DE202004002262U1 - Common-mode lowpass filter, for actuator-sensor interface networks, suppresses interference in two-wire line using choke and series circuit of capacitor and protection diode - Google Patents

Common-mode lowpass filter, for actuator-sensor interface networks, suppresses interference in two-wire line using choke and series circuit of capacitor and protection diode Download PDF

Info

Publication number
DE202004002262U1
DE202004002262U1 DE200420002262 DE202004002262U DE202004002262U1 DE 202004002262 U1 DE202004002262 U1 DE 202004002262U1 DE 200420002262 DE200420002262 DE 200420002262 DE 202004002262 U DE202004002262 U DE 202004002262U DE 202004002262 U1 DE202004002262 U1 DE 202004002262U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
common
choke
capacitor
mode low
interface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE200420002262
Other languages
German (de)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bihl & Wiedemann GmbH
Original Assignee
Bihl & Wiedemann GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bihl & Wiedemann GmbH filed Critical Bihl & Wiedemann GmbH
Priority to DE200420002262 priority Critical patent/DE202004002262U1/en
Publication of DE202004002262U1 publication Critical patent/DE202004002262U1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/08—Modifications for reducing interference; Modifications for reducing effects due to line faults ; Receiver end arrangements for detecting or overcoming line faults
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/42—Balance/unbalance networks
    • H03H7/425—Balance-balance networks
    • H03H7/427—Common-mode filters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0107—Non-linear filters

Abstract

In each line, or in individual lines of network is incorporated a current compensating choke (1) and series circuits (2) of capacitor (3) and Zener or suppressor diode (4). The diodes have a breakdown voltage above 20 V, and are allow capacitor currents to flow to the installation earth (5). Typically only one choke, or only series circuits, which may be incorporated only on one side of choke, are used. The lowpass is preferably a part of distributor for branching out AS interface lines, or of a master.

Description

Stand der TechnikState of technology

Die Erfindung betrifft einen Gleichtakt-Tiefpass für AS-Interface Netze, der starke, hochfrequente, leitungsgebundene Störungen im Netz unterdrückt, ohne die Funktion des Bussystems negativ zu beeinflussen.The invention relates to a common mode low pass for AS-Interface Networks, the strong, high-frequency, wired interference in the Network suppressed, without negatively influencing the function of the bus system.

Zentrale Einheit jedes Bussystems nach dem AS-Interface Prinzip (EN 50295 oder IEC 62026-21) ist der AS-Interface Master (im folgenden "Master" genannt), der mit den angeschlossenen Slaves über detailliert festgelegte Telegramme Ein- und Ausgabedaten für die jeweilige Steuerungsaufgabe austauscht². Dabei ist für AS-Interface charakteristisch, dass im Netz Daten und Energie für die Busteilnehmer auf einem gemeinsamen, ungeschirmten 2-Leiter-Kabel transportiert werden. Die Daten werden in Form von analogen Impulsen auf dem Versorgungskabel übertragen. Um einen korrekten Datenaustausch sicherzustellen, wird das gesamte System hochsymmetrisch ausgebildet. Störungen von außen verschieben das Potential beider Leiter des Buskabels in gleicher Weise, so dass ihre Potentialdifferenz konstant bei dem von der Stromversorgung vorgegebenen Wert von etwa 30 V plus den Spannungsimpulsen, mit denen die Datenübertragung erfolgt, bleibt. Das ist das übliche Verfahren, um eine hohe Gleichtaktunterdrückung zu gewährleisten. Zusammen mit einem Verfahren zur sicheren Identifizierung von fehlerhaften Telegrammen wird damit eine sehr hohe Sicherheit der Datenübertragung erreicht.The central unit of every bus system according to the AS-Interface principle (EN 50295 or IEC 62026-2 1 ) is the AS-Interface master (hereinafter referred to as "master"), which inputs and outputs data for the connected slaves via detailed telegrams exchanges the respective control task². It is characteristic of the AS-Interface that data and energy for the bus users are transported on a common, unshielded 2-wire cable. The data are transmitted in the form of analog pulses on the supply cable. To ensure correct data exchange, the entire system is designed to be highly symmetrical. Interference from outside shifts the potential of both conductors of the bus cable in the same way, so that their potential difference remains constant at the value of about 30 V specified by the power supply plus the voltage pulses with which the data transmission takes place. This is the usual procedure to ensure high common mode rejection. Together with a procedure for the reliable identification of faulty telegrams, a very high level of data transmission security is achieved.

