DE1462727B2 - Schaltungsanordnung zum Anschluß von Sender und Empfänger an eine Übertragungsleitung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsan- 13 oder 14 leitend. Liegen an der Eingangsklemme Ordnung zum Anschluß von Sender und Empfänger keine Daten vor, so entspricht die Spannung an der an eine Übertragungsleitung über Sender- und Emp- Klemme 12 derjenigen für den Wert »1«.
fangsübertrager für die Übertragung digitaler Daten. Die Ausgabesteuerung von Daten auf die Klemmen

Bei der Übertragung von Daten über symmetrische 5 11 geschieht mit Hilfe einer Taktschaltung, die einen Übertragungsleitungen, ist es bekannt, daß die Über- Takttransformator 15, Dioden 16 bis 19 und Transitragungsleitungen an den Stellen, an denen Sender stören 20 und 21 umfaßt. Der Kern des Trakttransfor- und Empfänger angeschlossen sind, mit ihrem WeI- mators 15 weist eine Rechteckcharakteristik auf. Die lenwiderstand abgeschlossen sind. Bilden Sender und Schaltung ist so ausgelegt, daß der Strom immer in Empfänger eine bauliche Einheit, so bleibt im Augen- io einer der Primärwicklungen 15 α oder 15 b des Taktblick des Umschaltens von Senden auf Empfang, transformators 15 fließt. Amplitude und Phase sind oder umgekehrt, die · dem Wellenwiderstand ent- so gewählt, daß der Kern für einen der binären Werte sprechende Impedanz gegenüber der Übertragungs- in einer Richtung gesättigt ist und für den anderen leitung erhalten. "Eine solche Anordnung ist bei- binären Wert in der entgegengesetzten Richtung. Die spielsweise in dem USA.-Patent 3 204 029 dargestellt. 15 Primärwicklung wird im wesentlichen aus einer kon-Der zur Erreichung dieses Ziels bisher notwendige stanten Stromquelle gespeist, da die Gesamtimpedanz Aufwand ist jedoch·beträchtlich. der Transistoren 13 und 14 wegen der in keinem

Es ist die Aufgabe der Erfindung, diesen Aufwand Fall auftretenden vollständigen Sättigung besonders zu reduzieren. Dies wird für eine eingangs erwähnte hoch ist.

Schaltungsanordnung erfindungsgemäß dadurch ge- 20 Beispielsweise sei der Kern des Takttransformators löst, daß die Ausgänge eines von den zu übertragen- 15 in einem gesättigten Zustand, während an der den Daten gesteuerten Schalters für die Umschaltung Eingangsklemme 12 eine Signaländerung stattfindet, eines im wesentlichen konstanten Stroms mit zwei Der Treiberstrom für den Takttransformator 15 Primärwicklungen eines Takttransformators verbun- bringt den Kern in den entgegengesetzten Sättigungsden sind und daß die Sekundärwicklung des Takt- 25 zustand und erzeugt in der Sekundärwicklung 15 c transformators über eine Steuerschaltung für die Ein- eine Spannung. Diese Spannung wird auf einen Wert stellung der Sendeimpulsdauer an. die Primärwick- von etwa 3 Volt begrenzt, indem eine der Dioden 18 lung des Sendeübertragers angeschlossen ist. oder 19 leitend wird. Die Bezugsspannung für die

Einige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Dioden 18 und 19 wird vom Emitter eines Transistors Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. 30 20 gesteuert, der eine Quelle niedriger Impedanz Dabei wird eine vorteilhafte Anordnung der leitungs- darstellt. Die Basisspannung des Transistors 20 ist seitigen Wicklungen des Sende- und des Empfangs- einstellbar, damit Toleranzen innerhalb der Schaltung Übertragers sowie eine zweckmäßige relative Bemes- kompensiert werden können. Die für die Erreichung sung der Koerzitivkraft ihrer Kerne angegeben. Die der Sättigung erforderliche Zeit ist einerseits durch zweckmäßige Anordnung eines Tiefpasses auf der 35 die Eigenschaften des Kerns, andererseits durch die Empfangsseite wird genannt. Bezugsspannung am Emitter des Transistors 20 beim folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der er- stimmt. Ein an den als Emitterfolger arbeitenden findungsgemäßen Anordnung mit Hilfe der beigefüg- Transistor 20 angeschlossener Kollektorwiderstand 22 ten Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt dient dem Schutz des Transistors 20. Wird der Kern das Blockschaltbild des erläuterten Ausführungsbei- 40 des Transformators 15 umgepolt, läßt die an der spiels der erfindungsgemäßen Anordnung. Sekundärwicklung 15 c entstehende Spannung einen

