DE2614075A1

DE2614075A1 - METHOD FOR TRANSMISSION OF DATA VIA A TRANSMISSION LINE WITH THE HELP OF CLOCK SIGNALS AND DATA TRANSFER SYSTEM TO PERFORM THE METHOD

Info

Publication number: DE2614075A1
Application number: DE19762614075
Authority: DE
Inventors: Remo Vogelsang
Original assignee: VOGELSANG REMO DIPL EL ING
Current assignee: VOGELSANG REMO DIPL EL ING
Priority date: 1976-02-26
Filing date: 1976-04-01
Publication date: 1977-09-01
Also published as: CH610167A5; FR2342600B1; DE2614075B2; FR2342600A1; DE2614075C3

Description

DR.BERG DIPL-INQ. STAPF 26H075DR.BERG DIPL-INQ. STAPF 26H075

DlPL-ING. SCHWABS DH.PP.- SANDMAIRDlPL-ING. SCHWABS DH.PP.- SANDMAIR

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β MÜNCHEN ÜO ■ MAU6RKIRCHERSTR.4*β MUNICH ÜO ■ MAU6RKIRCHERSTR.4 *

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Anwaltsakte 26 990 1. April 1976 Attorney's file 26,990 April 1, 1976

Dipl. El.-Ing. ETH/SIA Remo Vogelsang, FL-9496 B a 1 ζ e rsDipl. El.-Ing. ETH / SIA Remo Vogelsang, FL-9496 B a 1 ζ e rs

Verfahren zur üebertragung von Daten über eine Uebertragungsleitung mit Hilfe von Taktsignalen und Datenübertragungssystem zur Durchführung des VerfahrensMethod for the transmission of data via a transmission line with the aid of clock signals and data transmission system for carrying out the method

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur üebertragung von Daten über eine Uebertragungsleitung, insbesondere zur seriellen Üebertragung von Daten über eine Zweidrahtleitung, mit Hilfe von Taktsignalen.The present invention relates to a method for transmitting data via a transmission line, in particular for the serial transmission of data over a two-wire line, with the help of clock signals.

Die Erfindung betrifft ferner ein Datenübertragungssystem zur Durchführung des Verfahrens, wobei das Datenübertragungssystem mindestens eine, von einer Versorgungseinheit gespeiste Sendestation oder Sende/Empfangs-Station aufweist, sowie mindestensThe invention also relates to a data transmission system for carrying out the method, the data transmission system has at least one transmitting station or transmitting / receiving station fed by a supply unit, and at least

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eine von der Versorgungseinheit gespeiste Empfangsstation oder mindestens eine weitere Sende/Empfangs-Station und eine die Stationen verbindende üebertragungsleitung zur Uebermittlung der Daten.a receiving station fed by the supply unit or at least one further transmitting / receiving station and a transmission line connecting the stations to the Transmission of the data.

Bei der Datenübermittlung gewinnt die serielle Datenübermittlung mehr und mehr an Bedeutung, Ursprünglich beschränkte sich die Anwendung der seriellen Datenübermittlung fast ausschliesslich auf das Gebiet der eigentlichen Nachrichtenübermittlung, z.B. für Fernschreiberverbindungen, Computer-Terminal-Verbindungen und zwar meistens auf Punkt-zuPunkt-Verbindungen.When it comes to data transmission, serial data transmission is becoming more and more important. Originally, it was limited the use of serial data transmission almost exclusively in the field of actual message transmission, e.g. for teletype connections, computer-terminal connections mostly on point-to-point connections.

Die moderne Prozessüberwachung und -Steuerung mit mehr oder weniger zentralem Aufbau, d. h. die sogenannten "Sensor-Based-Systems", verlangt gut ausgebaute Datenkanäle zwischen den verschiedenen räumlich meist zerstreuten Gebern, Stellgliedern, Anzeigen, Eingaben und dem zentralen Prozesssteuerungsgerät. Solche üebertragungssysteme sind weitgehend sternförmig aufgebaut. Ausgehend von einer zentralen Einheit laufen getrennte Leitungen für die einzelnen Funktionen zu den verschiedenen peripheren Einheiten, bzw. von diesen Einheiten zurück zur zentralen Einheit. Es sind auch bereits schon Anlagen verwirklicht worden, bei denen die verschiedenen peripheren Einheiten eine eigene Stromversorgung aufweisen und zum Teil schon mit serieller Datenübermittlung mit einer gemeinsamen üebertragungsleitung, einer sogenannten "Party-line", arbeiten. Diese AnlagenThe modern process monitoring and control with a more or less central structure, i. H. the so-called "sensor-based systems", requires well-developed data channels between the various spatially mostly scattered encoders, actuators, Displays, inputs and the central process control device. Such transmission systems are largely constructed in a star shape. Starting from a central unit, separate lines for the individual functions run to the different ones peripheral units, or from these units back to the central unit. Systems have already been implemented have been, in which the various peripheral units have their own power supply and partly already with serial data transmission with a common transmission line, a so-called "party line". These plants

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haben jedoch den Nachteil, dass die in industriellen Anlagen zwangsläufig bestehenden Probleme bezüglich der auftretenden Potentialdifferenzen zwischen den einzelnen Einheiten sich nur mit erheblichem Aufwand zufriedenstellend lösen lassen.however, have the disadvantage that the inevitably existing problems in industrial systems with regard to the occurring Potential differences between the individual units can only be solved satisfactorily with considerable effort.

Die herkömmlichen Datenübertragungssysteme sind in vielen Fällen unwirtschaftlich und anfällig für Störungen durch elektrische Schaltkreise der Industrieanlagen, in denen sie Verwendung finden. Vielfach sind sie auch andersweitig technisch unzureichend und verlangen vom Anwender ein erhebliches technisches Wissen und Erfahrung hinsichtlich der Installation und der Abklärung der Zuverlässigkeit in einer bestimmten industriellen Anlage. Was die Energieversorgung der vorbekannten Datenübermittlungssysteme anbetrifft, so genügt heute vielfach für gewisse Einheiten ein bescheidener Betrag an Energiezuspeisung, wobei aber infolge der oft notwendigen Potentialtrennung zwischen solchen Einheiten und dem Speisenetz doch eine verhältnismässig aufwendige Stromversorgungseinrichtung erforderlich ist. Eine sternförmige Anordnung der Datenwege mit getrennten Leitungspaaren für jede Einzelfunktion ist zwar technisch zuverlässig durchführbar und für den Anwender auch relativ leicht zu überblicken, doch ist der damit verbundene Aufwand an Kabeln, Multiplexern und dergleichen vielfach sehr gross. In vielen Fällen ist auch die damit erzielbare Geschwindigkeit für dieThe conventional data transmission systems are in many cases uneconomical and prone to malfunctions electrical circuits of the industrial facilities in which they are used. In many cases they are also different technically inadequate and require the user to have considerable technical knowledge and experience with regard to the Installation and clarification of the reliability in a specific industrial plant. As for the energy supply As regards the previously known data transmission systems, a modest one is often sufficient today for certain units Amount of energy supply, but due to the often necessary potential separation between such units and the supply network still requires a relatively expensive power supply device. A star-shaped one Arrangement of the data paths with separate pairs of lines for each individual function can be carried out in a technically reliable manner and also relatively easy for the user to see, but the associated expense of cables, Multiplexers and the like are often very large. In many Cases is also the achievable speed for the

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üebertragung digitaler Informationen unzureichend.Inadequate transmission of digital information.

Was schliesslich die im Handel erhältlichen Bauelemente zur Verwendung in einer Datenübertragungsanlage anbetrifft, erfüllen diese Bauelemente nicht gleichzeitig die Ansprüche bezüglich Potentialtrennung, Störsicherheit, Geschwindigkeit und Signalübertragung in beiden Richtungen.Finally, what about the commercially available components for use in a data transmission system, these components do not meet the requirements at the same time regarding potential separation, interference immunity, speed and signal transmission in both directions.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Datenübertragung der eingangs erwähnten Art sowie eine nach diesem Verfahren arbeitende Datenübertragungsanlage zu schaffen, bei der zwischen den einzelnen Stationen Potentialtrennung leicht realisierbar ist und auch eine Signalübertragung in beiden Richtungen erfolgen kann, und zudem grbsse Störsicherheit und eine hohe Uebermittlungsgeschwindigkeit erlaubt.The present invention is based on the object of providing a method for data transmission of the type mentioned at the beginning and to create a data transmission system that works according to this method, in which between the individual Stations Electrical isolation can be easily implemented and signals can also be transmitted in both directions can, and also great immunity to interference and a high transmission speed permitted.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe da-According to the present invention, this object is there-

^Taktimpulsge^ber/ durch gelöst, dass die Taktsignale von einernVder üebertragungsleitung zugeführt und zur Energieversorgung der Stationen benützt werden, und dass zur Signalerzeugung die jeweilige Sendestation oder Sende/Empfangs-Station eine Lastveränderung an der üebertragungsleitung bewirkt, welche in dieser einen eine .vorbestimmte Schwelle übersteigenden^ Clock pulse generators ^ BER / solved by that the clock signals supplied from einernVder üebertragungsleitung and be used for powering the stations, and that for signal generation, the respective transmitting station or transmit / receive station causes a change in load on the üebertragungsleitung which in this one a. exceeding a predetermined threshold

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oder unterschreitenden Stromfluss erzeugt, bei welchem die von der Versorgungseinheit erzeugte Spannung des jeweiligen Taktsignals so verändert wird, dass in der Uebertragungsleitung ein von der Empfangsstation feststellbares Steuersignal auftritt.or below the current flow generated, at which the voltage generated by the supply unit of the respective clock signal is changed so that in the transmission line a detectable by the receiving station Control signal occurs.

Auf diese Weise ist es möglich, dass an einer Zweidraht-Leitung eine ganze Anzahl von Stationen angeschlossen werden können, die untereinander Daten austauschen können.In this way it is possible for a large number of stations to be connected to a two-wire line that can exchange data with each other.

Zweckmässigerweise werden die Taktsignale auch zur Energieversorgung der Station benützt. Auf diese Weise können separate Leitungen für die Energieversorgung der Station erspart werden.The clock signals are expediently also used to supply energy the station used. In this way, separate lines for the power supply of the station can be created be saved.

