DE1913456A1

DE1913456A1 - Circuit arrangement for generating the transmission voltage for a direct current telegraphy system with low transmission voltage

Info

Publication number: DE1913456A1
Application number: DE19691913456
Authority: DE
Inventors: Blauert Dipl-Ing Hans; Friedrich Kreuzer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-03-17
Filing date: 1969-03-17
Publication date: 1970-09-24

Description

Schaltungsanordnung zur Erzeugung dr Sende spannung für ein Gleichstrom-Telegrafiesysten mit niedriger Sendespannung Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung der Sende spannung für ein Gleichstrom-TelegraCicsystem mit niedriger Sende spannung für die Datenübertragung über galvanisch durchgeschaltete 4-Draht-Verbindungen aus einer nicht konstanten, erdbezogenen, unsymmetrischen Batteriespannung, die aus zwei Spannungshälften besteht, deren gemeinsamer Verbindungspunkt geerdet ist.Circuit arrangement for generating dr transmission voltage for a direct current telegraph system with low transmission voltage The invention relates to a circuit arrangement to generate the transmission voltage for a direct current TelegraCicsystem with lower Sending voltage for data transmission via galvanically connected 4-wire connections from a non-constant, earth-related, asymmetrical battery voltage that consists of two voltage halves whose common connection point is earthed.

Es ist in der Fernschreibtechnik bekannt, die einzelnen Telegrafierschritte in Form von Gleichstrominpulsen über den Scitungsweg zu übertragen. Dabei tritt infolge der zvlischen den einzelnen Adern eines Kabels vorhandenen kapazitiven und induktiven Verkopplungen eine Nebensprechstörung, insbesondere in den der Telegrafieleitung unmit-telbar benachbarten Adern, auf.It is known in teletype technology, the individual telegraphing steps to be transmitted in the form of direct current pulses via the Scitungsweg. It occurs as a result of the capacitive and existing capacities of the individual wires in a cable inductive couplings cause crosstalk interference, especially in the telegraph line directly adjacent veins.

Diese Störspannungen sind der Sendespannung proportional und werden zuden mit wachsender Schrittgeschwindigkeit größer, weil die Nebensprechdämpfung mit steigender Frequenz abnimmt und auwerden das Frequenzspektrum der Gleichstromsignale sich immer mehr in den Bereich der Sprachübertragung verlagert.These interference voltages are and are proportional to the transmission voltage increase with increasing walking speed, because the crosstalk attenuation the frequency spectrum of the direct current signals decreases with increasing frequency is shifting more and more into the field of voice transmission.

