DE2805540C2 - Schaltungsanordnung - Google Patents

Description

den dabei in einfacher Weise durch den Stromkreis auf «?er einen Seite unterbrechenden Mittel und diese Stromunterbrechungen auf der anderen Seite feststellende Empfangsmittel dargestellt werden. Durch eine Reihenschaltung sowohl sendender als auch empfangender Mittel auf beiden Seiten der Verbindungsleitung läßt sich hierdurch auch ein Halbduplexverkehr erreichen. Die Erfindung läßt sich auch dann mit Erfolg anwenden, wenn an die Zentrale mehrere Teilnehmer angeschlossen sr.d, so daß an die zentrale Energiequelle mehrere Teilnehmer zum Energie- und Datenaustausch angeschlossen werden können.

In vorteilhafter Weiterbildung ,empfiehlt es sich, die Sende- und Empfangsschaltmittel durch an den Stromkreis angeschaltete Optokoppler und die Umpoleinrichtung durch einen mittels Optokoppler angesteuerten Operationsverstärker auszugestalten. Hierdurch läßt sich eine gute gleichstrommäßige Trennung der Sendesignale von dem Übertragungsstromkreis erreichen und es können durch den Operationsverstärker wie erwünscht mehrere Einflußgrößen unabhängig voneinander auf die Übertragungsstrecke einwirken.

Um auch bei der Teilnehmerstelle den Übergang von dem ersten in den zweiten Zustand und damit von der Energieversorgung zur Datenübertragung erkennen zu können, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung eine in dem Anspruch 4 dargestellte Merkmalskombination. Soweit nämlich der Übergang von Energie- zu Datenübertragung durch Vorgänge in der Zentrale ausgelöst wird, sollte in der Teilnehmereinrichtung auch eins Möglichkeit geschaffen werden, einen derartigen Übergang zu erkennen um den übertragenen Strom nicht falsch zu interpretieren. Dies kann zum einen durch eine länger andauernde Auswertung des Stromverlaufes, zum anderen aber auch, wie in Anspruch 4 dargelegt, durch einen gesonderten Teilstrom geschehen, der von dem über die Verbindungsleitung kommenden, zur Energieversorgung dienenden Strom abgezweigt wird und der nur in der durch den ersten Zustand vorgegebenen Richtung durch den Zustandsdetektor gelangen kann. Bleibt also der Strom aus, so ist dies beim Teilnehmer ein Hinweis dafür, daß vom ersten in den zweiten Zustand übergegangen wurde.

Die teilnehmerseitig gespeicherte Energie wird vorzugsweise zur Anzeige der von der zentralen während des zweiten Zustandes gesendeten Daten ausgenutzt Hierbei wird die zur Übertragung der Daten notwendige Energie ganz aliein von der zentralen Energiequelle abgegeben, während die zur konstanten Anzeige und zu Verstärkungszwecken benötigte Energie dann dem teilnehmerseitigen Energiespeicher entnommen werden kann. Selbstverständlich können die dort vorhandenen Energiereserven auch zu anderen zusätzlichen Zwecken ausgenutzt werden, für die während der Datenübertragungszeit ein weitgehend gleichmäßiger Energiestrom benötigt wird.

Um den Teilstrom, aber auch die Stromimpulse während der Datenübertragung zu begrenzen, empfiehlt sich eine in Anspruch 6 dargelegte Merkmalskombination. Die Begrenzung ist deshalb angebracht, um die Übertragungsleitung nicht mit einem zu starken Strom zu belasten, der dann zu Störungen z. B. durch abgestrahlte Energieweilen führen könnte.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich ebenfalls aus den Unteransprüchen.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert Darin zeigt

F i g. 1 in stark vereinfachter Darstellung zentral an

geordnete Gruppen der Schaltungsanordnung,

F i g. 2 in stark vereinfachter Darstellung den Teilnehmer zugeordnete Einrichtungen der Schaltungsanordnung,