Vorteilhaft wirkt zur Signalerzeugung die jeweilige Sendestation oder Sende/Empfangs-Station derart auf die Uebertragungsleitung ein, dass in dieser ein eine vorbestimmte Schwelle übersteigender Stromfluss erzeugt wird, bei dem die von der Versorgungseinheit erzeugte Spannung des Taktsignals so reduziert wird, dass in der Uebertragungsleitung ein von den Empfangsstationen oder Sende/Empfangs-Station feststellbares Steuersignal auftritt. Dies hat nicht nurThe respective transmitting station or transmitting / receiving station advantageously acts in this way on the transmission line for signal generation one that in this a predetermined threshold exceeding current flow is generated in which the voltage of the clock signal generated by the supply unit is reduced so that in the transmission line a control signal that can be detected by the receiving stations or transmitting / receiving station occurs. Not only did this

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_ CS _ _ CS _

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den Vorteil, dass zur Erzeugung des Signals keine spezielle Energiequelle bei der Empfangsstation notwendig ist, sondern erlaubt es auch, das System kurzschlusssicher auszuführen.the advantage that no special energy source is required at the receiving station to generate the signal, but rather It also allows the system to be short-circuit-proof.

Zweckmässigerweise bestehen die Taktsignale aus einer Folge von Impulsen mit abwechslungsweise entgegengesetzter Polarität. Dies ermöglicht es, die Taktsignale mit Transformern zu übertragen, was die Vorteile der Potentialtrennung, der Anpassung und der Untersetzung bringt.The clock signals expediently consist of a sequence of pulses with alternately opposite polarity. This makes it possible to transmit the clock signals with transformers, which has the advantages of potential separation Adjustment and the reduction brings.

Zweckmässigerweise besteht ein Steuersignal aus zwei Impulsen von entgegengesetzter Polarität. In diesem Falle bleiben die Wechselstromeigenschaften auch beim Steuersignal erhalten, was zur Uebertragung des Steuersignals ebenfalls von Vorteil ist.A control signal expediently consists of two pulses of opposite polarity. In this case, stay maintain the alternating current properties even with the control signal, which is also advantageous for the transmission of the control signal.

Die Information kann in Form von Informationsblöcken übertragen werden. Dies ermöglicht eine einfache Handhabung der zu übermittelnden Informationen.The information can be transmitted in the form of information blocks. This enables easy handling of the information to be transmitted.

Es ist auch vorteilhaft, wenn vor der Uebertragung eines oder mehrerer Daten-Informationsblöcke ein Steuer-Informationsblock übertragen wird, der Informationen über die Adresse über die Station enthält, an welche Daten zu übermitteln oder von welcher Daten zu senden sind. Auf diese Weise istIt is also advantageous if before the transmission of one or more data information blocks a control information block which contains information about the address about the station to which data is to be transmitted or from which data are to be sent. That way is

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es möglich, die Stationen auf einfache Weise zu adressieren. Es ist auch zweckmässig, wenn vor der Uebertragung eines oder mehrerer Daten-Informationsblöcke ein Steuer-Informationsblock übertragen wird, der Instruktionen über die Verwendung oder die Art der Daten enthält, welche der adressierten Station zu übermitteln oder von dieser zu empfangen sind.it is possible to address the stations in a simple way. It is also useful if one or several data information blocks a control information block is transmitted, the instructions on the use or contains the type of data that is to be transmitted to the addressed station or to be received by it.

Die Erfindung sieht auch ein Datenübertragungssystem mit mindestens einer von einer Versorgungseinheit gespeisten Sendestation oder Sende/Empfangs-Station und mindestens einer von der Versorgungseinheit gespeisten Empfangsstation oder mindestens einer weiteren Sende/Empfangs-Station und einer die Stationen verbindenden üebertragungsleitung zur Uebermittlung von Daten vor, welche gekennzeichnet ist durch eine den Stationen gemeinsame Versorgungseinheit, welche als Taktimpulsgeber ausgebildet und an die Uebertragungsleitung angeschlossen ist und die Stationen über die gleiche Uebertragungsleitung, welche der Uebermittlung von Daten dient, mit Energie in Form von Taktimpulsen versorgt.The invention also provides a data transmission system at least one transmitting station or transmitting / receiving station fed by a supply unit and at least one receiving station fed by the supply unit or at least one further transmitting / receiving station and one the transmission line connecting the stations for transmission of data, which is characterized by a supply unit common to the stations, which is called Clock pulse generator is designed and connected to the transmission line and the stations via the same transmission line, which is used to transmit data, is supplied with energy in the form of clock pulses.

Dieses Datenübertragungssystem eignet sich vorzüglich zur Realisierung der Datenübertragung nach dem erfindungsgemässen Verfahren. Eine Signalübertragung ist in beiden Richtungen möglich. Da nur eine den Stationen gemeinsame Versorgungseinheit vorhanden ist, welche als Taktimpulsgeber ausgebildet This data transmission system is particularly suitable for implementing data transmission according to the invention Procedure. Signal transmission is possible in both directions. Since there is only one supply unit common to the stations, which is designed as a clock pulse generator

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ist, entfallen die Kosten für separate Stromversorgungsanlagen für die einzelnen Stationen weitgehend,und es sind auch keine separaten üebertragungsleitungen zur Energieversorgung der Stationen notwendig.there are no costs for separate power supply systems for the individual stations largely, and there are also no separate transmission lines for energy supply of the stations necessary.

Es ist auch möglich, in der Uebertragungsleitung ein oder mehrere Leitungsverstärker vorzusehen, die als Versorgungseinheiten für weitere Stationen dienen. Dies ermöglicht einen räumlich und leistungsmässigen Ausbau des Datenübertragungssystems .It is also possible to insert an or in the transmission line to provide several line amplifiers, which serve as supply units for other stations. this makes possible an expansion of the data transmission system in terms of space and performance.

Zweckmässigerweise sind die Versorgungseinheit und/oder die Leitungsverstärker über Transformatoren an die uebertragungsleitung gekoppelt. Die Verwendung von Transformatoren hat den Vorteil, dass eine Potentialtrennung erzielt wird und ferner, dass eine elektrische Anpassung möglich ist und das Üebersetzungsverhältnis frei gewählt werden kann. Die Verwendung von Transformatoren gestattet auch eine Uebertragung in beiden Richtungen.The supply unit and / or are expediently the line amplifiers via transformers to the transmission line coupled. The use of transformers has the advantage that potential separation is achieved and also that an electrical adjustment is possible and the transmission ratio can be freely selected can. The use of transformers also allows transmission in both directions.

Auch die Stationen können über Transformatoren an die uebertragungsleitung gekoppelt werden. Dies hat wiederum den Vorteil, dass eine Potentialtrennung erzielt wird, und dass eine elektrische Anpassung möglich ist. Von Vorteil ist auch, dass das Üebersetzungsverhältnis frei gewählt werden kannThe stations can also be connected to the transmission line via transformers be coupled. This in turn has the advantage that potential separation is achieved, and that electrical adjustment is possible. Another advantage is that the transmission ratio can be freely selected

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~*~ 26H075 ~ * ~ 26H075

•ft-• ft-

und dass eine Uebertragung in beiden Richtungen möglich ist.and that transmission is possible in both directions.

Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben und in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Further embodiments of the present invention are described in the subclaims and in the following Description explained in more detail with reference to the drawing.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die nachfolgende Beschreibung verwiesen. Es zeigt:For a better understanding of the invention, reference is made to the following description. It shows:

Figur 1 ein typischer Systemaufbau,Figure 1 shows a typical system structure,

Figur 2a Taktimpulse, die den Träger bilden, wobei die Modulation ersichtlich ist,Figure 2a clock pulses that form the carrier, with the modulation it can be seen

Figur 2b Marken .Figure 2b marks.

Figur 2c Impulse, welche die seriellen Daten darstellen,Figure 2c pulses representing the serial data,

Figur 3 die Versorgungseinheit samt Anschluss an die Uebertrayigungs leitung,Figure 3 the supply unit including connection to the Uebertrayigungs management,

Figur 4 die Kennlinie der in der Versorgungseinheit von Figur 3 verwendeten Stromlast,FIG. 4 shows the characteristic curve of the current load used in the supply unit of FIG. 3,

Figur 5 ein Schema eines ersten Ausführungsbeispiels der Stromlast,Figure 5 is a diagram of a first embodiment of the current load,

Figur 6 ein Schema eines zweiten Ausführungsbeispiels der Stromlast,Figure 6 is a diagram of a second embodiment of the current load,

Figur 7 ein Schema einer Station, die als Sende/Empfangs-Station ausgeführt ist,Figure 7 is a diagram of a station that is designed as a transmitting / receiving station,

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Figur 8 ein Schema des Modulators gemäss Figur 7,
Figur 9 ein Schema des Demodulators gemäss Figur 7,FIG. 8 shows a diagram of the modulator according to FIG. 7,
FIG. 9 shows a diagram of the demodulator according to FIG. 7,

Figur 10 Beispiele eines möglichen Datenformates und
dessen Verwendung bei der Datenübertragung.Figure 10 examples of a possible data format and
its use in data transmission.

Wie Figur 1 zeigt, besteht das Datenubertragungssystem im wesentlichen aus der Versorgungseinheit 1, die beispielsweise vom Netz gespeist wird und an die Uebertragungsleitung 3 angeschlossen ist, an welcher die Stationen 5, 5¹, 5¹¹, 5¹¹¹, .... angeschlossen sind. Gegebenenfalls kann
noch mindestens ein Leitungsverstärker 7 in die Uebertragungs leitung 3 eingeschaltet sein, damit noch weitere Stationen 5"" und 5'"",... bedient werden können.As FIG. 1 shows, the data transmission system consists essentially of the supply unit 1, which is fed, for example, from the network and is connected to the transmission line 3 to which the stations 5, 5 ¹ , 5 ¹¹ , 5 ¹¹¹ , ... are connected . If necessary, can
at least one line amplifier 7 must be switched on in the transmission line 3 so that further stations 5 "" and 5 '"", ... can be served.

