DE2820213A1

DE2820213A1 - Sendeeinrichtung zur signalerzeugung fuer eine netzueberlagerungs-meldeanlage mit einer an zwei leiter eines wechselstrom- versorgungsnetzes angeschlossenen netzlast

Info

Publication number: DE2820213A1
Application number: DE19782820213
Authority: DE
Inventors: Fredy Rey
Original assignee: Landis and Gyr AG
Current assignee: Landis and Gyr AG
Priority date: 1978-04-27
Filing date: 1978-05-09
Publication date: 1979-10-31
Also published as: DE2820213B2; US4310829A; DE2820213C3; CH627311A5

Description

Patentanwälte Dipl. Ing. Bsn.--Jürgen Müller Dr. rer. nat. ΐ Irinas Bcrendt Dr.-Ing. Hans Leyh

Lucile-Grahn-StraBe 38 D 8 Mönchen 80

(LANDlS & GYR)

LGZ LANDIS & GYR ZUG AG CH-6301 ZUG, Schweiz

Sendeeinrichtung zur Signalerzeugung für eine Netzüberlagerungs-Meldeanlage mit einer an zwei Leiter eines Wechselstrom-Versorgungsnetzes angeschlossenen Netzlast

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Sendeeinrichtung zur Signalerzeugung für eine Netzüberlagerungs-Meldeanlage mit einer an zwei Leiter eines Wechselstrom-Versorgungsnetzes angeschlossenen Netzlast, welche durch Information enthaltende Signale gesteuert wird.

Die wohl bekanntesten Netzüberlagerungs-Meldeanlagen finden in der Rundsteuerung Verwendung. Bei dieser werden von einem oder wenigen zentral gelegenen Sendern aus Tonfrequenzsignale mit geringer Bandbreite dem Wechselstrom-Verteilungsnetz überlagert und in vielen über das Netz verteilten Empfängern zur Ausführung von Befehlen verschiedener Art ausgewertet. Die Uebertragungsgeschwindigkeit und damit auch die in der Zeiteinheit übertragene Informationsmenge ist bei Rundsteueranlagen relativ gering.

Es sind auch Anlagen bekannt, die in vielen Beziehungen ähnlich wie die vorausgehend beschriebenen sind, durch welche beispielsweise der Zählwerkstand von über das Netz verteilten Zählern oder Informationen über die erfolgte Befehlsausführung in Rundsteueranlagen an eine Zentrale zurückgemeldet werden sollen. Die Meldung erfolgt dabei entgegen dem Fluss der Netzenergie; die Informationsmenge ist erheblich und es braucht für die Rückmeldung eine Vielzahl von Sendern mit relativ geringer Leistung, welche billig sein müssen, dagegen nur einen oder wenige zentral angeordnete Empfänger für die Rückmeldeinformation, die eher aufwendig sein können.

So wurde vorgeschlagen, die Meldung des Verbrauchs von Festmengen verbrauchter Energien, von Gas, Wasser und ähnlichem mit Hilfe von durch Rundsteuersignale ausgelösten Befehlen zur momentanen Ankopplung eines Schwingkreises zwischen zwei Netzleitungen in den einzelnen Zählern und durch Auswertung der dadurch erzeugten Signale in einem äusserst trennscharfe elektro-

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nische Filter aufweisenden Empfänger in der Zentrale auszuwerten (AT-PS 241 589). Es wurde ebenfalls ein zu diesem Zwecke geeigneter Sender der eingangs erwähnten Art beschrieben (CH-PS 446 962). Dieser erzeugt Resonanzschwingungen im auf die Tonfrequenz abgestimmten Schwingkreis, welche nach einigen Perioden abklingen. Die Amplitude der Schwingungen in diesem Schwingkreis und im damit gespeisten Netz ist somit nicht konstant.

