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Die Erfindung betrifft ein System zur Informationsübertragung zwischen einer Vielzahl von Stationen, von denen zumindest eine eine Sendestation und zumindest eine eine Empfangsstation ist, wobei die Stationen über eine übertragungsleitung miteinander verbunden sind, an die eine Haupttaktgeberschaltung angeschlossen ist, die zeitlich mit Abstand aufeinanderfolgende Synchronisiersignale sowie Taktsignale an die übertragungsleitung liefert, welche die Zeit zwischen den Synchronisiersignalen in aufeinanderfolgende Zeitperioden unterteilt, und wobei jede Station einen Zähler aufweist, der durch ein eintreffendes Synchronisiersignal rückstellbar und durch jedes eintreffende Taktsignal um eine Zählstelle fortschaltbar ist, und ferner jede Sendestation eine Informationssignalquelle enthält,
deren Ausgangskreis mit der Übertragungsleitung verbunden ist und an diese Spannungssignale als Informationssignale liefert, während jede Empfangsstation eine Signalverarbeitungseinrichtung enthält, deren Eingangskreis zum Empfang von Spannungssignalen mit der Übertragungsleitung verbunden ist, wobei ferner in jeder Station eine mit dem Zähler derselben verbundene Wähleinrichtung vorgesehen und so einstellbar ist, dass sie einen einer bestimmten Zeitperiode entsprechenden Zählerstand auswählt, und jede Sendestation einen Inhibitor enthält, der unter der Steuerwirkung der Wähleinrichtung derselben steht und mit der Informationssignalquelle derselben im Sinne einer Sperrung ihres Ausgangskreises, ausgenommen bei Auftreten des ausgewählten Zählerstandes, bei dem der Inhibitor unwirksam ist, verbunden ist, während jede Empfangsstation einen Inhibitor enthält,
der unter der Steuerwirkung der Wähleinrichtung derselben steht und mit der Signalverarbeitungseinrichtung derselben im Sinne einer Sperrung ihres Eingangskreises, ausgenommen bei Auftreten des ausgewählten Zählerstandes, bei dem der Inhibitor unwirksam ist, verbunden ist.
Ein System dieser Art, bei dem die Übertragungsleitung eine Signalleitung und eine davon getrennte Taktgeberleitung umfasst, ist in der USA-Patentschrift Nr. 3, 504, 280 beschrieben.
Die Erfindung zielt darauf ab, ein System der einleitend angegebenen Art so auszubilden, dass eine getrennte Taktgeberleitung nicht mehr erforderlich ist und dass vor allem Sender geringer Leistung verwendet werden können. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Übertragungsleitung eine Zweileiter-Übertragungsleitung ist, dass die Taktgeberschaltung so ausgelegt ist, dass sie jede Zeitperiode in drei aufeinanderfolgende Intervalle unterteilt, indem sie während des ersten Intervalls ein erstes Signal mit einer ersten Spannung, während des zweiten Intervalls kein Signal und während des dritten Intervalls ein zweites Signal mit einer zweiten Spannung an die Übertragungsleitung legt, dass der Ausgangskreis der Sendestation mit der Übertragungsleitung jeweils während des zweiten Intervalls jeder Zeitperiode signalübertragend verbunden ist,
wobei der zugeordnete Inhibitor unwirksam ist, und der Eingangskreis der Empfangsstation mit der Übertragungsleitung während des zweiten Intervalls jeder Zeitperiode signalempfangend verbunden ist, wobei der zugeordnete Inhibitor unwirksam ist, und dass die Taktgeberschaltung eine Überwachungseinrichtung enthält, welche die Spannung an der Übertragungsleitung während jedes zweiten Intervalls überwacht und bei Auftreten eines Informationssignals mit einem der zweiten Spannung angenäherten Spannungswert anspricht, um während des verbleibenden Teiles des zweiten Intervalls ein zweites Signal mit der zweiten Spannung an die übertragungsleitung zu liefern.
Da bei diesem System jeder Sender die Übertragungsleitung nur im Sinne einer Annäherung an das Erdpotential bzw. an die zweite Spannung treiben muss und der Haupttaktgeber oder ein Nebentaktgeber auf Grund einer solchen, von der überwachungseinrichtung festgestellten Annäherung der Spannung an der Übertragungsleitung an Erdpotential bzw. an die zweite Spannung die weitere Signalübertragung über den Rest der übertragungsstrecke übernimmt, können Sender geringerer Leistung als bisher verwendet werden.