Um nun die Nebensprechstörung einzuschränken, ist es bekannt, die am Leitungsanfang wirksame Telegrafie-Sendespannung durch Einschalten einer Leitungsergänzugswiderstandes so weit herunterzusetzen, daß die Nebensprechtörung unterhalb der festgesetzten Grenzen bleibt. Dic Telegrafie-Sendespannung am leitungsanfang kann aber auf diese Weise nicht beliebig weit heruntergesetzt werden, da gleichzeitig mit den Vergrößern des Leitungsergänzungswiderstandes die Verzerrung der einzelnen Telegrafierschritte steigt. Dic sich aus der Leitungskapazität und dem ohmschen Widerstandswert des Leitungsweges einschließlich des Leitungsergänzungswiderstandes und der beiders-eitigen Abschlußwiderstände ergebende Zeitkonstante des Leitungsweges führt nämlich zu einer Verformung der ursprünglich rechteckigen Telegrafierschritte. Mit zunehmender Größe des Leitungsergänzungswiderstandes nimmt die Zeitkonstante T = C x R des Telegrafierkreises zu, so daß schließlich während eines Einzel-Telegrafierschrittes der eingeschwungene Zustand, d. h. der Dauerstromwert, nicht mehr erreicht wird. Vorausgesetzt, daß die Empfangseinrichtung eine genügend niedrige Ansprechschwelle besitzt, kommt es dabei zu einer gegenläufigen zeitlichen Verschiebung des Ansprech- und Abfallzeitpunktes bei Einzelsehritten, wodurch die tatsächliche Schrittlänge der von der Empfangseinrichtung abgegebenen Telegrafierschritte gegenüber der Sollschrittlänge vermindert wird. Dies wird allgemein Telegrafie-Einschwlngverzerrung genannt. Wegen der Nebensprechstörung und aus den genannten Verzerrungsgründen war bisher bei Verwendung einer normalen Telegrafierstromquelle von z 3. + 60 V eine Gleichstromtelegrafic mit Geschwindigkeiten von mehr als 200 Bd grundsätzlich nicht möglich.In order to limit the crosstalk interference, it is known that the Telegraphy transmission voltage effective at the beginning of the line by switching on a line resistance to reduce the level of crosstalk interference below that stipulated Limits remain. However, the telegraphic transmission voltage at the beginning of the line can be used in this way cannot be reduced arbitrarily, since the enlargement of the Line completion resistance the distortion of the individual telegraphing steps increases. Dic from the line capacitance and the ohmic resistance of the Line path including the line completion resistance and the two-sided Termination resistances resulting time constant of the conduction path namely leads to a Deformation of the originally rectangular telegraph steps. With increasing size of the line completion resistance takes the time constant T = C x R of the telegraph circuit to, so that finally during a single telegraphing step the settled Condition, d. H. the continuous current value is no longer reached. Provided that the receiving device has a sufficiently low response threshold, it comes at the same time, the response and drop times are shifted in the opposite direction in the case of single stepping, thereby determining the actual stride length of the receiving device telegraphing steps delivered is reduced compared to the target step length. This is commonly called telegraphic surge distortion. Because of the crosstalk interference and for the above-mentioned reasons of distortion was previously when using a normal Telegraph power source of z 3. + 60 V a direct current telegraph at speeds of more than 200 Bd is generally not possible.

Es ist bereits eine Schaltungsanordnung (DBP 1 251 798) bekannt, die die oben beschriebenen Nachteile beseitigt, und zviar dadurch, daß zur Herabsetzung der Zeitkonstante der Leitungen auf die Anwendung von Leitungsergänzungswiderstanden verzichtet wird und die Sende- bzw. Empfangseinrichtungen aus je einem Sender bzw. Empfänger aufgebaut- sind, deren Innenwiderstand jeweils in etwa im selben Verhältnis wie die Telegrafiergeschwindigkeit zur Grundtelegrafiergeschwindigkeit gesteigert wird, gegenüber dem Leitungseingangs- bzw. Leitungsausgangswiderstand herabgesetzt ist Diese bekannte Schaltungsanerdnung erlaubt eine verzerrungsarme Übertragung mit Schrittgeschwindigkeiten über 2000 Bd über Anschlußleitungen normaler Länge bei niedriger Sendespannung (etwa # 0,3 V). Dabei ist jedoch Voraussetzung, daß der Senderausgang und der Empfängereingang erdfrei und symmetrisch aufgebaut sind. Diese 3edingung erfordert aber auch eine galvanische Trennung des Senders von der Ausgangsleitung. Die Spannulagsversorgung für die Erzeugung der niedrigen Sendespannung muß ebenfalls erdfrei sein.A circuit arrangement (DBP 1 251 798) is already known which eliminates the disadvantages described above, and zviar in that to reduce the time constant of the lines on the application of line completion resistances is dispensed with and the transmitting and receiving devices each consist of a transmitter or Receivers are constructed, their internal resistance in each case in approximately the same ratio how the telegraph speed increased to the basic telegraph speed will, is reduced compared to the line input or line output resistance This known circuit grounding allows low-distortion transmission with Walking speeds over 2000 Bd on connecting cables of normal length lower transmission voltage (about # 0.3V). However, it is a prerequisite that the The transmitter output and the receiver input are floating and symmetrical. These However, the 3condition also requires a galvanic separation of the transmitter from the output line. The voltage supply for generating the low transmission voltage must also be floating.

