DE10113367C1 - Interfaceschaltung - Google Patents
InterfaceschaltungInfo
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Abstract
Die Interfaceschaltung (1) enthält einen schnellen Überspannungsdetektor, gebildet durch eine Z-Diode (DZ1) und den Schalttransistor (T2). Lediglich der Schalttransistor (T2), einige Widerstände (R1, R4) und eine eventuell vorgeschaltete Brückengleichrichterschaltung (12) müssen als spannungsfeste Bauelemente ausgeführt sein. In Reihe mit (T2) ist eine Kommunikationsschaltung (11) vorgesehen, die logische Signale senden und empfangen kann. Zum Senden derselben schließt sie das Potential zwischen dem Ausgang von (T2) und einer Signalleitung (7') kurz. Zum Empfangen wertet sie die hier anliegenden Potentiale aus. Dies erfolgt mittels einer Stromquellenschaltung, um die Strombelastung des Bussystems (3) in Grenzen zu halten.
Description
Die Erfindung betrifft eine Interfaceschaltung insbe
sondere für Fernwirkeingänge.
Elektronische Schaltungen sind häufig über Kommunika
tionsschaltungen und einen Bus oder anderweitige Informa
tionsübertragungsleitungen mit weiteren elektrischen Schal
tungen verbunden. Dies gilt beispielsweise für elektronische
Vorschaltgeräte für Lampen oder Beleuchtungssysteme, wenn
mit den Vorschaltgeräten ein Informationsaustausch oder ein
Datenaustausch oder eine Fernbeeinflussung möglich sein
soll. Dabei weist das Vorschaltgerät dann eine Interface
schaltung auf, die Signale empfangen und/oder senden kann
und diese an weitere Schaltungen in dem Vorschaltgerät wei
tergibt.
Vorschaltgeräte sind Betriebsgeräte für Leuchtmittel.
Die Vorschaltgeräte oder mit diesen bestückte Leuchten müs
sen häufig vor Ort verdrahtet, d. h. angeschlossen werden.
Dies bedeutet, dass die Vorschaltgeräte oder sonstigen Be
triebsmittel sowohl mit Betriebsspannung führenden Leitungen
als auch mit Kleinspannung führenden Signalleitungen zu ver
binden sind. Diese Arbeit wird nicht immer mit der gewünsch
ten Sorgfalt ausgeführt. Es bleibt dabei zu wünschen, dass
Fehlanschlüsse nicht zur Zerstörung der Anlage oder zu Ge
fahren für Personal und Einrichtungen führen können.
Aus der GB 2239967 A ist eine Schaltungsanordnung für
einen Zweidraht-Detektor bekannt, der die von einem Sensor
an dessen Ausgängen abgegebenen Signale auf Einhaltung von
Sollwerten hin untersucht. Die Schaltungsanordnung dient
dazu, bei Über- oder Unterschreitung der Sollwerte eine Last
abzuschalten. Dazu enthält die Schaltung mehrere Signallei
tungen, in denen Schalter angeordnet sind. Die Schalter wer
den den Bedingungen entsprechend geöffnet oder geschlossen.
Des Weiteren ist aus der US-PS 5179488 eine Schaltung
zur Stromüberwachung für eine Zweidrahtleitung bekannt. Es
handelt sich hier um einen Überstromschutz. Ein Teil der
Schaltung dient zur Erfassung des fließenden Stroms, wobei
dieser Schaltungsteil ein entsprechendes Ausgangssignal er
zeugt. Überschreitet dieser Strom einen oberen Grenzwert
wird der Strom durch einen elektronischen Schalter abge
schaltet, der in der Leitung angeordnet ist.