In Fällen mit extrem hohen Störungen (z.B. lange Leitungsstücke im Bereich hoher Störfelder) reicht diese Gleichtaktunterdrückung gelegentlich nicht aus. Durch verbleibende, geringfügige Asymmetrien kann es zur Einkopplung von Energie auf die AS-Interface Leitung kommen, die hochfrequente Schwingungen des Systems auslösen und zu Verfälschungen des Signals führen kann. In angeschlossenen Geräten, die selbst nicht genügend symmetrisch aufgebaut sind, können Fehlschaltungen ausgelöst werden. Fehlerhafte Telegramme werden dann zwar weiterhin erkannt und wiederholt, können aber – insbesondere wenn es zum temporären Ausfall von Slaves kommt – zu einer eventuell nicht mehr akzeptablen Verringerung der Verfügbarkeit des Netzes führen. Klassische Tiefpassfilter, wie RC-Glieder, lassen sich zur Beseitigung dieser Störungen nicht verwenden³, da sie die Funktion des Bussystems durch Leitungsverluste und Impedanzerniedrigung stören würden.In cases with extremely high disturbances (e.g. long line sections in the area of high interference fields) is sufficient this common mode rejection occasionally not out. By remaining, slight asymmetries it can be used to couple energy to the AS-Interface cable come, which trigger high-frequency vibrations of the system and to falsifications of the signal can. In connected devices, which itself is not enough are symmetrical Malfunctions are triggered. Faulty telegrams are then still recognized and repeated, can but - especially if it's temporary Failure of slaves is - too a possibly unacceptable reduction in availability of the network. Classic low-pass filters, such as RC elements, can be eliminated of these disorders do not use³, since they impair the function of the bus system due to line losses and reduced impedance to disturb would.

Erfindunginvention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den beschriebenen Einfluss von Gleichtaktstörungen zu minimieren, ohne in den Energie- und Datentransfer auf der AS-Interface Leitung einzugreifen.The invention is based, the to minimize the influence of common mode interference described without intervene in the energy and data transfer on the AS-Interface cable.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in kritischen Situationen in das AS-Interface Netz ein oder mehrere Tiefpässe eingebracht werden, die für den Versorgungsstrom der Slaves im wesentlichen verlustfrei sind und weder die Spannungsimpulse der Telegramme, noch die Impedanz und Symmetrie des Netzes im Frequenzbereich bis ca. 500 kHz stören (1). Das geschieht erfindungsgemäß über stromkompensierte Drosseln (1), die die Gleichstromkomponente (zur Versorgung) und die symmetrisch verlaufenden Pulse (zur Datenübertragung) nahezu ungehindert durchlassen, jedoch jede unsymmetrische hochfrequente Störung abblocken, und über Serienschaltungen (2) aus einem Kondensator (3) und einer nachgeschalteten, jeweils in Sperrrichtung gepolten Zener- oder Suppressordiode (4), die die floatenden Leitungen AS-i+ und AS-i– mit der Anlagenmasse (5) verbinden. Damit wird, sobald die Diode im Störungsfall öffnet, jeder hochfrequenten Störung auf der Leitung Energie entzogen, so dass diese Störung massiv gedämpft wird.The problem is solved by introducing one or more low-pass filters into the AS-Interface network in critical situations, which are essentially loss-free for the supply current of the slaves and neither the voltage pulses of the telegrams nor the impedance and symmetry of the network in the frequency range up to approx. 500 kHz 1 ). According to the invention, this is done using current-compensated chokes ( 1 ) that allow the DC component (for supply) and the symmetrical pulses (for data transmission) to pass through almost unhindered, but block any asymmetrical high-frequency interference, and via series circuits ( 2 ) from a capacitor ( 3 ) and a downstream Zener or suppressor diode, each polarized in reverse direction ( 4 ), the floating lines AS-i + and AS-i - with the system ground ( 5 ) connect. As soon as the diode opens in the event of a fault, energy is withdrawn from any high-frequency interference on the line, so that this interference is massively dampened.

Beide Schaltungen können vorzugsweise kombiniert, aber auch einzeln an den kritischen Stellen eines Netzes eingesetzt werden. Eine vorteilhafte Form ist die Integration in Verteiler der AS-Interface Leitung (2), da dann mehrere Zweige der Busstruktur geschützt werden können, ohne dass die Notwendigkeit bestünde, ein zusätzliches Gerät in das Netz einzubauen. Das Filter kann aber auch in einen Master oder in eine Datenentkopplung des Systems eingebaut oder als separate Komponente verwendet werden.Both circuits can preferably be combined, but can also be used individually at the critical points in a network. An advantageous form is the integration in the distributor of the AS-Interface cable ( 2 ), since several branches of the bus structure can then be protected without the need to install an additional device in the network. The filter can also be installed in a master or in a data decoupling system or used as a separate component.