Bei einer speziellen Ausführungsform sind die Informationssignale Binärsignale, die durch die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Informationssignals während der zweiten Intervalle dargestellt sind, wobei dann die Signalverarbeitungseinrichtung der Empfangsstation ein Flip-Flop mit einem digitalen Ausgang und einem Eingang aufweist, an dem ein Informationssignal auf der übertragungsleitung während des gesamten zweiten Intervalls anliegt, und der Eingangskreis der Empfangsstation so angeordnet ist, dass er die ersten Signale auf der Übertragungsleitung dem Flip-Flop als Auftastimpulse zuführt, während der Inhibitor der Empfangsstation die Zuführung der Auftastimpulse zu dem Flip-Flop-Eingang verhindert, ausgenommen bei Auftreten des ausgewählten Zählerstandes.
Bei einer andern Ausführungsform sind die Informationssignale Analogsignale, die durch breitenmodulierte Impulse während der zweiten Intervalle dargestellt sind, wobei dann die Signalverarbeitungseinrichtung der Empfangsstation eine Analogausgangsschaltung aufweist und ein Ausgangssignal in Übereinstimmung mit Informationssignalen auf der übertragungsleitung liefert, deren Dauer kürzer ist als die Gesamtdauer eines zweiten Intervalls.
Ein erfindungsgemässes System ist daher nach Wunsch mit digitaler Informationsübertragung oder mit Informationsübertragung mittels breitenmodulierter Impulse realisierbar.
Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, dass Zeitmultiplex-Fernsteuerungsanlagen bekannt sind, bei welchen zeitlich aufeinanderfolgend Synchronimpulse und Kanalimpulse gebildet werden und der Informationsinhalt entweder durch den Abstand eines Impulspaares oder aber durch einen längenmodulierten Impuls dargestellt wird. Ferner sind Systeme zur Informationsübertragung bekannt, bei denen Zeilen in Form
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von Impulsgruppen übertragen werden, die je einen Einleitungsimpuls, anschliessend digitale Informationsimpulse und am Ende eine Impulslücke enthalten. Hiebei handelt es sich aber um Systeme anderer Gattung als das erfmdungsgemässe System.
Im Rahmen der Erfindung kann zumindest eine Nebentaktgeberschaltung von der Haupttaktgeberschaltung entfernt mit der Übertragungsleitung verbunden sein, wobei dann die Nebentaktgeberschaltung so ausgelegt ist, dass sie mit der Haupttaktgeberschaltung gleichläuft. Auf diese Weise können die Leistungsverluste vermindert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen : Fig. 1 schematisch den Aufbau eines erfindungsgemässen Systems ; Fig. 2 den Signalverlauf auf dem Kabel des Systems nach Fig. l, das die Hauptsteuerstation mit den entfernten Stationen verbindet ; Fig. 3 schematisch eine Abwandlung eines Teiles des Systems nach Fig. l ; Fig. 4 ein schematisches Schaltbild, das Einzelheiten des Haupttaktgebers des Systems nach Fig. 1 veranschaulicht ; Fig. 5 ein schematisches Schaltbild eines im System nach Fig. 1 enthaltenden typisch sendenden Sende-Empfängers ; und Fig. 6 ein schematisches Schaltbild eines im System nach Fig. 1 enthaltenen empfangenden Sende-Empfängers.
Das in Fig. 1 veranschaulichte System weist eine Haupt- oder Steuerstation auf, die durch die gestrichelten
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kann, jedoch bei dieser Ausführungsform ein Koaxialkabel ist. Wenn das System in ein Kraftfahrzeug eingebaut wäre, könnte die Übertragungsleitung aus einem einzigen Leitungsdraht bestehen, und das Fahrgestell des Kraftfahrzeuges könnte als Erdrückleitung wirken. Ein Beispiel einer Fernstation ist durch die gestrichelte Umrisslinie --14-- angedeutet und weist eine Lampe--16--und ein Empfangselement--18--auf, das die Aktivierung der Lampe steuert.
Eine weitere Fernstation ist durch die gestrichelte Umrisslinie --20-- dargestellt und weist einen Lautsprecher--22--auf, einen Empfänger--24--, der Signale von dem Kabel --12-- empfängt und den Eingang dem Lautsprecher zuführt, einen Schalter--26--, der einen Ein-Aus-und Wahlschalter aufweist sowie einen den Schalter --26-- mit dem Kabel --12-- verbindenden Sender --28--.
Eine andere Art einer Ferneinheit ist durch die gestrichelte Umrisslinie --30-- veranschaulicht, wobei diese Einheit einen Computer --32-- umfasst, dem von einem Empfänger --34-- ein Eingang zugeführt wird, wobei der Empfänger --34-- seinerseits von dem Kabel --12-- Signale empfängt. Der Computer --32-- führt seinen Ausgang einem Sender--36--zu, dessen Ausgang wieder mit dem Kabel--12-- verbunden ist.
