DE2362004C3 - Schaltungsanordnung zum Übertragen von Daten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung /um Übertragen von Daten zwischen von einer l.ritstation gesteuerten .Sende/EmpfangsEinrichtung über eine diese Einrichtungen miteinander verbindende Verbindungsleiiung, nach Patent P 23 55 224.1-31.

Daten sind Informationsbits, die durch Signale mit zwei oder mehr Amplituden realisiert werden können. Diese Signalamplituden sind gewöhnlich in Datenwörtern vor. verschiedenen Permutaticnen eines Codes angeordnet, um herkömmliche Buchstaben. Zahlen und andere vorbestimmie Symbole darzustellen. Symbole in diesem Sinne können auch Sprachamplituder.jiroben sein, so daß PCM-Nachrichtenanlagen ebenfalls als Datensysteme angesehen werden können.

Es ist bereits ein Verfahren für die Übertragung von Daten über Fernsprechleitungen einer Fernsprechnebenstellenanlage bekannt, bei dem Daten seriell in Form «on bipolaren Sinusimpulsen sowie asynchron und gleichstromfrei übertragen werden (DE-OS 21 46 887). Beginnt hierbei z. B. eine Sinusschwingung mit einer postitven Halbwelle, so wird ihr eine logische L zugeordnet, beginnt sie mit einer negativen Halbwelle, so entspricht dies einer logischen 0.

Bei einem anderen bekannten Verfahren, mit dem ebenfalls' Daten über eine zweiadrige Leitung übertragen werden können, werden Sinussignale auf Phasenwechsel geprüft, d. h. jedesmal, wenn ein Phasen wechsel stattfindet, bedeutet dies z. B. eine logische L (DE-AS 15 12 173). Codierung und Decodierung sind bei diesem Verfahren jedoch repbt kompliziert.

In dem eingangs genannten Hauptpatent (DE-PS 23 55 224) ist schließlich auch eine Schaltungsanordnung zum Übertragen von Daten vorgeschlagen worden, bei der ein zentraler Taktgeber vorgesehen ist, der Folgen von Sinuswellen auf eine Leitung gibt, wobei mehrere Sende/Empfangs-Einrichtungen an diese Leitung angeschlossen sind und Sender in den Sende/Empfangs-Einrichtungen Sinuswelle aus der Folge von Sinuswellen auf der Leitung herausnehmen und Empfänger in den Sende/Empfangs-Einrichtungen das Fehler einer Sinuswelle erkennen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, über eine gemeinsame zweiadrige Leitung zwischen zwei oder mehreren Datenstationen Daten auszutauschen sowie Taktinformationen und Synchronisationstakte übertragen zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltungsanordnung der eingangs genanntn Art gelöst, die sich durch im Hauptanspruch angegebene Merkmale auszeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der Erfindung,

Fig.2 Impulsdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung gemäß Fig. I,

F i g. 3 eine detailliertere Darstellung der Schaltungsanordnung nach F i g. 1,

Fig.4 Impulsdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach F i g. 3.

In der Fig. I ist ein zentraler Taktgeber ZT gezeigt, von dem eine Sende/Empfangsleitung SEL wegführt. An diese Sende/Empfangsleiiung SEL sind mehrere Sende/Empfangs-Einrichtungen SEE \... SEE η angeschlossen, und zwar sowohl mit ihren Sendeleitungen SL X ... SL η als auch mit ihren Empfangsleitungen ElA ... EL n. Die Empfangsleitung EL 1 der Sende/ Empfangs-Einrichtung SEE I führt von der Sende/Empfangsleitung SEL auf eine Weiche W1, durch welche ein auf der Leitung EL 1 befindliches Signal entweder zu einem E^:.mpfänger E\ oder zu dem Eingang einer

V'er/ogerungsschaliung VZI geschaltet werden kann. Der Ausgang dieser Verzögerungsschaltung VZ1 ist aber einen Schalter K f. der von einem Sender SI angesteuert werden kann, mit der Sendeleitung SL I verbunden.