Umfangreiche theoretische Untersuchungen und praktische Versuche haben ergeben, dass sich für die letzgenannten Zwecke Sendeeinrichtungen mit entsprechenden Empfängern besser eignen, welche mit breitbandigen Signalen arbeiten. Solche Signale lassen sich mit Hilfe von Rauschfiltern und Begrenzern leicht von den netzseitigen Störungen abtrennen und auswerten. Eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs ist in der CH-Patentschrift... (CH-Patentanmeldung Nr. O1O387/77 vom 25. August 1977) geschützt, welche sich zur Erzeugung breitbandiger, aber auch nach Belieben schmalbandiger Signale eignet. Die Bandbreite dieser Signale wird dabei in Abhängigkeit von der Vergleichsgrösse des durch die direkt zwischen zwei Netzleitungen geschalteten, vorzugsweise in Form eines Serienkreises aus einer Schwingkreisspule und einem Kondensator bestehenden Netzlast fliessenden Stromes mit einem einstellbaren Vergleichsstrom gesteuert. Wenn als weitere Vergleichsgrösse die momentane Grosse der Netzspannung angewendet wird, lassen sich Signale mit während einer Halbschwingung der Netzfrequenz sinusförmiger Zu- und Abnahme der Schwingfrequenz in einem vorzugsweisen Tonfrequenzbereich von 2OOO bis 2OOOO Fz erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorgenannten Erfindungsgegenstand in Bezug auf eine sichere und einfache Betriebsführung und auf eine einfache Erzeugung mannigfaltiger Signalformen mit optimaler spektraler Verteilung oder zur Gewinnung besonderer Codeformen zu erweitern.

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Fig.	1
Fig.	2
Fig.	3
Fig.	4
Fig.	5
Fig.	6

Die Erfindung besteht bei einer Einrichtung der im Oberbegriff genannten Art in den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs 1. Weitere Aufgaben werden durch die Merkmale der weiteren Patentansprüche gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert .

Die Figuren der Zeichnung zeigen:

eine erste Senderschaltung; ein Strom/Spannungsdiagramm; eine zweite Senderschaltung; eine dritte Senderschaltung; eine Modulatorschaltung;
Frequenz/Zeitdiagramme und Fig. 7 eine digitale Modulatorschaltung.

Die Sendeeinrichtung nach der Fig. 1 besteht aus einem zwischen eine Netzleitung P und eine Massenleitung M_p fest eingefügten Reihenresonanzkreis als Last, der aus einer Schwingkreisspule 1 und einem Kondensator 2 besteht. Die Netzleitung P ist mit einer Strom-Messungswindung 3 versehen, die mit dem Anschluss 4 einer Steuerungseinheit 5 verbunden ist. Ein weiterer Anschluss 6 der Steuerungseinheit 5 ist an den Verbindungspunkt zwischen der Schwingkreisspule 1 und einem Belag des Kondensators 2 angeschlossen. Der zweite Kondensatorbelag liegt an der Massenleitung Mp. Durch die Steuerungseinheit 5 wird ein zwischen dem Verbindungspunkt des Kondensators 2 mit der Schwingkreisspule 1 und der Massenleitung M angeordneter Leistungs-Transistor 7 mit einer Basis B, einem Emitter E und einem Kollektor C gesteuert. Der Transistor 7 liegt somit parallel zum Kondensator 2. Eine Reihenschaltung eines Widerstandes 28 und einer Diode 8 ist ebenfalls parallel zum Kondensator 2 und zum Transistor 7, aber in umgekehrter Durchlassrichtung zu dessen Kollektor-Emitterstrecke C-E geschaltet.

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Die zwischen der Phasenleitung P und der Massenleitung M_p und damit über dem aus der Schwingkreisspule 1 und dem Kondensator 2 gebildeten Reihenresonanzkreis anstehende Netzspannung ist mit IL· bezeichnet, der durch diesen fliessende Strom mit I und die Spannung über dem Kondensator 2 mit IL·. Der in der Strom-Messungswindung 3 fliessende Strom ist proportional zum Strom I.

