DE2360376A1

DE2360376A1 - Schaltungsanordnung zum empfang von gleichstromzeichen

Info

Publication number: DE2360376A1
Application number: DE2360376A
Authority: DE
Inventors: Herbert Reiter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-12-04
Filing date: 1973-12-04
Publication date: 1975-06-12
Also published as: SE408003B; SE7415131L; AU7601674A; JPS5547775B2; BE822954A; CH578293A5; US3978283A; FR2253336A1; CA1017011A; DE2360376B2; JPS5087751A; FR2253336B1; NL7415422A; DE2360376C3; GB1482798A

Description

Schaltungsanordnung zum Empfang von Gleichstromzeichen

Die Erfindung "betrifft eine Schaltungsanordnung zum Empfang von Gleiehstromzeiehen, ^λ

Bei der Übertragung von Gleichstromzeiehen treten bekanntlich Verzerrungen auf, die den Empfang der einzelnen Bachrichtenschritte, aus denen solche Zeichen gebildet sind, erschweren. Eine Übertragungsstrecke umfaßt bekanntlich nicht nur die Leitung selbst,.sondern auch die·Sende- und Empfangsschaltungen, die die Leitung beidseitig abschließen. Somit lassen sich im wesentlichen zwei Verzerrungen verursachende Einflüsse unterscheiden·

Eine erste Art von Verzerrungen, denen Gleichstromzeiehen unterliegen, ist dadurph bedingt, daß jede Leitung kapazitive und ohmsche Bestandteile aufweist. Mit jedem Schrittviechs el auf der Leitung, der sendeseitig durch eine unterbrechung oder durch eine Umpolung der Leitung geschieht, findet eine , Auf- und Entladung bzw. eine Auf- und Umladung der Leitung statt. Die Zeitkonstante des durch die Übertragungsstrecke gebildeten RC-Ereises führt dabei zu unterschiedlichen Ver- , Schleifungen der Flanken der einzelnen Bfachrichtenschritte. Das tritt vor allem dann auf, wenn mit Unterbrechungstastung gearbeitet wird. ■_..-,

Eine zweite Art von Verzerrungen wird durch den Einfluß induktiver Elemente verursacht. Dabei läßt sich vor allem der Einfluß der an der Empfangs- und/oder der Sendeschaltung

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vorhandenen Induktivitäten nicht ganz eliminieren, so daß sich eine solche Übertragungsstrecke einschließlich Leitung und Empfangs- und/oder Sendeschaltung als schwingungsfähiges Gebilde darstellt. Das bedeutet, daß eine Stromänderung auf der Leitung, die beispielsweise durch unterbrechung oder durch Kurzschlußumpolung der Leitung hervorgerufen wird, Schwingungen erzeugt, die erst langsam abklingen. Da in der Regel die Empfangseinrichtungen polungsunabhängig sein sollen, können die Unterschwingungen einer- solchen Schwingung bei !Verwendung der üblichen Mittenabtastung mit bewertet werden. Das kann dazu führen, daß die empfangenen Zeichen nach jedem Schrittwechsel eine Folge von kurzen Strom- und Pausenschritten aufweisen.

Sowohl die erste Art von Terzerrungen, die man als sogenannte RG-Verzerrung bezeichnet, als auch die zweite Art von Verzerrungen, die als sogenannte RLC-verzerrung bezeichnet wird, bedingen deshalb zusätzliche entzerrende Einrichtungen bei der Empfangs stelle. Zur Vermeidung der RC-Verzerrung wurde bisher ein Schwellwert derart eingestellt, daß ein Unterschreiten bzw. ein Überschreiten durch einen Sehrittwechsel mit geringstmöglicher Verzerrung weitergegeben wird. Da die die RC-Verzerrungen verursachenden Einflüsse aber von Leitung zu Leitung verschieden sein können, ist es häufig notwendig, die .Bewertungsschwelle individuell für jede Leitung einzu- . stellen. Trotz dieser mit einem sehr hohen Aufwand verbundenen Schaltungen ist es nicht immer möglich, kurze durch Störungen verursachte Impulse von echten ÜTachriehtenschritten zu unterscheiden. Zur Eliminierung solcher Verzerrungen mußten bisher spezielle Schaltungen, wie beispielsweise eine Anlaufschrittprüf ung vorgesehen werden.