Da jedoch vielfach die für die Telegrafieübertragung benutzte Telegrafenbatterie vorhanden ist, wäre es wünschenswert, eine Sendeschaltung zu entwickeln, die aus der vorhandenen Telegrafenbatterie die niedrige Sendespannung- ableitet.However, there is often the telegraph battery used for telegraphic transmission is in place, it would be desirable to develop a transmission circuit that consists of the existing telegraph battery discharges the low transmission voltage.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung der niedrigen Sendespannung aufzuzeigen, die aus einer vorhandenen hohen 3atteriespannung die niedrige Sendespannuno erzeugt. Dabei kann die Batteriespannung erdbezogen und unsymmetrisch schwankend sein Der Innenwiderstand der niedrigen Sendespannung muß sehr niedrig sein9 und das Gleichstrom-Telegrafiesystem darf hinsichtlich Nebengeräuschspannungen und Störsignal nicht schlechter liegen als das bekannte System.The object of the invention is to provide a circuit arrangement for generating to show the low transmission voltage from an existing high battery voltage the low transmission voltage generated. The battery voltage can be grounded and fluctuating asymmetrically. The internal resistance of the low transmission voltage must be very low9 and the DC telegraph system is allowed to operate in terms of background noise voltages and interference signal are no worse than the known system.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die zu übertragenden binären Datensignale an einem bekannten elektronischen Telegrafiesignalübertrager anliegen, der abhängig vom Datensignal abwechselnd den einen Teil der Butteriespannung und den anderen Teil der Batteriespannung an den einen Punkt einer Diodenbrücke durchschaltet, daß der gegenüberliegende Punkt der Diodenbrücke geerdet ist, daß im Querzweig der Diodenbrücke eine Zenerdiode angeordnet ist, daß die durch die Diodenbrücke begrenzte Spannung an einem Spannungsteiler-Symmetrierglied anliegt, dessen Mitte geerdet ist und daß symmetrisch zum geerdeten Punkt die beiden Sendespannungen entstehen und in jede der beiden Leitungen eine Wicklung einer hochinduktiven Drossei eingeschaltet ist.The solution to this problem is that the to be transferred binary data signals to a known electronic telegraph signal transmitter which, depending on the data signal, alternates one part of the buttery tension and the other part of the battery voltage to one point of a diode bridge switches through, that the opposite point of the diode bridge is grounded, that in the shunt of the diode bridge a Zener diode is arranged that the through the Diode bridge limited voltage is applied to a voltage divider balun, whose center is grounded and that symmetrical to the grounded Point the two transmission voltages arise and a winding in each of the two lines a highly inductive choke is switched on.

Die 5 chaltungsanordnung bietet einen niederohmigen, erdsymmetrischen Ausgangswiderstand. Durch die Diodenbrückenschaltung mit der Zenerdiode wird die hohe Betriebsspannung stabilisiert, symmetriert und begrenzt. Der nachgeschaltete Spannungsteiler setzt die Spannung auf die Sendespannung herab und bewirkt eine weitere Symmetrierung der Sendesparnrnng und eine Verminderung des Einflusses von Störspannungen. Mit der hochinduktiven Symmetrierdrossel wird die so erzeugte konstante9 symmetrische Telegrafie-Sendespannung wechselstrommäßig erdsymmetriert.The 5 circuit arrangement offers a low-resistance, balanced-to-earth Output resistance. Through the diode bridge circuit with the Zener diode, the high operating voltage stabilized, balanced and limited. The downstream Voltage divider reduces the voltage to the transmission voltage and causes a further balancing of the transmission parrnng and a reduction in the influence of Interference voltages. With the highly inductive balancing choke, the constant 9 Symmetrical telegraphy transmission voltage balanced to earth with alternating current.

