DE69433558T2

DE69433558T2 - Sende-Empfangsschaltungssystem

Info

Publication number: DE69433558T2
Application number: DE69433558T
Authority: DE
Inventors: Ryozo Yoshino
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-07-20
Filing date: 1994-07-14
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2014-07-15
Also published as: US5499269A; EP0635954B1; JPH0738542A; EP0635954A2; KR950004643A; JP3137809B2; DE69433558D1; KR0140029B1; EP0635954A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Sende- und Empfangssystem mit einer Senderschaltung und einer Empfängerschaltung, die mit den beiden Enden einer Übertragungsleitung verbunden sind.
Als Sende- und Empfangsschaltungen zur Übertragung digitaler Signal zwischen zwei Vorrichtungen, die an die entgegengesetzten Enden einer Übertragungsleitung angeschlossen sind, sind bisher die in der JP-A-56-98052, der JP-A-3 186033, der JP-A-2-50537, der JP-A-51-64811 und dem US-Patent Nr. 4,899,332 offenbarten allgemein bekannt.
Die in der JP-A-56-98052 (Titel der Erfindung: Baseband Two-Way Simultaneous Transmission Circuit) offenbarte Sende- und Empfangsschaltung kann die Kommunikation über eine Übertragungsleitung vollständig duplexen, was durch Verbinden der Ausgänge der Senderschaltungen der Kommunikationsvorrichtungen über Widerstände und eine Übertragungsleitung mit den gegenüberliegenden Kommunikationsvorrichtungen, Eingeben der durch Kombinieren der durch Spannungsteilerwiderstände geteilten Ausgänge der Senderschaltungen mit den Bezugsspannungen erhaltenen Spannungen als Bezugseingänge von Vergleichseinrichtungen, Eingeben des von der anderen Vorrichtung empfangenen Signals als Vergleichseingang in die Vergleichseinrichtung und Erfassen von Veränderungen des Pegels des von der anderen Vorrichtung empfangenen Signals mit der Vergleichseinrichtung unabhängig von dem Signal von der Vorrichtung am einen Ende ermöglicht wird.
Die in der JP-A3-186033 (Titel der Erfindung: Signal Transmission System) offenbarte Sende- und Empfangsschaltung ist zum vollständigen Duplexen der Kommunikation über eine Übertragungsleitung geeignet, was nach dem Kombinieren von Signalen von einem Satz gegenüberliegender Sender durch einen Signalsynthesizer durch Trennen des von der einen Vorrichtung gesendeten Signals und des von der anderen Vorrichtung gesendeten Signals von dem zusammengesetzten Signal und durch Extrahieren des von der anderen Vorrichtung gesendeten Signals nur durch Entfernen des von der einen Vorrichtung selbst gesendeten Signals aus den wie beschrieben getrennten Signalen ermöglicht wird.
Die in der JP-A-2-50537 (Titel der Erfindung: Two-Way Simultaneous Communication System) offenbarte Sende- und Empfangsschaltung ist zum vollständigen Duplexen der Kommunikation auf einer Übertragungsleitung geeignet, was dadurch möglich wird, daß die Vorrichtungen an den entgegengesetzten Enden einer Kommunikationsleitung eine Treiberschaltung und eine Empfängerschaltung aufweisen, die auf der Grundlage der gleichen Referenz hergestellt sind, durch Einstellen von Zufuhrspannungen und Widerständen Schwellenwerte und Eingangssignalen mit hohem oder niedrigem Pegel entsprechende, gewünschte Ausgangsspannungen erzeugt werden und der Signalpegel der anderen Vorrichtung durch Vergleichen der Ausgangsspannungen mit den entsprechenden Schwellenwerten durch die Vergleichseinrichtung der Empfängerschaltungen an den entgegengesetzten Enden erkannt wird.
Die in der JP-A-51-64811 (Titel der Erfindung: A Fully Duplex Digital Transmission Method and Device Using a Single Signal Line) offenbarte Sende- und Empfangsschaltung ist zum vollständigen Duplexen der Kommunikation auf einer Übertragungsleitung durch die Erzeugung eines zusammengesetzten Signals, durch Vergleichen eines gesendeten Signals und eines empfangenen Signals und durch Regenerieren eines empfangenen Signals anhand des zusammengesetzten Signals geeignet.
13 ist ein Blockdiagramm eines unter Verwendung der Erfindung gemäß der JP-A-51-64811 hergestellten Übertragungssystems und zeigt mehrere Sende- und Empfangsschaltungen TR1, TR2 und TRn, die mit einer Übertragungsleitung L verbunden sind, deren beide Enden über Anschlußwiderstände RT geerdet sind. Die Sende- und Empfangsschaltungen TR sind jeweils aus Treibern D1, D2, Dn und Empfängern R1, R2, Rn ausgebildet und senden Sendesignale SD1, SD2, SDn und empfangen Empfangssignale RD1, RD2, RDn. In 13 bezeichnet Z0 die Leitungsimpedanz.
Die Sende- und Empfangsschaltung gemäß dem US-Patent Nr. 4,899,332 ist zum vollständigen Duplexen der Kommunikation auf einer Übertragungsleitung geeignet, was durch die Bereitstellung einer Additionsschaltung zum Addieren von von zwei Sendern gesendeten Signalen, Vergleichen des Ausgangs der Additionsschaltung mit einer Schwellenspannung, die sich entsprechend dem Übertragungspegel des Senders auf der einen Seite verschiebt, und Extrahieren nur des von dem Sender auf der anderen Seite gesendeten Signals ermöglicht wird.
14 ist ein Schaltungsdiagramm, das den Aufbau der Sende- und Empfangsschaltung gemäß dem US-Patent Nr. 4,899,332 zeigt, wobei ein Satz mit einem Ende einer Übertragungsleitung L mit der Leitungsimpedanz Z0 verbundener Sende- und Empfangsschaltungen ein Paar aus einer Senderschaltung DA und einer Empfängerschaltung RA und ein weiterer Satz am anderen Ende ein Paar aus einer Senderschaltung DB und einer Empfängerschaltung RB umfassen.
Der Ausgang der Senderschaltung DA zum Senden eines Sendesignals SDA wird über einen Anschlußwiderstand RTA mit der Übertragungsleitung L und über Spannungsteilerwiderstände ra1 und ra2 auch mit einer Schwellenspannung verbunden. Eine durch die zwischen der Ausgangsspannung der Senderschaltung DA und der Schwellenspannung VTHA angeschlossenen Spannungsteilerwiderstände ra1 und ra2 erhaltene Spannung wird als Bezugsspannung in die durch einen Differenzverstärker gebildete Empfängerschaltung RA eingegeben. Ein Signal an einem Anschlußpunkt zwi schen dem Anschlußwiderstand RTA und der Übertragungsleitung L wird über einen Widerstand ra3 in den anderen Eingangsanschluß der Empfängerschaltung RA eingegeben.
Die Sende- und Empfangsschaltung am anderen Ende der Übertragungsleitung L ist ebenso wie vorstehend beschrieben aufgebaut. In 14 sind die Komponenten am anderen Ende durch den Buchstaben B bzw. b bezeichnet.