Eine nicht dargestellte, einstellbare Stromquelle liefert einen Vergleichsstrom I ■, der in einer Schwellenschaltung 9 in der Steuerungseinheit 5 mit dem Strom in der Strom-Messungswindung 3 verglichen werden kann. In einer weiteren Schwellenschaltung 10 in der Steuerungseinheit 5 kann die Spannung U_ zwischen den An-Schlüssen des Kondensators 2 mit einer einstellbaren Referenzspannung U_M einer nichtdargestellten Spannungsquelle verglichen werden. Der Ausgang 9a der Schwellenschaltung 9 für den Strom und der Ausgang iOa der Schwellenschaltung 10 für die Spannung sind mit den Eingängen eines NOR-Tores 11 verbunden. Dessen Ausgang ist an den Eingang eines Verstärkers 12 angeschlossen, welcher den Transistor 7 steuert. Um zu vermeiden, dass die negative Halbwelle der Netzspannung unterdrückt werden muss, ist der Widerstand 28 als Lastwiderstand ausgebildet, über welchen sich die negative Halbwelle durch die Diode 8 entladen kann.

Günstiger für die Energieausnutzung und die Sicherheit ist die Sendeeinrichtung nach Fig. 3. Diese weist zusätzlich zu derjenigen nach der Fig. 1 in der Steuereinheit 5 einen Modulator 13 und parallel zum Reihenresonanzkreis aus der Schwingkreisspule 1 und dem Kondensator eine Reihenschaltung aus einem elektronischen Schalter, beispielsweise einen Triac 14^ und einer Primärwicklung 15 eines Transformators 16 auf. Der Triac 14 kann auch analog zum Transistor 7 und der Diode 8 durch einen Leistungstransistor mit einer zu dessen Kollektor-Emitterstrecke C-E in umgekehrter Durchlassrichtung parallel geschalteten Diode ersetzt sein. Die Sekundärwicklung 17 des Transformators 16 ist mit der Netzleitung P und der Massenleitung M_p verbunden. Seine Streuinduktivität kann gegebenenfalls die Schwingkreisspule 1 ersetzen. Die Strom-

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messwindung 3 kann in diesem Fall zwischen dem Triac 14 und der Primärwicklung 15 angeordnet sein.

Bei der Sendeeinrichtung nach Fig. 4 sind zwischen den Netzleitungen P und M_p ein Reihenresonanzkreis aus der Schwingkreisspule

1 und zwei hintereinander geschalteten Kondensatoren 2 und 2' geschaltet. Der Verbindungspunkt 18 zwischen diesen Kondensatoren

2 und 2' ist mit einer Null-Potential gegenüber allen Schaltungskomponenten führenden Leitung OV verbunden. Mit dieser sind die Emitter E und E¹ von zwei gegeneinander geschalteten Leistungs-Transistoren 7 und 7' und die Anoden von zwei Dioden 8 und 8^T verbunden. Der Kollektor C des Transistors 7 und die Kathode der Diode 8 sind an den Verbindungspunkt der Schwingkreisspule 1 und des Kondensators 2 angeschlossen. Der Kollektor C des Transistors 7' ist zusammen mit der Kathode der Diode 8' und einem Belag des Kondensators 2* mit der Massenleitung M_p verbunden. Die Steuerungseinheit 5 besteht in diesem Fall aus einem Halbwellendetektor 19 und einem kombinierten Multiplexer, Schwellenschalter und Modulator 2O mit Ausgängen 21 und 22 und damit und mit dem Halbwellendetektor 19 verbundenen UND-Toren 23 und 23', wobei beim UND-Tor 23' der eine Eingang invertiert ist'.

Der analog arbeitende Modulator 13 nach der Fig. 5 besteht aus einem Komparator 21, dessen erster Eingang für eine dem Vergleichsstrom I mittels eines Spannungsteilers aus dem festen Widerstand R1 und dem veränderbaren Widerstand R2 einstellbare proportionale Spannung und für eine vorzugsweise über einen Kondensator 22 zugeführte zu überlagernde Modulationsspannung υ_ς vorgesehen ist. Der zweite Eingang ist für die zum Strom I proportionale Spannung vorgesehen (Anschluss 4).

