DE2158070B2 - Transmission network for DC voltage amplitudes - using corresponding AC voltage and auxiliary voltage of given frequency - Google Patents

Transmission network for DC voltage amplitudes - using corresponding AC voltage and auxiliary voltage of given frequency

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Abstract

The transmission network is used for transmission of D.C. voltage amplitudes representing measured values. A voltage-frequency converter (1) is supplied with the D.C. voltage to provide a corresponding A.C. voltage (fg) which is transmitted together with an auxiliary voltage (fh) of given frequency from a frequency generator (2). Both the voltages to be transmitted are supplied to the input of the transmission path via a combining circuit (3) and the reception circuit (4) converts the frequency difference (fg-fh) between the two transmitted voltages into a voltage difference (Ug1 - Uh), from which the D.C. voltage amplitude is extracted. The two conversion circuits for the transmission and reception sides of the transmission network have the same voltage-frequency characteristic.

Description

Die Erfindung bezieht ^ich auf eine Schaltung zur Übertragung einer Gleichspannung über eine frequenzumsetzende Lbertragungsstrecke, bei der eine mittels eines Spannungs-Frequenz-Umsetzers aus der Gleichspannung abgeleitete Wechselspannung zusammen mit einer Hilfswechselspannung konstanter, vorgegebener Frequenz übertragen wird.The invention relates to a circuit for Transmission of a direct voltage over a frequency-converting transmission line, in which one means a voltage-frequency converter derived from the direct voltage alternating voltage together with an auxiliary AC voltage of constant, predetermined frequency is transmitted.

Aus den Literaturstellen »Bull. ASE« 58 (1967) 15, 22. Juli, Seite 667 ur.d »Technische Mitteilungen AEG-Telefunken« 58 (1968) 6, Seite 336 sind Schaltungen zur Meßwertübertragung mit einer Umwandlung der den Meßwert darstellenden Gleichspannung in eine Wechselspannung unier jeweiliger Hinzufügung einer Hilfswechselspannung bekannt. In diesen beiden Fällen stellt jedoch letztere wieder einen Träger dar, dem die Gleichspannung aufmoduliert wird. Des weiteren weisen bekannte Schaltungen dieser Art die Eigenschaft auf, daß ein beim Umsetzen der Wechselspannung in die Übertragungsfrequenzlage oder beim empfangsseitigen Rückumsetzen auftretender, unbeabsichtigter Frequenzversatz bei der Rückgewinnung der Amplitude mittels eines Frequenz-Spannungs-Umsetzers zu einem Amplitudenfehler führt, der von der Größe de; Versatzes abhängig ist Schon bei einem relativ kleiner Versatz wird dabei die Genauigkeit der Übertragung ii vielen Fällen empfindlich gestört. Andererseits ist di< Amplitude über Strecken, nach deren Durchlaufen di< Wechselspannung aus der Übertragungslage nich wieder in ihre ursprüngliche Frequenzlage rückumge setzt wird, auf diese Weise nur recht umsnändlicii zi übertragen, da eine eindeutige Amplituder-Iniormatioi auf der Empfangsseite nur bei genauer Kenntnis de Soll-Frequenzversatzes zwischen Eingangs und Aus gangsspannung der Übertragungsstrecke erhalten v/ei den kann. Hier tritt dann weiter hinzu, daß einFrom the references »Bull. ASE «58 (1967) 15, July 22, page 667 ur.d "Technische Mitteilungen AEG-Telefunken" 58 (1968) 6, page 336 are circuits for measured value transmission with a conversion of the direct voltage representing the measured value into a AC voltage is known as the respective addition of an auxiliary AC voltage. In both of these cases however, the latter again represents a carrier to which the DC voltage is modulated. Further known circuits of this type have the property that when converting the AC voltage into the Transmission frequency position or unintentional frequency offset that occurs when converting back at the receiving end in the recovery of the amplitude by means of a frequency-voltage converter to a Leads to amplitude error of the size de; The offset is dependent on a relatively small one In many cases, the accuracy of the transmission is severely disturbed by the offset. On the other hand, di < Amplitude over distances, after which di <alternating voltage from the transmission position nich is set back to its original frequency position, in this way only quite umsnändlicii zi transferred as a clear amplituder iniormatioi on the receiving side only with precise knowledge of the target frequency offset between input and output output voltage of the transmission path can be obtained. Then there is the fact that there is something else

Abweichung des tatsächlich vorliegenden Frequenzversatzes von seinem auf Grund der Umsetzungsdaten gegebenen Sollwert in analoger Weise einen Amplitudenfehler verursachtDeviation of the actually present frequency offset from his due to the conversion data given setpoint causes an amplitude error in an analogous manner

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die genannten Eigenschaften nicht auftreten. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die beiden zu übertragenden Spannungen über eine Weichenschaltung an den Eingang der Übertragungsstrecke gelegt sind, daß die empfangsseitige Schaltung eine Rückumsetzung der Frequenzdifferenz zwischen beiden übertragenen Spannungen in eine entsprechende Differenzspannung bewirkt, wobei die sende- und empfangsseitigen Umsetzer einander möglichst weitgehend angeglichene Spannungs-Frequenz-Kennlinien aufweisen, und daß die Amplitude der Gleichspannung aus der Differenzspannung nach Zusammensetzung mit einer ersten Hilfsgleichspannung, deren Amplitude nach den Spannungs-Frequenz-Kennliniem der vorgegebenen Frequenz der Hilfswechselspannung entspricht, ableitbar ist.The invention is based on the object of creating a circuit of the type mentioned at the beginning which the properties mentioned do not occur. This is achieved according to the invention in that the two The voltages to be transmitted are applied to the input of the transmission link via a switch circuit are that the receiving-side circuit is a reverse conversion of the frequency difference between the two transmitted Tensions caused in a corresponding differential voltage, the sending and receiving side Converters have voltage-frequency characteristics that are as closely as possible matched to one another, and that the amplitude of the DC voltage from the differential voltage after composition with a first auxiliary DC voltage, the amplitude of which according to the voltage-frequency characteristic curve of the specified Frequency corresponds to the auxiliary AC voltage, can be derived is.

Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil liegt insbesondere darin, daß die Genauigkeit der Übertragung der Gleichspannungsampliitude von einem etwaigen unerwünschten Frequenzversatz, den die Wechselspannung beim Durchlaufen der Übertragungsstrecke erfährt, nicht beeinträchtigt wird. Davon abgesehen wird die Amplitudenübertragung bei Strecken ohne Rückumsetzung der übertragenen Wechselspannung in ihre ursprüngliche Frequenzlage durch die Erfindung wesentlich vereinfacht.The advantage that can be achieved with the invention is, in particular, that the accuracy of the transmission the DC voltage amplitude of any undesired frequency offset caused by the AC voltage experiences when passing through the transmission path, is not impaired. Besides that the amplitude transmission for routes without reconversion of the transmitted alternating voltage into their original frequency position is significantly simplified by the invention.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Gleichspannung vor ihrer Umsetzung in einer Subtraktions- oder Additionsstufe mit einer zweiten Hilfsgleichspannung subtraktiv (additiv) beaufschlagt und empfangsseitig eine dritte, der zweiten amplitudenmäßig entsprechenden Hilfsgleichspannung vorgesehen, mit der die Differenzspannung in einer Additionsoder Subtraktionsstufe zusätzlich additiv (subtraktiv) beaufschlagt wird. Durch diese; Maßnahmen kann in einfacher Weise eine Anpassung der übertragenen Gleichspannungsamplitude an den Eingangsbereich des Spannungs-Frequenz-Umsetzers erzielt werden.According to a preferred development of the invention, the DC voltage is before its implementation in a Subtraction or addition stage with a second auxiliary DC voltage applied subtractively (additively) and a third auxiliary DC voltage corresponding to the second amplitude is provided on the receiving side, with which the differential voltage in an addition or subtraction stage is additionally additive (subtractive) is applied. Through this; Measures can be easily adapted to the transferred DC voltage amplitude can be achieved at the input range of the voltage-frequency converter.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Weiterbildung besteht darin, daß die Gleichspannung mit der zweiten Hilfsgleichspannung additiv beaufschlagt wird, daß die Amplitude der zweiten Hilfsgleichspannung nach den Spannungs-Frequenz-Kennlinien Jer vorgegebenen Frequenz der Hilfswechselspannung entspricht und daß die Differenzspannung unter Wegfall der ersten und dritten Hilfsgleichspannung sowie der entsprechenden Subtraktions- oder Additionsstufen die Amplitude der Gleichspannung unmittelbar angibt. Der besondere Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, daß die empfangsseitige Schaltung durch den Wegfall der genannten Hilfsgleichspannung und der Additions- oder Subtrnktionsstufen besonders einfach gehalten werfen kann.A preferred embodiment of the development is that the DC voltage with the second Auxiliary DC voltage is applied additively that the amplitude of the second auxiliary DC voltage according to the Voltage-frequency characteristics Jer given frequency corresponds to the auxiliary AC voltage and that the differential voltage with the first and third auxiliary direct voltage and the corresponding one being eliminated Subtraction or addition stages indicating the amplitude of the DC voltage directly. The special one The advantage of this embodiment is that the receiving-side circuit by the omission of the Throw mentioned auxiliary DC voltage and the addition or subtrnction stages kept particularly simple can.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger (»o bevorzugter, in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeisp'.He näher erläutert. Dabei zeigtThe invention is described below with the aid of some preferred embodiments shown in the drawing explained in more detail. It shows

F i g. 1 eine Schaltung nach der Erfindung mit nur einer Hilfsgleichspannung auf der Empfangsseite der Übertragungsstrecke, fi5F i g. 1 shows a circuit according to the invention with only one auxiliary DC voltage on the receiving side of the transmission link , fi 5

Fi g. 2 ein Schaltungsbeispiel mit einer Hilfsgleichspannung auf der Sendeseite und zwei Hilfsgleichspannungen auf der Empfangsseite,Fi g. 2 shows a circuit example with an auxiliary DC voltage on the transmitting side and two auxiliary DC voltages on the receiving side,

Fig.3 ein Schaltungsbeispiel mit nur einer Hilfsgleichspannung auf der Sendeseite, F i g. 4 eine Teilschaltung der F i g. 1 bis 3, F i g. 5 eine Schaltungsvariante zu F i g. 4 und F i g. 6 eine weitere Schaltungsvariante zu F i g. 4.3 shows a circuit example with only one auxiliary DC voltage on the sending side, F i g. 4 shows a partial circuit of FIG. 1 to 3, FIG. 5 shows a circuit variant of FIG. 4 and F i g. 6 shows a further circuit variant for FIG. 4th

