DE2148153C3 - Schaltungsanordnung zur Leitungsüberwachung auf Drahtbruch in Datenübertragungssystemen mit Gleichstromtastung - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Leitungsüberwachung auf Drahtbruch in Datenübertragungssystemen mit GleichstromtastungInfo
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- 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
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Description
50
Das Hauptpatent betrifft eine Schaltungsanordnung zur Leitungsüberwachung auf Drahtbruch in Datenübertragungssystemen
mit Gleichstromtastung, in denen die mit niederohmigen Sendern- und niederohmigen
Empfängerinnenwiderständen ausgerüsteten Sende- und Empfangseinrichtungen einer Teilnehmerstelle
jeweils in den Querzweig einer Brückenschaltung geschaltet sind, deren Brückenzweige jeweils durch den «>
Nachbildkreis, durch zwei Brückenergänzungswiderstände und durch die Leitung gebildet sind, und in jeder
Endstelle eine erste in den Leitungskreis geschaltete Spannungsquelle und eine zweite in den Nachbildkreis
geschaltete Spannungsquelle vorhanden ist, die bei "">
jeweils entgegengesetzt gepolten Sendespannungen in den Endstellen einen Überwachungsstromfluß auf der
Die Anordnung gemäß dem Hauptpatent erlaubt durch Messung des Leitungsstromes eine Leitungsüberwachung.
Dabei wird nicht nur ein Leitungsbruch, sundern auch ein Ausfall der Stromversorgung,
beispielsweise durch Ziehen des Netzsteckers, erkannt. Durch die Einschaltung der beiden zusätzlichen
Gleichspannungen wird erreicht, daß die Übertragungsleitung im Betriebszustand immer Strom führt Beim
Ausfall der Stromversorgung wird die Station so hochohmig, daß Leitungsbruch vorgetäuscht wird.
Bei der Realisierung der beiden zusätzlichen Spannungsquellen ist davon auszugehen, daß das bekannte
Gleichstrom-Datenübertragungssystem mit niedriger Sendespannung es nicht zuläßt, daß die beiden
Spannungen eine Erdbindung besitzen. Es wird daher vorteilhaft zur Erzeugung einer erdpotentialfreien
Spannung ein bei den Tastschaltungen in der Telegrafieübertragungstechnik
bekanntes Prinzip angewendet Dabei wird die von einem ständig schwingenden Sperrschwinger induktiv ausgekoppelte Wechselspannung
gleichgerichtet und als erdpotentialunabhängige Gleichspannung der Schaltung zugeführt
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Schaltungsanordnung für die Realisierung der beiden
zusätzlichen Spannungsquellen aufzuzeigen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, diß der die
Sendeeinrichtung enthaltende Querzweig aufgetrennt und die Sendeeinrichtung mit dem nichtinvertierenden
Eingang eines ersten Operationsverstärkers verbunden ist, dessen Ausgang einerseits an der Übertragungsleitung
und andererseits am nichtinvertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers anliegt daß der
Ausgang des zweiten Operationsverstärkers in den aufgetrennten Nachbildkreis am Nachbildwiderstand
angeschaltet ist, daß zwischen dem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers und dem Bezugspunkt
der Brückenschaltung zwei gleich große Widerstände in Serie mit einer Konstantstromquelle angeordnet sind
und der invertierende Eingang des zweiten Operationsverstärkers am Abgriff nach dem ersten Widerstand und
der invertierende Eingang des ersten Operationsverstärkers am Abgriff nach dem zweiten Widerstand
anliegt.
Mit Hilfe von zwei Operationsverstärkern werden die beiden zusätzlichen Spannungsquellen realisiert. Dabei
wird den als Differenzverstärker arbeitenden Operationsverstärkern zwischen dem Ausgang und dem
negierenden Eingang jeweils eine Gleichspannung zugeführt, die mit Hilfe einer Konstantstromquelle als
Spannungsabfall an zwei Widerständen erzeugt wird. Durch Regelung des Konstantstromes werden auf
einfache Weise mit einem einzigen Abgleich beide Spannungen auf den gleichen Wert eingestellt. Die
Spannungen sind erdpotentialunabhängig. Die Schaltung läßt sich in einer integrierten Schaltkreistechnik
aufbauen und erfordert geringen Raumbedarf. Sperrschwingerschaltungen und eine induktive Auskopplung
sind nicht erforderlich. Da die Operationsverstärker einen sehr niedrigen Ausgangswiderstand aufweisen,
besitzen die zusätzlichen Spannungsquellen einen sehr kleinen Innenwiderstand.
Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispieles, das in den Figuren
dargestellt ist, erläutert.
Fig. 1 zeigt im Blockschaltbild den Aufbau einer der
beiden Endstellen gemäß dem Hauptpatent.
Fig. 2 zeigt eine vorteilhafte Realisierung der
F i g. 1 zeigt eine der beiden fiber die Übertragungsleitung O miteinander verbundenen Endstellen. In der
Endstelle bildet der vereinfacht als regelbarer Widerstand RN dargestellte Nachbiktwidersbind und die
beiden Widerstände R zusammen mit der Leitungsschleife der Übertragungsleitung O eine Brückenschaltung. Im einen Querzweig ist der Sender S und im
anderen Querzweig der Empfänger E angeordnet Der Sender S kann beispielsweise ein elektronischer
Telegrafiesignalübertrager sein, der von den Sendedaten SD getastet wird. Der Empfänger E ist hier als
Verstärker dargestellt der beispielsweise über ebenfalls einen Telegrafiesigmdfibertrager die Empfangsdaten
ED an eine nicht dargestellte Teilnehmerstelle weitergibt in einer solchen Anordnung ist der Innenwiderstand des Senders unabhängig vom Eingangswiderstand
des Empfängers extrem niederohmig gegenüber den Bi ückenwiderständen, so daß mit niedriger Sendespannung gearbeitet werden kann. Ein Übertrae<ungsverfahren mit zwei gleichartig aufgebauten Endstellen ist als
Gleichstromdatenübertragungssystem mit niedriger Sendespannung bekannt Die eine Spannungsquelle
UW1 liegt in Serie mit dem Sender im einen Querzweig,
während die andere Spannungsquelle UW2 in Serie mit
dem Nachbildwiderstand RN in einem Brückenzweig angeordnet ist Zum exakten Abgleich der Brückenschaltung ist es erforderlich, daß die beiden Spannungen
UW \ und UW2 gleich groß sind. Der Überwachungsempfanger ÜWm'iB die Spannung am Widerstand R. Im
störungsfreien Betrieb ist die Spannung am Widerstand R immer > 0. Ein Leitungsbruch führt dazu, daß am
Widerstand R kein Spannungsabfall entsteht dadurch der Überwachungsempfänger ÜW anspricht und ein
Überwachungssignal L/7 abgibt
Die erfindungsgemäße Schaltung zeigt eine besonders vorteilhafte Realisierung der beiden zusätzlichen
Spannungsquellen UWX und UWI in Fig.2. Die
Schaltungsanordnung nach F i g. 2 wird in F i g. 1 an den Klemmen A, B, C und M anstelle der beiden
Spannungsquellen UWl und UW2. eingesetzt
Der Grundgedanke bei der Realisierung der erdfreien Spannungsquellen besteht in der Anwendung eines
Operationsverstärkers, der als Differenzverstärker arbeitet und dem zwischen dem Ausgang und dem
negierenden Eingang die konstante Gleichspannung zugeführt wird. Da der Operationsverstärker die
zwischen den beiden Eingangsklemmen anliegende Differenzspannung verstärkt wird dem anliegenden
Sendesignal die konstante Gleichspannung überlagert
Die Klemme C stellt den Ausgang des Senders 5 dar,
der gegen den Bezugspunkt M der Brücke die Sendespannung LiSa abgibt die am nichtinvertierenden
Eingang des Operationsverstärkers Vl anliegt Der
Ausgang des Operationsverstärkers Vl liegt am
nichtinvertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers VX Die Gleichspannungen werden mit den
beiden Widerständen R1 und RT, die gleich groß sind
s und von der Konstantstromqueue ST her mit einem
Konstantstrom Jb durchflossen werden, gebildet Der am
Widerstand Rl abfallende Spannungsabfall stellt die Spannung UWl dar, die am negierenden Eingang des
Operationsverstärkers V2 anliegt Am Widerstand R 2
entsteht die Spannung UWX die am negierenden
Eingang des Operationsverstärkers Kl anliegt Am
Ausgang des Operationsverstärkers Vt entsteht an der
Klemme A gegen den Bezugspunkt M eine Spannung, die aus der Summe der Sendespannung USa und der
is Spannung UW2 besteht
Die an den Eingangsklemmen des Operationsverstärkers V2 anliegende Spannung besteht aus der
Sendespannung USa, die um den Spannungswert UW 2 vermehrt ist Dazu wird noch die Spannung U Wl
addiert die zwischen dem Ausgang und dem negierenden Eingang anliegt so daß am Ausgang B des
Operationsverstärkers V2 gegen den Bezugspunkt M eine Spannung entsteht die aus der Sendespannung und
den beiden Spannungen UWl und UW2 besteht
Zwischen den Klemmen B und A entsteht dann wieder nur die Spannung UWi. Zwischen der Klemme Λ und
dem gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden Widerstände R1 und R 2 besteht kein Spannungsunterschied. Beim Ausfall der Netzspannung wird die
μ Brückendiagonale zwischen den Punkten A und Mund
der Brückenzweig zwischen den Klemmen A und B hochohmig. Die Konstantstromquetle Sf wird durch
eine bekannte Transistorschaltung realisiert Durch Veränderung des Konstantstromes Jb können auf
einfache Weise beide Spannungen UWl und UW2
abgeglichen werden.
Das Hauptpatent sieht auch die Möglichkeit vor, daß die im Querzweig in Serie mit dem Sender geschaltete
Spannungsquelle UWi im Leitungskreis, beispielsweise
«o in der Leitung a (Fig. 1) eingeschaltet ist Damit die
Abgleichbedmgung der Brückenschaltung erhalten bleibt, ist dafür erforderlich, daß die Spannungsquelle
UWl den halben Spannungswert der Quelle UW2 aufweist Bei der Realisierung der Spannungsquellen mit
*"> Operationsverstärkern ist dann aufgrund der Parallelschaltung der Spannungsquellen für jeden Operationsverstärker eine eigene Konstantstromquefle erforderlich. Der vom Konstantstrom durchftossene Widerstand
ist dann zwischen dem Ausgang und dem negierenden
so Eingang des Operationsverstärkers angeordnet Durch
Veränderung der beiden Konstantströme werden die Spannungsquellen UWi und UW 2 abgeglichen.
Claims (3)
1. Schaltungsanordnung zur Leitungsüberwachung auf Drahtbruch in Datenübertragungssystemen
mit Gleichstromtastung, in denen die mit niederohmigen Sender- und hochohmigen Empfängerinnenwiderständen
ausgerüsteten Sende- und Empfangseinrichtungen einer Teilnehmerstelle jeweils in den Querzweig einer Brückenschaltung
geschaltet sind, deren Brückenzweige jeweils durch den Nachbildkreis, durch zwei Brückenergänzungswiderstände
und durch die Leitung gebildet sind, und in jeder Endstelle eine erste in den Leitungskreis
geschaltete Spannungsquelle und eine zweite in den Nachbildkreis geschaltete Spannungsquelle vornanden
ist, die bei jeweils entgegengesetzt gepolten Sendespaniiungen in den Endstellen einen Überwachungsstromfluß
auf der Anschlußleitung erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß der die Sendeeinrichtung enthaltende Querzweig aufgetrennt
und die Sendeeinrichtung mit dem nichtinvertierenden Eingang eines ersten Operationsverstärkers
(Vi) verbunden ist, dessen Ausgang (A) einerseits an der Übertragungsleitung und andererseits
am nichtinvertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers (V2) anliegt, daß der Ausgang
(B) des zweiten Operationsverstärkers (V 2) in den aufgetrennten Nachbildkreis am Nachbildwiderstand
(RN) angeschaltet ist, daß zwischen dem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (V2)
und dem Bezugspunkt (M) der Brückenschaltung zwei gleich große Widerstände (R 1, R 2) in Serie mit
einer Konstantstromquelle (ST) angeordnet sind und der invertierende Eingang des zweiten Operationsverstärkers
(V2) am Abgriff nach dem ersten Widerstand (R 1) und der invertierende Eingang des
ersten Operationsverstärkers (Vi) am Abgriff nach
dem zweiten Widerstand (R 2) anliegt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte Transistorstufe
als einstellbare Konstantstromquelle angeordnet ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Operationsverstärker
eine eigene Konstantstromquelle zugeordnet ist, und daß der vom Konstantstrom durchflossene Widerstand
zwischen dem Ausgang und dem negierenden Eingang des Operationsverstärkers angeordnet ist.
Priority Applications (13)
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