DE3030245A1

DE3030245A1 - Transmission overload protection appts. - has protection compensating amplifier triggered by absolute value and by direction of overload measuring triggers

Info

Publication number: DE3030245A1
Application number: DE19803030245
Authority: DE
Inventors: Kari 3012 Langenhagen Kirkko-Jaakkola
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1980-08-09
Filing date: 1980-08-09
Publication date: 1982-03-18
Also published as: DE3030245C2

Abstract

Circuit design for triggering an overload protection system in an amplifier. The protection circuit triggering is dependent upon the amplitude of an incoming interfering voltage, it is designed to operate quickly to insert an antiphase signal to reduce the level of the interference. The protection amplifier (1) inserts a compensatory signal onto the transmission line (3,5) by means of a transformer coupling (4). The protection amplifier (1) monitors the incoming signal (2) on a 'pilot' wire (3) and has associated circuitry (6,7,9) to monitor the absolute value and differential quotient direction of the interfering overload signal so that the logic circuit (7) operates a relay (10) to cause the protection amplifier (1) to insert its protection signal onto the line. A Schmitt trigger (9) is used to determine interfering overload direction and absolute valve.

Description

Vorrichtung zum Auslösen der Funktionsfähigkeit eines Verstärkers inDevice for triggering the functionality of an amplifier in

einem Gerät zum aktiven Reduktionsschutz Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auslösen der Funktionsfähigkeit eines Verstärkers in einem Gerät zum aktiven Reduktionsschutz für Fernmelde- und Signalkabel.a device for active reduction protection The invention relates to a device for triggering the functionality of an amplifier in one Device for active reduction protection for telecommunication and signal cables.

Aus der deutschen Patentschrift 16 90 370 sind Geräte zum aktiven Reduktionsschutz bekannt, die einen Verstärker enthalten, dem die zu kompensierende Störspannung zugeführt wird und der das kompensierende Signal über einen Koppeltransformator in die einzelnen Adern des zu schützenden Kabels einspeist. Diese Verstärker brauchen für ihren Betrieb erhebliche Leistungen, und zwar auch dann, wenn störende Spannungen nicht anstehen, z. B. bei wenig befahrenden Eisenbahnstrecken, bei denen Störspannungen nur in einem Bruchteil der Gesamtbetriebszeit auftreten.From the German patent 16 90 370 devices for active Reduction protection known that contain an amplifier to which the to be compensated Interference voltage is supplied and the compensating signal via a coupling transformer feeds into the individual wires of the cable to be protected. These amplifiers need significant performance for their operation, even when there are disruptive voltages do not queue, e.g. B. on little-traveled railway lines where interference voltages occur only in a fraction of the total operating time.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zum Auslösen der Funktionsfähigkeit des Verstärkers anzugeben, die nur dann anspricht, wenn die störende Spannung eine gewisse Höhe erreicht bzw. überschritten hat. Dabei versteht man unter Auslösen der Funktionsfähigkeit den Übergang vom Bereitschaftsbetrieb, bei dem die die meiste Leistung verbrauchenden Endstufen noch außer Betrieb sind, während die Eingangsstufen, die nur wenig Leerlaufleistung aufnehmen, schon in Betrieb sind auf den Zustand, daß die Endstufe eingeschaltet wird und ein geschwungen ist und dann das Eingangssignal angeschaltet wird. Ebenso soll beim Ausbleiben des Störsignals die Endstufe abgeschaltet werden.The present invention is based on the object of a device to trigger the functionality of the amplifier, which only responds when the disturbing voltage has reached or exceeded a certain level. Included is understood by triggering the functionality, the transition from standby mode, in which the power amplifiers consuming the most power are still out of order, while the Input stages that only consume little idle power, are already in operation to the state that the output stage is switched on and on has swung and then the input signal is switched on. Likewise with If there is no interference signal, the output stage can be switched off.

