DE2050994B2 - Verfahren und schaltungsanordnung zur erdfreien uebertragung von gleichstromsignalen - Google Patents

Description

• Es ist ferner möglich, einen Übertrager zur hub er tragung von Gleichstromsignalen mit hochfrequenten Schwingungen zu speisen, die entsprechend den Gleichstromsignalen auf der Primärseite gesteuert werden und auf der Sekundärseite nach Gleichrichtung wieder ein Gleichstromsignal liefern, welches dem zugeführten Gleichstromsignal entspricht. Mit solchen Schaltungen sind jedoch infolge des An-
• schwingverhaltens der Hochfrequenzgeneratoren und der verwendeten Übertrager nur verhältnismäßig geringe Übertragungsgeschwindigkeiten möglich. Zur Erhöhung der Übertragungsgeschwindigkeit können auch Beschleunigungsschaltungen vorgesehen sein, die das Anschwingverhalten eines Generators verbessern. Im allgemeinen müssen jedoch auf der Sekundärseite der Übertrager relativ aufwendige Entzerrungsvorrichtungen vorgesehen sein, die das gewünschte Gleichstromsignal in seiner vorgegebenen Form wiederherstellen. Mit dem erhöhten schaltungstechnischen Aufwand wächst jedoch auch der Leistungsbedarf des verwendeten Generators.
• Durch die deutsche Auslegeschrift 1 244 242 ist eine Anordnung zur Übertragung von Gleichstromsignalen bekannt, die mit einem rückgekoppelten Generator arbeitet und Impulskombinationen in Rechteckströme oder Sinusströme umsetzt, wobei gleichfalls eine Wiedergleichrichtung nach Umsetzung angewendet wird. Diese Anordnung arbeitet mit einem Übertrager, in dem hochfrequente Schwingungen unter Zuhilfenahme eines Verstärkers erzeugt werden und bei dem auf der Primärseite eine Steuerung durch die Gleichstromsignale erfolgt, so daß auf der Sekundärseite nach Gleichrichtung der Schwingungen wieder ein Gleichstromsignal zur Verfügung steht. Diese bekannte Anordnung arbeitet derart, daß das Gleichstromsignal auf der Primärseite durch unterschiedliche Dämpfung ein Einsetzen bzw. Aussetzen der Schwingungen bewirkt. Dabei ist eine beachtliche Energie für den Schwingungsvorgang erforderlich, außerdem treten auch hier Anschwingprobleme auf. Es müssen zusätzliche Maßnahmen getroffen werden, wenn diese Nachteile vermieden und hohe Übertragungsgeschwindigkeiten verwirklicht werden sollen.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur erdfreien Übertragung von Gleichstromsignalen zu schaffen, welches bei möglichst geringer Generatorleistung eine möglichst hohe Signalgeschwindigkeit ermöglicht und praktisch unverzerrte übertragene Signale liefert.
• Ausgangspunkt für die Erfindung ist gleichfalls die Verwendung eines mit hochfrequenten Schwingungen gespeisten Übertragers für die Entkopplung.
• Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe jedoch dadurch, daß die Speisung des Übertragers kontinuierlich an einer dritten Obertragerwicklung erfolgt, daß die Dämpfung mit einem den Kurzschlußzustand des Übertragers bewirkenden Wert erzeugt wird, daß die Kennzeichnung des Gleichstromsignals durch unterschiedlichen Gleichspannungsabfall am Transistorschalter erfolgt, der im kurzschlußfreien Zustand des Übertragers durch die über die dritte tXbertragerwicklung ausgekoppelten hochfrequenten Schwingungen impulsartig leitend gesteuert wird, und daß die im Arbeitsstromkreis des Transistorschalters bei diesem Zustand auftretenden Impulse auf einen den kurzschlußfreien Zustand des Übertragers kennzeichnenden Spannungswert integriert werden.
