed by the diodes £, £, H, 12. The inputs of the diode bridge are fed to the input terminals 2 and JQ. If a combination of static logic 0 and logic 1 "is applied to the input terminals Z and jQ opposite the common ground terminal 12, then with four possible combinations of these logic signals, a DC voltage is generated in the diagonal of the diode bridge with only two combinations of input logic variables. This is only the case if one of the input terminals Z and 12 is at logic level 0 and the other at "logic 1". This relationship, which is reciprocal, corresponds to a logical function of the non-equivalence type. The DC signal thus obtained in the diagonal of the bridge formed by diodes g, 2z 11 · 12 serves to excite the transmitter of the second optocoupler 14. The excitation signal is then periodically interrupted by the output circuit / receiver / first optocoupler 4. The output JJ of the second optocoupler terminal, the output 22 of the receiver of the second optocoupler 14 is connected to the output terminal 21. In the first approximation, the receiver of the second optocoupler 14 can also be approximated by an ideal switch. If the condition of the logical non-equivalence function is met, there is a DC signal in the diagonal of the bridge from diodes §, 2 of 12 to excite the transmitter of the second optocoupler 14 periodically interrupted by optocoupler 4. The output circuit of the second optocoupler 14 serves to generate a dynamic pulse signal with the frequency of the excitation pulse signal of the clock frequency source 2 «This output dynamic signal safely disappears if the condition of non-equivalence of the input static logic signals ceases to be felt. To its demise, resp. a change to a static signal will also occur in all considered fault states of individual connection elements in the sense of the requirements of the Railway Security Technology, ie disconnection by short circuits, interruption and puncture of inputs and outputs of optocouplers. The wiring meets the requirements for a safe logic circuit with the function of non-equivalence of input static logic signals fed between common ground terminal 1§ and input terminals Z · 12 · Pulse dynamic output signal at output 21 is an active signal assigned "logic 1" or a static state at output 21 j · assigned a logic 0.

Výstupní aktivní impulsní signál lze využit v navazujících obvodech bud přímo, nebo jej lze převést na bezpečný statický signál pomocí navazujícího dekodéru, např. transformátoru a usměrňovačem, jak je znázorněno na příkladu konkrétního provedení na obr. 2.The output active pulse signal can be used in the downstream circuits either directly or it can be converted to a safe static signal by means of a downstream decoder, e.g. a transformer and a rectifier, as shown in the example of the specific embodiment in Fig. 2.

Zapojení bezpečného dynamického logického obvodu s funkcí neekvivalence lze využít zejména v železniční zabezpečovací technice pří bezpečné komparací statických výstupních signálů pří vicekanálovém paralelním zpracování logických signálů v mikroprocesorových obvodech. OaUÍ možnost využití je v bezpečných výstupních komparátorech v mikroelektronických obvodech s pevnou např. dvoudrátovou logikou. Mimo uvedeného přikladu lze zapojení využít 1 pří realizaci kaskádné řazených obvodů s funkcí neekvi? valence pro bezpečnou komparací vicevstupových logických funkcí.The connection of a safe dynamic logic circuit with a non-equivalence function can be used especially in railway safety technology by safe comparison of static output signals in multi-channel parallel processing of logic signals in microprocessor circuits. OaUÍ can be used in safe output comparators in microelectronic circuits with fixed eg two-wire logic. In addition to the above example, the connection can be used 1 in the implementation of cascaded circuits with the function neekvi? valence for safe comparison of multi-input logic functions.

Claims

OBJECT OF THE INVESTIGATION

Connection of a safe dynamic logic circuit with a non-equivalence function, characterized in that the first output / 1 / of the clock source / 2 / is connected to the first input / 3 / of the first optocoupler the second output / 5 / of the clock source / 2 / is connected to the second input / 6 / of the first optocoupler / 4 /, the first input terminal / 7 / is connected via the first diode / 8 / to the first output / 17 / of the first optocoupler / 4 /, the second input terminal / 10 / is also connected via the fourth diode / 11 / to the first output / 17 / of the first optocoupler / 4 / _z, wherein the second output / 16 / of the first optocoupler / 4 / is connected to the first input / 15 / of the second optocoupler / 14 /, the second input / 13 / of the second optocoupler / 14 / is via the second diode / 9 / connected to the first input terminal / 7 / and via the third diode / 12 / to the second input terminal / 10 /, while the first output / 19 / of the second optocoupler / 14 / is a common ground terminal / 18 / and the second output / 20 / of the second optocoupler / 14 / is connected to the output terminal / 21 /.