DE19831921A1 - System zum Übertragen von Daten über einen differentiellen Bus - Google Patents

Abstract

Bei der Übertragung von Daten über einen differentiellen Bus mittels Gegentaktsignalen ist es bekannt, auch bei verschiedenen Fehlerzuständen des Busses, wie Leitungsunterbrechung oder Leitungskurzschlüsse, noch eine Datenübertragung aufrechtzuerhalten. Bei dem bekannten Übertragungssystem ist jedoch ein bestimmter Fehlerfall nicht berücksichtigt. Erfindungsgemäß werden Maßnahmen angegeben, mit denen auch bei diesem bisher nicht berücksichtigten Fehlerfall eine Datenübertragung weiterhin möglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Übertragen von binären Daten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges System ist bekannt aus der DE 195 23 031 A1. Dieses bekannte System beschreibt eine Anzahl Maßnahmen, um bei verschiedenen Fehlerzuständen der beiden Leitungen des differentiellen Busses dennoch eine Datenübertragung über den Bus zu ermöglichen. Insbesondere ist dabei auch berücksichtigt, daß nicht alle Stationen oder gar keine der Stationen mit einer eigenen Stromversorgung ausgerüstet ist, sondern beispielsweise parallel zu den beiden Leitungen des Busses wenigstens eine weitere Leitung geführt wird, die eine höhere Versorgungsspannung führt, von der in jeder Station eine niedrigere Betriebsspannung zum Betrieb der elektrischen Schaltung in der Station abgeleitet ist. Dabei ist es möglich, daß eine beliebige der beiden Leitungen des Busses mit der höheren Versorgungsspannung einen Kurzschluß haben kann. Lediglich der Fall, daß die erste Leitung einen Kurzschluß mit der niedrigeren Betriebsspannung hat, ist nicht berücksichtigt. Ein solcher Fehlerfall würde bei dem bekannten System zu einer Fehlfunktion führen, bei der keine Datenübertragung über den Bus mehr möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein System der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß auch bei einem Kurzschluß zwischen der ersten Leitung des Busses und der Betriebsspannung der elektrischen Schaltung in der Station noch eine Datenübertragung über den Bus möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine bestimmte Auswertung des Signals am Ausgang des dritten Komparators gelöst. Dadurch ist es mit geringem Aufwand möglich, bei dem bekannten System auch den angegebenen Fehlerfall zu berücksichtigen und mit einer kurzen Verzögerungszeit nach Auftreten des Fehlers, innerhalb derer ein unvermeidlicher Datenverlust auftreten kann, wieder eine Datenübertragung durchzuführen, wenn auch mit geringerer Störsicherheit, wie dies auch bei einigen anderen Fehlerfällen der Fall ist.

Abhängig von der verwendeten Codierung der zu übertragenden Daten können längere Zeitabschnitte vorkommen, in denen die beiden Leitungen des Busses konstante Signale übertragen, wobei die maximal vorkommende Zeitdauer eines solchen Abschnitts stets begrenzt ist. Wenn der eingangs beschriebene Fehler auftritt, wird dies zunächst daran erkannt, daß das Signal am Ausgang des ersten Komparators für einen längeren als den vorgegebenen Zeitabschnitt den ersten Wert hat. Damit wird bei der bekannten Anordnung der Datenausgang vom Ausgang des ersten Komparators getrennt und mit dem Ausgang des zweiten Komparators verbunden. Erst wenn festgestellt wird, daß auch nun keine Datenübertragung mehr erfolgt, kann der Datenausgang weiter auf den Ausgang des dritten Komparators umgeschaltet werden. Dabei ist es zweckmäßig, daß die erste Verzögerungszeit, nach der das fehlerhafte Ausgangssignal des zweiten Komparators wirksam wird, länger als die zweite Verzögerungszeit ist, mit der ein fehlerhaftes Ausgangssignal des ersten Komparators ausgewertet wird.

