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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur pegelabhängigen Steuerung der Empfangsauswertung über einen übertragungskanal übertragener und danach auszuwertender binär codierter Gleichstromsignale mit über einer Auswerteschwelle liegenden Gleichpotentialwerten in Datenübertragungsanlagen, insbesondere für die Niedrigpegel-Gleichstrom-Datenübertragung, mit einem vor den Auswertevorrichtungen abgezweigten Vergleichskanal, in dem ein auf einen vorgegebenen Schwellwert eingestellter, mit dem Amplitudenwerten der Gleichstromsignale ansteuerbarer und bei Unterschreiten des Schwellwertes durch die Amplitudenwerte ein Ausgangssignal abgebender Pegelsignalerzeuger angeordnet ist.
Bei der Signalübertragung besteht ein Problem darin, an der Empfangsstelle eine fehlerfreie Auswertung zu gewährleisten. Fehler können dabei nicht nur durch die Auswertevorrichtungen selbst, sondern auch auf dem übertragungskanal verursacht werden. Bei Fehlern der letzgenannten Art würden auch bei fehlerfrei arbeitenden Auswertevorrichtungen falsche Auswerteergebnisse erzeugt. Es ist deshalb eine Überwachung insbesondere des Pegels übertragener Signale erforderlich, um bei Feststellung von übertragungsfehlern, die den Pegel beeinträchtigen, eine Auswertung der Signale zu verhindern. Ebenso soll die Auswertung von Störsignalen verhindert werden, deren Pegel von einem für die Nutzsignale vorgegebenen Wert abweicht.
Ein für die Wechselstromsignalübertragung bekanntes überwachungsprinzip (Siemens-Zeitschrift Nr. 43, 1969, S. 129 bis 135) besteht darin, die Auswertevorrichtungen mit einem Reglerverstärker zu versehen, der den Pegel empfangener Signale in relativ weiten Grenzen regelt und auf einen der Auswertung angepassten Wert verstärkt. Dabei wird hauptsächlich die durch den Übertragungskanal verursachte Dämpfung ausgeglichen und bei Unterschreiten eines vorgegebenen Mindestpegels ein diesem Zustand entsprechendes Signal erzeugt, das die Auswertevorrichtung ausschaltet. Zur Minderung von Störeinflüssen und weiteren Konstanthaltung der Signalspannungen sind den Regelverstärkern noch Begrenzerschaltungen nachgeordnet.
Pegelüberwachungen dieser Art sind jedoch sehr aufwendig und insbesondere hinsichtlich ihrer Regelzeit nachteilig, denn diese setzt der Übertragungsgeschwindigkeit der Signale enge Grenzen.
Ein weiteres, für die Ortskreisüberwachung in Wechselstromtelegrafiesendern bekanntes Prinzip (Siemens-Zeitschrift Nr. 42, 1968, S. 907 bis 915) besteht darin, den Pegelwert empfangener Gleichstromzeichen nach Ableitung einer Ortskreisspannung laufend mit einem vorgegebenen Schwellwert zu vergleichen und das Vergleichsergebnis zur Steuerung einer Oszillatorschaltung zu verwenden, die die Gleichstromzeichen in frequenzumgetastete Zeichen mit zwei möglichen Frequenzen umsetzt. Wird der vorgegebene Schwellwert unterschritten, so wird die Oszillatorschaltung so gesteuert, dass sie eine der beiden Frequenzen dauernd erzeugt.
Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit kann dann an einem fernen Empfänger ein Kriterium dafür erzeugt werden, dass auf der Sendeseite z. B. eine Unterbrechung des Ortskreises vorliegt.