Die Hauptsteuerstation umfasst eine Haupttaktgeberschaltung-38--, die mit dem Kabel-12verbunden ist, einen Schaltkasten-40-, der Schalter enthält und über einen Sender --42-- mit dem Kabel - verbunden ist sowie eine Stereotoneinheit-44-mit zwei Ausgängen, die über entsprechende
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angeordnet werden.
Gemäss der Erfindung wird eine Anordnung geschaffen, wodurch die Sender und Empfänger an jeder Stelle entlang dem Verteilerkabel angeordnet sein können, und jeder Sender oder Empfänger ist mit einer spezifischen Steuerschlitzbezeichnung versehen. Die jeweiligen Steuerschlitze können beliebig entweder für Analog- oder Digitaldaten verwendet werden. Wie bereits erwähnt, treten die Analogdaten in Form von breitenmodulierten Impulsen auf, während die Digitaldaten die Form von binären Bits haben.
Signale können durch die Verwendung von ODER-Gliedern kombiniert werden, und dadurch kann eine Mehrzahl von Sendern dem gleichen Steuerschlitz zugeordnet werden, und jeder einzelne Sender kann dadurch während des entsprechenden Steuerschlitzes ein Signal übertragen.
Die Art und Weise, in der die Steuerschlitze und die dazwischenliegenden Intervalle angeordnet sind, ist in Fig. 2 gezeigt. Aufeinanderfolgende Steuerschlitze sind mit--I, II und III--bezeichnet, und innerhalb jedes Steuerschlitzes sind drei Intervalle mit-l, 2 und 3-bezeichnet. Man erkennt, dass das Intervall-l-das längste der drei Intervalle ist, aber die Intervalle können relativ zueinander jede gewünschte Länge haben.
An der linken Seite von Fig. 2 ist ein Intervall gezeigt, in dem eine bestimmte Spannung, in diesem Fall eine positive Spannung, an dem Kabel aufrechterhalten wird, u. zw. für eine Zeitdauer, die grösser ist als ein
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Steuerschlitz. Dies ist der Synchron- oder SYNC-Impuls, der in den Zeichnungen mit-S-bezeichnet ist. Wie die Zeichnungen zeigen, verändert sich die Spannung zwischen Null und einem bestimmten positiven Niveau, es ist jedoch zu beachten, dass die Spannung auch zwischen Null und einem negativen Niveau oder zwei beliebigen Bezugsspannungsniveaus liegend sich verändern könnte, wenn dies gewünscht wird. Die hier gezeigte Spannung ist die an den beiden Leitern des Kabels anliegende Spannung, wobei es keine Rolle spielt, ob es sich um ein Zwei-Leiter-Kabel oder ein Koaxialkabel handelt.
Beginnend mit dem mit --I-- bezeichneten Steuerschlitz sieht man, dass die an dem Kabelleiter anliegende Spannung während der gesamten Dauer des ersten Intervalls--l--positiv ist und dass am Ende des Intervalls-l-die Spannung auf Null übergehen kann, wo sie während der Dauer der Intervalle-2 und 3--verbleibt, und zu Beginn des Intervalls --1-- des Steuerschlitzes --II-- wieder positiv werden kann.
Die Haupttaktgeberschaltung steuert die Spannung während des Intervalls --2-- nicht unmittelbar, steuert sie jedoch während des Intervalls--3--. Die Steuerung der Spannung während des Intervalls--2--wird durch ein zu übertragendes Signal bewirkt. Während des Steuerschlitzes--I--wird kein Signal übertragen, und die Spannung im Intervall-2-des Steuerschlitzes-I-ist Null. Bei der Übertragung von analogen oder digitalen Daten würde dies eine "0" bezeichnen.
Bei dem Steuerschlitz--II--sieht man, dass die Kabelspannung während des gesamten Intervalls--2-- positiv bleibt, was die Übertragung einer "1" zu oder von der entfernten Station bedeutet.
Während des Steuerschlitzes--III--wird analoge Information übertragen, und man erkennt, dass die
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dessen das Kabel positive Spannung hat, stellt die zu übertragende Information dar. Fig. 4 veranschaulicht das Schaltbild der Haupttaktgeberschaltung. In dieser Schaltung ist eine Spannungsquelle an verschiedenen Stellen in
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ersten Intervalls jedes Steuerschlitzes und infolge des Nichtleitens von-Q4--positiv wird während des zweiten und dritten Intervalls jedes Steuerschlitzes.
Die Klemme--N2--ist mit der Eingangsklemme eines 512 Stellen aufweisenden Zählers--70-- verbunden, der aus neun in Reihe geschalteten Flip-Flops--71--besteht. Der Zähler verändert seinen Zustand zu Beginn des ersten Intervalls jedes Steuerschlitzes, d. h., wenn die Klemme--N2--nach Erde geht.