Durch geeignete Einstellung des Schwellwertes in der Empfangsschaltung lassen sich zwar auch die durch Unterschwingungen verursachten Einflüsse vermeiden. Die optimale Einstellung

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des Schwellwertes im. Hinblick auf den Empfang von durch RLC-Einflüsse verzerrter Zeichen bedeutet jedoch auf der anderen Seite eine Verschlechterung im Hinblick auf den Empfang von durch RC-Einflüsse verzerrter Zeichen. .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Empfangsschaltung anzugeben, mit der über eine Erapfangsleitung verzerrt ankommende Gleichstromzeichen weitgehend Verzerrungsfrei bewertet werden können, wobei die oben beschriebenen .Nachteile vermieden werden. ~

Gemäß der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß eine in der Empfangsleitung angeordnete Schwellwertschaltung mit zwei Schwellwerten vorhanden ist, deren erster Schwellwert in der Nähe des die Trennlage eines Nachrichtenschrittes kennzeichnenden Stromwertes ..und deren zweiter Schwellwert in der Nähe des die Zeichenlage eines Nachrichtenschrittes kennzeichnenden Stromwertes liegt, daß ein Zeitgeber vorhanden ist, der über eine Verknüpfungsschaltung sowohl bei fallender Flanke eines eintreffenden" Nachrichtenschrittes durch ein bei Unterschreiten des ersten Schwellwertes am ersten Ausgang als auch bei steigender Flanke eines Näohrichtenschrittes durch ein bei Überschreiten des zweiten Schwellwertes am zweiten Ausgang der Schwellwertschaltung abgegebenes Signal eingeschaltet wird und der nach Ablauf einer wählbaren Schutzzeit einen Taktimpuls an eine Ausgangsschaltung sendet, und daß die Ausgangsschaltung über eine durch die an beiden Ausgängen der Schwellwertschaltung abgegebenen Signale steuerbare Eingangsschaltung vorbereitet

Mit einer solchen Anordnung zum Empfang verzerrt ankommender Gleichstromzeichen wird die Empfangsverzerrung auf ein Minimum reduziert. Gleichzeitigsind Bewertungsfehler, die durch kurze Impulse verursacht werden könnten, ausgeschlossen, da die Umsteuerung der vorbereiteten Ausgangsschaltung erst nach Ablauf einer wählbaren Schutzzeit wirksam wird.

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• It.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Anwendung in Übertragungssystemen, die mit Einfachstrom arbeiten, als auch mit den gleichen Vorteilen in Übertragungssystemen, die mit Doppe'lstrom arbeiten, eingesetzt werden kann.

Zur Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen. Dort ist in Fig. 1 ein Ausführungs hei spiel der Empfangsschaltung nach der Erfindung angegeben. Anhand von Eig. 2 wird der Empfang eines durch die kapazitiven Einflüsse der Leitung verzerrten Zeichens und anhand von Fig. 3 der Empfang eines durch die induktiven Einflüsse "einer Leitung verzerrten Zeichens beschrieben.

Die Empfangsschaltung in Pig. 1 enthält eine Schwellwertschaltung SW, an die die beiden Adern a, b einer Empfangsleitung L angeschaltet* sind. In der Schwellwertschaltung ist ein erster Schwellwert S1 und ein zweiter Schwellwert S2 eingestellt. Für die folgende Betrachtung wird von Einfachstrom ausgegangen, so daß der erste Schwellwert S1 als oberer und der zweite Schwellwert S2 als unterer Schwellwert angesehen werden kann. Die Ausgänge der beiden Schwellbereiche S1 und S2 der Schwellwertschaltung SW sind mit A und B bezeichnet. Dabei wird angenommen, daß stets dann, wenn der auf der Leitung L fließende Strom größer ist als der Schwellwert S1, am Ausgang A eine Null abgegeben wird. Ebenso wird am Ausgang B des Schwellbereiches S2 stets dann eine Hull abgegeben, wenn der auf der Leitung L fließende Strom größer ist als der Schwellwert S2.

