DE2811523C3 - Überwachungsschaltung für trägerfrequente Nachrichtenübertragungssysteme - Google Patents

Description

3. Überwachungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des zweiten Differenzverstärkers (278, 279) an dem invertierenden Eingang eines auf den nicht invertierenden Eingang rückgekoppelten ersten Operationsverstärkers (287) und dessen Ausgang an die Basis eines im Normalbetrieb leitenden und an seinem Ausgang Masse abgebenden ersten Schalttransistors (280) geführt ist und daß der Ausgang dieses Schalttransistors zugleich über eine Entkopplerdiode (237) an dem Abgriff eines Spannungsteilers (122,123) liegt, dessen beide Enden zwischen dem einen Pol der Versorgungsspannungsquelle und dem nicht invertierenden Eingang des ersten Operationsverstärkers liegen.

4. Überwachungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine gleichgerichtete Trägerspannung an einen zweiten Schalttransistor (277) geführt ist, dessen Ausgangskreis über eine Diode (231) mit dem zweiten Eingang des ersten Differenzverstärkers (275,276) verbunden ist.

5. Überwachungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Eingang des ersten Schalttransistors (280) mittels einer Handtaste (290) über einen zweiten Operationsverstärker (285), der mittels eines ihm vorgeschalteten /?C-Gliedes (52, 53, 160) bei Betätigung der Handtaste (290) einen entsprechenden Schaltimpuls am Ausgang abgibt, ein solches Potential anlegbar ist;, daß der erste Schalttransistor (280) vom gesperrten in den leitenden Zustand umkippt.

6. Überwachungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß ein dritter Schalttransistor (260) vorgesehen ist, der bei Synchronität zwischen einer Steuerspannung und der ersatzseitigen Trägerspannung gesperrt ist und der bei Nichtsynchronität ein solches Gleichspannungssignal erhält, daß er geöffnet und dadurch einen dritten Differenzverstärker (261, 262) zum Kippen bringt, der die Massezuleitung zu dem zweiten Operationsverstärker (285) unterbricht, wodurch dieser den ersten Schalttransistor (280) sperrt, der seinerseits eine Alarmbaugruppe (263, 264) betätigt.

Zusammenfassung

Überwachungsschaltung für trägerfrequente Nachrichtenübertragungssysteme

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungsschaltung für trägerfrequente Nachrichtenübertragungssysteme zum Überwachen der Pilote und Träger auf vorgegebene obere und/oder untere Grenzwerte und zur Alarmierung und eventuellen Ersatzumschaltung bei Erreichen derselben. Dabei sollen insbesondere die Piloten auf Unter- und Überpegel, die Trägarspannungen auf Unterpegel und der nichtsynchrone Zustand eines Trägers zu einer Steuerfrequenz überwacht und alarmiert werden. Die Erfindung sieht hierfür zwei Differenzverstärker (275, 276, 278, 279) vor, deren einzelne Stufen mit Transistoren gleichen aber gegenüber dem jeweils anderen Differenzverstärker unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps aufgebaut sind. Jeweils ein Eingang der beiden Differenzverstärker ist mit dem Abgriff je eines Spannungsteilers (45... 50) verbunden. Dem zweiten Eingang des ersten Differenzverstärkers (275, 276) ist mindestens eine gleichgerichtete Pilotspannung zugeführt, während der zweite Eingang des zweiten Differenzverstärkers (278, 279) über eine Diode (232) mit dem Ausgang des ersten Differenzverstärkers (275, 276) verbunden ist. An den Eingängen der Differenzverstärker sind Entkopplerdioden (228, 229 oder 230, 233) angeordnet und zwischen den Abgriffen der Spannungsteiler (45 ... 50) und dem einen Eingang der Differenzverstärker liegen ebenfalls Dioden (234, 235) mit etwa dem gleichen Temperaturgang. Am Ausgang des zweiten Differenzverstärkers (278, 279) ist ein Alarmsignal abgreifbar. Eine erfindungsgemäße Überwachungsschaltung ist insbesondere für den Einsatz in der Trägerversorgung für trägerfrequente Nachrichtenübertragung geeignet.

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsschaltung für trägerfrequente Nachrichtenübertragungssysteme zum Überwachen der Pilote und Träger auf vorgegebene obere und/oder untere Grenzwerte und zur Alarmierung und eventuellen Ersatzumschaltung bei Erreichen derselben.

