DE1255133B - Schaltungsanordnung zur UEbertragung binaerer Daten ueber eine Doppelleitung, auf der das UEbertragungssignal zwei diskrete Werte annimmt - Google Patents
Schaltungsanordnung zur UEbertragung binaerer Daten ueber eine Doppelleitung, auf der das UEbertragungssignal zwei diskrete Werte annimmtInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
H04b
H04j;H041
Deutsche KL: 21al - 7/03
Nummer: 1 255 133
Aktenzeichen: J 29358 VIII a/21 al
Anmeldetag: 10. November 1965
Auslegetag: 30. November 1967
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Übertragung binärer Daten von
einem Sender an einen Empfänger über eine als Doppelleitung ausgeführte Übertragungsleitung, auf
der das die Daten enthaltende Übertragungssignal zwei diskrete Werte annimmt.
Es ist allgemein bekannt, binäre Daten in Form von zwei diskreten Werten über Doppelleitungen,
beispielsweise Telefonleitungen, über große Entfernungen zu übertragen. Ein ernstes Problem bei dieser
Art der Übertragung ist die Möglichkeit einer größeren Differenz in den Erdpotentialen zwischen
der Sende- und der Empfangsstelle. Außerdem treten bei der Überwindung großer Entfernungen nicht unerhebliche
Störpegel auf.
Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art, welche
gegenüber den bekannten Schaltungen den Vorteil aufweist, daß sie gegen Störpegel wesentlich unempfindlicher
ist und daß Schwankungen bzw. Differenzen des Erdpotentials ohne Einfluß auf die Wirkungsweise
der Schaltung bleiben. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß im Empfänger an die
Übertragungsleitung ein aus einem Oszillator bestehender Detektor angeschlossen ist, der ein Signal
in Abhängigkeit von dem auf den Leitungen auftretenden Differenzsignal erzeugt und der nicht anspricht,
wenn die Signale auf den Leitungen einander gleich sind.
Dadurch werden gleichphasige Störsignale, deren Amplitude diejenige des Nutzsignals sogar übersteigen
kann, wirksam unterdrückt.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Sender einen in Abhängigkeit von zwei diskreten
Ausgangswerten einer Datenquelle getasteten Oszillator enthält und daß dem Oszillator ein Zweiwegegleichrichter
nachgeschaltet ist, dessen Ausgang mit der Übertragungsleitung verbunden ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltung ist an den Detektor des
Empfängers ein Zweiwegegleichrichter angeschlossen.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß durch eine dem Zweiwegegleichrichter des
Empfängers nachgeschaltete Ausgangsschaltung, an deren Ausgangsklemme zwei diskrete, die zu übertragenden
Daten repräsentierenden Werte abgegriffen werden.
Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung, in der der empfängerseitige Detektor als symmetrischer
Sperrschwinger aufgebaut ist und direkt an den Ausgang der Übertragungsleitung angeschlossen ist.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Er-
Schaltungsanordnung zur Übertragung binärer
Daten über eine Doppelleitung, auf der das
Ubertragungssignal zwei diskrete Werte annimmt
Daten über eine Doppelleitung, auf der das
Ubertragungssignal zwei diskrete Werte annimmt
Anmelder:
International Business Machines Corporation,
Armonk, N. Y. (V. St. A.)
Armonk, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt,
Böblingen, Sindelfinger Str. 49
Als Erfinder benannt:
Hannon Stanley Yourke, Peekskill, N. Y.,
Edward Joseph Callahan, Mahopac, N. Y.
(V. St. A.)
Hannon Stanley Yourke, Peekskill, N. Y.,
Edward Joseph Callahan, Mahopac, N. Y.
(V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. November 1964
(410 857)
V. St. v. Amerika vom 13. November 1964
(410 857)
findung mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung stellt das Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels dar.
Die Figur zeigt eine Anordnung zur Übertragung digitaler Daten in Form einer getasteten Gleichspannung.