Die Ausgänge A und J3 der Schwellwertschaltung SW sind sowohl mit einer Eingangskippstufe Ei als auch mit einer die Gatter G-2, G3, G4 und G5 enthaltenden Verknüpfungsschaltung verbunden. Die Empfangsschaltung enthält weiterhin einen über die Verknüpfungsschaltung steuerbaren Zeitgeber ZG sowie eine Aus-, gangskippstufe AK, die über die Eingangskippstufe EK vorbereitet wird und durch einen Ausgangsimpuls des Zeitgebers JSG

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steuerbar ist. Die Eingangskippstufe bereitet stets dann die Ausgangskippstufe AK vor, wenn "beide Ausgänge A und B der Schwellwertschaltung SW ein übereinstimmendes Ausgangs- ' signal abgeben. Die umsteuerung der Ausgangskippstufe AK in die jeweilige, einem Sohritt auf der Leitung entsprechende Lage geschieht dabei mit dem Ausgangsimpuls des Zeitgebers ZG, der nach Ablauf einer wählbaren Schutzzeit erzeugt wird. Über die Verknüpfungsschaltung wird der Zeitgeber ZG-'bei fallender .Flanke eines ankommenden Nachrichtenschrittes mit dem Unterschreiten des Schwellwertes S1, bei steigender Flanke eines ankommenden Machrichtenschrittes bei Überschreiten des Schwellwertes S2 angelassen. Die Verknüpfungsschaltung enthält dazu zwei Exklusiv-Oder-Gatter G3 und G4 sowie zwei Hand-Gatter G2 und G-5. Mit dem ersten Exklusiv-Oder-Gatter G3 werden die an den Ausgängen A und B der Schwellwertschaltung SW abgegebenen Signale und mit dem zweiten Exklusiv-Oder-Gatter G4 werden die an den Ausgängen der Ausgangs- und der Eingangskippstufe AK und EK abgegebenen Signale bewertet. Die Ausgänge der beiden Gatter G3 und G4 werden im Gatter G5 verknüpft, das seinerseits mit dem Eingang des Zeitgebers ZG verbunden ist. Ein am Ausgang des Gatters G5 erzeugter Zustand startet den Zeitgeber ZG, der nach Ablauf der gewählten Schutzzeit ts die entsprechend vorbereitete Ausgangskippstufe AK umsteuert, wodurch diese eine der Polarität auf "der Leitung entsprechende Lage einnimmt. Mit der Umsteuerung der Ausgangskippstufe AK wird der Zeitgeber ZG wieder in die Ausgangslage zurückgestellt.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Empfangsschaltung wird von einem stabilen Zustand ausgegangen, der dadurch gekennzeichnet sein kann, daß der Strom auf der Leitung oberhalb der beiden Schwellwerte S1 und S2 liegt. In diesem Falle geben die Ausgänge A und B jeweils eine O abv Über den Ausgang der Eingangskippstufe EK wird somit eine 1 abgegeben. An den Ausgängen der beiden Gatter &3 und G4 wird jeweils eine 1 abgegeben, so daß über das G-atter G5 der Eingang des Zeitgebers ZG nicht erregt ist. trifft auf der Leitung L ein Uachrichtensehrltt ein_p so

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gibt der Ausgang A der Schwelle er t schaltung SW "beim Unterschreiten des oberen Schwellwertes S1 eine 1 ab, während am Ausgang J3 nach wie Tor eine Q zur Verfügung steht. Die Lage der Eingangskippstufe EK ändert sich dadurch nicht. Allerdings wird über das Gatter G3 nunmehr eine O abgegeben, so daß über das Gatter G5 in Form einer 1 der Zeitgeber ZG gestartet wird. Dort beginnt nun die Schutzzeit ts zu laufen. Unterschreitet der Strom auf .der leitung L den Schwellwert S2_S so steht auch am Ausgang ±5 eine 1 an, wodurch nunmehr die Eingangskippstufe EE umgesteuert wird und an ihrem Ausgang eine O abgibt. Diese gelangt als Torbereitungszustand an die Ausgangskippstufe AK. Der bei Ablauf der Schutzzeit vom Zeitgeber ZG abgegebene Ausgangs impuls steuert die Ausgangskippstufe AK in diese neue lage um. Über das Gatter G4 wird damit der Zeitgeber ZG zurückgestellt.

