Einrichtung zur Duplex-Übertragnng binärer, durch Gleichstromimpulse dargestellter Signale
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Duplex Obertragung binärer, durch Gleichstromimpulse dargestellter Signale zwischen zwei nur durch eine Leitungsschleife verbundenen Stationen. Derartige Einrichtungen sind bekannt. Ihre Wirkungsweise beruht darauf, dass die Wirkung des Sendestromes auf den eigenen Empfänger durch eine Kompensations-, Differentialoder Brückenschaltung zu Null gemacht wird. Die bekannten Schaltungen haben als Empfänger Magnetspulen von Relais oder Telegraphengeräten, bei denen keiner der beiden Pole an Erde liegt. Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Schaltung anzugeben, bei der der Empfänger durch eine transistorisierte Schaltung gebildet wird, die mit einem Pol an Erde liegt.
Die erfindungsgemässe Einrichtung hat einen durch das zu übertragende Signal getasteten Sender auf jeder Station, dessen Innenwiderstand grösser ist als der gesamte Widerstand zwischen den beiden Leitern der Leitung, welcher wiederum grösser als der Leitungswiderstand ist und einen Empfänger auf jeder Station, der mindestens weinen auf die Spannung am Leitungsende ansprechenden Diskriminator enthält sowie durch vom eigenen Senderausgang betätigte Mittel zur Umschaltung der wirksamen Diskriminatorschwelle, derart, dass am Empfängerausgang ein dem Zustand des fernen Senders entsprechendes Signal erscheint.
Im folgenden werden anhand der Figuren Einrichtungen zur Duplex-Übertragung beispielsweise besprochen.
In Fig. 1 sind zwei Stationen dargestellt, die verschieden ausgebildet sind, jedoch zusammen arbeiten können.
Fig. 2 enthält ein detaillierteres Schaltschema einer Station.
Im oberen Teil der Figur ist 1 ein Sender, der auf die Leitung 2 einen Strom I gibt, wenn die Taste 3 geschlossen wird. Diese Taste kann durch irgendeinen Nachrichtengeber ersetzt werden. 11 ist der Sender der zweiten Station, der auf die Leitung einen Strom I' (I' = I) gibt, wenn die Taste 13 geschlossen wird. Der Widerstand, der in jeder Station zwischen Leitung und Erde liegt, ist mit R bezeichnet. R umfasst die Widerstände aller an das Leitungsende angeschlossenen Schaltungen. R ist grösser als der Leitungswiderstand zwischen beiden Stationen aber kleiner als der Innenwiderstand des Senderausganges.
Es ergeben sich dann folgende Möglichkeiten: beide Leitungsverstärker in Ruhe, die Spannung am oberen Leitungsende ist UO = 0; der obere Leitungsverstärker sendet: IR U1 = --
2 nur der untere Leitungsverstärker sendet: IR
U2 = ---
2 beide Leitungsverstärker senden: I R
U3 = -- Dabei sei angenommen, dass der Widerstand der Leitung gegen R zu vernachlässigen ist. Wenn dies nicht der Fall ist oder wenn der Innenwiderstand des Leitungsverstärkers nicht mehr gross gegen R ist, gelten die angegebenen Gleichungen nur noch angenähert. 4 ist ein Diskriminator, welcher an seinem Ausgang 5 ein Signal abgibt, das in einer Schaltung 9 weiter verarbeitet wird.
Er besteht aus einer Vergleichsschaltung, die das Potential der Leitung 2 mit einem vom Potentialgeber 7 über die Leitung 6 abgegebenen Potential vergleicht und an ihrem Ausgang 5 ein Signal gibt, wenn das Potential auf der Leitung 2 höher ist als das Potential auf der Leitung 6. Die Höhe dieses Potentials wird durch ein vom Sender kommendes Signal derart gesteuert, dass es im
IR
Ruhezustand = -----
4 3IR im getasteten Zustand = ---
4 beträgt. Es erscheint also ein Signal am Ausgang der Vergleichsschaltung 4 nur dann, wenn der Leitungsverstärker 11 einen Strom auf die Leitung gibt, ohne Rücksicht darauf, ob der Sender 1 sendet oder nicht.