Mit Hilfe der F i g. 2 soll nun die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1 genauer erläuten werden. Hierzu wird angenommen, daß die Sende/Empfangs-Einrichtung SEf 1 als Sendeeinrichtung wirkt. In diesem Fall wird die Weiche WI in Richtung ajf die Verzögerungsschaitung VZt umgeschaltet, so daß die beliebigen periodischen Impulse A gemäß F i g. 2, die von dem zentralen Taktgeber ZT fortlaufend auf die Leitung SEL gegeben werden, auf die Verzögerungsschaltung VZI gelangen. Da die Verzögerungsschaltung VZl so ausgelegt ist, daß sie das empfangene Signal um eine Periode verschiebt, stehen an ihrem Ausgang die Signale B gemäß F i g. 2 an. Diese phasenverschobenen S-Signale können nun mittels des Senders S1, der den Schaher K X öffnet oder schließt, auf die Sendeleitung SL1 als C-Signale gegeben werden. Das Vorhandensein eines solchen C-Signais mag als L-Signal definiert sein, während das Fehlen des C-Signals ein O-Signal darstellen kann.

Es sei nun angenommen, in der Sende/Empfangs-Einrichtung SEEn würden die von der Sende/Empfangs-Einrichtung SEE 1 ausgesendeten C-Signale empfangen. Die Weiche Wn ist hierzu auf den Empfänger En geschaltet, dem eine Signalfolge zugeführt wird, wie sie in der Fig.2 als Signalfolge D gezeigt ist. tn dieser Signalfolge D sind drei Informationsbits L, 0, L enthalten, die in dem Empfänger En erkannt werden müssen. Wie dieser Empfänger En im einzelnen aufgebaut ist, damit er seine Funktion erfüllen kann, ist in der F i g. 3 gezeigt Dort sind auch zugleich nähere Einzelheiten eines Senders und eines Taktgebers dargestellt. Die zur Erläuterung der F i g. 3 dienenden Impulsdiagramme zeigt F i g. 4.

Der zentrale Taktgeber ZT in F i g. 3 enthält einen Signalgenerator SG, der im vorliegenden Beispiel Rechteckimpulse abgibt Ober den inneren Widerstand Riuna einen Torschalter TS1 ist dieser Signalgenerator SG an die Primärwicklung eines Übertragers Ü angeschlossen, wobei parallel zur Primärwicklung ein weiterer Torschalter TS2 vorgesehen ist Die Ansteuerung der Torschaltßr TS1 bzw. TS2 erfolgt durch die Zähler Zä X bzw. Zä 2. Von dem zentralen Taktgeber ZT geht eine Rechteckimpulsfolge Uso aus, wie sie in F i g. 4 gezeigt ist. Aus dieser Folge wird jede zweite Periode herausgenommen, indem der Zähler Zä 1, der mit dem Ausgangssignal des Signalgenerators SG beaufschlagt wird, hochgezählt und beispielsweise bei jedem geraden oder ungeraden Zählerstand ein Signal auf die Torschaltung TS1 gibt. Die Herausnahme von Signalperioden ist deshalb notwendig, weil hierdurch Platz geschaffen werden soll für spätere Informationssignale.

Aus der Impulsfolge Usg werden durch Schließen des Torschalters TS2, der von dem Zähler Zä 2 angesteuert wird, erneut Impulse herausgenommen, und zwar zu Zwecken der Synchronisierung. Dabei definieren diese herausgenommenen Impulse einen Impulsrahmen, d= h,, zu Beginn der Impulspause ist ein Impulsrahnien zu Ende und am Ende der Impulspausedauer beginnt ein neuer Impulsrahmen. Die Abgabe der Impulse durch den zentralen Taktgeber ZTin Form von Impulsrahmen ist deshalb notwendig, weil die Anordnungen in den Sende/Empfangseinrichtungen SEE\ ...SEEn, welche für die zeitrichlige Aufnahme oder Abgabe von

Signalimpulsen vorgesehen sind, infolge von Störungen die Taktsignale nicht mehr von den Informaiionssignalen unterscheiden können. Durch das Einfügen größere^ Pausen wird sichergestellt, daß der nächste Impuls ein Taktimpuls ist

