DE4420216A1 - Anordnung zum Übertragen von Binärsignalen über eine Signalleitung - Google Patents

Description

Werden zum Übertragen von Informationen über eine Signallei­ tung Binärsignale verwendet, die durch zeitweises Anschalten einer Gleichspannungsquelle an die Signalleitung erzeugt wer­ den, dann muß darauf geachtet werden, daß beispielsweise von einer anderen Signalleitung eingekoppelte Störsignale bzw. Störimpulse nicht fälschlicherweise als Binärsignale von einer empfangsseitigen Auswerteschaltung erkannt werden.

Zur Lösung dieses Problems ist es aus der DE 42 34 402 A1 bekannt, bei einer Anordnung zum Übertragen von Binärsignalen über eine Signalleitung an eine Signalerfassungseinrichtung eine Gleichspannungsquelle unter Erzeugen der Binärsignale jeweils zeitweise an die Signalleitung und an die Signallei­ tung eine Störimpuls-Unterdrückungsschaltung anzuschließen. Die Störimpuls-Unterdrückungsschaltung enthält eine um­ schaltbare Stromsenke, die an die Signalleitung angeschlossen ist; die Störimpuls-Unterdrückungsschaltung weist ferner eine Schwellenwert-Erfassungseinrichtung auf, die an die Signal­ leitung parallel zur umschaltbaren Stromsenke angeschlossen ist, und der Ausgang der Schwellenwert-Erfassungseinrichtung ist mit einem Steuereingang der umschaltbaren Stromsenke ver­ bunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Anordnung der oben angegebenen Art die Störimpuls-Unterdrückungsschal­ tung so auszugestalten, daß sie auch bei kurzzeitigen Ände­ rungen der Gleichspannung der Gleichspannungsquelle nur eine sehr geringe Verlustleistung verursacht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß die Stromquelle ausgangsseitig mit dem Steueranschluß eines elektronischen Schalters verbunden, in dessen Ausgangskreis die Signalerfassungseinrichtung angeordnet, und an die Stromquel­ le ist über eine Trenndiode eine Parallelschaltung aus einem Kondensator und einem hochohmigen Widerstand angeschlossen.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung be­ steht darin, daß bei ihr während des Auftretens des jeweili­ gen Binärsignals in der Parallelschaltung ein nennenswerter Strom nicht fließt, weil der Kondensator aufgeladen wird und aufgeladen bleibt. Die Eingangsleistung der Störimpuls-Unter­ drückungsschaltung wird daher im stationären Fall nicht er­ höht. Bei kurzen Schwankungen oder Unterbrechungen der von der Gleichspannungsquelle abgegebenen Spannung zum Beispiel in Folge Welligkeit oder Störimpulsbeaufschlagung tritt kein erhöhter Eingangsstrom auf, da der Kondensator wegen der durch den hochohmigen parallelgeschalteten Widerstand bewirk­ ten langen Entladezeit aufgeladen bleibt. Die Störimpuls-Un­ terdrückungsschaltung ist somit selbsttätig gegen Überlastung geschützt. Wird ein Binärsignal nicht übertragen, das heißt ist die Gleichspannungsquelle abgetrennt, dann wird ein auf die Signalleitung eingekoppelter Störimpuls über den Konden­ sator abgeleitet, wodurch die am Steueranschluß des elektro­ nischen Schalters wirksam werdende Impulsbeaufschlagung stark verkürzt wird. Die Ansprechzeit des elektronischen Schalters wird dabei so kurz, daß aufgrund der der Signaler­ fassungseinrichtung üblicherweise eigenen Signal-Verzögerung eine Erfassung des Störimpulses überhaupt unterbleibt.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann der elektronische Schalter in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. So wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der elektronische Schalter ein Transistor ist, an dessen Basisanschluß die Stromquelle ausgangsseitig angeschlossen ist.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn der elek­ tronische Schalter Bestandteil eines Optokopplers ist, der mit seiner Leuchtdiode mit dem Ausgang der Stromquelle ver­ bunden ist. In diesem Falle ergibt sich zwischen dem Ein­ gangskreis der Störimpuls-Unterdrückungsschaltung und der Signalerfassungseinrichtung eine galvanische Entkopplung.

Ferner hat es sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung als vorteilhaft erwiesen, wenn die Stromquelle einen selbstlei­ tenden Feldeffekttransistor enthält und die Trenndiode an den Feldeffekttransistor angeschlossen ist. In diesem Falle liegt der Kondensator der Parallelschaltung in vorteilhafter Weise an einer konstanten Spannung.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in

Fig. 1 der prinzipielle Aufbau einer Anordnung zum Über­ tragen von Binärsignalen über eine Signalleitung mit einer Störimpuls-Unterdrückungsschaltung und in

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer vorteilhaften Störim­ puls-Unterdrückungsschaltung gezeigt.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung enthält eine Gleich­ spannungsquelle 1, die beispielsweise eine Gleichspannung zwischen 24 und 250 Volt abgeben kann. Die Gleichspannungs­ quelle ist über einen Meldekontakt 2, bei dem es sich um ei­ nen elektronischen Signalschalter handeln kann, unter Erzeu­ gen von Binärsignalen jeweils zeitweise an eine Signalleitung 3 anschließbar. Am Ende 4 der Signalleitung 3 befinden sich eine Überspannungsschutzanordnung 6 und eine Störimpuls­ unterdrückungsschaltung 7.