Der digital arbeitende Modulator 13 der Fig. 7 besteht aus dem Komparator 21, einem von einem spannungsgesteuerten Oszillator 25 gesteuerten digitalen Verzögerungsglied 26 und gegebenenfalls aus einer Korrekturschaltung 27.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Sendeeinrichtung nach der Fig. 1 anhand des Strom/Spannungsdiagrammes der Fig. 2 erklärt.

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In beiden Figuren ist:

I der Strom durch die Spule 1

Γ der Schwellenstrom
ο

lh. die Netzspannung

U die Spannung über dem Kondensator 2

U_M die Referenzspannung

I Steuersignal

T die Periodendauer des Signalstromes

T_n die Periodendauer der Resonanzfrequenz des Schwingkreises

t_ der Teil von T, während dem die Diode 8 und der Transistor 7 sperrt

t der Teil von T, während dem die Diode 8 oder der Transistor 7 leitet.

Die Schwellenschaltung 9 überwacht mittels der Strommessungswicklung 3 den Strom I und gibt auf den Ausgang 9a ein logisches Signal I_n-H für den Fall, dass I gleich oder grosser ist als der eingestellte Schwellenstrom I , und ein logisches Signal I=L für

ο U

den Fall, dass I < I ist. In analoger Weise erscheint am Aus-

gang 10a der Schwellenschaltung 1O für die Spannung ein H-Signal, wenn die Spannung U~ über dem Kondensator 2 die Referenzspannung U.. übersteigt und ein L-Signal, wenn die Spannung U„ < U,. ist. Das NOR-Tor 11 ist also gesperrt, wenn ein Η-Signal am Ausgang der Schwellenschaltung 9 für den Strom und/oder der Schwellenschaltung 10 für die Spannung vorhanden ist, wodurch ebenfalls der Transistor 7 gesperrt ist. Der Transistor 7 leitet, wenn an den Ausgängen beider Schwellenschaltungen 9 und 10 ein L-Signal auftritt, da dann am Ausgang des NOR-Tores 11 ein Η-Signal vorhanden ist.

Im folgenden wird vorerst die Referenzspannung U_M = O angenommen. Dann funktioniert die Schaltung wie folgt:

Am Anfang einer Periode T erreicht der Strom den eingestellten Wert I und die Spannung U„ über dem Kondensator 2 übersteigt U... Am Ausgang des NOR-Tores 11 ist deshalb L-Signal vorhanden, wel-

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ίο

ches den Transistor 7 sperrt. Der Strom I in der Schwingkreisspule 1 fliesst jetzt in den Kondensator 2. Der Strom I und die Spannung LU im jetzt freien Schwingkreis 1, 2 verlaufen annähernd sinusförmig mit der Zeit, wie dies in der Fig. 2 in der Periode t_s gezeigt wird. Beim nächsten Nulldurchgang der Spannung LL· am Ende der Periode t_g fliesst der Strom I durch die Diode 8, bis der Strom sein Vorzeichen ändert. Da nun die beiden Schwellenschaltungen 9 und 1O an ihren Ausgängen 9a und 10a L-Signal aufweisen, wird der Transistor 7 bis zum Ende der Periode t leitend. In dieser Periode t ist also der Strom I anfangs negativ und nimmt dann exponentiell zu, bis der Wert I am Ende der Periode

t. und somit am Ende der Periode T wieder erreicht wird, dann wird der Transistor 7 durch 9a wieder gesperrt, so dass sich über dem Kondensator wieder eine Spannung aufbauen kann und das ganze beginnt von vorne. Dies gilt aber nur während der positiven Halbwelle der Netzspannung. Die negative Halbwelle wird über 28 und 1 kurzgeschlossen. Die Zeit, welche der Strom I bis zum Erreichen des Schwellwertes I braucht, hängt einerseits vom Momentanwert der Spannung U und andererseits von der Grosse der Induktivität L der Schwingkreisspule 1 ab. Dabei gilt