Der Empfangsteil der unteren Station zeigt eine etwas abgeänderte Anordnung. Die Umschaltung der wirksamen Diskriminatorschwelle wird nicht am Eingang des Diskriminators, sondern an seinem Ausgang vorgenommen. An die Leitung sind zwei Diskriminatoren 14 und 15 angeschlossen. Der erste gibt ein Signal a ab, wenn das Leitungspotential IR ist
4 der zweite gibt ein Signal b ab, wenn es
3IR ist
4
Der Sender gibt ein Signal c ab, das bei Tastung den logischen Zustand - 1 hat. 17 ist eine Torschaltung, die ein Ausgangssignal d nach folgender Glei- chung abgibt: d = (a c') + b welches durch die Schaltung 19 weiter verwertet wird.
Die Schaltungen 9 und 19 können beispielsweise je einen Relaisverstärker und ein Relais enthalten, das den Ausgang 10 bzw. 20 steuert.
In den Beispielen wurde angenommen, dass die Sender mit Arbeitsstrom und gleicher Polarität arbeiten, doch können sie auch mit Ruhestrom oder mit Doppelstrom arbeiten, sie können auch verschiedene Polaritäten haben. In jedem Fall ergeben sich drei mögliche Potentiale auf der Leitung, die durch Diskriminatoren mit dazwischen liegenden Schwellwerten unterschieden werden können und zusammen mit dem Zustande des Leitungsverstärkers die Ermittlung des Zustandes des anderen Leitungsverstärkers erlauben.
Eine besonders einfache Ausgestaltung der erfindungsgemässen Einrichtung zeigt Fig.2. Diese entspricht der oberen Schaltung der Fig. 1. 3 ist wieder der Zeichengeber, 2 die Leitung und 10 der Ausgang der Schaltung. Der Sender wird durch den Widerstand 21 gebildet, die Vergleichsschaltung durch den Transistor 22, der Umschalter 7 durch den Spannungsteiler 23, 24, der Ausgangsverstärker 9 durch den Transistor 25. Der eine Pol der Spannungsquelle liegt an Masse, der andere, im gezeichneten Beispiel der negative Pol, liegt an der Leitung 27.
Durch den Widerstand 26, der zwischen dem negativen Pol 27 der Spannungsquelle und der Leitung 2 liegt, wird die Leitung im Ruhezustand auf negativem Potential gehalten. Das gleiche Potential liegt am Emitter und, über den Widerstand 28, an der Basis des Transistors 22, so dass dieser gesperrt ist. Infolgedessen befindet sich sein Kollektor auf dem Potential 0, an das er über den Spannungsteiler 29, 30 angeschlossen ist. Der Transistor 25 ist ebenfalls gesperrt, da Basis und Emitter auf Null-Potential liegen. Demzufolge fliesst kein Strom durch das an den Kollektor des Transistors 25 angeschlossene Relais 31, das zum Zwecke der Oberspannungsbegrenzung durch eine Zenerdiode und eine Diode 33 überbrückt ist.
Beim Schliessen des Schalters 3 steigt das Potential auf der Leitung 2, d. h. es wird weniger negativ. An diese Leitung sei eine genau gleiche Gegenstation angeschlossen, deren Schaltelemente mit den gleichen Ziffern bezeichnet und durch einen ' unterschieden werden. Durch die Potentialerhöhung steigt das Potential an der Basis des Transistors 22, aber die Spannung am Emitter, die über den Spannungsteiler 23, 24 zugeführt wird, steigt etwas mehr, so dass der Transistor gesperrt bleibt. Der entsprechende Transistor 22' auf der Gegenstation und damit auch der Transistor 25' wird leitend und das Ausgangsrelais 31' spricht an.
Die entsprechenden Vorgänge finden statt, wenn nur die Taste auf der Gegenseite gedrückt wird.
Werden beide Tasten gleichzeitig gedrückt, so steigt die Spannung auf der Leitung soweit an, dass die Basen beider Transistoren 22 und 22' positiver werden als ihre Emitter und beide leiten. Somit betätigt jede Taste nur das Relais der Gegenseite.
Device for duplex transmission of binary signals represented by direct current pulses
The invention relates to a device for the duplex transmission of binary signals represented by direct current pulses between two stations connected only by a line loop. Such devices are known. Their mode of operation is based on the fact that the effect of the transmission current on the own receiver is made zero by means of a compensation, differential or bridge circuit. The known circuits have magnetic coils of relays or telegraph devices as receivers, in which neither of the two poles is connected to earth. The present invention has the object of specifying a circuit in which the receiver is formed by a transistorized circuit which has one pole connected to earth.