F i g. 3 eine praktische Ausführungsform der in F i g. 1 gezeigten Baugruppen, und

F i g. 4 eine praktische Ausführungsform der ir. F i g. 2 gezeigten Einrichtungen. Es soll nunmehr anhand von F i g. 1 zunächst die prin zipielle Wirkungsweise der Erfindung erläutert werden. Dabei wird mit dem ersten Zustand der Schaltungsanordnung begonnen, bei dem der zum Teilnehmer gehörende (Fig.2) Energiespeicher ESi von der Energiequelle der Zentrale (F i g. 1) mit Energie versorgt wird.

is Um in der Zentrale den ersten Zustand einzustellen, wird dort die als Umschaltrelais ausgestaltete Umpoleinrichtung Ut mit Energie versorgt Dies kann z.B. dadurch geschehen, daß an die Leitung Lu Masse gelegt wird, so daß ein Strom von der Spannungsquelle +5 V über einen Widerstand Ri und das Umschaltrelais Ut fließt, wodurch die beiden Kontakte u 11 und υ 12 von Ut in die in Fig. 1 dargestellte Stellung gebracht werden. In dieser Stellung gelangt ein Strom von einer zentralen Energiequelle EQ1, die z. B. 24 V haben kann in Richtung des gestrichelt dargestellten Pfeiles über den Umschaltkontakt u 11, einen Sendekontakt s 1 und eine Diode D1 zu der einen Ader c der Verbindungsleitung. Der so über die Ader c der Verbindungsleitung gelangende Strom wird zu der Teilnehmerschaltung gesendet und kommt über die Ader (/der Verbindungsleitung, wie wiederum mit dem gestrichelten Pfeil angedeutet, zur Zentrale zurück. Der Strom fließt dann weiter von der Ader d über den Umschaltkontakt υ 12 zu dem negativen Pol der Energiequelle EQ1 zurück. Hierbei ist dar- auf zu achten, daß während des Zustandes der dezentralen Energiespeicherung in der Zentrale der Sendekontakt si geschlossen gehalten ist, da anderenfalls der Stromkreis unterbrochen wird. Auf der Teilnehmerseite (siehe F i g. 2) gelangt der ankommende Strom über eine Diode D 6 zu einem Energiespeicher ESl der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kondensator ausgestaltet ist Von dort fließt der Strom über die Ader dder Verbindungsleitung wieder ab. Abgesehen von der Energiespeicherung kann durch den über die Ader c ankommenden Strom auch der an den Anschlußpunkten LA angeschlossene Verbraucherwiderstand R Vmit Strom gespeist werden, was über einen Stabilisator 5Tl geschieht, um Strombzw. Spannungsschwankungen auszugleichen. Für die

so vorliegende Erfindung ist es weniger von Interesse welche Aufgaben nun durch den Verbraucher RV erfüllt werden sollen.

Von dem über die Ader c ankommenden Strom wird weiterhin ein Teilstrom abgezweigt, der, wie durch ei nen entsprechenden gestrichelten Pfeil angedeutet, über eine Diode D 2, einen Strombegrenzer SB, eine Diode D 4 sowie einen als Relais ausgestalteten Zustandsdetektor U 2 zu der Ader c/der Verbindungsleitung fließt Die Strombegrenzung mittels SB ist zum einen notwen dig, um die parallel liegenden Bauelemente ESt, RV nicht kurz zu schließen und zum anderen, um den Stromfluß auf den Adern cd der Verbindungsleitung zu begrenzen, was u. a. auch zu einer Verminderung von Störungen führen kann. Solange über den Zustandsde tektor Ul ein Strom fließt, bleibt der Detektorkontakt υ 2 geschlossen. Das somit an der Leitung Lu 2 herrschende Ausgangspotential des Stabilisators STi ist ein Merkmal dafür, daß augenblicklich der Zustand der

