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Digitalumbau

Herausforderungen:

Weichendecoder

Nach der Inbetriebnahme der Weichendekoder mussten wir feststellen, dass beim Abschalten der Versorgungsspannung die Conrad-Servos in eine Richtung wegdrehten.


Das Problem liegt daran, dass zum Ausschalten der Servo-Spannung ein "high"-Pegel am Ausgang 20 vom PIC anliegen muss. Da beim Ausschalten der Versorgung die 5V-Spannung zusammenbricht, wird der Transistor unter dem LM317 wieder hochohmig und gibt die Servoversorung frei. Dabei fängt der Servo an in eine Richtung abzuhauhen. Bei der Schaltungsänderung muss eine Spannungsdifferenz zwischen +5V und dem PIC-Ausgang vorhanden sein, dass der Transistor (links über dem PIC) leitend ist. Beim Abschalten sinkt die 5V-Versorgung ab und der PIC lässt den Ausgnag "hochohmig", bzw. "high" und somit sperrt der zusätzlich eingefügte Transistor. Der "Power-off" Transistor für den LM317 bekommt dann seinen Basisstrom vom "1000microF" Kondensator bis zum "bitteren" Ende und nicht wie vorher aus den (weggebrochenen) 5V. Und somit bleibt die Servoversorung bis zum Schluss abgeschaltet.




Umbaumaßnahme



Tams MasterControl:

Immer wieder fuhren bei uns nach Anschalten der Betriebsspannung Züge los. Auch das Drücken der "Stop"-Taste führte zu unkonntrollierten Zugbewegungen.

Im Internet wird empfohlen den Analogbetrieb der Decoder mit CV29 = 0 abzuschalten.

Wir mussten feststellen, dass im Zustand "Stop" am DCC-Ausgang aus dem MasterControl eine sinusähnliche Wechselspannung mit ca. 230kHz und nahezu 7Vss heraus kam. Diese Wechselspannung wurde durch die angeschlossenen Booster an das Gleis gesendet und von den Lokdecodern als Analogspannung gesehen. Nur nach Ausstecken der DCC-Leitung aus dem MasterControl brachte die Züge zum Stehen. Bei eingeschaltetem DCC-Signal gab es keine Probleme.

Das "Übel" sitzt tief im Innern des MasterControl. Die Firma Tams verwendet als Ausgangstreiber einen JFET-Operationsverstärker (TL084). Laut Datenblatt hat die Ausgangsstufe des OPs eine relativ hohe Serienimpedanz ~ 160 Ohm. Zusammen mit der bei unserer Anlage großen Leitungslänge und den parasitären Leitungskapazitäten entsteht dadurch eine zusätzliche Phasenverschiebung.  Aufgrund der Beschaltung des OPs ergibt sich im Zustand abgeschaltetes DCC-Signal eine verstärkung von 1. Dadurch kann sich jetzt eine Bedingung einstellen, bei der die gesamte Phasenverschiebung 360° bzw. 0° wird (Mitkopplung). Hier hilft nur die Verstärkung hoch genug zu machen, dass die zum oszillieren nätige Amplitudenbedingung nicht auftritt. Um die eigentliche Funktion nicht zu beeinflussen wendet man einen kleinen Trick an. Man baut einen addierenden invertierenden Verstärker, der das Nutzsignal einfach verstärk mit "0V", achtzehnfach Verstärkt, addiert. Somit wird das Nutzsignal unverändert ausgegeben. Durch die hohe (AC)Verstärkung ist aber die Schwingbedingung nicht mehr gegeben und das Ausgangssignal bleibt bei abgeschaltetem DCC-Signal auf 0V.