Bei trägerfrequenten Nachrichtenübertragungssystemen werden sowohl die Pilote als auch die Träger auf unzulässige Abweichungen hin überwacht und bei Störungen auf eine Ersatzträgerversorgung umgeschaltet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Überwachungsschaltungsanordnung zur Überwachung von trägerfrequenten Nachrichtenübertragungssystemen auf unzulässige Unter- und Überpegel der Piloten

und auf unzulässigen Unterpegel der Trägerspannungen bei gleichzeitiger Alarmierung zu schaffen, wobei der nichtsynchrone Zustand eines Trägers zu einer Steuerfrequenz ebenfalls überwacht und alarmiert werden soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung die Überwachungsschaltung derart ausgebildet, daß zwei Differenzverstärker vorgesehen sind, deren einzelne Stufen mit Transistoren gleichen aber gegenüber dem jeweils anderen Differenzvers*ärker unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps aufgebaut sind, daß jeweils ein Eingang der beiden Differenzverstärker mit dem Abgriff je eines Spannungsteilers verbunden ist und dem zweiten Eingang des ersten Differenzverstärkers mindestens eine gleichgerichtete Pilotspannung zugeführt ist, während der zweite Eingang des zweiten Differenzverstärkers über eine Diode mit dem Ausgang des ersten Differenzverstärkers verbunden ist, daß an den Eingängen der Differenzverstärker Entkopplerdioden angeordnet sind, und daß auch zwischen den Abgriffen der Spannungsteiler und dem einen Eingang der Differenzverstärker Dioden mit etwa dem gleichen Temperaturgang liegen, und daß am Ausgang des zweiten Differenzverstärkers ein Signal abgreifbar ist

Durch diese Maßnahmen erhält man eine Überwachungsschaltung, bei der die Pilotansprechgrenzen temperaturkompensiert sind.

Bei Zuführung mehrerer Pilotspannungen müssen weitere Entkopplerdioden eingeschaltet werden. Dadurch läßt sich eine Vielzahl von Pilotspannungsquellen überwachen.

Zusätzlich kann der Ausgang des zweiten Differenzverstärkers an den invertierenden Eingang eines auf den nicht invertierenden Eingang rückgekoppelten ersten Operationsverstärkers und dessen Ausgang an die Basis eines im Normalbetrieb leitenden und an seinem Ausgang Masse abgebenden ersten Schalttransistors geführt werden. Der Ausgang dieses Schalttransistors kann zugleich über eine Entkopplerdiode an dem Abgriff eines Spannungsteilers liegen, dessen beide Enden zwischen dem einen Pol der Versorgungsspannungsquelle und dem nicht invertierenden Eingang des ersten Operationsverstärkers liegen.

Dadurch wird ein rasches Alarmieren bei einem gestörten Piloten erreicht, wobei nach Umkippen des Operationsverstärkers der Alarmzustand erhalten bleibt, unabhängig davon, ob sich die Pilotspannung wieder normalisiert.

Mindestens eine gleichgerichtete Trägerspannung kann an einen zweiten Schalttransistor geführt werden, dessen Ausgangskreis über eine Diode mit dem zweiten Eingang des ersten Differenzverstärkers verbunden ist.

Dadurch erhält man zusätzlich eine Trägerspannungsüberwachung auf Unterschreitung e'nes Sollwertes, die ebenfalls temperaturkompensiert ist, wobei lediglich ein zusätzlicher Transistor hierzu verwendet werden muß. Auch hier können durch Entkopplerdioden mehrere Trägerfrequenz-Spannungsquellen überwacht werden.

Dem Eingang des ersten Schalttransistors läßt sich mittels einer Handtaste ein solches Potential anlegen, daß der erste Schalttrar >«. ;om gesperrten in den leitenden Zustand umkippt.

Mit dieser Maßnahme kann der erste Schalttransistor wieder in den leitenden Zustand per Hand zurückversetzt werden, wenn die Störung beseitigt ist

Eine Verbesserung der Rückschaltung erhält man dadurch, daß zwischen Handtaste und erstem Schalttransistor ein zweiter Operationsverstärker eingeschal-

tet ist, der mittels eines ihm vorgeschalteten ÄC-GIiedes bei Betätigung der Handtaste einen entsprechenden Schaltimpuls am Ausgang abgibt-

Es kann auch ein dritter Schalttransistor vorgesehen werden, der bei Synchronität zwischen einer Steuerspannung und der ersatzseitigen Trägerspannung gesperrt ist und die bei Nichtsynchronität ein solches Gleichspannungssignal erhält, daß er geöffnet und dadurch einen dritten Differenzverstärker zum Kippen bringt der die Massezuleitung zu dem zweiten Operationsverstärker unterbricht wodurch dieser den ersten Schalttransistor sperrt, der seinerseits eine Alarmbaugruppe betätigt

Dadurch kann die Synchronität zwischen Trägerspannung und Steuerspannung in einfacher Weise unter Verwendung der Pilotüberwachung mit überwacht werden.