Von den Nachbarleitungen stammende induktiv oder kapazitiv eingekoppelte Hochpegelstörimpulse sind unwirksam und konnen-die Senderausgangspannung nicht beeinflussen, so daß eine Störfreiheit wie bei völlig erdfreien Sender entsteht Dsr elektronische Telegrafiesignalübertrager kann einfacher ausgeführt werden, da eine galvanische Trennung nicht mehr erforderlich ist.Inductively or capacitively coupled in from the neighboring lines High level interference pulses are ineffective and cannot affect the transmitter output voltage. so that a freedom from interference as with completely floating transmitters arises Dsr electronic Telegraphy signal transmitter can be carried out more simply because a galvanic Separation is no longer required.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.Details of the invention are based on an exemplary embodiment explained.

Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung Am Eingang E liegen die binären Datensignale an und steucrn den elektronischen Telegrafiesignalübertrager ETS, der an seinem Ausgang den binären Zustand entsprechend die zugehörige Gleichspannung abgibt. So wird an dem Punkt A für den einen binlren Zustand der positive Pol der Telegrafenbatteriespannung +TB durchgeschaltet, während für den anderen binären Zustand der negative Pol der Telegrafenbatteriespannung -TB durchgeschaltet wird. Die Batteriespannung hat beispielsltreise den in der Gleichstromtelegrafietechnik bekannten Wert von + 60 V. Diese Spannung entsteht am Punkt A. Vom Punkt A gegen Erde liegt die Serienschaltung eines Widerstandes Rl und einer Diodenbrücke mit den Dioden Di, D2, D3 und D4. Im Diagonalzweig der Brücke liegt die Zenerdiode Z1. An der Zenerdiode entsteht beispielsweise eine Spannung von + 20 V. Damit wird bereits eine Stabilisierung, Symmetrierung und Begrenzung der hohen Datteriespannung erreicht. Die begrenzte Spannung liegt dann am Spannungsteiler, der aus den ohmschen Widerständen R2, R3, R4 und R5 besteht. Dabei wird in beiden Leitungen eine völlige Symmetrie erreicht, da die Werte der Widerstände R2 und R5 sowie die Wert-e der Widerstände R3 und R4 völlig gleich sind. Durch die -Wahl der Widerstände entsteht der für die Sendespannung erforderliche Wert. Die litte des Spannungsteilers liegt ebenfalls an Erde. Diese Spannungsteilerwiderstände bewirken eine weitere Begrenzung und Symmetrierung der Spannung. An den beiden Widerständen R3 und R4 entsteht die Sendespannung, die kleiner als + 1 V ist und mit Rücksicht auf die Telegrafiergeschwindigkeit und im Hinblick auf die zulässige Nebengeräuschspannung gewählt wird. Die völlige Symmetrie bezüglich der Leitungen a und b ist deshalb erforderlich, damit die an den Widerständen zusätzlich zur Senderausgangsspannung entstehenden großen Störspannungen sich gegenseitig aufheben, so daß ein dem Telegrafierstrom sich überlagernder Strom nicht wirksam wird. So gelangen beispielsweise von einer benachbarten Telegrafenleitung, die mit einer geerdeten Telegrafenbatterie (z. 3. + 60 V) getastet wird, über die Leitungskopplungskapazitäten Umladeströme mit Spitzenwerten über 100 mA in die a- und b-Ader des Übertragungssystems. Diese Ströme nehmen hauptsächlich ihren Weg über die Erdkapazität der a- und b-Ader zur Erde, zum Teil aber auch über die Spannungsteilerwiderstände. Dabei fließen Teilströnie über die Längswiderstände, den niedrigen Innenwiderstand und über die Telegrafenbatterie TB zur Erde. An die beiden Widerstände R3 und R4 ist in jeder abgehenden Leitung a und b eine Wicklung Wi und 'Jt2 einer hochinduktiven Symmetrierdrossel Dr eingeschaltet. Diese Symmetrierdrosscl bewirkt, daß die erzeugte konstante und symmetrische Sendespannung wechselstrommäßig erdsymmetrisch ist. Durch das Zusammenwirken der Symmetrierdrossel und des a-b-symmetrischen Spannungsteilers sind die Vora.ussetzungen dafür getroffen, daß die verzerrungsverursachenden Störströme auch bei hohen Werten der Störspannullgen sich sehr gering auswirken. Die Symmetrierdrossel Dr, die für die Telegrafierströme, welche in der a- und b-Ader verschiedene Richtung haben, keine Induktivität darstellt, hat jedoch für die kapazitiven und induktiven Störströme, die in der a- und b-Ader gleiche Richtung besitzen, ihre volle Induktivität und dämpft infolgedessen diese stark. Außerdem werden durch die Symmetrierdrossel die Symmetrierforderungen an die Spannungsteilerwiderstände auf ein leicht realisierbares Maß herabgesetzt. Die Symmetrierdrossel ist auch für die Einhaltung der Geräuschspannungsforderungen auf einer unmittelbar benachbarten Sernsprechleitung von Bedeutung. Ohne Symmetrierdrossel würde