Die Interfaceschaltung bietet keinen ausreichenden
Überspannungsschutz.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung eine über
spannungssichere Interfaceschaltung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird mit der Interfaceschaltung nach An
spruch 1 gelöst:
Die erfindungsgemäße Interfaceschaltung weist einen Eingang auf, zu dem wenigstens zwei Signalleitungen gehören. Diese sind dazu eingerichtet, ein elektrisches Signal zu übertragen. Es handelt sich hierbei um ein Informationssig nal - nicht um ein Energiesignal. Dies bedeutet, dass das Signal in der Regel ein leistungsarmes Signal ist, dessen Spannung wesentlich kleiner ist als die Netzspannung.
Die erfindungsgemäße Interfaceschaltung weist einen Eingang auf, zu dem wenigstens zwei Signalleitungen gehören. Diese sind dazu eingerichtet, ein elektrisches Signal zu übertragen. Es handelt sich hierbei um ein Informationssig nal - nicht um ein Energiesignal. Dies bedeutet, dass das Signal in der Regel ein leistungsarmes Signal ist, dessen Spannung wesentlich kleiner ist als die Netzspannung.
Die von den Signalleitungen gelieferte Information wird
beispielsweise durch kleinere Ströme oder Spannungen über
tragen. Beispielsweise handelt es sich um Digitalsignale,
die den logischen Wert NULL charakterisieren, wenn der Be
trag der Spannung eine gegebene Grenze von beispielsweise 6
Volt unterschreitet und die logisch EINS signalisiert, wenn
der Betrag der Spannung zwischen anderweitigen Grenzen, bei
spielsweise 9,5 bis 20,5 Volt liegt. Durch eine Folge logi
scher Einsen und Nullen in einer entsprechenden Codierung,
z. B. im Manchester Code, werden binär codierte Zahlen über
mittelt. Die Ziffer 0 z. B. durch einen 1 → 0 Übergang und
die Ziffer 1 durch einen 0 → 1 Übergang.
Bei der erfindungsgemäßen Interfaceschaltung ist zur
Überwachung der an den Signalleitungen anliegenden Spannung
ein Überspannungsdetektor vorgesehen. Dieser gibt an seinem
Ausgang ein Überspannungssignal ab, wenn an den Signallei
tungen ein Maximalspannungswert überschritten worden ist.
Die Signalleitungen führen über einen elektrischen Schalter
zu einer Kommunikationsschaltung. Um diese vor Überspannun
gen zu schützen, öffnet das Überspannungssignal den Schal
ter, wenn und solange eine Überspannung auftritt. Die Kommu
nikationsschaltung ist somit vor Überspannungen geschützt.
Zusätzlich kann die Kommunikationsschaltung eine Span
nungsbegrenzungsschaltung enthalten. Dies insbesondere wenn
damit zu rechnen ist, dass die Ansprechzeit des Überspan
nungsdetektors und des Schalters das kurzzeitige Auftreten
von Überspannungsspitzen an der Kommunikationsschaltung
nicht verhindert. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenigs
tens eine der Signalleitungen mit einer Strombegrenzungsein
richtung zu versehen. Diese verhindert während der kurzen
Phase in der nach plötzlichem Auftritt einer Überspannung
der Schalter noch nicht geöffnet hat und die Überspannungs
begrenzungsschaltung die Spannung begrenzt eine Stromüber
erhöhung auf unzulässige Werte.
Mit der erfindungsgemäßen Interfaceschaltung ergibt
sich eine einfache Möglichkeit, elektrische Einrichtungen
oder Geräte bei deren Installation sowohl Netzspannungsan
schlüsse als auch Signalleitungsanschlüsse herzustellen
sind, gegen Fehlinstallationen und Leitungsvertauschungen zu
schützen. Wird eine hohe Netzspannung von beispielsweise 230 V
an die Signalleitungen der Interfaceschaltung angelegt,
öffnet sofort der eingebaute Schalter und Schäden an Ein
richtungen und Bedienpersonal können vermieden werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform schließt der
Schalter nach Verschwinden der Überspannung wieder. Damit
ist das betreffende Gerät oder die betreffende Einrichtung,
die mit der Interfaceschaltung versehen ist, nach Beseiti
gung der Fehlschaltung sofort wieder betriebsbereit.