Die beiden Leitungen des Busses sind im fehlerfreien Zustand über je einen Schalter und einen Widerstand mit einem Potential verbunden, das dem ersten logischen Wert der binären Daten entspricht. Um den anderen logischen Wert zu übertragen, werden die Leitungen über weitere Schalter mit dem jeweils anderen Potential verbunden. Dies bedeutet, daß der erste Wert der binären Daten einem niedrigen Potential auf der ersten Leitung entspricht, d. h. die Leitung ist über die Reihenschaltung eines Widerstandes und eines Schalters mit dem niedrigen Potential, insbesondere Masse, verbunden. Wenn diese erste Leitung nun einen Kurzschluß mit der niedrigeren Betriebsspannung hat, fließt dauernd ein Strom durch diesen Widerstand, und zwar in jeder der an den Bus angeschlossenen Stationen, wodurch die Energiequelle für das gesamte System unnötig belastet wird. Um diese Belastung zu vermeiden bzw. zu verringern, ist es zweckmäßig, daß der Ausgang des zweiten Komparators mit dem Schalter gekoppelt ist, um diesen Schalter bei einem Signal am Ausgang des zweiten Komparators mit dem ersten Wert nach der ersten Verzögerungszeit zu öffnen. Nach dieser ersten Verzögerungszeit steht nämlich fest, daß der erste Wert des Signals am Ausgang des zweiten Komparators nicht durch eine Signalübertragung erzeugt worden ist, sondern nur durch einen Fehlerfall hervorgerufen sein kann.

Das eingangs genannte bekannte System ist in einen Bereitschaftszustand setzbar, in dem die Stromaufnahme der Stationen wesentlich verringert ist. In diesem Bereitschaftszustand ist ein weiterer, mit der ersten Leitung gekoppelter Komparator aktiv, der das Potential auf der ersten Leitung mit einem vorgegebenen Schwellwert vergleicht. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Ausgang des weiteren Komparators über ein weiteres Verzögerungsglied mit dem Schalter gekoppelt ist. Dieses weitere Verzögerungsglied bewirkt eine Verzögerung, die insbesondere länger ist als die Verzögerung, die vorgesehen ist, um den Fehler, bei dem beide Leitungen des Busses kurzgeschlossen sind, auszuwerten.

Die Erfindung betrifft auch eine Station für das erfindungsgemäße System.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 schematisch ein System mit mehreren Stationen und deren Leitungsverbindungen,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einiger Teile einer Station,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Fehlererkennungsschaltung in Fig. 2,

Fig. 4 die Steuerung des Datenausgangs und der Abschlußwiderstände,

Fig. 5 eine weitere Fehlererkennungsschaltung für den Bereitschaftszustand.

In Fig. 1 sind drei Stationen 1, 2 und 3 schematisch dargestellt, die über drei Leitungen 11, 12 und 13 miteinander verbunden sind. Die Leitung 13 ist hier mit einer höheren Versorgungsspannung verbunden, von denen die einzelnen Stationen die Betriebsspannung für die darin enthaltene elektronische Schaltung ableiten. Die Leitungen 11 und 12 bilden den differentiellen Bus, über den die Daten übertragen werden.

Bei der Station 2 sind weitere Einzelheiten dargestellt, die der Übersichtlichkeit halber bei den Stationen 1 und 3 weggelassen sind. Die Leitung 11 ist über einen Widerstand 14 und über einen Schalter mit Masse verbunden. Entsprechend ist die Leitung 12 über einen Widerstand 15 und einen weiteren Schalter mit der Betriebsspannung Vc verbunden, die in der Station von der Versorgungsspannung auf der Leitung 13 abgeleitet ist. Die Funktion der beiden Schalter, die normalerweise geschlossen sind, wird später erläutert.

Ferner ist in der Station 2 eine Steueranordnung 5 vorgesehen, die zwei Schalter 6 und 7 gemeinsam ansteuert, wobei der Schalter 6 die Leitung 11 mit der Betriebsspannung Vc und der Schalter 7 die Leitung 12 mit Masse verbindet. Wenn die Schalter 6 und 7 offen sind, liegt die Leitung 11 über den Widerstand 14 auf einem niedrigen Potential und die Leitung 12 über den Widerstand 15 auf der Betriebsspannung Vc. Dies entspricht gleichzeitig dem einen logischen Wert der zu übertragenden binären Datensignale. Wenn der andere logische Wert übertragen werden soll, werden von der Steuereinheit 5 beide Schalter 6 und 7 geschlossen, so daß die Leitung 11 nun ein hohes Potential und die Leitung 11 über den Widerstand 14 auf einem niedrigen Potential und die Leitung 12 über den Widerstand 15 auf der Betriebsspannung Vc. Dies entspricht gleichzeitig dem einen logischen Wert der zu übertragenden binären Datensignale. Wenn der andere logische Wert übertragen werden soll, werden von der Steuereinheit 5 beide Schalter 6 und 7 geschlossen, so daß die Leitung 11 nun ein hohes Potential und die Leitung 12 ein niedriges Potential hat. Auf diese Weise können von jeder der Stationen 1 bis 3 Daten über die Leitungen 11 und 12 übertragen werden. Der Zustand bzw. die Potentiale auf den Leitungen 11 und 12 bei offenen Schaltern 6 und 7 werden im folgenden daher als rezessiv und der Zustand bei geschlossenen Schaltern 6 und 7 wird als dominant bezeichnet.