• Die Erfindung arbeitet mit einem kontinuierlich schwingenden Generator, dessen Schwingungen durch das Gleichstromsignal nicht ein- oder ausgeschaltet werden. Der Übertrager ist dabei an der Schwingungserzeugung selbst nicht beteiligt. Die Dämpfung des Übertragers erfolgt bis zum Kurzschlußzustand und nicht nur so weit, daß eventuell ein Abreißen von Schwingungen auftreten würde, wie es bei der vorstehend genannten bekannten Anordnung der Fall ist. Die Kennzeichnung des Gleichstromsignals an der Sekundärseite erfolgt nicht durch ein an einer Sekundärwicklung abgenommenes Wechselstromsignal, das eventuell gleichgerichtet wird und dessen Leistung einen vorgegebenen Mindestwert haben muß, sondern durch die Steuerung des Spannungsabfalls an einem Transistorschalter.
• Sein im Kurzschlußzustand des Übertragers verschwindendes Ansteuersignal hat einen hohen Innenwiderstand zur Folge, so daß ein anderer Spannungsabfall an ihm entsteht, der das übertragene Gleichstromsignal kennzeichnet. Diese Unterschiede der Erfindung gegenüber einem Verfahren der bekannten Art gewährleisten eine hohe Signalgeschwindigkeit in der Größenordnung von 10000 Baud.
• Dieser Fortschritt wird in erster Linie durch das Fehlen von Anschwingvorgängen und damit verbundenen Verzerrungen erzielt. Besondere Schaltelemente zur Anschwingbeschleunigung sind nicht erforderlich.
• Der Kurzschlußzustand des Übertragers wird zweckmäßig durch ein mit dem jeweiligen Gleichstromsignal leitend gesteuertes und mit einer Übertragerwicklung verbundenes Schalterelement erzeugt.
• Hier kann gleichfalls ein Transistor verwendet werden, dessen Steuerstromkreis das Gleichstromsignal zugeführt wird und das im leitenden Zustand die mit ihm verbundene Wicklung des Übertragers kurzschließt. Dadurch erfolgt eine starke Bedämpfung des Übertragers, die das hochfrequente Signal an der Auskoppelwicklung verschwinden läßt.
• Zur Übertragung von Doppelstromsignalen kann das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgebildet sein, daß die positiven und die negativen Signalamplituden voneinander getrennt und jeweils einem besonderen Übertrager zugeführt werden und daß beide Übertrager durch einen ihnen gemeinsamen Generator für hochfrequente Schwingungen gespeist werden. Dieses Prinzip der getrennten Verarbeitung positiver und negativer Signalamplituden entspricht einer Gegentaktfunktion. Die Verwendung eines gemeinsamen Generators für beide Übertrager ermöglicht in einfacher Weise die Aufsteuerung des dem jeweiligen Übertrager nachgeschalteten Transistors mit den positiven bzw. den negativen Halbwellen des hochfrequenten Signals. Dabei ergibt sich eine gegenüber dem Eintaktprinzip bessere Ausnutzung der Generatorleistung.
• Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann derart ausgebildet sein, daß ein mit den Gleichstromsignalen ansteuerbarer erster Transistor in seinem Arbeitsstromkreis an eine erste Wicklung eines Hochfrequenzübertragers angeschaltet ist, der über eine zweite Wicklung mit einem Generator für hochfrequente Schwingungen gekoppelt und mit einer dritten Wicklung in den Steuerstromkreis eines zweiten Transistors geschaltet ist, dessen Arbeitspunkt so gelegt ist, daß er durch über die dritte Wicklung ausgekoppelte hochfrequente Schwingungen leitend gesteuert wird.
• Dem Arbeitsstromkreis des zweiten Transistors kann ferner ein RC-Glied zugeordnet sein, das eine Bemessung der an dem zweiten Transistor abfallenden Gleichspannung ermöglicht.
• Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Übertragung von Doppelstromsignalen ist entsprechend den vorstehenden Ausführungen derart ausgebildet, daß zwei mit den positiven bzw, negativen Signalamplituden über Entkopplungsdioden ansteuerbare erste Transistoren in ihrem Arbeitsstromkreis jeweils an eine erste Wicklung eines von zwei Hochfrequenzübertragern angeschaltet sind, die über jeweils eine zweite Wicklung mit einem Generator für hochfrequente Schwingungen gekoppelt und mit jeweils einer dritten Wicklung in den Steuerstromkreis eines von zwei zweiten Transistoren geschaltet sind, deren Arbeitspunkte so gelegt sind, daß sie durch über die dritten Wicklungen ausgekoppelte hochfrequente Schwingungen leitend gesteuert werden Auch hier können den zweiten Transistoren RC-Glieder zugeordnet sein. Ferner kann bei dieser Gegentaktschaltung ein Generator vorgesehen sein, dessen Ausgang mit den in Reihe geschalteten zweiten Wicklungen der Übertrager gegebenenfalls über einen Widerstand verbunden ist.
• Die Erfindung wird im folgenden an Hand in den Figuren dargestellter Schaltungsanordnungen und Signalverläufe beschrieben. Es zeigt Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Übertragung von Gleichstromsignalen einer Polarität, F i g. 2 einen Signalverlauf an den Ausgängen der in F i g. 1 gezeigten Schaltungsanordnung, Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäfixen Verfahrens für die Übertragung von Doppelstromsignalen und F i g. 4 einen Signalverlauf an den Ausgängen der in F i g. 3 gezeigten Schaltungsanordnung.
• Die Eingänge Ei und E2 der in F i g. 1 gezeigten Schaltungsanordnung sind mit dem Steuerstromkreis eines Transistors T 1 verbunden, in dessen Arbeitsstromkreis die Wicklung Wl eines Hochfrequenzübertragers UE angeordnet ist. Dieser Übertrager UE ist mit zwei weiteren Wicklungen W2 und W3 versehen. Die Wicklung W2 ist an einenHochfrequenzgenerator G angeschaltet und wird von diesem kontinuierlich mit hochfrequenten Schwingungen gespeist. Die Wicklung W 3 ist an einen aus den Widerständen R 1 und R2 bestehenden Spannungsteiler angeschaltet, der mit dem Steuerstromkreis eines zweiten Transistors T2 verbunden ist. Dieser liegt mit seinem Kollektor über einen Widerstand R 3 an dem positiven Pol t U einer Gleichspannungsquelle, so daß an seiner Emitter-Kollektorstrecke eine Gleichspannung abfällt, die vom jeweiligen Wert des Widerstandes der Emitter-Kollektor-Strecke abhängt. Es ist ferner ein Kondensator C vorgesehen, der zusammen mit dem Widerstand R 3 ein RC-Glied bildet, welches eine Bemessung der zwischen den Ausgangsklemmen A 1 und A2 auftretenden Spitzenspannung ermöglicht, deren impulsförmiger Verlauf durch den Kondensator C integriert wird. Durch geeignete Dimensionierung des Widerstandes R 3 und des Kondensators C läßt sich der Wert der auftretenden Spitzenspannung derart festlegen, daß er ein Drittel U beträgt. Dieser Wert hat sich für die Ansteuerung nachfolgender Schaltungsstufen als günstig erwiesen. Wird an die Ein- gangsklemmenEl und E2 der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung ein Gleichstromsignal vorgegebener Polarität angeschaltet, so wird der Transistoren in seinen leitenden Zustand versetzt und bewirkt den Kurzschluß der Wicklung W1 des Übertragers UE. Durch diesen Kurzschluß wird das an allen Wicklungen W1, W2 und W3 des Übertragers UE auftretende hochfrequente Signal zum Verschwinden gebracht oder zumindest derart geschwächt, daß seine Halbwellen, die zuvor den Transistor T2 in den leitenden Zustand versetzten, eine so geringe Amplitude erhalten, daß der TransistorT2 gesperrt wird. Dadurch erhöht sich der Widerstand seiner Emitter-Kollektor-Strecke, so daß der Spannungsabfall an dieser Strecke erhöht wird.
• An dem Kondensator C wird durch den nunmehr erhöhten Parallelwiderstand des Transistors T2 eine Spannung aufgebaut, die sich der Gleichspannung +U annähert und in ihrer Dauer der Dauer des Eingangssignals entspricht.