Die Impulse des zentralen Taktgebers ZTwerden auf die Leitung SEL gegeben und gelangen von dort auf den Übertrager Ü\. der sekundärseitig aus zwei Teilen besteht, nämlich der Wicklung Wi 1 und der Wicklung W/2, wobei die Wicklung W/2 wiederum in zwei Teile a und b unterteilt ist, die an ihrem gemeinsamen Verbindungspunkt an dem Minuspotential einer Gleichspannung liegen. Die Wicklung WiX liegt an ihrem einen Ende ebenfalls an dem Minuspol einer Gleichspannung und führt mit dem anderen Ende auf die Anode einer Diode Di, welche mit ihrer Kathode über einen Widerstand R an Minuspoteniial gelegt sowie unmittelbar an den Setzeingang einer monostabilen Kippstufe .MFl angeschlossen ist Außerdem ist die Kathode der Diode Di auf jeweils einen Eingang eines UND-Gliedes UX bzw. U2 geführ! i-in Ausgang der monostabiien Kippstufe MFX ist mit den Setzeingang einer zweiten monostabilen Kippstufe MF2 verbunden, deren erster Ausgang den zweiten Eingang des UND-Gliedes UX und deren zweiter Ausgang den zweiten Eingang des UND-Gliedes U2 bildet Von dem Ausgang des UND-Gliedes i/2 geht eine Verbindung auf die Setzeingänge von zwei weiteren monostabilen Kippstufen MFZ und MF4 sowie auf den Eingang eines Zeitphasenzählers ZPZ, der seinerseits einen Decodierer Dec ansteuert Außerdem ist der Ausgang des UND-Gliedes U 2 auch noch mit dem Eingang eines UND-Gliedes t/3 verbunden, dessen zweiter Eingang an dem Ausgang des Decodierers Dec liegt Dieser Ausgang des Decodierers Dec ist weiterhin mit jeweils einem Eingang zweier UND-Glieder i/4, i/5 verbunden, deren jeweils zweiter Eingang an dem Ausgang eines Senderegisters SReg liegt das von dem Ausgang des UND-Gliedes i/3 aus getaktet wird.

Von den bereits früher erwähnten monostabilen Kippstufen MFZ bzw. MF4 ist die erstgenannte an dem Rücksetzeingang des Zeitphasenzählers ZPZ angeschlossen, während die zweite mit ihrem Ausgang sowohl auf den Setzeingang einer weiteren monostabilen Kippstufe MF5 sowie auf den dritten Eingang des UND-Gliedes i/4 führt. Der dritte Eingang des UND-Gliedes US liegt an dem Ausgang der monostabilen Kippstufe MF5. Die Ausgänge der UND-Glieder t/4 bzw. i/5 steuern jeweils eine Torschaltung TSA bzw. TS 5 an, deren Eingänge zusammen an dem Pluspol einer Gleichspannungsquelle und deren Ausgänge an den Teilen a bzw. öder Wicklung Wi2 des Übertragers ÜX liegen.

Es yei nun angenommen, daß von dem zentralen Taktgeber ZT Impulse auf die Leitung SEL abgegeben werden, die der Impulsfolge Ua der F i g. 4 entsprechen. Da auf der Leitung SEL nicht nur Impulse von dem zentralen Taktgeber ZT anstehen, sondern auch Impulse von anderen Teilnehmerstationen, kann an der Wicklung WH des Übertragers Üi eine Impulsfolge anstehen, wie sie als Impulsfolge Ein Fi g,4 gezeigt ist. Diese Impulsfolge E weist somit Taktimpulse vom Taktgeber sowie Informationsimpulse voii Teilnehmerstationen auf. Diese vermischten Signale müssen nun durch eine geeignete Schaltungsanordnung wieder getrennt werden. Hierzu ist in der Schaltungsanordnung gemäß Fig.3 zunächst eine Diode Di vorgesehen, welche eine Gleichrichtung der Impulsfolge E in dem