Es sei bemerkt, daß die Leitungen 11 und 12 anstelle mit Masse bzw. mit der Betriebsspannung Vc auch mit einer Spannung etwas höher als Masse bzw. etwas niedriger als Vc über die Schalter verbunden werden können, solange der Unterschied zwischen beiden Spannungen groß genug ist.

Die Schaltung zur Auswertung der über die Leitungen 11 und 12 übertragenen Daten in einer Station ist in Fig. 2 dargestellt. Die beiden Leitungen 11 und 12 führen auf einen ersten Komparator 21, der die Differenz zwischen den Potentialen auf den Leitungen 11 und 12 bildet, genauer gesagt, das Potential auf der Leitung 12 von dem der Leitung 11 subtrahiert, und der die vorzeichenrichtige Differenz mit einem ersten Schwellwert vergleicht. Dieser Schwellwert ist derart gewählt, daß nur bei dem rezessiven Zustand beider Leitungen 11 und 12 ein niedriges Ausgangssignal auf der Leitung 31 erzeugt wird. Die Leitung 31 ist mit einem Multiplexer 29 verbunden, der die Leitung 31 im fehlerfreien Fall und bei bestimmten Fehlern zum Datenausgang 40 durchschaltet. Ferner führt die Leitung 31 auf eine Fehlererkennungsschaltung 27, die später erläutert wird.

Die Leitung 11 führt außerdem auf einen Komparator 22, der das Potential auf dieser Leitung mit einem Schwellenwert vergleicht, der zwischen dem dominanten und dem rezessiven Potential auf der Leitung 11 unter Berücksichtigung von Toleranzen liegt. Der Komparator 22 erzeugt auf der Leitung 32 ein hohes Signal, wenn das Potential auf der Leitung 11 über dem Schwellenwert liegt. Diese Leitung 32 führt auf die Fehlererkennungsschaltung 27 sowie auf die Schaltung 29, die diese Leitung bei bestimmten Fehlern mit dem Datenausgang 40 verbindet.

Ferner führt die Leitung 11 auf einen weiteren Komparator 24, der das Potential auf dieser Leitung mit einer Spannung zwischen der Betriebsspannung der Schaltung und der höheren Versorgungsspannung auf der Leitung 13 in Fig. 1 vergleicht und ein hohes Signal auf der Leitung 34 erzeugt, wenn das Potential auf der Leitung 11 höher ist als die Betriebsspannung. Diese Leitung 34 führt ebenfalls auf die Fehlererkennungsschaltung 27.

Entsprechend führt die Leitung 12 auch auf einen Komparator 23, der das Potential auf dieser Leitung mit einem Schwellenwert vergleicht, der ebenfalls zwischen dem dominanten und rezessiven Potential liegt. Der Komparator 23 erzeugt ein hohes Signal auf der Leitung 33, wenn das Potential auf der Leitung 12 unter dem Schwellwert liegt. Die Leitung 33 ist mit der Schaltung 29 verbunden, die diese Leitung bei einem bestimmten Fehler, wie später erläutert wird, mit dem Datenausgang 40 verbindet.

Ferner führt die Leitung 12 auf einen Komparator 25, der das Potential auf dieser Leitung mit einem Schwellenwert zwischen der Betriebsspannung und der höheren Versorgungsspannung vergleicht, und zwar in gleicher Weise, wie dies beim Komparator 24 mit dem Potential auf der Leitung 11 erfolgt. Die Ausgangsleitung des Komparators 25 ist ebenfalls mit der Fehlererkennungsschaltung 27 verbunden. Für den Fall, daß auf der Leitung 13 nicht eine höhere Versorgungsspannung, sondern direkt die Betriebsspannung den einzelnen Stationen zugeführt wird, wirkt ein Kurzschluß zwischen der Leitung 12 und der Betriebsspannung wie eine Unterbrechung der Leitung 12 und kann auch so behandelt werden.

