DE3433150C2

DE3433150C2 -

Info

Publication number: DE3433150C2
Application number: DE19843433150
Authority: DE
Inventors: Ludwig 7500 Karlsruhe De Rausch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-09-10
Filing date: 1984-09-10
Publication date: 1989-03-16
Also published as: DE3433150A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Teilnehmerschaltung zur Ankopplung eines Teilnehmers an eine Datenübertragungsleitung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a subscriber circuit for coupling a subscriber to a data transmission line with the features of the preamble of the claim 1.

Es ist bereits aus U. Tietze, Ch. Schenk "Halbleiter-Schaltungstechnik", 5. Auflage, Springer-Verlag 1980, Seite 188, bekannt, an der Schnittstelle zwischen Teilnehmer und Datenübertragungsleitung (Bus) Optokoppler zu verwenden. Da der Optokoppler mit einer Schaltungsseite direkt zwischen die bei serieller Übertragung übliche Doppelleitung geschaltet ist, kann ein Kurzschluß im Stromzweig dieser Schaltungsseite auch zu einem Kurzschluß auf der Datenübertragungsleitung führen. Da auch sämtliche anderen an der Datenübertragungsleitung angekoppelten Teilnehmerschaltungen zu diesem Optokoppler quasi parallelgeschaltet sind, werden somit auch die Eingänge der anderen Teilnehmerschaltung kurzgeschlossen, womit eine Datenübertragung nicht mehr möglich ist. Die störenden Kurzschlüsse können entweder in den Optokopplern selbst oder durch eine fehlerhafte Ansteuerung verursacht werden.It is already from U. Tietze, Ch. Schenk "semiconductor circuit technology", 5th edition, Springer-Verlag 1980, page 188, known, at the interface between the subscriber and the data transmission line (Bus) optocoupler to use. Since the Optocoupler with a circuit side directly between the Standard double line switched for serial transmission is a short circuit in the current branch of this circuit side also to a short circuit on the data transmission line to lead. Since everyone else on the data transmission line coupled subscriber circuits to this Optocouplers are quasi connected in parallel the inputs of the other subscriber circuit are also short-circuited, with which a data transmission is no longer possible is. The disturbing short circuits can either be in the optocouplers itself or caused by incorrect control will.

Bei einer Anordnung mit Optokopplern in Darlington-Schaltung, wie sie bereits aus U. Tietze, Ch. Schenk "Halbleiter-Schaltungstechnik", 5. Auflage, Springer-Verlag 1980, Seiten 185 bis 188 bekannt ist, sind zwar aufgrund des günstigen Stromverstärkungsverhaltens dieser Transistorschaltung günstige Ankoppelbedingungen erreicht, jedoch ist auch hier der Optokoppler eine große Fehlerquelle.With an arrangement with optocouplers in Darlington circuit, as already from U. Tietze, Ch. Schenk "semiconductor circuit technology", 5th edition, Springer-Verlag 1980, pages 185 to 188 is known because of the favorable current amplification behavior this transistor circuit favorable coupling conditions reached, but here too the optocoupler is one great source of error.