Die Werte der Widerstände sind so eingestellt, daß RTA = RTB, ra1 = ra2, ra3 = ra1//ra2, rb1 = rb2 und rb3 = rb1//rb2 gelten.
Wenn die Senderschaltung kein Signal sendet, liegt daher am Eingangsanschluß (–) für die Bezugsspannung der Empfängerschaltung RA die Hälfte der Schwellenspannung VTHA an. Wenn die Senderschaltung DA jedoch ein Sendesignal sendet, wird der Spannungspegel des Eingangsanschlusses (–) um die der Amplitude des gesendeten Signals entsprechende Größe auf die Seite eines hohen Pegels verschoben. Selbst wenn die Senderschaltung Da der gleichen Schaltung ein Signal sendet, überschreitet dementsprechend der Spannungspegel des Eingangsanschlusses (+) der Empfängerschaltung RA den Spannungspegel des Eingangsanschlusses (–) für die Bezugsspannung nicht, so daß das Empfangssignal RDA auf einem niedrigen Pegel gehalten wird.
Wenn die Senderschaltung DB am anderen Ende ein Sendesignal sendet, während die Senderschaltung DA ein Sendesignal sendet, übersteigt jedoch der Spannungspegel des Eingangsanschlusses (+) der Empfängerschaltung RA den Spannungspegel des Eingangsanschlusses (–) für die Bezugsspannung, und daher nimmt das Empfangssignal RDA einen hohen Pegel an. Wenn die Senderschaltung DB am anderen Ende ein Sendesignal sendet, während die Senderschaltung DA kein Sendesignal sendet, übersteigt andererseits der Spannungspegel des Eingangsanschlusses (+) der Empfängerschaltung RA auch in diesem Fall den Spannungspegel des Eingangsan schlusses (–) für die Bezugsspannung, und daher wird das Empfangssignal RDA auf den hohen Pegel umgeschaltet.
Die vorstehend beschriebenen Konfigurationen ermöglichen eine vollständig geduplexte Kommunikation.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei der Kommunikation zwischen den für ein modernes Großcomputersystem verwendeten Einheiten sind in den Bereichen, in denen der Durchsatz als wesentlich betrachtet wird, die Sendedatenleitung und die Empfangsdatenleitung sehr häufig unabhängig vorgesehen. In einem derartigen Fall nimmt die Anzahl der Schnittstellen zwischen den Einheiten zu, die Einheiten zur Unterbringung der Schnittstellen müssen groß sein, und dadurch wird der Abstand zwischen dem sendenden Ende und dem empfangenden Ende vergrößert.
Andererseits besteht bei Mikroprozessoren die Tendenz, 32-Bit-Daten durch 64-Bit-Daten zu ersetzen, wodurch die Anzahl der Drähte unvermeidlich erhöht wird. Wird die Anzahl der Drähte erhöht, wird der LSI-Bereich zur Aufnahme der Drähte vergrößert, und schließlich wird der Abstand zwischen dem sendenden Ende und dem empfangenden Ende vergrößert, wie vorstehend erwähnt.
Bei dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist eine Zweiwegeübertragung von Daten auf einer Signalleitung möglich, und daher können die Sendedatenleitung und die Empfangsdatenleitung des vorstehend erwähnten Computersystems zu einer einzigen Datenleitung kombiniert werden, wodurch die Anzahl der Signalleitungen verringert werden kann. Da jedoch jede Schwellenspannung für eine logische Entscheidung in der Empfängerschaltung auf der Grundlage des Erdpotentials einer Vorrichtung erzeugt wird, in der die Sende- und Empfangsschaltung untergebracht ist, nimmt die Dif ferenz zwischen den Potentialen des sendenden und des empfangenden Endes zu, wenn der Abstand zwischen ihnen vergrößert wird, und der Pegel des empfangenen Signals in der Empfängerschaltung schwankt, was zu einer ungenauen logischen Entscheidung auf der Empfängerseite und schließlich zu einer unzuverlässigen Datenübertragung führt.
Hat die Sendeleitung die Struktur eines Busses, ist eine gleichzeitige Übertragung von Signalen von drei Senderschaltungen nicht zulässig. Bei dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik wird dies jedoch nicht berücksichtigt, so daß das Problem auftritt, daß eine fehlerhafte Signalübertragung zur Empfängerseite erfolgt, wenn drei Senderschaltungen gleichzeitig Signale senden.
In der EP 0 427 228 A2 ist ein Schwellenwertsteuersystem einer Empfängerschaltung offenbart. Es umfaßt normale ISDN-Anschlüsse, die jeweils Schaltungen zum Senden und Empfangen von Signalen aufweisen. Die Empfängerschaltung weist einen Bezugswertgenerator und eine Schaltung zur Erzeugung einer Schwellenspannung auf, die einer Vergleichseinrichtung der Empfängerschaltung zum Vergleichen des empfangenen Spannungswerts des Eingangssignals mit dem Schwellenwert zugeführt wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. Eine hoch zuverlässige Sende- und Empfangsschaltung zu schaffen, die selbst bei einem vergrößerten Abstand zwischen dem sendenden und dem empfangenden Ende zum korrekten Fällen einer logischen Entscheidung hinsichtlich eines empfangenen Signals geeignet ist.
Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe wird ein Sende- und Empfangssystem gemäß Anspruch 1 geschaffen. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß einer verwandten Technik umfaßt die Empfängerschaltung einer Sende- und Empfangsschaltung zum Senden eines Signals an eine weitere Empfängerschaltung und zum Empfangen eines Si gnals von einer weiteren Senderschaltung einer weiteren Sende- und Empfangsschaltung über eine gemeinsame Übertragungsleitung mit einer Senderschaltung und einer Empfängerschaltung, die mit einer Übertragungsleitung des Typs mit einer Busstruktur verbunden sind, eine erste Vergleichseinrichtung zum Vergleichen eines über die gemeinsame Übertragungsleitung gesendeten Signals mit einer ersten und einer zweiten Schwellenspannung, deren Spannungspegel sich um einen der Amplitude des über die gemeinsame Übertragungsleitung gesendeten Signals entsprechenden Betrag unterscheiden, zum Fällen einer logischen Entscheidung hinsichtlich des Signals und eine zweite Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des über die gemeinsame Übertragungsleitung gesendeten Signals mit einer dritten Schwellenspannung mit einem Pegel, der um den der Amplitude des über die gemeinsame Übertragungsleitung gesendeten Signals entsprechenden Betrag höher als der der Summe der ersten und der zweiten Schwellenspannung entsprechende Pegel ist, und zum Ausgeben eines Warnsignals zum Annullieren des Signals auf der gemeinsamen Übertragungsleitung, wenn ein Signal auf der gemeinsamen Übertragungsleitung auftaucht, das höher als die dritte Schwellenspannung ist.
