專利名稱:生命安全控制電路的制作方法
這個發(fā)明是一件有關(guān)生命安全控制電路的發(fā)明，更詳細地說，是關(guān)于改進輸出驅(qū)動器電路，以便在選擇點上通過將檢查信號感應(yīng)送入電橋網(wǎng)絡(luò)，檢查出所呈現(xiàn)的電氣狀態(tài)，當選擇點在第一電氣狀態(tài)時橋路平衡，假設(shè)選擇點在第二電氣狀態(tài)，橋路就變得不平衡。
在各種控制系統(tǒng)中，如鐵路和鐵路網(wǎng)和/或快速運輸操作的脈沖編碼軌道電路，在每一路邊定位上都設(shè)置這種控制系統(tǒng)是有益的，路邊定位鄰近軌道部分相連，一個中心數(shù)據(jù)處理裝置(CPU)給一對合起來的發(fā)射器和接收器提供控制和/或數(shù)據(jù)處理。發(fā)射器和接收器聯(lián)到每個軌道的一端，也就是說，聯(lián)到對應(yīng)軌道部分的鐵軌上。中心數(shù)據(jù)處理裝置與本地條件相關(guān)，并通過鐵路軌道產(chǎn)生向兩個方向發(fā)射的脈沖碼。每個處理裝置還將接收到的脈沖編碼，以寄存從相聯(lián)軌道部分另一端得到的數(shù)據(jù)。實際上，數(shù)據(jù)處理裝置最好是固態(tài)微處理器器件，能從眾多的電器制造廠那里迅速得到任何一種普通的商業(yè)產(chǎn)品。CPU與必要的存儲器合用或聯(lián)起來使用，如可編程只讀存儲器(PROM)器件，這種器件可以包括在內(nèi)。CPU還從檢測火車狀況和交通條件的本地裝置上接收輸入信號，并記錄下所報告的其它數(shù)據(jù)。接收的數(shù)據(jù)寄存在固態(tài)延遲線中，并用于控制交通流量，完成其它功能。處理器裝置還監(jiān)控輸出寄存器延遲線的操作，從路邊邏輯來的輸入信號，并通過使用監(jiān)控器件和反饋信號完成其它功能。當這些操作檢驗和監(jiān)控器件確定系統(tǒng)工作正常并與預(yù)期結(jié)果相比一致時，CPU就產(chǎn)生一個有預(yù)定專用特點的信號。當這個信號傳送到本地電源時，在那個定位地方對系統(tǒng)裝置開始供電，系統(tǒng)便有了能源。從處理器裝置來的專用檢驗信號決定電源的連續(xù)工作，而檢驗信號的停止會使電源中斷。當指示有不適當?shù)牟僮骰蛳到y(tǒng)部件的任何一個出故障時，在任何指定的位置系統(tǒng)都會斷路，以保證生命安全或系統(tǒng)安全。
實際上，本發(fā)明的主題是提出一種用于監(jiān)控輸出終端上電氣情況的生命安全電路。
本發(fā)明的另一個主題是提出一種用于檢驗呈現(xiàn)在輸出端上電氣狀態(tài)的改進了的監(jiān)控電路。
本發(fā)明的進一步主題是提出一種用于監(jiān)控輸出情況的獨特的電子電路。
本發(fā)明還有另一個主題是提出一種用于檢驗周期信號狀況的電子監(jiān)控電路。
本發(fā)明還有進一步的主題是提出一種新的改進了的電路，用于監(jiān)控送到平衡電橋網(wǎng)絡(luò)中的檢驗信號。
本發(fā)明又有一個主題是提出一種帶電橋網(wǎng)絡(luò)、運算放大器和光耦合器的生命電子電路，用于向數(shù)據(jù)處理裝置提供專用信號，處理裝置產(chǎn)生由轉(zhuǎn)換器傳送到電橋網(wǎng)絡(luò)的專用信號。
本發(fā)明又有進一步主題是提出一種生命電路，包括一個轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將周期信號耦合到電橋網(wǎng)絡(luò)的一個臂，電橋網(wǎng)絡(luò)有一對輸入端和輸出端，一個跨接在一對輸入端上的開關(guān)電路，一個跨接在一對輸出端上的放大電路，以及連到放大電路的耦合電路，在開關(guān)電路不導通時和臨界元件缺損時或電路工作不正常時，產(chǎn)生一個對應(yīng)于周期信號的輸出信號。