Der Transistor-Q5--ist ebenfalls mit der Klemme--N2--verbunden und invertiert den Multivibratorausgang, der dieser Klemme zugeführt wird. Der Transistor-Q5--ist steuernd mit einer die
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während des dritten Intervalls jedes Steuerschlitzes nach Erde geht.
Die aus den Transistoren--Q8 bis Q13--bestehende logische Schaltung erzeugt an der Klemme --N5-- ein Signal, das positiv ist, wenn die Haupttaktgeberschaltung das Kabel in positiven Zustand steuert, und negativ ist, wenn die Haupttaktgeberschaltung das Kabel nicht in positiven Zustand steuert.
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verhindert, dass das Kabel von der Haupttaktgeberschaltung nach Erde gesteuert wird während des zweiten Intervalls eines Steuerschlitzes, bis ein noch zu beschreibender Sendetransistor die Kabelspannung auf einen Pegel gesteuert hat, der unterhalb des Pegels der an der Klemme --N1-- liegenden Referenzspannung liegt.
Die Haupttaktgeberschaltung weist eine Anordnung auf zur periodischen Ausbildung des SYNC-Impulses ; Anordnungen dieser Art sind bekannt und weisen einen Zähler auf, so dass der SYNC-Impuls nur auftritt, nachdem eine bestimmte Anzahl der Zeitdauern oder Steuerschlitze, deren Anzahl zumindest gleich der Anzahl von entfernten Stationen ist, abgelaufen ist. Jedes SYNC-Signal bringt die empfangenden Sende-Empfänger und die sendenden Sende-Empfänger in exakte Synchronisation mit der Haupttaktgeberschaltung, so dass die zugeordneten entsprechenden Steuerschlitze während des Intervalls zwischen aufeinanderfolgenden SYNC-Impulsen abgezählt werden können.
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Fig. 5 veranschaulicht einen typischen sendenden Sende-Empfänger. Es ist die Funktion dieses Senders, den im zugeordneten Steuerschlitz zu identifizieren und während des zweiten Intervalls des entsprechenden Steuerschlitzes Daten auf das Kabel zu geben. Das oben erwähnte und in der Haupttaktgeberschaltung erzeugte Synchronsignal wird in jedem Sender nachgewiesen und dazu verwendet, einen Binärzähler rückzustellen, der dann die Steuerschlitze, die dem Kabel durch die unter der Steuerung der Haupttaktgeberschaltung stehenden Stufen zugeführt werden, zählt, indem er die zu Beginn des ersten Intervalls jedes Steuerschlitzes auftretenden positiv werden Übergänge zählt. Wenn der Zähler die vorgewählte Zählung erreicht hat, die dem dem entsprechenden Sender zugeordneten Steuerschlitz entspricht, wird der Sender wirksam mit dem Kabel verbunden.
Während des zweiten Intervalls des entsprechenden Steuerschlitzes führt die unter der Steuerung der Haupttaktgeberschaltung stehende Stufe dem Kabel kein Signal zu. Wenn eine digitale "0" übertragen werden soll, bewirkt der Sender, dass das Kabel zu Beginn des genannten zweiten Intervalls nach Erde geht, was durchgeführt werden kann, weil die Schaltung in der Hauptsteuerstation dem Kabel kein Signal zuführt, sondern die Leiter des Kabels wirksam elektrisch voneinander isoliert hat.
Wenn eine digitale "1" übertragen werden soll, liefert der Sender kein Signal an das Kabel, so dass das Kabel nicht auf Erdpotential geht, und das Kabel wird erst am Ende des zweiten Intervalls nach Erde gehen, wenn die Hauptsteuerstation dessen Steuerung wieder aufnimmt und ein Signal des Spannungswertes Null an das Kabel liefert. Wenn analoge Daten übertragen werden sollen in Form eines breitenmodulierten Impulses, so bewirkt der Sender ein Nach-Erde-Gehen des Kabels zu einem Zeitpunkt während des zweiten Intervalls, der der zu übertragenden Analoginformation proportional ist. Aus praktischen Gründen ist ein Leiter des Kabels an Erde gelegt, und das Spannungsniveau des andern Leiters ist so eingestellt, dass dem Kabel Signale zugeführt werden können. Im Fall eines Koaxialkabels ist die Abschirmung an Erde gelegt.
Es ist daher in der Beschreibung zu beachten, dass ein dem Kabel zugeführtes Signal einer bestimmten Spannung die Spannung des Signals zwischen den Kabelleitern bildet.