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Energieversorgung gegeben ist Weiterhin sollte in die- Es besteht auch die Möglichkeit von der Teilnehmer- ; sem ersten Zustand dafür gesorgt werden, daß der Emp- sehe aus Daten zur Zentrale zu senden. Hierbei muß nur ί| fangskontakt e 2 geöffnet ist. ein geeignetes Potential an die Leitung Ls 2 gelegt wer- % Als nächstes wird in den Fig. 1 und 2 der Fall be- den, so daß das Senderelais 52 des Teilnehmers erregt | trachtet, daß die Erregung des Umschaltrelais U1 in 5 wird und den Sendekontakt s 2 teilnehmerseitig öffnet. ;i| F i g. 1 beendet wird, so daß die Umschaltkontakte u 11, Hierdurch wird der Stromkreis geöffnet und der flie- u 12 in den in der Zeichnung nicht dargestellten Zustand ßende Strom unterbrochen, was in der Zentrale, wie ;; gelangen. In diesen sogenannten zweiten Zustand, der weiter oben schon beschrieben, durch das Empfangsre- fi zur Datenübertragung dient, läuft wie durch durchge- lais £1 (Fig. 1) festgestellt werden kann. Eine der zu S hend gezeichnete Pfeile angedeutet, ein Stromkreis von 10 sendenden Information entsprechende impulsförmige ρ dem positiven Pol der Energiequelle EQ1 über den Um- Betätigung des Senderelais bedingt also eine entspre- ΐ schaltkontakt υ 12 zu der Ader d der Verbindungslei- chende Betätigung des Empfangsrelais und damit des "' tung zum Teilnehmer und von dort zurück über die Empfangskontaktes e 1 in der Zentrale.
Ader c und ein Empfangsrelais £1 sowie einen Sende- Weiterhin besteht noch die Möglichkeit auf der Teil- ψ kontakt si und den Umschaltkontakt υ 11 dann zum 15 nehmerseite den Datenübertragungszustand zu erkennegativen Pol von EQ1. Durch Anlegen eines geeigne- nen. Dies geschieht dadurch, daß nunmehr der weiter ten Potentiales an die Leitung Ls kann über das Sende- oben schon erläuterte Teilstrom über U 2 ausbleibt und relais 51 und den Widerstand R7 ein zur Erregung somit der zugehörige Kontakt u2 geöffnet wird. Als dieses Relais dienender Strom geleitet werden, wodurch Folge davon ergibt sich ein Potentialsprung auf der Leider Kontakt s 1 geöffnet und damit der Stromkreis un- 20 tung Lu 2, was teilnehmerseitig als Beginn der Datenterbrochen wird. Durch entsprechendes öffnen und übertragung gewertet wird.

Schließen des Sendekontaktes s 1 lassen sich somit zur Ein Umschalten von Datenübertragung auf Energie-Datenübertragung dienende Impulse über die Verbin- übertragung geschieht im vorliegenden Ausführungsdungsleitung senden. Umgekehrt können, falls der Sen- beispiel immer in der Zentrale. Soll dieser Vorgang teildekontakt s 1 ständig geschlossen ist, ankommende Im- 25 nehmerseitig ausgelöst werden, so muß ein entsprepulse durch das in der Zentrale angeordnete Empfangs- chendes Telegramm zur Zentrale gesendet werden, relais E1 erkannt und durch die hierdurch bedingte Be- durch welches dann in der Zentrale die gewünschte Umtätigung des Empfangskontaktes el ein Datensignal schaltung sich auslösen läßt.