beispielsweise die am Spannungsteilerwiderstand R3 auftretende Senderausgangsspannung von der a-Ader aus gegen Erde voll über die Nebensprechkoplung auf die benachbarte Fernsprechleitung einwirken. Die Symmetrierdrossel, die nur für Ströme gleicher Amplitude und gleicher Phase, aber entgegengesetzter Richtung auf der a- und b-Ader - und das sind nur die Telegrafierströme -keine Induktivität hat, läßt Nebensprechströme, die nur von der a-Ader bzw. b-Ader ausgehen, nicht zu.The figure shows an embodiment of the invention at the E input the binary data signals are present and control the electronic telegraph signal transmitter ETS, which has the binary state at its output corresponding to the associated DC voltage gives away. So at point A for the one binary state the positive pole becomes the Telegraph battery voltage + TB switched through while binary for the other State the negative pole of the telegraph battery voltage -TB is switched through. The battery voltage has, for example, the same as in direct current telegraph technology known value of + 60 V. This voltage arises at point A. From point A towards Earth lies the series connection of a resistor Rl and a diode bridge with the diodes Di, D2, D3 and D4. The Zener diode is located in the diagonal branch of the bridge Z1. For example, a voltage of + 20 V is generated at the Zener diode already a stabilization, balancing and limitation of the high data voltage achieved. The limited voltage is then on the voltage divider, which consists of the ohmic Resistors R2, R3, R4 and R5 consists. There is a complete in both lines Symmetry is achieved because the values of the resistors R2 and R5 as well as the value-e of the Resistors R3 and R4 are exactly the same. The choice of the resistors arises the value required for the transmission voltage. The middle of the voltage divider is also on earth. These voltage divider resistors cause a further limitation and balancing the voltage. The occurs at the two resistors R3 and R4 Transmission voltage that is less than + 1 V and taking the telegraph speed into account and is chosen with a view to the permissible background noise voltage. The complete one Symmetry with respect to lines a and b is therefore necessary so that the an the resistors in addition to the transmitter output voltage resulting in large interference voltages cancel each other out, so that a stream superimposed on the telegraph stream does not take effect. For example, from a neighboring telegraph line, which is keyed with a grounded telegraph battery (e.g. 3. + 60 V) via the Line coupling capacities recharge currents with peak values above 100 mA in the a- and b-core of the transmission system. These currents mainly go their way via the earth capacitance of the tip and ring wires to earth, but also partly via the voltage divider resistors. Partial currents flow over the series resistance, the low internal resistance and via the telegraph battery TB to earth. To the two resistors R3 and R4 there is a winding Wi and 'Jt2 of a highly inductive one in each outgoing line a and b Balancing throttle Dr switched on. This Symmetrierdrosscl causes the generated constant and symmetrical transmission voltage is balanced to earth in terms of alternating current. By working together the balancing reactor and the a-b-symmetrical voltage divider are the prerequisites taken to ensure that the distortion-causing interference currents even at high values the interference voltages have very little effect. The balancing choke Dr, which is used for the telegraph currents, which have different directions in the tip and ring, does not represent an inductance, but has for the capacitive and inductive interference currents, which have the same direction in the tip and ring, their full inductance and as a result, it strongly dampens them. In addition, the balancing throttle the Balancing requirements for the voltage divider resistors on an easily realizable Dimension reduced. The balancing throttle is also responsible for compliance with the noise voltage requirements important on an immediately adjacent telephone line. Without balancing throttle For example, the transmitter output voltage occurring at the voltage divider resistor R3 would be from the a-wire to full earth via the crosstalk coupling to the neighboring one Acting telephone line. The balancing reactor, which is only used for currents equal Amplitude and phase, but opposite direction on the tip and ring - and these are only the telegraph currents - has no inductance, allows crosstalk currents, which only originate from the a-wire or b-wire, not to.