Die erfindungsgemäße Interfaceschaltung kann sowohl an
mehrpoligen als auch an lediglich zweipoligen Ein- oder Aus
gängen Anwendung finden. Darüber hinaus kann sie bei Analog-
oder Digitaleingängen bzw. Ausgängen Anwendung finden. Die
Kommunikationsschaltung kann sowohl eine Sendeschaltung als
eine Empfangsschaltung als auch eine Sende-Empfangsschaltung
sein. Das erfindungsgemäße Konzept der Spannungsüberwachung
mittels des Überspannungsdetektors und des Öffnens wenigs
tens eines in einer Signalleitungen liegenden Schalters ar
beitet bei allen genannten Anwendungen einfach und verläss
lich.
Die auf den Signalleitungen übertragenen Signale können
sowohl Stromsignale als auch Spannungssignale sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform gehören die Sig
nalleitungen zu einem Signalübertragungsbus. Im Ruhezustand
ist der Bus spannungsführend mit einer definierten Klein
spannung. Die Information wird digital in einem seriellen
Signal kodiert. Um eine logische NULL darzustellen, werden
die Signalleitungen kurzzeitig kurzgeschlossen. Im nicht
kurzgeschlossenen Zustand wird eine logische EINS erkannt.
Bei dieser Form der Signalkodierung kann eine Gleich
richterschaltung, insbesondere eine Brückengleichrichter
schaltung, vor oder hinter die Überspannungsdetektorschal
tung in die Signalleitungen geschaltet werden. Die Brücken
gleichrichterschaltung überträgt dann Spannungssignale un
abhängig von ihrer Polarität an die Kommunikationsschaltung,
sofern ein Überspannungsgrenzwert nicht überschritten ist.
Dies entspricht Empfangsbetrieb der Kommunikationsschaltung.
Die Kommunikationsschaltung kann auch auf Sendebetrieb aus
gelegt sein. Sie weist dazu einen die Signalleitungen mit
einander verbindenden Signalpfad auf, dessen ohmscher Wider
stand zur Informationskodierung zumindest zwischen zwei Wer
ten hin- und hergeschaltet werden kann. Im einfachsten Fall
ist dieser Signalpfad ein elektrischer (elektronischer)
Schalter. Das Öffnen und Schließen des Schalters ist als
Signal vor dem Brückengleichrichter feststellbar. Unabhängig
von der Polarität der anliegenden Busspannung wird diese
durch den Brückengleichrichter hindurch zur Kodierung von
logisch NULL kurzgeschlossen.
Vorteilhafte Einzelheiten von Ausführungsformen der
Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der Beschreibung
oder Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin
dung veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Interfaceschaltung in ver
einfachter Darstellung als Blockschaltbild,
Fig. 2 Sende- und Empfangssignalpegel zur Darstellung
einer logischen EINS und einer logischen NULL als
Diagramm,
Fig. 3 einen vereinfachten Schaltplan der Interfaceschal
tung und
Fig. 4 einen Ausschnitt einer abgewandelten Ausführungs
form der Interfaceschaltung.
In Fig. 1 ist eine Interfaceschaltung 1 veranschau
licht, die zur drahtgebundenen Anbindung eines Geräts 2 an
ein Bussystem 3 dient. Zu dem Gerät 2 gehört außer der In
terfaceschaltung 1 beispielsweise eine Steuerschaltung 4,
die einen weiteren Schaltungsteil 5 steuern kann. Dieser
kann beispielsweise der Energieversorgung eines Leuchtmit
tels dienen. Ein entsprechender Ausgang 6 zum Anschluss ei
nes Leuchtmittels oder eines anderweitigen Objekts ist in
Fig. 1 schematisch veranschaulicht.