über die Leitung Le abgegeben werden. Durch geeignete Telegramme läßt sich auch die Um-

In der Zeichnung ist noch die Wirkung der Relaisspu- 30 schaltung der Sende- bzw. Empfangseinrichtung errei-

len U 1,51, E lauf die zugehörigen Kontakte u 11, u 12, chen, so daß ein echter Halbduplexverkehr sich ver-

si, el angedeutet Die Widerstände R6, R7 und RS wirklichen läßt

dienen sowohl zur Strombegrenzung als auch gegebe- In den F i g. 3 und 4 ist noch dargestellt wie sich die nenfalls zur Erzeugung eines geeigneten Wechselpoten- aus den F i g. 1 und 2 ersichtliche Schaltungsanordnung tials um die ankommenden Impulse verstärkt über die 35 mit neueren Bauelementen in geeigneter Weise durch-Leitung Le abgeben zu können. führen läßt Dabei sind einander entsprechende Bauin F i g. 2 läßt sich anhand der ebenfalls durchgehend gruppen der F i g. 1 und 3 bzw. 2 und 4 durch übereingezeichneten Pfeile die Wirkung des Stromflußes der stimmende Umrahmungen hervorgehoben. Man erzweiten Phase verdeutlichen. Solange der Impuls durch kennt hinsichtlich Fig. 1 und 3, daß die Relais haupteine entsprechende Tastung des Sendekontaktes s 1 in 40 sächlich durch Optokoppler ersetzt wurden, wobei der F i g. 1 impulsförmig ist lassen sich diese Impulse durch Optokoppler OK 1 dem Empfangsrelais der Optokoppdas Empfangsrelais £2 in Fig.2 erkennen und es wird ler OK3 dem Umschaltrelais und der Optokoppler dann in verstärkter Form eine entsprechende Impulsfol- OK 2 dem Senderelais entspricht. Es stimmen weiterhin ge an der Leitung Le 2 abgegeben, die durch das Betäti- die Bauelemente EQ 2 mit EQ1, D 2 mit D1 und die gen des Kontaktes e2 durch das Relais £2 ausgelöst 45 Leitungen Le, Ls und Lu mit den entsprechenden Leiwird. Wie aus F i g. 2 erkenntlich, gelangt während des tungen der anderen Figur überein. Die Wirkung der zweiten Zustandes, der zur Datenübertragung dienende Widerstände R1, R 2, R 3, R 4 und R 5 ist dem DurchStrom nur über das Empfangsrelais £2, eine Diode D 3, Schnittsfachmann ohne weiteres geläufig und soll daher den Strombegrenzer 55, eine Diode D 5, den geschlos- hier nicht näher erläutert werden. Hingewiesen werden senen Sendekontakt s 2, zu der Ader α Es ist aus F i g. 2 50 soll noch auf den Operationsverstärker OV, der von den auch zu erkennen, daß wegen der Wirkung der Diode beiden Optokopplern OK 2 und OK 3 angesteuert wird. D 6 eine Speisung des Widerstandes R V oder des Wi- Weiterhin läßt sich noch über die Leitung Lv in F i g. 3 derstandes R17 nicht infrage kommt Die durch die im- die Verstärkung regeln. In beiden Figuren sind weiterpulsweise Stromübertragung auf der Verbindungslei- hin noch Spannungsquellen von +5 Volt dargestellt, die tung eintreffenden Datenimpulse werden dadurch ver- 55 zur Betätigung der Relaisspulen bzw. des Operationsstärkt von der Leitung Le abgegeben, daß bei der Beta- Verstärkers dienen und an dieser Stelle auch nicht näher tigung des Relais £2 der Kontakt e 2 geschlossen wird, erläutert werden sollen.

und dann ein Strom von dem Energiespeicher ES 1 über Hinsichtlich der F i g. 2 und 4 ist zu sagen, daß auch

den Stabilisator STl, den Widerstand R17 und den dort wieder einander entsprechende Baugruppen durch

nunmehr geschlossenen Kontakt e2 zurück zu dem 60 übereinstimmende Umrahmung hervorgehoben wurde.

Energiespeicher £51 schließt Dieser Strom bedingt ei- dabei entspricht dem Relais 52 der Optokoppler OK 4.

nen Spannungsabfall an der Leitung Le 2, der sich teil- der Begrenzerschaltung Sßdie Kombination der Zener-

nehmerseitig auswerten läßt diode Z, des Transistors D 2 und des Widerstandes R10.