• In Fig. 2 ist ein Signalverlauf an den Ausgangsklemmen A 1 und A 2 der in F i g. 1 gezeigten Schaltungsanordnung dargestellt, wie er den vorstehend beschriebenen Vorgängen entspricht. Bei Fehlen eines Gleichstromsignals liegt zwischen den AusgängenAl und A2 ein hochfrequentes Signal geringer Amplitude, da über die Wicklung W3 des Übertragers UE der Transistor T2 leitend gesteuert wird.
• Bei Vorliegen eines Gleichstromsignals an den EingängenEl und E2 der Schaltungsanordnung wird zwischen den Ausgängen A 1 und A 2 ein Gleichspannungsimpuls erzeugt, dessen Dauer genau der Dauer des Eingangsimpulses entspricht. Bei Ende des Eingangsimpulses fällt der Gleichspannungsimpuls zwischen den AusgängenAl und A2 wieder ab.
• In F i g. 3 ist eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens dargestellt, die die Übertragung von Doppelstromsignalen ermöglicht. Die beiden Hälften dieser Schaltungsanordnung sind im wesentlichen entsprechend der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung ausgebildet, ihre Funktion ergibt sich analog aus den bereits beschriebenen Vorgängen. Entsprechend der Ansteuerung durch die mit den Dioden und D' getrennten positiven und negativen Signalamplituden sind Transistoren T 1 und T1' bzw. T2 und T2' einander entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps vorgesehen. Der Generator G speist die in Reihe geschalteten Wicklungen W2 und W2' der beiden mit Hochfrequenzringkernen versehenen Übertrager UE und UE' über einen Widerstand RG.
• Die an den Eingangstransistoren T 1 und T 1' vorgesehenen Widerstände R 4, R 5 und R 4', R 5' dienen zur Abriegelung restlicher hochfrequenter Signalanteile, die über die Kapazität der Eingangstransistoren T1 und T1' auf die EingangsklemmenEl und E2 gelangen könnten. Einem entsprechenden Zweck dient auch der Eingangskondensator CE.
• In Fig. 4 ist ein Signalverlauf dargestellt, wie er sich bei Anlegen eines Doppelstromsignals an die Eingangsklemmen El und E2 an den Ausgangsklemmen A 1 und A 2 der in F i g. 3 gezeigten Schaltungsanordnung ergibt. Das Verständnis dieses Signalverlaufs ergibt sich ohne weiteres aus den im Zusammenhang mit F i g. 2 gemachten Ausführungen.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur erdfreien Übertragung von Gleichstromsignalen, insbesondere von Gleichstromdatensignalen, über Trennstellen in Fernmeldeanlagen mit Hilfe eines durch hochfrequente Schwingungen gespeisten Übertragers, der durch jeweils ein Gleichstromsignal über ein Schaltelement an der einen Seite der Trennstelle an einer ersten Übertragerwicklung in einen Dämpfungszustand versetzt wird, der über eine zweite Übertragerwicklung zur Kennzeichnung des Gleichstromsignals an der anderen Seite der Trennstelle ausgewertet wird, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die Speisung des Übertragers (UE) kontinuierlich an einer dritten Übertragerwicklung (W3) erfolgt, daß die Dämpfung mit einem den Kurzschlußzustand des Übertragers (UE) bewirkenden Wert erzeugt wird, daß die Kennzeichnung des Gleichstromsignals durch unterschiedlichen Gleichspannungsabfall am Transistorschalter (T2) erfolgt, der im kurzschlußfreien Zustand des Übertragers (UE) durch die über die dritte Übertragerwicklung (W3) ausgekoppelten hochfrequenten Schwingungen impult artig leitend gesteuert wird, und daß die im Arbeitsstromkreis des Transistorschalters (T2) bei diesem Zustand auftretenden Impulse auf einen den kurzschlußfreien Zustand des tZbertragers (UE) kennzeichnenden Spannungswert integriert werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 zur tÇbertragung von Doppelstromsignalen, dadurch gekennzeichnet, daß die positiven und die negativen Signalamplituden voneinander getrennt und jeweils einem besonderen Übertrager (UE, UE') zugeführt werden und daß beide Übertrager (UE, UE') durch einen ihnen gemeinsamen Generator (G) für hochfrequente Schwingungen gespeist werden.