Die Interfaceschaltung 1 dient zur Abwicklung des Da
tenaustauschs zwischen der Steuerschaltung 4 und dem Bussys
tem 3. Dazu ist die Interfaceschaltung 1 an zwei Signallei
tungen 7, 8 angeschlossen, die zu dem Bussystem 3 gehören
und über einen zweipoligen Eingang 9 zu einer Kommunika
tionsschaltung 11 führen. Die Kommunikationsschaltung 11
kann sowohl monodirektional (nur senden oder nur empfangen)
als auch bidirektional (senden und empfangen) ausgebildet
sein.
In dem von den Signalleitungen gebildeten Signalpfad
von dem Bussystem 3 zu der Kommunikationsschaltung 11 kann
fakultativ eine Brückengleichrichterschaltung 12 angeordnet
sein. Diese macht die Signalleitungen 7, 8 zu gleichberech
tigten Leitungen, deren Polung beim Anschluss des Geräts 2
nicht beachtet werden muss. Der Eingang der Brückengleich
richterschaltung 12 kann unmittelbar den Eingang 9 bilden,
wie in Fig. 1 veranschaulicht ist. Der Ausgang der Brücken
gleichrichterschaltung 12 kann mit einer Leitung unmittelbar
zu der Kommunikationsschaltung 11 geführt sein, während der
andere Ausgang über einen elektrischen oder elektronischen
Schalter 14 zu dem Eingang der Kommunikationsschaltung 11
geführt ist. Der elektronische Schalter 14 ist normalerweise
geschlossen, d. h. stromleitend.
An den Ausgang der Brückengleichrichterschaltung 12 ist
außerdem ein Überspannungsdetektor 15 angeschlossen, der den
Schalter 14 steuert. Der Überspannungsdetektor 15 ist dabei
so beschaffen, dass er den Schalter 14 sofort öffnet, wenn
er an seinen Eingängen 16, 17 das Überschreiten eines Span
nungsgrenzwerts feststellt. Ein entsprechender Ausgang 18
des Überspannungsdetektors ist dazu mit einem Steuereingang
19 des Schalters 14 verbunden.
Fakultativ kann, zumindest wenn der Überspannungsdetek
tor 15 und der Schalter 14 eine merkliche Reaktionszeit auf
weisen, eine Spannungsbegrenzungseinrichtung 21 vorgesehen
sein. Diese wirkt zwischen den zu der Kommunikationsschal
tung 11 führenden Leitungen und hält somit Überspannungen
von dieser fern. In Verbindung damit kann in wenigstens ei
ner der zu der Kommunikationsschaltung 11 führenden Leitun
gen eine Strombegrenzungseinrichtung 22 vorgesehen sein.
Während Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau der Interface
schaltung 1 veranschaulicht, ist diese etwas detaillierter
der Fig. 3 zu entnehmen. Wie ersichtlich, wird die Brücken
gleichrichterschaltung 12 durch 4 Dioden D1, D2, D3, D4 in
üblicher Graetzschaltung gebildet. Das Bussystem 3 ist un
mittelbar an den Wechselspannungseingang der Graetzbrücke
angeschlossen. Der Gleichspannungsausgang führt hier als
Signalleitungen 7', 8' zu dem Überspannungsdetektor 15. Die
ser wird durch eine Z-Diode DZ1 gebildet, die über einen
Schutzwiderstand R1 an die Signalleitung 7' angeschlossen
ist. Mit ihrer Anode ist die Z-Diode DZ1 gegebenenfalls über
einen Widerstand R2 an die Basis eines Schalttransistors T1
und einen Widerstand R3 sowie zwei Schutzdioden D5, D6 an
Masse angeschlossen. Der Schalttransistor T1 dient der
Steuerung eines Feldeffekttransistors T2, der den Schalter
14 bildet. Das Gate des Feldeffekttransistors T2 ist über
einen Pull-up-Widerstand R4 mit der Signalleitung 7' verbun
den. Ein Pufferkondensator C1, eine Z-Diode DZ2 und ein
Schutzwiderstand R5 verbinden das Gate parallel zueinander
mit Masse und schützen dieses vor Überspannungen.