Gleichzeitig kann auch der gespeicherte Energievor- Weiterhin entsprechen den Dioden D 2 bis D 4, in

rat in £51 zur Speisung von RV verwendet werden, da §5 F ig. 2 die Dioden Dl bis DlO und dem Stabilisator

ja dieser Verbraucher durch die Umpolung des Stroms STl der Stabilisator 5T2. Mit Hilfe der Widerstände

in der Zentrale von der zentralen Stromversorgung ab- R11 bis R16 werden geeignete Vorspannungen oder

getrennt ist Ausgangspotentiale erzeugt die hier nicht näher erläu-

tert werden sollen. Es ist weiterhin noch festzuhalten, daß der Wirkung des Empfangsrelais E2 die Wirkung von Γ3 und R13 in F i g. 4 entspricht, während der Zustandsdetektor U2 in Fig.4 durch den Transistor T4 und die Widerstände Ri2 und /211 nachgeahmt wird. Dem Kondensator £51 entspricht der Kondensator ES2, während in beiden Figuren der Verbraucher RV zwischen den Anschlußleitungen LA zu erkennen ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (7)

1 2 8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprü- Patentansprüche: ehe 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Energiequelle mit mehreren, jeweils einem anderen

1. Schaltungsanordnung, in deren erstem Zustand Teilnehmer zugeordneten Energiespeichern (ES) in über eine Verbindungsleitung Energie von einer s Verbindung steht

zentral angeordneten Energiequelle einem, beim

Teilnehmer angeordneten Energiespeicher züge-

führt und in deren zweiten Zustand die so dezentral
gespeicherte Energie zur Informationsauswertung

über die Verbindungsleitung kommender Informati- io Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanonen ausgenutzt wird, dadurch gekenn- Ordnung, in deren erstem Zustand über eine Verbinzeichnet, daß eine zentral angeordnete Umpol- dungsleitung Energie von einer zentral angeordneten einrichtung (Ul, ill, ul2) der Schaltungsanord- Energiequelle einem beim Teilnehmer angeordneten nung die zentale Energiequelle (EQ 1\ während des Energiespeicher zugeführt und in deren zweitem Zuersten Zustandes mit einer ersten Stromrichtung 15 stand die so dezentral gespeicherte Energie zur Inforund während des zweiten Zustandes mit entgegen- mationswartung über die Verbindungsleitung kommengesetzter Siromrichtung an die Verbindungsieitung der Informationen ausgenutzt wird,
anschließt, Eine derartige Schaltungsanordnung ist z. B. aus der daß in dem ersten Zustand der Strom der zentralen DE-PS 1 32 673 bekannt, bei der eine zentral angeord-Energiequelle (EQ 1) teilnehmerseitig mittels geeig- 20 nete Batterie in dem einen Zustand der Schaltungsannet geschalteter stromrichtunhgsabhängiger Wider- Ordnung einen beim Teilnehmer befindlichen Speicher stände (D 2 bis D 6) zu dem Energiespeicher geleitet auflädt Der so gespeicherte Strom wird in dem anderen wird, und Zustand dadurch ausgenutzt, elektrische Schwingungen daß in dem zweiten Zustand der Strom mittels geeig- zu einem weiteren Teilnehmer zu übertragen. Nachteinet geschalteter stromrichtungsabhängiger Wider- 25 Hg bei der bekannten Schaltungsanordnung ist es, daß in stände (Dl, D2—D6) sowohl in der Zentrale dem der Nachrichtenübertragung dienenden anderen (Fig. 1) als auch teilnehmerseitig (Fig.2) jeweils Zustand die zentral angeordnete Energiequelle hierzu über den Stromfluß wahlweise unterbrechende Sen- nicht mehr ausgenutzt wird, sondern zur Nachrichtendemittel (Sl,sl;S2,s2) und diese Unterbrechung übertragung nur noch die beim Teilnehmer gespeicheralif der Gegenseite auswertende Empfangsschalt- 30 te Energie dient
mittel (E 2, e 2, Et, el) geleitet wird. Aus der DE-AS 10 47 869 ist es weiterhin bekannt,