In F i g. 1 ist die Amplitude der Gleichspannung Ug vom Schaltungspunkt E zum Schaltungspunkt A zu übertragen, wobei ein Teil des Übertragungsweges aus der Übertragungsstrecke S mit den Eingangsklemmen Fi und den Ausgangsklemmen A\ besteht. Die Übertragungsstrecke S ist so ausgebildet, daß eine an E\ anliegende Wechselspannung nach Umsetzung in eine andere Frequenzlage, d. h. in die Übertragungslage, die Strecke durchläuft und danach insbesondere wieder in ihre ursprüngliche Frequenzlage rückumgesetzt wird, in der sie dann bei Ay erscheint. Würden die Frequenzumsetzeinrichtungeri in S alle wunschgemäß arbeiten, so wären die Frequenzen der Spannungen an A\ und E\ im Falle der Rückumsetzung einander gleich. Dies ist jedoch im allgemeinen nicht der Fall. Vielmehr entsieht infolge von Kennwerteschwankungen innerhalb des Systems zwischen den SDaniiungen an E1 und A\ ein Frequenzunterschied bzw. Frequenzversatz, der mit At bezeichnet ist.In Fig. 1, the amplitude of the direct voltage U g is to be transmitted from circuit point E to circuit point A , with part of the transmission path consisting of the transmission path S with the input terminals Fi and the output terminals A \ . The transmission path S is designed in such a way that an alternating voltage applied to E \ passes through the path after being converted into a different frequency position, ie in the transmission position, and is then converted back to its original frequency position, in which it then appears at Ay. If the frequency conversion devices in S were all working as desired, the frequencies of the voltages at A \ and E \ would be the same in the case of reverse conversion. However, this is generally not the case. Rather, as a result of fluctuations in characteristic values within the system, a frequency difference or frequency offset occurs between the lines at E 1 and A \ , which is denoted by At.

Die Gleichspannung Ug wird in F i g. 1 zunächst einem Spannungs-Frequenz-Umsetzer zugeführt, der eine Wechselspannung der Frequenz fe abgibt. Diese wird mit einer Hilfswechselspannung der vorgegebenen Frequenz fh, die von einem Generator 2 erzeugt wird, über eine Weichenschaltung 3 zusammengeführt und gemeinsam mit der letzteren den EingangsMemmen Ei \on S mitgeteilt. Auf der Empfangsseite der Übertragungsstrecke sind die Ausgangsklemmen A\ mit dem Eingang einer Teilschaltung 4 verbunden, die die Frequenzdifferenz zwischen beiden übertragenen Spannungen in eine entsprechende Differenzspannung umsetzt. Somit liegen am Eingang A\ von 4 zwei Wechselspannungen der Frequenzen fg + af\ina fh + Af, während am Ausgang A2 eine Differenzspannung der Größe Ug-Uh auftritt. Die Kennlinien der Umsetzer auf der Sende- und der Empfangsseite sind dabei einander möglichst weitgehend angeglichen. Infolgedessen entspricht die Spannung U8' größenmäßig der sendeseitigen Gleichspannung Ug und ist nur deshalb mit einem Strich versehen, weil sie auf der Empfangsseite neu gebildet ist. Uh entspricht dem Gleichspannungswert der nach den Spannungs-Frequenz-Kennlinien der sende- und crpfangsseitigen Umsetzer der vorgegebenen Frequenz /"/,der von 2 erzeugten Hilfswechselspannung zugeordnet ist.The direct voltage U g is shown in FIG. 1 is first fed to a voltage-frequency converter, which outputs an alternating voltage of frequency f e . This is combined with an auxiliary alternating voltage of the specified frequency fh, which is generated by a generator 2, via a switch circuit 3 and communicated to the input terminals E on S together with the latter. On the receiving side of the transmission path, the output terminals A \ are connected to the input of a subcircuit 4, which converts the frequency difference between the two transmitted voltages into a corresponding differential voltage. Thus, at the input A \ of 4 there are two alternating voltages with the frequencies f g + af \ ina fh + Af, while a differential voltage of the magnitude Ug-Uh occurs at the output A2. The characteristic curves of the converters on the sending and receiving sides are matched to one another as closely as possible. As a result, the voltage U 8 ' corresponds in size to the direct voltage U g on the transmitter side and is only provided with a line because it is newly formed on the receiver side. Uh corresponds to the direct voltage value which, according to the voltage-frequency characteristics of the transmitter and receiver-side converters of the specified frequency / "/, is assigned to the auxiliary alternating voltage generated by 2.

Zu der Ausgangsspannung von 4 wird in einer nachfolgenden Additionssiufe 5 eine erste Hilfsgleichspannung Ut, 1 addiert, die so gewählt ist, daß sie nach den Spannungs-Frequenz-Kennlinien ebenfalls der vorgegebenen Frequenz ft, der von 2 erzeugten Hilfswechselspannung entspricht. Hieraus ergibt sich am Ausgang der Stufe 5, der mit dem Schaltungspunkt A verbunden ist, die gewünschte Gleichspannungsamplitude Ug'. A first auxiliary DC voltage Ut, 1 is added to the output voltage of 4 in a subsequent addition 5, which is selected so that, according to the voltage-frequency characteristics, it also corresponds to the predetermined frequency ft, the auxiliary AC voltage generated by 2. This results in the desired DC voltage amplitude Ug ' at the output of stage 5, which is connected to circuit point A.

Das in F i g. 2 dargestellte Ausführungsbeispie! der Erfindung unterscheidet sich von Fig. 1 in erster Linie dadurch, daß zusätzlich zu der ersten Hilfsgleichspannung Uh\ auf der Empfangsseite noch eine zweite Hilfsgleichspannung Ut,: auf der Sende- und eine dritte Hilfsgleichspannung L^3 auf der Empfangsseite vorgesehen sind. Dieser Mehraufwand ermöglicht es, auch solche Gleichspannungsaniplituden Ug zu übertragen, die außerhalb des Eingangsbereiches des Spannungs-The in Fig. 2 shown exemplary embodiment! 1 of the invention differs from FIG. 1 primarily in that, in addition to the first auxiliary direct voltage Uh \ on the receiving side, a second auxiliary direct voltage Ut,: is provided on the transmitting side and a third auxiliary direct voltage L ^ 3 on the receiving side. This additional effort makes it possible to transfer DC voltage amplitudes U g that are outside the input range of the voltage

Frequenz-Umsetzers 1 liegen. Zu diesem Zweck wird die Größe der zweiten Hilfsgleichspannung Uh2 beispielsweise so gewählt, daß die Differenz Ug— ίΛ2 in den Eingangsbereich von 1 fällt. Diese Differenzspannung wird dann in eine Wechselspannung der Frequenz fg-h2 umgesetzt, die dann wieder entsprechend der Frequenz fg nach F i g. 1 weiterbehandelt wird. Andererseits kann mit dieser Schaltung auch der Frequenzbereich des Spannungs-Frequenz-Umsetzers 1 an den Frequenzbereich der Übertragungsstrecke S angepaßt ι ο werden. Ausgangsseitig von 4 tritt in F i g. 2 eine Spannung der Größe Ug'-hz— Uh auf. In der Additionsstufe 5 wird sodann wieder mittels der ersten Hilfsgleichspannung Uh\ die amplitudenniäßig gleich große Teilspannung — Uh kompensiert, worauf in einer weiteren Additionsstufe 6 mit Hilfe der dritten Hilfsgleichspannung LJt, i, die amplitudenmäßig der zweiten Hilfsgleichspannung entspricht, die Teilspannung — Uh2 kompensiert wird, so daß am Schaltungspunkt A die Ausgangsspannung U/ entsteht. Frequency converter 1 lie. For this purpose, the magnitude of the second auxiliary direct voltage Uh2 is chosen, for example, so that the difference U g −ίΛ 2 falls within the input range of 1. This differential voltage is then converted into an alternating voltage of the frequency fg-h2 , which is then again corresponding to the frequency f g according to FIG. 1 is treated further. On the other hand, the frequency range of the voltage-frequency converter 1 can also be adapted to the frequency range of the transmission link S with this circuit. On the output side of FIG. 4, FIG. 2 a voltage of the size U g '-hz-Uh . In addition stage 5, the partial voltage - Uh , which is equal in amplitude, is then again compensated by means of the first auxiliary DC voltage U h \ , whereupon the partial voltage - Uh2 is compensated in a further addition stage 6 with the aid of the third auxiliary DC voltage LJt, i, which corresponds in amplitude to the second auxiliary DC voltage so that the output voltage U / arises at the circuit point A.

Bei einer Addition der Spannungen Ut und Uh 2 vor der Umsetzung in 1 zu einer Summenspannung ergibt sich nach der Umsetzung eine Frequenz von fg+h 2. Am Ausgang A2 von 4 tritt dann die Spannungskomponente Uh2 mit positivem Vorzeichen auf, so daß sie mittels der dritten Hilfsgleichspannung Un in einer in diesem Fall als Subtraktionsstufe ausgebildeten Stufe 6 kompensiert werden kann.If the voltages U t and Uh 2 are added before the conversion to 1 to form a total voltage, a frequency of f g + h 2 results after the conversion. The voltage component Uh2 then appears with a positive sign at the output A2 of can be compensated by means of the third auxiliary DC voltage Un in a stage 6, which in this case is designed as a subtraction stage.

Die Stufen 5 und 6 können in Abweichung von der Darstellung in F i g. 2 selbstverständlich auch zu einer einzigen Stufe zusammengefaßt sein, sofern diese mit ausreichend vielen Eingängen entsprechender Polarität versehen wird.In a departure from the illustration in FIG. 2 of course also to one be combined in a single stage, provided that they have a sufficient number of inputs of the corresponding polarity is provided.

Eine besonders vorteilhafte, vereinfachte Ausgestaltung der Schaltung nach F i g. 2 ist in F i g. 3 dargestellt. Hier ist vorausgesetzt, daß die zweite Hilfsgleichspannung Uh2 zu der Gleichspannung Ug vor der Umsetzung in 1 addiert wird und daß weiterhin die Amplitude von Uh2 nach den Spannungs-Frequenz-Kennlinien der verwendeten Umsetzer der vorgegebenen Frequenz //, der Hilfswechselspannung entspricht In diesem Fall stellt die am Ausgang A2 von 4 auftretende Differenzspannung unmittelbar die gewünschte Spannung U/ dar, so daß die Stufen 5 und 6 sowie die zur Erzeugung der Hilfsgleichspannung Uh ι und Uh 3 benötigten Schaltungsteile von F i g. 2 wegfallen.A particularly advantageous, simplified embodiment of the circuit according to FIG. 2 is in FIG. 3 shown. It is assumed here that the second auxiliary DC voltage Uh2 is added to the DC voltage U g before the implementation in 1 and that the amplitude of Uh2 according to the voltage-frequency characteristics of the converter used corresponds to the specified frequency //, the auxiliary AC voltage in this case the difference voltage occurring at the output A 2 of 4 directly represents the desired voltage U / , so that the stages 5 and 6 and the circuit parts of F i g required to generate the auxiliary DC voltage Uh ι and Uh 3. 2 cease to exist.

Bisher wurde davon ausgegangen, daß die Übertragungsstrecke S so beschaffen ist, daß die übertragenen Wechselspannungen empfangsseitig in ihre ursprüngliche Frequenzlage rückumgesetzt werden. Es leuchtet jedoch ein, daß diese Bedingu ■£. bei der Schaltung nach der Erfindung nicht erfüllt zu werden braucht, da sich ja die zu übertragende Gleichspannungsamplitude in dem Frequenzunterschied zwischen der ausgangsseitig von 1 auftretenden und der von 2 erzeugten Frequenz ausdrückt Beide Frequenzen werden jeweils gemeinsam den einzelnen Umsetzungen innerhalb der Ubertragungsstrecke S unterzogen, wobei ihr gegenseitiger Abstand konstant bleibt. Da empfangsseitig jedoch nur dieser Frequenzunterschied ausgewertet wird, kommt es nicht darauf an, daß vorher die ursprüngliche Frequenzlage beider Spannungen wiederhergestellt wird. Allerdings muß sichergestellt sein, daß die empfangsseitigen Hilfsgleichspannungen Uh \ und L/A3in der erforderlichen Größe zur Verfugung stehen und der an A2 jeweils auftretenden Differenzspannung als Korrekturgrößen hinzugefügt bzw. von ihr abgezogen werden. So far it has been assumed that the transmission link S is designed in such a way that the transmitted alternating voltages are converted back to their original frequency position on the receiving side. It is clear, however, that these conditions. does not need to be fulfilled in the circuit according to the invention, since the direct voltage amplitude to be transmitted is expressed in the frequency difference between the frequency occurring on the output side of 1 and the frequency generated by 2 their mutual distance remains constant. However, since only this frequency difference is evaluated at the receiving end, it is not important that the original frequency position of both voltages is restored beforehand. However, it must be ensured that the auxiliary DC voltages Uh \ and L / A3 on the receiving side are available in the required size and that the differential voltage occurring at A 2 is added as correction values or subtracted from it.

In F i g. 4 ist eine bevorzugte Durchbildung der in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Teilschaltung 4 gezeigt. Dabei sind zur frequenzmäßigen Trennung der beiden übertragenen Spannungen zwei Filterschaltungen, insbesondere Bandpässe, 7 und 8 vorgesehen, deren Eingänge mit A\ verbunden sind. Die an den Filterausgängen jeweils auftretenden Spannungen der Frequenzen fg+Δί bzw. fh + Δί werden sodann eigenen Frequenz-Spannungs-Umsetzern 9 und 10 zugeführt, deren Kennlinien mit der des Spannungs-Frequenz-Umsetzers 1 möglichst weilgehend übereinstimmen. Demnach tritt ausgangsseitig von 9 eine Spannung der Amplitude Uh -I- AU auf, an 10 eine Spannung der Größe Ug +AU. Auch hierbei entspricht wieder die Spannung Ug größenmäCtig der Spannung Ug und ist nur deshalb mit einem Strich versehen, weil sie auf der Empfangsseite neu gebildet wird, während Uh einem Gleichspannungswert entspricht, der nach den genannten Spannungs-Frequenz-Kennlinien der vorgegebenen Frequenz fh entspricht AU kennzeichnet den Spannungswert der nach diesen Kennlinien dem Frequenzversatz Af entspricht Die Ausgangsspannungen von 9 und 10 werden den Eingängen einer differenzbildenden Stufe 11 zugeführt die eine Spannung Ug'—Uh an den Ausgang A2 der Teilschaltung abgibtIn Fig. 4 is a preferred implementation of the process shown in FIGS. 1 to 3 shown subcircuit 4 is shown. Two filter circuits, in particular bandpass filters, 7 and 8, the inputs of which are connected to A \, are provided for the frequency separation of the two transmitted voltages. The voltages of the frequencies fg + Δί or fh + Δί occurring at the filter outputs are then fed to their own frequency-voltage converters 9 and 10, the characteristics of which match that of the voltage-frequency converter 1 as closely as possible. Accordingly, a voltage of the amplitude Uh -I- AU occurs on the output side of 9, and a voltage of the magnitude Ug + AU on 10. Here, too , the voltage Ug corresponds in terms of magnitude to the voltage U g and is only provided with a line because it is newly formed on the receiving side , while Uh corresponds to a DC voltage value which, according to the voltage-frequency characteristics mentioned, corresponds to the specified frequency fh AU denotes the voltage value which, according to these characteristics, corresponds to the frequency offset Af . The output voltages from 9 and 10 are fed to the inputs of a differential stage 11 which outputs a voltage U g '-Uh to the output A2 of the subcircuit

Für den in Fig.4 nicht dargestellten Fall, daß in der Stufe 11 die !Differenz der Eingangsspannungen zu Uh-Ug gebildet wird, muß hiervon die Amplitude der ersten Hilfsgleichspannung Uh\ in der Stufe 5 (Fig. 1 und 2) subtrahiert werden, um die Amplitude von Ug ausgangsseitig zu erhalten. Hierbei ist dann die Ausgangsspanriung an A gegenüber der Eingangsspannung Ug an Ezwar umgepolt, doch kann dies, sofern es überhaupt erforderlich ist, in an sich bekannter Weise korrigiert werden.For the case, not shown in FIG. 4, in which the difference between the input voltages and Uh-Ug is formed in stage 11, the amplitude of the first auxiliary DC voltage U h \ must be subtracted from this in stage 5 (FIGS. 1 and 2) to get the amplitude of Ug on the output side. The polarity of the output voltage at A is reversed in relation to the input voltage U g at Ezwar, but this can be corrected in a manner known per se if it is necessary at all.

