DE19742430A1

DE19742430A1 - Data transmission system

Info

Publication number: DE19742430A1
Application number: DE1997142430
Authority: DE
Inventors: Gerd Dipl Phys Hein
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1997-09-25
Publication date: 1999-04-08
Also published as: WO1999016219A2; WO1999016219A3

Abstract

The invention relates to a data transfer system for transmitting a digital control signal (SSt) or the feedback signal (SRSt) thereof. According to the invention, said data transfer signal comprises a transmitter device (2) with a constant power source (16) and a first current switch (18), a transmission channel (4) with a maximum of four lines (8, 10, 12, 52) and a receiver device (6) with a control signal decoupling device (30). The first current switch (18) is connected to a first output of the constant power source (16) on the input side and to a forward line (8, 10) on the output side, on whose signal input (24) a control signal is located, wherein the control signal decoupling device (30) is connected to both forward lines (8, 10) on the input side and to a return line (12) on the output side, on whose signal output (38) the transmitted control signal (SSt) is located and wherein the return line (12) is connected to a ground terminal (GND<+>) of the transmitter device (2). The data of the control signal (SSt) is thus transmitted using a single current loop in a three or four line connection with no coupled grounding line. Said data transfer system displays higher interference immunity in a wider temperature range owing to the permanent flow of constant current in the current loop.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Datenübertragungssystem zur Übertragung eines digitalen Signals bzw. eines Signals und dessen Rückmeldesignals mittels einer Stromschleife.The invention relates to a data transmission system for the transmission of a digital signal or a signal and its feedback signals by means of a current loop.

In der Antriebstechnik werden beispielsweise Steuersignale potentialgetrennt von einer Steuer- und Regeleinrichtung auf Erdpotential zu Ansteuereinrichtungen von Stromrichterventi len auf Hochspannungspotential übertragen. Von diesen Ansteu ereinrichtungen werden Rückmeldesignale wieder zur Steuer- und Regeleinrichtung zurück übertragen. Um diese Signale über weite Strecken übertragen zu können, benötigt man ein Daten übertragungssystem, daß eine Sendeeinrichtung, einen Übertra gungskanal und eine Empfängereinrichtung pro Übertragungs richtung aufweist.Control signals are used, for example, in drive technology isolated from a control and regulating device Earth potential to control devices of converter valves len transferred to high voltage potential. From this control establish feedback signals again for tax and Transfer control device back. To get these signals over To be able to transmit long distances, you need data transmission system that a transmission device, a transmission supply channel and one receiver device per transmission has direction.

Der Übertragungskanal kann einen Lichtwellenleiter pro Signal und Übertragungsrichtung aufweisen. Als Lichtwellenleiter werden zur Zeit Kunststoff-Lichtwellenleiter eingesetzt. Die se Kunststoff-Lichtwellenleiter weisen den Nachteil auf, daß infolge der unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten seines Mantels und seines Innenleiters an der Sende- und Empfänger einrichtung eine schwer kalkulierbare Dämpfung durch eine zwischen Sende- bzw. Empfängerdiode und Innenleiter des Lichtwellenleiters entstandenen Luftstrecke auftritt oder die Sende- bzw. Empfangsdiode infolge von mechanischen Bewegungen erblinden, da der Innenleiter sich in Richtung dieser Diode ausgedehnt hat. Problematisch ist auch die Alterung der Lichtwellenleiterkomponenten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß diese Lichtwellenleiter in einem Stück zwischen der Steuer- und Regeleinrichtung und den Ansteuereinrichtun gen der Stromrichterventile auf Hochpotential verlegt werden müssen, da das Anstückeln von Lichtwellenleitern im Bahnbe trieb fast nicht realisierbar ist. Bricht im Betrieb wegen außergewöhnlicher mechanischer Belastungen mal ein Lichtwel lenleiter, so kann diese Bruchstelle nicht repariert werden, sondern dieser Lichtwellenleiter muß ausgebaut werden, was aber sehr aufwendig ist.The transmission channel can have one optical fiber per signal and have transmission direction. As an optical fiber plastic optical fibers are currently used. The se plastic optical fibers have the disadvantage that due to the different temperature coefficients of his Mantels and its inner conductor at the transmitter and receiver a difficult to calculate damping by a between the transmitter or receiver diode and the inner conductor of the Optical fiber resulting air gap occurs or the Transmitting or receiving diode due to mechanical movements go blind because the inner conductor is towards this diode has expanded. Aging is also problematic Optical fiber components. Another disadvantage is in that these optical fibers in one piece between the control and regulating device and the control device against the converter valves to high potential must, since the attachment of optical fibers in the Bahnbe drove is almost not feasible. Breaks in operation because of extraordinary mechanical loads sometimes a light world conductor, this break cannot be repaired, but this optical fiber must be removed, what but is very expensive.

Der Übertragungskanal kann auch ein elektrischer Leiter mit mitgeführten Massebezug aufweisen, was den entscheidenden Nachteil hat, daß durch die aufgespannte Masseschleife, ein hohes Risiko für EMV-Störungen vorhanden ist. Da der Massebe zug mitgeführt wird, muß die Empfangseinrichtung eine Poten tialtrennstelle aufweisen. Als Potentialtrennstelle kann ein Optokoppler vorgesehen sein. Dieser Optokoppler ist eingangs seitig mittels eines Widerstandes mit einem High- oder Low- Pegel verknüpft. Ein am High-Pegel angebundener binärer Ein gang kann von einem Low-schaltenden oder einem umschaltenden digitalen Ausgang angesteuert werden.The transmission channel can also be an electrical conductor have carried ground reference, which is the decisive The disadvantage is that due to the clamped ground loop there is a high risk of EMC interference. Because the Massebe train is carried, the receiving device must have a poten tial separation point. A can be used as a potential separation point Optocouplers can be provided. This optocoupler is input side by means of a resistor with a high or low Level linked. A binary on connected to the high level gear can be of a low-switching or a switching digital output can be controlled.

In der DE 37 05 022 A1 ist eine Eingangsschaltung für ein bi näres digitales System dargestellt, daß von allen bekannten digitalen Ausgängen angesteuert werden kann. Von dieser uni versellen Eingangsschaltung müssen noch zwei weitere Leitun gen im Übertragungskanal mitgeführt werden. Da diese Leitun gen aus Kupfer sind, weist der Übertragungskanal ein hohes Gewicht auf. Gegenüber einem Übertragungskanal mit Lichtwel lenleitern ist das System mechanisch sehr robust. Die Störfe stigkeit ist jedoch gegenüber Lichtwellenleitern erheblich kleiner. Vorteilhaft ist, daß ein gebrochener Leiter mit ein fachen Mitteln repariert werden kann.DE 37 05 022 A1 describes an input circuit for a bi näres digital system represented by all known digital outputs can be controlled. From this uni The input circuit must add two more lines conditions in the transmission channel. Since this line copper, the transmission channel has a high Weight on. Opposite a transmission channel with light wel The system is mechanically very robust. The sturgeon Stability, however, is considerable compared to optical fibers smaller. It is advantageous that a broken conductor with a simple means can be repaired.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Datenüber tragungssystem anzugeben, daß die aufgeführten Nachteile der erläuterten bekannten Übertragungssysteme nicht mehr auf führt. The invention is based on the object of a data transfer to indicate that the disadvantages of explained known transmission systems no longer leads.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 2.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1 or 2.