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- über eine Teilnehmeranschlußleitung einen beim Teildurch gekennzeichnet, daß die Sende- und Emp- nehmer angeordneten Kondensator aufzuladen, wobei fangsschaltmittel (Sl, si, S2, s2, El, el, E2, e2) die Ladung dieses Kondensators dann zur Betätigung durch an den Stromkreis angeschaltete Optokoppler 35 von Elektromagneten ausgenutzt wird.

(OKI, OK2, OKA) und die Umpoleinrichtung U, Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Schaltungs-

u 1, u 2) durch einen mittels Optokoppler (OK 3) an- anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen,

gesteuerten Operationsverstärker (OV) gebildet welche bei einfachen leitungssparenden Aufbau die

sind. Wirkung einer zentral angeordneten Energiequelle so-

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, 40 wohl zur Energieübertragung an einen teilnehmereigedadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher nen Speicher in dem einen Zustand als auch zur Daten- (ES 1) ein Kondensator ist. übertragung zu diesem Teilnehmer im anderen Zustand

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprü- direkt ausnutzt

ehe 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur wäh- Die Lösung der gestellten Aufgabe geschieht durch

rend des ersten Zustands ein Teilstrom teilnehmer- 45 die im Hauptanspruch angegebenen Merkmalskombi-

seitig durch geeignet geschaltete stromrichtungsab- nationen. Die Erfindung besteht also im Prinzip darin,

hängige Widerstände D 2, D 4) über einen parallel mittels Umpolung der zentralen Energiequelle den von

zum Energiespeicher (ES) liegenden Weg (D 2, SB, der Zentrale zum Teilnehmer laufenden Strom in dem

D4, i/2) zu einem Zustandsdetektor (U2, υ 2) ge- einen Zustand über einen Weg zu senden, der zur Ener-

führt wird und durch diesen Detektor teilnehmersei- 50 giespeicherung in dem dezentralen Energiespeicher

tig der gerade herrschende Zustand feststellbar ist. führt und in dem anderen Zustand über einen Weg zu

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprü- schicken, in dem Sende- und Empfangsschaltmittel zur ehe 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die teilneh- Übermittlung von Daten angeordnet sind. Auf diese merseitig während des ersten Zustandes gespeicher- Weise wird verhindert, daß der während des ersten Zute Energie (i„, ES 1) im zweiten Zustand zur Anzeige 55 Standes fließende Strom als übermittelte Daten fehlinder von der Zentralen (F i g. 1) im zweiten Zustand terpretiert werden kann. Zum anderen ist sichergestellt, gesendeten Informationen ausgenützt wird. daß die in der zentralen Energiequelle steckenden

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, Kraftreserven auch für die Datenübermittlung ausgedadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Teilstrom nutzt werden können, wodurch sich sehr viel längere während des ersten Zustandes als auch der die Infor- 60 Übertragungswege ohne gesonderte Verstärkung dimationen übermittelnde Strom während des zweiten rekt überbrücken lassen. Die zwei unterschiedlichen Zustands teilnehmerseitig über eine Begrenzerschal- Wege werden durch einen zweckmäßigen Einsatz von tung(SB)geführt sind. stromrichtungsabhängigen Widerständen (vorzugswei-

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprü- se Dioden) geschaffen, wobei bei einer ersten Polungsehe 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß deren teil- 65 richtung der zentralen Energierichtung der eine Weg nehmerseitige Baugruppen in dem Teilnehmerappa- und bei einer zweiten Polungsrichtung der andere Weg rat und deren zentrale Einrichtung in einer zentralen mit Strom durchflossen wird.

Steuerung angeordnet sind. Die sendenden und empfangenden Schaltmittel wer-