ω =
ο

Das Intervall T ist deutlich langer als T . Damit ist ersichtlich,

1 °

dass die Signalfrequenz f = —=— direkt von der Netzspannung abhängt und sich demzufolge die Periode T im wesentlichen sinusförmig ändert. Die Sendeeinrichtung nach der Fig. 1 ist somit geeignet, beim Betrieb nach der Fig. 2 ein Signal mit wählbarer Breitbandigkeit zu liefern.

Diese Abhängigkeit des Verhältnisses f/f wird bestimmt durch den Parameter

^UN

u =

und ist somit von yu, L und vom eingestellten Schwellenstrom I abhängig.

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Für grosse Werte von u, das heisst für kleine Werte von I , L oder ω wird die Frequenzänderung klein, bei kleinen Werten von u entsteht ein breitbandigeres Signal.

Da der Schwellenstrom I in gewissen Grenzen frei wählbar ist, können durch eine Steuerung gemäss der Fig. 2 Frequenzabweichungen während einer halben Netzperiode erzeugt werden, welche beispielsweise für verschiedene logische Zustände kennzeichnend sind, welche über die Netzleitungen übermittelt werden sollen.

Das frequenzmodulierte breitbandige Signal eignet sich besonders gut für die Uebermittlung von Zählerständen oder anderen Informationen mittels zahlreicher über die Netzleitungen verteilter Sendeeinrichtungen entgegen dem Netzenergiefluss zu einem oder mehreren in einer Zentrale für die Ermittlung dieser Information angeordneten Empfänger. Die Sendeeinrichtungen sind einfach und wenig kostspielig, da sie sich mit wenigen Halbleiterbausteinen bauen lassen. Wenn die Frequenzabweichung eine bestimmte Form hat, können die empfangenen Signale zeitlich und/oder der Frequenz nach gemäss einem früheren Vorschlag (CH-PS ..., CH-Patentanmeldung Nr. 6125/77 vom 17. Mai 1977) durch eine an die Modulation in der Sendeeinrichtung angepassten Demodulation komprimiert und detektiert werden. Da die im Uebermittlungspfad vorhandenen Störungen in der Regel der Frequenz nach diskret über das Signalspektrum und die Störimpulse zeitdiskret über die Signaldauer verteilt sind, lässt sich mit Hilfe geeigneter Rauschfilter im Empfänger ein sicheres, empfindliches Uebermittlungssystem mit hohem Nutzsignal/Rauschverhältnis im Empfänger realisieren, da dort die Störsignale nach der Rausch-Filterung und Komprimierung einen bedeutend geringeren Leistungspegel als die Nutzsignale aufweisen.

Die Beispiele beschreiben praktische Realisierungen, wo die Netzlast direkt zwischen die Netzleitungen geschaltet ist. Deshalb lassen sich mit diesen Sendeeinrichtungen sehr kräftige Signale erzeugen. Dabei ist der Energieaufwand zur Steuerung der Schwin-

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gungserzeugung in der Steuerungseinheit 5 sehr gering. Er beträgt nur einige Zehntel Prozent der erzeugten Schwingungsener- , gie und erfordert keine grossen Speisegeräte für die Signalerzeugung .

Die Sendeeinrichtung nach der Fig. 1 wirkt nur bei einer halben Netzwelle. Die Ankopplung der Sendeeinrichtung an die Netzleitungen P, Mp kann mittels eines Transformators erfolgen. Diese Variante hat den Vorteil, dass über dem Kondensator geringere Spannungen U_ auftreten, wenn das Uebersetzungsverhältnis so gewählt wird, dass die Spannung auf der Netzseite höher ist, also mit einem Uebersetzungsverhältnis von der Oszillatorseite zur Netzseite von η : 1, wobei η ein Wert zwischen 0,1 bis 0,5 betragen kann. Ferner erlaubt sie eine galvanische Trennung der Sendeeinrichtung vom Netz.

