EP0960797A2 - Übertragungssystem insbesondere für verkehrstechnische Systeme - Google Patents

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EP0960797A2
EP0960797A2 EP99109061A EP99109061A EP0960797A2 EP 0960797 A2 EP0960797 A2 EP 0960797A2 EP 99109061 A EP99109061 A EP 99109061A EP 99109061 A EP99109061 A EP 99109061A EP 0960797 A2 EP0960797 A2 EP 0960797A2
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transmission system
voltage
capacitor
transmission
resistor
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Rolf Schmid
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Siemens Schweiz AG
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    • B61L21/04—Electrical locking and release of the route; Electrical repeat locks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
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    • B61L3/02—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control
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    • B61L19/06—Interlocking devices having electrical operation
    • B61L2019/065—Interlocking devices having electrical operation with electronic means

Definitions

  • the present invention relates to a transmission system, in particular for traffic engineering systems according to the preamble of claim 1.
  • the present invention is therefore based on the object of a transmission system in particular for to create traffic communication systems that have a high reliability and can be realized with less effort.
  • the transmission system according to the invention has high reliability and can be inexpensive will be realized.
  • data is transmitted in one direction over the transmission line and at the receiving end detected.
  • Carrier signals that are modulated in both directions can also be transmitted via the transmission line be transmitted. At least one of these signals is preferably used for the detection of Transmitted data used impedance changes, It is particularly advantageous that for detection module provided by impedance changes carrier-frequency signals that are transmitted via the transmission line transferred, hardly burdened.
  • transmission lines with different lengths and Impedances can be used.
  • Fig. 1 shows a system through which data from a logic module LOG provided in a balise B. can be transmitted via a transmission line LTG to a receiver or to a detection module DET are through which load changes can be detected by the logic module LOG depending on the transmitted data are caused.
  • a voltage source Q preferably via a transformer XFMR, an AC signal of constant amplitude to the terminals l1a, l1b the transmission line LTG created by a controllable connected to connections l2a, l2b Last VL is complete.
  • the load VL which can be controlled by the logic module LOG or between two States can be switched, in the arrangement shown consists of a fixed to the transmission line LTG connected impedance Z1, to which a second impedance Z2 through a with the logic module LOG connected switch SW can be connected in parallel.
  • the detection module detects changes in AC voltage DET, which on the connections l1a, l1b of the transmission line LTG and that on the secondary winding ws of the transformer XFMR applied AC voltage is supplied.
  • the detection module DET to which the AC signal to be monitored is monitored via two inputs e1 and e2 is supplied, has a first and a second capacitor C1, C2, of which the the first via two diodes D1 and D2 connected in series and the second via a further diode D3 at Occurrence of positive half-waves is charged to the voltage value Ua or Uk.
  • a light emitting diode D4 connected, which is part of an optocoupler (see Fig. 2, OK).
  • the capacitors C1 and C2 After charging the capacitors C1 and C2 is therefore at the anode of the light-emitting diode D4 and at 3.7V Cathode to a voltage of 4.35V.
  • the LED D4 therefore has a negative bias of -0.65V, which must be overcome in addition to the threshold voltage before in the LED D4 a current begins to flow and electrical energy is converted into light energy.
  • a resistor R1 or R2 is connected in parallel with the capacitors C1 and C2, through which each Capacitor C1; C2 is discharged as soon as the amplitude of the monitored AC voltage drops and the voltage across the diodes D1, D2 and D3 falls below their threshold value.
  • resistor R1 which is connected in parallel to capacitor C1 is to ensure that a slow change in the monitored AC voltage does not result in a faulty one Detection of a signal can result.
  • By slowly discharging the capacitor C1 Value of voltage Ua follow slow changes in AC voltage.
  • the alternating voltage, which arises when the load VL is switched, is to be discharged via however, the resistance R1 can be negligibly small.
  • the resulting discharge of the second capacitor C2 via the resistor R2 should, however, proceed so quickly that a Detection of the load switching that has occurred is possible.
  • the one on the first capacitor should C1 applied voltage Ua only low and the voltage applied to the second capacitor C2 Greatly decrease Uk so that the negative bias of -0.65V applied to LED D4 canceled and the threshold voltage of the LED D4 is exceeded.
  • FIG. 6 shows the curves of the voltages Uk and Ua which occur shortly before, during and after a load change, by means of which a data bit is transmitted, for example.
  • the capacitors C1 and C2 are charged to the maximum values Uk max and Ua max .