In Fig. 5 ist das Kabel zwischen Erde und eine Klemme --N10-- geschaltet. Die Abschirmung oder der
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--13-- desKondensator --C2-- die negative Seite der Diode --D1-- mit Erde verbindet. Die Diode --D1-- gestattet eine Aufladung des Kondensators-C2-, wenn das Kabel positiv wird, so dass Betriebsenergie für den Sende-Empfänger vorhanden ist.
Die Klemme--Nil--ist über einen Widerstand mit einer Klemme--N12--verbunden, und zwischen der Klemme--N12--und Erde liegt eine Zenerdiode--Z2-, die eine Bezugsspannung bildet, welche auf
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entweder in positive Richtung oder nach Erde gesteuert wird. Wenn das Kabel in positive Richtung gesteuert wird, geht die mit dem Kollektor von--Q24--verbundene Klemme--N13--nach Erde infolge des leitenden Zustandes von--Q24--, und wenn das Kabel nach Erde gesteuert wird, ist--Q24--nichtleitend, und die Klemme--N13--wird positiv infolge ihrer Verbindung mit einer positiven Spannungsquelle--V-- über einen Widerstand.
Die Transistoren-Q25 und Q26-bilden eine monostabile Stufe, die die Zeitdauer misst, während welcher das Kabel positiv ist ; wenn das Kabel während einer Zeitdauer positiv ist, die länger ist als ein Steuerschlitz, der nur bei Vorliegen eines SYNC-Signals auftritt, lädt sich der Kondensator--C2--so weit auf, dass der Transistor-Q26-leitend wird und dadurch bewirkt, dass die Klemme-N14-auf Erdpotential übergeht.
Die Lemme--zist mit den Rückstellklemmen eines allgemein mit --80-- bezeichneten Zählers verbunden, der aus neun Flip-Flops --81-- besteht. Nach dem Rückstellen des Zählers bewirken positiv werdende Übergänge des Kabels, die an der Klemme --N13-- angezeigt werden, dass der Zähler zu zählen beginnt. Der positiv werdende Übergang tritt zu Beginn jedes Steuerschlitzes auf, wenn die unter der Steuerung der Haupttaktgeberschaltung stehende Schaltung das Kabel während des ersten Intervalls jedes Steuerschlitzes in positive Richtung steuert.
Jedes Flip-Flop des Zählers besitzt ein Paar von Klemmen-Tl und T2--, und den Klemmen ist ein
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--Q30-- führenden Leitungsdraht verbunden.
Die Schalter--S--werden verwendet zur Auswahl des dem entsprechenden Sende-Empfänger zugeordneten Steuerschlitzes. Es ist auch möglich, andere bekannte Wahlvorrichtungen und Schaltanordnungen zu verwenden. Jeder Schalter--S--kann auch eine zentrale Stellung haben, in der er mit keiner der Klemmen - tel oder T2-- verbunden ist, und in diesem Fall sind dem entsprechenden Sende-Empfänger mehrere Steuerschlitze zugeordnet.
Im Betrieb wird der Transistor --Q30-- während jedes Steuerschlitzes mit Ausnahme des dem entsprechenden Sende-Empfänger zugeordneten Steuerschlitzes in den leitenden Zustand gesteuert. Wenn der
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Zähler zu dem zugeordneten Steuerschlitz hochzählt, wird die positive Vorspannung an der Basis des Transistors --Q30-- unterbrochen, und der Transistor hört auf zu leiten, wodurch die Basis eines Transistors-Q31-- von Erde gelöst wird. Die Lemme--zist die den Kollektor des Transistors --Q30-- und die Basis des Transistors--Q31--verbindende Klemme und ist ausserdem mit einer Datenschalterzunge-DS-- verbunden.
Diese Schalterzunge kann in Kontakt mit einer an eine positive Spannungsquelle angeschlossenen Klemme --82-- bewegt werden, so dass, wenn der Transistor--Q30--aufhört zu leiten, der Transistor --Q31- leitend wird. Wenn jedoch die Zunge in Kontakt mit der geerdeten Klemme --84-- gelant, geht der Transistor--Q31--nicht in den leitenden Zustand über, wenn der Transistor-Q30-aufhört zu leiten.
Durch Einstellung der Schalterzunge--DS--kann eine"l"oder eine"0"selektiv gewählt werden.
Wenn also die Schalterzunge Kontakt mit der Klemme-82--bbildet, wird eine "0" übertragen, und wenn die Schalterzunge Kontakt mit der Klemme --84-- bildet, wird eine "1" übertragen.
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nicht in den leitenden Zustand übergeht, das Kabel positiv, wogegen es auf Erdpotential übergeht, wenn der Transistor --Q31-- in den leitenden Zustand übergeht. Wie im Zusammenhang mit Fig. 2 erklärt ist, wird, wenn das Kabel nach Erde geht, eine "0" übertragen, und eine "1" wird übertragen, wenn das Kabel nicht nach Erde geht.