Anhand dus Ausführungsbeispiels nach der Figur wird die Erfindung näher erläutert

Die Überwachungsschaltung signalisiert unzulässige Pegeländerungen des Pilots und der Träger sowie den nichtsynchronen Zustand der Träger mit der Steuerfrequenz. An die Signaleinrichtung gibt sie Änderungsalarme Δ Α, Δ Β und Zustandsalarme AZ, BZ ab. Auf der Baugruppe selbst zeigt eine Leuchtdiode den Alarmzustand an. Stehende Alarme können nach Beheben des Fehlers durch Fernlöschen oder durch Drücken der eingebauten Taste gelöscht werden. Zusammen mit einer zweiten gleichen Baugruppe ergibt sich eine Umschalteinrichtung für Betrieb-Ersatz-Schaltung, wobei die Betriebs- oder Ersatzseite durch Anlegen von Massepotential eingeschaltet wird.

Kernstück der Überwachungsschaltung sind die zwei Differenzverstärker mit den Transistoren 275,276,278, 279. Im Normalzustand ist der Transistor 279 des zweiten Differenzverstärkers gesperrt, so daß — entkoppelt durch die Diode 236 — durch die beiden Widerstände 120, 121 kein Strom fließen kann. Im Normalzustand ist der erste Schalttransistor 280 leitend, so daß über die Diode 244 und den Ausgang u Massepotential abgegeben wird. Über die Diode 205 wird die Alarmgabe verhindert. Weiterhin ist über die Diode 237 und den Widerstand 123 der invertierende Eingang des ersten Operationsverstärkers 287 an Massepotential gelegt, der daraufhin negative Ausgangsspannung besitzt und so den beschriebenen Normalzustand stabil hält. Der nicht invertierende Eingang liegt am Spannungsteiler 124,120.

Zum Zweck der Überwachung wird die der Pilotwechselspannung proportionale Pilotüberwachungsgleichspannung, anliegend am Eingang 6 (oder 2), mit zwei durch die beiden Spannungsteiler 45,46,47,48, 49,50 aus einer Referenzspannung erzeugten Spannungen Ui und U'2 verglichen, die von der temperaturkompensierten Zenerdiode 198 geliefert wird.

Beim Absinken der Pilotüberwachungsspannung unter die Spannung UX wird der bis dahin gesperrte Transistor 279 des ersten Differenzverstärkers 278,279 leitend und die Spannung am Kollektor des Transistors 279 steigt an. Damit gelangt über Widerstand 121 und die Diode 236 relativ niederohmig Spannung an den invertierenden Eingang des ersten Operationsverstärkers 287, dessen Ausgangsspannung daraufhin positiv wird und den ersten Schalttransistor 280 in den gesperrten Zustand versetzt. Der auf den nicht invertierenden Eingang rückgeführte Widerstand 127 erzeugt eine steile Schaltflanke und die Widerstände 122 und 123 halten den Alarmzustand stabil, jetzt

Jt-., JU

unabhängig vom Schaltzustand des ersten Schalttransistors 279. Der Ausgang ugibt kein Massepotential mehr ab. Die beiden Signalisierungstransistoren 263 und 264 werden leitend und signalisierend B- und Λ-Alarm (A-Marm nur, wenn Transistor 282 nicht von außen gesperrt wird!). Zur Sicherung vor Fehlalarmierungen bewirkt der Kondensator 175 mit dem Widerstand 121, daß nur langer als z. B. 4 msec andauernde Spannungseinbrüche am Eingang die Kippstufe zum Umschalten bringen.

Der zum oben aufgeführten Spannungsvergleich mit Ui angeführte Differenzverstärker bewirkt zugleich, daß der Temperaturgang der Basis-Emitter-Diode des Schalttransistors 279 von dem gleichartigen Temperaturgang des Transistors 278 kompensiert wird. Der Temperaturgang der Entkopplungsdioden 230 und 228 wird durch diejenige der der Basis der Transistoren 278, 276 vorgeschalteten Diode 235, aufgehoben.

