DE2549791A1 - Schaltungsanordnung zur frequenzmultiplexen fernuebertragung von messignalen - Google Patents

Description

• Schaltungsanornung zur frequenzmultiplexen Fernübertragung
• von Meßsignalen die E-fi-ldung betrifft eine Schaltungsanordnung zur frequenzmultiplexen Fernübertragung von Meßsignalen mit mehreren Ferngebern, einer entsprechenden Anzahl von Empfängereinheiten, bei de feder Ferngeber ein ihm zugeführtes analoges Meßsigna i cine zur Modulation einer Trägerfrequenz geeignete Größe umformt, und mit einem in jeder Empfängereinheit enthaltenen, auf eine bestimmte Trägerfrequenz abgestimmten Filter sowie einem dem Filter nachgeschalteten Demodulator zur Rückgewinnung der Meßwerte.
• Ein häufig angewendetes Verfahren zur Fernübertragung von Meßsignalen ist die "Impulsfrequenz-Fernmessung", bei der die Meßsignale durch Impulsgeber in meßwertproportionale Frequenzen umgeformt und der Übertragungsleitung aufgeprägt wurden (z. B. Siemens Fernmeßtechnik, Katalog Ms3, Juli 73, 3/3) Zur Mehrfachausnutzung der Ubertragungsleitungen ist es ferner bekannt, diese relativ niederfrequenten Signale zur Modulation von Träger frequenzen heranzuziehen und auf diese Weise den Ausnutzungsgrad der Übertragungsleitungen wesentlich zu erhöhen.
• Das beschriebene Verfahren läßt es also zu, eine hohe Anzahl von Übertragungskanälen auf einer Leitung zu betreiben; gleichzeitig nimmt der Anwender jedoch auch einige Nachteile in Kauf, wie zurr Beispiel Einstellzeiten in der Größenordnung mehrerer Sekunden. Diese Verzögerungen entstehen im wesentlichen bei der Ssnnungs-Fresuenz-Umsetzung und bei der Rückgewinnung das Mefwertes im Demodulator. Kürzere Einstellzeiten sind zwar reaSisierbar, wirken sich allerdings negativ auf die Übertragungsgenauigkeit aus.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanordnung der obengenannten Art zu schaffen, die sich durch vUsent'ich kürzere Einstellzeiten bei gleichzeitiger Steigerung der Übertragungsgenauigkeit auszeichnet.
• Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jeder Ferngeber einen Analog-Digitai-Wandler mit einer nachgeschalteten Logikeinheit zur Umwandlung kodierter Digitalwerte in Kc:rbinationen kurzer und langer Impulse enthält, und daß de I Logikeinheit ein Modulator nachgeschaltet ist, der in Abhängigkeit des Pegels des Ausgangssignals der Logikeinheit ein Hochfrequenzsignal an die Übertragungsleitung abgibt.
• En Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand von Fig. 1 und 2 der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung und Fig. 2 ein Beispiel zur digitalen Verschlüsselung eines Meßslgnals.
• In Fig. 1 ist mit 1 ein Meßverstärker, mit 2 ein Anaog-Digital-Wandler, it 3 eine Logikeinheit, mit 4 ein M.odulator, mit 5 ein Trägerfrequenzgenerator, mit 5a ein Frequenzteiler, und mit 6 eine galvanische Trennschaltung bezeichnet. Die genannten Baugruppen bilden zusammen einen Ferngeber. Ene Empfängereinheit enthält einen Bandpaß 7, einen Demodulator 8, einen Digital-Speicher 9 sowie ein digitales Anzeigegerät lo. Mit 11 ist eine Übertragungsleitung bezeichnet, bei der sich an den Knotenpunkten lla weitere Ferngeber anschließen lassen, während die Knotenpunkte lib zum Anschluß einer entsprechenden Anzahl von Empfängereinheiten dienen. In Fig. 1 und 2 sind mit Ua ... Ud Signale an verschiedenen Punkten der Schaltungsanordnung bezeichnet.
• Bei der Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung sei angenommen, , daß ein analoges Meßsignal Um, das dem Digitalwert 953 entspricht, zum Meßverstärker 1 gelangt. Das im Meßverstärker 1 aufbereitete Meßsignal Um wird einem Analog-Digital-Wandler 2 zugeführt, der an seinem Ausgang die Ziffernolge 953 in BCD-kodierter Form zur Verfügung stellt.
• Dieses Signal Ua wird nun schrittweise von der Logikeinheit 3 übernor.men und in eine Serie kurzer und langer Impulse umgeforrt, wobei den unterschiedlichen Impulslängen verschiedene logische Wertigkeiten zugeordnet sind (Ub in Fig. 2).
• Der Modulator 4 gibt in Abhängigkeit des Pegels von Ub ein in ein2.,. Trägerfrequenzgenerator 5 erzeugtes Signal c an seinen Ausgang weLter. Auf diese Weise entsteht das in Fig. 2 dargestellte Signal Ud, das über eine galvanische Trennschaltung 6 der Ubertragungsleitung 11 aufgeprägt wird.
