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Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausgangsschaltung zum Durchschalten
von in einer Datenquelle erzeugten Datensignalen auf eine von der Datenquelle galvanisch
getrennte Fernleitung.
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Es ist bereits. bekannt, zur galvanischen Trennung eines Steuerstromkreises
von einem Arbeitsstromkreis ein Relais zu verwenden. Bei einer Ausgangsschaltung
werden der Steuerstromkreis durch die Verbindung der Ausgangsschaltung mit einer
Datenquelle und der irbeitse stromkreis durch die Fernleitung dargestellt. Während
die Datenquelle mit der Erregerwicklung des Relais verbunden ist, ist der Kontakt
des Relais an der Fernleitung angeschlossen. Bei einer elektronischen Realisierung
der galvanischen Trennung unter Verwendung von aktiven Bauelementen ist zusätzlich
eine von Steuerstromkreis galvanisch getrennte Hilfsspannung erforderlich. Falls
eine derartige elektronische Ausgangsschaltung für die Übertragung von Datensignalen
über eine Fernleitung, insbesondere für eine Übertragung von Fernsonreibzeichen,
eingesetzt wird, kann es infolge der Einschaltzeitkonstante der die Hilfsspannung
erzeugenden Hilfsspannungsquelle zu Signalisierungsstörungen kommen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ausgangsschaltung
anzugeben, die eine mit Hilfe eines Relais gebildete Ausgangsschaltung bestmöglich
nachbildet.
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Insbesondere soll bei einer ausgeschalteten Hilfsspannungsquelle ein
Ruhekontakt nachgebildet werden Erfindungsgernäß wird die Aufgabe bei der Ausgangsschaltung
der eingangs genannten Art gelöst durch eine erste Schaltstufe, die mit der Fernleitung
verbunden ist und die beim Anliegen einer Arbeitsspannung an der Fernleitung leitend
gesteuert wird und durch eine zweite Schaltstufe, die parallel zur ersten Schaltstufe
angeordnet ist, die beim Anliegen einer Hilfsspannung entsprechend den Binärwerten
der Datensignale leitend gesteuert oder gesperrt wird und die die erste Schaltstufe
unabhängig von den Binärwerten der Datensignale sperrt, solange die Hilfsspannung
anliegt.
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Die Ausgangsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil,
daß Signalisierungsstörungen vermieden werden, die infolge der Einschaltzeitkonstante
der Hilfsspannung auftreten können. In Gegensatz zu Relais sind bei der Schaltungsanordnung
keine bewegten nechznischen Teile erforderlich, so daß eine Prellungen und damit
verbundene Störsignale auftreten und die Ausgangsschaltung eine praktisch unbegrenzte
Lebensdsuer aufweist. Die Ausgangs schaltung weist weiterhin eine hohe Betriebssicherheit
auf.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Ausgangsschaltung wird erreicht,
wenn die erste Schaltstufe einen gesteuerten Gleichrichter enthält, der an der Fernleitung
angeschlossen ist und an dessen Steuereingang ein in der zweiten Schaltstufe erzeugtes
Sperrsignal anliegt.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn als gesteuerter Gleichrichter
ein Thyristor vorgesehen ist, an dessen Gitter das Sperrsignal anliegt.
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Eine günstige Ausgestaltung der Ausgangsschaltung wird weiterhin erreicht,
wenn die zweite Schaltstufe ein Trennelement enthält, an dessen Primärseite die
Datensignale anliegen und dessen galvanisch getrennte Sekundärseite mit dem Steuereingang
eines an der Fernleitung angeschlossenen elektronischen Schalters verbunden ist,
und daß an der Sekundärseite des Trennelements die Hilfsspannung über eine Diode
anliegt, deren Spannungsabfall das Sperrsignal darstellt. Hierbei ist es zweckmäßig,
wenn als elektronischer Schalter eine Kaskadenschaltung von Schalttransistoren vorgesehen
ist, und/oder wenn als Trennelement ein optoelektronisches Koppel element vorgesehen
ist.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Ausgangsschaltung gemäß
der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erlautert.
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Es zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild der Ausgangsschaltung Fig. 2
ein Schaltbild der Ausgangsschaltung.
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Bei dem in Fig.1 dargestellten Blockschaltbild werden der Ausgangsschaltung
A von einer Datenquelle DQ Datensignale D1 zugeführt. Die Ausgangsschaltung A und
die Datenquelle DQ sind beispielsweise Bestandteile eines Fernschreibgeräts. Die
Ausgangsschaltung A setzt die Datensignale D1 in Datensignale D2 um und gibt sie
über eine Fernleitung FL zu einer Vermittlungsstelle V ab.
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Die Ausgangsschaltung A sorgt u.a. für eine galvanische Trennung der
Datenquelle DQ von der Fernleitung FLo Diese galvanische Trennung kann beispielsweise
unter Verwendung eines Relais erfolgen, dessen Brregerwicklung die Datensignale
D1 zugeführt und be dem ein Kontakt an der Fernleitung FL angeschlossen ist. Dieser
Kontakt ist vorzugsweise ein Ruhekontakt, so daß, wenn keine
Datensignale
D7 vorliegen, die Fernleitung FL in der Ausgangsschaltung A kurzgeschlossen wird.
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Bei der Realisierung der Ausgangs schaltung A mit Hilfe von elektronischen
Bauelementen ist es vorteilhaft, die galvanische Trennung mittels eines als optoelektronisches
Koppelelement ausgebildeten Trennelementes durchzuführen.
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Die Datensignale D1 werden in diesem Fall einer lichtemittierenden
Diode auf der Primärseite des Trenrelementes zugeführt, während an der aus einem
Fototransistor gebildeten Sekunarsete ein elektronischer Schalter angeschlossen
ist. Zum Betrieb des Fototransistors ist eine potentialfreie Hilfsspannung in der
Ausgangsschaltung A erforderlich. Falls als elektronischer Schalter ein Transistor
verwendet wird, ist dieser, solange die Hilfsspannung nicht vorhanden ist, gesperrt,
so daß die Fernleitung FL in der Ausgangs schaltung A nicht kurzgeschlossen ist.
Bei der Verwendung der Ausgangsschaltung A in Fernschreibgeräten kann es in diesem
Fall zu Signalisierungsstörungen kommen. In der Ausgangs schaltung A sind daher
zwei Schaltstufen S1 und S2 vorgesehen, wobei die erste Schaltstufe S1 leitend gesteuert
wird, sobald an dem aus der Fernleitung FL gebildeten Arbeitsstromkreis eine Arbeitsspannung
anliegt, die beispielsweise von der Amtsbat+erie AB in der Vermittlungsstelle V
erzeugt wird. Sobald die Hilfsspannung in der Ausgangs schaltung A vorhanden ist,
wird die zweite Schaltstufe S2 leitend gesteuert und sie erzeugt ein Sperrsignal
SP, das die Schaltstufe S1 sperrt, solange die Hilfsspannung vorhanden ist. Die
Sperrung der Schaltstufe S1 bleibt auch dann erhalten, wenn von der Datenquelle
DQ die Datensignale D1 abgegeben werden und die Schaltstufe S2 entsprechend den
Binärwerten der Datensignale D1 leitend gesteuert oder gesperrt wird.
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Weitere Einzelheiten der Ausgangsschaltung werden in folgenden zusammen
mit dem in Fig.2 dargestellten Schaltbild beschrieben.
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Bei der Erläuterung des in Fig.2 dargestellten Schaltbildes wird zunächst
angenommen, daß die Hilfsspannung H nicht vorhanden ist, und daß von der Datenquelle
DQ keine Datensignale D1 abgegeben werden. Weiterhin wird angenommen, daß an der
Fernleitung FL die Arbeitsspannung der Amtsbatterie AB anliegt.
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Die Schaltstufe S1 enthalt einen gesteuerten G'eichrichter TH, der
vorzugsweise als Thyristor ausgebildet ist und der in Serie mit einem Widerstand
R1 an der Fernleitung FL angeschlossen ist. Infolge der Arbeitsspannung der Amtsbatterie
AB wird durch einen Widerstand R2 ein Zündstrom erzeugt, der den Thyristor TH zündet.
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Durch den Thyristor TH fließt nun ein Arbeitsstrom, der durch den
Innenwiderstand Ri der Amtsbatterie AB und durch den Widerstand R1 bestimmt wird.
Der Vermibtlungs stelle V wird somit, sobald die Arbeitsspannung vorhanden ist,
ein geschlossener Ruhekontakt vorgetäuscht.
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Wenn nun die Hilfsspannungsquelle eingeschaltet wird, und die Hilfsspannvlng
H nach einer Einschaltzeitdauer ihren Sollwert annimmt, wird in der Schaltstufe
S2 ein elektronischer Schalter leitend gesteuert. Der elektronische Schalter wird
vorzugsweise aus einer Kaskadenschaltung aus zwei Transistoren T1 und T2 und zugehörigen
Widerständen R3,R4 und R5 gebildet. Infolge der Hilfsspannung H werden die Transistoren
T1 und T2 leitend gesteuert und der Transistor T2 übernimmt den gesamten Arbeitsstrom,
so daß der Thyristor TH durch Unterschreitung seines Haltestromes bedingt durch
die Dimensicnierwng des ':Jiderstanaes Rl gesperrt wrd. Durch
die
Hilfsspannungsquelle wird ein Strom über die Widerstande R3 und R4, den Transistor
Tl, den Widerstand R5 und eine Diode D erzeugt. An der Diode D entsteht ein Spannungsabfall
von beispielsweise 0,6 V, der einem Sperrsignal SP entspricht, das dem Gitter des
Thyristors TH zugeführt wird. Dieses Sperrsignal SP weist einen Momentanwert auf,
der negativer ist als das an der Kathode des Thyristors TH anliegende Bezugspotential
und ein erneutes ZUnden des Thyristors TH ist nicht mehr möglich, solange das Sperrsignal
SP vorhanden ist.
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Wenn nun die Datenquelle DQ die Datensignale D1 erzeugt und dem Trennelement
TE zuführt, werden über den Fototransistor des Trennelementes TE die Trans:.storen
T1 und T2 invers angesteuert. Wenn das Datensignal D1 den Binärwert 1 hat und die
Diode in der Trennstufe TS Licht aus sendet, ist der Fototransistor leitend gesteuert
und die Transistoren T1 und T2 sind gesperrt. Die Fernleitung FL ist in diesem Fall
unterbrochen. Wenn das Datensignal Dl den Binärwert 0 hat und die Diode kein Licht
aussendet, ist der Fototransistor gesperrt und die Transistoren T1 und T2 sind leitend
gesteuert, was einer kurzgeschlossenen Fernleitur.g FL entspricht. Durch die inverse
Steuerung des Fototransistors und der Transistoren T1 und T2 ist sIchergestellt,
daß in jeder Fall, unabhängig vom Binärwert des Datensignals Dl, durch die Diode
D ein Strom fließt und das Sperrsignal SP erzeugt wird.
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Wenn die Hilfsspannungsquel.le abgeschaltet wird, werden die Transistoren
T1 und T2 gesperrt, unabhängig davon, ob die Datenquelle DQ Datensignale D1 abgibt
oder nicht.
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Weder huber den Fototransistor noch ffier den Transistor T2 fließt
nun ein Strom durch die Diode D, so daß aas Sperrsignal SP nicht mehr vorhanden
ist und das Gitter
des Thyristors TH positiver wird als die Kathode.
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Der Thyristor TH zündet damit wieder und übernimmt den Arbeitsstrom.
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6 Patentansprüche 2 Figuren
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