DE2335408B1 - Schaltungsanordnung zur Realisierung einer Oderfunktion bei der UEbertragung schneller digitaler Signale ueber lange Leitungen - Google Patents

Description

• Da es der Kanalsteuerung genügt, wenn sie weiß, daß von irgendeinem der Kanalköpfe Signale abgegeben worden sind - d. h. die Kanalsteuerung braucht voraussetzungsgemäß nicht zu wissen, von welchem speziellen Kanalkopf die Information kommt -, ist eine party-line für die Signalübertragung nicht geeignet. Bei einer derartigen Schaltung müßte nämlich die Kanalsteuerung die einzelnen Sender zur Übertragung von Signalen auffordern. Der Kanalsteuerung ist aber gerade nicht bekannt, welcher Kanalkopf eine Meldung machen will, und die Kanalsteuerung kann somit auch nicht den betreffenden Sender anschalten. Es liegt somit nahe, pro Kanalkopf eine Sender-Empfänger-Verbindung einzurichten und die Signale jedes Empfängers über eine getrennte Verbindungsleitung in der Kanalsteuerung auf ein gemeinsames ODER-Glied zu geben.
• Dies bedingt jedoch wegen des für jede Verbindung jeweils einmal benötigten Senders, Empfängers und der Verbindungsleitung einen sehr großen Aufwand an Sendern, Leitungen und Empfängern.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der eingangs geschilderten Art zur Realisierung einer ODER-Funktion bei der Übertragung schneller digitaler Signale über lange Leitungen zu schaffen, die gegenüber der genannten naheliegenden Schaltungsanordnung einen erheblich verminderten Aufwand aufweist.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Erzielung einer ODER-Funktion hinsichtlich der von den Sendern gesendeten Signale alle Sender sich in einem vorbereiteten Zustand befinden, der dem Senden einer logischen »Null« entspricht, und daß zum Senden einer logischen »Eins« die entsprechenden Sender durch ein Auslösesignal gleichzeitig ansteuerbar sind und daß zur Aufnahme der gesendeten Signale mindestens ein empfangsbereiter Empfänger vorgesehen ist.
• Die Lösung der Aufgabe besteht somit aus einer Kombination der oben erläuterten bekannten Maßnahmen und noch nicht bekanntgewordenen Vorschlägen.
• Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
• In der Figur ist eine zweiadrige Steuerleitung StL dargestellt, die an ihrem einen Ende in jeder Leitung einen Widerstand RV1 bzw. RYl aufweist. An beiden Enden der Steuerleitung StL sind die beiden Adern über die Wellenwiderstände Zo an Erdpotential gelegt.
• Parallel an der Steuerleitung StL liegen mehrere Sender S1...Sn sowie ein Empfänger El. Die Sender befinden sich beispielsweise in Kanalköpfen oder Außenstellen 1 ... n, während sich der Empfänger El in einer Kanalsteuerung KSt oder einer anderen Zentrale befindet. Ein Sender ... - Sn hat im allgemeinen zwei Eingänge, z. B. die Eingänge Al und fil, die auf jeweils ein UND-Glied U1 bzw. Ulführen.
• Die eine Eingang Al wird mit einer logischen L und der andere Eingang gegebenenfalls mit einem Inhibit-Signal beaufschlagt. Während der Ausgang des einen UND-Gliedes U2 mit dem Sperreingang eines Verstärkers VR1 verbunden ist, ist der Ausgang des anderen UND-Gliedes Ul über einen Pegelumsetzer PU mit dem Eingang des Verstärkers VR1 verbunden. Der Empfänger El besteht im wesentlichen aus einem Verstärker VR2 und einem UND-Glied U3. Der Verstärker VR2, bei dem es sich um einen Differenzverstärker handelt, liegt mit seinen beiden Eingangsanschlüssen an den Adern der Steuerleitung StL Mit seinem Ausgang ist dieser Verstärker VR2 auf den Eingang des UND-Gliedes U3 geführt. Dieses UND-Glied U3 besitzt einen weiteren Eingang B2, der als Strobe-Eingang dient. Der Ausgang des UND-Gliedes U3 gibt ein empfangenes Signal zur weiteren Verarbeitung an nicht dargestellte Einrichtungen der Kanalsteuerung.