Bei der vorstehend beschriebenen Einrichtung werden die Schwellenspannungen für die logische Entscheidung hinsichtlich der von den Empfängerschaltungen an einem Ende der Übertragungsleitung empfangenen Signale von den für die Senderschaltung und die Empfängerschaltung am anderen Ende der Übertragungsleitung verwendeten Leistungseinheiten angelegt. Selbst wenn der Abstand zwischen dem sendenden und dem empfangenden Ende verlängert wird und der Pegel des Signals sich verändert, wird daher der Betrag der Veränderung aufgehoben, da sich die Schwellenspannungen ähnlich verändern. Dadurch kann eine akkurate logische Entscheidung bezüglich eines empfangenen Signals getroffen werden, wodurch eine hoch zuverlässige Datenübertragung sichergestellt wird.
Bei einer Senderschaltung und einer Empfängerschaltung gemäß der verwandten Technik, die mit einer gemeinsamen Übertragungsleitung des Typs mit einer Busstruktur verbunden sind, wird ein über die gemeinsame Übertragungsleitung gesendetes Signal mit einer dritten Schwellenspannung verglichen, die einen um den der Amplitude des über die gemeinsame Übertragungsleitung gesendeten Signals entsprechenden Betrag höheren Pegel als den der Summe der ersten und der zweiten Schwellenspannung entsprechenden Pegel aufweist, und wenn ein Signal auf der gemeinsamen Übertragungsleitung auftaucht, das höher als die dritte Schwellenspannung ist, wird ein Warnsignal zur Annullierung des Signals auf der gemeinsamen Übertragungsleitung ausgegeben. Wenn das empfangene Signal entsprechend dem Warnsignal als ungültig behandelt wird, verhindert dies eine fehlerhafte Übertragung, wenn drei Senderschaltungen gleichzeitig Signale über die gemeinsame Übertragungsleitung des Typs mit einer Busstruktur senden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Diagramm, das den genauen Aufbau der ersten Ausführungsform der Sende- und Empfangsschaltung gemäß 1 zeigt;
3 ist eine Zeitübersicht zur Erläuterung der Funktionsweise der ersten Ausführungsform gemäß 1;
4 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise einer Schwellenspannung bei der Ausführungsform gemäß 1;
5 ist ein Diagramm, das den genauen Aufbau einer zweiten Ausführungsform der Sende- und Empfangsschaltung gemäß 1 zeigt;
6 ist ein Diagramm, das den genauen Aufbau einer dritten Ausführungsform der Sende- und Empfangsschaltung gemäß 1 zeigt;
7 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine erste Ausführungsform der Sende- und Empfangsschaltung zeigt, die mit einer Übertragungsleitung mit Busstruktur verwendet wird;
8 ist eine Zeitübersicht zur Erläuterung der Funktionsweise der Ausführungsform gemäß 7;
9 ist ein Schaltungsdiagramm einer zweiten Ausführungsform der Sende- und Empfangsschaltung, die mit einer Übertragungsleitung mit Busstruktur verwendet wird;
10 ist ein Schaltungsdiagramm einer dritten Ausführungsform der Sende- und Empfangsschaltung, die mit einer Übertragungsleitung mit Busstruktur verwendet wird;
11 ist ein Schaltungsdiagramm einer vierten Ausführungsform der Sende- und Empfangsschaltung, die mit einer Übertragungsleitung mit Busstruktur verwendet wird;
12 ist ein Diagramm der Spannungspegel zur Erläuterung der Funktionsweise der Ausführungsform gemäß 11;
13 ist ein schematisches Diagramm, das den Aufbau einer herkömmlichen Sende- und Empfangsschaltung zeigt, die mit einer Übertragungsleitung mit Busstruktur verwendet wird; und
14 ist ein schematisches Diagramm, das den Aufbau einer herkömmlichen Sende- und Empfangsschaltung zeigt, für die eine Sendeleitung verwendet wird, an deren entgegengesetzte Enden Sende- und Empfangsschaltungen angeschlossen sind.
Die Ausführungsformen gemäß den 7 bis 12 gemäß einer verwandten Technik fallen nicht in den Rahmen der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die dargestellten Ausführungsformen im Einzelnen beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die Ausführungsform zur Übertragung von n-Bit-Signalen zwischen den einander gegenüberliegenden Sende- und Empfangsvorrichtungen TRA und TRB über die Übertragungsleitung L verwendet wird.
Gemäß 1 umfaßt die Übertragungsleitung L n Übertragungsdrähte L1 bis Ln, und Sende- und Empfangsschaltungen TRA1 bis TRAn und TRB1 bis TRBn, die einander zugeordnet an den entgegengesetzten Enden der Übertragungsdrähte L1 bis Ln angeordnet sind, wobei jede der Sende- und Empfangsschaltungen TRA1 bis TRAn und TRB1 bis TRBn aus einem Treiber (einer Senderschaltung) D und einem Empfänger (einer Empfängerschaltung) R ausgebildet ist.
Jeder Empfänger R ist aus einem Differenzverstärker ausgebildet, und die Schwellenspannungen VTHA und VTHB, die verwendet werden, um den logischen Pegel empfangener Signale festzustellen, werden über eine Stromzufuhrleitung Lp von Leistungseinheiten PSA und PSB zugeführt, die den an den entgegengesetzten Enden angeordneten Sende- und Empfangsvorrichtungen TRA und TRB elektrischen Strom zuführen.
Es wird darauf hingewiesen, daß zwischen den Potentialen der Leistungseinheiten PSA und PSB eine Differenz Vg vorliegt.
In 1 bezeichnen SDA1 bis SDAn und SDB1 bis SDBn gesendete Signale, während RDA1 bis RDAn und RDB1 bis RDBn empfangene Signale bezeichnen.
2 ist ein detailliertes Schaltungsdiagramm, das eine Ausführungsform des Treibers (der Senderschaltung) D und des Empfängers (der Empfängerschaltung) R zeigt.
Der Treiber D umfaßt einen Differenzverstärker des Gegentaktverstärkertyps, der durch Transistoren Q1 und Q2, deren Emitter zusammengefaßt und an eine Stromquelle Ics1 angeschlossen sind, und Korrekturwiderstände Rc1 und Rc2 gebildet wird, sowie einen Transistor Q3 des Kollektorverstärkertyps, dessen Emitter an eine Stromquelle Ttt angeschlossen ist und der den Ausgang des Transistors Q2 verstärkt und den verstärkten Ausgang über einen Anschlußwiderstand RTA (RTB) an die Übertragungsleitung L sendet. Ein gesendetes Signal wird in die Basis des Transistors Q1 eingegeben. Eine in der in der Vorrichtung enthaltenen Leistungseinheit erzeugte Schwellenspannung VBB1 wird der Basis des Transistors Q2 zugeführt.
Andererseits umfaßt der Empfänger R einen Differenzverstärker des Gegentaktverstärkertyps, der aus aneinander befestigten und mit einer Stromquelle Ics2 angeschlossenen Transistoren Q4 und Q5 und Kollektorwiderständen Rc3 und Rc4 ausgebildet ist, ein Signal am Anschlußpunkt zur Übertragungsleitung wird der Basis des Transistors Q4 zugeführt, und ein von den als Spannungsteiler für die Ausgangsspannung des Transistors Q3 und die Schwellenspannung VTHB dienenden Widerständen RBB1 und RBB2 erhaltenes Signal wird in die Basis des anderen Transistors Q5 eingegeben.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Widerstände RBB1 und RBB2 auf den gleichen Widerstandswert eingestellt sind.