Beim Ansteigen der Pilotüberwachungsspannung über die Spannung U2 wird der Transistor 275 der komplementär zum ersten Differenzverstärker aufgebauten zweiten Differenzverstärkerstufe 275, 276 leitend und die Spannung am Kollektor des Transistors 275 sinkt ab. Der Spannungsteiler 110, 111, 112 ist so bemessen, daß bei durchgeschaltetem Transistor 275 über die Diode 232 der Transistor 279 eingeschaltet wird und über diesen Weg Alarm hervorgerufen wird. Die Diode 234 und die Diode 229 und 233 bewirken wieder die Temperaturkompensation.

Dieser Aufbau bietet gegenüber bisherigen Schaltungen folgende Vorteile: Die obere und die untere Pilotansprechgrenze sind unabhängig voneinander und auch unabhängig voneinander einstellbar. Ferner sind beide Ansprechgrenzen voll temperaturkompensiert. Durch die Entkopplunsdioden fließt im Normalfall kein Strom, damit werden Verfälschungen vermieden, die sonst bei Vielfachüberwachung auftreten können. Am Uberwachungseingang erfolgt keine Verriegelung, so daß die Überwachungsspannung beim Wiederkommen nicht beeinflußt wird.

Die erste Stufe der Trägerüberwachungsschaltung ist unabhängig von der Pilotüberwachung. Als Referenzspannung dient die über den Spannungsteiler 117, 118 aus der Betriebsspannung abgeleitete Emitterspannung des zweiten Schalttransistors 277, dessen Basisspannungsteiler so bemessen ist daß ein Basisstrom von einigen uA fließt und der Transistor damit durchgeschaltet ist, da sein Kollektorwiderstand 116 hochohmig gegen den Emitterwiderstand 117 ist Die wegen der Vielfachüberwachung notwendigen Entkopplungsdioden für den Uberwachungseingang sind nicht dargestellt da der Übersichtlichkeit halber nur eine Trägerspannung zugeführt ist Der Temperaturgang dieser Entkopplungsdioden wird von demjenigen der Basis-Emitter-Diode des Transistors 277 wiederum kompensiert

Die Trägerüberwachung spricht dann an, wenn eine Trägerüberwachungsspannung unter die Emitterspannung des zweiten Schalttransistors 277 absinkt und den Transistor dadurch sperrt, daß der vorhin genannte Strom von einigen μΑ jetzt über die Entkopplungsdiode nach außen fließt Jetzt wird über die Diode 231 die Pilotüberwachung für die obere Ansp^rechgrenze aktiviert und dadurch Alarm ausgelöst

Die Überwachungsschaltung kann nur durch Anlegen von Massepotential an den Rücksetzeingang Ru oder durch Drücken der eingebauten Taste wieder in den Normalzustand versetzt werden. Der zweite Operationsverstärker 285 liefert dabei einen vom RC-G\\ed 52,53,160 bestimmten negativen Löschimpuls über den Widerstand 126 und die Zenerdiode 238 an den ersten Schalttransistor 280, der dadurch leitend wird und die Alarmausgänge sperrt.

Der Rückkopplunswiderstand 56 vom Ausgang des zweiten Operationsverstärkers 285 auf seinen nicht invertierenden Eingang bewirkt am Ende dieses Löschvorganges einen Kippeffekt, so daß bei Fortbestehen der Alarmbedingung an einem Überwachungseingang (erfolgloses Aufprüfen) der Schalttransistor 280 schlagartig wieder sperrt und damit eindeutige Signalisierungsimpulse an den Ausgängen gewährleistet sind.

Im nicht dargestellten Ersatzgerät unterdrückt Massepotential am Eingang χ über den zweiten Operationsverstärker 285 ebenfalls den Alarm, der sonst durch die abgeschalteten, der nicht gezeichneten Umschaltung zugehörigen Verstärker verursacht würde. Nach Verschwinden des Masseopotentials wird die Alarmsperre noch für eine gewisse Zeit bestimmt durch das ÄC-Glied 134, 177 (Transistor 281 leitet), wie beim Aufprüfen geschildert aufrechterhalten, um unberechtigte Alarme während des Umschaltens zu verhindern.