Bei gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Versorgungseinheit 1 mittels eines Transformators 9 an die Uebertragungsleitung 3 angekoppelt. Weitere Transformatoren 11 und 13 sind vorgesehen, um den Leitungsverstärker 7 anzukoppeln. Auch die Ankoppelung der Stationen 5, 5', .... an die Uebertragungs leitung 3, 3" erfolgt vorteilhaft mittels Transformatoren 15, 15',.... Die Koppelung erfolgt also potentialfrei, wobei es gleichgültig ist, welche Wicklungsenden an die Uebertragungsleitung angeschlossen werden. Dies erlaubtIn the exemplary embodiment shown, the supply unit 1 is connected to the transmission line by means of a transformer 9 3 coupled. Further transformers 11 and 13 are provided in order to couple the line amplifier 7. Also the coupling of the stations 5, 5 ', .... to the transmission line 3, 3 "is advantageously carried out by means of transformers 15, 15 ', .... The coupling is therefore potential-free, it does not matter which winding ends are connected to the transmission line. This allows

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•Λ.• Λ.

einen sehr einfachen Aufbau des üebertragungssystems.a very simple structure of the transmission system.

Die Stationen können verschiedenartig ausgebaut sein. So kann es sich bei einer Station um eine reine Empfangsstation und bei einer anderen Station um eine reine Sendestation handeln. Es ist aber auch möglich, eine oder mehrere Stationen als Sende/Empfangs-Station zu gestalten. Eine solche Sende/Empfangs-Station ist in Figur 7 dargestellt und wird später beschrieben.The stations can be developed in different ways. A station can be a pure receiving station and another station is a pure transmitting station. But it is also possible to have one or more To design stations as send / receive stations. Such a transmitting / receiving station is shown in FIG and will be described later.

In Figur 1 wird angenommen, dass es sich bei der Station 5" um eine Sende/Empfangs-Station handelt, welche in einem Prozesssteuersystem als zentrale Steuereinheit wirkt.In Figure 1 it is assumed that the station 5 ″ is a transmitting / receiving station, which in a Process control system acts as a central control unit.

Es ist nun von Bedeutung, dass beim Datenübertragungssystem gemäss Figur 1 die Versorgungseinheit 1 die Anlage mit den notwendigen elektrischen Taktgeberimpulsen beliefert, die zugleich die ganze Anlage mit elektrischer Energie versorgen. Wie bereits erwähnt, ist, falls notwendig, ein Leitungsverstärker 7 vorhanden, welcher grundsätzlich dieselben Elemente wie die Versorgungseinheit 1 aufweist, aber zusätzlich eine Einrichtung zur Regenerierung der Datensignale sowie eine Blocksteuerung besitzt, die gewährleistet, dass gleichzeitig nur in einer der beiden Richtungen eine Uebertragung stattfindet.It is now important that in the data transmission system according to Figure 1, the supply unit 1, the system with the The necessary electrical clock pulses are supplied, which at the same time supply the entire system with electrical energy. As already mentioned, there is, if necessary, a line amplifier 7, which basically has the same elements as the supply unit 1, but additionally a device for regenerating the data signals and a Has block control, which ensures that a transmission only takes place in one of the two directions at the same time.

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Für das Verständnis des erfindungsgemässen Datenübertragungsverfahrens und des entsprechenden Datenübertragungssystems ist der Leitungsverstärker von untergeordneter Bedeutung. Es genügt hier, festzustellen, dass ein Leitungsverstärker dann notwendig wird, wenn die gemeinsame Zweidrahtleitung über eine bestimmte zulässige Normallänge ausgedehnt wird, oder die verfügbare Leistung der Versorgungseinheit 1 wegen der -die-Anzahl, bzw. dem Energieverbrauch der Stationen nicht ausreicht.For understanding the data transmission method according to the invention and the corresponding data transmission system, the line amplifier is of minor importance. It is sufficient here to state that a line amplifier is necessary when the common two-wire line is extended over a certain permissible normal length, or the available power of the supply unit 1 because of the -die-number, or the energy consumption the stations are not sufficient.

Figur 2 zeigt die Signalformen a) des modulierten Trägers, b) der daraus abgeleiteten Marken und c) des seriellen Datenstroms für das Bitmuster 110. Beim gezeigten Beispiel ist jede achte Periode eine sogenannte Modulationsperiode. Es könnte jedoch auch eine andere Periodenanzahl gewählt werden. Dies hängt ab von der maximalen Baudrate bei einer gegebenen Trägerfrequenz und vom elektrischen Wirkungsgrad der Energieübertragung zur Speisung der Stationen. Die Trägerwellen weisen vorteilhafterweise Rechteckform auf. Es wären aber auch andere Formen möglich. Die zu wählende Spannungsform hängt auch von der Länge und Charakteristik der Uebertragungsleitung ab. Wichtig ist, festzustellen, dass der Träger sowohl Leistung, Taktgebung und Daten überträgt. Wenn in dieser Beschreibung vereinfacht von Taktimpulsen die Rede ist, so wird damit ein Träger gemeint, wieFIG. 2 shows the waveforms of a) the modulated carrier, b) the marks derived therefrom and c) the serial Data stream for bit pattern 110. In the example shown every eighth period is a so-called modulation period. However, a different number of periods could also be selected will. This depends on the maximum baud rate at a given carrier frequency and on the electrical efficiency the energy transfer to power the stations. The carrier waves advantageously have a rectangular shape. However, other forms would also be possible. The type of voltage to be selected also depends on the length and characteristics the transmission line. It is important to note that the bearer is carrying both power, timing, and data. When in this description clock pulses are referred to in a simplified manner, this means a carrier, such as

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er beispielsweise in Figur 2a dargestellt wird.it is shown for example in Figure 2a.

Zunächst soll nun der Aufbau der Versorgungseinheit 1 betrachtet werden. Ein Schema dieser Versorgungseinheit ist aus Figur 3 ersichtlich. An den Klemmen 17, 19 der Versorgungseinheit liegt eine unstabilisierte Speise-Gleichspannung an, die beispielsweise von einem nicht eingezeichneten Netzteil mit Transformator und Gleichrichter geliefert wird. Zur Aufbereitung der unstabilisierten Gleichspannung ist ein Spannungsstabilisator 21 vorgesehen. Der daran angeschlossene Spannungswandler 23 zur Erzeugung der Taktimpulse besteht aus den Schalttransistoren 25, 27, dem Transformator 29 und dem Oszillator 31. Die Schalttransistoren 25, 27 sind mit ihren Kollektoren an die Primärwicklung 33 des Transformators 29 angeschlossen, dessen Sekundärwicklung 35 an die Klemmen 37 und 39 angeschlossen ist. An den Klemmen 37 und 39 ergibt sich eine von den Aenderungen der Speisespannung unabhängige und von Laständerungen nur unwesentlich beeinflussbare Rechteckspannung. Es handelt sich dabei um den Träger. Da dieser auch der Zeitgebung dient, wird in der Regel von Taktimpulsen gesprochen.First of all, the structure of the supply unit 1 will now be considered. A scheme of this supply unit is can be seen from FIG. An unstabilized DC supply voltage is applied to terminals 17, 19 of the supply unit which is supplied, for example, by a power supply unit (not shown) with a transformer and rectifier. To the A voltage stabilizer 21 is provided for processing the unstabilized DC voltage. The one connected to it Voltage converter 23 for generating the clock pulses consists of switching transistors 25, 27, transformer 29 and the oscillator 31. The switching transistors 25, 27 are connected with their collectors to the primary winding 33 of the transformer 29, the secondary winding 35 of which is connected to terminals 37 and 39. At terminals 37 and 39 the result is one that is independent of the changes in the supply voltage and can only be influenced to an insignificant extent by load changes Square wave voltage. It is the carrier. Since this is also used for timing, it is usually used by Clock pulses spoken.

Nun ist aber zu beachten, dass die Üebertragungsleitung 3 nicht an die Klemmen 37, 39 angeschlossen ist, sondern an die Klemmen 37, 41. Zwischen den Klemmen 39 und 41 liegtHowever, it should now be noted that the transmission line 3 is not connected to terminals 37, 39, but to terminals 37, 41. Between terminals 39 and 41 lies

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die Primärwicklung 43 des Transformators 45, dessen Sekundärwicklung 44 zum Wechselstrompfad des Brückengleichrichters 47 bestehend aus vier Dioden führt. Der Gleichstrompfad des Brückengleichrichters 47 speist die Stromlast 49. Diese besitzt die in Figur 4 gezeichnete Kennlinie, aus der hervorgeht, dass im Strombereich 0 bis I (Schwellenstrom) eine Restspannung im Betrag U über die Stromlastthe primary winding 43 of the transformer 45, its secondary winding 44 leads to the alternating current path of the bridge rectifier 47 consisting of four diodes. The DC path of the bridge rectifier 47 feeds the current load 49. This has the characteristic curve shown in FIG. from which it can be seen that in the current range 0 to I (threshold current) there is a residual voltage in the amount U over the current load

XVXV

49 abfällt und dass oberhalb I die Spannung über der Stromlast 49 in gewissen Grenzen anwachsen kann, ohne dass eine weitere Stromzunahme erfolgt, so dass der maximale Strom auf I begrenzt bleibt. Es ist nun zu beachten, dass in be-49 drops and that above I the voltage across the current load 49 can increase within certain limits without a further increase in current takes place, so that the maximum current remains limited to I. It should now be noted that in some

zug auf die Klemmen 37, 41, an welche die üebertragungsleitung 3 angeschlossen ist, die nichtlineare Kennlinie der Stromlast 49 folgende wichtige Eigenschaften aufweist:train on the terminals 37, 41, to which the transmission line 3 is connected, the non-linear characteristic of the current load 49 has the following important properties:

Solange der Laststrom I₁ kleiner als ein vom Schwellenstrom I der Stromlast 49 bestimmter Wert ist, ergibt sichAs long as the load current I _{1 is} less than a value determined by the threshold current I of the current load 49, this results

an den Klemmen 37, 41 eine konstante Spannung mit einem Betrag gleich der Spannung zwischen den Punkten 37, 39 minus die von der Restspannung U_ der Stromlast 49 bestimmten, zwischen den Punkten 39, 41 abfallenden Spannung. Fliesst durch die Uebertragungsleitung 3 ein grosser Strom, so nimmt der Laststrom I, bis zu einem Betrage zu, bei dem in der Stromlast 49 der Schwellenstrom I erreicht wird, so dassat the terminals 37, 41 a constant voltage with an amount equal to the voltage between the points 37, 39 minus the voltage that falls between points 39, 41 and is determined by the residual voltage U_ of the current load 49. Flows a large current through the transmission line 3, the load current I increases up to an amount at which in the Current load 49 the threshold current I is reached, so that

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sich die Impedanz der Stromlast 49 sprungartig von einem niederen auf einen hohen Wert ändert. In diesem Zustand liegt an den Klemmen 37, 41 eine Spannung, die gleich dem maximal möglichen durch die Stromlast 49 begrenzten Laststrom mal die Lastimpedanz ist. Zwischen den Klemmen 39, 41 stellt sich eine Differenzspannung im Betrage der an den Klemmen 39, 37 verfügbaren Spannung minus der an den Klemmen 39, 41 anstehenden Spannung ein.the impedance of the current load 49 changes abruptly from a low to a high value. In this condition If there is a voltage at the terminals 37, 41 which is equal to the maximum possible load current limited by the current load 49 times the load impedance. Between the terminals 39, 41 there is a differential voltage in the amount of the Terminals 39, 37 available voltage minus the voltage present at terminals 39, 41.