Die Anschlußwiderstände RTA und RTB und die Widerstände RBB1 und RBB2 werden in der folgenden Beziehung gehalten. RTA/RTB = RBB1/RBB2 RTB/RTA = RBB2/RBB1 (1)
Die Funktionsweise der wie vorstehend beschrieben aufgebauten Sende- und Empfangsschaltung wird unter Bezugnahme auf die Zeitübersicht gemäß 3 beschrieben. Für die Beschreibung wird ein Fall als repräsentatives Beispiel herangezogen, in dem Signale zwischen den Sende- und Empfangsschaltungen TRA1 und TRB1 übertragen werden.
Wird ein gesendetes Signals SDA1 mit einem hohen Pegel an den Eingang der Sende- und Empfangsschaltung TRA1 angelegt, wie in 3(a) gezeigt, wird der Transistor Q1 eingeschaltet, der Transistor Q2 wird ausgeschaltet, und der Transistor Q3 wird eingeschaltet, so daß ein zu sendendes Signal SRA1 mit einem hohen Pegel durch den Anschlußwiderstand RTA an die Übertragungsleitung L1 gesendet wird, wie in 3(c) gezeigt.
Das gesendete Signal SRA1 wird, wie in 3(d) gezeigt, um die Verzögerungszeitspanne td der Übertragungsleitung L1 verzögert an den Eingang des Empfängers R der Sende- und Empfangsschaltung TRB1 am anderen Ende übertragen.
Da der Treiber D der gleichen Sende- und Empfangsschaltung TRB1 kein Signal sendet, wird im Empfänger R eine durch die als Spannungsteiler für den Spannungspegel des gesendeten Signals SRA1 und die Schwellenspannung VTHA dienenden Widerstände RBB1 und RBB2 erhaltene Spannung VTHA1 an die Basis des Transistors Q5 angelegt.
Da der Empfänger R durch einen Differenzverstärker gebildet wird, wird, wie in 3(h) gezeigt, ein Signal RDB1 mit einem niedrigen Pegel ausgegeben, wenn das vom anderen Ende empfangene Signal SRB1 niedriger als die Schwellenspannung VTHA1 ist, und wenn das empfangene Signal SRB1 höher ist, wird ein Signal RDB1 mit einem hohen Pegel ausgegeben.
Wenn anschließend das in 3(b) gezeigte, gesendete Signal SDB1 mit hohem Pegel an den Eingang der Sende- und Empfangs schaltung TRB1 angelegt wird, wird der Transistor Q1 eingeschaltet, der Transistor Q2 wird ausgeschaltet, und der Transistor Q3 wird eingeschaltet, so daß das in 3(d) gezeigte, zu sendende Signal SRB1 mit hohem Pegel durch den Anschlußwiderstand RTB an die Übertragungsleitung L1 gesendet wird.
Das in 3(e) gezeigte, gesendete Signal SRB1 wird um die Verzögerungszeitspanne td der Übertragungsleitung L1 verzögert und an den Eingang des Empfängers R der Sende- und Empfangsschaltung TRA1 am anderen Ende übertragen.
Da der Treiber D der gleichen Sende- und Empfangsschaltung TRA1 bereits das in 3(e) gezeigte Signal mit einem hohen Pegel sendet, wird im Empfänger R eine von den Spannungsteilerwiderständen RBB1 und RBB2 erzeugte Schwellenspannung VTHB1 zwischen dem Spannungspegel des gesendeten Signals SRA1 und der Schwellenspannung VTHB an die Basis des Transistors Q5 angelegt.
Genauer wird die an die Basis des Transistors Q5 angelegte Schwellenspannung VTHB1 von dem Zeitpunkt an, zu dem das Senden des gesendeten Signals SRA1 beginnt, um den der Amplitude des gesendeten Signals SRA1 entsprechenden Betrag auf die Seite des hohen Pegels verschoben. Wenn in diesem Zustand ein Signal SRA1 mit hohem Pegel vom Treiber D am anderen Ende empfangen wird, gibt der Empfänger R, wie in 3(f) gezeigt, ein Signal RDA1 mit niedrigem Pegel aus, wenn das empfangene Signal SRA1 niedriger als die Schwellenspannung VTHB1 ist, und ein Signal RDA1 mit hohem Pegel, wenn das empfange Signal SRA1 höher als die Schwellenspannung VTHB1 ist.
Andererseits wird im Empfänger R der Sende- und Empfangsschaltung TRB1 von dem Zeitpunkt an, zu dem der Treiber D der selben Schaltung beginnt, ein Signal mit hohem Pegel zu senden, der an die Basis des Transistors Q5 angelegte Schwellenwert VTHA1 um den der Amplitude des in 3(g) gezeigten, von der gleichen Vorrichtung gesendeten Signals SRB1 entsprechenden Betrag auf die Seite des hohen Pegels verschoben. Wenn das von der anderen Vorrichtung gesendete Signal SRA1 unter diesen Umständen auf den niedrigen Pegel umgeschaltet wird, ist der Pegel des empfangenen Signals niedriger als die Schwellenspannung VTHA1, und daher wird das Signal RDA1 auf den niedrigen Pegel umgeschaltet, wie in 3(h) gezeigt.
Wie beschrieben, wird die Größe der Schwankungen selbst bei Schwankungen des Pegels des empfangen Signals aufgrund der Differenz Vg zwischen den Potentialen der Sende- und Empfangsvorrichtungen ausgeglichen, wenn die von den für die Sende- und Empfangsschaltungen an den entgegengesetzten Enden der Übertragungsleitung verwendeten Leistungseinheiten erzeugten Schwellenspannungen VTHB und VTHA als Schwellenspannungen für das Fällen logischer Entscheidungen hinsichtlich des empfangenen Signals verwendet werden, so daß sicher eine logische Entscheidung hinsichtlich des empfangenen Signals getroffen werden kann, und dadurch kann die Zuverlässigkeit der Datenübertragung sichergestellt werden.
4 zeigt die durch das vorstehend erläuterte Verfahren erzielten Wirkungen. In 4 repräsentiert die Abszisse Veränderungen des elektrischen Potentials der von einer Vorrichtung aus gesehenen am entgegengesetzten Ende angeordneten Vorrichtung, wogegen die Ordinate durch Veränderungen des Pegels der empfangenen und gesendeten Signale verursachte Veränderungen des Schwellenpegels repräsentiert.
Das Bezugszeichen H bezeichnet einen empfangenen Pegel, wenn sowohl das gesendete Signal als auch das empfangene Signal einen hohen Pegel aufweisen. Das Bezugszeichen M bezeichnet den empfangenen Pegel, wenn das gesendete Signal einen hohen Pegel und das empfangene Signal einen niedrigen Pegel oder das gesendete Signal einen niedrigen Pegel und das empfangene Signal einen hohen Pegel aufweist. Das Bezugszeichen L bezeichnet den empfangenen Pegel, wenn sowohl das gesendete Signal als auch das empfangene Signal einen niedrigen Pegel aufweisen.