Der Erfindung liegt Aufgabe zugrunde, eine Teilnehmerschaltung zur Ankopplung eines Teilnehmers an eine Datenübertragungsleitung zu schaffen, bei der eine größtmögliche Absicherung aller Teilnehmer gegen Kurzschlüsse an der Schnittstelle erreicht ist.The invention has for its object a subscriber circuit for coupling a subscriber to a To create data transmission line with the largest possible Protection of all participants against short circuits at the Interface is reached.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist eine Teilnehmerschaltung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß die Merkmale des Anspruchs 1 auf. To solve this problem, a subscriber circuit has the initially mentioned type according to the invention the features of claim 1 on.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist in vorteilhafter Weise erreicht, daß beispielsweise ein defekter Mikroprozessor, der üblicherweise für die Ansteuerung der Optokoppler sorgt, nicht einen Kurzschluß der Optokoppler verursacht. Ein solcher defekter Mikroprozessor kann z. B. zu einem statischen "0"- Signal am Eingang der Teilnehmerschaltung führen, womit auch die Optokoppler beaufschlagt werden und somit die Datenübertragungsleitung für alle Teilnehmer blockiert. Ein statisches "1"-Signal würde keinen Kurzschluß des Busses bewirken. Die erfindungsgemäße Zeitschaltung weist ein RC-Glied auf, dessen Zeitkonstante so bemessen ist, daß nur statische, d. h. über einen längeren Zeitraum anliegende Signale zu einer Sperrung der Ansteuerung der Optokoppler führen und die Übertragungssignale mit relativ schnellen Zustandsänderungen mit beispielsweise 1 bit/100 µsec (9,6 Kbaud) passieren können.It is advantageously achieved with the arrangement according to the invention that, for example, a defective microprocessor, which usually provides for the control of the optocouplers, does not cause the optocouplers to short-circuit. Such a defective microprocessor can e.g. B. lead to a static "0" signal at the input of the subscriber circuit, which also applies to the optocouplers and thus blocks the data transmission line for all subscribers. A static "1" signal would not cause the bus to short. The timing circuit according to the invention has an RC element, the time constant of which is dimensioned such that only static signals, that is to say signals which are present over a longer period of time, block the activation of the optocouplers and the transmission signals with relatively rapid changes in state, for example 1 bit / 100 μsec ( 9.6 Kbaud) can happen.

Bei den in Reihe geschalteten Optokopplern gemäß der Erfindung ist die Wahrscheinlichkeit von Übertragungsstörungen durch Kurzschlüsse stark vermindert, da die Ausfallwahrscheinlichkeit dieser Anordnung stark vermindert ist. Ein Kurzschluß in einem der Optokoppler führt bei der erfindungsgemäßen Anordnung noch nicht zum Kurzschluß an der Datenübertragungsleitung.With the series-connected optocouplers according to the invention is the probability of Transmission interference due to short circuits is greatly reduced because the probability of failure of this arrangement is greatly reduced is. A short circuit in one of the optocouplers leads to the invention Arrangement not yet short-circuited to the Data transmission line.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung mit einer weitgehenden Entkopplung des RC-Gliedes von den Optokopplern ist mit den Merkmalen des Anspruchs 2 ermöglicht.An advantageous embodiment of the invention with extensive decoupling of the RC element from the optocouplers is made possible with the features of claim 2.

Die Erfindung wird anhand der Figur erläutert, die das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anordnung zeigt. The invention is explained with reference to the figure, which is the circuit diagram an embodiment of the arrangement according to the invention shows.

Das Schaltbild nach der Figur zeigt eine Teilnehmerschaltung TS, an deren Ausgängen AÜ 1, AÜ 2 die Datenübertragungsleitung DÜ angeschlossen ist. Am Empfangsanschluß EE liegt das empfangene Signal und am Sendeanschluß SE liegt das Sendesignal der Teilnehmerschaltung an. Ein Empfangsteil ET der Teilnehmerschaltung TS enthält einen Schmitt-Trigger ST 1 zur Signalumformung, eine erste Anpassungsschaltung T 1 und einen Optokoppler OK 1, der über einen Widerstand R 1 parallel an die Ausgänge AÜ 1, AÜ 2 und somit an die Datenübertragungsleitung DÜ angeschaltet ist.The circuit diagram according to the figure shows a subscriber circuit TS , at whose outputs AÜ 1 , AÜ 2 the data transmission line DÜ is connected. The received signal is present at the receive terminal EE and the transmit signal of the subscriber circuit is present at the transmit terminal SE . A receiving part ET of the subscriber circuit TS contains a Schmitt trigger ST 1 for signal conversion, a first adaptation circuit T 1 and an optocoupler OK 1 , which is connected in parallel via a resistor R 1 to the outputs AÜ 1 , AÜ 2 and thus to the data transmission line DÜ .