Die Erfindung wird in 1 schematisch dargestellt, in 2 beispielhaft für den Fall der Integration in einen Verteiler für AS-Interface Leitungen von einer Sammelleitung (AS-i+, AS-i–) auf drei Zweige AS-i 1, AS-i 2, AS-i 3. Gezeigt wird ein Fall, in dem die Serienschaltung aus Kondensator und Diode nur für die Sammelleitung und den Zweig AS-i 3 genutzt wird.The invention is in 1 represented schematically in 2 as an example for the case of integration in a distributor for AS-Interface lines from a bus (AS-i + , AS-i - ) to three branches AS-i 1, AS-i 2, AS-i 3. A case is shown , in which the series connection of capacitor and diode is only used for the bus and the AS-i 3 branch.

  • 1 EN 50295: 1998; IEC 62026-2: 20001 EN 50295: 1998; IEC 62026-2: 2000
  • 2 Kriesel, W. R., Madelung, O.W. (Hrsg.): AS-Interface Das Aktuator-Sensor-Interface für die Automation; 213 S., 2. deutsche Auflage, Carl Hanser Verlag 1999, ISBN 3-446-21064-4; 2. englische Auflage, Carl Hanser Verlag 1999, ISBN 3-446-21065-22 Kriesel, W. R., Madelung, O.W. (Ed.): AS-Interface The actuator-sensor interface for automation; 213 pages, 2nd German edition, Carl Hanser Verlag 1999, ISBN 3-446-21064-4; 2nd English edition, Carl Hanser Verlag 1999, ISBN 3-446-21065-2
  • 3 EN 50295, Abschnitt 8.5.2.43 EN 50295, section 8.5.2.4

Claims (6)

Gleichtakt-Tiefpass für AS-Intertace Netze zur Unterdrückung starker hochfrequenter, leitungsgebundener Störungen dadurch gekennzeichnet, dass in jede Leitung oder in einzelne Leitungen des Netzes eine stromkompensierte Drossel (1) und Serienschaltungen (2) aus einer Kapazität (3) und einer Zener- oder Suppressordiode mit einer Kippspannung von über ca. 20 V (4) mit Verbindung zur Anlagenmasse (5) eingefügt werden.Common-mode low-pass filter for AS-Intertace networks to suppress strong high-frequency, line-bound interference, characterized in that in each line or in individual lines of the network a current-compensated choke ( 1 ) and series connections ( 2 ) from a capacity ( 3 ) and a zener or suppressor diode with a breakover voltage of over approx. 20 V ( 4 ) with connection to the system mass ( 5 ) are inserted. Gleichtakt-Tiefpass nach Anspruch (1) dadurch gekennzeichnet, dass in die Leitungen entweder nur eine stromkompensierte Drossel (1) oder nur die Serienschaltungen (2) aus Kapazität und Diode eingefügt werden.Common-mode low-pass filter according to Claim (1), characterized in that either only one current-compensated choke ( 1 ) or just the series connections ( 2 ) from capacitance and diode. Gleichtakt-Tiefpass nach Anspruch (1) dadurch gekennzeichnet, dass die Serienschaltungen (2) aus Kapazität und Diode nur auf einer Seite der stromkompensierten Drossel in die Leitungen eingefügt werden.Common mode low-pass filter according to Claim (1), characterized in that the series circuits ( 2 ) of capacitance and diode are only inserted into the lines on one side of the current-compensated choke. Gleichtakt-Tiefpass nach Anspruch (1), (2) oder (3) dadurch gekennzeichnet, dass die beschriebene Schaltung Teil eines Verteilers (6) zur Verzweigung von AS-Interface Leitungen ist.Common-mode low-pass filter according to Claim (1), (2) or (3), characterized in that the circuit described is part of a distributor ( 6 ) for branching AS-Interface cables. Gleichtakt-Tiefpass nach Anspruch (1), (2) oder (3) dadurch gekennzeichnet, dass die beschriebene Schaltung Teil eines AS-Interface Masters oder einer Datenentkopplung des Systems ist. Common mode low pass according to claim (1), (2) or (3) characterized in that the circuit described part an AS-Interface master or a data decoupling of the system is. Gleichtakt-Tiefpass nach Anspruch (1), (2) oder (3) dadurch gekennzeichnet, dass die beschriebene Schaltung eine eigenständige Komponente für AS-Interface Netze ist. Common mode low pass according to claim (1), (2) or (3) characterized in that the circuit described a independent Component for AS-Interface Nets is.
DE200420002262 2004-02-12 2004-02-12 Common-mode lowpass filter, for actuator-sensor interface networks, suppresses interference in two-wire line using choke and series circuit of capacitor and protection diode Expired - Lifetime DE202004002262U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200420002262 DE202004002262U1 (en) 2004-02-12 2004-02-12 Common-mode lowpass filter, for actuator-sensor interface networks, suppresses interference in two-wire line using choke and series circuit of capacitor and protection diode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200420002262 DE202004002262U1 (en) 2004-02-12 2004-02-12 Common-mode lowpass filter, for actuator-sensor interface networks, suppresses interference in two-wire line using choke and series circuit of capacitor and protection diode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202004002262U1 true DE202004002262U1 (en) 2004-04-15