^: Gemäß der Zeichnung sind an die Sekundärwick- Transistor 21 in den leitenden Zustand übergehen^ Iungen 10 α und 10 b eines Sende-Übertragers 10 Nach Verstreichen einer Millisekunde wird der Tran-Klemmen 11 zum Anschluß anleine symmetrische sistor21 wieder in den nichtleitenden Zustand ge-Übertragungsleitung angeschlossen. Der Wicklungs- 45 führt. Diese Zeitspanne wird, gegenüber Temperatursinn der Sekundärwicklungen ist so gewählt, daß ein Schwankungen konstant gehalten, da sich Spannungssymmetrisches Signal auf der Übertragungsleitung Schwankungen durch die Anordnung der Dioden 18 entsteht. Das andere Ende der Übertragungsleitung und 19 sowie des Transistors 20 gegenseitig kompenmuß mit einem Widerstand abgeschlossen sein, so sieren. Zur Kompensation von eventuell auftretenden daß ein Schleifenwiderstand von etwa 2 000 Ohm ent- 50 Änderungen in der Fluß- und Temperaturcharaksteht. Das Signal auf der Leitung sollte etwa 16 Volt teristik des Kerns des Transformators 15 kann der haben, so daß ein Strom von etwa 8 mA entsteht. Kollektorwiderstand 22 als Thermistor ausgebildet

An den Klemmen 11 entsteht immer dann ein sein.

Spannungsimpuls, wenn eine Spannungsänderung Wenn der Transistor 21 auf Grund eines Spanstattfindet, d. h. wenn die über die Eingangsklemme 55 nungswechsels an der Eingangsklemme 12 leitend 12 von einer Datenquelle kommenden Daten von geworden ist, treten an der gesamten Primärwicklung einem Gleichspannungspegel »1« auf einen zweiten 10 c des Sendeübertragers 10 etwa 24VoIt auf. An Gleichspannungspegel »0« springen oder umgekehrt. die beiden Anschlüsse der Primärwicklung 10 c sind Dabei ist die Polarität des durch den ersten Wechsel Dioden 23 und 24 angeschlossen, damit die Tranerzeugten Impulses der Polarität des durch den zwei- 60 sistoren 13 und 14 unter keinen Umständen leitend ten Wechsel erzeugten Impulses entgegengesetzt. Die werden.

Impulsbreite der entstehenden Spannungsimpulse Der aus den Transistoren 13 und 14 bestehende

beträgt etwa eine Millisekunde. Die an den Eingang Schalter wird im Eintakt betrieben, weswegen der angeschlossenen Transistoren 13 und 14, die als Kollektorstrom zu dem Transistor 14 immer größer Stromschalter arbeiten, bilden die auf die Primär- 65 ist als derjenige für den Transistor 13. Wenn der wicklung 10 c des Übertragers 10 geführten Span- Transistor 14 leitend ist, fließt der Strom über einen nungsimpulse. Durch die der Eingangsklemme 12 zu- Widerstand 25 und eine Diode 26, damit der Ladegeführten Daten wird jeweils einer der Transistoren strom für beide binäre Werte optimal ist.

Claims (4)