Ein Sendeteil ST der Teilnehmerschaltung TS weist ebenfalls einen invertierenden Schmitt-Trigger ST 2 zur Signalformung auf, wobei das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers ST 2 über einen ersten Transistor T 2 mit den Photodioden von Optokopplern OK 2 und OK 3 verbunden ist. Die lichtemittierenden Dioden der Optokoppler OK 2 und OK 3 übertragen Lichtimpulse entsprechend ihrem Ansteuerstrom auf die in einer Darlington- Schaltung angeordneten Phototransistoren PD 1 PD 2. Die Optokoppler OK 2 und OK 3 sind sowohl auf der Seite mit den lichtemittierenden Dioden als auch mit den Phototransistoren PD 1 und PD 2 in Serie zwischen die Ausgänge AÜ 1 und AÜ 2 an die Datenübertragungsleitung DÜ angeschaltet.A transmitting part ST of the subscriber circuit TS also has an inverting Schmitt trigger ST 2 for signal shaping, the output signal of the Schmitt trigger ST 2 being connected via a first transistor T 2 to the photodiodes of optocouplers OK 2 and OK 3 . The light-emitting diodes of the optocouplers OK 2 and OK 3 transmit light pulses in accordance with their drive current to the phototransistors PD 1 PD 2 arranged in a Darlington circuit. The optocouplers OK 2 and OK 3 are connected to the data transmission line DÜ both on the side with the light-emitting diodes and with the phototransistors PD 1 and PD 2 in series between the outputs AÜ 1 and AÜ 2 .

Eine Kontrollschaltung zur Verhinderung von Fehlansteuerungen der Optokoppler OK 2 und OK 3 aufgrund eines fehlerhaften Eingangssignals am Sendeanschluß SE ist an den ersten Transistor T 2 angekoppelt. Das Signal am Sendeanschluß SE ist zusätzlich zum üblichen Signalweg auf eine Zeitschaltung RC mit einem RC-Glied aus einem Kondensator C und einem Widerstand R und über einen zweiten Transistor T 4 geführt. Die vom Ladezustand des Kondensators C abhängige Spannung an einem ersten Ausgang A 1 der Zeitschaltung RC wirkt über zwei invertierende Schmitt-Trigger ST 3 und ST 4 und über eine zweite Anpassungsschaltung T 3 als weitere Bestandteile der Kontrollschaltung direkt auf den ersten Transistor T 2. Ein weiterer Ausgang A 2 der Zeitschaltung RC ist mit dem Ausgang des invertierenden Schmitt-Triggers ST 2 verbunden.A control circuit for preventing incorrect control of the optocouplers OK 2 and OK 3 due to a faulty input signal at the transmission connection SE is coupled to the first transistor T 2 . In addition to the usual signal path, the signal at the transmission connection SE is routed to a timing circuit RC with an RC element comprising a capacitor C and a resistor R and via a second transistor T 4 . The voltage at a first output A 1 of the timing circuit RC, which is dependent on the state of charge of the capacitor C, acts directly on the first transistor T 2 via two inverting Schmitt triggers ST 3 and ST 4 and via a second matching circuit T 3 as further components of the control circuit. Another output A 2 of the timing circuit RC is connected to the output of the inverting Schmitt trigger ST 2 .