Durch die Einführung von zwei Schwellwerten, durch die Verknüpfung der beiden an den Ausgängen der Schwellwertschaltung abgegebenen Signale sowie durch die Einführung einer wählbaren Schutzzeit werden .Bewertungsfehler und Störungen durch kurze Impulse ausgeschlossen.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Empfangsschaltung lassen sich deutlicher anhand der Pig. 2 und 3 zeigen, in denen die Erfindung anhand des Empfangs von Einfachstromzeichen erläutert wird. In JPig. 2 ist in der oberen Zeile ein unverzerrtes Gleichstromzeichen dargestellt, dessen Schrittwechsel zu den Zeitpunkten tO, t4 und t8 stattfinden. In der zweiten Zeile ist das am Eingang der Empfangsschaltung eintreffende und durch JR.C-Einflüsse der Leitung verschliffene Zeichen .dargestellt..In den Zeilen 3 und 4 sind die am Ausgang A und ß der Schwellwertschaltung abgegebenen Signale aufgetragen, während in der Zeile 5 die Lage der Ausgangskippstufe AK dargestellt ist. Bedingt durch die Zeitkonstante der Übertragungsstrecke nimmt bei einem sendeseitigen Wechsel von Trennlage in Zeichenlage der Strom am Eingang der Empfangsschaltung nur langsam ab. Zum Zeitpunkt ti

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•wird der obere Schwellwert S1 unterschritten. Damit wechselt der Ausgang A von O auf 1, was dazu führt, daß im Zeitgeber die Schutzzeit ts zu laufen beginnt. Zum Zeitpunkt t2 wird der untere Schwellwert S2 erreicht, so daß nunmehr auch am Ausgang JB die 1 abgegeben wird, was zur Umsteuerung der Eingangskippstufe EE führt. Fach dem Ablauf der Schutzzeit ts zum Zeitpunkt t3 wird die über die Eingangs kippstufe: entsprechend vorbereitete Ausgangskippstufe AK umgesteuert. Auf Grund der gewählten logischen Bedingungen ändert die Ausgangskippstufe ihre lage von 1 auf 0, d. h. sie nimmt die dem empfangenen Zeichen entsprechende Lage ein. Wird'auf der Sendeseite zum Zeitpunkt t4 ein folgender Schrittwechsel von Zeichennach Trennlage ausgesendet, so beginnt am Eingang der Empfangsschaltung, bedingt durch die Zeitkonstante der Übertragungsstrecke, der Strom wiederum langsam zu steigen, wobei allerdings infolge der unterschiedlichen Zeitkonstanten für Auf- und Entladung der Leitung die flanken jeweils'unterschiedliche Steilheiten aufweisen. Zum Zeitpunkt t5 wird im Zuge der steigenden Planke der untere Sehwellwert S2 überschritten, was dazu führt, daß am Ausgang B wiederum eine O abgegeben wird. Damit beginnt im Zeitgeber erneutdie Schutzzeit ts zu laufen. Zum Zeitpunkt t6 überschreitet der auf der Leitung fließende Strom auch den oberen Schwellwert S!, so daß auch am Ausgang A eine O erscheint. Damit wird die Eingangskippstufe erneut um-* gesteuert. Nach Ablauf der Schutzzeit ts zum Zeitpunkt t7 wird die Ausgangskippstufe AK entsprechend dem neuen Zustand der Eingangskippstufe umgesteuert. Sie nimmt nunmehr die neue, dem auf der Leitung herrschenden Zustand entsprechende Lage ein. Diese Vorgänge wiederholen sieh in beschriebener Weise zu den Zeitpunkten t8, t9, t1O und t11.

In ähnlicher Weise erfolgt der Empfang von durch Einsehwingvorgänge auf der Leitung verzerrter Zeichen, wozu auf die Fig. 3 verwiesen wird. ,