Bei einer Anwendung der Teilschaltung nach F i g. 4 auf die Schaltung gemäß Fig. 2 werden von den Filterschaltungen 8 und 7 die Spannungen der Frequenzen 4-«+Af voneinander getrennt. Nach der Umsetzung in 10 und 9 entstehen dann die Spannungen Ug'-h2+AUund Uh+AU, aus denen die Differenzspannung Ug -1,2— Ut gebildet wird. When using the partial circuit according to FIG. 4 to the circuit according to FIG. 2, the filter circuits 8 and 7 separate the voltages of the frequencies 4- « + Af . After the implementation in 10 and 9, the voltages U g '-h2 + AU and Uh + AU arise from which the differential voltage Ug -1,2- Ut is formed.

Wird die Teilschaltung nach F i g. 4 auf F i g. 3 angewendet, so ergeben sich ausgangsseitig von 8 und 7 jeweils Spannungen der Frequenzen fg+h2 + Af und fh+Af, ausgangsseitig von 10 und 9 Spannungen der Größe Ug'+Uh2+AU und Uh+AU und schließlich ausgangsseitig von 11 die gewünschte Spannung Ug'. If the partial circuit according to FIG. 4 on FIG. 3 applied, voltages of the frequencies f g + h 2 + Af and fh + Af result on the output side of 8 and 7, voltages of the size Ug '+ U h2 + AU and U h + AU on the output side of 10 and 9 and finally on the output side from 11 the desired voltage U g '.

Die differenzbildende Stufe 11 kann mit besonderem Vorteil auch mit den Additions- oder Subtraktionsstufen 5 und 6 zu einer Schaltungseinheit zusammengefaßt werden, sofern diese mit ausreichend vielen Eingängen entsprechender Polarität versehen wird. The difference-forming stage 11 can also be combined with particular advantage with the addition or subtraction stages 5 and 6 to form a circuit unit, provided that it is provided with a sufficient number of inputs of the corresponding polarity.

Fig.5 zeigt eine Schaltungsvariante zu Fig.4. Hier ist A 1 mit dem Eingang eines Schaltungsteils 12 mit nichtlinearer, vorzugsweise quadratischer Kennlinie verbunden, das u.a. die Differenzfrequenz der ihm eingangsseitig zugeführten Spannungen ableitet Im Falle der Schaltung nach Fi g. 1 wäre die Differenzfrequenz beispielsweise fg— /i. Filtert man die Spannung dieser Frequenz über ein Filter 13 aus und führt sie zu einem Frequenz-Spannungs-Umsetzer 14, so erhält man ausgangsseitig an A2 die gewünschte Differenzspannung Ug'— Uh. Bei Anwendung von F i g. 5 auf die F i g. 2 und 3 ergeben sich an A2 die in diesen Figuren eingezeichneten Spannungswerte entsprechend. FIG. 5 shows a circuit variant of FIG. Here, A 1 is connected to the input of a circuit part 12 with a non-linear, preferably quadratic characteristic curve, which among other things derives the difference frequency of the voltages supplied to it on the input side. In the case of the circuit according to FIG. 1, the difference frequency would be f g - / i, for example. If the voltage of this frequency is filtered out via a filter 13 and fed to a frequency-voltage converter 14, the desired differential voltage Ug'-Uh is obtained on the output side at A 2. When using FIG. 5 to the F i g. 2 and 3, the voltage values shown in these figures result correspondingly at A2.

In Fig.6 ist eine bevorzugte Ausbildung der Teilschaltung 4 in teilweise digitaler SchaltungstechnikIn Figure 6 is a preferred embodiment of the Partial circuit 4 in partially digital circuit technology