Die Fehlererkennungsschaltung 27 erzeugt auf einer Ausgangsleitung 36 ein Signal, wenn die Leitung 11 länger als eine vorgegebene Zeitdauer, die während einer normalen Datenübertragung nicht vorkommt, ein hohes Potential hat, also wenn die Leitung 11 Kurzschluß mit der von der Versorgungsspannung abgeleiteten niedrigeren Betriebsspannung hat. Ferner erzeugt die Fehlererkennungsschaltung 27 auf einer Ausgangsleitung 37 ein Signal, wenn die beiden Leitungen 11 und 12 miteinander Kurzschluß haben oder wenn die Leitung 12 einen Kurzschluß gegen Masse oder wenn die Leitung 11 einen Kurzschluß mit der Versorgungsspannung hat. In diesem letzteren Fall wird auch auf der Leitung 38 ein Fehlersignal erzeugt. Auf der Leitung 39 wird ein Fehlersignal erzeugt, wenn die Leitung 12 einen Kurzschluß mit der Versorgungsspannung hat.

Die Leitungen 36 bis 39 führen auf eine Prioritätsschaltung 28, da bei bestimmten Fehlern mehr als eine dieser Leitungen ein hohes Signal führt, jedoch eindeutige Ansteuersignale für die Schaltung 29 benötigt werden. Dabei hat die Leitung 38 die höchste Priorität, die Leitung 36 die zweithöchste, die Leitung 39 die dritthöchste und die Leitung 37 die niedrigste Priorität. Der Aufbau einer solchen Prioritätsschaltung 28 ist allgemein bekannt. Die Signale auf den Leitungen 36 bis 39 werden entsprechend ihrer Priorität auf den Leitungen 36a bis 39a angegeben.

In der Schaltung 29 sind ferner Schalter vorhanden, wie in Fig. 1 in der Station 2 angedeutet, die den mit der Leitung 11 verbundenen Widerstand 14 mit Masse und den mit der Leitung 12 verbundenen Widerstand 15 mit der Betriebsspannung Vc verbinden.

Der Aufbau der Fehlererkennungsschaltung 27 in Fig. 2 ist in Fig. 3 näher dargestellt. Diese enthält drei Speicher 61, 62 und 63, von denen jeder aus zwei kreuzgekoppelten NOR-Gattern aufgebaut ist, wobei die weiteren Eingänge der NOR-Gatter die Eingänge des Speichers bilden. Der Übersichtlichkeit ist dieser Aufbau nur bei dem Speicher 61 dargestellt. Es können auch andere sogenannte R-S-Flipflops verwendet werden. Ferner ist ein Verzögerungsglied 67a vorgesehen.

Von dem Speicher 61 ist der obere Eingang über ein Verzögerungsglied 64 mit der Leitung 31 verbunden. Sobald die Leitung 31 ein hohes Signal während eines durchgehenden Zeitraums führt, der größer ist als die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 64, wird der Ausgang dieses Verzögerungsgliedes 64 hoch, und auf der Ausgangsleitung 37 wird ein hohes Signal erzeugt. Dieses dauernde hohe Signal auf der Leitung 31 tritt auf, wenn durch einen Fehler eine der beiden Leitungen dauernd einen dominanten Zustand hat, z. B. die Leitung 11 durch einen Kurzschluß mit der Betriebsspannung, oder wenn die Leitungen abwechselnd einen dominanten Zustand haben. Die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 64 muß also größer sein als die Zeitdauer, die eine maximale Anzahl von übertragenen Daten mit gleichem Wert haben kann.

Wenn ein derartiger Fehler behoben ist und das Signal auf der Leitung 31 bei einem rezessiven Zustand auf beiden Leitungen 11 und 12 auftritt, wird über einen Inverter 65 und ein Verzögerungsglied 66, das mit dem unteren Eingang des Speichers 61 verbunden ist, dieser wieder zurückgesetzt und das Signal auf der Leitung 37 auf einen niedrigen Wert gebracht. Das Verzögerungsglied 66 soll verhindern, daß durch kurzzeitige Störsignale im Fehlerfall der Speicher 61 fälschlich zurückgesetzt wird.