Um Missverständnisse zu vermeiden, wird darauf hingewiesen, dass in Figur 1 lediglich ein Transformator 9 dargestellt ist, um.das Prinzip der Transformatorkopplung darzustellen. Wie Figur 3 zeigt, sind in Wirklichkeit anstelle des Transformators 9 die beiden Transformatoren 29 und 45 vorgesehen.In order to avoid misunderstandings, it is pointed out that only one transformer 9 is shown in FIG is to illustrate the principle of transformer coupling. As Figure 3 shows, in reality instead of the transformer 9 the two transformers 29 and 45 are provided.

Ausführungsformen der Stromlast 49 werden später noch unter Bezugnahme auf die Figuren 5 und 6 näher erläutert.Embodiments of the current load 49 will be explained in more detail later with reference to FIGS. 5 and 6.

In Figur 7 ist eine an die Uebertragungsleitung 3 angeschlossene Station dargestellt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Station handelt es sich um eine Sende/Empfangs-Station. Es ist dem Fachmann leicht ersichtlich, dass durch Weglassung entsprechender Bauteile die Station auch nur als Sendestation oder nur als Empfangsstation ausgestaltet werden könnte.In FIG. 7, one is connected to the transmission line 3 Station shown. The illustrated embodiment of the station is a transmitting / receiving station. It is readily apparent to a person skilled in the art that, by omitting corresponding components, the station can also only be used as a Sending station or could only be designed as a receiving station.

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Die Ankoppelung der Station an die Uebertragungsleitung 3 erfolgt über einen Transformator 15. Während die Primärwicklung 53 an die als Zweidrahtleitung ausgestaltete Uebertragungsleitung 3 angeschlossen ist, ist die Sekundärwicklung 55 an den Gleichrichter 57 angeschlossen, der beispielsweise aus vier Dioden besteht. Der Gleichrichter 57 dient der internen Stromversorgung, indem er Taktimpulse in Gleichstrom umwandelt, wobei der Kondensator 59 als Speicher dient. Die Aufladung des Kondensators 59 erfolgt über die Diode 61. Die Bezugsziffern 63 und 65 bezeichnen die Klemmen der so gebildeten Stromversorgungseinheit für die Station. Diese Stromversorgungseinheit stellt eine an die Uebertragungsleitung 3 angeschlossene Last dar. Es ist dabei zu beachten, dass die Summe all dieser angeschlossenen Lasten einen gewissen Wert nicht überschreiten darf, denn der zufcferjlassige Betriebslaststrom der Höchstzahl der an die gemeinsame Uebertragungsleitung anschliessbaren Stationen muss unterhalb des vorher beschriebenen Schwell/stromes I der Versorgungseinheit von Figur 3 liegen. Es ist aber bereits vorher darauf verwiesen worden, dass bei einer grossen Anzahl von Stationen ein Leitungsverstärker 7 (Fig. 1) eingebaut werden kann.The coupling of the station to the transmission line 3 takes place via a transformer 15. While the primary winding 53 is connected to the transmission line designed as a two-wire line 3 is connected, the secondary winding 55 is connected to the rectifier 57, for example consists of four diodes. The rectifier 57 is used for the internal power supply by converting clock pulses into direct current converts, the capacitor 59 serving as a memory. The capacitor 59 is charged via the diode 61. The reference numerals 63 and 65 denote the terminals of the power supply unit for the station thus formed. These The power supply unit represents a load connected to the transmission line 3. It should be noted that that the sum of all these connected loads must not exceed a certain value, because the accidental The operating load current of the maximum number of stations that can be connected to the common transmission line must be below of the previously described threshold / current I of the supply unit of Figure 3 lie. However, it has already been pointed out that with a large number of stations a line amplifier 7 (Fig. 1) can be installed.

Es ist schon bei der Betrachtung von Figur 2 bemerkt worden, dass ein Steuersignal durch ein Taktsignal von geringererIt has already been noticed when considering FIG. 2 that a control signal is caused by a clock signal of lower

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Amplitude als die des normalen Taktsignals oder Trägers gebildet wird. Aufgabe der Empfangsstation ist es daher einmal, ein solches Steuersignal von den normalen Taktimpulsen zu unterscheiden. Zu diesem Zwecke ist eine Schaltung vorgesehen, welche im wesentlichen aus einem Spannungsteiler mit den Widerständen 69 und 71, die in Serie mit der Diode 61 geschaltet sind, und einem Komparator 75 besteht. Die Mittelabzapfung 72 des Spannungsteilers 69, 71 ist am einen Eingang des Komparators 75 angeschlossen und führt diesem eine Schwellenspannung zu. Der andere Eingang des Komparators 75 ist an die Diode 61 angeschlossen. Tritt nun ein Taktimpuls mit normaler Amplitude auf, so liegt auch am andern Eingang des Komparators 75 eine Spannung an, die grosser ist als die Schwellenspannung. Tritt jedoch ein Steuersignal ein, also ein Signal mit einer reduzierten Amplitude, so fällt die Spannung am genannten andern Eingang des KomparatorsAmplitude is formed as that of the normal clock signal or carrier. It is therefore the task of the receiving station once to distinguish such a control signal from the normal clock pulses. For this purpose is a circuit provided, which essentially consists of a voltage divider with resistors 69 and 71 in series with the Diode 61 are connected, and a comparator 75 consists. The center tap 72 of the voltage divider 69, 71 is on one Connected to the input of the comparator 75 and supplies this to a threshold voltage. The other input of the comparator 75 is connected to diode 61. If a clock pulse with normal amplitude now occurs, then it is also due to the other Input of the comparator 75 to a voltage which is greater than the threshold voltage. However, if a control signal occurs a signal with a reduced amplitude, the voltage at the other input of the comparator will drop

75 unter die Schwellenspannung und der Komparator 75 stellt das Vorliegen eines Steuersignals fest.75 below the threshold voltage and the comparator 75 determines the presence of a control signal.

Der Vollständigkeit halber ist noch der EntladewiderstandFor the sake of completeness, there is also the discharge resistor

76 zu erwähnen, der am Gleichrichter 57 anliegt und dazu dient, beim Eintreffen eines Steuersignals eine angemessen schnelle Entladung des Gleichrichters 57 und der Diode 61 zu ermöglichen.76 should be mentioned, which is applied to the rectifier 57 and serves to provide an appropriate signal when a control signal arrives to enable rapid discharge of the rectifier 57 and the diode 61.

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Der Komparator 75 ist mit dem Demodulator 77 verbunden, um beim Feststellen eines Steuersignals ein entsprechendes Signal dem Demodulator 77 zuzuführen. Der Aufbau der Demodulators 77 wird nachher unter Bezugnahme auf Figur 9 näher beschrieben. Der Demodulator 77 ist mit seinem Ausgang an den Serieparallelumwandler 79 angeschlossen, welcher gemäss den empfangenen Signalen entsprechende Stellglieder und dergleichen im Funktionsteil 80 der Station betätigt. Serieumwandler sind im Handel als sogenannte "UART IC" (Universal Asynchronus Receiver Transmitter) erhältlich.The comparator 75 is connected to the demodulator 77 in order to generate a corresponding when a control signal is detected Signal to the demodulator 77 feed. The structure of the demodulator 77 will be described below with reference to FIG Figure 9 described in more detail. The output of the demodulator 77 is connected to the series-parallel converter 79, which according to the received signals corresponding actuators and the like operated in the functional part 80 of the station. Series converters are commercially available as so-called "UART IC" (Universal Asynchronus Receiver Transmitter) available.

