CN1091555C - 用于产生母线系统交流电压信息的发送级 - Google Patents
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Abstract
一种用于在母线系统，尤其是欧洲计算站母线协会的母线的用户站中产生比特信息的方法和装置，其中作为比特信息的一基本对称的交流电压信息叠加在母线的直流电压上，在电感负载(9)作用下分别在一激活脉冲(20)中提取出一根导线的直流电压电位，抵消另一根导线的电位并且在接着进行的能量回收时形成补偿脉冲(22、23)。由高频率的单个脉冲(17)形成具有比特频率的比特信息的激活脉冲(20)。
Description
本发明涉及一种母线系统，尤其是欧洲计算站母线协会的母线的用户站收发信机的发送级，有关具体内容见权利要求1的前序部分。
作为比特信息的基本对称的交流电压信息叠加在母线直流电压上，其中在电感负载下分别在一激活脉冲中提取出一根导线的直流电压电位，抵消另一根导线的电位，其中接着形成一补偿脉冲以对能量进行回收。这种母线耦合器是已知的(EP-B-0365696、EP-B-0379901、EP-B-0379902)。这种母线耦合器通常与变送器配合工作，其中在电感负载下分别在一激活脉冲提取一根导线的直流电压电位，抵消另一根导线的电位。在欧洲计算站母线(EIB)收发信机的发送器内产生母线上的这样一种信息脉冲，从而使一其振幅约为7伏的激活脉冲叠加在约为24伏的母线直流电压上(EP-B-0365696)。其中以约为3∶1的变换比例工作。
本发明的目的在于提供一种发送级，在该发送级中不用传送器足以实现功能。
本发明的目的采用根据权利要求1的发送级得以实现。在此具有比特频率的比特信息的激活脉冲是由较高频率的单个脉冲构成的。具体地是，在一信号发生器中获得具有比特顺序频率的比特信息的激活脉冲，用以产生较高频率的单个脉冲。其中与内部机载电源的电容器配合的信号发生器作为高频向上调节器加以实现，向上调节器的电压源是母线并且向上调节器的调节标准是激活脉冲期内的压降。宜采用一个与比特顺序频率相比非常高的频率，从而使传送器可以缩减成扼流圈形式的非常小的电感。
在母线系统用户站的收发信机发送器中，用一信号发生器产生作为比特顺序频率的较高频率的单个脉冲。在此在开关电源部分及通过一发送三极管由高频的电流脉冲脉动式地，但基本是矩形地对激活脉冲期内的压降进行模拟，其中单个脉冲的频率越高，模拟就越精确。采用一作为高频向上调节器加以实现的信号发生器进行工作。
在一不具有能量回收的多路复用装置中(EP-A-0487874)，采用多个信息进行工作并且不对比特脉冲进行模拟。
与此相反，在发送级中进行能量回收，确切地说，根据向上开关调节器原理工作。但对向上开关调节器的设计做了改动，使其调节的不是输出电压，而是输入电压的压降，即激活脉冲的振幅。其中与通常的向上开关调节器相比，输入电容可减少到接近于零或甚至到零。由于对母线不应进行电容加载，故此点尤为有益。
从属权利要求4至8涉及的是有益的扩展结构。由此可以将根据权利要求9的发送级电路作为集成电路的一部分加以实现。
下面将对照在附图中粗略表述的实施例详细说明本发明，其中：
图1为发送级电路图；
图2为激活脉冲期内的发送开关管中的电流特性曲线；
图3上部的曲线示出被激活脉冲叠加的母线电压并且其下部示出被激活脉冲叠加的母线电流及随后的能量回收。
图1的发送级采用端子1和2接在双线母线上，对此可以并联连接其它的用户站。在发送级的端子3、4上可接有机载电源及辅助电压源。发送级具有一带一发送开关管，例如发送三开关极管6的开关电源部分5。开关电源部分5与一脉冲宽度调制器7连接，在调制器7上接有一振荡器8，该振荡器宜调谐到所需要的发送三极管6的开关频率上。
发送电路工作方式如下：
在端子1、2上加有母线直流电压，信息比特脉冲叠加在该直流电压上。在发送三极管6导通时，在扼流圈9上加有全部母线直流电压。根据推进的母线直流电压和扼流圈9的电感，电流开始迅速增大，其中在端子1和2上的电流引起一相应的压降。当由振荡器以振荡频率预给定的周期结束时，发送开关管6载止并且在扼流圈内存储的能量流入电容器10。在能量回收时分配给各个电流脉冲的能量逐步对电容器10充电。