Zu der Interfaceschaltung 11 gehört ein MOSFET T3, der
einen Sendetransistor bildet. Seine gesteuerte Strecke
(Drain-Source-Strecke) verbindet den Transistor T2 mit der
Signalleitung 7'. Ein zwischen sein Gate und Bezugspotential
B geschalteter Pull-Down-Transistor R6 hält den Sendetran
sistor T3 normalerweise geschlossen. Ein Kondensator C2 zwi
schen dem Gate und der Signalleitung 7' dient dazu, die
Flankensteilheit beim Umschalten von T3 und somit des Sende
signals zu begrenzen, um den Oberwellengehalt desselben zu
beschränken. Die Diode D7 kann eine Transient Suppressor
Diode oder eine schnelle Z-Diode sein und dient der Vermei
dung von Überspannungen zwischen der Signalleitung 7' und
dem Bezugspotential B.
Zwischen dem Bezugspotential B und der Signalleitung 7'
ist eine Spannungsteilerschaltung 23, bestehend aus einem
Widerstand R7 in Reihe mit einer Schutzdiode D8 sowie einer
Z-Diode DZ3, gebildet, der ein Kondensator C3 parallel ge
schaltet ist. Der Ausgang eines Optokopplers OK1 verbindet
die Kathode der Z-Diode DZ3 mit dem Gate des Transistors T3.
Der Eingang des Optokopplers OK1 bildet den Sendeeingang für
den aus Fig. 1 ersichtliche Steuerschaltung. Wird der Opto
koppler OK1 ausgangsseitig leitend, wird das Gate von T3 auf
eine Spannung geführt, die T3 leitend werden lässt. Ansons
ten bleibt T3 geschlossen.
Der Empfangsteil der Kommunikationsschaltung 11 wird
durch einen Bipolartransistor T4 gebildet, dessen Emitter
direkt oder gegebenenfalls über einen Widerstand R8 mit Be
zugspotential B verbunden ist. Zur Steuerung des Transistors
T4 ist seine Basis über einen Widerstand R9 mit der Signal
leitung 7' und über eine Z-Diode DZ4 mit Bezugspotential B
verbunden. An den Kollektor ist ein Optokoppler OK2 ange
schlossen, dem zur Erfassung der gewünschten Ein/Aus-Um
schaltgrenzen für den Optokoppler eine Z-Diode DZ5 in Reihe
geschaltet ist.
Der weitere Ausgang der Brückengleichrichters 12 ist
über eine Signalleitung 8' direkt oder besser über einen
optionalen Strombegrenzungswiderstand R10 gegen Masse ge
schaltet.
Die Kommunikationsschaltung 11 überwacht die an den
Signalleitungen 7, 8 bzw. 7', 8' anliegenden Spannungspegel.
Diese sind in Fig. 2 veranschaulicht. Liegen die Spannungen
zwischen -6,5 und +6,5 Volt, wird logisch NULL erkannt.
Liegt die Spannung hingegen zwischen -9,5 und -22,5 oder
zwischen +9,5 und +22,5 Volt, wird logisch EINS erkannt.
Dies gilt zumindest für den Empfänger. Für den Sender können
die Spannungsbereiche etwas kleiner sein, um Datensicherheit
sicher zu stellen.
Die insoweit beschriebene Interfaceschaltung 1 arbeitet
wie folgt:
Im Ruhezustand ist das Bussystem 3 spannungsführend. Die Spannung hält über den Brückengleichrichter 12 die Sig nalleitung 7' auf einer Spannung gegen Masse, die niedriger ist als die Flussspannung von DZ1. Damit bleibt T1 über R2 und R3 gesperrt. Über R4 baut sich unter Begrenzung der Spannung durch DZ2 eine solche Gatespannung an T2 auf, dass dieser leitet. Dies sowohl wenn die Spannung zwischen den Signalleitungen 7, 8 Highpegel (zwischen 9,5 und 22,5 Volt) aufweist, als auch bei Lowpegel (z. B. 0 Volt). Im Fall des Lowpegels puffert C1 die Gatespannung, so dass T2 leitend bleibt.