Sinne vornimmt, daß alle negativen Impulse nach oben geklappt werden, so daß die Impulsfolge F entsteht. Diese gleichgerichtete Impulsfolge F wird nun dem Eingang der monostabilen Kippschaltung MFi zugeführt, die dadurch für eine Zeit Ic gekippt wird, die größer als das Zweifache der Dauer einer halben Periode to der Taktimpulse und kleiner als das Vierfache einer Halbperiode to ist. Hierdurch wird erreicht, daß der Informationsimpuls in der Impulsfolge F von dem Impuls in der Impulsfolge G am Ausgang der monostabilen Kippstufe MF1 überlappt wird. Durch die weitere monostabile Kippstufe MFl werden die Impulse der Impulsfolge G zeitlich verkürzt, so daß sich die Impulsfolge // ergibt. Diese Impulsfolge wird nun auf das UND-Glied (/2 gegeben, dessen zweiter F.ingang von der Diode Di beaufschlagt wird. Da das UND-Glied f'2 nur dann durchschalten kann, wenn sowohl ein Impuls der Impulsfolge FaIs auch ein Impuls der Impulsfolge H vorliegt, steht am Ausgang des UND-Gliedes 112 die Impulsfolge / an. welche die Taktsignale repräsentiert, die vom zentralen Taktgeber ausgesendet wurden. Nimmt man den anderen Ausgang der monostabilen Kippstufe MF2. der mit //bezeichnet ist. und führt diesen zusammen mit dem Ausgang der Diode W; auf das UND-Glied i'l, so steht an dessen Ausgang nur dann ein Signal an. wenn in der Impulsfolge F ein Informationsbit vorhanden ist. Die Folge /der Informationsbits kann einer nicht dargestellten Auswerteeinrichtung zugeführt werden.

Mit der bisher beschriebenen Schaltung ist es somit möglich, die an der Wicklung IV/anstehende Impulsfolge in Taktimpulse und Informationsimpulse aufzutrennen, d. h. Signale zu empfangen. Sollen nun Signale gesendet werden, so spielen sich folgende Vorgänge ab. Die Taktimpulse / am Ausgang des UND-Gliedes (72 gelangen auf die monostabile Kippstufe A/F4 und werden von dieser verzögert. Durch diese Verzögerung wird erreicht, daß am Ausgang des UND-Gliedes (74 nur solche Impulse anstehen, die in die Lücken der Impulsfolge Ua fallen. Die so verzögerten impulse werden durch die weitere monostabile Kippstufe MF5 noch einmal um den gleichen Zeitbetrag verzögert, wuuuiui um Ausgang ues «JND-Gücucs LJ J cucniaüs nur ein Impuls in den Impulslücken der Impulsfolge ll.\ auftreten kann, der jedoch den Teil der Impulslücke ausfüllt, der von dem von dem UND-Glied (/4 kommenden Impuls nicht ausgefüllt wurde. Wie man aus der F i g. 3 erkennt, schalten die UND-Glieder i/4 und (7 5 erst, wenn zwei weitere Bedingungen erfüllt sind. Zum einen muß von dem Senderegister SReg ein /--Signal kommen und zum anderen muß die Decodiereinrichtung Dec ein Freigabesignal senden. Die

i" Decodiereinrichtung Dec sendet dann ein Freigabesignal, wenn der Zeitphasenzählcr ZPZ, der fortlaufend die Taktimpulse zahlt, eine Zählstelliing eingenommen hat. die mit der Adresse der jeweiligen Teilnehmerstation übereinstimmt. Hat ζ. B. die Teilnehmersiation die Adresse 15 und der /eitphasenzähler ZI'Z /u einem bestimmten Zeitpunkt die Zählcrstcllung 15 eingenommen, so wird dies von der Decodiereinrichtung Dec erkannt und ein Signal auf die UND-Glieder f'4 und C5 gegeben. Mit diesem Signal wird auch das

-'" UND-Glied ('3 durchgcschaltct. das die /u sendende Information in dem .Senderegister SRcg. das als Schieberegister ausgebildet sein kann, hierdurch um eine Stellung nach oben verschiebt.