Es wird nochmals auf Fig. 4 Bezug genommen. Ein Übergang der Kabelspannung nach Erde wird von dem aus den Transistoren-Q18 und Q19-- bestehenden Grenzwertdetektor nachgewiesen, der bewirkt, dass die der Haupttaktgeberanordnung zugeordnete Schaltung das Kabel nach Erde steuert, sobald ein sendender Sende-Empfänger eine Vorspannung des Kabels nach Erde bewirkt hat.
Die Schalterzunge--DS--kann eine dritte Kontaktstellung mit einer Klemme--86--einnehmen, welche zu dem Kollektor eines Transistors --Q28-- führt. Die aus den Transistoren-Q27 und Q28-bestehende Stufe dient dem Zweck, analoge Information in Form eines impulsbreitenmodulierten Signals zuzuführen. Der Transistor-Q27-ist ein Spannungsverstärker, dessen Ausgang an der Klemme--N15-
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Modulation der Kabelspannung sorgen, wie dies in dem Steuerschlitz--III--von Fig. 2 gezeigt ist, in dem der positive Teil des zweiten Intervalls die übertragene Information darstellt.
Die in Fig. 6 gezeigte Schaltstufe des empfangenden Sende-Empfängers ist zum Teil mit der des sendenden Sende-Empfängers identisch. Die Teile der Schaltung von Fig. 6, die mit denen der Schaltung von Fig. 5 identisch sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügen von "a" bezeichnet.
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Steuerschlitzen leitend ist und nur während des Auftretens des zugeordneten Steuerschlitzes nichtleitend wird. Wenn-Q33-leitend ist, wird die Klemme--N20-auf Erdpotential gehalten, und der Eingang des Taktgeberimpulses an das RS-Flip-Flop bei--90--ist blockiert. Wenn jedoch während des zugeordneten Steuerschlitzes der Transistor--Q33--nichtleitend ist, steht die Klemme --N20-- unter der Steuerung der Spannung am Kollektor des Transistors--Q32--.
Im ersten Intervall des entsprechenden Steuerschlitzes, wobei
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geerdet, uns-zist nichtleitend, und die Klemme --N20-- geht in den positiven Zustand über. Zu Beginn jedes Steuerschlitzes geht das Kabel in den positiven Zustand über und bewirkt ein Leitendwerden von --Q32--, so dass die Klemme --N20-- nach Erde zurückkehrt, und dieser negativ werdende Übergang von --N20-- dient als Taktimpuls für das RS-Flip-Flop--90--.
--Q34, Q35 und Q36--bilden eine monostabile Stufe zur Datenauswertung, und diese Stufe steuert die Klemmen-N21 und N22--. Die an N21-- erscheinenden Spannungen finden ihr Komplement an --N22-- und umgekehrt. Diese Information wird durch den an der Klemme--N20--erscheinenden Taktgeberimpuls in das Flip-Flop--90--eingetastet. Die Information wird in dem Flip-Flop gespeichert, bis der nächste Steuerschlitz auftritt und wieder Information in das Flip-Flop gegeben wird. Das digitale Ausgangssignal von dem Flip-Flop--90-erscheint an der Klemme--N23--.
Die aus den Transistoren--Q34, Q35 und Q36--bestehende monostabile Stufe weist die Daten in
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Intervalls des entsprechenden Steuerschlitzes liegt das Kabel an Erde,-Q34--leitet nicht, und der Kondensator kann sich auf die Bezugsspannung-V-aufladen, die mit dem Kondensator und dem Kollektor von-Q34--verbunden ist. Wenn eine digitale "0" auf dem Kabel übertragen wird, liegt das Kabel während des zweiten Intervalls des Steuerschlitzes auf Erdpotendial, und der Kondensator hat ausreichend Zeit, die Schwellenspannung der Basis-Emitter-Strecke des Transistors--Q35--zu überschreiten, was bewirkt, dass am Ende des entsprechenden Steuerschlitzes--Q35--leitend und--Q36--nichtleitend sind.
Wenn jedoch auf dem Kabel eine digitale "1" übertragen wird, ist das Kabel während des zweiten Intervalls des Steuerschlitzes positiv, und der Kondensator--C5--hat nicht ausreichend Zeit zum Überschreiten der Schwellenspannung der Basis-Emitterstrecke von--Q35--, und der Transistor--Q35--ist nichtleitend und der Transistor-Q36--leitend, und eine digitale "1" wird in dem Flip-Flop--90--gespeichert, wenn die Spannungen bei--N21 und N22--durch den Taktgeberimpuls von der Klemme--N20--in das Flip-Flop eingetastet werden.