Im Ruhezustand ist das Bussystem 3 spannungsführend. Die Spannung hält über den Brückengleichrichter 12 die Sig nalleitung 7' auf einer Spannung gegen Masse, die niedriger ist als die Flussspannung von DZ1. Damit bleibt T1 über R2 und R3 gesperrt. Über R4 baut sich unter Begrenzung der Spannung durch DZ2 eine solche Gatespannung an T2 auf, dass dieser leitet. Dies sowohl wenn die Spannung zwischen den Signalleitungen 7, 8 Highpegel (zwischen 9,5 und 22,5 Volt) aufweist, als auch bei Lowpegel (z. B. 0 Volt). Im Fall des Lowpegels puffert C1 die Gatespannung, so dass T2 leitend bleibt.
Ist die Spannung an der Signalleitung 7' Highpegel ent
sprechend hoch, ist T4 über R9 leitend. Seine Basisspannung
legt DZ4 fest, wodurch der Kollektor den durch R8 und die
Basisspannung bestimmten Strom liefert. Der Optokoppler OK2
ist ausgangsseitig leitend.
Der Transistor T4 ist mit R8, R9 und DZ4 als Konstant
stromquelle geschaltet, so dass die Belastung des Bussystems
3 durch die Interfaceschaltung 11 auf zulässige Werte be
grenzt wird. Die Z-Diode DZ5 realisiert eine Spannungsver
schiebung, die sicherstellt, dass die Umschaltschwellen in
dem gewünschten Bereich liegen, um die in Fig. 2 ver
anschaulichten Schaltschwellen zu realisieren.
Kommt nun über das Bussystem 3 ein Lowsignal an, fällt
der Spannungspegel kurzzeitig ab. Damit sperrt T4, womit der
Optokoppler OK2 ausgangsseitig ebenfalls sperrt. Dieses wird
von der angeschlossenen Steuerschaltung 4 erfasst und ent
sprechend als Lowsignal gewertet.
Durch Spannungsänderung in der genannten Weise kann die
Interfaceschaltung 11 serielle Binärsignale empfangen und an
die Steuerschaltung 4 weitergeben.
Will die Steuerschaltung Signale senden, steuert sie
dazu über einen Widerstand R11 den Optokoppler OK1 an, wo
durch sein Ausgangstransistor leitend wird. Dieser verbindet
die Kathode der Z-Diode DZ3 mit dem Gate von T3, wodurch
dieser leitend wird. T3 schließt dabei über den dauernd lei
tenden Transistor T2 die Signalleitung 7' gegen die Signal
leitung 8' kurz. Dies greift durch den Brückengleichrichter
12 auf die Signalleitungen 7, 8 durch. Der Kurzschluss be
wirkt das Zusammenbrechen der Spannung auf dem Bussystem,
was durch die angeschlossenen Teilnehmer als Lowsignal in
terpretiert wird. Der Spannungsabfall ist innerhalb der Kom
munikationsschaltung 11 während des Sendens der logischen
NULL (Kurzschluss) sehr gering, so dass auch im Bussystem
weiter entfernte Teilnehmer, die NULL noch eindeutig als
NULL interpretieren können.
Beim Senden von EINS und NULL durch die Interfaceschal
tung 11 stellt die in dem Kondensator C3 gespeicherte Ladung
sicher, dass der als Leistungsschalter dienende Transistor
T3 beim Senden einer NULL durchgesteuert werden kann.