3. 3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit den Gleichstromsignalen ansteuerbarer erster Transistor (T1) in seinem Arbeitsstromkreis an eine erste Wicklung (W1) eines Hochfrequenzübertragers (UE) angeschaltet ist, der über eine zweite Wicklung (W2) mit einem Generator (G) für hochfrequente Schwingungen gekoppelt und mit einer dritten Wicklung (W3) in den Steuerstromkreis eines zweiten Transistors (T2) geschaltet ist, dessen Arbeitspunkt so gelegt ist, daß er durch über die dritte Wicklung (W3) ausgekoppelte hochfrequente Schwingungen leitend gesteuert wird.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Arbeitsstromkreis des zweiten Transistors (T2) ein RC-Glied zugeordnet ist.
5. 5. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit den positiven bzw. den negativen Signalamplituden über Entkopplungsdioden (D, D') ansteuerbare erste Transistoren (T1, T 1') in ihrem Arbeitsstromkreis jeweils an eine erste Wicklung (W1, W1') eines von zwei Hochfrequenzübertragern (UE, UE') angeschaltet sind, die über jeweils eine zweite Wicklung (W2, W2') mit einem Generator (G) für hochfrequente Schwingungen gekoppelt und mit jeweils einer dritten Wicklung (W3, W3') in den Steuerstromkreis eines von zwei zweiten Transistoren (T2, T2') geschaltet sind, deren Arbeitspunkte so gelegt sind, daß sie durch über die dritten Wicklungen (W3, W3') ausgekoppelte hochfrequente Schwingungen leitend gesteuert werden.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Arbeitsstromkreis eines jeden zweiten Transistors (T2, T2') ein RC-Glied zugeordnet ist.
7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Generator (G) vorgesehen ist, dessen Ausgang mit den in Reihe geschalteten zweiten Wicklungen (W2, W2') der Übertrager gegebenenfalls über einen Widerstand (RG) verbunden ist.

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur erdfreien Übertragung von Gleichstromsignalen, insbesondere von Gleichstromdatensignalen, über Trennstellen in Femmeldeanlagen mit Hilfe eines durch hochfrequente Schwingungen gespeisten Übertragers, der durch jeweils ein Gleichstromsignal über ein Schaltelement an der einen Seite der Trennstelle an einer ersten Übertragerwicklung in einen Dämpfungszustand versetzt wird, der über eine zweite Übertragerwicklung zur Kennzeichnung des Gleichstromsignals an der anderen Seite der Trennstelle ausgewertet wird.

   Zur erdfreien Übertragung von Gleichstromsignalen in Femmeldeanlagen sind Entkopplungsvorrichtungen erforderlich, die eine galvanische Entkopplung beispielsweise eines Senders gegenüber einer erdfreien Übertragungsleitung oder einer erdfreien Übertragungsleitung gegenüber einem Empfänger ermöglichen.

   Bei der Entkopplung besteht das Problem, die Gleichstromsignale über derartige Trennstellen möglichst unverzerrt zu übertragen. Entkopplungsvorrichtungen einfachster Art sind beispielsweise Relais, deren Steuerstromkreis die eine Seite der Trennstelle, deren Arbeitsstromkreis die andere Seite del Trennstelle bildet. Da Relais immer mechanisch bewegte Teile enthalten, sind sie jedoch zur Übertragung einer großen Anzahl Signale pro Zeiteinheit nur begrenzt geeignet.

   Eine weitere bekannte Möglichkeit zur tSbertragung von Gleichstromsignalen besteht darin, einen Übertrager zu verwenden, der die Ein- und Ausschaltvorgänge der Gleichstromsignale überträgt und somit impulsartige Nachbildungen der Gleichstromsignale ermöglicht. Die dabei auftretenden Signalverzerrungen erfordern jedoch zu ihrer Beseitigung einen hohen schaltungstechnischen Aufwand.