Für den Fall, daß bei einer fehlerhaften Ansteuerung (z. B. defekter Mikroprozessor) ein statisches "0"-Signal am Sendeanschluß SE anliegt, wird der Kondensator C des RC-Glieds durch das "1"-Signal am Ausgang des invertierenden Schmitt- Triggers ST 2 aufgeladen. Die Spannung am ersten Ausgang A 1 bewirkt am Eingang des Schmitt-Triggers ST 3 sowie am Ausgang des Schmitt- Triggers ST 4 eine log. "1", wodurch die zweite Anpassungsschaltung T 3 durchgeschaltet und der erste Transistor T 2 gesperrt wird. Negative Auswirkungen durch einen Kurzschluß der Optokoppler OK 2, OK 3 aufgrund fehlerhafter Ansteuerung sind somit vermieden. Tritt am Sendeanschluß SE nach Beheben des Fehlers eine "1" auf, so wird der Kondensator C über ein durch die "1" bewirktes Durchschalten des zweiten Transistors T 4 entladen. Die dadurch bedingte log. "0" am Eingang des Schmitt-Triggers ST 3 bewirkt in vergleichbarer Weise, wie vorhergehend beschrieben, eine Aufhebung der Sperrung des ersten Transistors T 2. Der Kondensator C des RC-Gliedes ist so bemessen, daß zu übertragende Signale aufgrund der hohen Signaländerungsgeschwindigkeiten (z. B. 1 bit/100 µsec) die Kontrollschaltung nicht initiieren, d. h. eine Sperrung des ersten Transistors T 2 nicht bewirken.In the event that a static "0" signal is present at the transmission connection SE in the event of incorrect control (eg defective microprocessor), the capacitor C of the RC element is replaced by the "1" signal at the output of the inverting Schmitt Triggers ST 2 charged. The voltage at the first output A 1 causes a log at the input of the Schmitt trigger ST 3 and at the output of the Schmitt trigger ST 4 . "1", whereby the second matching circuit T 3 is turned on and the first transistor T 2 is blocked. Negative effects from a short circuit of the optocouplers OK 2 , OK 3 due to faulty control are thus avoided. If a "1" occurs at the transmission terminal SE after the error has been rectified, the capacitor C is discharged by switching through the second transistor T 4 caused by the "1". The resulting log. "0" at the input of the Schmitt trigger ST 3 has the same effect, as described above, that the blocking of the first transistor T 2 is canceled . The capacitor C of the RC element is dimensioned such that the signals to be transmitted do not initiate the control circuit due to the high signal change speeds (eg 1 bit / 100 μsec), ie do not cause the first transistor T 2 to be blocked.

An die Ausgänge AÜ 1 und AÜ 2 sind beim Ausführungsbeispiel ferner zur Vermeidung von schädlichen Einflüssen von Überspannungen auf der Datenübertragungsleitung DÜ zwei Zenerdioden Z 1 und Z 2 gegeneinander in Serie geschaltet.In the exemplary embodiment, two Zener diodes Z 1 and Z 2 are also connected in series to one another at the outputs AÜ 1 and AÜ 2 in the exemplary embodiment in order to avoid harmful effects of overvoltages on the data transmission line DÜ .

Claims

1. Subscriber circuit for coupling a subscriber to a data transmission line

- At least one optocoupler (OK 1 , OK 2 ), which is connected directly between the two data transmission lines (DÜ) in a coupling circuit for serial data transmission, characterized in that
- A transmitting part (ST) of the subscriber circuit (TS) has two optocouplers (OK 2 , OK 3 ) in Darlington circuit, which is connected in series between the two connections (AÜ 1 , AÜ 2 ) of the data transmission line (DÜ) designed for serial transmission are, and that
- A control circuit is present in the transmitting part (ST)
- - If a static error signal (stat. "0") occurs at the transmission connection (SE), the connection between the transmission connection (SE) and the optocouplers (OK 2 , OK 3 ) is blocked for a measurement of the components of a timer circuit (RC) predeterminable period caused
- - and when a regular signal returns (log. "1") the interruption is canceled.

2. Subscriber circuit according to claim 1, characterized in that

- The control circuit has an RC element (R, C) and a second transistor (T 4 ) as part of the timing circuit (RC) and two Schmitt triggers (ST 3 , ST 4 ) connected in series, which are connected to an adaptation circuit (T 3 ) act, has and
- A signal at an output (A 1 ) of the timing circuit (RC) via the two inverting, series-connected Schmitt triggers (ST 3 , ST 4 ) acts on a first transistor (T 2 ) such that, depending on the signal on Output (A 1 ), the first transistor (T 2 ) is blocked because the second matching circuit (T 3 ) is switched through.