Tritt an dem Bussystem 3 eine Überspannung, d. h. eine
unzulässig hohe Spannung auf, öffnet DZ1 und leitet somit
einen Steuerstrom in die Basis von T1. Dessen Kollektore
mitterstrecke wird niederohmig leitend, so dass C1 sofort
entladen und das Gate von T2 gegen Masse geschaltet wird. T2
sperrt somit augenblicklich. In der Zeit, die T2 zum Ab
schalten benötigt, begrenzt die schnelle Diode D7 gegebenen
falls im Spannungsdurchbetrieb die Spannung zwischen der
Signalleitung 7' und Bezugspotential B. Zur Vermeidung von
Stromüberhöhungen ist R9 so bemessen, dass weder T2 noch D7
überlastet werden.
Fällt die Spannungsüberhöhung weg, sperren DZ1 und T1,
womit T2 unmittelbar wieder leitend wird.
In Fig. 4 ist eine abgewandelte Ausführungsform der
Interfaceschaltung 1 veranschaulicht, die sich von der vor
beschriebenen Interfaceschaltung durch unterscheidet, dass
sie einen angeschlossenen Mikrorechner µC aus der Busleitung
mit Betriebsspannung versorgt. Dazu ist in Reihe zu der
Stromquelle, die aus T4 mit seiner Beschaltung D9, DZ4 und
R8 besteht eine Z-Diode DZ6 in Reihe geschaltet, der ein
Pufferkondensator CS parallel geschaltet ist. DZ6 wird so
bemessen, dass über ihr die Betriebsspannung Vcc des µC ab
fällt (je nach Spannungsbedarf des µC). Eine galvanische
Trennung zwischen Bus und µC ist bei dieser Ausführungsform
nicht vorhanden, der Signaleingang des µC ist über einen
Widerstand R12 und DZ5 direkt mit der Leitung 7' verbunden.
DZ5 unterscheidet ist bei H-Pegel leitend und bei L-Pegel
nichtleitend. Sie bildet somit eine Spannungsdiskriminator
schaltung. Der Signaleingang ist außerdem über einen Wider
stand R13 mit dem Bezugspotentioal B verbunden, zur Pegel
begrenzung und Entkopplung sind die beiden Dioden D8 und D9
in der in Fig. 4 veranschaulichten Weise vorgesehen.
Diese Schaltung hat den Vorteil, dass der Mikrorechner
µC aus dem Bus mit Strom versorgt wird. Findet die Signal
übertragung im Manchestercode statt, ist der Spannungsmit
telwert unabhängig von den übertragenen Daten konstant und
die Spannungsversorgung des µC ist gesichert. Die Stromquel
lenbeschaltung von T4 verhindert dabei eine Überlastung des
Bus.
Die Interfaceschaltung 1 enthält einen schnellen Über
spannungsdetektor, gebildet durch die Z-Diode DZ1 und den
Schalttransistor T2. Lediglich der Schalttransistor T2, ei
nige Widerstände R1, R4 und eine eventuell vorgeschaltete
Brückengleichrichterschaltung 12 müssen als spannungsfeste
Bauelemente ausgeführt sein. In Reihe mit T2 ist eine Kommu
nikationsschaltung 11 vorgesehen, die logische Signale sen
den und empfangen kann. Zum Senden derselben schließt sie
das Potential zwischen dem Ausgang von T2 und einer Signal
leitung 7' kurz. Zum Empfangen wertet sie die hier anliegen
den Potentiale aus. Dies erfolgt mittels einer Stromquellen
schaltung, um die Strombelastung des Bussystems 3 in Grenzen
zu halten.