Die Sendeeinrichtung nach Fig. 3 stellt eine besondere Art einer vorhergehend besprochenen Einrichtung dar. Dabei werden durch die sich von der Fig. 1 unterscheidende Ausführungsform der Steuereinheit und der Einfügung eines Triac in die Verbindung zwischen dem Serienresonanzkreis und der Primärwicklung 15 des Transformators 16 weitere Vorteile gewonnen.

Die Steuereinheit 5 ist zusätzlich zu derjenigen der Fig. 1 mit einem einesteils durch die Schwellenschaltungen 9 und 10 und andererseits durch je eine Verbindung mit dem Phasenleiter P und der Massenleitung M_p verbundenen Modulator 13 gesteuert. Dadurch lassen sich Signale mit während einer Halbwelle der Netzspannung von der Sinusform mehr oder weniger stark abweichender Modulation erzeugen, wie später mit Hilfe der Fig. 4 bis 7 noch näher erklärt wird.

Der Modulator 13 ist ferner mit einer Steuerschaltung ausgestattet, durch welche der Triac nur während eines gewissen Teils der Netzhalbwelle, bei einer solchen von 50 Hz beispielsweise nach

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einer Verzögerung von 2 ms nach Durchgang der Netzhalbwelle durch Null durchlässig wird und nach einer Verzögerung von 8 ms wieder , ausschaltet. Dadurch wird ein wirksamer Schutz gegen einen bleibenden Kurzschluss über den Triac 14 und die Diode 8 während der negativen Halbwellen gewährleistet. Die Sekundärwicklung 17 des Transformators ist zwischen die Phasenwicklung P und die Massenleitung Mp geschaltet, wie dies auch bei vorhergehend besprochenen Ausführungsformen der Fall ist.

Der Transformator 16 ist in diesem Fall in Reihe zum Reihenresonanzkreis aus der Schwingkreisspule 1 und dem Kondensator 2 geschaltet. Seine Streuinduktion geht dabei in die Gesamtinduktion ein. Da der Transformator bei einer Veränderung der Grundfrequenz der Sendeeinrichtung unverändert gelassen werden kann und nur die Induktion der Schwingkreisspule bei einem Wechsel der Grundfrequenz verändert werden muss, ist diese Ausführungsart der Sendeeinrichtung besonders vorteilhaft, wenn diese in Modulbauweise ausgeführt wird. Dabei kann die Schwingkreisspule 1 für alle Grundfrequenzen in gleicher Ausführung gebaut werden, wobei für die einzelnen Grundfrequenzen f Abgriffe an dieser vorgesehen werden können, welche entsprechend verdrahtet werden.

Die Sendeeinrichtung nach der Fig. 4 erlaubt die Ausnutzung beider Netzhalbwellen für die Ansteuerung der Netzlast 1,2 und 2', indem während der einen Netzhalbwelle der erste Leistungs-Transistor 7 und die zweite Diode 8' leitet und während der zweiten Netzhalbwelle der zweite Transistor 7' und die erste Diode 8 durchlässig sind. Die beiden in Serie zur Schwingkreisspule 1 geschalteten Kondensatoren 2 und 2¹ übernehmen dabei abwechslungsweise die Ladung 8 gegenüber der Nullpotentialleitung OV.

Der Halbwellendetektor 19, der mit den Netzleitungen verbunden ist, bildet an seinem Ausgang während jeder positiven Netzhalbwelle L-Signal. Der durch dieses sowie durch die Spannungen U und U' über den Kondensatoren 2 und 2^: und den Strom durch die Strommesswindung 3 gesteuerte teultiplexer/Modulator 2O gibt an seinem

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Ausgang 21 während der ersten Netzhalbwelle und an seinem Ausgang 22 während der zweiten Netzhalbwelle ein Η-Signal ab. Durch das UND-Tor 23 und das einen invertierten Eingang aufweisende UND-Tor 23' werden dabei die Transitoren 7 und 7' abwechslungsweise während beider Netzhalbwellen angesteuert. Im Multiplexer/Modulator tor 20 kann vorzugsweise ebenfalls eine Schaltung für eine locken-* de Ansteuerung während nur einer oder einiger Netzhalbwellen für eine codierte Tastung vorhanden sein.

Die Nullpotential OV führende Leitung des aus den--beiden Kondensatoren 2 und 2', den beiden Transistoren 7 und 7' und den Dioden 8 und 8¹ bestehenden Leistungsteile ist vorzugsweise von der Nullpotential führenden Leitung der Steuereinheit 5 galvanisch getrennt. Ebenfalls sollen in diesem Fall die Steuereinheit 5 und der Leistungsteil, beispielsweise durch Optokoppler voneinander galvanisch getrennt sein.

Der in Fig. 5 dargestellte und die Modulation des Stromes I für die Steuerungseinheit der Fig. 1 liefernde oder Bestandteil der Steuerungseinheit 5 der Sendeeinrichtung der Fig. 3 oder Fig. 4 bildende analog betriebene Modulator 13 besteht im wesentlichen aus einem Komparator 21, dessen invertierender Eingang mit einer dem einstellbaren Strom I proportionalen Spannung, der eine netzspannungsabhängige Modulationsspannung über einen Kondensator 22 überlagert wird, gespeist wird. Am andern Eingang (+) ist die zu I proportionale Spannung des Anschlusses 4 angelegt. Die Modulatoreingangsspannung lässt sich mit Hilfe eines beliebigen netzspannungssynchronisierten Signalgenerators erzeugen. Auf diese Weise lassen sich mit Hilfe der Sendeeinrichtungen nach Fig. 1, 3 und 4 breitbandige Signale erzeugen, bei denen sich die Frequenz während einer Signalperiode von 10 ms, entsprechend einer Netzhalbwelle gemäss den in Fig. 6 dargestellten Formen verändert. Solche Signale lassen sich mittels der vorbeschriebenen Empfänger einwandfrei detektieren und auswerten. Auf diese V/eise lassen sich Signalformen mit optimaler spektraler Verteilung und/oder für besondere Codeformen signifikante Signale erzeuger-. ,

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Im digital arbeitenden Modulator 13 gemäss der Fig. 7 wird vorerst am Ausgang des Kamparators 21 eine feste Spannung erzeugt. Diese ist abhängig von einer dem vorzugsweise auf einen niedrigen Wert von beispielsweise 2O % des Stromes I, durch einen einstellbaren Widerstand festgelegten Referenzstrom I proportionalen Spannung. Das digitale Ausgangssignal des Komparators 21 wird im digitalen Verzögerungsglied 26, das beispielsweise aus einem durch den spannungsgesteuerten Oszillator 25 in Abhängigkeit von dessen Ausgangsfrequenz fortgeschalteten Zähler bestehen kann» digital verzögert. Diese Verzögerung bewirkt im Prinzip eine Heraufsetzung der Schwelle des Stromes I der Fig. 2. Der spannungsgesteuerte Oszillator 25 wird durch eine netzsynchronisierte Modulationsspannung angesteuert. Es entsteht eine resultierende Taktfrequenz im Bereich 2OO - 18OO kHz. Am Ausgang der Verzögerungsschaltung 26 wird die digitale Steuerspannung zur Ansteuerung des Transistors 7 oder 7¹ entnommen.

Durch die Modulation der Stromschwelle I wird natürlich die Aus-

gangsstromamplitude beeinflusst. Dies ist in gewissen Grenzen ohne weiteres zulässig.

Die Veränderung der Netzinduktivität, die mit der Schwingkreisspule 1 in Serie geschaltet ist, hat aber auf den Frequenzverlauf der Signale gemäss Fig. 2 und 6 einen Einfluss. Erhöht sich z.B. die Netzinduktivität, so wird das ganze Frequenzspektrum nach unten verschoben. Das Gegenteil geschieht bei sinkender Netzinduktivität. Ein analoger Einfluss kann beim Verändern der Netzspannung beobachtet werden. Diese Frequenzschwankungen können mit Hilfe einer Korrekturschaltung 27 ausgeglichen werden, indem im Scheitel der Netzhalbwelle die Soll-Periodenlänge mit der Ist-Periodenlänge verglichen wird und die Korrekturschaltung 27 entsprechend mehr oder weniger verzögert .

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Claims

PATENTANSPRUECHE

1. I Einrichtung zur Erzeugung schmalbandiger oder breitbandiger Tonfrequenz-Signale mit Hilfe einer Sendeeinrichtung für eine Netzüberlagerungs-Meldeanlage mit einer ständig an die Leiter eines Wechselstrom-Versorgungsnetzes angeschlossenen Netzlast, welche durch ein Informationssignal gesteuert wird, mit einer Steuerungseinheit und mit mindestens einem von dieser in Abhängigkeit von der auf einer bestimmten Phasenleitung momentanen Grosse der Netzspannung betätigten Schalter, der eine periodische Verbindung einer Komponente der Netzlast mit den Leitern ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter aus mindestens einem Leistungs-Transistor (7, 7¹) mit je einer zu dessen Kollektor-Emitterstrecke (C-E) in umgekehrter Durchlassrichtung parallel geschalteten Diode (8, 8¹) besteht.

2. Einrichtung nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalttransistor (7, 7") durch eine aus je einer Schwellenschaltung (9) für den durch die Last fliessenden Momentanstrom (i), einer Schwellenschaltung (10) für die momentane Spannung (U-J an einem Kondesnator (2) der Netzlast, einem von diesen beiden Schwellenschaltungen (9, 10) gesteuerten NOR-Tor (11) und einer Verstärkerschaltung (12) für dessen Ausgangssignal bestehende Steuerungseinheit (5) gesteuert ist.

3. Einrichtung nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Schalttransistor (7) geschaltete Netzlast durch einen Transformator (16) an das Netz angeschlossen ist.

4. Einrichtung nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter aus zwei gegenüber einer Bezugsspannungsleitung (OV) in Bezug auf die Durchlassrichtung spiegelbildlich angeordneten Leistungs-Transistoren (7, 7') und je einer zu deren Kollektor-Emitterstrecke (C-E) in umgekehrter Durchlassrichtung parallel geschalteten Dioden (8, 8") besteht.

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5. Einrichtung nach dem Patentanspruch 1 uprü 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (5) einen von den Schwellenschaltungen (9, 10) und einem netzfrequenzabhängigen Eingangssignal gesteuerten Modulator (13) enthält.

6. Einrichtung nach dem Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (5) aus einem Halbwellendetektor (19) für die Netzfrequenz, einem von diesem gesteuerten Multiplexer, Schwellenschalter und Modulator (20) und zwei von diesen angesteuerten UND-Toren (23, 23') besteht.

7. Einrichtung nach dem Patentansprüche 2, 3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulator (13) aus einem Komparator (21) für einen einstellbaren Strom (i ) und eine variable Spannung besteht.

8. Einrichtung nach dem Patentanspruch*2, 3, 5 und 6 für digitale Schalteransteuerung, dadurch gekennzeichnet, dass sie,aus einem Komparator (21) für einen einstellbaren Strom (i ), aus einem spannungsgesteuerten Oszillator (25) und einem digitalen Verzögerungsglied (26) besteht.

9. Einrichtung nach dem Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Egalisierung der Netzeinflüsse auf die Frequenz dem digitalen Verzögerungsglied (26) eine Korrekturschaltung (27) nachgeschaltet ist.

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