Es bleibt nun noch der Sendeteil der Station von Fig. 7 zu betrachten. Dieser besteht im wesentlichen aus einem Parallel serieumwandler 81, dessen Aufgabe es ist, die vom Funktionsteil 80 in Pafallelformat anstehenden Daten in eine serielle Bitfolge umzuwandeln. Als Serie-Parallelumwandler kann wiederum ein im Handel erhältliches "UART IC" (Universal Asynchronus Receiver Transmitter) verwendet werden. Der Parallel-Serieumwandler ist an den Modulator 83 angeschlossen, der seinerseits ein Schalttransistor 85 steuert. Der Schalttransistor ist an den Gleichrichter 57 angeschlossen und ist normalerweise nichtleitend. Wird aber der Transistor 85 leitend gemacht, so wird dadurch der Gleichrichter 57 kurzgeschlossen, was praktisch auch einem Kurzschluss derThe transmitting part of the station from FIG. 7 now remains closed regard. This consists essentially of a parallel series converter 81, the task of which is that of the functional part 80 data pending in Pafallelformat to be converted into a serial bit sequence. As a series-parallel converter In turn, a commercially available "UART IC" (Universal Asynchronus Receiver Transmitter) can be used. The parallel-series converter is connected to the modulator 83, which in turn controls a switching transistor 85. The switching transistor is connected to the rectifier 57 and is normally non-conductive. But it will be the transistor 85 made conductive, the rectifier 57 is thereby short-circuited, which in practice also results in a short circuit of the

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Sekundärwicklung 55 des Transformators 51 gleichkommt. In diesem Falle wird der grösste Teil der Trägerenergie in der Stromlast 49 (Fig. 3) der Versorgungseinheit 1 in Wärme umgesetzt und kann somit nicht mehr von den Empfängern als interne Speisung ausgenützt werden. In dieser Zeit dient aber der Kondensator 59 (Fig. 7) als Energiespeicher zur Ueberbrückung der so geschaffenen Versorgungslücke. Die an den Klemmen 63, 65 anliegende Spannung wird nach geeigneter Aufbereitung für die Elemente 67, 75, 77, 79, 81, 83 und den Funktionsteil 80 verwendet.Secondary winding 55 of transformer 51 equals. In this case, most of the carrier energy is in the power load 49 (Fig. 3) of the supply unit 1 converted into heat and can therefore no longer from the receivers than internal supply can be used. During this time, however, the capacitor 59 (FIG. 7) serves as an energy store for bridging the supply gap created in this way. The voltage applied to terminals 63, 65 is after suitable preparation used for the elements 67, 75, 77, 79, 81, 83 and the functional part 80.

Es ist noch zu beachten, dass während der Modulationsperiode die Diode 61 die Entladung des Kondensators 59 über den Transistor 85 verhindert und so die interne Stromversorgung während der Modulationsperiode sichert.It should also be noted that during the modulation period, the diode 61 prevents the discharge of the capacitor 59 via the Transistor 85 prevents and thus secures the internal power supply during the modulation period.

Wenn also zur Uebermittlung eines Datenbits "1" der Transistor 85 leitend ist, so sinkt in der üebertragungsleitung 3,3" die Spannung stark ab, wie dies auch aus Figur 2, Kurve a) ersichtlich ist (Steuersignal s ) .So if the transistor 85 is conductive for the transmission of a data bit "1", then the transmission line drops 3.3 " the voltage drops sharply, as can also be seen from FIG. 2, curve a) (control signal s).

Dieses Absinken der Spannung, d. h., die Uebermittlung eines Steuersignals auf der üebertragungsleitung 3 kann nun von den andern Stationen festgestellt werden, wie dies bereits bei der Beschreibung der Empfangsfunktion erläutert wurde.This drop in voltage, i. That is, the transmission of a control signal on the transmission line 3 can can now be determined by the other stations, as already explained in the description of the reception function became.

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Die bisherige Beschreibung hat sich im wesentlichen darauf beschränkt, das Prinzip zu"beschreiben, wie ein einzelnes Bit, d. h., eine logische "1" übermittelt wird. Dabei wurde ersichtlich, dass für die Datenübertragung die Versorgungseinheit 1 und dort die Stromlast 49 eine wichtige Rolle spielt. Unter Bezugnahme auf die Figuren 5 und 6 werden nun zwei Ausführungsbeispiele der Stromlast 49 von Figur 3 näher betrachtet.The previous description has essentially limited itself to "describing the principle as a single one." Bit, d. i.e. a logical "1" is transmitted. It became evident that the supply unit 1 and there the power load 49 play an important role in the data transmission plays. With reference to FIGS. 5 and 6, two exemplary embodiments of the current load 49 from FIG. 3 will now be described considered closer.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss der Figur 5 weist die Stromlast in ihrem Strompfad einen Transistor 87 auf, der mit einem Messwiderstand 89 in Serie geschaltet ist. Ein Servoverstärker 93 ist an den Transistor 87 angeschlossen. Am Servoverstärker liegt die Spannung über dem Messwiderstand 89 und eine Bezugsspannung von einer Bezugsspannungsquelle 91 an.In the exemplary embodiment according to FIG. 5, the current load a transistor 87 which is connected in series with a measuring resistor 89 in its current path. A servo amplifier 93 is connected to transistor 87. At the servo amplifier, the voltage is across the measuring resistor 89 and a reference voltage from a reference voltage source 91 at.

Ist der durch die Stromlast fliessende Strom I betragsmässig kleiner als der definierte Schwellenstrom I (Figur 4) stellt sich über dem Messwiderstand 89 eine Spannung ein, die kleiner ist als die Spannung der Bezugsspannungsquelle 91. Dadurch wird der Servoverstärker 93 derart übersteuert, dass der Transistor 87 im Sättigungsbereich arbeitet. In diesem Betriebszustand, in welcheral ^- I ist, weist die Stromlast eine niedere Impedanz auf, die durch die SerieschaltungIf the amount of the current I flowing through the current load is lower than the defined threshold current I (FIG. 4), a voltage is established across the measuring resistor 89 that is lower than the voltage of the reference voltage source 91. As a result, the servo amplifier 93 is overdriven in such a way that the transistor 87 works in the saturation range. In this operating state, in which general ^ - I is, the current load has a low impedance, which is due to the series connection

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•it.• it.

der Sättigungsimpedanz des Transistors 87 und Impedanz des Messwiderstandes 89 gegeben ist. Die Restspannung der Stromlast ist gleich der Sättigungsspannung des Transistors 87 zuzüglich des Produkts aus Strom I mal die Impedanz des Messwiderstandes 89. Sobald der Strom I den Betrag des Schwellenstromes erreicht (I = I_), stellt sich im Regelsystemthe saturation impedance of transistor 87 and impedance of the measuring resistor 89 is given. The residual voltage of the current load is equal to the saturation voltage of the transistor 87 plus the product of the current I times the impedance of the measuring resistor 89. As soon as the current I exceeds the amount of the threshold current reached (I = I_), arises in the control system

bestehend aus den beschriebenen Teilen der Stromlast ein Gleichgewichtszustand ein, der bewirkt, dass unabhängig von der von der Stromlast anliegenden Spannung ein durch den Messwiderstand 89 und die Referenzspannungsquelle 91 bestimmter konstanter Strom I fliesst. Die entsprechende Impedanz ist in erster Näherung gleich der eines im Verstärkungsgebiet sich befindlichen Transistors mit relativ hoher Kollektor-Emitter-Impedanz. consisting of the described parts of the electricity load a state of equilibrium that causes independent of the voltage applied by the current load is determined by the measuring resistor 89 and the reference voltage source 91 constant current I flows. As a first approximation, the corresponding impedance is equal to that of one in the gain area located transistor with a relatively high collector-emitter impedance.

Es wäre auch möglich, die Stromlast 49 von Figur 3 wie in Fjgur 6 gezeigt, auszugestalten. Gemäss Figur 6 weist die Stromlast in ihrem Strompfad ebenfalls einen Transistor 87 auf, der mit einem Messwiderstand 89 in Serie geschaltet ist. Des weiteren liegt aber noch eine Spannungsquelle 95 im Strompfad der Stromlast, wobei ein Pol der Spannungsquelle 95 an den Messwiderstand 89 und der andere Pol der Spannungsquelle 95 über eine Diode 97 an den Transistor 87 angeschlossen ist. Ferner ist eine Bezugsspannungsquelle parallel zum Messwiderstand an die Basis des Transistors 87 angeschlossen. Diese Stromlast mit den Klemmen 98, 99 stellt eine sogenannteIt would also be possible to configure the power load 49 of FIG. 3 as shown in FIG. According to Figure 6, the Current load also has a transistor 87 in its current path, which is connected in series with a measuring resistor 89. Furthermore, there is also a voltage source 95 in the current path of the current load, one pole of the voltage source 95 being applied the measuring resistor 89 and the other pole of the voltage source 95 is connected to the transistor 87 via a diode 97. Furthermore, a reference voltage source is connected to the base of the transistor 87 in parallel with the measuring resistor. These Current load with the terminals 98, 99 represents a so-called

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Stromweiche dar. Wenn der Strom I Null ist, fliesst von der Spannungsquelle 95 ein konstanter Strom über die Diode 97, den Transistor 87 und den Messwiderstand 89 zurück zur Spannungsquelle 95. Dieser Strom wird dadurch konstant gehalten, dass an der Basis des Transistors 87 eine Bezugsspannungsquelle 91 anliegt, die bewirkt, dass durch den Widerstand 89 ein Strom fHessen muss, der durch den Widerstandswert und den am Messwiderstand erzwungenen Spannungsabfall bestimmt wird.When the current I is zero, a constant current flows from the voltage source 95 via the diode 97, the transistor 87 and the measuring resistor 89 back to the voltage source 95. This current becomes constant as a result held that a reference voltage source 91 is applied to the base of the transistor 87, which causes the Resistor 89 has to measure a current fH, which by the resistance value and the voltage drop forced at the measuring resistor is determined.

Fliesst nun ein Strom I, der kleiner ist als -I , so setztIf a current I now flows that is smaller than -I, it sets

sich der konstante Strom durch den Transistor 87, den Messwiderstand 89, und die Spannungsquelle 95 aus zwei Anteilen zusammen, nämlich aus dem in fett eingetragenen Strompfad fliessenden Strom und dem von der Spannungsquelle 95the constant current through transistor 87, the measuring resistor 89, and the voltage source 95 together from two parts, namely from the current path entered in bold flowing current and from the voltage source 95

ist über die Diode 97 gelieferten Strom. Die Impedanz /^ungefähris supplied through the diode 97 current. The impedance / ^ approximately

derthe

#r#fe gleich/dynamischen Impedanz der Diode 97. Die Restspannung zwischen den Klemmen 98, 99 ist in diesem Fall um den Betrag der Vorwärtsspannung der Diode 97 negativ.# r # fe equal / dynamic impedance of diode 97. The residual voltage between the terminals 98, 99 is negative by the amount of the forward voltage of the diode 97 in this case.

Sobald nun aber der Zweipolstrom den Betrag des Schwellenstromes I erreicht, entfällt der Stromanteil über die Diode 97, und der Strom I bleibt konstant, wiederum ungeachtet der an den Klemmen 98, 99 anliegenden Spannung. Die Impedanz ist wiederum durch die Strom/Spannungscharakteristik der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 87 gegeben.But as soon as the two-pole current reaches the amount of the threshold current I, the current component via the diode is omitted 97, and the current I remains constant, again regardless of the voltage applied to the terminals 98, 99. The impedance is in turn due to the current / voltage characteristics of the Collector-emitter path of transistor 87 given.