  • Uk max 4.35V
  • Ua max 3.7V in the present circuit arrangement.
  • the switch SW is actuated by the logic module LOG and the impedance Z2 is connected in parallel to the impedance Z1.
  • the increase in the load results in a reduction in the amplitude U1p of the AC voltage output by the transformer XFMR.
  • the second capacitor C2 is then discharged by the resistor R2 until the negative bias voltage is removed and the threshold voltage of the light-emitting diode D4 is exceeded and this begins to conduct.
  • the first capacitor C1, which is only slightly loaded by the resistor R1 is now discharged via the light-emitting diode D4 and the resistor R2.
  • the switch SW is opened again, reducing the load and increasing the AC voltage at the output of the transformer XFMR.
  • the diodes D1, ..., D3 begin to conduct again, as a result of which the second capacitor C2 is quickly recharged and the light-emitting diode D4 is blocked.
  • the first capacitor C1 is also recharged.
  • the first capacitor C1 is therefore to be dimensioned such that it is able to operate the light-emitting diode D4 during the interval t1 or tb-ta.
  • the bias voltage of the light-emitting diode D4 is selected such that it does not become conductive when there are changes in the AC voltage emitted by the transformer XFMR that are not caused by switched load changes. This bias voltage is selected according to the expected AC voltage fluctuations.
  • a desired bias voltage can be set.
  • resistance bridges which could also be used to set a bias voltage
  • an undesirable load on the AC voltage emitted by the transformer XFMR is avoided.
  • the resistor R1 causes the voltage Ua across the capacitor C1 to track slow reductions in the amplitude U1p.
  • the bias of the light emitting diode D4 can therefore be chosen to be smaller.
  • FIG. 2 shows the part of the transmission system according to FIG. 1 on the receiving side with an additional circuit arrangement for the detection of the transmitted signals.
  • the light-emitting diode D4 is part of an optocoupler OK which has a phototransistor T, the output signals of which are fed to an operational amplifier OVST.
  • the operational amplifier OVST which preferably has the function of a Schmitt trigger, outputs a square-wave signal D B at its output, which corresponds to the switching signal supplied to the switch SW.
  • an operating voltage Ub and a resistor R3 are provided for the voltage supply of the optocoupler OK and the operational amplifier OVST, which is electrically isolated from the diodes D1, ..., D3 and the capacitors C1 and C2, an operating voltage Ub and a resistor R3 are provided.
  • LEDs and optocouplers are described in [5]. Of course, various optocouplers, for example also those with photodiodes, can be used instead of phototransistors.
  • the components R1 and C3, which are only preferably provided, are not shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 shows the transmission system according to the invention with a transformer XFMR2, which has one secondary and three primary windings ws or wp1, wp2 and wp3.
  • the primary windings wp1 and wp2 are connected to an amplifier DV, which supplies a rectangular signal to the first primary winding wp1 s1 of the frequency f1 and a square wave signal s2 of the frequency f2 to the second primary winding wp2 delivers.
  • the signals s1 and s2 can be used to transmit control signals and data to the Balise B.
  • the signal s2 can e.g. also serve for remote feeding of a transponder.
  • the detection module DET is preferably provided in the present circuit arrangement on the secondary side of the transmitter XFMR2 because the measurement of square-wave signals of smaller amplitude on the primary side of the transmitter would be associated with difficulties.
  • the logic module LOG of the Balise B can be supplied with various signals (RF signals or status signals sens from signal systems). In accordance with these signals, the logic module LOG can emit binary switching signals D B to the switch SW, which is implemented, for example, by a switching transistor. Furthermore, the logic module LOG can also transmit data by modulating a carrier signal to a receiver RX which is connected to the third primary winding wp3 of the transmitter XFMR2.
  • the bias of the light emitting diode D4 can be selected by the choice of the diodes D1, D2, ... can be set as desired.