1. 3 4

   Der Kern des Sendeübertragers 10 weist ebenfalls auftretende Strom könnte eine Flußumkehr innereine Rechteckcharakteristik auf. Die Taktschaltung halb des Übertragers 10 bewirken. Schon ein Teil muß jeweils dafür sorgen, daß ein Sendeimpuls abge- des über den Widerstand 27 zur Verfügung stehenden schlossen wird durch Umschalten des Transistors 21 Stromes könnte den Kern des Übertragers 10 in den in den nichtleitenden Zustand, bevor der Sendeüber- 5 Sättigungszustand überführen. Kurz vor dem Umtrager 10 vollständig in den Sättigungszustand über- schaltaugenblick wird eine Spannung entsprechender gegangen ist. Wenn der Sendeübertrager 10 die Sätti- Polarität erzeugt, die die Diode 23 zu einem Widergung erreicht, während der Transistor 21 noch leitend stand werden läßt. Durch eine ähnliche Spannung ist, erzwingt die Kapazität der Übertragungsleitung wird der Strom durch die Diode 24 ebenfalls" redueine Stromumkehr auf der Leitung. Da der Übertrager io ziert. Würden die Diode 23 leitend und die Diode 24 10 in seinem Sättigungszustand nur eine geringe Im- nichtleitend sein, würden für die Magnetisierung des pedanz aufweist, kann der Wert des umgekehrten Kerns etwa 25 Milliamperewindungen zur Verfugung Stroms Fehlentscheidungen auf der Empfängerseite stehen. Dieser Wert liegt wesentlich über dem Entbewirken. Wenn dagegen der Transistor 21 zu diesem magnetisierungsstrom. Die kleine Spannungsänderung Zeitpunkt ausgeschaltet ist und der Übertrager 10 15 genügt, den auf den Kern wirkenden Magnetisierungsnicht die Sättigung erreicht hat, kann der in umge- strom etwa auf den Wert Null zu bringen und etwa kehrter Richtung fließende Strom nicht den Magneti- 2% eines gesendeten Signals an der im Empfangszusierungsstrom überschreiten, der im Ausführungsbei- stand befindlichen Ubertragungseinheit abfallen zu spiel geringer ist als die Ansprechschwelle im Emp- lassen.

   fänger. 20 In gleicher Weise wie die Sekundärwicklungen Aus noch zu erläuternden Gründen ist es erfor- " 10 a und 106 des Sendeübertragers 10 sind an die derlich, den Übertrager 10 nach der Übertragung symmetrische Übertragungsleitung Sekundärwickluneines Impulses in den Sättigungszustand zu über- gen 30 a und 30 ft eines Empfangsübertragers 30 anführen. Der an der Primärwicklung 10 c auftretende geschlossen. Der Kern des Empfangsübertragers 30 Reflexionswiderstand der Übertragungsleitung bildet 25 weist eine Rechteckcharakteristik auf. Zur Sättigung zusammen mit dem Widerstand 27 einen Spannungs- des Kerns sind auf der Übertragungsleitung etwa teiler, der die Spannung auf der Übertragungsleitung 6 mA erforderlich, also weniger als der Sendestrom, zwischen Impulsende und Erreichen der Sättigung auf Ein aus Widerständen 31 und 32 sowie dem Kondenetwa 4 Volt begrenzt. Bei dieser niedrigen Spannung sator 33 bestehendes Tiefpaßfilter ist an die Primärist der von der Übertragungsleitung kommende Ge- 30 wicklung 30 c des Empfangsübertragers 30 angegenstrom während der Sättigung mit Sicherheit unter- schlossen. Die Grenzfrequenz des Filters ist so gehalb der Ansprechschwelle des Empfängers. wählt, daß der Hauptanteil der übertragenden Im-Die Impulslänge des Sendeimpulses ist umgekehrt pulse durchgelassen wird, Störimpulse und Rauschproportional der positiven Versorgungsspannungs- pegel aber weitgehend eliminiert werden. Die Umamplitude. Dafür sorgt ein an die Basis des Tran- 35 schaltspannung an den Sekundärwicklungen 30 α und sistors 20 angeschlossener Spannungsteiler 28. Auf 30 b beträgt etwa 0,5 Volt bei einer Signalspannung diese Weise wird der die Impulsabgabe bewirkende von 16 Volt, so daß die Verluste in den Empfängerelektrische Fluß im Sendeübertrager 10 unabhängig schaltungen nur gering sind. Bedingt durch den Einvon der Versorgungsspannung. Unter diesen Umstän- fluß des Tiefpaßfilters sowie der Koerzitivkraft des den ist es leichter, das Erreichen der Sättigung des 40 Kerns muß ein Rauschsignal etwa 3 Milliampere im Transformators 10 vor dem Ende eines Sendeimpul- Frequenzoptimum aufweisen, um eine fehlerhafte ses festzulegen. Entscheidung im Empfänger zu bewirken.