dargestellt. Auch hier sind zwei Filterschaltungen 15 und 16 zur Irequenzmäßigen Trennung der beiden übertragenen Spannungen mit den Frequenzen fg + Af und fb + Δί vorgesehen. Die Filter 15 und 16 entsprechen dabei in Aufbau und Wirkung den bereits beschriebenen Filtern 8 und 7 (Fig.4). Ein Vor-Rückwärts-Zähler 17 wird nun über einen Umschaltekontakt 18 während einer vorgegebenen Zählzeit, z. B. 1 Sekunde, an den Ausgang von 15 geschaltet und zählt hierbei die Frequenz ff + Af\n der einen Zählrichtung. Im Anschluß daran wird der Kontakt 18 in seine andere, nicht dargestellte Schaltstellung umgelegt, in der er den Ausgang des Filters 16 mit dem Zählereingang verbindet, wobei der Zähler für die gleiche Zählzeit wie vorher aktiviert und die Frequenz fh + Af\n der anderen Zählrichtung eingezählt wird. Das Ergebnis beider Zählvorgänge entspricht der Frequenz fp—fh- Durch einen mit den Zählerausgängen verbundenen Digital-Analog-Wandler 19 wird sodann in einfacher Weise eine Gleichspannung Uf'— Uh abgeleitet, die die gewünschte Differenzspannung an der Klemme A2 darstellt.shown. Here, too, two filter circuits 15 and 16 are provided for separating the two transmitted voltages with frequencies f g + Af and fb + Δί in terms of frequency . The filters 15 and 16 correspond in structure and effect to the filters 8 and 7 already described (FIG. 4). A forward / backward counter 17 is now via a changeover contact 18 during a predetermined counting time, for. B. 1 second, switched to the output of 15 and thereby counts the frequency f f + Af \ n of one counting direction. Subsequently, the contact 18 is switched to its other switching position, not shown, in which it connects the output of the filter 16 to the counter input, the counter being activated for the same counting time as before and the frequency fh + Af \ n in the other counting direction is counted. The result of both counting operations corresponding to the frequency f p by a -fh- connected to the counter outputs digital-to-analog converter 19 is then a DC voltage U f 'in a simple manner - derived Uh, which represents the desired differential voltage at the terminal A2.

Die bei Anwendung der Schaltung nach F i g. 6 auf die s Schaltungen gemäß den Fig. 1 und 2 an sich erforderliche Addition der Hilfsgleichspannung (Λι zu der Differenzspannung an Ai kann bei dieser Schaltungsvariante eingespart werden, wenn der Vor-Rückwärts-Zähler 17 auf einen Wert von + //, voreingestellt wird. Damit wird die Spannungskomponente - Lk i*n der Klemme A2 in einfacher Weise kompensiert.When using the circuit according to FIG. 6 to the s circuits according to FIGS. 1 and 2 required addition of the auxiliary direct voltage (Λι to the differential voltage at Ai can be saved in this circuit variant if the up / down counter 17 is preset to a value of + // The voltage component - Lk i * n of terminal A2 is thus compensated for in a simple manner.

Die Schaltung nach der Erfindung kann mit großem Vorteil in der Nachrichtenmeßtechnik eingesetzt werden, um die Amplitude einer Meßspannung über eine größere Entfernung auf einer Übertragungsleitung mit zeitlichen und frequenzabhängigen Dämpfungsänderungen fehlerfrei zu übertragen.The circuit according to the invention can be used with great advantage in communications measurement technology be used to measure the amplitude of a voltage measurement over a greater distance on a transmission line with temporal and frequency-dependent changes in attenuation to be transmitted without errors.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (8)