Bei dem erfindungsgemäßen Übertragungssystem werden als Sen deeinrichtung eine Konstant-Stromquelle mit nachgeschalteten Stromschaltern, als Übertragungskanal ein Drei-Leiter-System und als Empfängereinrichtung eine Signal-Auskoppeleinrichtung verwendet. Der Stromschalter, der ausgangsseitig jeweils mit einem Eingang eines Leiters, auch Hinleiter genannt, des Übertragungskanals elektrisch leitend verbunden ist, wird von einem zu übertragenden Signal betätigt. Die Signal-Auskoppel einrichtung ist eingangsseitig jeweils mit einem Ausgang ei nes der beiden Hinleiter und ausgangsseitig mit einem Eingang des dritten Leiters, auch als Rückleiter bezeichnet, elek trisch leitend verbunden. Der Ausgang dieses Rückleiters ist ausgangsseitig mit einem Masse-Anschluß verknüpft. Am Signal- Ausgang der Signal-Auskoppeleinrichtung steht das zu übertra gende Signal an.In the transmission system according to the invention, Sen deeinrichtung a constant current source with downstream Current switches, a three-wire system as a transmission channel and a signal decoupling device as the receiver device used. The power switch, the output side with an input of a conductor, also called an outgoing conductor, of the Transmission channel is electrically conductively connected by actuated a signal to be transmitted. The signal decoupling device is on the input side with an output egg nes of the two outgoing conductors and on the output side with an input of the third conductor, also referred to as return conductor, elec trically connected. The output of this return conductor is linked on the output side to a ground connection. At the signal Output of the signal decoupling device is to be transferred signal.

Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung des Datenübertra gungssystems werden für die Übertragung eines Ein- und Aus signals drei Leiter benötigt. Außerdem fließt der von der Konstant-Stromquelle gelieferte Strom ständig im Übertra gungskanal, wobei dieser Strom in Abhängigkeit des zu über tragenen Signals in den beiden Hinleitern hin- und herge schaltet wird. Dadurch erhöht sich die Störfestigkeit des Da tenübertragungssystems gegenüber symmetrischen Störungen we sentlich. Asymmetrische Störungen treten innerhalb der Lei tungen des Übertragungskanals nur mit geringer Amplitude auf, da diese drei Leitungen vorteilhafterweise gemeinsam in einem Kabel verlegt werden.This configuration of the data transfer according to the invention system for the transmission of an on and off signals three conductors needed. In addition, flows from the Constant current source current is constantly transmitted supply channel, this current depending on the over carried signal back and forth in the two forwarders is switched. This increases the interference immunity of the Da transmission system against symmetrical interference we considerable. Asymmetric disturbances occur within the lei the transmission channel only with a small amplitude, since these three lines advantageously together in one Cables are laid.

Durch diesen Aufbau des Datenübertragungssystems wird zur Übertragung von Daten nur eine einzige Stromschleife verwen det, wobei keinerlei Masseleitung benötigt wird. Durch Weg fall der Masseleitung kann sich keine Masseschleife aufspan nen, so daß keine ungewollten Störeinkopplungen auftreten können.This structure of the data transmission system becomes Data transfer use only a single current loop det, whereby no ground line is required. By way If the ground line is used, no ground loop can be created NEN, so that no unwanted interference coupling occurs can.

Die Erfindung beruht darauf, daß der generierte Konstantstrom in Abhängigkeit des zu übertragenen Signals in den beiden Hinleitern hin- und herwechselt. D.h., die zeitliche Folge von Ein- und Aussignalen bestimmen den Stromfluß des Kon stantstromes in den beiden Hinleitern des Übertragungskanals.The invention is based on the fact that the constant current generated depending on the signal to be transmitted in the two Ladders switched back and forth. That is, the time sequence of input and output signals determine the current flow of the Kon Stantstromes in the two leads of the transmission channel.

Soll mittels des Übertragungskanals nicht nur ein Steuersi gnal, sondern auch dessen Rückmeldesignal übertragen werden, so umfaßt der Übertragungskanal zwei Hin- und Rückleiter. Zusätzlich ist dann in der Empfangseinrichtung ein Strom schalter angeordnet, der vom zu übertragenden Rückmeldesignal gesteuert wird und der eingangsseitig mit dem Ausgang der Si gnal-Auskoppeleinrichtung und ausgangsseitig jeweils mit ei nem Eingang eines Rückleiters elektrisch leitend verbunden ist. In der Sendereinrichtung ist außerdem eine Rückmeldesi gnal-Auskoppeleinrichtung angeordnet, die eingangsseitig je weils mit einem Ausgang eines Rückleiters und ausgangsseitig mit einem Masse-Anschluß verknüpft ist. Am Signal-Ausgang dieser Auskoppeleinrichtung steht das übertragene Rückmelde signal an.Should not only be a Steueri by means of the transmission channel signal, but also its feedback signal are transmitted, so the transmission channel comprises two forward and return conductors. In addition, there is then a current in the receiving device arranged switch of the feedback signal to be transmitted is controlled and the input side with the output of the Si Signal coupling device and on the output side each with an egg nem input of a return conductor electrically connected is. There is also a feedback si in the transmitter device gnal decoupling device arranged on the input side because with an output of a return conductor and on the output side is linked to a ground connection. At the signal output this decoupling device is the transmitted feedback signal on.

Somit erhält man ein Datenübertragungssystem, daß als Über tragungskanal nur eine Vierleiterverbindung aufweist, mit der Ein- und Aussignal und deren Rückmeldesignale mit einer hohen Störfestigkeit übertragen werden können, wobei keine mitge führte Masseleitung benötigt wird und wobei der generierte Konstantstrom in einem der beiden Hin- und Rückleiter ständig fließt. Mittels diesem erfindungsgemäßen Datenübertragungssy stems werden zwei völlig unabhängige Informationen innerhalb einer Schleife mit ein und demselben Konstantstrom übertra gen.Thus one obtains a data transmission system that as an over Carrier channel only has a four-wire connection with which Input and output signal and their feedback signals with a high Immunity can be transmitted, but no mitge led ground line is needed and where the generated Constant current in one of the two forward and return conductors constantly flows. By means of this data transmission system according to the invention stems are two completely independent pieces of information within a loop with the same constant current gene.

In den Unteransprüchen 4 bis 15 sind vorteilhafte Ausfüh rungsformen des ersten und zweiten Stromschalters, der Sig nal-Auskoppeleinrichtung, der Rückmeldesignal-Auskoppelein richtung und der Konstant-Stromquelle beansprucht.In the subclaims 4 to 15 are advantageous Ausfüh Forms of the first and second current switch, the Sig nal decoupling device, the feedback signal decoupling direction and the constant current source claimed.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der zwei Ausführungsformen des erfindungs gemäßen Datenübertragungssystems schematisch veranschaulicht sind.For a more detailed explanation of the invention, reference is made to the drawing Reference, in the two embodiments of the Invention according to the data transmission system schematically illustrated are.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems, die Fig. 1 shows a first embodiment of the data transmission system according to the invention, the

Fig. 2 zeigt ein Schaltbild einer Konstant-Stromquelle, in Fig. 2 shows a circuit diagram of a constant current source, in

Fig. 3 ist ein Schaltbild eines ersten vom zu übertragenen Si gnal betätigbaren Stromschalters dargestellt, die Fig. 3 is a circuit diagram of a first operable from the Si signal to be transmitted current switch shown

Fig. 4 zeigt ein Schaltbild einer Signal-Auskoppeleinrich tung, wobei die Fig. 4 shows a circuit diagram of a signal Auskoppeleinrich device, the

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Da tenübertragungssystems darstellt, die Fig. 5 shows a second embodiment of the data transmission system according to the invention, the

Fig. 6 stellt ein Schaltbild eines zweiten vom zu übertragen den Rückmeldesignal betätigbaren Stromschalters dar und die FIG. 6 shows a circuit diagram of a second current switch which can be actuated by the feedback signal and which is to be transmitted

Fig. 7 zeigt ein Schaltbild einer Rückmeldesignal-Auskoppel einrichtung. Fig. 7 shows a circuit diagram of a feedback signal decoupling device.