Von dem Speicher 62 ist der eine Eingang über ein Verzögerungsglied 67 mit der Leitung 34 und der andere Eingang mit dem Verzögerungsglied 66 verbunden. Beide Verzögerungsglieder haben vorzugsweise etwa gleiche Verzögerungszeit. Sobald die Leitung 11 einen Kurzschluß gegen die Versorgungsspannung hat, erscheint auf der Leitung 34 ein hohes Signal, und wenn dieses Signal länger als die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 67 ansteht, wird der Speicher 62 gesetzt und ein hohes Signal auf der Leitung 38 erzeugt. Dieser Zustand ist im übrigen der dominante Zustand für die Leitung 11, und während dieser besteht, z. B. im Fehlerfall bei einem Kurzschluß der Leitung 11 mit der Betriebsspannung, werden auf der Leitung 31 auch keine Signalübergänge erzeugt, so daß der Speicher 62 gesetzt bleibt. Erst wenn der Fehler behoben ist und wieder Signale auf der Leitung 31 erscheinen, wird der Speicher 62 zurückgesetzt, so daß dann das Signal auf der Leitung 38 wieder niedrig wird. Stattdessen kann das Rücksetzen des Speichers 62 auch über einen nicht dargestellten Inverter von dem Signal auf der Leitung 34 erfolgen.

Der eine Eingang des Speichers 63 ist über ein Verzögerungsglied 68 mit der Leitung 35 verbunden, die ein hohes Signal führt, wenn die Leitung 12 einen Kurzschluß mit der Versorgungsspannung hat. Wenn dieser Kurzschluß länger als die Verzögerungszeit des Verzögerungsglieds 68 dauert, die im übrigen zweckmäßig etwa gleich der Verzögerungszeit der Verzögerungsglieder 67 und 66 gewählt ist, wird der Speicher 63 gesetzt, und auf der Leitung 39 erscheint ein hohes Signal. Der andere Eingang des Speichers 63 ist über ein weiteres Verzögerungsglied 69 und einen Inverter 60 mit der Leitung 35 verbunden.

Das Verzögerungsglied 67a ist mit der Leitung 32 verbunden und gibt ein hohes Signal auf dieser Leitung 32 nach einer festen Verzögerungszeit am Ausgang 36 ab. Diese Verzögerungszeit ist länger als die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 64, so daß bei einem Kurzschluß der Leitung 11 mit der Betriebsspannung, wobei sowohl auf der Leitung 31 als auch auf der Leitung 32 dauernd ein hohes Signal erscheint, zunächst am Ausgang 37 und erst nach der längeren Verzögerungszeit am Ausgang 36 ein hohes Signal erscheint.

Der Aufbau der Schaltung 29 in Fig. 2 ist in Fig. 4 näher dargestellt. Die Leitung 37a führt auf einen Eingang eines ODER-Gatters 71 und eines ODER-Gatters 72. Das Ausgangssignal des ODER-Gatters 72 öffnet den Schalter 73 und unterbricht damit die Verbindung von der Leitung 31 zum Datenausgang 40, so daß das Signal am Datenausgang 40 nun nicht mehr von dem Komparator 21 in Fig. 2 abgeleitet wird. Das ODER-Gatter 71 erzeugt auf der Leitung 78 ein Signal, das den Schalter 74 schließt, so daß nun die Leitung 32 mit dem Datenausgang 40 verbunden ist und das Signal am Datenausgang somit vom Komparator 22 in Fig. 2 abgeleitet wird. Außerdem öffnet das Signal auf der Leitung 78 einen Schalter 77, der die Leitung 12 über den Widerstand 15 mit der Betriebsspannung Vc verbindet. Dadurch wird verhindert, daß, wenn die Leitung 12 einen Kurzschluß gegen Masse aufweist, ständig ein Strom von der Betriebsspannung über den Widerstand 15 abfließt, oder wenn die Leitung 12 Kurzschluß mit der Leitung 11 hat, daß das rezessive Potential auf beiden Leitungen zu sehr angehoben wird. Es bleibt lediglich eine Verbindung von der Leitung 12 über den Widerstand 15 und einen sehr hochohmigen Widerstand 17 zur Betriebsspannung Vc bestehen, um zu erreichen, daß nach Beendigung des Fehlers die Leitung 12 kein undefiniertes Potential annimmt.