Gemäß der Erfindung erfolgt dies dadurch, daß die Freigabe und Sperrung der Funktionsfähigkeit des Verstärkers in Abhängigkeit von der Höhe der auftretenden Störspannung und von dem Absolutwert und der Richtung des Differentialquotienten der auftretenden Störspannung über eine logische Schaltung erfolgt. Der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommt der wesentliche Vorteil zu, daß das störende Signal bei Überschreiten einer gewissen Höhe und bei Vorliegen eines gewissen zeitlichen Anstieges die Vorrichtung voll betriebsfähig schaltet. Da dies relativ schnell vor sich geht, tritt eine erhebliche Beeinträchtigung des Fernsprech- bzw.According to the invention, this is done in that the release and blocking the functionality of the amplifier depending on the level of the occurring Interference voltage and from the absolute value and the direction of the differential quotient the occurring interference voltage takes place via a logic circuit. The invention Device has the main advantage that the interfering signal when exceeded a certain height and when there is a certain increase in time, the device switches fully operational. Since this happens relatively quickly, a significant amount occurs Impairment of the telephone or

Signalverkehrs nicht ein, und es kann dennoch der Energieaufwand für den vollen Betrieb des Verstärkers für die Zeit gespart werden, in der kein Störsignal ansteht.Signal traffic is not one, and it can still drain the energy for the full operation of the amplifier can be saved for the time in which there is no interfering signal pending.

Gemäß der Erfindung wird die Höhe der Störspannung durch einen Schwellwertverstärker erfaßt, dessen Eingang an der Pilotader liegt. Dies kann z. B. mit Hilfe eines ohnehin vorhandenen Schwellwertverstärkers geschehen, der hinter dem Koppeltransformator liegt und dafür vorgesehen ist, die reduzierte Störspannung zu überwachen und der, sobald der Verstärker außer Betrieb ist, erfindungsgemäß dazu verwendet werden kann, die Höhe der anstehenden und somit noch nicht kompensierten Störspannung zu erfassen.According to the invention, the level of the interference voltage is determined by a threshold amplifier detected whose input is on the pilot wire. This can e.g. B. with the help of an anyway existing threshold amplifier happen behind the coupling transformer and is intended to monitor the reduced interference voltage and the, as soon as the amplifier is out of order, it can be used according to the invention to to detect the level of the pending and therefore not yet compensated interference voltage.

In Weiterbildung der Erfindung wird der Absolutwert und die Richtung des Differentialquotienten der anstehenden Störspannung mit Hilfe eines Schmitt-Triggers mit vorgegebener Hysterese erfaßt, wobei der Absolutwert über das Standsignal erfaßt wird und die Richtung des Differentialquotienten über die Flankensignale. Entsprechende Signale werden von dem Schmitt-Trigger der logischen Schaltung zugeführt.In a further development of the invention, the absolute value and the direction the differential quotient of the pending interference voltage with the help of a Schmitt trigger detected with a specified hysteresis, the absolute value being detected via the level signal and the direction of the differential quotient over the edge signals. Appropriate Signals are fed from the Schmitt trigger to the logic circuit.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Lehre der Erfindung dargestellt. Das Gerät zum aktiven Reduktionsschutz besteht im wesentlichen aus dem Verstärker 1, dem bei 2 das aus der Pilotader 3 entnommene Störsignal zugeführt wird. Der Ausgang des Verstärkers 1 liefert eine kompensierende Spannung, die über den Koppeltransformator 4 sowohl in die Pilotader als auch in die anderen durch eine einzige Ader 5 symbolisierten Adern des Kabels eingespeist wird.In Fig. 1 is an embodiment of a device according to the teaching of the invention shown. The device for active reduction protection essentially consists from the amplifier 1, to which the interference signal taken from the pilot wire 3 is fed at 2 will. The output of the amplifier 1 provides a compensating voltage that is about the coupling transformer 4 through both the pilot wire and the others a single wire 5 symbolized wires of the cable is fed.

Ist nun der Verstärker 1 in Bereitschaft, d. h. seine Eingangsstufen liegen an der Speisespannung - U3, und seine Endstufe ist noch nicht in Betrieb, so steht ein etwa auftretendes Störsignal zunächst am Schwellwertverstärker 6 an. Sobald der Schwellwertverstärker 6 eine ltindesthöhe der Störspannung ermittelt, gibt er ein entsprechendes Signal in die logische Schaltung 7. Die Funktion des Schwellwertverstärkers 6 kann auch durch den Schwellwertverstärker 8 übernommen werden, der bei vollem Betrieb des Gerätes dazu dient, die Restspannung an der Pilotader zu überwachen. Absolutwert und Richtung des Differentialquotienten der auftretenden Störspannung werden durch den Schmitt-Trigger 9 erfaßt, der bei Auftreten und Abklingen von Störsignalen seinerseits Signale an die logische Schaltung 7 gibt. Sind die Voraussetzung für das Einschalten des Gerätes gegeben, so wird von der logischen Schaltung 7 das Relais 10 betätigt, das - wie vorstehend beschrieben - die Auslösung der Funktionsfähigkeit des Verstärkers vornimmt. Anstelle des Relais 10 können auch optoelektronische Koppelglieder oder Halbleiter-Netzwerke verwendet werden.If the amplifier 1 is now ready, i. H. its entrance steps are on the supply voltage - U3, and its output stage is not yet in operation, an interfering signal that may occur is initially present at the threshold amplifier 6. As soon as the threshold amplifier 6 determines a minimum level of the interference voltage, he gives a corresponding signal in the logic circuit 7. The function of the Threshold amplifier 6 can also be taken over by threshold amplifier 8 which, when the device is in full operation, serves to reduce the residual voltage on the pilot wire to monitor. Absolute value and direction of the differential quotient of the occurring Interference voltages are detected by the Schmitt trigger 9, which occurs when it occurs and when it decays from interfering signals in turn signals to the logic circuit 7. Are the The prerequisite for switching on the device is given by the logical Circuit 7 actuates relay 10, which - as described above - tripping the functionality of the amplifier. Instead of the relay 10 can also optoelectronic coupling elements or semiconductor networks are used.

Da einerseits das Ausbleiben der an den Eingängen der logischen Schaltung 7 anstehenden Signale zu einem Sperren der Funktionsfähigkeit des Verstärkers führen würde, und andererseits berücksichtigt werden muß, daß kurzzeitige Unterbrechungen des Störsignals auftreten können, ist mit Vorteil die Sperre der Funktionsfähigkeit vom Ablauf eines Verzögerungsgliedes abhängig. Dies kann z. B. dann zweckmäßig sein, wenn in der Nähe eines Haltepunktes ein Zug eine gewisse Zeit lang fahrplanmäßig hält und beim Anfahren mit einem erhöhten erneuten Störsignal zu rechnen ist, vorausgesetzt, daß diese Zeit nicht allzu lange ist. Der Differentialquotient der auftretenden Störspannung erlaubt es, anzugeben, ob ein solcher beabsichtigter Halt des Zuges vorliegt, weil dann die Störspannung sehr steil abfällt und beim Anfahren sehr steil wieder ansteigt, während sie beim normalen Einfahren des Zuges in den Bereich, der von dem Gerät erfaßt wird, nur langsam ansteigt bzw. beim Ausfahren des Zuges langsam abfällt. Die Verzögerung, die hier erforderlich ist, kann z. B. durch den Prozesser in der logischen Schaltung 7 durchgeführt werden.On the one hand, there is the absence of at the inputs of the logic circuit 7 pending signals lead to a blocking of the functionality of the amplifier would, and on the other hand, it must be taken into account that short-term interruptions of the interference signal can occur, it is advantageous to block the functionality depends on the sequence of a delay element. This can e.g. B. then be appropriate, if a train is scheduled for a certain time near a stop stops and when starting up an increased renewed interference signal is to be expected, provided that that this time is not too long. The differential quotient of the occurring Interference voltage allows to specify whether such an intentional Stop of the train is present, because then the interference voltage drops very steeply and at Start-up rises again very steeply, while it rises during normal entry of the train in the area that is covered by the device, rises only slowly or when extending of the train slowly drops. The delay that is required here can e.g. B. be carried out by the processor in the logic circuit 7.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Freigabe und die Sperrung im Verstärker zu vollziehen. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß in den Eingang des Verstärkers oder in die Arbeitspunkteinstellung seines Leistungsteils eingegriffen wird oder daß die Freigabe oder Sperre durch Freigabe oder Sperrung der Treiberstufe des Verstärkers erfolgt. Welche dieser Möglichkeiten ausgenutzt wird, wird im wesentlichen davon abhängen, ob die Übertragung des Signals aus der logischen Schaltung auf den Verstärker über ein Relais oder einen Optokoppler oder ein Halbleiter-Netzwerk erfolgt.There are now different options for enabling and blocking to be carried out in the amplifier. This can e.g. B. happen that in the entrance of the amplifier or intervened in the operating point setting of its power unit or that the enable or disable by enabling or disabling the driver stage of the amplifier takes place. Which of these possibilities is used, is essentially depend on whether the transmission of the signal from the logic circuit to the Amplifier takes place via a relay or an optocoupler or a semiconductor network.

Es ist bisher davon ausgegangen worden, daß sowohl die Bereitschaft als auch der volle Betriebsstrom aus ein und derselben Stromquelle gezogen wurde.So far it has been assumed that both the willingness as well as the full operating current was drawn from one and the same power source.

In Weiterbildung der Erfindung ist es nun möglich, daß die Schwellwertverstärker, die Schmitt-Trigger und die logische Schaltung aus einer Hilfsstromquelle gespeist werden und der Verstärker aus einer gesonderten Stromquelle gespeist wird und daß die Freigabe der Funktionen des Verstärkers erst dann erfolgt, wenn die gesonderte Stromquelle über die logische Schaltung an den Verstärker angelegt und diese eingeschwungen ist.In a further development of the invention, it is now possible that the threshold amplifiers, the Schmitt trigger and the logic circuit are fed from an auxiliary power source and the amplifier is fed from a separate power source and that the amplifier functions are only enabled when the separate Current source applied to the amplifier via the logic circuit and this settled is.

Ein Ausführungsbeispiel der letztgenannten Variation des Erfindungsgegenstandes ist in Fig. 2 dargestellt. Die Hilfsspannung 11 speist hier die Zusatzgeräte wie die beiden Schwellwertverstärker, den Schmitt-Trigger und die logische Schaltung. Der Verstärker 12 ist gänzlich von seiner Stromquelle 16 getrennt. Bei Auftreten eines Störsignals wird zunächst der Verstärker 12 mit Hilfe des Relais 14 über den Wandler 15 an seine Spannungsquelle 16 gelegt. Wird über die Leitung 17 angezeigt, daß die Spannung am Verstärker 12 ansteht, dann wird mit Hilfe des Relais 18 oder eines Optokopplers oder eines Halbleiter-Netzwerkes die Freigabe der Verstärkerfunktion wie vorstehend beschrieben bewirkt.An embodiment of the last-mentioned variation of the subject matter of the invention is shown in FIG. The auxiliary voltage 11 feeds the additional devices such as the two threshold amplifiers, the Schmitt trigger and the logic circuit. The amplifier 12 is completely separated from its current source 16. When occurring an interfering signal is first the amplifier 12 with the help of the relay 14 via the Converter 15 to his Voltage source 16 applied. Will be on the line 17 indicates that the voltage is present at the amplifier 12, then with the help of the Relay 18 or an optocoupler or a semiconductor network the release the amplifier function is effected as described above.

Claims

Claims 1.) Device for triggering the functionality an amplifier in a device for active reduction protection for telecommunications and Signal cable, characterized in that the release and blocking of functionality of the amplifier (1, 12) depending on the level of the interference voltage that occurs and of the absolute value and the direction of the differential quotient of the occurring Interference voltage takes place via a logic circuit (7).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the triggering according to the level of the occurring interference voltage via a threshold amplifier (6, 8) takes place, which detects the interference voltage.

3. Apparatus according to claim 2 with a threshold amplifier which during operation of the amplifier the level of the reduced interference voltage is monitored, thereby characterized in that when the amplifier (1) is not in operation, the level of the occurring interference voltage is monitored and a corresponding signal of the logical Circuit feeds.

4. Apparatus according to claim 1 or one of the following, characterized in that that triggering according to the absolute value and the direction of the differential quotient with regard to the absolute value via the status signal of a Schmitt trigger (9) specified hysteresis and with regard to the direction via its edge signals takes place, with the Schmitt trigger (9) signals the height and direction correspond to the logic circuit (7).

5. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the functionality is blocked via a delay element.

6. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that that the release or blocking takes place by intervention in the input of the amplifier.

7. Apparatus according to claim 1 to 5 or one of the same, characterized characterized in that the release or blocking by intervention in the operating point setting of the amplifier (1) takes place.

8. Apparatus according to claim 1 to 5 or one of the same, characterized marked that the release or blocking by electronic release or The driver stages of the amplifier (1) are blocked.

9. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that that the threshold amplifier and the Schmitt trigger and the logic circuit are fed from an auxiliary power source (11) and the amplifier (12) from a separate power source (16) is fed and that the release of the function of the Amplifier (12) only takes place when the separate power source (16) via the logic circuit applied to the amplifier (12) and this has settled.