• Die zur Steuerung des Analog-Digìtal-Wandlers 2 und der Logikeinheit 3 erforderliche Taktfrequenz wird vorteilhafterweise durch einen Frequenzteiler 5a aus dem Trägerfrequenzgenerator 5 abgeleitet.
• Da Schaltungsanordnungen nach Fig. 1 in der Regel eine größere Anzahl Ferngeber und entsprechend viele Empfängereinheiten enthalten werden, entsteht durch den Einsatz vtrschiedener Ubertragungsfrequenzen auf der Ubertraguncsleitung 11 ein Frequenzgemisch. Jede Empfängereinheit enthäit daher einen Bandpaß 7, der auf die Trägerfrequenz U c des ihm zugeordneten Ferngebers abgestimmt ist. In einem dem Bandpaß 7 nachgeschalteten Demodulator 8, der als Zweiweggleichrichter ausgeführt sein kann, erfolgt die Rückgewinnung des in Fig. 2 dargestellten Signals Ub. Ein Digital-Speicher 9 nimmt die Serien-Parallel-Umsetzung des Signals v*-. In Fig. 1 ist dem Digital-Speicher 9 ein digitales Anzeigegerät nachgeschaltet; ebenso sind-hier Datenverarbeitu-.gsgeräte wie Rechner und Drucker anschließbar.
• Wie schon zuvor erwähnt, liegt ein großer Vorteil der beschriebenen Schaltungsanordnung in den niedrigen Einstellzeiten. Dies soll an einem Beispiel deutlich gemacht werden: Fordert man eine Übertragungsgenauigkeit von + o,l %, so muß der Digitalwert drei Stellen umfassen; der BCD-kodierte Digitalwert besteht somit aus zwölf Bit. Ordnet man jedem Bit innerhalb des Zeitraumes T zwölf Schwingungen der Trägerfrequenz Uc zu, so ergeben sich 144 Schwingungen. Benutzt man weitere sechs Schwingungen zur Kennzeichnung des Anfangs oder des Endes der übertragung, so benötigt man für einen Meßwert 150 Schwingungen. Bei einer Trägerfrequenz Uc von 300 Hz, der niedrigsten im üblichen Trägerfrequenzraster von 300 bis 3000 Hz, ergibt sich also eine Ubertragungszeit von nur 0,5 sec. Die Übertragung eines äquivalenten Meßsignals Um mit Hilfe des Impulsfrequenz-Verfahrens würde demgegenüber 2,5 sec bei einer Ubertragungsgenauigkeit von nur + 1,5 % in Anspruch nehmen.
• Die Übertragungsgenauigkeit der beschriebenen Schaltungsanordnung ist nur von der Umsetzgenauigkeit des Analog-Digfltal-Wandlers 2 abhängig. Durch die digitale Verschlüsselung der Meßwerte ist außerdem der Einfluß von Störimpulsen ausgeschaltet, die beim Impulsfrequenz-Verfahren unmittelbar eine Verfälschung des übertragenen Meßwertes zur Folge haben.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, statt der Ubertragungsleitung 11 eine Funkstrecke einzusetzen. Dazu sind die Ubertragungskanäle statt im Trägerrequenzraster von 300 .... 3000 Hz in einem HF-Raster untergebracht.
• 5 Seiten Beschreibung 4 Ansprüche 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Ansprüche 1. Schaltungsanordnung zur frequenzmultiplexen Fernübertragung von Meßsignalen mit mehreren Ferngebern, einer entsprechenden Anzahl von Empfängereinheiten, bei der jeder Ferngeber ein ihm zugeführtes analoges Meßsignal in eine zur Modulation einer Trägerfrequenz geeignete Größe umformt, und mit einem in jeder Empfängereinheit epthaltenen, auf eine bestimmte Trägerfrequenz abgestimmten Filter sowie einem den Filter nachgeschalteten Demodulator zur Rückgewinnung der Meßwerte, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ferngeber einen Analog-Digital-Wandler (9) mit einer nachgeschalteten Logikeinhit (3) zur Umwandlung kodierter Digitalwerte in Kombinationen kurzer unc langer Impulse enthält, und daß der 5 ogikeinheit (3) ein Modulator (4) nachgeschaltet ist, der In Abhängigkeit des Pegels des Ausgangssignals tU) der Logikeinheit (3) ein Hochrequenzsignal (Ud) an die Übertragungsleitung (11) abgibt.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einem Trägerfrequenzgenerator (5) ein Frequenzteiler (5a) nachgeschaltet ist, dessen Ausgangssignal die Steuerung des Analog-Digital-Wandlers (2) und der Logikeinheit (3) übernimmt.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Demodulator (8) ein Zweiweggleichrichter eingesetzt ist.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsleitung (11) durch eine Funkstrecke ersetzt ist.