Die Leitung 39a, die ein Signal führt, wenn die Leitung 12 einen Kurzschluß mit der höheren Versorgungsspannung hat, ist mit einem Eingang der ODER-Gatter 71 und 72 verbunden, also in gleicher Weise wie die Leitung 37a, d. h. die Schalter 73 und 77 werden geöffnet und der Schalter 74 wird geschlossen und damit die Leitung 32 mit dem Datenausgang 40 verbunden.

Die Leitung 38a, die ein Signal führt, wenn die Leitung 11 einen Kurzschluß mit der höheren Versorgungsspannung hat, sowie die Leitung 36a, die ein Signal führt, wenn die Leitung 11 einen Kurzschluß mit der von der Versorgungsspannung abgeleiteten Betriebsspannung hat, führen beide auf ein ODER-Gatter 70. Dessen Ausgang führt auf einen Eingang des ODER-Gatters 72, so daß auch bei diesen Fehlern die Verbindung zwischen der Leitung 31 und dem Datenausgang 40 unterbrochen wird. Außerdem steuert das Signal am Ausgang des ODER-Gatters 70 einen Schalter 75 an, der nun die Leitung 33 mit dem Datenausgang 40 verbindet, so daß die weitere Datenübertragung nur über die Leitung 11 erfolgt. Der Schalter 74 ist bei einem Signal auf der Leitung 36a oder 38a nicht geschlossen, da über die Prioritätsschaltung 29 in Fig. 2 dann keine Signale auf den Leitungen 37a und 39a auftreten können. Ferner wird ein Schalter 76 geöffnet, so daß die Leitung 11 über den Widerstand 14 nicht mehr mit Masse verbunden ist und somit ein unnötiger Strom durch den Widerstand 14 vermieden wird. Die Leitung 14 ist nur noch über die Reihenschaltung des Widerstands 14 und eines sehr hochohmigen Widerstandes 16 mit Masse verbunden, aus den gleichen Gründen, wie für die Leitung 12 und die Reihenschaltung der Widerstände 15 und 17 beschrieben wurde.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu erkennen, daß ein Kurzschluß der Leitung 11 mit der Versorgungsspannung ebenso behandelt wird wie ein Kurzschluß mit der von der Versorgungsspannung abgeleiteten Betriebsspannung, abgesehen von den unterschiedli­ chen Verzögerungszeiten der Verzögerungsglieder 67 und 67a in Fig. 3. Da auch bei einem Kurzschluß der Leitung 11 mit der Versorgungsspannung der Komparator 22 in Fig. 2 ein hohes Signal auf der Leitung 32 abgibt, kann also der Komparator 24 in Fig. 2 weggelassen werden, und entsprechend kann auch der Speicher 62 in Fig. 3 weggelassen werden bzw. die Leitung 32 über das Verzögerungsglied 67a mit dem Eingang des Speichers 62 verbunden werden. Das ODER-Gatter 70 in Fig. 4 entfällt dann ebenfalls. In diesem Falle kann lediglich ein Kurzschluß der Leitung 11 mit der Versorgungsspannung nicht sofort ausgewertet werden, sondern erst nach der längeren Verzögerungszeit, die für die Auswertung des Kurzschlusses der Leitung 11 mit der Betriebsspannung gilt.

Manchmal wird ein System der beschriebenen Art in einer Umgebung eingesetzt, bei der die Quelle, die die höhere Versorgungsspannung liefert, nur eine begrenzte Energie enthält. In diesem Fall kann eine Station, beispielsweise wenn während einer vorgegebenen Zeitspanne keine Daten übertragen worden sind, in einen Betriebszustand mit sehr geringem Stromverbrauch, nämlich den Bereitschaftszustand versetzt werden, jedoch über die Übertragungsleitungen gesteuert jederzeit wieder in den normalen Übertragungszustand zurückversetzt werden. Die Stromaufnahme im Bereitschaftszustand soll möglichst gering sein, da der gesamte Energieverbrauch mit der Anzahl der Stationen in einem System proportional ansteigt.