Die Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsge mäßen Datenübertragungssystems zur Übertragung eines digita len Steuersignals S_st. Dieses Datenübertragungssystem weist eine Sendeeinrichtung 2, einen Übertragungskanal 4 und eine Empfängereinrichtung 6 auf. Zwischen der Sende- und Empfän gereinrichtung 2 und 6 ist die spezifizierte Weglänge von beispielsweise 10 m. Die Sendeeinrichtung 2 ist beispielswei se bei einem Traktionsantrieb in einer Steuer- und Regelein richtung angeordnet, die unter anderem Ein- und Ausschaltbe fehle für einen Traktionsstromrichter generiert. Die Empfän gereinrichtung 6 ist beispielsweise in jeder Ansteuereinrich tung, auch als Gate-Unit bezeichnet, des Traktionsstromrich ters angeordnet. In der Sendeeinrichtung 2 wird das generier te Ein- bzw. Aussignal in das Übertragungssystem eingekop pelt, wogegen in der Empfängereinrichtung 6 dieses Ein- bzw. Aussignal zur Steuerung einer Gate-Unit ausgekoppelt wird. Die Sendeeinrichtung 2 befindet sich auf Erdpotential, woge gen die Empfängereinrichtung 6 auf Versorgungsspannungspoten tial (meist 24 V/5 V) angeordnet ist. Mittels des Übertragungs kanals 4 wird das eingekoppelte Steuersignal S_st zur Empfän gereinrichtung 6 übertragen. Fig. 1 shows a first embodiment of the erfindungsge MAESSEN data transmission system for transmitting a digita _st len control signal S. This data transmission system has a transmission device 2 , a transmission channel 4 and a receiver device 6 . Between the transmitter and receiver device 2 and 6 is the specified path length of 10 m, for example. The transmitting device 2 is arranged, for example, in a traction drive in a control and regulating device which, among other things, generates commands for switching on and off for a traction converter. The receiver device 6 is arranged, for example, in each control device, also referred to as the gate unit, of the traction current converter. In the transmitting device 2 , the generated input or output signal is coupled into the transmission system, whereas in the receiver device 6 this input or output signal is coupled out to control a gate unit. The transmitter device 2 is at earth potential, whereas the receiver device 6 is arranged at supply voltage potential (usually 24 V / 5 V). By means of the transmission channel 4 , the coupled control signal S _{st is} transmitted to the receiver device 6 .

Der Übertragungskanal 4 weist in dieser Ausführungsform zwei Hinleiter 8 und 10 und einen Rückleiter 12 auf. Diese drei Leitungen 8, 10 und 12 sind in einem Kabel 14 gemeinsam ver legt. Als Hin- und Rückleiter 8, 10 und 12 sind elektrische Leiter vorgesehen.In this embodiment, the transmission channel 4 has two outgoing conductors 8 and 10 and one return conductor 12 . These three lines 8 , 10 and 12 are placed together in a cable 14 ver. Electrical conductors are provided as the forward and return conductors 8 , 10 and 12 .

Die Sendeeinrichtung 2 weist eine Konstant-Stromquelle 16, einen ersten Stromschalter 18 und einen Masse-Anschluß GND⁺ auf. Die Konstant-Stromquelle 16 ist eingangsseitig mit einem positiven Anschluß V⁺ einer Versorgungsspannung, beispiels weise 24 V, und ausgangsseitig mit einem Eingang 22 des er sten Stromschalters 18 verknüpft. Dieser Stromschalter 18 wird von einem am Signal-Eingang 24 anstehenden Steuersignal S_st gesteuert. Die beiden Ausgänge 26 und 28 dieses Strom schalters 18 sind jeweils mit einem Eingang eines Hinleiters 8 bzw. 10 verbunden. Das Schaltbild der Konstant-Stromquelle 16 ist in der Fig. 2 und das Schaltbild des ersten Stromschal ters 18 ist in der Fig. 3 näher dargestellt. The transmitter 2 has a constant current source 16 , a first current switch 18 and a ground connection GND⁺. The constant current source 16 is connected on the input side to a positive terminal V⁺ of a supply voltage, for example 24 V, and on the output side to an input 22 of the most current switch 18 . This current switch 18 is controlled by a control signal S _st present at the signal input 24 . The two outputs 26 and 28 of this current switch 18 are each connected to an input of a forward conductor 8 or 10 . The circuit diagram of the constant current source 16 is shown in FIG. 2 and the circuit diagram of the first current switch 18 is shown in more detail in FIG. 3.

Die Empfängereinrichtung 6 weist eine Steuersignal-Auskoppel einrichtung 30 auf, deren beiden Eingänge 32 und 34 jeweils mit einem Ausgang des Hinleiters 8 bzw. 10 elektrisch leitend verbunden sind. Der Ausgang 36 dieser Steuersignal-Auskoppel einrichtung 30 ist mit einem Eingang des Rückleiters 12 ver bunden, der ausgangsseitig mit dem Masse-Anschluß GND⁺ der Sendeeinrichtung 2 verknüpft ist. Am Signal-Ausgang 38 steht das übertragene Steuersignal S_St an. Das Schaltbild dieser Steuersignal-Auskoppeleinrichtung 30 ist in der Fig. 4 näher dargestellt.The receiver device 6 has a control signal decoupling device 30 , the two inputs 32 and 34 of which are electrically conductively connected to an output of the outgoing conductors 8 and 10, respectively. The output 36 of this control signal decoupling device 30 is connected to an input of the return conductor 12 , which is linked on the output side to the ground connection GND⁺ of the transmitting device 2 . The transmitted control signal S _{St is present} at the signal output 38 . The circuit diagram of this control signal decoupling device 30 is shown in more detail in FIG. 4.

Dieses erfindungsgemäße Datenübertragungssystem ist dadurch geprägt, daß ständig ein konstanter Strom I in einer Leiter schleife fließt, wobei mittels des ersten Stromschalters 18 das Steuersignal S_St in diese Stromschleife eingekoppelt und mittels der Auskoppeleinrichtung 30 wieder ausgekoppelt wird. Als Einkoppel-Verfahren wird ein Umschalt-Modulationsver fahren des Konstantstromes I im ersten Stromschalter umge setzt. Mittels dieses Umschalt-Modulationsverfahrens wird in Abhängigkeit der zeitlichen Folge von Ein- und Aussignalen des Steuersignals S_St der Stromfluß in der Stromschleife zwi schen den Hinleitern 8 und 10 hin- und hergeschalten. Dabei ist der Stromschalter 18 so ausgeführt, daß der Stromfluß in nerhalb der Stromschleife nie unterbrochen wird.This data transmission system according to the invention is characterized in that a constant current I flows in a conductor loop, the control signal S _{St being} coupled into this current loop by means of the first current switch 18 and being decoupled again by means of the decoupling device 30 . As a coupling-in method, a changeover modulation method of constant current I is converted in the first current switch. By means of this switching modulation method, the current flow in the current loop between the leads 8 and 10 is switched back and forth depending on the temporal sequence of input and output signals of the control signal S _St. The current switch 18 is designed so that the current flow within the current loop is never interrupted.

Die Fig. 2 zeigt ein Schaltbild der Konstant-Stromquelle 16 gemäß Fig. 1. Diese Konstant-Stromquelle 16 weist einen last stromführenden pnp-Transistor V1 und einen npn-Transistor V2 zur Temperatur-Kompensation der Basis-Emitter-Strecke des pnp-Transistors V1 auf. Der Basis-Emitter-Strecke des npn- Transistors V2 ist ein Widerstand R2 elektrisch in Reihe ge schalten, dessen anderes Ende mit einem Masse-Anschluß GND⁺ der Konstant-Stromquelle 16 verknüpft ist. Dabei ist ein An schluß dieses Widerstandes R2 am Verbindungspunkt 40 der Ba sis des pnp-Transistors V1 und des Emitters des npn-Transis tors V2 angeschlossen. FIG. 2 shows a circuit diagram of the constant current source 16 according to FIG. 1. This constant current source 16 has a load-carrying pnp transistor V1 and an npn transistor V2 for temperature compensation of the base-emitter path of the pnp transistor V1 on. The base-emitter path of the npn transistor V2 is a resistor R2 electrically connected in series, the other end of which is linked to a ground connection GND⁺ of the constant current source 16 . A connection to this resistor R2 is connected to junction 40 of the base of the pnp transistor V1 and the emitter of the npn transistor V2.