Im wesentlichen umfaßt diese Anordnung einen Sender 10 und einen Empfänger 12, welche
durch eine Übertragungsleitung 14 miteinander verbunden sind. Diese Übertragungsleitung 14 besteht
aus zwei miteinander verdrillten Leitungen 14-1 und 14-2. Der Sender 10 enthält eine Datenquelle 16,
welche binäre Signale in Form einer getasteten Gleichspannung (beispielsweise zwischen den Werten
»0« und »1«) abgibt. Die Datenquelle 16 ist über ein ÄC-Glied an die Basis eines Transistors 18 und an
die Basis eines Transistors 20 angeschlossen. Diese Transistoren bilden einen Teil eines als symmetrischer
Sperrschwinger ausgeführten Oszillators 22. Dieser Sperrschwinger 22 wird in Abhängigkeit des
von der Datenquelle 16 kommenden Signals ein- und ausgetastet. Im Eintastzustand gibt der Sperrschwinger
22 ein Rechtecksignal von 4 MHz ab, das über die Primärspule 24 eines Transformators in die
Sekundärwicklung 26 dieses Transformators über-
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3 4
tragen wird. Auf diese Weise entsteht in der Sekun- trägt O Volt, so daß Kollektor und Basis des jeweidärspule26
des Transformators ein hochfrequenter ligen Transistors direkten Stromdurchgang ermög-Strom,
dessen rechteckförmige Einhüllende die zu liehen. Die Schaltung bleibt schwingfähig bei Strömen
übertragenden Daten repräsentiert. Dieses Signal in der Größenordnung eines Bruchteils eines Milliwird
von einem aus den Dioden 30 und 32 gebildeten 5 amperes bis zu den Grenzwerten des Kollektorstroms
Zweiwegegleichrichter 28 gleichgerichtet und von der verwendeten Transistoren. Die Transistoren 38
einem Filter 34 geglättet. Auf der Ubertragungs- und 40 müssen einen geringen Sättigungswiderstand
leitung 14 erreicht das Signal den Empfänger 12. haben sowie gute Strom- und Frequenzcharakte-Dort
wird es einem Detektor 36 zugeführt. Dieser ristiken im Gebiet der Sättigungsgrenze. Der Bereich
Detektor 36 enthält zwei NPN-Transistoren 38 und io der Kollektor-Basis-Spannung, als Spitzenspannung
40, die als symmetrischer Sperrschwinger geschaltet gemessen, beträgt etwa das Doppelte des Emittersind.
Die Schaltung schwingt in Abhängigkeit von Basis-Spannungsabfalls bei Stromfluß,
dem auf der Leitung 14 zugeführten Datensignal. Die Der vom Detektor 36 verursachte Spannungsabfall Windungen eines Impulstransformators verbinden an den Eingangsknotenpunkten entspricht etwa dem jeweils die Kollektoranschlüsse bzw. die Basis- 15 Emitter-Basis-Spannungsabfall des Transistors bei anschlüsse der Transistoren 38 und 40 miteinander. Stromfluß während eines Eingangssignals. Wird also Eine dritte Windung dieses Transformators liefert auf der Übertragungsleitung 14 ein Signal übertragen, das Ausgangssignal des Detektors 36. Eine Gleich- so wird dadurch der Detektor 36 zum Schwingen anrichterschaltung 42 nimmt eine Zweiwegegleichrich- geregt.
dem auf der Leitung 14 zugeführten Datensignal. Die Der vom Detektor 36 verursachte Spannungsabfall Windungen eines Impulstransformators verbinden an den Eingangsknotenpunkten entspricht etwa dem jeweils die Kollektoranschlüsse bzw. die Basis- 15 Emitter-Basis-Spannungsabfall des Transistors bei anschlüsse der Transistoren 38 und 40 miteinander. Stromfluß während eines Eingangssignals. Wird also Eine dritte Windung dieses Transformators liefert auf der Übertragungsleitung 14 ein Signal übertragen, das Ausgangssignal des Detektors 36. Eine Gleich- so wird dadurch der Detektor 36 zum Schwingen anrichterschaltung 42 nimmt eine Zweiwegegleichrich- geregt.