Family

ID=32115919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200420002262 Expired - Lifetime DE202004002262U1 (en) 2004-02-12 2004-02-12 Common-mode lowpass filter, for actuator-sensor interface networks, suppresses interference in two-wire line using choke and series circuit of capacitor and protection diode

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE202004002262U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005023234B4 (en) * 2004-06-07 2017-02-02 Ford Global Technologies, Llc Devices and methods for reducing the radiation emission of electronic assemblies

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005023234B4 (en) * 2004-06-07 2017-02-02 Ford Global Technologies, Llc Devices and methods for reducing the radiation emission of electronic assemblies

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015222334A1 (en) Device and method for selective hiding of bus vibrations during data reception via a bus system
EP1965482B1 (en) ASI network for areas subject to explosive risk
DE102015118514A1 (en) Signal isolator system with protection for common mode transients
DE102017104894A1 (en) Active compensation circuit and system
EP0364700B1 (en) Bus-coupling circuit
DE202004002262U1 (en) Common-mode lowpass filter, for actuator-sensor interface networks, suppresses interference in two-wire line using choke and series circuit of capacitor and protection diode
DE19947501C5 (en) Actuator Sensor Interface slave
DE102005008158A1 (en) Circuit arrangement for corrosion protection power supply and line test for two-wire cables
DE4138065A1 (en) Data and energy transmission system for several subscribers - uses two=wire screened lead with data and power being differentially transmitted with symmetrical signals along wires and screen sheath used as return path for supply current
DE102005040932A1 (en) Field bus subscriber for use in communication system, has bus termination connectable with bus lines by using switch depending on availability of another subscriber at field bus output
DE102008008647B4 (en) Circuit monitor for AS-Interface networks
DE102006048109B4 (en) CAN control unit, CAN bus system and motor vehicle
EP0082410B1 (en) Circuit for the suppression of signals on line sections
DE102016011257A1 (en) Bus and communication system for DC-free signal transmission on a common medium with termination
DE102018201545A1 (en) Field device supply voltage filter and field device coupling device
DE19925909A1 (en) Interface for electrical isolation and for the transmission of digital signals
DE102012202423A1 (en) Passively-measuring circuit arrangement for e.g. ground fault monitor in actuator sensor interface-sensor-actuator-network, has modulator controlled by subscriber, where fault degree between signals is determined by current measurement
DE102018103438A1 (en) Compensation filter and method for commissioning a compensation filter
DE3611226C2 (en)
DE2051412A1 (en) Protection device for harmonic filters
AT512668B1 (en) Arrangement for transmitting data in a power supply network
DE69631366T2 (en) Method and device for correcting transmission errors and detecting errors during the transmission of data via a data transmission medium
WO2023222596A1 (en) Method for testing a wiring of an electrical installation
DE102010039163A1 (en) Ground fault guard used in actuator sensor interface bus system, has band pass filter comprising filter area that covers frequency range of data signals from alternating current meter
DE202004002039U1 (en) Interface structural component for connecting a technical operating device to a data bus has its own current supply and a protective circuit for signal wires

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification

Effective date: 20040519

R150 Term of protection extended to 6 years

Effective date: 20070315

R151 Term of protection extended to 8 years

Effective date: 20100317

R152 Term of protection extended to 10 years
R152 Term of protection extended to 10 years

Effective date: 20120306

R071 Expiry of right