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Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung empfiehlt es sich noch, Aufbau und Wirkungsweise des Modulators 83 und des Demodulators 77 von Figur 7 zu betrachten.For a better understanding of the present invention, it is also advisable to examine the structure and mode of operation of the modulator 83 and the demodulator 77 of FIG.

Ein Ausführungsbeispiel des Modulators 83 von Figur 7 ist in Figur 8 näher dargestellt. Er besteht im wesentlichen aus einem Binärzähler 101 und einem Flipflop 103. üeber die Klemme 105 werden sowohl dem Binärzähler 101 und dem Flipflop 103 Taktsignale angelegt. Die Klemme 107 dient der Eingabe der Daten in serieller Form. Der Uebertragsausgang des Binärzählers 101 ist mit dem Setzeingang des Flipflops 103 verbunden, währenddem der Ausgang des Flipflops an die Klemme 109 angeschlossen ist. Dem Modulator kommt die Aufgabe zu, aus einem seriellen Strom logischer Bits "1" und "0" eine für das Datenübermittlungsverfahren konforme Signalfolge zu erzeugen. Für den Fall der in Figur 2 angenommenen seriellen Bitdauer von acht Trägerperioden wird der Binärzähler 101 dreistufig ausgeführt. Im Ruhezustand, d. H. wenn die serielle Bitfolge dauernd "0" ist, wird durch die an der Eingangsklemme 107 anstehenden "0" bewirkt, dass der Binärzähler auf die Binärzahl "111" (Dezimal 7) gesetzt wird. In diesem Zustand sind dieAn exemplary embodiment of the modulator 83 from FIG. 7 is shown in greater detail in FIG. It essentially consists from a binary counter 101 and a flip-flop 103. Both the binary counter 101 and clock signals are applied to flip-flop 103. Terminal 107 is used to enter data in serial form. The transfer output of the binary counter 101 is connected to the set input of the flip-flop 103, while the output of the flip-flop is connected to terminal 109. The task of the modulator is to make a serial stream more logical Bits "1" and "0" to generate a signal sequence conforming to the data transmission method. In the case of the in figure 2 assumed serial bit duration of eight carrier periods, the binary counter 101 is executed in three stages. In the idle state, d. H. If the serial bit sequence is permanently "0", the pending at the input terminal 107 is activated "0" causes the binary counter to be set to the binary number "111" (decimal 7). They are in this state

un, Taktgeberimpulse an der Klemme lOS^wirksam. Am Uebertragungsausgang des BinärZählers 101, der an das Flipflop 103 angeschlossen ist, entsteht das Signal "0". Das Flipflop 103 ist daher nicht gesetzt.un, clock pulse at the terminal lOS ^ effective. At the transmission output of the binary counter 101 connected to the flip-flop 103 is, the signal "0" is generated. The flip-flop 103 is therefore not set.

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Wird nun durch den Empfang eines Steuersignals, also das Anstehen einer logischen "1" an die Klemme 107 das parallele Laden der Daten "111" verhindert, so setzt der erste Taktgeberimpuls den Binärzähler 101 auf Null. Der Uebertragsausgang wird daher für die Dauer eines Taktimpulses aktiv und setzt das Flipflop 103, welches an der Klemme 109 eine Marke erzeugt, also ein Signal gemäss Figur 2b. Beim nächsten Taktimpuls wird das Flipflop 103 wieder zurückgestellt, so dass die an der Klemme 109 auftretende Marke genau auf eine Periodendauer des Trägers begrenzt wird.If a control signal is received, i.e. the If a logical "1" is present at terminal 107, the parallel loading of the data "111" prevents the first clock pulse the binary counter 101 to zero. The transfer output is therefore active for the duration of a clock pulse and sets flip-flop 103, which generates a mark at terminal 109, that is, a signal according to FIG. 2b. At the next Clock pulse, the flip-flop 103 is reset so that the mark appearing at terminal 109 is exactly on one Period duration of the carrier is limited.

Wenn nun weitere Taktimpulse eintreffen, so zählt der Zähler von binär "1" bis binär "111". Beim nächsten Taktimpuls erfolgt somit ein Uebertrag und der Binärzähler 101 steht auf binär "000". Es ist aber zu beachten, dass ein Zählen nur erfolgt, wenn die logische "1" vom Parallelserieumwandler 81 her an der Klemme 107 anliegt. Auf diese Weise entstehen jeweils in Abständen von acht Trägerperioden Marken, die zeitlich mit dem Beginn der jeweiligen an der Eingangsklemme eintreffenden logischen "1" zusammenfallen. Tritt hingegen eine logische "0" auf, so wird während dieser Bitdauer der Binärzähler 101 mit Binär "111" aufgeladen. Da kein uebertrag stattfindet, wird das Flipflop 103 nicht gesetzt und somit das Entstehen einer Marke unterdrückt.If further clock pulses arrive, the counter counts from binary "1" to binary "111". The next clock pulse takes place thus a transfer and the binary counter 101 is at binary "000". It should be noted, however, that counting is only occurs when the logical "1" from the parallel series converter 81 is applied to terminal 107. In this way arise Marks at intervals of eight carrier periods, which are timed with the beginning of the respective at the input terminal incoming logical "1" coincide. If, on the other hand, a logic "0" occurs, the will be during this bit duration Binary counter 101 loaded with binary "111". Since no transfer takes place, the flip-flop 103 is not set and thus the creation of a mark is suppressed.

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Es bleibt nun noch zu beschreiben, wie der Demodulator 77 von Figur 7 eine Signalfolge gemäss Figur 2a in einen seriellen Biistrom gemäss Figur 2c umwandelt. In analoger Weise zum Modulator wird auch hier für den Fall einer seriellen Bitdauer von acht Trägerperioden ein dreistufiger Binärzähler verwendet, der wiederum mit dem Uebertragsausgang an ein Flipflop 113 gekoppelt ist, diesmal aber an den Rückstelleingang. Das Taktsignal von der Klemme 115 wird dem Zähleingang des Binärzählers 111 zugeführt. An der Klemme 117 wird das Signal vom Komparator 75 (Figur 7) zugeführt, währenddem der Ausgang des Flipflops 113 zur Klemme 119 führt, die an den Serie-Parallelumwandler 79 (Figur 7) angeschlossen ist.It now remains to be described how the demodulator 77 of FIG. 7 converts a signal sequence according to FIG converts serial biostream according to Figure 2c. In a manner analogous to the modulator, here too for the case of a serial bit duration of eight carrier periods a three-stage binary counter is used, which in turn with the transfer output is coupled to a flip-flop 113, but this time to the reset input. The clock signal from terminal 115 is fed to the counting input of the binary counter 111. The signal from comparator 75 (Figure 7) is applied to terminal 117 while the output of the flip-flop 113 leads to the terminal 119, which is sent to the series-parallel converter 79 (Figure 7) is connected.

Der Demodulator ha't die Aufgabe eine Signalfolge gemäss Figur 2a in einen seriellen Bitstrom umzuwandeln (Fig. 2c).The demodulator has the task of a signal sequence according to the figure 2a to convert into a serial bit stream (Fig. 2c).

Solange an der Eingangsklemme 117 vom Komparator 75 (figur 7) her keine Signale auftreten, läuft der Binärzähler 111 frei. Jeweils nach acht Taktimpulsen entsteht ein Uebertrag aus dem Binärzähler 111 durch welchen das Flipflop 113 gelöscht wird, falls dieses überhaupt gesetzt war.As long as no signals occur at the input terminal 117 from the comparator 75 (FIG. 7), the binary counter 111 runs freely. Every eight clock pulses, a transfer is generated from the binary counter 111, which clears the flip-flop 113, if this was set at all.

Trifft nun aber an der Klemme 117 ein Signal auf, sdwird der Binärzähler 111 gelöscht und gleichzeitig das Flipflop 113 gesetzt. Bei jedem Taktimpuls wird der Binärzähler weiterIf, however, a signal occurs at terminal 117, sdwwill the binary counter 111 is cleared and the flip-flop 113 is set at the same time. The binary counter advances with each clock pulse

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geschaltet. Somit wird nach acht Trägerperioden gesteuert durch den Ausgang der letzten Stufe des Binärzählers 111 das Flipfiop 113 gelöscht. An der Klemme 119 entsteht somit für jedes an der Eingangsklemme 117 eintreffende Signal des Komparators 75 (Figur 7) eintreffende Signal (Figur 2b), das die Dauer einer Trägerperiode aufweist, ein achtmal längerer Impuls, der dann dem Serie-Parallel-Umwandler 79 (Figur 7) zugeführt wird und der logischen "1" einer seriellen Datenfolge (Figur 2c) entspricht.switched. Thus, after eight carrier periods, it is controlled by the output of the last stage of the binary counter 111 Flip flop 113 cleared. Thus, at terminal 119, every signal arriving at input terminal 117 is generated of the comparator 75 (FIG. 7) incoming signal (FIG. 2b), which has the duration of a carrier period, eight times longer pulse, which is then sent to the series-parallel converter 79 (Figure 7) is supplied and the logical "1" corresponds to a serial data sequence (Figure 2c).

Nach dieser Beschreibung des Datenübertragungssystems kann nun eine praktische Verwendung desselben betrachtet werden. Zu diesem Zwecke wird Bezug auf die Figuren 1 und 10 genommen. Wie bereits erwähnt, zeigt Figur 1 einen typischen Systemaufbau und Figur 10* ein Schema der üebertragun^gsfolge der Daten.Having thus described the data transmission system, a practical use thereof can now be considered. For this purpose, reference is made to FIGS. 1 and 10. As already mentioned, FIG. 1 shows a typical system structure and FIG. 10 * shows a diagram of the transmission sequence of the data.