本發(fā)明附加一個主題是提出一種生命安全監(jiān)控電路，包括提供檢驗信號的第一裝置，從第一裝置接收檢驗信號的第二裝置，耦合到第二裝置以便使第二裝置達到要求的第三裝置，當假定第三裝置使第二裝置平衡時，為放大檢驗信號而耦合到第二裝置的第四裝置，以及連續(xù)產(chǎn)生檢驗信號直到假定第三裝置使第二裝置呈不平衡條件為止的接收放大了的檢驗信號的第五裝置。
從這里
聯(lián)系起來考慮的前面詳細敘述中，能很快了解到前敘本發(fā)明主題和其它特征優(yōu)點。
單一的圖是一個生命安全電子監(jiān)控電路的示意框圖，是本發(fā)明的實施原理圖。
參考附圖，這里示出了檢驗輸出狀況的電子輸出驅(qū)動器生命安全型最佳實施框圖，以便于確定相應(yīng)于存儲在微型處理機中狀態(tài)的輸出狀況。正如圖所示，固態(tài)監(jiān)控電路包括每個臂帶有四個等值電阻R1、R2、R3和R4(原文此處為R7，有誤-譯注)的平衡電橋網(wǎng)絡(luò)BN。還可以看到，電阻R1的較低一端連在公共引線L1上，L1連到負電壓電源-V的一端。電阻R1的較高一端連到電阻R2較低端，形成第一輸出端OT1。電阻R2較高端連到電阻R5較低端，R5是一個與R1、R2、R3和R4電阻值相比較小電阻值的電阻。于是，電阻R2和R5(原文為R1，有誤-譯注)之間的結(jié)點形成第一輸入端IT1。電阻R5的較高端連到正電壓電源+V端。如圖所示，電阻R3的較低端直接連到公共引線L1上，L1作為第二輸入端IT2而起作用。電阻R3的較高端連到電阻R4的較低端，形成第二輸出端OT2。電阻R4通過一個電磁轉(zhuǎn)換器T1的低阻抗次級線圈連到正電壓電源+V的引線L2，這個轉(zhuǎn)換器T1將在后面詳細敘述。電阻R4的較高端很明顯通過轉(zhuǎn)換器次級線圈呈現(xiàn)的低阻抗和電阻R5直接連到第一輸入端。這里可以看到，開關(guān)電路跨接到電橋網(wǎng)絡(luò)BN的電阻R1和R2上，開關(guān)狀態(tài)電路包括一個NPN晶體管Q1，這個晶體管有一個發(fā)射極e1，基極b1，集電極c1。發(fā)射極e1連到第二輸入端IT2，而集電極C1(原文為C2;原文有誤-譯注)連到第一輸入端IT1，第一輸入端對晶體管開關(guān)電路形成輸出端B?；鶚Ob1連到晶體管開關(guān)電路的輸入端A。
如圖所示，電阻網(wǎng)絡(luò)BN的兩個輸出端OT1和OT2都分別連到運算放大器OA的正非變換端子和負變換端子C和D上。運算放大器可以是單片RM741，它的輸出端通過限流電阻R6連到E端?？梢钥吹?，輸出端E連到隔離光耦合器OC的發(fā)光二極管D1陽極a1，而二極管D1的陰極K1連到公共引線L1。光耦合器OC包括一個光敏NPN晶體管Q2，Q2有基區(qū)b2發(fā)射區(qū)e2和集電區(qū)C2。發(fā)射區(qū)e2的發(fā)射極直接連到公共引線L1，而集電區(qū)C2的集電極則通過負載電阻R7連到正電源+B。輸出端F連到中央數(shù)據(jù)處理裝置或固體微處理器的一個輸入端上，如在方框圖中所示的是常用的MC6809型CPU。固體微處理器CPU可以是現(xiàn)有技術(shù)中任何一種型號，要具備足夠的存儲器，與鐵路或鐵路網(wǎng)和/或快速運輸操作的脈沖編碼鐵軌電路系統(tǒng)操作結(jié)合起來，執(zhí)行各種功能。