tung und anschließend eine Verstärkung dieses Si- 20 Die entstehende Schwingung wird im wesentlichen
gnals vor. Danach wird das Signal einer Ausgangs- durch ein symmetrisches Rechtecksignal dargestellt,
schaltung 44 zugeführt. Diese Schaltung 44 gibt bei Es wird über die Wicklung eines Impulstransfor-
Vorhandensein eines Signals am Eingang des Emp- mators 80 der aus miteinander gekoppelten NPN-
fängers 12 einen ersten Spannungspegel ab, bei Transistoren 82 und 84 bestehenden Gleichrichter-
Nichtvorhandensein eines solchen Signals dagegen 25 schaltung 42 zugeführt. Anschließend wird das Signa!
einen anderen Spannungspegel. auf die Basis eines Transistors 86 innerhalb der Aus-
Im einzelnen ist die Datenquelle 16 auf der Sender- gangsschaltung 44 gegeben, wodurch der Transistor
seite über einen Widerstand 46, dem eine Reihen- ausgeschaltet wird und über die Ausgangsklemme 88
schaltung eines Widerstandes 48 und eines Konden- ein Ausgangssignal abgibt.
sators 50 parallel geschaltet ist, an die Basis des 30 Der Detektor 36 spricht nur auf ein Differenzsignal
NPN-Transistors 18 sowie an die Basis des NPN- zwischen den Leitungen 14-1 und 14-2 an, nicht da-Transistors
20 angeschlossen. Über einen aus einem gegen auf allgemeine Störsignale, da die Punkte 70
Widerstand 52 und einem mit einem Kondensator 56 und 72 in bezug auf Masse gleiches Potential aufüberbrückten
Widerstand 54 bestehenden Spannungs- weisen. Die einzige praktische Grenze für die Höhe
teiler, der an eine Spannungsquelle von -12VoIt 35 der Störspannung ist durch die Isolationsspannung
angeschlossen ist, werden die Basis des Transistors des Impulstransformators gegeben. Die Widerstände
18 und die Basis des Transistors 20 negativ vor- 66 und 68 sind für die Arbeitsweise der Schaltung
gespannt. Dadurch werden diese Transistoren in den nicht unbedingt notwendig. Ebenso sind Masse-Sperrzustand
versetzt. Wenn das von der Datenquelle verbindungen sowohl auf der Sender- als auch auf
16 kommende Signal beispielsweise von 0 auf 6 Volt 40 der Empfängerseite für die Arbeitsweise des Systems
ansteigt, erhalten die Transistoren 18 und 20 dadurch überflüssig. Die Widerstände 66 und 68 erfüllen jeeine
positive Vorspannung, die sie in den leitenden doch zwei wesentliche Ziele. Sie begrenzen den Wert
Zustand versetzt. Der symmetrische Sperrschwinger der sich bildenden statischen Aufladung, die unter
22 bleibt so lange im Schwingzustand, wie die von Umständen die Isolationsspannung des Transforder
Datenquelle 16 verursachte Spannungserhöhung 45 mators übersteigen könnte. Außerdem reduzieren
anhält. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel be- diese Widerstände Unsymmetrien in der Kapazität
trägt die Schwingfrequenz 4 MHz. Die Wicklung 58 der Leitungen 14-1 und 14-2 gegenüber Masse,
verbindet die Emitter der Transistoren 18 und 20 durch die sich die Arbeitsweise der Schaltung in
miteinander. Der Widerstand 46 begrenzt den von nachteiliger Weise verschieben könnte,
der Datenquelle 16 kommenden Strom. 50 Da der Detektor 36 niederohmig ausgelegt ist, wird