Bei der Übertragung von Gleichstromdatensignalen werden meist im Hinblick auf die verwendeten geringen Pegelwerte des Gleichstromes dauernd durchgeschaltete Übertragungsleitungen verwendet, die in ihrer Länge begrenzt sind. Gerade bei dieser Art der Datenübertragung ist eine Überwachung des Signalpegels wünschenswert, da sich der Einsatz kostspieliger Vorrichtungen zur Datenaufbereitung (Modem) nicht lohnt. Anderseits soll es jedoch möglich sein, auch an solche übertragungsleitungen Auswertevorrichtungen der verschiedensten Art anzuschliessen. In den meisten Fällen wird für die Signalnutzung ein in bestimmter Weise programmierter Rechner verwendet, der möglichst verzögerungsfrei zu steuern ist und Störsignale und fehlerhafte Signale nicht verarbeiten soll.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Möglichkeit zur pegelabhängigen Steuerung der Auswertung übertragener Signale zu schaffen, die keinen unmittelbaren Eingriff in die Auswertevorrichtungen selbst erfordert, sondern bereits unmittelbar vor diesen verzögerungsfrei ein zusätzliches Kriterium liefert, welches ohne zusätzliche Schaltmassnahmen als Steuerkriterium für die Signalauswertung und die Signalnutzung zur Verfügung steht.
Erfindungsgemäss ist der Pegelsignalerzeuger auf eine höchstens der kürzestmöglichen Dauer eines Gleichstromsignales entsprechende Zeitkonstante eingestellt und mit seinem Ausgang an eine mit dem jeweiligen Ausgangssignal betätigbare Schaltstrecke angeschaltet, die vor den Auswertevorrichtungen zwischen den Übertragungskanal und ein unter der Ansprechschwelle der Auswertevorrichtungen liegendes Potential geschaltet ist.
Auf diese Weise ist gewährleistet, dass bei einem zu geringen Pegel der empfangenen Signale deren Auswertung verhindert wird. Den Auswertevorrichtungen werden nur noch solche Signale zugeführt, die über dem für ein Ansprechen erforderlichen Amplitudenwert liegen. Dadurch, dass für jedes einzelne in Betracht kommende Signal vor den Auswertevorrichtungen eine verzögerungsfreie derartige Änderung des Potentialzustandes des übertragungskanals vorgenommen wird, dass die Auswertevorrichtungen augenblicklich wirkungslos werden, ist zuverlässig eine Aussage darüber möglich, dass ein Datensignal übertragen wurde, dessen Pegel für eine ordnungsgemässe Auswertung nicht ausreicht.
Dieses zusätzliche Kriterium steht verzögerungsfrei unmittelbar auch hinter den Auswertevorrichtungen zur Verfügung und gelangt nicht über einen zusätzlichen Signalweg, sondern direkt durch die Auswertevorrichtungen an diese Stelle. Dieses Prinzip bietet in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, allein aus dem Vorhandensein bzw. dem Fehlen des Signalflusses ein Steuersignal abzuleiten, das beispielsweise einen die übertragenen Signale nutzenden Rechner augenblicklich in einen speziell
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für die Unterschreitung des vorgegebenen Schwellwertes vorgesehenen Programmablauf steuert. Durch die verzögerungsfreie Beeinflussung der Auswertevorrichtungen ist gewährleistet, dass selbst kürzeste übertragungsfehler bzw. Störsignale erkannt werden können.
Von wesentlichem Vorteil ist ferner, dass das Kriterium ohne zusätzlichen schaltungstechnischen Aufwand zur Verfügung steht und erdfrei über Trennstellen übertragbar ist.
Vorteilhafterweise ist die Schaltstrecke zwischen den übertragungskanal und Nullpotential geschaltet.
Dadurch, dass das Steuersignal zur Verbindung des Übertragungskanales mit Nullpotential unmittelbar vor den Auswertevorrichtungen ausgenutzt wird, ist gewährleistet, dass jegliches Fehlansprechen der Auswertung auf noch vorhandene Signalreste oder Störsignale vermieden wird, denn dieser Potentialzustand bedeutet praktisch den Kurzschluss des Signalkanales.
Zweckmässigerweise ist an den Signalkanal ein mit den Gleichstromsignalen angesteuerter und Spannungssignale abgebender Verstärker angeschaltet, dem ein auf den vorgegebenen Schwellwert eingestellter Schwellwertschalter, vorzugsweise eine Zenerdiodenanordnung, nachgeschaltet ist, welcher einen die Schaltstrecke bildenden Schalter steuert, der bei fehlender Ansteuerung durch den Schwellwertschalter geschlossen ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung enthält der Schalter eine erste und eine zweite Schaltstufe, wobei die erste Schaltstufe bei durchgeschaltetem Schwellwertschalter ein Sperrsignal für die mit ihr verbundene und in der Verbindung zwischen Signalkanal und Nullpotential angeordnete zweite Schaltstufe erzeugt.