如圖所示，一對輸出引線OL1和OL2在微處理器和轉(zhuǎn)換器初級線圈P1之間互連。如果微處理器CPU接收全部適合的或正確的情報數(shù)據(jù)，檢驗信號就通過輸出線OL1和OL2傳送到初級線圈P1，檢驗信號可以是連續(xù)脈沖，例如有500Hz的頻率，或者是按所選擇的固定間隔出現(xiàn)的周期脈沖。另外，從這里可以看到，微處理器CPU的另一個輸出引線OL3由隔離光耦合器OC1連到輸入端A，這個輸入端A又連到開關(guān)晶體管Q1的基極b1。光耦合器OC和OC1使正電源+B和電壓源+V和-V進行必要的隔離。
在敘述操作中，假定并未觸動監(jiān)控電路，各個部件都適當?shù)剡\行，正常的情報數(shù)據(jù)正在送向微處理器CPU。在這種情況下，開關(guān)晶體管呈非導通狀態(tài)，交流檢驗信號送到轉(zhuǎn)換器的初級線圈P1。一個交流信號感應(yīng)到次級線圈S1。由于晶體管Q1的非導通狀態(tài)，輸出端OT1和OT2實際上呈直流電壓的電平。于是，呈現(xiàn)在橋臂電阻R3和R4上的交流脈動會使輸出端OT2的電壓隨著輸出端OT1電壓而上升或下降。這樣，運算放大器就以與交流波動相同頻率的速率轉(zhuǎn)換開關(guān)或被鎖住。于是，E端的放大器輸出就將向前和向后使高變偏壓通過發(fā)光二極管D1加到晶體管Q2，使Q2按照與交流脈動的頻率轉(zhuǎn)換開關(guān)狀態(tài)，在F端的交流信號傳到微處理器的輸入端，使這種情況加劇，即減少開關(guān)晶體管Q1的供給能量，使第一輸入端IT1和B端呈+V狀態(tài)，微處理器將繼續(xù)產(chǎn)生檢驗信號，以監(jiān)控晶體管Q1的電狀態(tài)和輸出端B的電平。
現(xiàn)在讓我們假設(shè)由于某種原因微處理器CPU使開關(guān)晶體管Q1變成開的狀態(tài)，晶體管Q1的導通引起IT1和B端的電平下降。實際上，電路元件的參數(shù)已經(jīng)設(shè)計好，使IT1端的直流下降幅度比交流脈動的峰-峰值更多，以致于輸出端OT1的電壓不可能超過OT2端的電壓。運算放大器的輸入端D的電壓將繼續(xù)保持在比輸入端C電壓正的狀態(tài)。因此，運算放大器OA假定處于穩(wěn)定狀態(tài)，仍然保持輸出端E的負電壓常態(tài)。輸出端F上交流脈動的缺乏使CPU識別出B點和IT1不再為+V狀態(tài)。如果象這種情況所述，CPU引起了Q1減少能量供給而使B點和IT1端電壓下降，F(xiàn)點交流電壓的缺乏就是所期望的狀態(tài)。如果Q1沒有借助CPU轉(zhuǎn)換成開的狀態(tài)，F(xiàn)點交流脈動的缺乏就是指示一個或多個元件損壞，結(jié)果使B點和IT1端電壓下降。通過傳感這種交流脈動的缺乏，CPU有能力適當?shù)貏幼?，如減少有問題電路的能量供給，控制加到+B端的有條件限制的電源電壓(沒有示出)。
這一點是有價值的，即前述本發(fā)明只是一種示意，并不是說本發(fā)明只限于所述的精確實施以及其它變化，那些現(xiàn)有技術(shù)可以在附加權(quán)限范圍內(nèi)改進和變換，而不脫離本發(fā)明的精神實質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
根據(jù)已述的發(fā)明，我請求用文字形式的專利保護作為新技術(shù)的本發(fā)明，并要求保證的是1、生命安全監(jiān)控電路包括提供檢驗信號的第一裝置；從第一裝置接收檢驗信號的第二裝置；為保持第二裝置狀態(tài)條件而耦合到第二裝置的第三裝置；當?shù)谌b置使第二裝置呈平衡條件時，為放大檢驗信號而合到第二裝置的第四裝置；以及連續(xù)產(chǎn)生檢驗信號，直到第三裝置使第二裝置呈現(xiàn)不平衡條件為止的接收放大了檢驗信號的第五裝置。