Der Code VTHH ist der Vergleichspegel des Empfängers, wenn das gesendete Signal einen hohen Pegel aufweist, und VTHL ist der Vergleichspegel des Empfängers, wenn sowohl das gesendete Signal als auch das empfangene Signal einen niedrigen Pegel aufweisen. Die Bezugszeichen VTHH' und VTHL' zeigen Veränderungen des Vergleichspegels des Empfängers, wenn die Schwellenspannungen von der Vorrichtung am anderen Ende zugeführt werden. Die Bezugszeichen VTHH und VTHL bezeichnen die empfangenen Pegel, wenn die Schwellenspannungen innerhalb der Vorrichtung selbst zugeführt werden.
Aus 4 geht hervor, daß unabhängig von Veränderungen des elektrischen Potentials der anderen Vorrichtung feste Schwellenspannungen gehalten werden, wenn die Vergleichspegel des Empfängers anhand der von der eigenen Vorrichtung gelieferten Schwellenspannung ermittelt werden, wodurch die Pegel der Schwellenspannung den Veränderungen des empfangenen Pegels nicht folgen. Aus diesem Grund kreuzen die Linien des empfangenen Pegels die Linien des Vergleichspegels, wie in 4 gezeigt, wodurch der normale Bereich des Datenempfangs überschritten wird.
Wenn andererseits die Schwellenspannung für die eine Vorrichtung von der anderen Vorrichtung zugeführt wird, verändern sich die Vergleichspegel VTHH' und VTHL' mit den Änderungen des Potentials der anderen Vorrichtung, und dadurch wird das Verhältnis zwischen dem empfangenen Pegel und den Vergleichspegeln über einen weiten Bereich normal gehalten.
Diese Beziehung kann aufrechterhalten werden, wenn sie als die in Gleichung (1) gezeigte Schaltungskonstante eingestellt wird.
5 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine zweite Ausführungsform des Treibers D zeigt, die durch einen komplementären Schaltungsaufbau in der Ausgangsstufe gekennzeichnet ist.
Da die Stromquelle ITT bei dem Treiber D gemäß der Ausführungsform gemäß 2 stets einen Vorspannungsstrom zuführt, wird immer elektrischer Strom verbraucht.
Bei dieser Ausführungsform wird die Ausgangsstufe durch Hinzufügen eines mit dem Transistor Q3 komplementär geschalteten Transistors Q6 erzeugt. Der Transistor Q3 wird eingeschaltet, um ein Signal mit hohem Pegel auszugeben, und der Transistor Q6 wird eingeschaltet, um ein Signal mit niedrigem Pegel auszugeben. Diese Ausführungsform ist so aufgebaut, daß nur eine dem Ausgang entsprechende Strommenge in die Übertragungsleitung fließen kann.
Es wird darauf hingewiesen, daß durch den Ausgang des Anschlußpunkts zwischen der Stromquelle Ics3 und den in Vorwärtsrichtung mit dem Kollektor des Transistors Q2 verbundenen Dioden D1 und D2 eine Vorspannung an die Basis des Transistors Q6 angelegt wird.
Diese Anordnung hat die besondere Wirkung, daß der Stromverbrauch verringert werden kann, da nur die dem Ausgang entsprechende Strommenge zur Übertragungsleitung geleitet wird, indem der Transistor Q6 eingeschaltet wird.
6 ist eine Schaltung, die eine dritte Ausführungsform des Treibers D zeigt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die durch eine komplementäre Schaltung gebildete Ausgangsstufe zwei NPN-Transistoren umfaßt. Gemäß 6 ist zwischen dem Kollektor des Transistors Q1 und dem Kollektor eines Transistors Q7 eine Diode D3 angeschlossen, und der Ausgang am Anschlußpunkt zwischen der Anode der Diode D3 und einer Stromquelle Ics4 wird in die Basis des Transistors Q7 eingegeben. Der Transistor Q3 wird eingeschaltet, um ein Signal mit hohem Pegel auszugeben, und der Transistor Q7 wird eingeschaltet, um ein Signal mit niedrigem Pegel auszugeben, wodurch nur die dem Ausgang entsprechende Strommenge zur Übertragungsleitung L fließen kann.
Auch bei dieser Ausführungsform ist, wie bei der Ausführungsform gemäß 5, eine Verringerung des Stromverbrauchs möglich.
Wenn eine Sende- und Empfangsschaltung mit dem in den 5 oder 6 gezeigten Aufbau verwendet wird und die an den entgegengesetzten Enden der Übertragungsleitung angeordneten Sende- und Empfangsschaltungen Signale mit jeweils unterschiedlichen Pegeln senden, wie bei einer Kombination aus einem mit hohem Pegel (H) und einem mit niedrigem Pegel (L) oder einem mit niedrigem Pegel (L) und einem mit hohem Pegel (H), fließt Strom durch die Übertragungsleitung L, wodurch elektrischer Strom verbraucht wird. Tritt dieser Stromverbrauch auf, während keine Daten übertragen werden, ist dies eine ziemliche Verschwendung, die eliminiert werden muß.
Zur Lösung werden die Sende- und Empfangsschaltungen während der Zeit, zu der keine Kommunikation stattfindet, so eingestellt, daß die Ausgangsspannungen der Schaltungen den gleichen Pegel, d. h. beide einen hohen Pegel (H) oder einen niedrigen Pegel aufweisen. Durch diese Konfiguration wird der Stromverbrauch während der Zeit, in der keine Kommunikation stattfindet, eliminiert, so daß der Stromverbrauch weiter verringert werden kann.
Als nächstes wird ein stromgetriebener Typ von Sende- und Empfangsschaltung beschrieben, der mit einer Übertragungsleitung mit einer Busstruktur verwendet wird.
7 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine erste Ausführungsform eines stromgetriebenen Typs von aus einem Treiber Dn (n = 1, 2, ..., n) und einem Empfänger Rn ausgebildeter Sende- und Empfangsschaltung gemäß einer verwandten Technik zeigt.
Der Treiber Dn weist den gleichen Aufbau auf, wie vorstehend beschrieben, doch der Empfänger Rn ist dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion der Erfassung einer Kollision mit von anderen Sende- und Empfangsschaltungen gesendeten Signalen vorgesehen ist. Genauer dürfen die beiden Sende- und Empfangsschaltungen nicht gleichzeitig Signale über die Übertragungsleitung mit der Busstruktur senden. Als präventive Maßnahme ist diese Funktion vorgesehen, durch die eine Kollision von zwei gesendeten Signalen in der Übertragungsleitung mit der Busstruktur erfaßt wird.