Ein Widerstand R3 ist einerseits mit der Basis des npn- Transistors V2 und andererseits mit dem Masse-Anschluß GND⁺ verknüpft. Elektrisch parallel zur Kollektor-Basis-Strecke des npn-Transistors V2 ist eine Referenzspannungsquelle ge schaltet, die als Zenerdiode V3 dargestellt ist. Zur Einstel lung des Konstantstromes I ist ein Emitter-Widerstand R1 für den pnp-Transistors V1 vorgesehen. Dieser Emitter-Widerstand R1 ist mit einem positiven Anschluß V⁺ einer Versorgungsspan nung, beispielsweise 24 V, verbunden. An diesen positiven An schluß V⁺ sind ebenfalls eine Kathode der Zenerdiode V3 und der Kollektor des npn-Transistors V2 angeschlossen. Der Kol lektor des pnp-Transistors V1 ist mit einem Ausgang der Kon stant-Stromquelle 16 elektrisch leitend verknüpft.A resistor R3 is linked on the one hand to the base of the npn transistor V2 and on the other hand to the ground connection GND⁺. A reference voltage source is connected electrically in parallel with the collector-base path of the NPN transistor V2 and is shown as a Zener diode V3. To set the constant current I, an emitter resistor R1 is provided for the pnp transistor V1. This emitter resistor R1 is connected to a positive terminal V⁺ of a supply voltage, for example 24 V. At this positive connection V⁺ a cathode of the Zener diode V3 and the collector of the npn transistor V2 are also connected. The Kol lektor of the pnp transistor V1 is electrically connected to an output of the constant current source 16 Kon.

Der npn-Transistor V2 dient zur Temperatur-Kompensation der Basis-Emitter-Strecke des laststromführenden pnp-Transistors V1 und gewährleistet damit eine weitgehende Umgebungstempera turunabhängigkeit des Konstantstromes I. Lediglich die durch den Laststrom hervorgerufene Eigenerwärmung von den last stromführenden pnp-Transistor V1 führt zu einer Einstellzeit des Konstantstromes I bzw. zu einer Absolutwertverschiebung aufgrund der Temperaturabhängigkeit seiner Basis-Emitter- Spannung. Der Widerstand R2 begrenzt den Basisstrom vom last stromführenden pnp-Transistor V1. Der zweite Widerstand R3 sorgt beim Hochlaufen der Versorgungsspannung für ein sofor tiges Fluten der Zenerdiode V3 und verhindert ein überschwin gen des Stromes. Durch diese Ausgestaltung der Konstant stromquelle 16 ist die Temperaturabhängigkeit für einen Tem peraturbereich von -40°C bis +85°C kleiner als 1 Prozent.The npn transistor V2 is used for temperature compensation of the base-emitter path of the load current-carrying pnp transistor V1 and thus ensures extensive ambient temperature independence of the constant current I. Only the self-heating caused by the load current from the load current-carrying pnp transistor V1 leads to a response time of the constant current I or an absolute value shift due to the temperature dependence of its base-emitter voltage. Resistor R2 limits the base current from the load-carrying pnp transistor V1. The second resistor R3 ensures an immediate flooding of the Zener diode V3 when the supply voltage ramps up and prevents the current from overshooting. This configuration of the constant current source 16 means that the temperature dependence for a temperature range from -40 ° C. to + 85 ° C. is less than 1 percent.

Die Fig. 3 zeigt ein Schaltbild einer vorteilhaften Aus führungsform eines ersten Stromschalters 18 gemäß Fig. 1, der zwei emittergekoppelte pnp-Transistoren V5 und V6 aufweist. Die gekoppelten Emitter der beiden pnp-Transistoren V5 und V6 sind mittels einer Drossel L1 mit dem Eingang 22 des ersten Stromschalters 18 verknüpft. Der Kollektor des Transistors V5 bzw. V6 ist mit einem Ausgang 26 bzw. 28 dieses Stromschal ters 18 verbunden. Die Basis des Transistors V6 ist einer seits mittels einer Zenerdiode V4 mit einem positiven An schluß V und andererseits mittels eines Strombegrenzungs-Wi derstands R7 mit einem Masse-Anschluß 20 dieses Stromschal ters 18 bzw. der Sendeeinrichtung 2 elektrisch leitend ver bunden. An der Basis des Transistors V5 ist ein Schalter V9 in einer Emitterschaltung mit Stromgegenkopplung angeschlos sen, dessen Steueranschluß mit dem Signal-Eingang 24 des er sten Stromschalters 18 verbunden ist. Durch diese Emitter schaltung mit Stromgegenkopplung des Schalters V9 wird die Verstärkung des Schalters V9 im wesentlichen durch ein ohm sches Widerstandsverhältnis R4/R6 und weniger durch die nichtlineare Übertragungskennlinie des Schalters V9 bestimmt. Die Zenerdiode V4 erzeugt eine Referenzspannung an der Basis des Transistors V6. Das Fluten dieser Zenerdiode V4 erfolgt über den Strombegrenzungs-Widerstand R7. Fig. 3 shows a circuit diagram of an advantageous execution form from a first current switch 18 of FIG. 1, the two emitter-coupled PNP transistors having V5 and V6. The coupled emitters of the two pnp transistors V5 and V6 are linked to the input 22 of the first current switch 18 by means of a choke L1. The collector of the transistor V5 or V6 is connected to an output 26 or 28 of this current switch 18 . The base of the transistor V6 is on the one hand by means of a Zener diode V4 with a positive connection V and on the other hand by means of a current limiting resistor R7 with a ground terminal 20 of this current switch 18 or the transmitting device 2 electrically connected. At the base of the transistor V5, a switch V9 in an emitter circuit with current feedback is ruled out, the control terminal of which is connected to the signal input 24 of the most current switch 18 . By this emitter circuit with current feedback of the switch V9, the gain of the switch V9 is essentially determined by an ohmic resistance ratio R4 / R6 and less by the non-linear transmission characteristic of the switch V9. Zener diode V4 generates a reference voltage at the base of transistor V6. This Zener diode V4 is flooded via the current limiting resistor R7.

Abhängig vom Schaltzustand des Schalters V9 wird die Basis spannung am Transistor V5 positiver oder negativer als die Referenzspannung am Transistor V6, wodurch das Umschalten der emittergekoppelten Transistoren V5 und V6 erfolgt. Durch die Emitterkopplung wird gewährleistet, daß immer ein Stromfluß stattfindet und sich der abfallende mit dem ansteigenden Strom kreuzt. Ein Einschaltsignal am Schalter V9 bewirkt das Durchschalten des Transistors V5, wodurch der Eingang 22 mit dem Ausgang 26 dieses Stromschalters 18 verbunden ist. Ein Aussignal am Schalter V9 bewirkt die Kommutierung des Kon stantstromes I vom Transistor V5 auf den Transistor V6, wo durch nun der Eingang 22 und der Ausgang 28 dieses ersten Stromschalters 18 elektrisch leitend verbunden sind. Depending on the switching state of the switch V9, the base voltage on the transistor V5 is more positive or negative than the reference voltage on the transistor V6, as a result of which the emitter-coupled transistors V5 and V6 are switched. The emitter coupling ensures that there is always a current flow and the falling current crosses with the rising current. A switch-on signal at the switch V9 causes the transistor V5 to be turned on, as a result of which the input 22 is connected to the output 26 of this current switch 18 . An external signal at the switch V9 causes the commutation of the constant current I from the transistor V5 to the transistor V6, where the input 22 and the output 28 of this first current switch 18 are now connected in an electrically conductive manner.

Damit die Transistoren V5 und V6 schneller umschalten, sind die Basis-Anschlüsse dieser beiden Transistoren V5 und V6 ge genseitig mittels einer Diode V7 bzw. V8 geklemmt. Die Dros sel L1 dient zur Stromeinprägung und zur Entkopplung der bei den Transistoren V5 und V6 von der Konstant-Stromquelle 16. Damit eventuell ein Kurzschluß thermisch zu beherrschen ist, sind als Transistoren V5 und V6 kurzschlußfeste Transistoren gewählt. Als Schalter V9 ist Bipolar-Transistor vorgesehen. Außerdem kann ein n-Kanal Sperrschicht-Feldeffekttransistor vorgesehen sein, wobei dann gemäß der verwendeten Source- Schaltung der Widerstand R6 mit dem Schalter V9 getauscht werden muß.So that the transistors V5 and V6 switch faster, the base connections of these two transistors V5 and V6 are mutually clamped by means of a diode V7 and V8. The Dros sel L1 is used to impress the current and to decouple the transistors V5 and V6 from the constant current source 16 . So that a short circuit can possibly be thermally controlled, transistors V5 and V6 are selected as short-circuit-proof transistors. Bipolar transistor is provided as switch V9. In addition, an n-channel junction field-effect transistor can be provided, the resistor R6 then having to be exchanged with the switch V9 in accordance with the source circuit used.