Die monostabile Kippstufe MF3 dient lediglich zur

■'' Synchronisation einer Sendc/F.mpfangs-Hinrichtung. Zum Zwecke der Synchronisation wird — wie bereits erwähnt — in bestimmten Intervallen von dem zentralen Taktgeber ZT eine Pause in die Impulsfolge einge>choben. Die monostabile Kippstufe MF3 erkennt

'" nun eine solche Pause und schaltet dann, wenn sie vorliegt, den Zcitphasenzähler ZPZm seine OStcllung zurück. Hierdurch ist es möglich, evtl. entstandene Fehler auszuschalten.

Wenn nun die zu sendenden Signale an den

ι- Ausgängen der UND-Glieder (74 und (75 anstehen, so schalten sie die Torschalter TSA und Γ55 in der Weise, daß nacheinander Ströme durch die Teile a und b der Wicklung Wi 2 fließen, und zwar jeweils in umgekehrter Richtung. Hierdurch wird erreicht, daß die gesendeten

"' Signale glcichstromfrci sind, weil sie dieselbe Form annehmen wie die vom zentralen Taktgeber ZT abgegebenen Impuise.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   |. Schaltungsanordnung zur Übertragung von Daten zwischen von einer Leitstation gesteuerten ■ Sende/Empfangs-Einrichtungen über eine diese Einrichtungen miteinander verbindende Verbindungsleitung, nach Patent P23 55 224.1-31, dadurch gekennzeichnet,

   a) daß die Leitstation ein zentraler Taktgeber (ZT) n> ist, der abweichend vom Hauptpatent nicht eine Sinuswellenfolge auf die Verbindungsleitung gibt, die gleichzeitig zur Synchronisierung dient, sondern der mehrfach nacheinander eine Periode einer Funktion, die aus einer beliebigen ι ^ Zeitfunktion und einer ebenso langen Pause besteht, auf die Verbindungsleitung (SEL) gibt, wobei zur Synchronisierung der Sende/Empfangs-Einrichtungen in bestimmten Perioden die beliebige Zeitfunktion durch die Pause x> ersetzt wird,

   b) daß in den Sende/Empfangseinrichtungen (SEE 1 ... SEEn) Sender (S 1... Sn) vorgesehen sind, welche die in den Scnde/Empfangs-Einrichtungen (SEE X... SEE n) durch eine -> Verzögerungseinrichtung (VZX... VZn) um eine Periode verzögerte beliebige Zeitfunklion nach Maßgabe der zu sendenden Information auf die Sende/Empfangsleitung fSEZ.^geben,

   c) und daß in den Sende/Empfangseinrichtungen )<> (SEE 1... SEE n) Empfänger (EX ...En) vorgesehen bind, welche die beliebigen Zeitfunktionen des zentrale!« Taktgebers (ZT) von den phasenverschobener Informationsfunktionen der Sender (SX ...Sn) tn- inen und entspre- «ΐ chenden Auswerteeinrichtungen zuführen.
2. 2.Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die zur Datenübertragung verwendeten Zeitfunktionen gleichstromfrei sind.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, ^4I» dadurch gekennzeichnet, daß in den Sende/Empfangs-Einrichtungen (SEEX ...SEEn) Zeitphasenzähler (ZPZ) vorgesehen sind, welche die von dem zentralen Taktgeber (ZT) abgegebenen Takte zählen und bei einer Zählstellung, die der Adresse ⁴^ der jeweiligen Sende/Empfangs-Einrichtung (z. B. SEE X) entspricht, den Sender (z. B. 51) freigeben.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine monostabile Kippstufe (MF3) vorgesehen ist, welche den Zettphasenzähler ">^fl (ZPZ) zurücksetzt, wenn in der von dem zentralen Taktgeber (ZT) ausgesendeten Impulsfolge eine Synchronisationspause auftritt.
5. 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den '·"> Empfängern (EX... En) der Sende/Empfangs-Einrichtungen (SEEX ...SEEn) monostabile Kippstufen (MF I, MF2) vorgesehen sind, mit denen die von dem zentralen Taktgeber (ZT) kommenden Signale von den von anderen Stationen kommenden ^h0 lnföfmäiiönssignälefi getrennt werden können.