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Dort ist wiederum in der ersten Zeile das unverzerrte Zeichen dargestellt, dessen Schrittwechsel zu den Zeitpunkten tO_? t1O und t16 stattfinden. Störungen äußern sich in diesem Palle dadurch, daß jedem Schrittwechsel eine Reihe von Schwingungen folgen, wobei infolge der Polungsunabhängigkeit des Empfängers die Unterschwingungen, wie in der Zeile 2 dargestellt, ebenfalls "bewertet werden. JBei einer fallenden Planke wird der Schwellwert S1 zum Zeitpunkt ti erreicht. Damit ändert sich der Ausgang A der Schwellwertschaltung von O auf 1. Infolge der Einschwingvorgänge wird der untere Schwellwert S2 jeweils zu den Zeitpunkten t2, t4, t6 und t8 unterschritten und zu den Zeitpunkten t3, t5, t7 überschritten. Erst zum Zeitpunkt t8 sind die Schwingungen soweit abgeklungen, daß der untere Schwellwert. S2 nicht mehr überschritten wird. Bereits mit dem Wechsel des Ausgangs A von O auf 1 wurde im Zeitgeber die Schutzzeit ts gestartet, die nunmehr zum Zeitpunkt t9 die Ausgangskippstufe AK entsprechend dem Vorbereitungszustand, .der in beschriebener Weise von der Eingangskippstufe abgegeben wird, umsteuert. Bei einem erneuten Schrittwechsel des Zeichens treten am Empfänger wiederum Schwingungen auf. Während nunmehr aber' der untere Schwellwert S2 lediglich durch die ansteigende Planke zum Zeitpunkt t11 einmal überschritten wird und dabei das Ausgangssignal am Ausgang JB von 1 auf O ändert, wird jetzt der obere Schwellwert S1 mehrmals über- bzw. unterschritten. Das geschieht zu den Zeitpunkten t12, t13 und t14. Bereits zum Zeitpunkt t11, nämlich mit dem Wechsel des Ausgangs signals am Ausgang ß von 1 auf O wurde die Schutzzeit ts gestartet. Zum Zeitpunkt ti 2, also bei der ersten Überschreitung des oberen Schwellwertes S1, wird die Eingangskippstufe umgesteuert. Nach Ablauf der Schutzzeit ts wird auch die Ausgangskippstufe AK in die neue Lage umgesteuert.

3 Patentansprüche
3 Figuren

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Claims

Pa t e η t a η s ρ r ü c h e

Schaltungsanordnung zum Empfang von G-Ieichstromzeichen-_f~ da- du roh g e k e η η ze i e h η e t, daß eine in der Empfangsleitung (L) angeordnete Schwellwertschaltung (SW) mit zwei Schwel !werten (S1, S2) vorhanden ist, deren erster Schwellwert (S1) in der Mähe des die Crennlage eines lachrichtefischrittes kennzeichnenden Stromwertes und deren zweiter Schwellwert (S2) in der Bähe des die Zeichenlage eines ITachrichtenschrittes kennzeichnenden Stromwertes liegt, daß ein Zeitgeber (ZG) vorhanden ist, der über eine Verknüpfungsschaltung sowohl bei fallender Planke eines ITachriehtenschrittes durch ein bei unterschreiten des ersten Schwell-.wertes (S1) am ersten Ausgang (A) als auch bei steigender Planke eines ffachrichtenschrittes durch ein bei Überschreiten des zweiten Schwellwertes (S2) am zweiten Ausgang (±s) der Schv/ellwertschaltung (SW) abgegebenes Signal eingeschaltet wird, und der nach Ablauf einer wählbaren Schutzzeit (ts) · einen laktimpuls an eine Ausgangsschaltung (AK) sendet, und daß die Ausgangsschaltung (AK) über eine durch die an beiden Ausgängen(A, a) der Schwellwertschaltung (SW) abgegebenen Signale steuerbare Eingangsschaltung (EE) vorbereitet ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h ge k e η η ζ e ic h net, daß die Verknüpfungsschaltung zur Einschaltung des Zeitgebers (ZG)"eine Gatterschaltung ist, in der ein erstes Exklusiv-Oder-Gatter (G-3) die an den Ausgängen (A, ±5) der Schwellwertschaltung (SW) abgegebenen Signale und ein zweites Ejdclusiv-Oder-Gatter (&4) die an den Ausgängen der Ausgangs- und der Eingangskippstufe (AK, 3BE) abgegebenen Signale bewertet, und daß die Ausgänge der beiden Exklusiv— Oder-Gatter (G3, G4) über ein weiteres Gatter, (G5j mit dem Eingang des Zeitgebers (ZG) verbunden sind.

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3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsschaltung (EK_-) . eine bistabile Kippstufe und'die Ausgangsschaltung (AEJ eine taktgesteuerte bistabile Kippstufe ist.

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