Ein Empfänger R1 gemäß dieser Ausführungsform umfaßt, wie in 8(d) gezeigt, einen ersten und einen zweiten Empfänger R11 und R12 zum Vergleichen eines über die Übertragungsleitung L gesendeten Signals SR1 mit einer ersten und einer zweiten Schwellenspannung VTH1 und VTH2, deren Spannungspegel sich um den der Amplitude des über die Übertragungsleitung L gesendeten Signals entsprechenden Betrag unterscheiden, einen dritten Empfänger R31 zum Vergleichen eines über die Übertragungsleitung L gesendeten Signals SR1 mit einer dritten Schwellenspannung VTH3 mit einem um die Amplitude des Signals höheren Pegel als der Summe der ersten und der zweiten Schwellenspannung VTH1 und VTH2 und zum Ausgeben eines Warnsignals AL1 zur Annullierung des Signals auf der Übertragungsleitung L, wenn ein Signal Sr1, das höher als die dritte Schwellenspannung VTH3 ist, auf der Übertragungsleitung auftaucht, und EXKLUSIV-ODER-Schaltungen XOR1 und XOR2 zum Ausgeben eines über die Übertragungsleitung L von einer anderen Schaltung empfangenen Signals RD1 durch Entfernen eines vom Treiber D1 der gleichen Schaltung wie der des Empfängers R1 gesendeten Signals auf der Grundlage der Ausgangssignale des ersten und des zweiten Empfängers R11 und R12.
Das Ausgangssignal des Empfängers R11 und ein vom Treiber D zu sendendes Sendesignal SD1 werden in die EXKLUSIV-ODER-Schaltung XOR1 eingegeben, während das Ausgangssignal der EX KLUSIV-ODER-Schaltung XOR1 und das Ausgangssignal des Empfängers R21 in die EXKLUSIV-ODER-Schaltung XOR2 eingegeben werden.
Wenn bei dieser Konfiguration von dem Treiber D1 und dem Treiber D2 einer anderen Sende- und Empfangsschaltung kein Signal gesendet wird, befindet sich die Übertragungsleitung L auf einem niedrigen Pegel, und daher haben die Ausgangssignale R11 und R12 einen (niedrigen) Pegel von „0", wie in 8(e) gezeigt.
Wenn in diesem Zustand das in 8(a) gezeigte, gesendete Signal SD1 mit hohem Pegel in den Treiber D1 eingegeben wird, verstärkt der Treiber D das Signal und sendet es an die Übertragungsleitung L. Daher erscheint das in 8(d) gezeigte Signal SR1 auf der Übertragungsleitung L.
Überschreitet das Signal SR1 die Schwellenspannung VTH2, nimmt das Ausgangssignal des Empfängers R21 einen hohen Pegel an. Dieses Signal wird in die EXKLUSIV-ODER-Schaltung XOR2 eingegeben, da jedoch der andere Eingang der Schaltung XOR2 einen hohen Pegel aufweist, behält der Ausgang den niedrigen Pegel bei. Die Schwellenspannung ist ein Spannungspegel, der in logischen Schaltungen zur Feststellung eines hohen oder niedrigen Pegels durch TTL- und MOS-Transistoren verwendet wird. In diesem Fall ist die Schwellenspannung VTH2 auf einen mittleren Pegel zwischen einem „hohen" und einem „niedrigen" Pegel des Signals SR1 eingestellt, wenn ein Treiber ein Signal an die Übertragungsleitung L sendet.
Wenn der Treiber D2 der anderen Sende- und Empfangsschaltung in diesem Zustand beginnt, ein Sendesignal SD2 zu senden, wie in 8(b) gezeigt, werden zwei Signale hinzugefügt, so daß der Spannungspegel der Übertragungsleitung L ca. doppelt so hoch wie zuvor wird, wie in 8(d) gezeigt. Übersteigt der Spannungspegel der Übertragungsleitung L die Schwellenspannung VTH1, nimmt das Ausgangssignal des Empfängers R11 einen hohen Pegel an.
Dieses Signal wird in die EXKLUSIV-ODER-Schaltung XOR1 eingegeben. Dies bedeutet, daß beide Eingänge der Schaltung XOR1 den Pegel „1" aufweisen, wodurch das Ausgangssignal den Pegel „0" annimmt. Wenn das Ausgangssignal der Schaltung XOR1 „0" ist, nimmt das Ausgangssignal der Schaltung XOR2 in der nächsten Stufe den Pegel „1" an.
Anders ausgedrückt wird das vom Treiber D2 einer anderen Sende- und Empfangsschaltung gesendete Signal als empfangenes Signal RD1 extrahiert.
Das vom Treiber D2 der anderen Sende- und Empfangsschaltung gesendete Signal wird aufgrund der Verzögerungseigenschaften der Übertragungsleitung L um eine Verzögerungszeitspanne td verzögert empfangen, wie in 8 gezeigt.
Wenn in diesem Zustand anschließend eine dritte Sende- und Empfangsschaltung beginnt, ein Sendesignal SDn zu senden, wie in 8(c) gezeigt, überschreitet der Spannungspegel der Übertragungsleitung L die Schwellenspannung VTH3, und daher nimmt das Ausgangssignal AL1 des Empfängers R31 den hohen Pegel an, wie in 8(g) gezeigt.
Das Signal AL1 wird einer Schaltung zugeführt, die das empfangene Signal als Warnsignal AL1 akzeptiert und das Signal auf der Übertragungsleitung L annulliert.
Wird jedoch das Senden des Sendesignals SDn beendet, fällt der Spannungspegel der Übertragungsleitung L auf einen niedrigeren Pegel als die Schwellenspannung VTH3, und daher wird auch die Ausgabe des Warnsignals AL1 eingestellt.
Wie vorstehend beschrieben, wird das Senden unrichtiger Informationen durch das Hinzufügen der Funktion der Erfassung einer Kollision von Signalen auf der Übertragungsleitung L verhindert.
Durch die Herstellung einer Konfiguration, bei der die Schwellenspannungen VTH1, VTH2 und VTH3 von den Leistungseinheiten der Senderschaltungen und der Empfängerschaltungen am anderen Ende der Übertragungsleitung zugeführt oder die Schwellenspannungen anhand der zugeführten Signale erzeugt werden, kann das Warnsignal mit höherer Genauigkeit gesendet werden.
9 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine zweite Ausführungsform eines stromgetriebenen Typs der Sende- und Empfangsschaltung gemäß einer verwandten Technik zeigt, wobei der Unterschied zwischen dieser Schaltung und der in 7 gezeigten Schaltung ist, daß das empfangene Signal durch einen analogen Pegelvergleich unter Verwendung einer einzigen Schwellenspannung VTH2 reproduziert wird.
Genauer wird, wenn ein Spannungsverstärker D12 das gesendete Signal Sd1 beim Senden des Signals auf die Übertragungsleitung L auf ein doppelt so hohes Spannungssignal wie die Amplitude verstärkt und der Ausgang des Spannungsverstärkers D12 über einen Widerstand ra1 an einen aus einer Vergleichseinrichtung ausgebildeten Empfänger R41 angelegt wird, eine Schwellenspannung VTH2 (mit dem gleichen Spannungspegel, wie gemäß 8) über einen Widerstand ra2 an die Ausgangsseite eines Widerstands ra1 angelegt, und die über die als Spannungsteiler für die Schwellenspannung VTH2 und die Ausgangsspannung des Spannungsverstärkers D12 dienenden Widerstände ra1 und ra2 erhaltene Spannung wird als Vergleichsbezugsspannung des Empfängers R4 verwendet.