Nun können aber auch während des Bereitschaftszustandes aller Stationen Fehler auf den Leitungen 11 und 12 auftreten bzw. vorhanden sein, die jedoch nicht zu einer erhöhten Stromaufnahme führen dürfen. Um eine solche zu verhindern, wird eine während des Bereitschaftszustandes wirksame Fehlererkennungsschaltung vorgesehen, die in Fig. 5 dargestellt ist. Darin führt die Leitung 11 auf zwei Komparatoren 91 und 92, die das Potential auf der Leitung 11 mit verschiedenen Schwellenwerten vergleichen. Der Komparator 91 gibt ein Signal ab, wenn das Potential auf der Leitung 11 über einen Wert steigt, der etwas unterhalb der Versorgungsspannung auf der Leitung 13 liegt. Dies ist der Fall, wenn die Leitung 11 einen Kurzschluß mit der Versorgungsspannung hat.

Der Komparator 93 vergleicht das Potential auf der Leitung 12 mit einem Schwellwert zwischen dem dominanten und dem rezessiven Potential und gibt ein Signal ab, wenn dieses Potential unterschritten wird. Dieses Signal führt über das ODER-Gatter 97 und ein Verzögerungsglied 98 auf den Schalter 77 in Fig. 4, so daß kein Strom von der Versorgungsspannung gegen Masse fließen kann.

Weiterhin ist ein Komparator 92 vorgesehen, der das Potential auf der Leitung 11 mit einem Schwellenwert vergleicht, der ebenfalls zwischen dem dominanten und dem rezessiven Potential liegt. Dieser Komparator 92 gibt ein Signal ab, wenn insbesondere die Leitung 11 einen Kurzschluß mit der Betriebsspannung hat. Das Signal am Ausgang des Komparators 92 wird einem Eingang eines UND-Gatters 94 sowie einem Verzögerungsglied 99 zugeführt. Dessen Ausgang ist ebenso wie der Ausgang des Komparators 91 mit den Eingängen eines ODER-Gatters 100 verbunden, dessen Ausgang über ein Verzögerungsglied 95 auf den Schalter 76 in Fig. 4 führt. Dieser trennt den Widerstand 14 von Masse, so daß bei diesem Fehler kein Strom von der Versorgungsspannung oder der Betriebsspannung über den Widerstand 14 bzw. die Widerstände 14 in allen Stationen fließen kann, da alle Stationen den gleichen Fehler feststellen und den Widerstand 14 von Masse trennen. Diese Trennung erfolgt bei einem Kurzschluß der Leitung 11 mit der Versorgungsspannung durch das Ausgangssignal des Komparators 91 schnell, da das Verzögerungsglied 95 nur eine kurze Verzögerungszeit hat, die für die Beseitigung von Störsignalen ausreichend ist. Bei einem Kurzschluß der Leitung 11 mit der niedrigeren Betriebsspannung erzeugt das Ausgangssignal des Komparators 92 zunächst über das UND-Gatter 94, dessen Sperreingang bei noch fehlendem Signal vom ODER-Gatter 100 freigegeben ist, und das ODER-Gatter 97 und das Verzögerungsglied 98 ein Signal zum Öffnen des Schalters 77, da zunächst ein Kurzschluß zwischen den Leitungen 11 und 12 angenommen wird, bei dem entweder der Komparator 92 oder der Komparator 93 oder beide ein Ausgangssignal erzeugen. Erst nach der Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 99, die länger als die Verzögerungszeiten der Verzögerungsglieder 95 und 98 ist, erzeugt das ODER-Gatter 100 auf der Leitung 101 ein Signal, das das UND-Gatter 94 sperrt. Dadurch wird dann nur noch am Ausgang des UND-Gatters 96 ein Signal erzeugt, das den Schalter 76 öffnet, wodurch kein Strom von der Versorgungsspannung bzw. Betriebsspannung gegen Masse fließen kann, wie vorher bereits erwähnt wurde.

Auch hier kann grundsätzlich der Komparator 91 eingespart werden, da bei einem Kurzschluß der Leitung 11 mit der Versorgungsspannung auch am Komparator 92 ein Ausgangssignal erzeugt wird. Dieser Fehler würde dann nicht mehr sofort zum Öffnen des Schalters 76 führen, sondern erst nach der Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 99. Beim Wegfall des Komparators 91 entfällt auch das ODER-Gatter 100 sowie das Verzögerungsglied 95.