Patentansprüche: "^Claims: "^ 1. Schaltung zur Übertragung der Amplitude einer Gleichspannung über eine frequenzumsetzuide Übertragungsstrecke, bei der eine mittels eines Spannungs-Frequenz-Umsetzers aus der Gleichspannung abgeleitete Wechselspannung zusammen mit einer Hilfswechselspannung konstanter, vorgegebener Frequenz übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zu übertragenden Spannungen über eine Weichenschaltung an den Eingang der Übertragungssirecke gelegt sind, daß die empfangsseitige Schaltung eine Rückumsetzung der Frequenzdifferenz (fg— /^zwischen beiden übertragenen Spannungen in eine entsprechende Differenzspannung (Ug-Uh) bewirkt, wobei die sende- und empfangsseitigen Umsetzer (1, 4, 9, 10, 14) einander möglichst weitgehend angeglichene Spannungs-Frequenz-Kennlinien aufweisen, und daß die Amplitude (Ug')der Gleichspannung aus der Differenzspannung (Ug-Uh) nach Zusammensetzung -nit einer ersten Hilfsgleichspannung (Uh\). deren Amplitude nach den Spannungs-Frequenz-Kennlinien der vorgegebenen Frequenz (fh) der Hilfswechselspannung entspricht, ableitbar ist (Fig. 1).1. A circuit for transmitting the amplitude of a DC voltage over a frequenzumsetzuide transmission path, in which an AC voltage derived from the DC voltage by means of a voltage-frequency converter is transmitted together with an auxiliary AC voltage of constant, predetermined frequency, characterized in that the two voltages to be transmitted over a switch circuit are placed at the input of the transmission sireck, so that the receiving-side circuit effects a reverse conversion of the frequency difference (f g - / ^ between the two transmitted voltages into a corresponding differential voltage (Ug-Uh) , with the transmitting and receiving-side converters (1, 4 , 9, 10, 14) have voltage-frequency characteristics that are as closely matched as possible to one another, and that the amplitude (U g ') of the direct voltage from the differential voltage (Ug-Uh) is combined with a first auxiliary direct voltage (U h \). their amplitude according to the voltage-frequency characteristics of the before given frequency (fh) of the auxiliary AC voltage, can be derived (Fig. 1). 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannung (Ug) vor ihrer Umsetzung in einer Subtraktions- oder Additionsstufe mit einer zweiten Hilfsgleichspannung (Uhz) subtraktiv (additiv) beaufschlagt wird und daß empfangsseitig eine dritte, der zweiten amplitudenmäßig entsprechende Hilfsgleichspannung (Uh z) vorgesehen ist, mit der die Differenzspannung in einer Additions- oder Subtraküonsstufe (6) zusätzlich additiv (subtraktiv) beaufschlagt wird (F i g. 2).2. A circuit according to claim 1, characterized in that the direct voltage (Ug) is subjected to a second auxiliary direct voltage (Uhz) subtractively (additively) before its implementation in a subtraction or addition stage and that on the receiving side a third auxiliary direct voltage ( Uh z) is provided, with which the differential voltage is additionally applied additively (subtractively) in an addition or subtraction stage (6) (FIG. 2). 3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannung (Ug) mit der zweiten Hilfsgleichspannung (Uh2) additiv beaufschlagt wird, daß die Amplitude der zweiten Hilfsgleichspannung (Uh i) nach den Spannungs-Frequenz-Kennlinien der vorgegebenen Frequenz (fh) der Hilfswechselspannung entspricht und daß die Differenzspannung unter Wegfall der ersten (UhO und dritten (U13) Hilfsgleichspannung sowie der entsprechenden Subtraktions- oder Additionsstufen (5, 6) die Amplitude (Ug) der Gleichspannung unmittelbar angibt (F i g. 3). 3. A circuit according to claim 2, characterized in that the direct voltage (U g ) with the second auxiliary direct voltage (Uh2) is applied additively that the amplitude of the second auxiliary direct voltage (Uh i) according to the voltage-frequency characteristics of the predetermined frequency (fh ) corresponds to the auxiliary AC voltage and that the differential voltage with the elimination of the first (UhO and third (U 13 ) auxiliary DC voltage and the corresponding subtraction or addition stages (5, 6) indicates the amplitude (U g ) of the DC voltage directly (Fig. 3) . 4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß empfangsseitig frequenzselektive Mittel (7, 8) zur gegenseitigen Trennung der beiden übertragenen Frequenzen (fg+Δί, fh + Δί) vorgesehen sind, daß die selektierten Frequenzen jeweils ihnen zugeordneten Frequenz-Spannungs-Umsetzern (9,10) zugeführt werden und daß deren Ausgangsspannungen mittels einer differenzbildenden Stufe (11) zur Differenzspannung zusammengesetzt werden (F i g. 4).4. Circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the receiving side frequency-selective means (7, 8) for mutual separation of the two transmitted frequencies (fg + Δί, fh + Δί) are provided that the selected frequencies are each assigned frequency -Voltage converters (9, 10) are supplied and that their output voltages are combined to form the differential voltage by means of a differential stage (11) (FIG. 4). 5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die übertragenen Spannungen einem empfangsseitigen Schaltungstcil (12) mit nichtlinearer, vorzugsweise quadratischer Kennlinie zugeführt werden, dem ein so bemessenes Filter (13), insbesondere Tiefpaßfilter, nachgeschal- &5 tet ist, daß die Differenzfrequenz zwischen beiden übertragenen Spannungen ausgesiebt wird, und daß diese Differenzfrequenz zur Bildung der Differenzspannung einem Frequenz-Spannungs-Umsetzer (14) zugeführt wird (F i g. 5).5. Circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the transmitted Voltages in a receiving-side circuit element (12) with non-linear, preferably square Characteristic curve are fed, followed by a filter (13) dimensioned in this way, in particular a low-pass filter, & 5 tet is that the difference frequency between the two voltages transmitted is filtered out, and that this difference frequency to form the difference voltage a frequency-voltage converter (14) is fed (Fig. 5). 6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß empfangsseitig frequenzselektive Mittel (15, 16) zur gegenseitigen Trennung der beiden übertragenen Frequenzen (fg+Δί, fh+Δί)vorgesehen sind, daß die selektierten Frequenzen während gleich großer Zählzeiten in einen Vor-Rückwärts-Zähler (17) jeweils in entgegengesetzter Zählrichtung eingezählt werden und daß ein mit den Zählerausgängen verbundener Digital-Analog-Wandler (19) zur Ableitung der Differenzspannung (Ug' - (AJdient (F i g. 6).6. Circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the receiving side frequency-selective means (15, 16) for mutual separation of the two transmitted frequencies (fg + Δί, fh + Δί) are provided that the selected frequencies during equally large counting times are counted in an up / down counter (17) in the opposite counting direction and that a digital-to-analog converter (19) connected to the counter outputs for deriving the differential voltage (U g ' - (AJ serves (FIG. 6). 7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, da8 die erste (Uh \) und gegebenenfalls die dritte (Uh 3) Hilfsgleichspannung sowie die zugehörigen, zu Kompensationszwecken vorgesehenen Additions- bzw. Subtraktionsstufen (5, 6) durch eine entsprechende Voreinstellung des Vor-Rückwärts-Zählers (17) auf die Werte fh und gegebenenfalls i\2 unter Beachtung des jeweils erforderlichen Vorzeichens ersetzt werden. 7. A circuit according to claim 6, characterized in that the first (Uh \) and optionally the third (Uh 3) auxiliary DC voltage and the associated addition or subtraction stages (5, 6) provided for compensation purposes by appropriate presetting of the presetting The down counter (17) must be replaced with the values f h and, if necessary, i \ 2, taking into account the respective required sign. 8. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne oder mehrere der empfangsseitigen Additions- und/oder Subtraktionsstufen (5, 6) untereinander und insbesondere auch mit der differenzbildenden Stufe (11) zu einer Schaltungseinheit zusammengefaßt sind.8. Circuit according to one of the preceding claims, characterized in that individual or several of the addition and / or subtraction stages (5, 6) at the receiving end with one another and in particular also combined with the difference-forming stage (11) to form a circuit unit are.
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