Mit diesem ersten Stromschalter 18 wird der aus der Konstant stromquelle 16 gelieferte Konstantstrom I entweder über den Transistor V5 oder den Transistor V6 auf den Hinleiter 8 oder 10 geschaltet. Beim Schaltverfahren wird derjenige Transistor V5 oder V6 leiten, dessen Basis gegenüber dem positiven An schluß V⁺ negativer wird. Jeder Transistor V5 und V6 besitzt also zwei definierte Schaltzustände, nämlich I_C = I oder I_C = 0. Deshalb werden auch diese emittergekoppelten Transi storen V5 und V6 als Stromschalter bezeichnet. Wird der Kon stantstrom I auf den Hinleiter 8 geschaltet, so bedeutet dies, daß das am Signaleingang 24 anstehende Steuersignal S_St ein Einsignal aufweist. Dagegen bedeutet Konstantstrom I auf dem Hinleiter 10, daß das Steuersignal S_St beispielsweise ein Aussignal aufweist. Diese Zuordnung ist jedoch frei wählbar je nach Anwendung. D.h., die zeitliche Folge von Ein- und Aussignalen des Steuersignals S_st bestimmt die Schalthandlun gen der Transistoren V5 und V6 des ersten Stromschalters 18.With this first current switch 18 , the constant current I supplied from the constant current source 16 is switched to the lead 8 or 10 either via the transistor V5 or the transistor V6. In the switching process, the transistor V5 or V6 will conduct, the base of which will be more negative than the positive connection V⁺. Each transistor V5 and V6 thus has two defined switching states, namely I _C = I or I _C = 0. Therefore, these emitter-coupled transistors V5 and V6 are also referred to as current switches. If the constant current I is switched to the outgoing conductor 8 , this means that the control signal S _St present at the signal input 24 has a single signal. In contrast, constant current I on the outgoing conductor 10 means that the control signal S _{St has,} for example, an external signal. However, this assignment can be freely selected depending on the application. That is, the chronological sequence of input and output signals of the control signal S _st determines the switching operations of the transistors V5 and V6 of the first current switch 18 .

Die Fig. 4 zeigt ein Schaltbild der Steuersignal-Auskoppel einrichtung 30. Dieses Steuersignal-Auskoppeleinrichtung 30 weist einen Optokoppler U2 auf, dessen Sende-Diode mit den Eingängen 32 und 34 dieser Auskoppeleinrichtung 30 verbunden ist. Außerdem ist antiparallel zur Sende-Diode des Optokopp lers U2 eine Diode V10 geschaltet, die dafür sorgt, daß der Konstantstrom I ununterbrochen weiterfließen kann. Ausgangs seitig sind in jedem Strompfad ein Widerstand R10 und R11 ge schaltet, deren Verbindungspunkt 44 mit dem Ausgang 36 der Steuersignal-Auskoppeleinrichtung 30 verknüpft ist. Ausgangs seitig ist der Optokoppler U2 mit einem positiven Anschluß V⁺⁺ einer Spannungsversorgung und einem Masse-Anschluß GND⁺⁺ der Empfängereinrichtung 6 verbunden. Am Signal-Ausgang 38 der Steuersignal-Auskoppeleinrichtung 30 steht das übertrage ne Steuersignal S_St an. FIG. 4 shows a circuit diagram of the control signal output coupling means 30. This control signal decoupling device 30 has an optocoupler U2, the transmission diode of which is connected to the inputs 32 and 34 of this decoupling device 30 . In addition, a diode V10 is connected antiparallel to the transmission diode of the optocoupler U2, which ensures that the constant current I can continue to flow. On the output side, a resistor R10 and R11 are switched in each current path, the connection point 44 of which is linked to the output 36 of the control signal decoupling device 30 . On the output side, the optocoupler U2 is connected to a positive connection V⁺⁺ of a voltage supply and a ground connection GND⁺⁺ of the receiver device 6 . The transmitted control signal S _{St is present} at the signal output 38 of the control signal decoupling device 30 .

Fließt auf dem Hinleiter 8, der am Eingang 32 der Auskoppel einrichtung 30 angeschlossen ist, der von der Konstant-Strom quelle 16 gelieferte Konstantstrom I, so fließt dieser Kon stantstrom I in diese Auskoppeleinrichtung 30 vom Eingang 32 einerseits über die Sende-Diode des Optokopplers U2 und dem Widerstand R11 zum Ausgang 36 und andererseits über den Wi derstand R10 zum Ausgang 36 der Auskoppeleinrichtung 30. Am Signal-Ausgang 38 erhält man das Einsignal des Steuersignals S_St. Fließt anschließend der Konstantstrom I durch den Hin leiter 10, der am Eingang 34 dieser Auskoppeleinrichtung 30 angeschlossen ist, so weist das Steuersignal S_St nun ein Aus signal auf. Dieser Konstantstrom I fließt vom Eingang 34 der Auskoppeleinrichtung 30 einerseits über die Diode V10 und den Widerstand R10 zum Ausgang 36 und andererseits über den Wi derstand R11 zum Ausgang 36 dieser Auskoppeleinrichtung 30. Am Signal-Ausgang 38 wechselt der Pegel des Ausgangssignals von high nach low, wodurch das Aussignal des Steuersignals S_St nun am Signal-Ausgang 38 der Auskoppeleinrichtung 30 an steht. Dieses am Signal-Ausgang 38 anstehende Steuersignal S_st ist beispielsweise ein TTL-Signal, das von einer Ansteu ereinrichtung eines Stromrichterventils eines Traktionsstrom richters verarbeitet werden kann. Am Ausgang 36 dieser Steu ersignal-Auskoppeleinrichtung 30 ist der Rückleiter 12 ange schlossen, mittels dem der Konstantstrom I zum Masse-Anschluß GND⁺ der Sendeeinrichtung 2 fließen kann und somit die Strom schleife schließt.Flows on the outgoing conductor 8 , which is connected to the input 32 of the decoupling device 30 , the constant current I supplied by the constant current source 16 , this constant current I flows into this decoupling device 30 from the input 32 on the one hand via the transmission diode of the optocoupler U2 and the resistor R11 to the output 36 and, on the other hand, via the resistor R10 to the output 36 of the decoupling device 30 . The single signal of the control signal S _St is obtained at the signal output 38 . Then flows the constant current I through the out conductor 10 , which is connected to the input 34 of this decoupling device 30 , the control signal S _St now has an off signal. This constant current I flows from the input 34 of the decoupling device 30 on the one hand via the diode V10 and the resistor R10 to the output 36 and on the other hand via the resistor R11 to the output 36 of this decoupling device 30 . At the signal output 38 , the level of the output signal changes from high to low, as a result of which the output signal of the control signal S _{St is} now present at the signal output 38 of the decoupling device 30 . This control signal S _st present at the signal output 38 is, for example, a TTL signal which can be processed by a control device of a converter valve of a traction converter. At the output 36 of this control signal decoupling device 30 , the return conductor 12 is connected, by means of which the constant current I can flow to the ground connection GND⁺ of the transmitting device 2 and thus closes the current loop.

Die Sende-Diode des Optokopplers U2 weist gegenüber der Diode V10 eine höhere Durchlaßspannung auf, so daß ein Ausgangssi gnal des Steuersignals S_st eine Vorzugslage bei symmetrischen Störungen aufweist. D.h., beim Auftreten einer symmetrischen Störung wird wegen der geringeren Durchlaßspannung der Diode V10 diese Diode V10 leitend, so daß am Signal-Ausgang 38 der Auskoppeleinrichtung 30 ein Aussignal ansteht. Dadurch wird verhindert, daß ein Stromrichterventil eines Traktionsstrom richters durch eine eingekoppelte symmetrische Störung einge schaltet wird, wodurch ein Phasenmodul die Traktionsstrom richters kurzgeschlossen wird.The transmission diode of the optocoupler U2 has a higher forward voltage than the diode V10, so that an output signal of the control signal S _{st has} a preferred position in the case of symmetrical interference. That is, when a symmetrical disturbance occurs, this diode V10 becomes conductive because of the lower forward voltage of the diode V10, so that an out signal is present at the signal output 38 of the decoupling device 30 . This prevents a converter valve of a traction converter from being switched on by an injected symmetrical disturbance, as a result of which a phase module short-circuits the traction converter.