Die dem Flip-Flop --90-- zugeführte digitale Information erscheint an der Klemme --N23-- und kann für jeden gewünschten Zweck verwendet werden, beispielsweise zum Ein- oder Ausschalten eines Schalters oder zum Eingeben von Information in einen Computer oder für irgendeinen andern Zweck. Im Fall der Schaltung von Fig. 6 ist es offensichtlich, dass die Information von dem Kabel zu dem Empfänger übertragen wird im Gegensatz zu der Schaltung von Fig. 5, wo die Information von dem Sender zu dem Kabel übertragen wurde.
Wenn auf dem Kabel während des dem entsprechenden empfangenden Sende-Empfängers zugeordneten Steuerschlitzes analoge Information übertragen wird, wird diese nachgewiesen und verarbeitet in der aus den Transistoren-Q37, Q38, Q39, Q40 und Q41-- bestehenden Stufe und als Analogausgang der Klemme --N26-- zugeführt. Die Schaltung arbeitet in der folgenden Weise : Das Signal an der Klemme--N20--ist ein positiv werdender Impuls, der während des zweiten Intervalls des dem Empfänger zugeordneten Steuerschlitzes erscheint und dessen Impulsbreite proportional ist der übertragenen analogen Spannung.
Dies wurde bereits im Zusammenhang mit Fig. 5 besprochen, wo die Transistoren--Q26 und Q27-analoge Information verarbeiten und die Breite eines Ausgangsimpulses in Übereinstimmung mit der Information modulieren. Der genannte Impuls in der Schaltung von Fig. 6 wird geformt durch die aus den Transistoren - -Q37, Q38 und Q39--bestehende Stufe, so dass an der Klemme--N24--ein Signal gebildet wird. Das Signal an der Klemme --N24-- hat die gleiche Breite wie der Impuls an der Klemme--N20--und hat als
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--Q39-- verbundene Erdpotential.
Die Wellenform an der Klemme--N24--kann als Näherungswert einer Reihe von Impulsfunktionen
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Impulse an das Kabel liefern.
Die bei--30--gezeigte entfernte Station, die einen Computer bildet, würde möglicherweise von dem Kabel über ihren Empfänger 34 digitale Daten empfangen und über ihren Sender 36 digitale Daten an das Kabel zurückleiten.
Einige der bedeutenden Vorteile des erfindungsgemässen Systems werden kurz wie folgt charakterisiert :
1. Sender und Empfänger können an jeder Stelle entlang dem Kabel angeordnet sein.
Steuerschlitzbezeichnungen sind mit jedem Sende-Empfänger verbunden.
2. Steuerschlitze können in gleicher Weise sowohl für analoge als auch digitale Daten verwendet werden. Die Binärsignale werden dargestellt durch die Extreme des analogen Impulsbreiten- modulationsbereiches.
3. Die Kanalkapazität variiert umgekehrt zur Kabellänge. Unter der Annahme von 200 Sender-Schaltern und 50 pf/30 cm Kabel (50 pf/ft) ist die Kapazität 20000 Steuerschlitze pro Sekunde für
330 m Kabel.
4. Signale können durch die Verwendung von ODER-Gliedern kombiniert werden, indem dem gleichen
Steuerschlitz eine Mehrzahl von binären Sendern zugeordnet wird. Jeder dazugehörige Sender kann das Kabel nach Erde treiben.
5. Sender treiben das Kabel nicht in den negativen Zustand, sondern nur nach Erde. Wenn sich das
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Kabel auf dem halben Weg zu Erdpotential befindet, übernimmt ein Haupt- oder Nebentaktgeber die weitere Steuerung auf Erdpotential. Der Ausgangstreiber für einen Sender ist daher ein mittlere
Impedanz (200 Q) aufweisender MOS-Schalter nach Erde. Ein Sender, der Störimmunität verlangt, kann während des Sendens einer EINS eine Impedanz an die Leitung anschalten.
6. Es ist den Sende-Empfängern möglich, ihre Betriebsenergie (nicht die Belastungsenergie) von dem
Kabel zu entnehmen. Das Kabel wird durch Treiber mit niedriger Impedanz für mindestens 20% eines Arbeitszyklus in negative Richtung gesteuert.
7. Ein Sende-Empfänger kann den ihm zugeordneten Steuerschlitz feststellen durch Zählen negativer Übergänge der Leitung. Der SYNC-Impuls wird verwendet, um einen Modul-N-Zähler in dem
Sende-Empfänger in einen seinem Steuerschlitz entsprechenden Zustand zu bringen. Der
Steuerschlitz wird angezeigt, wenn der Zähler einen Bezugszustand durchläuft. Der
Kabelsignalimpuls in dem Sende-Empfänger kann zur Identifizierung des SYNC-Impulses verwendet werden.