Wenn der Treiber D1 der selben Schaltung kein Signal SR1 sendet, wird daher die Vergleichsbezugsspannung des Empfängers R41 nur durch die Schwellenspannung VTH2 gebildet, und abhängig davon, ob ein höheres Signal als die Schwellenspannung VTH2 ankommt oder nicht, wird das empfange Signal von einer anderen Sende- und Empfangsschaltung regeneriert.
Obwohl der Treiber D1 der gleichen Schalter ein Signal SR1 sendet, steigt jedoch die Vergleichsbezugsspannung des Empfängers R41 auf den gleichen Pegel, wie die in 8 gezeigte Schwellenspannung VTH1, da die Schwellenspannung VTH2 durch die Ausgangsspannung des Spannungsverstärkers D12 auf die Seite des hohen Pegels verschoben wird. Daher können ein von der Vorrichtung am einen Ende gesendetes Signal und ein von der Vorrichtung am anderen Ende der Übertragungsleitung L empfangenes Signal voneinander unterschieden und nur das gesendete Signal vom anderen Ende regeneriert werden.
In diesem Fall kann eine Kollision von zwei oder mehr gesendeten Signalen auf die gleiche Weise wie gemäß 7 erkannt werden.
10 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine dritte Ausführungsform eines stromgetriebenen Typs von Sende- und Empfangsschaltung gemäß einer verwandten Technik zeigt, wobei der Unterschied zwischen dieser Schaltung und der Schaltung gemäß 7 darin besteht, daß in einem Fall, in dem eine andere Sende- und Empfangsschaltung bereits ein Signal sendet und der Spannungspegel der Übertragungsleitung höher als die Schwellenspannung VTH1 ist, selbst dann ein Warnsignal AL1 ausgegeben wird, wenn der Treiber D1 der Vorrichtung am einen Ende der Übertragungsleitung kein Signal sendet.
Zu diesem Zweck umfaßt die dritte Ausführungsform der Sende- und Empfangsschaltung gemäß der verwandten Technik einen Wechselrichter N1 zum Invertieren der Eingangsbedingungen eines gesendeten Signals SD1 und ein UND-Gatter zum Ausführen einer logischen UND-Operation an einem Ausgangssignal des Wechselrichters N1 und zum Ausgeben der Signale der Empfänger R11 und R21 und ein ODER-Gater OG1 zum Ausgeben eines Warnsignals AL1, das das Ergebnis der ODER-Operation an einem Ausgangssignal des UND-Gatters AG1 und einem Ausgangssignal des Empfängers R31 repräsentiert.
Bei der vorstehend beschriebenen Schaltungskonfiguration sind die Ausgangssignale der Empfänger R11 und R21 unter der Voraussetzung, daß die Sende- und Empfangsschaltung am anderen Ende bereits ein Signal sendet und der Spannungspegel der Übertragungsleitung L höher als die Schwellenspannung VTH1 ist, beide „1". Wenn der Treiber D1 der gleichen Schaltung zu diesem Zeitpunkt kein Signal sendet, ist das Ausgangssignal des Wechselrichters „1", und das UND-Gatter AG1 führt eine UND-Operation an ihren Eingängen aus und sendet ein Ausgangssignal mit dem Pegel „1". Dieses Signal wird in ein ODER-Gatter OG1 eingegeben, das ein Warnsignal AL1 ausgibt.
Durch diese Ausführungsform ist es möglich, das gleichzeitige Auftreten von drei gesendeten Signalen zu verhindern. Anders ausgedrückt bietet diese Ausführungsform die einmalige Wirkung, daß andere Informationselemente auf der Übertragungsleitung sicher vermieden werden können.
11 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine vierte Ausführungsform des stromgetriebenen Typs von Sende- und Empfangsschaltung zeigt, wobei der Unterschied zwischen dieser Schaltung und der Schaltung gemäß 10 darin besteht, daß die Regeneration eines empfangenen Signals und das Verhindern einer Kollision von Signalen durch einen Vergleich auf analogem Niveau erfolgen.
Genauer sind Pufferverstärker BF1 und BF2 für ein gesendetes Signal SD1 vorgesehen, die Ausgangssignale der Pufferverstärker BF1 und BF2 werden über Widerstände r1 und r3 an die Eingangsanschlüsse (–) für die Vergleichsbezugsspannungen der Empfänger R11 und R31 angelegt, und Vorspannungen VB1 und VB2, die so eingestellt sind, daß die in 12 gezeigte Beziehung gegeben ist, werden über Widerstände r2 und r4 an die Eingangsschaltungen (–) für die Vergleichsbezugsspannungen der Empfänger R11 und R31 angelegt.
Es wird darauf hingewiesen, daß sämtliche Widerstände r1, r2, r3, r4 den gleichen Widerstandswert aufweisen.
Die Vorspannung VB1 ist, wie in 12 durch „HL" bezeichnet, auf den gleichen Pegel wie den Pegel der Amplitude eines gesendeten Signal eingestellt. Die Vorspannung VB2 ist, wie in 12 durch „HHH" bezeichnet, auf den gleiche Amplitudenpegel wie die Summe der drei gesendeten Signale eingestellt.
Daher bewegt sich die in den Eingangsanschluß (–) für die Vergleichsbezugsspannung des Empfängers R11 eingegebene Schwellenspannung VTH1 entsprechend dem Ausgangspegel des Pufferverstärkers BF1 in einem Bereich vom 0,5- bis 1,5-fachen des Amplitudenpegels eines gesendeten Signals, wie in 12 gezeigt.
Ebenso bewegt sich die in den Eingangsanschluß (–) für die Vergleichsbezugsspannung des Empfängers R31 eingegebene Schwellenspannung VTH2 entsprechend dem Ausgangspegel des Pufferverstärkers BF2 im Bereich vom Zwei- bis Dreifachen des Amplitudenpegels eines gesendeten Signals, wie in 12 gezeigt.
Wenn bei dieser Schaltungskonfiguration nur der Treiber D1 der gleichen Schaltung am einen Ende der Übertragungsleitung ein Signal sendet, wird der Ausgang des Pufferverstärkers BF2, der einen hohen Pegel aufweist, durch dem Widerstand r1 zu dem Eingangsanschluß (–) für die Vergleichsbezugsspannung des Empfängers R11 hinzugefügt, so daß die Schwellenspannung VTH1 auf den Wert des 1,5-fachen des Amplitudenpegels eines gesendeten Signals erhöht wird.
Wenn nur der Treiber D1 der gleichen Schaltung ein Signal sendet, wird daher das Ausgangssignal RD1 des Empfängers R11 auf dem niedrigen Pegel gehalten. Kommt jedoch ein gesendetes Signal von einem weiteren Treiber Dn hinzu, steigt der Spannungspegel der Übertragungsleitung L auf einen doppelt so hohen Wert wie zuvor an, wodurch er die Schwellenspannung VTH1 übersteigt. Daher nimmt das Ausgangssignal RD1 des Empfängers R11 den hohen Pegel an. Anders ausgedrückt kann ein gesendetes Signal ohne ein von dieser Sende- und Empfangsschaltung gesendetes Sendesignal aus einem zusammengesetzten Signal extrahiert werden, das von dieser und der anderen Sende- und Empfangsschaltung gesendete Signale enthält.