发送开关管6对发送级顺利的工作是十分必要的。它应以很高的频率不需要付出较大的能量损耗实现精确的控制。因此在发送三级管上应避免饱和，并且应对其实现低阻导通或截止控制。根据本发明的进一步设计，根据权利要求4的发送三极管6的激励电路为推挽级，在该推挽级中，当发送三极管6的集电极电压低于特定电压时，两个串接在一起并且推挽式连接的三极管11和12中的三极管12尤其是根据权利要求5通过二极管13被截止。与通常的上升调节器相比，要指出的是，调节标准并不象通常那样是输出电压，而是激活脉冲的振幅。令人意外的是采用此方式可以保证对矩形脉冲信息的非常精确的模拟。
发送三极管6的激励电路宜按照图1加以实施。
作为控制极的发送三极管6的基极连接在以推挽方式工作并且串接设置的三极管11和12之间。以推挽方式工作的三极管11和12的控制极，即基级分别接在三极管14的集电极或发射极上，该三极管同时通过电感15、16接在正的发送电压上。脉冲宽度调制器7工作在三极管14的基板上，该调制器由振荡器8加载。以推挽方式工作的三极管11、12中的三极管11的发射极与发送三极管6的基极连接，其基极通过二极管13与发送三极管的集电极连接。
当发送三极管6根据振荡器8的振荡频率被导通控制时，它将如图2所示，使各个脉冲17通过，该脉冲的频率大大高于比特脉冲18的频率。如图3所示，在激活脉冲期20内母线电压相应降低，该激活脉冲与单个脉冲17相符具有一定的脉动。单个脉冲17的频率越高，对激活脉冲20矩形模拟得越精确。当开关电源部分5的单个脉冲17的频率约是比特脉冲顺序频率的50倍时，对脉动可忽略不计。与母线电压19的特性曲线相应，图3下半部分的母线电流21将发生变化。补偿脉冲22及23与能量回收相符。
脉冲宽度调制器7分别对发送三极管6的截止时间长度及导通控制进行调节。当达到比特脉冲必要的振幅时，截止时间结束，其中振幅不受母线电压的影响保持恒定不变。宜将激活脉冲的振幅通过脉冲宽度调制器7恒定不变地调节到预给定值上，不受当时的母线电压的影响。
显然可以用反向器件替代图1实施例中的器件，其中对二极管将负极和正极相互调换。
内部的机载电源及辅助电压源的电容器10通过开关管24(在实施例中是一二极管)与发送三极管6的集电极连接，实现在发送三极管截止时开关管导通并且在发送三极管6导通时该开关管截止的功能。
通过所述措施可以将由开关电源部分5、脉冲宽度调制器7和振荡器8构成的信号发生器以及包括扼流圈9和其它配属器件的整个发送级作为集成电路的一部分加以实现。
Claims (5)
1.一种母线系统的，尤其是欧洲计算站母线协会的母线的用户站收发信机的发送级，该发送级将作为比特信息的基本对称的交流电压信息叠加在直流电压上，其中在电感负载(9)作用下分别在激活脉冲(20)中提取直流电压电位(19)，抵消另一根导线的电位，其特征在于，在用于产生较高频率的单个脉冲(17)的信号发生器(25)中获取具有比特顺序频率的比特信息的激活脉冲(20)，其中信号发生器(25)与内部机载电源电容器(10)配合作为高频向上调节器得以实现，其中向上调节器的电压源是母线(1、2)并且向上调节器的调节标准是激活脉冲(20)期内的压降。
2.根据权利要求1所述的发送级，其特征在于，信号发生器(25)具有作为发送开关管的发送三极管(6)和激励电路，激励电路具有两个串接的并推挽连接的三极管(11、12)，其中激励电路通过脉冲宽度调制器(7)与振荡器(8)连接，振荡器的振荡频率被调整到较高的频率上。
3.根据权利要求2所述的发送级，其特征在于，脉冲宽度调制器(7)备有一用于在激活脉中(20)期内形成电压振幅积分的激励电路。
4.根据权利要求1和上述权利要求中任一项所述的发送级，其特征在于，内部机载电源通过一开关管(24)连接在发送三极管(6)的集电极上，实现当发送三极管(6)截止时开关管导通并且当发送三极管(6)导通时开关管截止的功能。
5.根据权利要求1所述的发送级，其特征在于，该发送级作为集成电路的一部分得以实现。
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