   In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung können Die in der Schaltung vorgesehenen Transistoren 34 bis zu 5 Übertragungseinheiten an die Übertragungs- und 35 bilden eine Verriegelungsschaltung. Ferner ist leitung angeschlossen sein. Wenn eine Übertragungs- 45 ein Transistor 36 als Inverter vorgesehen, der vom einrichtung sendet, dürfen die anderen für die auf der Kollektorsignal des Transistors 34 gespeist wird und Übertragungsleitung befindlichen Daten keine wesent- dessen Kollektor mit der Ausgangsklemme für die liehe Impedanz darstellen. Wenn daher eine der Über- empfangenen Daten 37 verbunden ist. Ein aus Widertragungseinheiten auf Empfang geschaltet ist, befin- ständen 38 und 39 bestehender Spannungsteiler verdet sich der Ausgang des zugehörigen Sendeteils im 5° sorgt die Primärwicklung 30 c mit einer Vorspan- »1«-Zustand. Wenn die Übertragungseinheit eine nung, die eine bessere Umschaltung der aus den Tran-Sendung beendet hat und anschließend in den »1«- sistoren34 und 35 bestehenden Verriegelungsschal-Zustand übergeht, wird ihr erfindungsgemäß für die- tung ermöglicht.

   sen Übergang genügend Zeit gelassen, in der der durch Schließlich ist ein mit der Spannungsquelle verbunden Widerstand 27 fließende Strom den Übertrager 55 denes Relais 40 vorgesehen, dessen Kontakt 40 a nor-10 in den Sättigungszustand überführt, bevor eine malerweise geschlossen ist. Ist jedoch die Ubertraandere Übertragungseinheit mit der Sendung von gungseinrichtung abgeschaltet, wird der Kontakt geDaten beginnt. öffnet und dadurch die Primärwicklung 10 c des Wenn eine Übertragungseinheit auf Empfang steht Übertragers 10 unwirksam gemacht. Auf diese Weise nud damit einen »1 «-Zustand angenommen hat, wird 60 können andere an die Übertragungsleitung angeein von einer anderen Übertragungseinheit gesendetes schlossene Einheiten Daten übertragen, selbst wenn »0«-Signal lediglich für ein Ansteigen des absoluten einzelne Einheiten abgeschaltet sind. Wertes der normalen Amperewindungszähl des Transformators 10 sorgen, jedoch keinen signafikanten Patentansprüche: Spannungsabfall verursachen. Wird von einer anderen 65

   Übertragungseinheit ein »1 «-Signal gesendet, sind die 1. Schaltungsanordnung zum Anschluß von

   Verhältnisse komplizierter. Der in den Sekundär- Sender und Empfänger an eine Übertragungslei-

   windungenlOa und 10 b des Sendeübertragers 10 tung über Sende- und Empfangsübertrager für

   die Übertragung digitaler Daten, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge eines von den zu übertragenden Daten gesteuerten Schalters (13, 14) für die Umschaltung eines im wesentlichen konstanten Stroms mit zwei Primärwicklungen (15 a, 15 b) eines Takttransformators (15) verbunden sind und daß die Sekundärwicklung (15 c) des Takttransformators über eine Steuerschaltung (16 bis 21) für die Einstellung der Sendeimpulsdauer an die Primärwicklung (10 c) des Sendeübertragers (10) angeschlossen ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern des Takttransformators eine im wesentlichen rechteckige Magnetisierungskurve aufweist und daß Sättigungszustände entgegengesetzter Polarität verschiedenen zu übertragenden Informationswerten entsprechen.
3. 3. Schaltungsanordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe oder parallel zu der/den leitungsseitigen Sekundärwicklung(en) (10 a, 10 b) des Sendeübertragers (10) die leitungsseitige(n) Sekundärwicklungen) (30 a, 30 b) des Empfangsübertragers (30) in übertragungstechnisch äquivalenter Anordnung an die Übertragungsleitung angeschlossen ist/sind und daß der Kern des Empfangsübertragers (30) eine geringere Koerzitivkraft als der des Sendeübertragers (10) aufweist.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Empfangsübertrager (30) und der Ausgangsklemme (37) ein Tiefpaßfilter (31, 32, 33) angeordnet ist, dessen Durchlaßbereich so gewählt ist, daß der Hauptinformationsanteil der empfangenen Datenimpulse durchgelassen, diesen gegenüber aber höherfrequente Stör- oder Rausc'himpulse weitgehend gedämpft werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen