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Anordnung zur Einspeisung von hoch-
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frequenten Signalen in eine Leitung Die Erfindung bezieht sich auf
eine Anordnung zur Einspeisung von hochfrequenten Signalen in eine Leitung, an die
mehrere Peripherie-Einheiten angeschlossen sind.
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Bei einer bekannten Anordnung zur Einspeisung hochfrequenter Signale
in eine Leitung ist diese von den Sendern und Empfängern galvanisch entkoppelt (DT-OS
25 03 733). Die Peripherie-Einheiten sind je durch zwei getrennte Kreise an die
Leitung angeschlossen. Ein Kreis stellt eine Verbindung zur Leitung her, wenn die
Peripherie-Einheit sendet. In diesem Sendekreis sind zwischen der Übertragerwicklung
und der Leitung Dioden angeordnet. Die vom Sender sekundär erzeugte Spannung muss
die Schwellenspannung der Dioden überschreiten. Wenn eine Peripherie-Einheit nicht
sendet, wirken die Dioden wie offene Schalter. Die Leitung wird daher nicht durch
den Sender belastet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Einspeisung
von hochfrequenten Signalen in eine Leitung derart weiterzuentwickeln, dass eine
grosse Anzahl von Sendeeinheiten ohne störende Beeinflussung des Ubertragungsweges
und ohne Übertragerankopplung angeschlossen werden kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Sendeeinheiten,
denen die Betriebsgleichspannungen bzw.
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-ströme über die Leitung zuführbar sind, an die Leitung über Diodenbrückenschaltungen
angeschlossen sind, denen in der Sendeeinheit jeweils eine Spannungsstabilisierungsschaltung
nachgeschaltet ist, mit deren Ausgangsspannung ein Oszillator und ein von diesem
gesteuerter Spannungs-Strom-Wandler gespeist ist, dessen einen eingeprägten Strom
abgebender Ausgang an die Diodenbrückenschaltung angeschlossen ist.
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Es können alle Sendeeinheiten von einer gemeinsamen Betriebsspannungsquelle
gespeist werden. Weiterhin ist es möglich, an die Leitung angeschlossene Empfangseinheiten
auf die gleiche Weise, nämlich über Diodenbrückenschaltungen und Spannungsstabilisierungsschaltungen
mit hochohmigen Eingängen mit Energie zu versorgen. Sofern ein Sender und ein Empfänger
in einer Einheit angeordnet sind, reicht für die Betriebsspannungsversorgung eine
Spannungsstabilisierungsschaltung aus. Eine gesonderte Energieversorgungseinrichtung
für jede Peripherie-Einheit ist nicht mehr erforderlich. Die Diodenbrücken sorgen
auch bei Vertauschung ihrer Eingangsanschlüsse an den Ausgängen für Spannungen von
gleicher Polarität, so dass
eine irrtümliche Vertauschung keine
nachteiligen Folgen hat. Übertrager werden eingespart. Daher ergeben sich Gewichts-
und Volumeneinsparungen. Die Anordnung lässt sich überdies kostengünstiger herstellen.
Die von den Sendeeinheiten hervorgerufene Dämpfung des Übertragungsweges ist auf
vernachlässigbar kleine Werte beschränkt. Darüber hinaus werden störende Reflexionsstellen
vermieden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Amplitude
des eingeprägten Stroms wesentlich kleiner als die Grösse des der Sendeeinheit zuführbaren
Betriebsgleichstroms ist. Die hochfrequenten Signale sind dem Betriebsgleichstrom
überlagert. Durch die hohe Frequenz und die kleinen Amplituden wirkt sich diese
Überlagerung nicht auf die mit der Spannungsstabilisierungsschaltung erzeugte geregelte
Betriebsgleichspannung aus. Verzerrungen der Signalströme durch die Diodenbrückenschaltung
werden wegen der Grundlast, die der Betriebsgleichstrom für die Dioden darstellt,
vermieden.
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Vorzugsweise ist die Ausgangsspannung der Spannungsstabilisierungsschaltung
gleich oder kleiner als die Hälfte der Nenngleichspannung auf der Leitung. Die Betriebsgleichspannung
auf der Leitung kann innerhalb eines relativ grossen Bereiches schwanken, ohne dass
die Ausgangsspannung der Spannungsstabilisierungsschaltung beeinträchtigt wird.
Die
Anordnung arbeitet auch dann noch einwandfrei, wenn sich die
Zahl der Peripherie-Einheiten und deren Energiebedarf in grösserem Ausmass ändert.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in einer Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere Merkmale sowie Vorteile
ergeben.
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An eine Zweidrahtleitung 1, 2 sind Peripherie-Einheiten 3,4 angeschlossen.
Bei der Einheit 4 handelt es sich um einen Sender für hochfrequente Signale, die
in die Zweidrahtleitung 1, 2 eingespeist werden sollen. Der Aufbau der Sendeeinheit
4 ist in der Zeichnung näher dargestellt. Die Einheit 3 kann als Sender und/oder
Empfänger ausgebildet sein.
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Die Zweidrahtleitung 1, 2 ist an ihren Enden mit dem Wellenwiderstand
5 abgeschlossen. Ein weiteres Gerät 6 speist eine Betriebsgleichspannung in die
Zweidrahtleitung 1, 2 ein. Die Gleichspannung dient zur Versorgung der angeschlossenen
Peripherie-Einheiten 3, 4 und kann z.B. 15 Volt betragen.
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Die Sendeeinheit 4 ist über eine Diodenbrückenschaltung 7 an die Zweidrahtleitung
1, 2 angekoppelt. Es sei angenommen, dass die Gleichspannungen auf den Adern 1,
2 der Zweidrahtleitung positive bzw. negative Polarität haben. Über die für positive
Polarität der Ader 1 in Durchlassrichtung gepolte Diodenbrückenschaltung 7 fliesst
dann ein Gleichstrom zu einer mit dem einen Ausgangsanschluss der Diodenbrückenschaltung
verbundenen Leitung 8. Der andere Ausgangsanschluss der Diodenbrückenschaltung ist
an Masse der Sendeeinheit gelegt.
Mit der Leitung 8 steht der Eingang
einer Gleichspannungsstabilisierungsschaltung 9 in Verbindung. Die Schaltung 9 wandelt
die über die Zweidrahtleitung 1, 2 und die Diodenbrückenschaltung zugeführte Gleichspannung
in eine niedrigere Gleichspannung um, die z.B. 5 Volt beträgt. Die Ausgangsgleichspannung
ist also bedeutend kleiner als die Eingangsgleichspannung, so dass die Stabilisierungsschaltung
noch bei grösseren Schwankungen der Eingangsgleichspannung einwandfrei arbeitet.
Die Stabilisierungsschaltung 9 hat einen hohen Eingangswiderstand für hochfrequente
Signale. Vorzugsweise ist der Eingangswiderstand für Gleichströme gering. Daher
bewirkt die Stabilisierungsschaltung 9 keine störende Dämpfung der hochfrequenten
Signale auf der Zweidrahtleitung 1, 2 während die Versorgungsgleichspannung ohne
störende Verluste weiterverarbeitet wird. Mit der Spannungsstabilisierungsschaltung
9 sind die Betriebsspannungsanschlüsse eines Oszillators 10 und eines-Spannungs-Strom-Wandlers
11 verbunden.
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Der Oszillator 10 wird über ein Signal, das auf einen Steuereingang
12 gegeben wird, ein- oder ausgetastet.
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Der eingetastete Oszillator 10 gibt ein hochfrequentes Wechselspannungssignal
ab, das dem Spannungs-Strom-Wandler 11 zugeführt wird, der an einem Ausgang 13 einen
eingeprägten Strom erzeugt. Dieser Ausgang 13 steht mit der Leitung 8 bzw. dem an
die Leitung 8 angeschlossenen Ausgang der Diodenbrückenschaltung 7 in Verbindung.
Der Spannungs-Strom-Wandler 11 hat somit einen hochohmigen Ausgang. Der eingeprägte
Strom fliesst vom Ausgang 13 über die Diodenbrückenschaltung 7 in die Zweidrahtleitung
1, 2. Dabei erhöht oder vermindert der eingeprägte Strom den durch die Diodenbrückenschaltung
7 fliessenden
Strom. Zweckmässigerweise ist die Amplitude des eingeprägten
Stroms wesentlich kleiner als die Höhe des der Sendeeinheit 4 zugeführten Betriebsgleichstroms.
Die Dioden der Brückenschaltung 7 werden dadurch in einem Bereich der Kennlinie
betrieben, in dem keine Verzerrungen des eingeprägten Stroms auftreten.
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Die Eingangsimpedanz der Sendeeinheit ist aufgrund des hochohmigen
Eingangswiderstandes der Stabilisierungsschaltung 8 und des hochohmigen Ausgangswiderstandes
des Spannungs-Strom-Wandlers 11 sehr gross. Infolgedessen werden eine störende Dämpfung
und die Erzeugung von Reflexionen vermieden. Es können daher zahlreiche Peripherie-Einheiten
4 mit der Zweidrahtleitung 1, 2 verbunden werden.
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Da das Gerät 6 die Einheiten 3, 4 mit Energie über die Zweidrahtleitung
1, 2 versorgt, sind in den einzelnen Einheiten keine gesonderten Netzgeräte oder
Batterien notwendig. Dadurch ergeben sich Kostenersparungen bei der Herstellung
und Installation.
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Wenn die Anschlüsse der Diodenbrückenschaltung umgekehrt wie in der
Zeichnung an die Adern 1, 2 angeschlossen werden, erhält die Leitung 8 nach wie
vor eine Spannung von positiver Polarität. Es ist deshalb ohne Belang, welche Eingangsanschlüsse
an die Übertragungsleitung gelegt werden.
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An die Zweidrahtleitung 1, 2 angeschlossene Empfänger, die in der
Zeichnung nicht näher dargestellt sind, können ebenfalls über eine Diodenbrückenschaltung
7 mit Energie versorgt werden. Ein hochohmiger Eingang ist bei Empfängern in der
Regel vorhanden, so dass neben zahlreichen Sendern auch zahlreiche Empfänger mit
der Zweidrahtleitung 1, 2 verbunden sein können.
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L e e r s e i t e