In der Fig. 5 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungs gemäßen Datenübertragungssystems schematisch dargestellt. Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der er sten Ausführungsform gemäß Fig. 1 dadurch, daß die Empfänger einrichtung 6 einen zweiten Stromschalter 46, an dessen Aus gang 48 der Rückleiter 12 und an dessen zweiten Ausgang 50 ein zweiter Rückleiter 52 angeschlossen sind, aufweist. Der Eingang 54 dieses zweiten Stromschalters 46, dessen Schalt bild in Fig. 6 näher dargestellt ist, ist mit dem Ausgang 36 der Steuersignal-Auskoppeleinrichtung 30 verknüpft. Am Sig nal-Eingang 56 dieses zweiten Stromschalters 46 steht ein zu übertragendes Rückmeldesignal S_RSt an. Die Sendeeinrichtung 2 weist gegenüber der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 zusätz lich eine Rückmeldesignal-Auskoppeleinrichtung 58 auf, deren beide Eingänge 60 und 62 jeweils mit einem Rückleiter 12 und 52 verknüpft sind. Der Ausgang 64 dieser Auskoppeleinrichtung 58, dessen Schaltbild in der Fig. 7 näher dargestellt ist, ist mit dem Masse-Anschluß GND⁺ der Sendeeinrichtung 2 verbunden. In FIG. 5, a second embodiment of the invention the data transmission system fiction, is shown schematically. This second embodiment differs from the first embodiment according to FIG. 1 in that the receiver device 6 has a second current switch 46 , to the output 48 of which the return conductor 12 and to the second output 50 of which a second return conductor 52 are connected. The input 54 of this second current switch 46 , the switching image of which is shown in FIG. 6, is linked to the output 36 of the control signal decoupling device 30 . At the signal input 56 of this second current _switch 46 there is a feedback signal S _RSt to be transmitted. Compared to the embodiment according to FIG. 1, the transmitting device 2 additionally has a feedback signal decoupling device 58 , the two inputs 60 and 62 of which are each linked to a return conductor 12 and 52 . The output 64 of this decoupling device 58 , the circuit diagram of which is shown in more detail in FIG. 7, is connected to the ground connection GND⁺ of the transmitting device 2 .

Am Signal-Ausgang 66 steht das übertragene Rückmeldesignal S_RSt an. Der zweite Rückleiter 52 ist ebenfalls im Kabel 14 des Übertragungskanals 4 angeordnet.The transmitted feedback signal S _{RSt is present} at the signal output 66 . The second return conductor 52 is also arranged in the cable 14 of the transmission channel 4 .

Mit dieser zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Da tenübertragungssystems können zwei unabhängige Informationen innerhalb einer Schleife mit dem identischen Konstantstrom I übertragen werden, wobei als Übertragungskanal nur eine Vier- Leiterverbindung ohne Masseleitung vorgesehen ist.With this second embodiment of the Da according to the invention transmission system can provide two independent pieces of information within a loop with the identical constant current I are transmitted, with only a four- Conductor connection without ground line is provided.

Die Fig. 6 zeigt ein Schaltbild des zweiten Stromschalters 46, der einen Optokoppler U3, eine Spannungsversorgung 68 für den Optokoppler U3 und zwei emittergekoppelte pnp-Transistoren V17 und V18 aufweist. Der Eingang 54 dieses zweiten Strom schalters 46 ist mit einem positiven Anschluß 70 der Span nungsversorgung 68 des Optokopplers U3 elektrisch leitend verbunden. Der negative Anschluß 72 dieser Spannungsversor gung 68 ist mittels einer Drossel L2 mit dem gekoppelten Emitter der Transistoren V17 und V18 verknüpft. Diese Drossel L2 dient zur Entkopplung zu anderen Schaltungsteilen. Mit diesen Anschlüssen 70 und 72 ist der Empfängerteil des Opto kopplers U3 verbunden. Der Signal-Ausgang 74 des Optokopplers U3 ist einerseits mittels eines Widerstandes R21 mit dem po sitiven Anschluß 70 der Spannungsversorgung 68 und anderer seits über eine Reihenschaltung aus einem Widerstand R16 und einer Zenerdiode V14 mit einem Steueranschluß eines Schalters V15 elektrisch leitend verbunden. Die Sende-Diode des Optokopplers U3 ist einerseits über eine Parallelschaltung eines Kondensators C2 und eines Widerstandes R22 mit einem positi ven Anschluß V⁺⁺ einer Spannungsversorgung der Empfängerein richtung 6 und andererseits mit dem Signal-Eingang 56, an dem das zu übertragene Rückmeldesignal S_RSt ansteht, elektrisch leitend verbunden. Als Spannungsversorgung 68 ist eine Zener diode V13 vorgesehen, der ein Widerstand R_L zur Verlustleis tungsminimierung elektrisch parallel geschaltet ist. Fig. 6 shows a circuit diagram of the second power switch 46, which an optocoupler U3, a power supply 68 for the optocouplers U3 and two emitter-coupled PNP transistors V17 and V18 has. The input 54 of this second current switch 46 is electrically conductively connected to a positive connection 70 of the voltage supply 68 of the optocoupler U3. The negative terminal 72 of this voltage supply 68 is linked by means of a choke L2 to the coupled emitter of the transistors V17 and V18. This inductor L2 is used for decoupling from other circuit parts. With these connections 70 and 72 , the receiver part of the opto coupler U3 is connected. The signal output 74 of the optocoupler U3 is on the one hand electrically connected by means of a resistor R21 to the positive terminal 70 of the voltage supply 68 and, on the other hand, via a series circuit comprising a resistor R16 and a Zener diode V14 to a control terminal of a switch V15. The transmit diode of the optocoupler U3 is on the one hand via a parallel connection of a capacitor C2 and a resistor R22 with a positive connection V⁺⁺ a voltage supply to the receiver device 6 and on the other hand with the signal input 56 , at which the feedback signal S _RSt to be transmitted pending, electrically connected. A Zener diode V13 is provided as the voltage supply 68 and a resistor R _L for minimizing power loss is connected electrically in parallel.

Die Basis des Transistors V17 bzw. V18 ist einerseits mittels eines Widerstandes R17 bzw. R18 mit dem negativen Anschluß 72 der Spannungsversorgung 68 und andererseits mittels des Schalters 16 mit nachgeschalteten Dioden V21 und V22 bzw. mittels zweier elektrisch in Reihe geschalteter Dioden V19 und V20 mit nachgeschalteten Dioden V21 und V22 mit den Aus gängen 48 und 50, an denen die Rückleiter 12 und 52 ange schlossen sind, verknüpft. Der anodenseitige Verknüpfungs punkt 76 dieser beiden Dioden V21 und V22 ist einerseits mit tels des Widerstandes R20 mit dem Kollektor des Schalters V16, der ebenfalls mit der Kathode der Diode V20 elektrisch leitend verbunden ist, und andererseits mittels des Wider standes R19 mit dem Steueranschluß des Schalters V16 ver knüpft. Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform des zweiten Stromschalters 46 ist elektrisch parallel zur Kollektor-Ba sis-Strecke des Schalters V16 eine Diode V15, insbesondere eine Schottky-Diode V15 geschaltet. Diese Schottky-Diode V15 sorgt dafür, daß der Schalter V16 im nichtgesättigten Bereich arbeitet und somit schnelles Ein- und Ausschalten dieses Schalters V16 gewährleistet wird, was für eine symmetrische Umschaltung der Transistoren V17 und V18 wichtig ist.The base of the transistor V17 or V18 is on the one hand by means of a resistor R17 or R18 with the negative connection 72 of the voltage supply 68 and on the other hand by means of the switch 16 with downstream diodes V21 and V22 or by means of two diodes V19 and V20 electrically connected in series downstream diodes V21 and V22 with the outputs from 48 and 50 , to which the return conductors 12 and 52 are connected. The anode-side connection point 76 of these two diodes V21 and V22 is on the one hand by means of the resistor R20 with the collector of the switch V16, which is also electrically connected to the cathode of the diode V20, and on the other hand by means of the resistor R19 to the control terminal of the switch Linked V16. In this advantageous embodiment of the second current switch 46 , a diode V15, in particular a Schottky diode V15, is electrically connected in parallel with the collector-base path of the switch V16. This Schottky diode V15 ensures that the switch V16 operates in the unsaturated region and thus rapid switching on and off of this switch V16 is ensured, which is important for a symmetrical switching of the transistors V17 and V18.