• Es soll nun noch die Funktionsweise der in der Figur gezeigten Anordnung beschrieben werden. Werden keine Signale übertragen, so sind die Sender S1...Sn über ihren jeweiligen »Inhibit-Eingang«, z. B. mit Eingang Bl, an dem eine logische Null liegt, am Ausgang hochohmig geschaltet. Dies würde also normalerweise einen Differenzpegel zwischen den beiden Adern der Steuerleitung StL von 0 Volt hervorgerufen, der einen undefinierten Zustand darstellen würde, d. h. der Empfänger EI würde schwingen. Um dieses Schwingen zu vermeiden, wird über die Widerstände RV1 und RVI, die sehr viel größer als der Wellenwiderstand sind, ein Strom auf die mit der Spannung + U bzw. - U versehenen Adern gegeben, der an dem Wellenwiderstand Zo jeweils etwa - 50 Millivolt bzw. + 50 Millivolt Spannungsabfall hervorruft. Diese Differenzspannung stellt eine logische Null dar.
• Im Sendemoment wird eine logische L an den lnhibit-Eingang, z. B. B1, des Senders S1, gelegt, der darauf die festverdrahtete logische L an seinem Eingang auf das Leitungspaar StL bringt. Dazu wird je nach Sender ein Konstantstrom von 6 Milliampere oder 12 Milliampere auf die Steuerleitung gegeben, der die über die Widerstände RV1, RV2 angelegte logische Null überschreibt. Sind im selben Moment auch andere Sender, z.B. .... in, angeschaltet, so wird die logische L nur noch bestätigt; es handelt sich also um eine echte »ODER-Funktion«, die auf einer Leitung ohne Verwendung von ODER-Gliedern realisiert wird.
• Mit der vorliegenden Erfindung kann auch eine Datenübertragung durchgeführt werden, wie sie bei der »party-Line« möglich ist, wenn sichergestellt ist, daß immer nur ein Sender arbeitet und die Steuerung somit auch weiß, von welchem Sender die Daten kommen.
• Die Vorteile gegenüber dem »party-line«-Bereich liegen wieder in dem reduzierten Aufwand.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung für die Übertragung von schnellen digitalen Signalen über lange Leitungen, wobei an eine 2adrige, erdsymmetrische und beidseitig mit dem Wellenwiderstand abgeschlossene Leitung Signalsender und Signalempfänger angeschlossen sind und wobei auf die Leitungsabschlußwiderstände (Wellenwiderstände) eine Spannungsdifferenz aufgeprägt wird, die dem logischen »Null«-Zustand entspricht, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß zur Erzielung einer Oderfunktion hinsichtlich der von den Sendern (S1 bis Sn) geseudeten Signale alle Sender sich in einem vorbereiteten Zustand befinden, der dem Senden einer logischen »Null« entspricht und daß zum Senden einer logischen »Eins« die entsprechenden Sender durch ein Auslösesignal gleichzeitig ansteuerbar sind, und daß zur Aufnahme der gesendeten Signale mindestens ein empfangsbereiter Empfänger (El bis En) vorgesehen ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die beiden Adern der erdsymmetrischen Leitung (StL) durch gegenüber dem Wellenwiderstand (Zo) hohe Widerstände (RV1 plus R1/2) 2 Ströme derart eingegeben werden, daß das unter der Einwirkung der vorbereiteten Sender (S1 bis Sn) entstehende Differenzpotential zwischen den Leitungsadern (StL) die Polarität einer logischen »Null« aufweist, wobei diese »Null« durch Auslösen mindestens eines der Sender in eine logischen »Eins« umschreibbar ist.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender (S1 bis Sn) im vorbereiteten, nicht ausgelösten Zustand einen hochohmigen Ausgangswiderstand aufweisen.
4. 4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die ausgelösten Sender (S1 bis Sn) auf jeweils eine Ader der 2adrigen Leitung (StL) einen Konstantstrom gibt bzw. geben, die an den Leitungsabschlüssen (Zo) an einer logischen »Eins« entsprechendes Differenzpotential hervorrufen, um somit den logischen Zustand auf der Leitung (StL) zu ändern.
5. 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die ausgelösten Sender (S1 bis Sn) auf beide Adern der 2adrigen Leitung (StL) jeweils umgekehrt polarisierte Konstantströme geben, die an den Leitungsabschlüssen (Zo) ein einer logischen »Eins« entsprechendes Differenzpotential hervorrufen, um somit den logischen Zustand auf der Leitung zu ändern.

   Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für die Übertragung von schnellen digitalen Signalen über lange Leitungen, wobei an eine 2adrige erdsymmetrische und beidseitig mit dem Wellenwiderstand abgeschlossene Leitung Signalsender und Signalempfänger angeschlossen sind und wobei auf die Leitungsabschlußwiderstände (Wellenwiderstände) eine Spannungsdifferenz aufgeprägt ist, die dem logischen »0«-Zustand entspricht.

   In der Datenübertragungstechnik werden die einzelnen Impulse im allgemeinen durch Spannungen darge- stellt, die aus der Differenz zwischen Erdpotential und einem vorgegebenen positiven oder negativen Potential gebildet werden. Derartige erdunsymmetrische Impulse haben jedoch insbesondere bei der Übertragung auf langen Leitungen, beispielsweise auf Leitungen von 1 bis 300 m, den Nachteil, daß sie leicht durch Störquellen, z. B. induktive Einstreuungen oder kapazitive Kopplungen, beeinflußt werden können. Selbst mit erhöhten Sendepegeln, z. B. 30 V, sind keine entscheidenden Fortschritte mehr zu erzielen. Sollen schnelle Signale möglichst ungestört über lange Leitungen übertragen werden, so ist es besser, erdsymmetrische Impulse zu verwenden, weil sich eine Störung dann auf beiden Adern einer 2adrigen Übertragungsleitung auf die gleiche Weise bemerkbar macht und somit den effektiven Differenzwert nicht beeinflußt. Ist die Leitung auf beiden Seiten abgeschlossen und wird sie nicht von Sendern und Empfängern belastet, so sind leicht Entfernungen bis zu einigen 100 m ohne Störung zu überbrücken.

   Für das Senden und Empfangen erdsymmetrischer, schneller Impulse (>10 MHz) sind bereits spezielle Sender und Empfänger entwickelt worden, welche die Signale von TTL-Einrichtungen in Differenzpegel umsetzen und dann wieder rückwandeln können (Texas-Instruments Bulletin Nr. DL-PS 6911224, Juli 1969).

   Auf Grund der besonderen Eigenschaften dieser bekannten Sender und Empfänger - sie weisen Inhibit-und Strobe-Eingänge auf - können Datensammelschienen gebildet werden, an welche mehrere dieser Sender und Empfänger parallel angeschlossen sind (party-line-Betrieb). Ein betätigter Sender kann somit Daten zu allen betätigten Empfängern der Leitung übertragen, während die anderen Sender und Empfänger gesperrt sind. Mit zusätzlichen Steuerleitungen (Al, B1) die auf »Inhibit« und »Strobe« arbeiten, werden immer der oder die gewünschten Empfänger eingeschaltet, wenn ein bestimmter Sender arbeitet, der über eine Steuerleitung an die beiden Adern angeschaltet ist.

   Auf diese Weise ist eine Zeitmultiplexübertragung von Daten möglich. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß ein Empfänger jedesmal angeschaltet werden muß, wenn er Daten aufnehmen soll. Würde der Empfänger nicht angeschaltet, so bestünde dann, wenn kein Sender sendet, ein labiler Zustand, d. h. der Empfänger würde schwingen.

   Ein derartiges Schwingen eines Empfängers läßt sich auch ohne dessen Abschaltung vermeiden, wenn, wie aus der DT-OS 1 933 052 bekannt, auf der Datensammelschiene durch Anlegen äußerer Spannungen ein bestimmter Potentialwert eingeprägt wird, der einer logischen »0« entspricht. Werden also von den Sendern keine Daten übertragen, was dem Senden einer logischen »0« entspricht, so herrscht auf der Datensammelleitung bzw. zwischen deren Adern ein unabhängig von den Sendern eingespeistes Potential, welchem der Wert einer logischen »0« zugeordnet wird. Dabei kann, wie dies auch bei der bekannten DT-OS 1 933 052 der Fall ist, die Datensammelschiene erdsymmetrisch ausgestaltet sein.

   In einigen technischen Systemen besteht bisweilen die Aufgabe, Daten zwischen Kanalköpfen oder Außenstellen und Kanalsteuerungen oder Zentralen auszutauschen (vgl. DT-AS 2 211 400, F i g. 4). Hierbei sind besondere Steuerleitungen vorgesehen, über welche die Kanalköpfe ihre Informationen an die jeweilige Kanalsteuerung geben.