Die in Figur 1 dargestellte Ausfuhrungsform der Erfindung eignet sich beispielsweise zur Prozesssteuerung. Charakteristisch ist dabei die zentrale Steuerstation 5¹¹, welche über die gemeinsame Zweidrahtleitung 3 die räumlich auseinander liegenden Stationen 5, 5', 5¹¹, .... überwacht, bzw. steuert. Die letztgenannten Stationen können beispielsweise Geber, Stellglieder, Anzeigen, Funktionstasten aufweisen, was in Figur 7The embodiment of the invention shown in FIG. 1 is suitable, for example, for process control. A characteristic is the central control station 5 ¹¹ , which monitors or controls the spatially separated stations 5, 5 ', 5 ^{11, ... via the common two-wire line 3.} The last-mentioned stations can, for example, have transmitters, actuators, displays, function keys, which is shown in FIG

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lediglich schematisch durch Einzeichnen des Funktionsteils 80 dargestellt wurde. In diesem Funktionsteil sind auch Kodierungs- und Dekodierungsmittel enthalten, die in an sich bekannter Weise arbeiten und deren Wirkungsweise daher nicht näher beschrieben werden muss und zum Verständnis der vorliegenden Erfindung auch entbehrlich ist.was only shown schematically by drawing in the functional part 80. This functional part also contains coding and contain decoding means that work in a manner known per se and therefore not their mode of operation must be described in more detail and can also be dispensed with in order to understand the present invention.

Bei einer solchen Anlage eignet sich eine von der Steuereinheit, also der Station 5'' aufgezwungene zyklische Abfrage- und Auffrischfolge als zweckmässige Lösung zur üeberwachung und Steuerung der meist zahlreichen übrigen Stationen. Bei dieser Methode ist ein vorbestimmtes Zeitintervall pro Station und Zyklus zur Uebertragung der entsprechenden Daten reserviert.In such a system, a cyclical query imposed by the control unit, i.e. the station 5 '', is suitable. and refresh sequence as a practical solution for monitoring and controlling the mostly numerous other stations. With this method there is a predetermined time interval per station and cycle for the transmission of the corresponding data reserved.

Figur 10 zeigt nun eine mögliche Uebertragungsfolge zur Bedienung einer Station. In der linken Spalte sind eine Anzahl von Informationsblöcken in Form von Steuer-Bytes dargestellt, währenddem sich in der rechten Spalte Informationsblöcke in Form von Daten-Bytes befinden. Beim gezeigten Beispiel besteht das Format der Bytes aus neun Bits, wobei das erste Bit der Kennzeichnung der nachfolgenden Informationen dient. Eine "1" dient zur Kennzeichnung eines Steuer-Bytes und eine "0" dient zur Kennzeichnung eines Daten-Bytes.FIG. 10 now shows a possible transmission sequence for operating a station. In the left column are a number of information blocks in the form of control bytes, while the right column contains information blocks in the form of data bytes. In the example shown, the format of the bytes consists of nine bits, the first being Bit is used to identify the following information. A "1" is used to identify a control byte and a "0" is used to identify a data byte.

Beim gezeigten Beispiel geht jeweils allen Daten-Bytes einIn the example shown, all data bytes are received

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Steuer-Byte voran, das die Stationsadresse und eine Instruktion beinhaltet, welche nach erfolgter Dekodierung eine bestimmte Aktion in der adressierten Station auslöst, also beispielsweise Stellglieder setzt. Beim vorliegenden Beispiel sind vier Bits für die Instruktionen und vier Bits für die Adresse vorgesehen.Control byte, which contains the station address and an instruction, which after decoding has taken place triggers a certain action in the addressed station, for example sets actuators. With the present For example, four bits are provided for the instructions and four bits for the address.

Soll nun beispielsweise die Station 5¹^¹ aufgefrischt werden, so sendet die zentrale Steuerstation 5'¹ zu Beginn das Steuer-Byte, das in der Tabelle von Fig. 10 mit dem Bezugszeichen Cl bezeichnet ist. Die erste Stelle des Steuer-Bytes kennzeichnet dieses durch eine "1" als Steuer-Byte. Die Stellen 2 bis 5 sagen aus, wie das nachfolgende Daten-Byte, das in Fig. 10 mit dem Bezugszeichen Dl bezeichnet ist, von der angesprochenen Station interpretiert werden soll. Die Stellen 6 bis 9 enthalten im vorliegenden Fall die Adresse "0100" für die Station 5¹¹¹¹, zeigen also, welcher Station das nachfolgende Data-Byte Dl zugedacht ist. Die an die zentrale Steuereinheit angeschlossene Sende/Empfangs-Station wandelt die parallel anfallenden neun Bits in der vorher beschriebenen Weise in eine serielle Bitfolge um und sendet diese Information nach der ebenfalls bereits vorher beschriebenen Art und Weise über die Zweidrahtleitung 3 zu allen an diese Leitung angeschlossenen Stationen. Das von der Steuereinheit gesendete Steuer-Byte Cl erscheint, abgesehen von kleinen, durch die Laufzeiten in der Leitung bestimmten VerzögerungenIf, for example, the station 5 ¹ ^ ^{1 is} now to be refreshed, the central control station 5 ' ¹ initially sends the control byte which is designated in the table of FIG. 10 with the reference symbol C1. The first digit of the control byte identifies it with a "1" as the control byte. Positions 2 to 5 indicate how the subsequent data byte, which is designated by the reference symbol Dl in FIG. 10, is to be interpreted by the addressed station. In the present case, digits 6 to 9 contain the address "0100" for station 5 ¹¹¹¹ , so they show which station the subsequent data byte Dl is intended for. The transmitting / receiving station connected to the central control unit converts the nine bits that occur in parallel into a serial bit sequence in the manner described above and sends this information via the two-wire line 3 to everyone connected to this line in the manner also described previously Stations. The control byte Cl sent by the control unit appears, apart from small delays determined by the transit times in the line

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gleichzeitig an allen an die Leitung angeschlossenen Stationen. Die Stellen 6 bis 9, welche die Adresse der Station darstellen, sorgt dafür, dass nur die durch diese Adresse bestimmte Station (es können auch mehrere sein) das zu erwartende nachfolgende Data-Byte Dl entsprechend der durch die Stellen 2 bis 5 des Steuer-Bytes Cl bestimmten Instruktionen auswertet. In angemessenem zeitlichen Abstand nach dem Steuer-Byte sendet dann die Station 5'' das Daten-Byte Dl, das an der ersten Stelle "0" enthält, was anzeigt, dass es sich bei diesem Byte um ein Daten-Byte und nicht um ein Steuer-Byte handelt. Wiederum empfangen alle Stationen dieses Data-Byte Dl, aber nur die vom vorausgehenden Steuer-Byte Cl gewählte Station S. wertet das Data-Byte Dl aus. Im vorliegenden Beispiel sind den Bits 2 bis 9 des Data-Bytes Dl Daten zum Betätigen von Stellgliedern zugeordnet, die da— durch auf den neuesten, von der Station 5¹¹ bestimmten Stand gesetzt werden.at the same time at all stations connected to the line. The digits 6 to 9, which represent the address of the station, ensure that only the station specified by this address (there can also be several) the expected subsequent data byte Dl according to the data byte 2 to 5 of the control Bytes Cl evaluates certain instructions. At an appropriate time after the control byte, the station 5 '' then sends the data byte Dl, which contains "0" in the first position, which indicates that this byte is a data byte and not a Control byte. Again, all stations receive this data byte Dl, but only the station S selected by the preceding control byte Cl evaluates the data byte Dl. In the present example the bits 2 to 9 of the Data-Bytes data Dl are assigned for the actuation of actuators which are set by DA on the latest, from the station 5 ¹¹ specified level.

Die Steuerstation 5¹¹ fährt nun fort, die weiteren Byte-Paare C2/D2, C3/D3, C4/D4.... mit den ihnen eigenen Funktionen nach der beschriebenen Art zu übermitteln.The control station 5 ¹¹ now continues to transmit the further byte pairs C2 / D2, C3 / D3, C4 / D4 .... with their own functions according to the type described.

Nach der Beschreibung der üebermittlung von Daten von einer zentralen Steuereinheit zu den peripheren Stationen kann nun die Uebertragung von Daten in umgekehrter Richtung betrachtet werden.After describing the transmission of data from a central control unit to the peripheral stations can now consider the transmission of data in the opposite direction will.

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•3*.• 3 *.

Wiederum sendet zuerst die Steuerstation 5¹¹ ein Steuer-Byte, nämlich C₅. Gemäss dem gültigen Protokoll wird jedoch die Information "0100" in den Bitstellen 2 bis 5 von der angesprochenen Station so interpretiert, dass sie nicht auf ein nachfolgendes Data-Byte warten soll, sondern gemäss der in den Bits 2 bis 5 des Steuer-Bytes Ct- steckenden Anweisung das Data-Byte D₁- übertragen soll. Die Steuerstation 5'" ist bereit, dieses von der Station 5¹¹¹¹ gesendete Data-Byte D₁. zu übernehmen. Bei diesem Beispiel handelt es sich um die Daten des von der Instruktion des Steuer-Bytes bestimmten Gebers.Again, the control station 5 ¹¹ first sends a control byte, namely C ₅ . According to the valid protocol, however, the information "0100" in bit positions 2 to 5 is interpreted by the addressed station in such a way that it should not wait for a subsequent data byte, but rather according to the information in bits 2 to 5 of the control byte Ct - data byte D ₁ - is to be transferred to the stuck instruction. The control station 5 '"is ready to accept this data byte D ₁ ^{sent by the station 5 1111.} In this example, it is the data of the transmitter determined by the instruction of the control byte.

In ähnlicher Weise erfolgen Datenübermittlungen durch die restlichen Byte-Paare C6/D6, C7/D7, C8/D8. Damit ist die Datenübermittlung betreffend die Station 5'''' abgeschlossen und die Steuerstation fährt fort, nacheinander alle andern Stationen in ähnlicher Weise zu bedienen. Es ist dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich, dass die in bezug auf Figur 10 beschriebene Datenübermittlung lediglich eine bestimmte für einen bestimmten Zweck vorteilhafte üebermittlungsart darstellt und dass ohne weiteres entsprechende Modifikationen vorgenommen werden können, um die für den betreffenden Fall günstigste Lösung zu finden.In a similar way, data is transmitted through the remaining byte pairs C6 / D6, C7 / D7, C8 / D8. So that is Data transmission regarding station 5 '' '' completed and the control station continues, one after the other, all others Stations to operate in a similar way. It is readily apparent to the person skilled in the art that, with reference to FIG. 10 The data transmission described only represents a specific type of transmission that is advantageous for a specific purpose and that appropriate modifications can easily be made to suit the case in question to find the cheapest solution.