Die Einkopplung des Rückmeldesignals S_RSt erfolgt über den Op tokoppler U3. Je nach Schaltzustand wird der Konstantstrom I wiederum auf die jeweiligen Rückleiter 12 oder 52 zur Sende einrichtung 2 übertragen. Dabei wird die für den Optokoppler U3 notwendige 5 V-Versorgungsspannung mit der Zenerdiode V13 aus der Stromschleife generiert. Je nachdem, ob die Basis der Transistoren V17 oder V18 negativer in Bezug auf den gemein samen Emitter ist, leitet der jeweilige Transistor V17 oder V18. Das Umschalten der Transistoren V17 und V18 wird durch den Schaltzustand vom Schalter V16 bewirkt, der die Spannung an der Basis vom Transistor V17 mittels des Widerstands R17 zum Potential des negativen Anschlusses 72 der Spannungsver sorgung 68 hochgezogen oder aber über den Widerstand R20 ab gesenkt hat. Der Transistor V16 wird vom Optokoppler U3 ange steuert. Je nach Schaltzustand des Optokoppplers U3 befindet sich das Potential an seinem Signal-Ausgang 74 auf dem Poten tial des positiven oder des negativen Anschlusses 70 oder 72 der Spannungsversorgung 68. Die resultierende Schaltspannung an der Basis vom Schalter V16 wird dann durch die Zenerdiode V14 eingestellt, die die Spannungsabfälle der Zenerdiode V13 und der Drossel L2 kompensiert.The feedback _signal S _RSt is _{coupled in} via the optocoupler U3. Depending on the switching state, the constant current I is in turn transmitted to the respective return conductor 12 or 52 to the transmitting device 2 . The 5 V supply voltage required for the optocoupler U3 is generated with the Zener diode V13 from the current loop. Depending on whether the base of the transistors V17 or V18 is more negative with respect to the common emitter, the respective transistor V17 or V18 conducts. The switching of the transistors V17 and V18 is effected by the switching state of the switch V16, which has pulled up the voltage at the base of the transistor V17 by means of the resistor R17 to the potential of the negative terminal 72 of the voltage supply 68 or else via the resistor R20. The transistor V16 is controlled by the optocoupler U3. Depending on the switching state of the optocoupler U3, the potential at its signal output 74 is at the potential of the positive or negative connection 70 or 72 of the voltage supply 68 . The resulting switching voltage at the base of the switch V16 is then set by the Zener diode V14, which compensates for the voltage drops of the Zener diode V13 and the inductor L2.

Die in diesem zweiten Stromschalter 46 auftretenden Basis- und Steuerströme werden über die Dioden V21 und V22 in die jeweils komplementäre Rückleitung 12 bzw. 52 gelenkt und er möglichen es, das in diesem Konzept keinerlei zusätzliche Masseleitung benötigt wird. Leitet z. B. der Transistor V17, so fließt der Konstantstrom I in diesem Zweig und die Span nung am Kollektor wird aufgrund eines Bürdenwiderstandes R29 und eines Widerstandes R23 (Fig. 7) angehoben, was den Basis strom vom Transistor V17 über den Transistor V16, die Diode V22 und den Widerstand R20 in den Rückleiter 52 lenkt.The base and control currents occurring in this second current switch 46 are directed via diodes V21 and V22 into the complementary return lines 12 and 52 , respectively, and make it possible that no additional ground line is required in this concept. For example, B. the transistor V17, the constant current I flows in this branch and the voltage at the collector is raised due to a burden resistor R29 and a resistor R23 ( Fig. 7), which is the base current from transistor V17 through transistor V16, the diode V22 and the resistor R20 in the return conductor 52 .

Im Gegensatz zu den beiden Hinleitern 8 und 10, die das Steu ersignal S_st übermitteln und in denen der Schleifenstrom vollständig in der jeweiligen Leitung 8 oder 10 fließt, fin det in den Rückleitungen 12 und 52 eine Stromaufteilung durch die Basis- bzw. Steuerströme der emittergekoppelten Transis toren V17 und V18 statt. Der überwiegende Teil des in der Konstant-Stromquelle 16 generierten Konstantstrom I fließt in einem Rückleiter 12, während im komplementären Zweig der je weilige Basisstrom der Transistoren V17 und V18 fließt.In contrast to the two outgoing conductors 8 and 10 , which transmit the control signal S _st and in which the loop current flows completely in the respective line 8 or 10 , a current distribution in the return lines 12 and 52 is determined by the base or control currents emitter-coupled transistors V17 and V18 instead. The major part of the constant current I generated in the constant current source 16 flows in a return conductor 12 , while the respective base current of the transistors V17 and V18 flows in the complementary branch.

Die Fig. 7 zeigt das Schaltbild der Rückmeldesignal-Auskoppel einrichtung 58. Diese Rückmeldesignal-Auskoppeleinrichtung 58 weist zwei Bürdenwiderstände R29 und R30 und einen Komparator 78 auf. Der Bürdenwiderstand R29 bzw. R30 ist einerseits mit dem Eingang 60 bzw. 62 und einem invertierenden bzw. nichtin vertierenden Eingang des Komparators 78 und andererseits mit dem Ausgang 64 dieser Auskoppeieinrichtung 58, der mit dem Masse-Anschluß GND⁺ der Sendeeinrichtung 2 verknüpft ist, verbunden. An diesen Bürdenwiderständen R29 und R30 wird ein Differenzsignal von beispielsweise 2 V erzeugt und zum Kompa rator 78 geleitet. Dieser Komparator 78 ist mittels eines Rückkopplungs-Widerstandes R26 mit einer Hysterese versehen. Je nachdem auf welchem Rückleiter 12 oder 52 der größte Teil des Konstantstromes I fließt, ist der Pegel des Ausgangs des Komparators 78 low bzw. high. Der Ausgang des Komparators 78 ist mit dem Signal-Ausgang 66 dieser Auskoppeleinrichtung 58 verknüpft, so daß an diesem Ausgang 66 das übertragene Rück meldesignal S_RSt ansteht. Die Schnelligkeit des benötigten Komparators 78 hängt von der gewählten Übertragungsrate des Datenübertragungssystems ab. Fig. 7 shows the circuit diagram of the feedback signal decoupling device 58 . This feedback signal decoupling device 58 has two burden resistors R29 and R30 and a comparator 78 . The burden resistor R29 or R30 is connected on the one hand to the input 60 or 62 and an inverting or non-inverting input of the comparator 78 and on the other hand to the output 64 of this decoupling device 58 , which is linked to the ground connection GND⁺ of the transmitting device 2 , connected. A difference signal of, for example, 2 V is generated at these burden resistors R29 and R30 and passed to the comparator 78 . This comparator 78 is provided with a hysteresis by means of a feedback resistor R26. Depending on which return conductor 12 or 52 the largest part of the constant current I flows, the level of the output of the comparator 78 is low or high. The output of the comparator 78 is linked to the signal output 66 of this decoupling device 58 , so that the transmitted feedback signal S _RSt is present at this output 66 . The speed of the comparator 78 required depends on the selected transmission rate of the data transmission system.