8. Ein Binärsender kann seinen Treiber auf das Kabel umschalten zu Beginn des zugeordneten
Steuerschlitzes. Der Haupt- oder Nebentaktgeber hält das Kabel bis zu dem 20%-Punkt negativ.
Ausser zur Identifizierung des SYNC-Impulses braucht ein binärer Sender keine interne Bezugszeit zu erzeugen.
9. Ein binärer Empfänger kann Daten lesen durch Mitteln der Kabelspannung zwischen negativen übergängen. Eine NULL liegt im Durchschnitt über, eine EINS im Durchschnitt unter dem
Mittelpunkt der Kabeltreiberspannungen.
10. Sende-Empfänger, die einen auf das Kabel synchronisierten örtlichen Taktgeber benötigen, können ihre Phase starr mit dem negativen Übergang des Kabels koppeln.
PATENTANSPRÜCHE :
1. System zur Informationsübertragung zwischen einer Vielzahl von Stationen, von denen zumindest eine eine Sendestation und zumindest eine eine Empfangsstation ist, wobei die Stationen über eine übertragungsleitung miteinander verbunden sind, an die eine Haupttaktgeberschaltung angeschlossen ist, die zeitlich mit Abstand aufeinanderfolgende Synchronisiersignale sowie Taktsignale an die Übertragungsleitung liefert, welche die Zeit zwischen den Synchronisiersignalen in aufeinanderfolgende Zeitperioden unterteilt, und wobei jede Station einen Zähler aufweist, der durch ein eintreffendes Synchronisiersignal rückstellbar und durch jedes eintreffende Taktsignal um eine Zählstelle fortschaltbar ist, und ferner jede Sendestation eine Informationssignalquelle enthält,
deren Ausgangskreis mit der übertragungsleitung verbunden ist und an diese Spannungssignale als Informationssignale liefert, während jede Empfangsstation eine Signalverarbeitungseinrichtung enthält, deren Eingangskreis zum Empfang von Spannungssignalen mit der übertragungsleitung verbunden ist, wobei ferner in jeder Station eine mit dem Zähler derselben verbundene Wähleinrichtung vorgesehen und so einstellbar ist, dass sie einen einer bestimmten Zeitperiode entsprechenden Zählerstand auswählt, und jede Sendestation einen Inhibitor enthält, der unter der Steuerwirkung der Wähleinrichtung derselben steht und mit der Informationssignalquelle derselben im Sinne einer Sperrung ihres Ausgangskreises, ausgenommen bei Auftreten des ausgewählten Zählerstandes, bei dem der Inhibitor unwirksam ist, verbunden ist, während jede Empfangsstation einen Inhibitor enthält,
der unter der Steuerwirkung der Wähleinrichtung derselben steht und mit der Signalverarbeitungseinrichtung derselben im Sinne einer Sperrung ihres Eingangskreises, ausgenommen bei Auftreten des ausgewählten Zählerstandes, bei dem der Inhibitor unwirksam
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tragungsleitung (12) ist, dass die Taktgeberschaltung (38) so ausgelegt ist, dass sie jede Zeitperiode (I, II, III usw. ) in drei aufeinanderfolgende Intervalle (1, 2 und 3) unterteilt, indem sie während des ersten Intervalls (1) ein erstes Signal mit einer ersten Spannung, während des zweiten Intervalls (2) kein Signal und während des dritten Intervalls (3) ein zweites Signal mit einer zweiten Spannung an die Übertragungsleitung (12) legt, dass der Ausgangskreis (Q31) der Sendestation (Fig.
5) mit der Übertragungsleitung (12) jeweils während des zweiten Intervalls (2) jeder Zeitperiode (I, II oder III usw. ) signalübertragend verbunden ist, wobei der zugeordnete Inhibitor (Q30) unwirksam ist, und der Eingangskreis (Q32) der Empfangsstation (Fig. 6) mit der Übertragungsleitung (12) während des zweiten Intervalls (2) jeder Zeitperiode (I, II oder III usw.) signalempfangend verbunden ist, wobei der zugeordnete Inhibitor (Q33) unwirksam ist, und dass die Taktgeberschaltung (38) eine Überwachungseinrichtung (Q17-Q21) enthält, welche die Spannung an der Übertragungsleitung (12) während jedes zweiten Intervalls (2) überwacht und bei Auftreten eines Informationssignals mit einem der zweiten Spannung angenäherten Spannungswert anspricht, um während des verbleibenden Teiles des zweiten Intervalls (2)
ein zweites Signal mit der zweiten Spannung an die übertragungsleitung (12) zu liefern.
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