The inventive device has a gated by the signal to be transmitted transmitter on each station, the internal resistance of which is greater than the total resistance between the two conductors of the line, which in turn is greater than the line resistance and a receiver on each station that at least cry on the Voltage at the end of the line contains responsive discriminator and means actuated by its own transmitter output for switching the effective discriminator threshold in such a way that a signal corresponding to the state of the remote transmitter appears at the receiver output.
In the following, devices for duplex transmission are discussed, for example, with reference to the figures.
In Fig. 1 two stations are shown, which are designed differently, but can work together.
Fig. 2 contains a more detailed circuit diagram of a station.
In the upper part of the figure, 1 is a transmitter which gives a current I on line 2 when button 3 is closed. This key can be replaced by any message transmitter. 11 is the transmitter of the second station, which gives a current I '(I' = I) to the line when the button 13 is closed. The resistance between the line and earth in each station is denoted by R. R includes the resistances of all circuits connected to the end of the line. R is greater than the line resistance between the two stations but less than the internal resistance of the transmitter output.
The following options then arise: both line amplifiers at rest, the voltage at the upper end of the line is UO = 0; the upper line amplifier sends: IR U1 = -
2 only the lower line amplifier sends: IR
U2 = ---
2 send both line amplifiers: I R
U3 = - It is assumed that the resistance of the line to R is negligible. If this is not the case or if the internal resistance of the line amplifier is no longer large compared to R, the equations given are only approximate. 4 is a discriminator which emits a signal at its output 5, which is further processed in a circuit 9.
It consists of a comparison circuit which compares the potential of the line 2 with a potential emitted by the potential generator 7 via the line 6 and outputs a signal at its output 5 when the potential on the line 2 is higher than the potential on the line 6. The level of this potential is controlled by a signal coming from the transmitter in such a way that it is in
IR
Idle state = -----
4 3IR in the keyed state = ---
4 is. A signal therefore appears at the output of the comparison circuit 4 only when the line amplifier 11 applies a current to the line, regardless of whether the transmitter 1 is transmitting or not.
The receiving part of the lower station shows a slightly modified arrangement. The effective discriminator threshold is not switched over at the input of the discriminator but at its output. Two discriminators 14 and 15 are connected to the line. The first outputs a signal a when the line potential is IR
4 the second emits a signal b when there is
3IR is
4th
The transmitter emits a signal c, which has the logical state - 1 when keyed. 17 is a gate circuit which emits an output signal d according to the following equation: d = (a c ') + b which is further processed by circuit 19.
The circuits 9 and 19 can, for example, each contain a relay amplifier and a relay which controls the output 10 and 20, respectively.
In the examples it was assumed that the transmitters work with working current and the same polarity, but they can also work with closed current or double current, they can also have different polarities. In any case, there are three possible potentials on the line, which can be differentiated by discriminators with threshold values in between and, together with the state of the line amplifier, allow the state of the other line amplifier to be determined.
A particularly simple embodiment of the device according to the invention is shown in FIG. This corresponds to the upper circuit of FIG. 1. 3 is again the signal generator, 2 is the line and 10 is the output of the circuit. The transmitter is formed by the resistor 21, the comparison circuit by the transistor 22, the switch 7 by the voltage divider 23, 24, the output amplifier 9 by the transistor 25. One pole of the voltage source is connected to ground, the other, in the example shown in FIG negative pole, is on line 27.
The resistor 26, which lies between the negative pole 27 of the voltage source and the line 2, keeps the line at negative potential in the idle state. The same potential is applied to the emitter and, via the resistor 28, to the base of the transistor 22, so that it is blocked. As a result, its collector is at potential 0, to which it is connected via the voltage divider 29, 30. The transistor 25 is also blocked, since the base and emitter are at zero potential. As a result, no current flows through the relay 31 which is connected to the collector of the transistor 25 and which is bridged by a Zener diode and a diode 33 for the purpose of limiting the high voltage.
When the switch 3 is closed, the potential on the line 2 increases; H. it becomes less negative. Exactly the same opposite station is connected to this line, the switching elements of which are identified with the same numbers and distinguished by a '. As a result of the increase in potential, the potential at the base of the transistor 22 rises, but the voltage at the emitter, which is supplied via the voltage divider 23, 24, rises somewhat more, so that the transistor remains blocked. The corresponding transistor 22 'on the opposite station and thus also the transistor 25' becomes conductive and the output relay 31 'responds.
The corresponding operations take place if only the button on the other side is pressed.
If both keys are pressed at the same time, the voltage on the line rises to such an extent that the bases of both transistors 22 and 22 'become more positive than their emitters and both conduct. Thus, each button only operates the relay on the opposite side.