Da hier eine vorteilhafte Ausführungsform der Rückmeldesig nal-Auskoppeleinrichtung 58 dargestellt ist, weist diese Aus koppeleinrichtung 58 zusätzlich noch die Widerstände R23 und R24, Suppressor-Dioden D25 und D26 und Kondensatoren C3 und C4 auf. Die Widerstände R23 und R24 und die Suppressor-Dioden V25 und V26 dienen der EMV-Festigkeit. Die beiden Kondensato ren C3 und C4 dienen zur Störunterdrückung von asymmetrischen Störungen. Außerdem sind noch zwei weitere Dioden V23 und V24 vorgesehen, die für die Entkopplung der beiden Eingänge 60 und 62 der Auskoppeleinrichtung 58 vorgesehen sind.Since here an advantageous embodiment of the Rückmeldesig nal-output device 58 is shown, this out-coupling device 58 in addition, the resistors R23 and R24, suppressor diodes D25 and D26 and capacitors C3 and C4. The resistors R23 and R24 and the suppressor diodes V25 and V26 are used for EMC resistance. The two capacitors C3 and C4 are used to suppress interference from asymmetrical interference. In addition, two further diodes V23 and V24 are provided, which are provided for decoupling the two inputs 60 and 62 of the decoupling device 58 .

Damit beim Versorgungshochlauf der Sendeeinrichtung 2 bzw. bei einem Leitungsbruch der Spannungspegel am Signal-Ausgang 66 im High-Zustand ist, ist der nichtinvertierende Eingang des Komparators 78 mittels eines Widerstandes R25 mit einem positiven Anschluß V⁺ der Spannungsversorgung der Sendeein richtung 2 verbunden. Dadurch weist der Komparator 78 eine Vorzugslage auf, so daß für diese genannten Fälle keine fal schen Rückmeldesignale S_RSt ausgekoppelt und weiterverarbei tet werden.So that the supply level of the transmitter 2 or in the event of a line break the voltage level at the signal output 66 is in the high state, the non-inverting input of the comparator 78 is connected by means of a resistor R25 to a positive terminal V⁺ of the voltage supply of the transmitter 2 . As a result, the comparator 78 has a preferred position, so that no false feedback _signals S _{RSt are} coupled out and processed further in these cases.

Claims

1. Data transmission system for the transmission of a digital control signal (S _st ) with a two forward and a return conductor ( 8 , 10 , 12 ) comprising transmission channel ( 4 ), a constant current source ( 16 ), a signal to be transmitted (S _St ) be operable current switch ( 18 ) and a signal decoupling device ( 30 ), at whose signal output ( 38 ) the transmitted signal (S _St ) is present, the current switch ( 18 ) on the input side with an output of the constant current source ( 16 ) and the output side is linked to an input of an outgoing conductor ( 8 , 10 ), the control signal coupling device ( 30 ) on the input side being connected to an output of an outgoing conductor ( 8 , 10 ) and on the output side to an input of the return conductor ( 12 ) and wherein an output of the return conductor ( 12 ) is linked to a ground connection ( 20 ) of the constant current source ( 16 ).

2. Data transmission system for transmitting a digital control signal (S _St ) and its feedback signal (S _RSt ) with two forward and two return conductors ( 8 , 10 , 12 , 52 ) comprising transmission channel ( 4 ), a constant current source ( 16 ), a first current switch ( 18 ) which can be actuated by the signal to be transmitted (S _St ), a signal decoupling device ( 30 ), at whose signal output ( 38 ) the transmitted signal (S _St ) is present, one of the feedback signal to be transmitted (S _RSt ) Actuatable two ter current switch ( 46 ) and a feedback signal decoupling device ( 58 ), at whose signal output ( 66 ) the transmitted feedback signal (S _RSt ) is present, the first current switch ( 18 ) on the input side with an output of the constant current source ( 16 ) and the output side is linked to an input of an outgoing conductor ( 8 , 10 ), the signal-out coupling device ( 30 ) on the input side each having an output of an outgoing conductor ( 8 , 10 ) and the output side is connected to an input ( 54 ) of the second current switch ( 46 ), the output side of which is linked to an input of a return conductor ( 12 , 52 ) and the feedback signal output coupling device ( 58 ) on the input side each has an output of a return conductor ( 12 , 52 ) and the output side with a ground connection (GND⁺⁺) of the constant current source ( 16 ) is the.

3. Data transmission system according to claim 1 or 2, wherein the forward and return conductors ( 8 , 10 , 12 , 52 ) of the transmission channel ( 4 ) are arranged together in a cable ( 14 ).

4. Data transmission system according to claim 1 or 2, wherein the constant current source ( 16 ) has a load current carrying pnp transistor (V1) and an npn transistor (V2) for compensating for the base-emitter path of the pnp transistor (V1) , wherein the collector-base path of the npn transistor (V2) is a Zener diode (V3) electrically connected in parallel, its base-emitter path by means of a resistor (R2) and its base by means of a further resistor (R3) to a ground -Connection (GND⁺) of the constant current source ( 16 ) are linked and the emitter of the load current-carrying PNP transistor (V1) by means of a resistor (R1) with a positive terminal (V⁺) of a supply voltage and its collector with the output of Constant current source ( 16 ) are connected.

5. Data transmission system according to claim 1 or 2, wherein two emitter-coupled pnp transistors (V5, V6) are provided as the first current switch ( 18 ), the collector connections of which each have an output ( 26 , 28 ) whose coupled emitter-on Connections are connected by means of a choke (L1) to an input of this first current switch ( 18 ) and their basic connections to a reference voltage source (V4, R7) on the one hand and to a switch controlled by the control signal to be transmitted (S _St ) on the other hand (V9) are linked.

6. Data transmission system according to claim 1 or 2, wherein as control signal decoupling device ( 30 ) an optocoupler (U2) is provided, which is connected on the transmission side to the inputs ( 32 , 34 ) of this signal coupling device ( 30 ), being antiparallel to the transmission side Connections of the optocoupler (U2) a diode (V10) is connected and the inputs ( 32 , 34 ) of this signal decoupling device ( 30 ) are each linked to its output ( 36 ) by means of a resistor (R10, R11).

7. Data transmission system according to claim 5, wherein the base connections of the two pnp transistors (V5, V6) of the first current switch ( 18 ) are mutually clamped by means of a diode (V7, V8).

8. Data transmission system according to claim 5, wherein as a control erter switch (V9) an npn transistor in emitter circuit is provided with negative current feedback.

9. Data transmission system according to claim 5, wherein as a control first switch (V9) an n-channel junction field effect train sistor is provided in the source circuit.

10. Data transmission system according to claim 2, wherein as two ter current switch ( 46 ) an optocoupler (U3), a voltage supply ( 68 ) for the optocoupler (U3) and two emitterge coupled pnp transistors (V17, V18) are provided, the collector - Connections each with an output ( 48 , 50 ), the coupled emitter connections of which are connected to an input ( 54 ) of this second current switch ( 46 ) by means of a choke (L2) and the voltage supply ( 68 ), and the base connections on the one hand by means of diodes (V19, V20, V21, V22) and on the other hand by means of a switch (V16) controlled by the feedback signal to be transmitted (S _RSt ) and by means of diodes (V21, V22) each with an output ( 48 , 50 ) of this second current switch ( 46 ) are linked and the control connection of the switch (V16) by means of a zener diode (V14) is connected to a signal output ( 74 ) of the optocoupler (U3).

11. Data transmission system according to claim 2, wherein two feedback resistors (R29, R30) and a comparator ( 78 ) are provided as feedback signal decoupling device ( 58 ), the inputs of which on the one hand with the two inputs ( 60 , 62 ) of this feedback signal decoupling device ( 58 ) and, on the other hand, are linked to these burden resistors (R29, R30) which are connected to the output ( 66 ) of the feedback signal decoupling device ( 58 ).

12. Data transmission system according to claim 11, wherein an input of the comparator 78 by means of a resistor (R25) with a positive terminal (V⁺) of a supply voltage is connected.

13. Data transmission system according to claim 11, wherein the inputs ( 60 , 62 ) of the feedback signal decoupling device ( 58 ) and the inputs of the comparator ( 78 ) are decoupled from one another by means of decoupling diodes (V23, V24).

14. Data transmission system according to claim 10, wherein a Zener diode (V13) is provided as the voltage supply ( 68 ) for the optocoupler (U3) of the second current switch ( 46 ).

15. Data transmission system according to claim 10, wherein a pnp transistor is provided as a switch (V16) controlled by the feedback signal (S _RSt ) to be transmitted, which is connected by means of a diode (V15) which is electrically connected in parallel to its collector-base path , be operated in the unsaturated region.