Wenn in der Ersatzträgerversorgung eine Trägerfrequenz nicht mehr synchron zur Steuerfrequenz ist, wird das Durchschalten von Massepotential vom Eingang χ zum invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers 285 unterbrochen, so daß diese Nichtsynchronität durch das Auftreten von B-Alarm signalisiert wird. Der A-AIarm wird in diesem Fall vom gesperrten Transistor 282 verhindert. Α-Alarm bedeutet dabei, daß sofort eingegriffen werden muß, weil bei beidseitiger Störung keine Umschaltung auf Ersatz mehr möglich ist, während ß-Alarm ergibt, daß eine den momentanen Betrieb noch nicht gefährdende Störung vorliegt, die alsbald beseitigt werden muß. Als Kriterium der Nicht-Synchronität tritt am entsprechenden Überwachungseingang negatives Potential auf, wodurch der Transistor 260 über den Widerstand 58 leitend wird und über den Widerstand 62 den Transistor 261 der Kippstufe 261.262 durchschaltet so daß über die Diode 203 und den Widerstand 68 das Massepotential χ vom invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 285 abgetrennt wird. Diese Kippstufe kann nur bei Synchronität durch den negativen Löschimpuls vom Ausgang des zweiten Operationsverstärkers 285 über Widerstand 57, Diode 197, Kondensator 161 und Diode 200 in den anderen stabilen Zustand zurückgesetzt werden (Fangalarm). Die Widerstände 60 und 61 entladen den Kondensator 161 nach dem Rücksetzen wieder, die Diode 197 verhindert eine Rückwirkung auf den zweiten Operationsverstärker. Die Diode 201 schützt den Transistor 261 vor dem Rücksetzimpuls.

Nach dem Einschalten der Betriebsspannung sollen außerdem die angeschlossenen Verstärker erst mit ca. 10 Sekunden Verzögerung einschalten, um Störungen zu unterbinden, die beim Einschrauben des Trägerversorgungseinsatzes in das Gestell auftreten könnten. Diese Verzögerung darf aber bei kleineren Spannungsunterbrechungen als 1 Sekunde nicht eintreten. Außerdem sind unberechtigte Alarme im Anschluß daran zu löschen.

Die erste Forderung wird durch das Zeitglied R 132, C176 und den als Schwellwertschalter arbeitenden dritten Operationsverstärker 288 erfüllt der die ersten 10 Sekunden nach dem Anlegen der Betriebsspannung durch seine positive Ausgangsspannung die beiden Transistoren 281 und 282 gesperrt hält Bei kurzen

Unterbrechungen der Betriebsspannung sinkt die Ladespannung des Kondensators 176 nicht unter die Schaltwelle, vorgegeben durch die Widerstände 130, 131 ab, so daß nach dem Wiederkommen der Betriebsspannung der dritte Operationsverstärker sofort negative Ausgangsspannung abgibt.

Dieser dritte Operationsverstärker 288 schaltet damit den Transistor 281 leitend, wodurch der Kondensator 177 an Massepotential gelegt wird und über den Widerstand 134 neben seiner oben genannten Funktion

jetzt einen Rückschaltimpuls am zweiten Operationsverstärker 285 auslöst. Der Widerstand 137 und die beiden Dioden 241, 242 entladen den Kondensator 177 bei Ausfall der Betriebsspannung über die Außenwiderstände so schnell, daß auch nach sehr kurzen Spannungseinbrüchen schon ein Löschimpuls hervorgerufen wird. Die Diode 239 schützt den dritten Operationsverstärker 288 bei Ausfallen der Betriebsspannung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Überwachungsschaltung für trägerfrequente Nachrichtenübertragungssysteme zum Oberwachen der Pilote und Träger auf vorgegebene obere und/oder untere Grenzwerte und zur Alarmierung und eventuellen Ersatzumschaltung bei Erreichen derselben, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Differenzverstärker (275, 276 und 278, 279) vorgesehen sind, deren einzelne Stufen mit Transistoren gleichen aber gegenüber dem jeweils anderen Differenzverstärker unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps aufgebaut sind, daß jeweils ein Eingang der beiden Differenzverstärker mit dem Abgriff je eines Spannungsteilers (45 bis 50) verbunden ist und dem zweiten Eingang des ersten Differenzvsrstärkers (275, 276) mindestens eine gleichgerichtete Pilotspannung zugeführt ist, während der zweite Eingang des zweiten Differenzverstärkers (278, 279) über eine Diode (232) mit dem Ausgang des ersten Differenzverstärkers (275,276) verbunden ist, daß an den Eingängen der Differenzverstärker Entkopplerdioden (228,229 oder 230,233) angeordnet sind, und daß auch zwischen den Abgriffen der Spannungsteiler und dem einen Eingang der Differenzverstärker Dioden (234, 235) mit etwa dem gleichen Temperaturgang liegen, und daß am Ausgang des zweiten Differenzverstärkers ein Signal abgreifbar ist.

2. Überwachungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zuführung mehrerer Pilote Entkopplerdioden (228, 229, 230 und 233) eingeschaltet werden.