Abschliessend soll nun noch auf verschiedene durch die vorliegende Erfindung erzielbaren Vorteile hingewiesen werden.In conclusion, we shall now refer to various through the present Invention achievable advantages are pointed out.

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< 33.<33.

Bei der Verwendung der modernen Halbleitertechnologie, welche eine grosse Funktionsdichte bei kleinem Leistungsbedarf ermöglicht, eröffnet die vorliegende Erfindung eine grosse Zahl von neuen Möglichkeiten in der Datenübermittlung, insbesondere für die Prozesssteuerung. Von besonderem Vorteil wirkt sich dabei die Transformatorkupplung und die Uebertragung durch eine symmetrische Zweidrahtleitung aus. Im einzelnen können noch folgende Vorteile speziell erwähnt werden:When using modern semiconductor technology, which enables a high functional density with low power requirements, The present invention opens up a large number of new possibilities in data transmission, in particular for process control. The transformer coupling and the transmission are particularly advantageous through a symmetrical two-wire line. The following advantages can also be specifically mentioned:

Die Uebertragung der Daten, der Taktimpulse und der elektrischen Energie zur Speisung der an die Leitung angeschlossenen Stationen erfolgt über ein und dieselbe symmetrische ZwejL-drahtleitung, was den Bau von übersichtlichen, einfachen und wirtschaftlichen Systemen ermöglicht.The transmission of the data, the clock pulses and the electrical energy for feeding those connected to the line Stations are carried out via one and the same symmetrical two-wire line, which enables the construction of clear, simple and economical systems.

Durch die Transformatoren wird eine Potentialtrennung zwischen den einzelnen Stationen verwirklicht. Es werden Erdschleifen vermieden, und es ist grundsätzlich möglich, verschiedene Stationen auf verschiedene Potentiale zu beziehen. Die Zerstörung der Schaltkreise durch falsche Handhabung ist praktisch ausgeschlossen. Die Leitungspolarität ist gleichgültig. Die sogenannte "Wired or" Charakteristik der Leitung ermöglicht einen Party-Line Betrieb mit praktisch uneingeschränkter Adressierbarkeit der Stationen. Es ist sogar möglich, gleichzeitig mehrere Sender wirken zu lassen, wobei als Uebermittlungsresultat die logische ODER-Verknüpfung der von denThe transformers provide electrical isolation between the individual stations. There will be earth loops avoided, and it is basically possible to relate different stations to different potentials. The destruction the circuits through incorrect handling is practically impossible. The line polarity is indifferent. The so-called "Wired or" characteristic of the line enables a party line operation with practically unrestricted Addressability of the stations. It is even possible to let several transmitters act at the same time, with the result of the transmission the logical OR operation of the

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verschiedenen Sendern gesendeten Informationen entsteht.information sent to different broadcasters arises.

Das üebertragungsprinzip eignet sich sowohl für seriellen synchronen wie für asynchronen Betrieb.The transmission principle is suitable for both serial synchronous as well as for asynchronous operation.

Die zwecks Speisung der verschiedenen Stationen für eine verhältnismässig grosse Leistung ausgelegte üebertragung weist eine beträchtliche Immunität gegen äussere Störungen auf . Leitungsverstärker ermöglichen eine beliebige Verlängerung der Uebertragungsleitung, bzw. einen Ausbau der Stromversorgung.The transmission designed for the purpose of feeding the various stations for a relatively high output exhibits considerable immunity to external disturbances. Line amplifiers allow any extension the transmission line, or an expansion of the power supply.

Das System ermöglicht auch das Spannungs/Strom-Verhältnis bei einer vorgegebenen Länge und Charakteristik der Uebertragungsleitung so zu gestalten, dass den Erfordernissen der Explosionsverhütung bei der elektrischen Üebertragung Rechnung getragen werden kann.The system also enables the voltage / current ratio with a given length and characteristics of the transmission line so that the requirements of the Explosion prevention in electrical transmission bill can be worn.

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Claims

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Claims

^ l "Procedure for the transmission of data via a transmission line, in particular a two-wire line, on which a number of transmit, receive and / or transmit / Receiving stations are connected with the help of clock signals, characterized in that the clock signals from a clock pulse generator (1) of the transmission line (3) fed that for signal generation the respective Sending station or sending / receiving station causes a load change on the transmission line, which in this one, a predetermined threshold (I) over-

Rising or falling current flow generated at which the voltage generated by the clock pulse generator (1) of the respective clock signal is changed so that in the transmission line a detectable by the receiving stations Control signal occurs.

2. The method according to claim 1, characterized in that the clock signals are used to supply power to the stations will.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that

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that for signal generation the respective transmitting station or transmitting / receiving station (5,5 ', 5 ", ....) in such a way on the transmission line (3) acts that in this one exceeding a predetermined threshold (I) Current flow is generated in which the voltage of the clock signal generated by the supply unit (1) is reduced so that in the transmission line a from the receiving stations or transmit / receive -Stations detectable control signal occurs.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the control signal has a lower amplitude than the clock signals.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the clock signals consist of a sequence of pulses with alternately opposite one another Polarity exist.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized in that a control signal consists of two pulses of opposite polarity.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized

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characterized in that the information is transmitted in the form of information blocks.

8. The method according to claim 7, characterized in that before the transmission of one or more data information blocks a control information block is transmitted containing information about the address of the Station contains the data to be transmitted to or from which data is to be sent.

9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that that before the transmission of one or more information blocks, a control information block is transmitted which contains instructions on the use or type of data, which of the addressed To be transmitted to or received from the station.

10. Data transmission system with at least one transmitting station or transmitting / receiving station fed by a supply unit and at least one receiving station fed by the supply unit or at least one further transmitting / receiving station and a transmission line connecting the stations for transmitting the data, characterized by one of the stations common supply unit (1), which as / Π 'ih / ■ · - U b

26H075 • f.

Clock pulse generator is formed and connected to the transmission line (3) and the stations (5, 5 ', 5' ', ....) over the same transmission line (3), which is used to transmit the data, is supplied with energy in the form of clock pulses.

11. Data transmission system according to claim 10, characterized in that one or more line amplifiers (7) are provided in the transmission line (3) which serve as supply units for further stations (5 ¹¹¹¹ , 5 ¹¹ " ¹ ).

12. Data transmission system according to claim 10 or 11, characterized in that the supply unit (9) and / or the line amplifier (7) via transformers (9,11,13) are coupled to the transmission line (3,3 ·).

13. Data transmission system according to one of claims 10 to 12, characterized in that the stations (5.5 ·, 5 ", ...) via transformers (15, 15 ·, 15", ...) are coupled to the transmission line (3'3 ').

14. Data transmission system according to one of claims 10 to 13, characterized in that the supply

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unit (1) has a DC voltage converter (23) for generating clock pulses, as well as a via a transformer (45) and connected to the transmission line (3) via a rectifier bridge (47) Current load (49) whose characteristic (FIG. 4) is such that when a predetermined threshold current is reached (I) the voltage increases without a

Current increase takes place, which voltage corresponds to the voltage of the clock pulse generated by the DC voltage converter (23) acts.

15. Data transmission system according to claim 14, characterized in that that the DC voltage converter (23) is fed via a voltage stabilizer (21) and two has switching transistors (25,26) controlled by an oscillator (31) via the base electrode, which are connected to the Primary winding (33) of the transformer (29) are connected.

16. Data transmission system according to claim 14 or 15, characterized characterized in that the current load (49) is a transistor (87) with a series-connected measuring resistor (89) comprises that a reference voltage source (91) is provided, as well as means (93) in order to increase it the voltage at the measuring resistor (89) via the voltage at the reference voltage source (91) the transistor

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(87) into the saturation range (Fig. 5).

17. Data transmission system according to claim 14 or 15, characterized in that the current load (49) is designed as a current switch (Fig. 6).

18. Data transmission system according to claim 17, characterized in that that the current switch (49) has a current source (95) to which a connected in series Diode (97), a transistor (87) and a measuring resistor (89) are connected, and that in parallel with the measuring resistor (89) a reference voltage source connected to the base of the transistor (87) is provided.

19. Data transmission system according to one of claims 10 to 18, characterized in that the station (5, 5 ', 5 ¹¹ , ....) has a comparator (67) which has a square-wave voltage regardless of the amplitude and signal shape of the clock signal the clock pulse frequency processed.

20. Data transmission system according to one of claims 10 to 19, characterized in that the station (5, 5 ', ....) one to the secondary winding (55) of the

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Coupling transformer (51) connected rectifier (57) and a capacitor (59) which serves as a power supply for the station.

21. Data transmission system according to claim 20, characterized in that that the capacitor (59) is connected in series with a diode (61) that parallel to the capacitor (59) a voltage divider (69, 71) is connected and that a comparator (75) is provided which is connected to one input to the rectifier (61) and the other input to the center tap (72) of the voltage divider (69, 71) is connected to the presence of a clock signal with reduced amplitude (control signal) ascertain.

22. Data transmission system according to claim 20 or 21, characterized in that a discharge resistor (76) on Rectifier (57) is connected.

23. Data transmission system according to claim 21 or 22, characterized in that at the output of the comparator (75) a demodulator (77) is connected, which in turn is connected to a series-parallel converter (79) which supplies the received data in parallel form to a functional part (80).

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24. Data transmission system according to one of claims 10 to 23, characterized in that the station has a Send or a send / receive station is that a Transistor (85) is coupled to the secondary winding (55) of the transformer (51) and made conductive can, so that in the transmission line (3,3 ') Current flows which exceeds the total threshold current.

25. Data transmission system according to claim 24, characterized in that that the transistor (85) can be controlled by a modulator (83) which is connected to one of the functional part (80) controllable parallel-series converter (81) connected is.

February 23, 1976
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