Andererseits steigt die in den Eingangsanschluß (–) für die Vergleichsbezugsspannung des Empfängers R31 eingegebene Schwellenspannung VTH2 auf das 2,5-fache des Amplitudenpegels eines gesendeten Signals, wenn der Treiber D1 der gleichen Schaltung ein Sendesignal sendet.
Daher wird das Ausgangssignal des Empfängers R31 auf den niedrigen Pegel gehalten.
Werden jedoch zwei Signale über die Übertragungsleitung L gesendet, steigt beim Senden eines dritten gesendeten Signals der Spannungspegel der Übertragungsleitung L auf das Dreifache, wodurch die Schwellenspannung VTH2 überschritten wird. Aus diesem Grund wird das Ausgangssignal AL1 des Empfängers R31 auf den hohen Pegel umgeschaltet. Anders ausgedrückt wird ein Warnsignal AL1 ausgegeben.
Wie beschrieben, wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Sende- und Empfangsschaltung mit einer Senderschaltung und einer Empfängerschaltung zum Senden bzw. Empfangen eines Signals an die Empfängerschaltung bzw. von der Senderschaltung am anderen Ende der Übertragungsleitung geschaffen, die an jedes Ende einer Übertragungsleitung angeschlossen sind, wobei an den beiden entgegengesetzten Enden der Übertragungsleitung Stromzufuhrleitungen angeschlossen sind und eine Schwellenspannung zum Fällen einer logischen Entscheidung hinsichtlich ei nes von der Empfängerschaltung empfangenen Signals von der für die Senderschaltung und die Empfängerschaltung am anderen Ende verwendeten Leistungseinheit zugeführt wird.
Selbst wenn der Abstand zwischen dem sendenden und dem empfangenden Ende vergrößert wird und der Pegel des gesendeten Signals schwankt, wird daher die Größe der Veränderung des Signalpegels ausgeglichen, da die Schwellenspannung gleichfalls schwankt. Dadurch können eine akkurate logische Entscheidung hinsichtlich des empfangenen Signals gefällt und eine hohe Zuverlässigkeit einer vollständig geduplexten, simultanen Zweiwegekommunikation sichergestellt werden.
Wird die Erfindung auf die Kommunikation zwischen LSIs angewendet, bei der die Anzahl der verwendeten Drähte zugenommen hat, kann daher die Anzahl der Drähte für eine hoch zuverlässige Kommunikation zwischen den LSIs verringert werden.
Bei einer Sende- und Empfangsschaltung gemäß einer verwandten Technik mit einer Senderschaltung und einer Empfängerschaltung, die mit einer Übertragungsleitung L des Typs mit einer Busstruktur verbunden sind, zum Senden und Empfangen eines Signals an eine andere Empfängerschaltung bzw. von einer anderen Senderschaltung über eine gemeinsame Übertragungsleitung umfaßt die Empfängerschaltung eine erste Vergleichseinrichtung zum Vergleichen eines über die Übertragungsleitung gesendeten Signals mit einer ersten und einer zweiten Schwellenspannung, deren Spannungspegel sich um den der Amplitude eines über die Übertragungsleitung gesendeten Signals entsprechende Betrag unterscheiden, zum Fällen einer logischen Entscheidung hinsichtlich eines Signals, und eine zweite Vergleichseinrichtung zum Vergleichen eines über die Übertragungsleitung gesendeten Signals mit einer dritten Schwellenspannung mit einem um die der Amplitude des über die Übertragungsleitung gesendeten Signals entsprechende Größe höheren Pegel als dem der Summe der ersten und der zweiten Schwellenspannung entsprechende Pegel und zum Ausgeben eines Warnsignals zum Annullieren des Signals auf der Übertragungsleitung, wenn ein Signal, das höher als die dritte Schwellenspannung ist, auf der Übertragungsleitung erscheint.
Wenn ein Signal, das höher als die dritte Schwellenspannung ist, auf der gemeinsamen Übertragungsleitung erscheint, wird daher ein Warnsignal ausgegeben, das die gemeinsame Übertragungsleitung deaktiviert. Durch die Behandlung des empfangenen Signals als ungültig nach Maßgabe dieses Warnsignals kann eine fehlerhafte Übertragung erfaßt werden, die auftritt, wenn drei Senderschaltungen gleichzeitig Signale über die Übertragungsleitung des Typs mit der Busstruktur versenden.
Wenn die Ausgangsstufe der Senderschaltung durch zwei komplementär geschaltete Schaltelemente gebildet wird, kann der Stromverbrauch bei der Signalübertragung verringert werden, wodurch dieses Verfahren sehr wirtschaftlich ist. Überdies ist dieses Verfahren bei der Anwendung auf LSIs hinsichtlich der Verringerung der Wärmeentwicklung sehr effektiv.
In diesem Fall kann durch Einstellen der Ausgangsspannungen mehrerer Senderschaltungen auf den gleichen Pegel der Stromverbrauch sicher verringert werden.
Überdies muß kein spezielles Schaltungselement verwendet werden, so daß die Herstellungskosten ebenfalls verringert werden können.

Claims

Sende-/Empfangs-System mit einer Sendeschaltung (D) bei einer ersten Sende-/Empfangs-Vorrichtung (TRA) und einer Empfangsschaltung (R) bei einer zweiten Sende-/Empfangs-Vorrichtung (TRB), die mit gegenüberliegenden Enden einer Übertragungsleitung (L) verbunden sind, um Signale (SRA1, SRB1) von der Sendeschaltung (D) zur Empfangsschaltung (R) an den gegenüberliegenden Enden der Übertragungsleitung zu senden bzw. zu empfangen, gekennzeichnet durch eine Leistungseinheit (PSA) an der Sendeschaltung (D) am einen Ende der Übertragungsleitung (L), die eine Schwellenspannung (VTHA, VTHB) liefert, um den logischen Pegel eines von der Empfangsschaltung (R) am anderen Ende der Übertragungsleitung (L) empfangenen Signals zu entscheiden.
System nach Anspruch 1, bei dem die Ausgangsstufe der Sendeschaltung (D) durch Schaltelemente (Q3, Q6) gebildet wird, die komplementär verbunden sind.
System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem Ausgangsspannungen (SRA1, SRB1) der Sende-/Empfangs-Schaltungen (TRA1, TRA2), die jeweils eine Sendeschaltung (D) und eine Empfangsschaltung (R) aufweisen für die Übertragungsleitung auf den gleichen logischen Pegel gesetzt werden, wenn keine Kommunikation erfolgt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Einrichtung (Vg) zum Liefern eines Potenzialunterschieds zwischen der Leistungseinheit (PSA), die für die Sendeschaltung (D) verwendet wird, und der Leistungsschaltung (PSB), die für die Empfangsschaltung (R) verwendet wird.