Die Störimpuls-Unterdrückungsschaltung 7 ist in einer bevor­ zugten Ausführungsform so ausgeführt, wie es in Fig. 2 dar­ gestellt ist. Die dargestellte Störimpuls-Unterdrückungs­ schaltung enthält eine Stromquelle 8 mit einem selbst leiten­ den n-Kanal-Feldeffekttransistor 9. An die Source-Elektrode 10 des Transistors 9 ist ein Widerstand 11 angeschlossen. Der Widerstand 11 ist mit seinem von der Source-Elektrode abge­ wandten Anschluß einerseits mit der Gate-Elektrode 13 des Feldeffekttransistors 9 und andererseits mit einer Zenerdiode 14 verbunden. Über diese Zenerdiode 14 ist der Ausgang 12 der Stromquelle 8 mit der Leuchtdiode 15 eines Optokopplers 16 nach Masse M verbunden. Über einen Eingang 17 ist die Stromquelle 8 mit dem Ende 4 der Signalleitung 3 verbunden.

Der Transistor 18 des Optokopplers 16 ist mit seinem Kollek­ toranschluß über einen Widerstand 19 an eine Versorgungsspan­ nung Uv angeschlossen; außerdem ist mit dem Kollektor des Transistors 18 ein Eingang 20 einer nicht weiter dargestell­ ten Signalerfassungseinrichtung 21 verbunden. Der Emitter des Transistors 18 ist mit Masse M verbunden.

An die Stromquelle 8 und parallel zu der Anordnung mit dem Widerstand 11, der Zenerdiode 14 und der Leuchtdiode 15 des Optokopplers 16 ist über eine Trenndiode 22 und einen niederohmigen, strombegrenzenden Widerstand 23 eine Paral­ lelschaltung 24 angeordnet, die aus einem Kondensator 25 und einem dazu parallel liegenden hochohmigen Widerstand 26 be­ steht. Die Parallelschaltung 24 ist an ihrem von der Strom­ quelle 8 abgewandten Ende mit Masse M verbunden.

Die in Fig. 2 dargestellte Störimpuls-Unterdrückungsschal­ tung 7 arbeitet in folgender Weise:

Liegt am Eingang 17 der Stromquelle 8 eine Gleichspannung nicht an, weil der Meldekontakt 2 (vgl. Fig. 1) geöffnet ist, dann ist der Kondensator 25 über den hochohmigen parallelen Widerstand 26 entladen. Wird in diesem Zustand auf die Signalleitung 3 ein Störimpuls eingekoppelt, dann wird dieser Störimpuls über den relativ niederohmigen Widerstand 23 in den Kondensator 25 abgeleitet, wodurch die über den Optokopp­ ler 16 auf den Eingang 20 der Signalerfassungseinrichtung 21 wirkende Störung so verringert wird, daß aufgrund der der Signalerfassungseinrichtung 21 eigenen Signal-Verzögerung der Störimpuls von der Signalerfassungseinrichtung 21 nicht er­ faßt wird.

Liegt dagegen bei geschlossenem Meldekontakt 2 eine Gleich­ spannung am Eingang 17 der Stromquelle 8 an, wird der Konden­ sator 25 aufgeladen und bleibt auch aufgeladen. Über den pa­ rallelen Kreis mit der Trenndiode 22, dem Widerstand 23 und der Parallelschaltung 24 fließt dann kein nennenswerter Strom. Wird aufgrund eines eingekoppelten Störimpulses oder aufgrund einer Welligkeit der Gleichspannungsquelle die Span­ nung am Eingang 17 der Stromquelle 8 kurzzeitig abgesenkt oder gar die Spannung am Eingang 17 kurzzeitig überhaupt unterbrochen, wirkt sich dies auf die Störimpuls-Unter­ drückungsschaltung auch hinsichtlich der Verlustleistung überhaupt nicht aus, da der Kondensator 25 wegen seiner lan­ gen Entladezeit aufgeladen bleibt. Die Erfassung des Binärsi­ gnals wird in diesem Falle nicht beeinflußt.

Claims (4)

1. Anordnung zum Übertragen von Binärsignalen über eine Signalleitung an eine Signalerfassungseinrichtung (21), bei der

• - eine Gleichspannungsquelle (1) unter Erzeugen der Binär­ signale jeweils zeitweise an die Signalleitung (3) an­ schließbar ist und
• - an die Signalleitung (3) eine Störimpuls-Unterdrückungs­ schaltung (7) mit einer eingangsseitig mit der Signallei­ tung verbundenen Stromquelle angeschlossen ist,
  dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Stromquelle (8) ausgangsseitig mit dem Steueranschluß (15) eines elektronischen Schalters (18) verbunden ist, in
• - dessen Ausgangskreis die Signalerfassungseinrichtung (21) angeordnet ist, und
• - an die Stromquelle (8) über eine Trenndiode (22) eine Parallelschaltung (24) aus einem Kondensator (25) und einem hochohmigen Widerstand (26) angeschlossen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der elektronische Schalter ein Transistor ist, an
• - dessen Basisanschluß die Stromquelle ausgangsseitig an­ geschlossen ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der elektronische Schalter Bestandteil (18) eines Opto­ kopplers (16) ist, der
• - mit seiner Leuchtdiode (15) mit dem Ausgang (12) der Stromquelle (8) verbunden ist.

4. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Stromquelle (8) einen selbstleitenden Feldeffekttran­ sistor (9) enthält und
• - an den Feldeffekttransistor (9) die Trenndiode (22) ange­ schlossen ist.