2.生命安全監(jiān)控電路，如權(quán)項1詳述，這里所說的第一裝置包括一一個電磁轉(zhuǎn)換器。
3.生命安全監(jiān)控電路，如權(quán)項1所述，所說第二裝置包括一個平衡電橋網(wǎng)絡(luò)。
4.生命安全監(jiān)控電路，如權(quán)項3所詳述，所說平衡電橋網(wǎng)絡(luò)包括一個有四個臂的電阻電路。
5.生命安全監(jiān)控電路，如權(quán)項1所詳述，所說第三裝置包括一個固態(tài)開關(guān)器件。
6.生命安全監(jiān)控電路，如權(quán)項5所詳述，所說固態(tài)開關(guān)器件包括一個正常情況不導通的NPN晶體管。
7.生命安全監(jiān)控電路，如權(quán)項1所詳述，所說第四裝置包括一個運算放大器。
8.生命安全監(jiān)控電路，如權(quán)項1所詳述，所說第五裝置包括一個具有發(fā)光二極管和光敏二極管的光耦合器。
9.生命安全監(jiān)控電路，如權(quán)項4所詳述，所說第一裝置包括有一個連到四個臂電阻電路之一臂的次級繞組的轉(zhuǎn)換器。
10.生命電路包括將周期信號耦合到第一對輸入端和一對輸出端的電橋網(wǎng)絡(luò)其中之一臂的轉(zhuǎn)換器;跨接在一對輸入端的開關(guān)電路;跨接到一對輸入端的放大電路;當開關(guān)電路呈非導通狀態(tài)及臨界元件的缺損或電路誤動作時，連到放大電路的耦合電路產(chǎn)生一個對應(yīng)于周期信號的輸出信號。
11.生命電路，如權(quán)項10詳述，這里所說電橋網(wǎng)絡(luò)是一個平衡的四支路電阻電路。
12.生命電路，如權(quán)項10詳述，這里所說開關(guān)電路包括一個NPN晶體管。
13.生命電路，如權(quán)項10所詳述，所說耦合電路包括光耦合器。
14.生命電路，如權(quán)項10所詳述，這里所說電橋網(wǎng)絡(luò)包括一個實際上等值電阻組。
15.生命電路，如權(quán)項10所詳述，這里所說耦合電路包括一個發(fā)光二極管和光敏晶體管。
16.生命電路，如權(quán)項10所詳述，這里所說放大電路包括一個運算放大器。
17.生命電路，如權(quán)項10所詳述，這里所說開關(guān)電路包括一個固體器件，當電路呈導通狀態(tài)時，電橋網(wǎng)絡(luò)不平衡。
18.生命電路，如權(quán)項10所詳述，這里所說周期信號是脈動電壓。
19.生命電路，如權(quán)項14所詳述，所說轉(zhuǎn)換器包括一個次級繞組，繞組串聯(lián)在實際等值電阻組的一個電阻上。
20.生命電路，如權(quán)項10所詳述，所說放大電路包括具有連到一對輸出端之一的第一輸入端，還有連到一對輸出端另一端的第二輸入端。
專利摘要
生命安全監(jiān)控電路包括一個電磁轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將周期信號送到有一對輸入端和一對輸出端的平衡電橋網(wǎng)絡(luò)的一個臂上。固體開關(guān)電路跨接到一對輸入端上。運算放大器跨接到一對輸出端上。光耦合電路連到運算放大器，當固體開關(guān)電路不導通及臨界元件缺損或電路誤動作時，產(chǎn)生對應(yīng)于周期檢驗信號的輸出信號。
文檔編號G05B9/02GK85105820SQ85105820
公開日1987年1月28日 申請日期1985年7月31日
發(fā)明者H·C·內(nèi)格爾 申請人:美國標準公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan