DE3200248A1

DE3200248A1 - Schaltungsanordnung mit an einen gemeinsamen bus ueber tri-state-schaltungen angeschlossenen teilnehmern

Info

Publication number: DE3200248A1
Application number: DE19823200248
Authority: DE
Inventors: Eckhard Dipl.-Ing. 8752 Karlstein Mosig
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1982-01-07
Filing date: 1982-01-07
Publication date: 1983-07-21
Also published as: DE3200248C2

Description

Schaltungsanordnung mit an einen gemeinsamen Bus über
Tri-State-Schaltungen angeschlossenen Teilnehmern Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit an einen gemeinsamen Bus über Tri-State-Schaltungen angeschlossenen Teilnehmern.
Es ist üblich, zur Datenübertragung zwischen verschiedenen Teilnehmern einen Bus zu verwenden, an den die Ein- und Ausgänge der Teilnehmer angeschlossen sind. Der Datenverkehr zwischen den Teilnehmern kann von einem zentralen Prozessor gesteuert werden. Die Ausgänge der Teilnehmer sind gewöhnlich über Pufferschaltungen an die Busieitungen gelegt. Diese Pufferschaltungen können je nach ihrem Schaltzustand drei verschiedene Zustände aufweisen. Wenn die Pufferschaltungen eine binäre "0" oder "1" auf die Busleitungen übertragen, ist ihr Ausgang niederohmig. Findet jedoch keine Übertragung von binären Daten über die jeweilige Pufferschaltung statt, dann wird die Pt.ifferschaltung an einem Steuereingang mit einem Sperrsignal beaufschlagt, das die Pufferschaltung in einen dritten Zustand versetzt, in dem der Ausgangswiderstand hochohmig ist. Die hochohmigen Ausgänge der Pufferschaltungen belasten den Bus nur in einer nicht ins Gewicht fallenden Weise. Deshalb wird die Verbindung zwischen dem jeweils Daten sendenden Teilnehmer und einem oder mehreren Empfängern nicht durch niederohmige Ausgänge der übrigen Teilnehmer beeinträchtigt. Die Teilnehmer können räumlich weit voneinander entfernt sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art derart weiterzuentwickeln, daß die Datenübertragung auf dem Bus auch dann nicht gestört wird, wenn einer oder mehrere Teilnehmer zumindest an ihren Tri-State-Schaltungen keine Betriebsspannungen und Steuersignale erhalten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein auf der jeweiligen Busleitung bei fehlender Betriebsspannung anstehendes höheres Potential an den bei Beaufschlagung mit höherem Potential die Tri-State-Schaltung in den hochohmigen Zustand versetzenden Steuereingang angelegt ist. Bei dieser Anordnung sind die Ausgänge der Teilnehmer auch bei Ausfall oder Abschaltung der Betriebsspannung hochohmig. Die Übertragung von Daten zwischen anderen Teilnehmern wird daher nicht beeinträchtigt.
Vorzugsweise sind die Busleitungen mit Anoden von Dioden verbunden, die über Widerstände an die Steuereingänge gelegt sind.
Mit dieser Anordnung wird verhindert, daß hohes Potential am Steuereingang zur Busleitung gelangt.
Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß die Dioden als Klemmdioden mit dem Betriebsspannungsanschluß der Tri-State-Schaltung verbunden sind, daß zwischen dem Betriebsspannungsanschluß und dem Netzgerät eine bezüglich des Betriebsspannungsanschlusses in Sperrichtung gepolte Diode angeordnet ist und daß der Widerstand zwischen den Steuereingang und den Betriebsspannungsanschluß gelegt ist.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere Merkmale sowie Vorteile ergeben.
Es zeigen Figur 1 ein Blockschaltbild mehrerer an einen Bus angeschlossener Teilnehmer, Figur 2 eine Tri-State-Schaltung zum Verbinden der in Figur 1 dargestellten Teilnehmer mit Datenbusleitungen, Figur 3 ein Detail der Tri-State-Schaltung gemäß Figur 2.
Mehrere Teilnehmer 1 sind an einen gemeinsamen Bus 2 angeschlossen.
Bei den Teilnehmern 1 kann es sich um Meßgeräte, Steuergeräte oder anderweitige Datenverarbeitungsgeräte handeln. Die Datenübertragung auf dem Bus 2 wird von einem zentralen Prozessor 3 gesteuert, der ebenfalls mit dem Bus 2 verbunden ist. Jeder Teilnehmer 1 hat ein eigenes Netzgerät4, das eine von den anderen Teilnehmern unabhängige Betriebsspannung erzeugt. Auch der zentrale Prozessor 3 hat ein eigenes Netzgerät 5. Die Teilnehmer 1 und der zentrale Prozessor 3 können an räumlich weit voneinander entfernten Stellen angeordnet sein. Der Bus 2 dient nur für die Datenübertragung, während die Betriebsspannung z. B. durch die an das örtliche Netz angeschlossenen Netzgeräte 4, 5 erzeugt wird.
Es können auch mehrere Teilnehmer 1, die z. B. zu einer Gruppe zusammengefaßt sind, von einem gemeinsamen Netzgerät gespeist werden. Wesentlich ist, daß die anden Bus angeschlossenen Teilnehmer von mindestens zwei voneinander unabhängigen Betriebsspannungsquellen gespeist werden. Vorzugsweise wird daher wenigstens der zentrale Prozessor ein eigenes Netzgerät aufweisen, während z. B. alle Teilnehmer über nur ein Netzgerät versorgt werden können.
Die Teilnehmer 1 und der zentrale Prozessor 3 enthalten als Ausgangsschaitungen Tri-State-Schaltungen, von denen in Figur 2 eine dargestellt ist. Diese Tri-State-Schaltung 6 weist vier Verstärker 5 auf, deren Eingänge 7 von den für den Bus 2 bestimmten Daten beaufschlagt werden. Die Verstärker 5 sind mit ihren Ausgängen je an eine Leitung 8 des Bus 2 gelegt, der aus mehreren parallelen Leitungen 8 besteht.
Bei den an die Leitungen 8 abgegebenen Daten handelt es sich jeweils um binäre "0"- oder 111-Sigale. Den "O"-Signalen sind niedrige Pegel, z. B. Nullpotential, und den "1"-Signalen hohe Pegel zugeordnet. Mit diesen Pegeln werden die Leitungen 8 beim Senden des jeweiligen Teilnehmers über die Verstärker 5 beaufschlagt. Während des Sendens haben die Verstärker 5 niederohmige Innenwiderstände. Sendet ein Teilnehmer 1 keine Daten, dann sind die Verstärker 5 gesperrt. Sperrung bedeutet hierbei, daß die Verstärker 5 hochohmige Innenwiderstände haben.
Zur gemeinsamen Einstellung der in Figur 2 gezeigten Gruppe von vier Verstärkern 5 auf die Arbeitszustände Verstärkung oder Sperrung dient ein Steuereingang 9. Liegt am Steuereingang 9 ein hohes Potential an, dann sind die Verstärker 5 gesperrt. Bei den Verstärkern 5 kann es sich um die von der Fa. MOTOROLA unter der Type MC 14503 hergestellte Einheit handeln. Die Verstärker 5 haben gemeinsame Betriebsspannungsanschlüsse 10, 11. Der Anschluß 10 ist an Massepotential gelegt Dem Anschluß 11 wird eine Betriebsspannung zugeführt, die positiv ist.
Zwischen den Anschlüssen 9 und 11 ist ein Widerstand 12 angeordnet.
Zwischen dem Anschluß 11 und dem positiven Pol 13 des jeweiligen Netzgerätes 4 bzw. 5 ist eine Diode 14 angeordnet, deren Anode mit dem Pol 13 verbunden ist. Der Steuereingang 9 ist mit dem Kollektor eines Transistors 15 verbunden, dessen Emitter an Massepotential liegt. Die Basis des Transistors 15 ist mit einem Signal zum Sperren oder Senden der Verstärker 5 beaufschlagt.
Die Verstärker 5 enthalten jeweils eine in Figur 3 dargestellte Ausgangsstufe aus zwei komplementären Mosfets 16, die beim Senden von "0"- und "1"-Siganlen jeweils im Gegentakt arbeiten. Die komplementären Mosfets 16 sind mit einer Ansteuerschaltung 17 verbunden. Die Ansteuerschaltung gibt entsprechend dem Potential am Eingang 7 Steuersignale an die Mosfets 16 ab. Bei Nullpotential am Eingang 7 leitet der p-Kanal-Fet, während der n-Kanal-Fet sperrt. Daher schaltet der p-Kanal-Fet das Potential am Anschluß 11 auf die Leitung 8 durch.
Bei niedrigem Potential am Eingang 7 sperrt der p-Kanal-Fet, während der n-Kanal-Fet leitet, d. h. die Leitung 8 wird mit Massepotential beaufschlagt. Über ein hohes Potential am Eingang 9 können beide Transistoren des komplementären Mosfets 16 gesperrt werden. In diesem Falle hat der jeweilige Verstärker 5 einen indifferenten, d. h. hochohmigen Zustand. Die Drain- und Sowce-Anschlüsse der komplementären Mosfets 16 sind jeweils über Dioden 18, 19 bzw. 20, 21 an die Anschlüsse 11 bzw. 10 gelegt. Die Dioden 18, 19, 20, 21 schützen die komplementären Mosfets 16 vor Überspannungen.
Wenn in einem Teilnehmer 1 die Spannung ausfällt, fällt das Potential am Pol 13 auf null zurück. Andere Teilnehmer 1, die ihren Betrieb aufrechterhalten, senden weiterhin Daten auf dem Bus 2. Je nachdem, ob "O"- oder "1"-Signale auf den Leitungen 8 anstehen, ist das zugehörige Potential hoch oder niedrig. Niedriges Potential wird von den spannungslosen Verstärkern 5 des ausgefallenen oder abgeschalteten Teilnehmers 1 nicht beeinträchtigt.
Wenn auf der Leitung 8 ein hohes Potential anliegt, wird dieses bei dem Teilnehmer 1, dessen Betriebsspannnung ausgefallen ist, von der Diode 19 zum Anschluß 11 übertragen. Auf diese Weise erhalten die komplementären Mosfets 16 wieder eine Betriebsspannung. Die Diode 14 wird dabei in Sperrichtung gepolt und verhindert eine Belastung der Leitung 8 durch das Netzgerät 4, das außer Betrieb ist. Das hohe Potential am Anschluß 11 gelangt aber über den Widerstand 12 zum Anschluß 9. Durch das hohe Potential am Anschluß 9 werden die komplementären Mosfets 16 gesperrt, d. h. die Verstärker 5 des ausgefallenen oder abgeschalteten Teilnehmers 1 befinden sich in hochohmigem Zustand und belasten die Leitung 8 nicht. Deshalb stört ein Teilnehmer 1 ohne Betriebszustand die Datenübertragung auf dem Bus 2 zwischen anderen Teilnehmern nicht.
Wenn das Netzgerät 4 die Betriebsspannung über die Diode 14 einspeist, wird der Anschluß 9 dann mit hohem Potential versorgt, wenn der Transistor 15 durch ein entsprechendes Basissignal gesperrt wird. Zum Senden wird der Transistor 15 leitend gesteuert. Der Anschluß 9 ist dann über den Transistor 15 mit Massepotential beaufschlagt. Leerseite

Claims

Schaltungsanordnung mit an einen gemeinsamen Bus über Tri-State-Schaltungen angeschlossenen Teilnehmern Patentansprüche 0 Schaltungsanordnung mit an einen gemeinsamen Bus über Tri-State-Schaltungen angeschlossenen Teilnehmern, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf der jeweiligen Busleitung (8) bei fehlender Betriebsspannung anstehendes höheres Potential an den bei Beaufschlagung mit höherem Potential die Tri-State-Schaltung (6) in den hochohmigen Zustand versetzenden Steuereingang (9) angelegt ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Busleitungen (8) mit Anoden von Dioden (19) verbunden sind, die über Widerstände (1?) an die Steuereingänge (9) gelegt sind.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden (19) als Klemmdioden mit dem Betriebsspannungsanschluß (11) der Tri-State-Schaltung (6) verbunden sind, daß zwischen dem Betriebsspannungsanschluß (11) und dem Netzgerät (4) eine bezüglich des Betriebsspannungsanschlusses (9) in Sperrichtung gepolte Diode (14) angeordnet ist und daß der Widerstand (12) zwischen den Steuereingang (9) und den Betriebsspannungsanschluß (11) gelegt ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche.

dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereingang (9) mit dem Kollektor eines Transistors (15) verbunden ist, dessen Emitter an Masse gelegt und dessen Basis mit Steuersignalen für das Sperren oder Senden der Tri-State-Schaltung (6) beaufschlagt ist.