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Abstract

Das insbesondere für verkehrstechnische Systeme vorgesehene Übertragungssystem weist eine Übertragungsleitung (LTG) auf, die an einem Ende über erste Anschlüsse (l1a, l1b) mit einer Wechselspannungsquelle (Q) und am anderen Ende über zweite Anschlüsse (l2a, l2b) mit einer Last (VL) verbunden ist. Dabei dienen die von der Wechselspannungsquelle (Q) abgegebenen und von der Übertragungsleitung (LTG) übertragenen Wechselspannungen Stromversorgungszwecken oder der Übertragung von Daten. Die Last (VL) ist durch ein Logikmodul (LOG) in Abhängigkeit von zu übertragenden Daten DB zwischen zwei Lastzuständen derart umschaltbar, dass an den ersten Anschlüssen (l1a, l1b) der Übertragungsleitung (LTG) Änderungen der Amplitude der von der Wechselspannungsquelle (Q) abgegebenen Wechselspannung auftreten, die über Eingänge (e1, e2) einem Detektionsmodul (DET) zugeführt wird, durch die die Änderungen feststellbar und ein dazu entsprechender Datenstrom DB erzeugbar ist. Das Übertragungssystem weist eine hohe Zuverlässigkeit auf und kann kostengünstig realisiert werden. Durch Laständerungen werden Daten DB in einer Richtung über die Übertragungsleitung (LTG) übertragen und empfangsseitig detektiert. Über die Übertragungsleitung (LTG) können ferner in beiden Richtungen modulierte Trägersignate übertragen werden. Vorzugsweise wird wenigstens eines dieser Trägersignale zur Detektion von mittels Impedanzänderungen übertragenen Daten verwendet. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Übertragungssystem insbesondere für verkehrstechnische Systeme nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zur Übertragung von Daten von einer erdgebundenen Station z.B. zu einem schienengebundenen Fahrzeug werden Balisen (siehe Fig. 5) oder Leckkabel eingesetzt, wie sie in [1] beschrieben sind. Das Blockschaltbild einer Gleisausrüstung ist in [1], Bild 3 gezeigt. Dabei sind eine Balise und eine an ein Leckkabel angeschlossene Loop-Elektronik über Verbindungsleitungen mit einer Logikschaltung verbunden, die Signale mit einem Stellwerk und/oder einem Signaladapter austauscht.
Verfahren und Vorrichtungen zur Übertragung von Daten von einer erdgebundenen Balise zu einem fahrzeugseitigen Transponder sind in [2] und [3] beschrieben. Zur Datenübertragung wird normalerweise ein hochfrequentes Trägersignal verwendet, das entsprechend den zu übertragenden Daten moduliert wird. Die Erzeugung und Modulation eines Trägersignals kann in der Balise oder auch in der Logikschaltung erfolgen. Normalerweise sind übertragene Informationen oder Statusinformationen zurück an das Stellwerk zu melden.
Aus [1], Bild 3 ist erkennbar, dass innerhalb eines verkehrstechnischen Kommunikationssystems verschiedenste mehrheitlich sicherheitsrelevante Informationen übertragen werden. Bestehende Übertragungssysteme mit Trägermodulation weisen eine relativ hohe Komplexität auf, weshalb eine geringe, jedoch oft unerwünschte Störanfälligkeit resultiert.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Übertragungssystem insbesondere für verkehrstechnische Kommunikationssysteme zu schaffen, das eine hohe Zuverlässigkeit aufweist und mit geringerem Aufwand realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Massnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemässe Übertragungssystem weist eine hohe Zuverlässigkeit auf und kann kostengünstig realisiert werden. Durch Änderungen der Impedanz einer am Ende einer Übertragungsleitung anliegenden Last werden Daten in einer Richtung über die Übertragungsleitung übertragen und empfangsseitig detektiert. Über die Ubertragungsleitung können ferner in beiden Richtungen modulierte Trägersignale übertragen werden. Vorzugsweise wird wenigstens eines dieser Signale zur Detektion von mittels Impedanzänderungen übertragenen Daten verwendet, Besonders vorteilhaft ist, dass das zur Detektion von Impedanzänderungen vorgesehene Modul trägerfrequente Signale, die über die Übertragungsleitung übertragen werden, kaum belastet. Ferner sind Übertragungsleitungen mit verschiedenen Längen und Impedanzen einsetzbar.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1
ein erfindungsgemässes Übertragungssystem,
Fig. 2
den empfangsseitigen Teil des Übertragungssystems gemäss Fig. 1 mit einer ergänzenden Schaltungsanordnung zur Detektion der übertragenen Signale,
Fig. 3
das Übertragungssystem gemäss Fig. 1 mit einem Sendeverstärker DV,
Fig. 4
eine alternative Ausgestaltung der zur Signaldetektion vorgesehenen Schaltungsanordnung,
Fig. 5
den Einsatz des Übertragungssystems in der Eisenbahntechnik und
Fig. 6
Veiläufe von Spannungen im empfangsseitigen Teil des Übertragungssystems.