Claims (11)
1. Interfaceschaltung (1), insbesondere für Fernwirkein
gänge,
mit wenigstens zwei Signalleitungen (7, 8), die dazu eingerichtet sind, ein elektrisches Signal zu übertra gen,
mit einem Überspannungsdetektor (15), der an die Sig nalleitungen (7, 8) angeschlossen ist und der einen Ausgang (18) aufweist, an dem dann ein Überspannungs signal ansteht, wenn die an den Signalleitungen (7, 9) vorhandene Spannung einen Spannungsgrenzwert über steigt,
mit einer Kommunikationsschaltung (11), die an die Sig nalleitungen (7, 8) angeschlossen ist,
mit wenigstens einem elektrischen Schalter (14), über den das Signal einer der Signalleitungen (7, 8) zu der Kommunikationsschaltung (11) geleitet ist und der an den Ausgang (18) des Überspannungsdetektors (15) an geschlossen ist und öffnet, wenn das Überspannungssig nal vorhanden ist.
mit wenigstens zwei Signalleitungen (7, 8), die dazu eingerichtet sind, ein elektrisches Signal zu übertra gen,
mit einem Überspannungsdetektor (15), der an die Sig nalleitungen (7, 8) angeschlossen ist und der einen Ausgang (18) aufweist, an dem dann ein Überspannungs signal ansteht, wenn die an den Signalleitungen (7, 9) vorhandene Spannung einen Spannungsgrenzwert über steigt,
mit einer Kommunikationsschaltung (11), die an die Sig nalleitungen (7, 8) angeschlossen ist,
mit wenigstens einem elektrischen Schalter (14), über den das Signal einer der Signalleitungen (7, 8) zu der Kommunikationsschaltung (11) geleitet ist und der an den Ausgang (18) des Überspannungsdetektors (15) an geschlossen ist und öffnet, wenn das Überspannungssig nal vorhanden ist.
2. Interfaceschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Kommunikationsschaltung (11) eine
Spannungsbegrenzungsschaltung enthält.
3. Interfaceschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass in wenigstens einer der Signalleitungen
(8') eine Strombegrenzungseinrichtung (R10) vorgesehen
ist.
4. Interfaceschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Kommunikationsschaltung (11) eine
Empfangsschaltung ist und dass die Signalleitungen (7,
8) Eingangsleitungen sind.
5. Interfaceschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Kommunikationsschaltung (11) eine
Sendeschaltung ist und dass die Signalleitungen (7, 8)
Ausgangsleitungen sind.
6. Interfaceschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Kommunikationsschaltung (11) Sende-
und Empfangsschaltung ist und dass die Signalleitungen
(7, 8) Ein- und Ausgangsleitungen sind.
7. Interfaceschaltung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Kommunikationsschaltung (11) zur
Erzeugung von Sendesignalen einen Schaltungszweig (T3)
aufweist, der die beiden Signalleitungen (7, 8) mitein
ander verbindet und dessen Widerstand zur Erzeugung von
Sendesignalen zwischen zumindest zwei Werten hin- und
her schaltbar ist.
8. Interfaceschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Eingangsleitungen (7, 8) über eine
Gleichrichterschaltung (12) führen.
9. Interfaceschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Gleichrichterschaltung (12) eine
Brückengleichrichterschaltung ist.
10. Interfaceschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Empfangsschaltung (11) eine Kon
stantstromschaltung (T4, R9, DZ4, R8) aufweist, die als
Last an den Bus angeschlossen ist.
11. Interfaceschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass ein Mikrorechner (µC) zur Versorgung mit
Speisespannung (Vcc) über eine Spannungskonstanthalte
schaltung (DZ6) und einen Puffer (CS) an den Bus an
geschlossen ist und dass der Signaleingang (R) dieses
Mikrorechners (µC) über eine Spannungsdiskriminator
schaltung (DZ5) an den Bus angeschlossen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001113367 DE10113367C1 (de) | 2001-03-20 | 2001-03-20 | Interfaceschaltung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001113367 DE10113367C1 (de) | 2001-03-20 | 2001-03-20 | Interfaceschaltung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10113367C1 true DE10113367C1 (de) | 2003-01-02 |
Family
ID=7678142
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2001113367 Expired - Fee Related DE10113367C1 (de) | 2001-03-20 | 2001-03-20 | Interfaceschaltung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10113367C1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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