Wegen dieser Wirkung der Symmetrierdrossel können also nur Geräuschspannungen auftreten, nie sie auch bei erdfreier und erdkapazitätsanmer Sendesparnrnng und der tatsächlichen a-b-Nebeiisprechkopplung entsprechend entstehen. Somit werden mit der beschriebenen Anordnung dieselben Ergebnisse wie beim Einsatz der im Stand der Technik zitierten Schaltungsanordnungen erzielt.Because of this effect of the balancing throttle, only noise voltages can They never occur even with ungrounded and low-earth capacity transmission savings and arise in accordance with the actual a-b foggy coupling. Thus become with the described arrangement the same results as when using the in the state the technology cited circuit arrangements achieved.

Eine Vereinfachung der beschriebenen, in der Figur dargestellten Schaltungsanordnung ist möglich, wenn die Spannung der vorhandenen Telegrafenbatterie nicht zu große Schwankungen zeigt.A simplification of the described, shown in the figure Circuit arrangement is possible if the voltage of the existing telegraph battery is not too high Shows fluctuations.

Unter diesen Umständen kann die Diodenbrückenschaltung mit den Dioden D1, D2, D3, D4 und der Zenerdiode Z1 sowie der Widerstand R1 wegfall-en. Die erfindungsgen-äße Wirkung bleibt aber erhalten, so daß keine zusätzlichen Nachteile auftreten.Under these circumstances, the diode bridge circuit with the diodes D1, D2, D3, D4 and the Zener diode Z1 as well as the resistor R1 are omitted. The inventive gene The effect is retained, however, so that no additional disadvantages occur.

3 Patentansprüche 1 Figur3 claims 1 figure

Claims

Claims 1. Circuit arrangement for generating the transmission voltage for a DC telegraph system with low transmission voltage for data transmission via galvanically connected t-Braht connections from a non-constant, Earth-related, asymmetrical battery voltage, which consists of two voltage halves, whose common connection point is earthed, d a u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the binary data signals to be transmitted are sent to a known electronic Telegraphy signal transmitter are present, which alternates depending on the data signals one part of the battery voltage (+ TB) and the other part of the battery voltage (-UB) connects to one point of a diode bridge that the opposite one Point of the diode bridge is grounded that in the shunt of the diode bridge a Zener diode it is arranged that the voltage limited by the diode bridge is applied to a voltage divider balun is present, the center of which is earthed, and that the two are symmetrical to the earthed point Transmitting voltages arise and each of the two lines (a, b) has a winding (W1, W2) a highly inductive choke (Dr) is switched on.

2. Circuit arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n It should be noted that the diode bridge is in series with a resistor on the electronic Telegraphy signal transmitter is connected that the voltage divider balun is made up of series resistors (R2, R5) and transverse resistors (R3, R4), where the opposing resistances have the same resistance values, and that at the cross resistors symmetrically to their earthed connection point the broadcast spam occurs.

3. Circuit arrangement according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that when there is a change in the transmission voltage, the resistance values of the voltage divider balun can be changed so that the resistance values the opposite transverse and longitudinal resistances are equal.

L e r s e i t e