der Datenquelle 16 kommenden Strom. 50 Da der Detektor 36 niederohmig ausgelegt ist, wird
Jedesmal, wenn die Datenquelle 16 auf einen der Eingangsstrom dieser Schaltung sehr stark vom
hohen Signalwert übergeht, wird ein Rechtecksignal Innenwiderstand der Übertragungsleitung beeinflußt
von 4 MHz von der Primärspule 24 des Transfor- Um in dieser Hinsicht gleichmäßige Bedingungen zu
mators auf die Sekundärspule 26 übertragen, von schaffen, ist ein Lastwiderstand 39 vorgesehen, der
dem Zweiwegegleichrichter 28 gleichgerichtet und 55 zwischen den Anschlußpunkt 72 und die Emitter-
von dem Filter 34 geglättet. Dieses Filter enthält eine anschlüsse der Transistoren 38 und 40 geschaltet
Spule 60, einen Widerstand 62 und einen Konden- wird. Dieser Widerstand wird eingeschaltet, wenn
sator 64. Das Ausgangssignal des Filters 34 wird die Länge der Übertragungsleitung 1,6 km unter-
über die aus verdrillten Leitungen bestehende Über- schreitet. Beträgt die Länge dieser Leitung etwa 1,6
tragungsleitung 14 dem Empfänger 12 zugeführt. Das 60 bis 2,4 km, ist diese zusätzliche Strombegrenzung
Signal erscheint auf der Leitung 14-1 positiv gegen- überflüssig. Es ist deshalb ein Schalter 41 vorgesehen,
über der Leitung 14-2, so daß die Kollektoren der der eine optimale Ausnutzung des Systems, auch
NPN-Transistoren 38 und 40 positive Spannungen hinsichtlich der Bandbreite, gewährleistet,
erhalten. Die Schwingfrequenz des Detektors 36 beträgt in
Der als symmetrischer Sperrschwinger arbeitende 65 dem Ausführungsbeispiel etwa 10 MHz für kleine
Detektor 36 reagiert bereits auf geringe Signalstärken Ströme am Anschlußpunkt 70. Mit steigendem Strom
und benötigt daher keine andere Energieversorgung. steigt auch die Schwingfrequenz des Detektors 36 an.
Die Ruhespannung der Transistoren 38 und 40 be- Das am Transformator 80 liegende Signal ist sym-
metrisch und im wesentlichen ein Rechtecksignal. Während des Schaltstoßes treten hohe Frequenzkomponenten
auf, die scheinbar von der Schwingfrequenz unabhängig sind. Dadurch werden die sich
bei der Filterung eines zweiwegegleichgerichteten Signals ergebenden Schwierigkeiten vermindert. Ferner
sind innerhalb des Transformators keine Gleichstromanteile vorhanden, wodurch die beim Ein- bzw.
Ausschalten des Gleichstromes auftretenden Probleme nicht vorhanden sind. Wird dem Eingang der
Schaltung ein Strom zugeführt, nimmt das Ausgangssignal seine maximale Amplitude an, während bei
Wegfall des Eingangssignals die Amplitude sofort auf Null abfällt, unabhängig von dem im Augenblick
vorhandenen Schwingungszustand des Detektors 36. Deshalb spielt die Schwingfrequenz für die Funktion
der Schaltung keine wesentliche Rolle.
Mit dem als Ausführungsbeispiel gezeigten Übertragungssystem wurden Übertragungsgeschwindigkeiten
bis zu 160 Kilobits pro Sekunde erreicht. Da- ao bei wurden besonders stark gestörte, verdrillte Leitungen
über Entfernungen von 1,6 und 2,4 km benutzt. Es wurden gleichphasige Störpotentiale in der
Größenordnung von 8VSS an den Widerständen 66
und 68 gemessen, ohne daß die Arbeitsweise des Ubertragungssystems davon beeinflußt worden ist.