Zur Steuerung der Auswertung von Doppelstromsignalen besteht vorteilhafterweise die Zenerdiodenanordnung aus zwei entsprechend zwei möglichen Signalpolaritäten gepolten Zenerdiodenzweigen mit je einer Entkopplungsdiode, wobei der Schalter für jedes erzeugte Sperrsignal einen Schaltkanal enthält und zwei entsprechend den Signalpolaritäten stromrichtungsabhängige Verbindungen zwischen dem Signalkanal und Nullpotential vorgesehen sind.
Zweckmässigerweise enthält der der negativen Signalpolarität zugeordnete Schaltkanal ein invertierendes Schaltelement.
Vorteilhafterweise enthält die Schaltstrecke ein integrierendes Schaltelement, das entsprechend einer Schalterzeitkonstanten mit einem Signallücken zwischen aufeinanderfolgenden Gleichstromsignalen gerade überbrückenden Wert dimensioniert ist. Abhängig von der Dimensionierung dieses Schaltelementes, beispielsweise eines Kondensators, kann die überbrückungseigenschaft so eingestellt werden, dass kürzeste Signalzeiten mit fehlerhaftem Pegel erkannt werden können. Somit bietet sich hier in einfachster Weise die Möglichkeit, die Steuerungseigenschaften entsprechend einer vorgegebenen Empfindlichkeit festzulegen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben.
Fig. l zeigt ein einfaches Prinzipschaltbild einer erfindungsgemässen Schaltungsanordnung und Fig. 2 eine erfindungsgemässe Schaltungsanordnung zur Steuerung der Auswertung von Doppelstromsignalen.
In Fig. l ist im Rahmen einer Signalempfangsstelle ein Signalkanal--SK--dargestellt, der übertragene
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--A-- ist ein Schalter--S--vorgesehen, der bei Ansteuerung in noch zu beschreibender Weise über eine schematisch als Kontakt dargestellte Schaltverbindung die Anschaltung von Nullpotential an den zwischen Datenverstärker-DV--und der Auswertevorrichtung--A--verlaufenden Datenkanal bewirkt. Vor dem Datenverstärker--DV--ist in einer Abzweigung vom Signalkanal ein Pegelverstärker--PV--vorgesehen, der den Pegelwert der empfangenen Signale auswertet und auf einen zur Ansteuerung eines nachgeordneten Schwellwertschalter-SW--geeigneten Wert verstärkt.
Der Schwellwertschalter steht in Steuerverbindung mit dem Schalter--S--und liefert ein Steuersignal an den Schalter--S--, das in diesem als Sperrsignal für die in der Verbindung zwischen dem Datenkanal und Nullpotential angeordnete Schaltvorrichtung ausgewertet wird.
Unterschreitet der Pegel der empfangenen Signale und damit der vom Pegelverstärker--PV--gelieferte Spannungswert den durch den Schwellwertschalter--SW--vorgegebenen Schwellwert, so verschwindet das Sperrsignal am Schalter--S--, so dass dieser die Verbindung zwischen dem Datenkanal und Nullpotential durchschalten kann. Überschreitet der Pegelwert der empfangenen Signale bzw. der durch den Pegelverstärker - gelieferte Spannungswert wieder den durch den Schwellwertschalter--SW--vorgegebenen Schwellwert, so erscheint am Schalter--S--wieder das Sperrsignal, so dass die Verbindung zwischen dem Datenkanal und Nullpotential unterbrochen wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass bei fehlerhaftem Pegel der empfangenen Signale, verursacht beispielsweise durch einen Fehler des Übertragungskanales, keine Signale
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herrscht.
In Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, die nach dem an Hand der Fig. 1 beschriebenen Prinzip arbeitet, jedoch die Steuerung der Auswertung von Doppelstromsignalen ermöglicht. Doppelstromsignale haben positive und negative Signalamplituden, der Schwellwertschalter-SW-und der Schalter--S-- dementsprechend in zwei Schaltkanäle aufgeteilt. Als Schalterelemente sind im Schalter--S--Transistoren unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps verwendet.