Claims (4)

1. System zum Übertragen von binären Daten zwischen einer Anzahl Stationen (1, 2, 3), die über eine gemeinsame erste und eine gemeinsame zweite Leitung (11, 12) miteinander verbunden sind, wobei bei einem ersten logischen Wert der binären Daten die erste Leitung (11) ein niedriges Potential und die zweite Leitung (12) ein hohes Potential und bei einem zweiten logischen Wert der binären Daten die erste Leitung (11) ein hohes Potential und die zweite Leitung (12) ein niedriges Potential hat und der logische Wert der binären Daten zum Abgeben an einem Datenausgang von dem Potential wenigstens einer der Leitungen (1 l, 12) abgeleitet ist, wobei in wenigstens einer ersten Station vorgesehen sind

• 1. ein erster Komparator (21), der mit beiden Leitungen (11, 12) gekoppelt ist, um das Potential auf der ersten Leitung (11) vom Potential auf der zweiten Leitung (12) zu subtrahieren und ein Signal mit einem ersten Wert an einem ersten Ausgang (31) des ersten Komparators (21) abzugeben, wenn die durch die Subtraktion gebildete Differenz einen ersten Schwellwert übersteigt; der so gewählt ist, daß das Signal am Ausgang (31) des ersten Komparators (21) auch dann seinen Wert ändert, wenn nur auf einer der beiden Leitungen (11, 12) ein Potentialwechsel auftritt und die andere der beiden Leitungen (12, 11) ein Potential entsprechend dem ersten logischen Wert der binären Daten hat,
• 2. ein zweiter Komparator, der mit der ersten Leitung (11) gekoppelt ist, um ein Signal mit dem ersten Wert an einem Ausgang (32) des zweiten Komparators (22) zu erzeugen, wenn das Potential auf der ersten Leitung (11) unterhalb eines zweiten Schwellwerts liegt, und
• 3. ein dritter Komparator (23), der mit der zweiten Leitung (12) gekoppelt ist, um ein Ausgangssignal mit dem ersten Wert an einen Ausgang (33) des dritten Komparators (23) zu erzeugen, wenn das Potential auf der zweiten Leitung (12) oberhalb eines dritten Schwellwerts liegt,

dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (33) des dritten Komparators (23) über ein erstes Verzögerungsglied (67a) mit einer ersten Verzögerungszeit mit einer Umschaltanordnung (73, 74, 75) gekoppelt ist, um bei einem Signal am Ausgang (32) des zweiten Komparators (22) mit dem ersten Wert nach der ersten Verzögerungszeit den Datenausgang (40) mit dem Ausgang (33) des dritten Komparators (23) zu koppeln.

2. System nach Anspruch 1, wobei ein Signal am Ausgang (31) des ersten Komparators (21) nach einer zweiten Verzögerungszeit die Umschaltanordnung (73, 74, 75) ansteuert, um den Datenausgang (40) mit dem Ausgang (32) des zweiten Komparators (22) zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verzögerungszeit länger als die zweite Verzögerungszeit ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei in jeder ersten Station (1, 2, 3) die erste Leitung (11) über einen Widerstand (14) mit dem niedrigen Potential gekoppelt ist und in Reihe mit dem Widerstand (14) ein Schalter (76) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (32) des zweiten Komparators (22) mit dem Schalter (76) gekoppelt ist, um diesen Schalter (76) bei einem Signal am Ausgang (32) des zweiten Komparators (22) mit dem ersten Wert nach der ersten Verzögerungszeit zu öffnen.

4. System nach Anspruch 3, bei dem wenigstens eine erste Station (1, 2, 3) in einen Bereitschaftszustand setzbar ist, in dem die Stromaufnahme insbesondere durch Abschalten der Betriebsspannung für wenigstens einen Teil der Elemente dieser Station wesentlich verringert ist, wobei ein weiterer Komparator (92) vorgesehen ist, der im Bereitschaftszustand aktiv ist und der mit der ersten Leitung (11) gekoppelt ist, um ein Ausgangssignal mit einem ersten Wert am Ausgang des weiteren Komparators (92) zu erzeugen, wenn das Potential auf der ersten Leitung (11) einen vorgegebenen vierten Schwellwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des weiteren Komparators (92) über ein weiteres Verzögerungsglied (99) mit dem Schalter (76) gekoppelt ist.