Der einzige die Arbeitsweise der Schaltung begrenzende Wert ist die Isolationsspannung des Transformators.
Eine in bisher bekannten Schaltungen notwendig gewesene Stromversorgung ist nicht vorhanden.
Ferner sind die Grenzspannungen der Transistoren ohne Einfluß. Schließlich ist die Anordnung
sehr niederohmig, was für die Überbrückung großer Entfernungen wünschenswert ist.
In dem angeführten Ausführungsbeispiel der Erfindung
spricht der Empfänger schon auf Eingangsströme von 2,5 mA an. Eine obere Grenze ist durch
die maximal zulässigen Ströme der verwendeten Transistortypen gegeben.
Claims (5)
1. Schaltungsanordnung zur Übertragung binärer Daten von einem Sender an einen Empfänger
über eine als Doppelleitung ausgeführte Übertragungsleitung, auf der das die Daten enthaltende
Übertragungssignal zwei diskrete Werte annimmt, dadurch gekennzeichnet, daß im Empfänger
(12) an die Übertragungsleitung (14) ein aus einem Oszillator bestehender Detektor (36)
angeschlossen ist, der ein Signal in Abhängigkeit von dem auf den Leitungen (14-1 und 14-2) auftretenden
Differenzsignal erzeugt und der nicht anspricht, wenn die Signale auf den Leitungen
(14-1 und 14-2) einander gleich sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (10) einen
in Abhängigkeit von zwei diskreten Ausgangswerten einer Datenquelle (16) getasteten Oszillator
(22) enthält und daß dem Oszillator (22) ein Zweiwegegleichrichter (28) nachgeschaltet ist,
dessen Ausgang mit der Übertragungsleitung (14) verbunden ist.
3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an
den Detektor (36) des Empfängers (12) ein Zweiwegegleichrichter (42) angeschlossen ist.
4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine dem
Zweiwegegleichrichter (42) des Empfängers (12) nachgeschaltete Ausgangsschaltung (44), an deren
Ausgangsklemme (88) zwei diskrete, die zu übertragenden Daten repräsentierende Werte abgegriffen
werden.
5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
empfängerseitige Detektor (36) als symmetrischer Sperrschwinger aufgebaut ist und direkt an den
Ausgang der Übertragungsleitung (14) angeschlossen ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709 690062 8.67 © Bundesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US410857A US3369075A (en) | 1964-11-13 | 1964-11-13 | Transmission system for direct current level binary data |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1255133B true DE1255133B (de) | 1967-11-30 |
Family
ID=23626522
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEJ29358A Pending DE1255133B (de) | 1964-11-13 | 1965-11-10 | Schaltungsanordnung zur UEbertragung binaerer Daten ueber eine Doppelleitung, auf der das UEbertragungssignal zwei diskrete Werte annimmt |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3369075A (de) |
DE (1) | DE1255133B (de) |
GB (1) | GB1106217A (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1200486A (en) * | 1967-04-18 | 1970-07-29 | Int Computers Ltd | Data transmitting apparatus |
DE2240803C3 (de) * | 1972-08-18 | 1982-08-05 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schaltungsanordnung zum Empfangen von Gleichstromzeichen |
US4649548A (en) * | 1981-03-11 | 1987-03-10 | Crane Ronald C | Local computer network transceiver |
US4995054A (en) * | 1987-07-08 | 1991-02-19 | Eckersley Gregory P | Data transmission using switched resonance |
-
1964
- 1964-11-13 US US410857A patent/US3369075A/en not_active Expired - Lifetime
-
1965
- 1965-10-08 GB GB42743/65A patent/GB1106217A/en not_active Expired
- 1965-11-10 DE DEJ29358A patent/DE1255133B/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3369075A (en) | 1968-02-13 |
GB1106217A (en) | 1968-03-13 |
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