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Die in Fig. 2 dargestellte Schaltungsanordnung enthält gleichfalls im Verlaufe eines Signalkanales-SK-- einen Datenverstärker--DV--, der die verstärkten empfangenen Daten an eine Auswertevorrichtung--A-liefert. Vor dem Datenverstärker-DV--ist der Signalkanal-SK-mit einem Pegelverstärker--PV-- verbunden, der wie der in Fig. l gezeigte Pegelverstärker arbeitet, jedoch zur Verstärkung von Doppelstromsignalen geeignet ist. Dem Pegelverstärker--PV--ist ein Schwellwertschalter nachgeschaltet, der
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Entkopplungsdiode--Dl bzw. D2--vorgesehen ist.
Jeder Zweig des Schwellwertschalters-SW-ist mit dem Schalter--S--verbunden und dort auf jeweils einen Transistor--Tl bzw. T2-- geführt, an dessen Basiswiderstand--Rl bzw. Rader mit dem Schwellwertschalter durchgeschaltete Spannungswert erscheint.
An den Kollektoren der Transistoren-Tl und T2--wird somit bei ausreichendem Pegel der empfangenen Signale, der durch das überschreiten der mit den Zenerdioden-Zl und Z2--bestimmten Schwellwerte gekennzeichnet ist, ein Signal erzeugt. Dem Transistor --T2-- ist ein invertierender Transistor-T3nachgeschaltet, der die Polarität des mit dem Transistor -- T2-- erzeugten Signales umkehrt, so dass am
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zwischen dem Datenverstärker--DV--und der Auswertevorrichtung--A--mit Nullpotential verbindet. In diesem Verbindungsweg ist eine Diode --D4-- angeordnet, die lediglich die positiven Signalanteile zum Nullpotential hin kurzschliesst.
Es ist ferner ein zweiter Schalttransistor --T5-- vorgesehen, der die negativen Signalanteile zum Nullpotential hin kurzschliesst. Die Widerstände--R4, R5, R6, R8-dienen zur Zuführung der positiven Betriebsspannung an die Kollektoren der Transistoren.
Das am Verbindungspunkt der Kollektoren der Transistoren--Tl und T3--bei ausreichendem Pegel der empfangenen Signale auftretende Signal hat ein Potential von annähernd 0 V und bewirkt die Spannung des Transistors--T4--und des Transistors--T5--. Wird der durch die Zenerdioden --Z1 und Z2-vorgegebene Schwellwert durch den mit dem Pegelverstärker--PV--gelieferten Spannungswert infolge fehlerhafter übertragung der Signale unterschritten, so werden die Transistoren-Tl und T2--gesperrt.
Dadurch entsteht am Verbindungspunkt der Kollektoren der Transistoren--Tl und Trüber den Widerstand --R5-- ein positives Signal. Dieses schaltet den Transistor -- T4-- in seinen leitenden Zustand, wodurch die
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Auswertevorrichtung--A--zum Nullpotential hin kurzgeschlossen werden. Durch den leitenden Transistor --T4-- wird der Transistor--T5--leitend gesteuert, so dass auch die negativen Signalanteile zum Nullpotential hin kurzgeschlossen werden. Dadurch wird auf dem Datenkanal zwischen dem Datenverstärker --DV-- und der Auswertevorrichtung--A--der Nullpotentialzustand erzeugt, so dass keine empfangenen Signale durch die Auswertevorrichtung--A--ausgewertet werden können.
Die zeitliche Ansprechempfindlichkeit der Schaltungsanordnung kann in einfacher Weise im Pegelverstärker eingestellt werden. Eine geeignete Dimensionierung des Kondensators--C--, der der Emitter-Kollektorstrecke des Transistors--T3--parallelgeschaltet ist, ist dann gegeben, wenn die Signallücken, die beim Umschalten des Signales von positiver auf negative Polarität entstehen, gerade nicht mehr zum Ansprechen führen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur pegelabhängigen Steuerung der Empfangsauswertung über einen Übertragungskanal übertragener und danach auszuwertender binär codierter Gleichstromsignale mit über einer Auswerteschwelle liegenden Gleichpotentialwerten in Datenübertragungsanlagen, insbesondere für die Niedrigpegel-Gleichstrom-Datenübertragung, mit einem vor den Auswertevorrichtungen abgezweigten Vergleichskanal, in dem ein auf einen vorgegebenen Schwellwert eingestellter, mit den Amplitudenwerten der
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