Fig. 1 zeigt ein System, durch das Daten von einem in einer Balise B vorgesehenen Logikmodul LOG über eine Übertragungsleitung LTG zu einem Empfänger bzw. zu einem Detektionsmodul DET übertragbar sind, durch das Laständerungen detektierbar sind, die vom Logikmodul LOG in Abhängigkeit der zu übertragenden Daten verursacht werden. Dabei wird von einer Spannungsquelle Q, vorzugsweise über einen Übertrager XFMR, ein Wechselspannungssignal konstanter Amplitude an die Anschlüsse l1a, l1b der Übertragungsleitung LTG angelegt, die durch eine mit Anschlüssen l2a, l2b verbundene steuerbare Last VL abgeschlossen ist. Die Last VL, die durch das Logikmodul LOG steuerbar bzw. zwischen zwei Zuständen umschaltbar ist, besteht in der gezeigten Anordnung aus einer fest mit der Übertragungsleitung LTG verbundenen Impedanz Z1, zu der eine zweite Impedanz Z2 durch einen mit dem Logikmodul LOG verbundenen Schalter SW parallel geschaltet werden kann. Bei der Reduktion der Impedanz der steuerbaren Last VL entsteht aufgrund des Spannungsabfalls über dem Innenwiderstand der Wechselspannungsquelle eine Reduktion der an den Anschlüssen l1a, l1b der Übertragungsleitung LTG anliegenden Wechselspannung. Die Detektion von Wechselspannungsänderungen erfolgt durch das Detektionsmodul DET, dem die an den Anschlüssen l1a, l1b der Übertragungsleitung LTG bzw. die an der Sekundärwicklung ws des Übertragers XFMR anliegende Wechselspannung zugeführt wird.
Das Detektionsmodul DET, dem das zu überwachende Wechselspannungssignal über zwei Eingänge e1 und e2 zugeführt wird, weist einen ersten und einen zweiten Kondensator C1, C2 auf, von denen der erste über zwei in Serie geschaltete Dioden D1 und D2 und der zweite über eine weitere Diode D3 beim Auftreten von positiven Halbwellen auf den Spannungswert Ua bzw. Uk geladen wird. Bei positiven Halbwellen mit einer Amplitude von 5,0 V und einer Schwellspannung der Dioden D1, D2 und D3 von etwa 0,65 V nimmt Ua zumindest annähernd den Wert 5,0V - 2 * 0,65V = 3,7V und Uk zumindest annähernd den Wert 5,0V - 1 * 0,65V = 4,35V an. An den Kondensator C1 sowie die Kathode der Diode D2 ist die Anode und an den Kondensator C2 sowie die Kathode der Diode D3 ist die Kathode einer Leuchtdiode D4 angeschlossen, die Teil eines Optokopplers (siehe Fig. 2, OK) ist. Nach der Ladung der Kondensatoren C1 und C2 liegt an der Anode der Leuchtdiode D4 daher eine Spannung von 3,7V und an der Kathode eine Spannung von 4,35V an. Die Leuchtdiode D4 weist daher eine negative Vorspannung von -0,65V auf, die zusätzlich zur Schwellspannung überwunden werden muss, bevor in der Leuchtdiode D4 ein Strom zu fliessen beginnt und elektrische Energie in Lichtenergie umgewandelt wird.
Parallel zu den Kondensatoren C1 und C2 ist je ein Widerstand R1 bzw. R2 geschaltet, durch den jeder Kondensator C1; C2 entladen wird, sobald die Amplitude der überwachten Wechselspannung absinkt und die über den Dioden D1, D2 und D3 anliegende Spannung deren Schwellwert unterschreitet. Der lediglich vorzugsweise vorgesehene Widerstand R1, der parallel zum Kondensator C1 geschaltet ist, soll sicherstellen, dass eine langsame Änderung der überwachten Wechselspannung nicht zu einer fehlerhaften Detektion eines Signals führen kann. Durch langsame Entladung des Kondensators C1 soll der Wert der Spannung Ua langsamen Änderungen der Wechselspannung folgen. Für schnelle Änderungen der Wechselspannung, die jeweils bei einer Umschaltung der Last VL entstehen, soll die Entladung über den Widerstand R1 jedoch vernachlässigbar klein sein. Die in diesem Fall entstehende Entladung des zweiten Kondensators C2 über den Widerstand R2 soll jedoch derart schnell vor sich gehen, dass eine Detektion der aufgetretenen Lastumschaltung möglich ist. Für eine Zeitdauer t1, während der die Last durch Schliessen des Schalters SW erhöht bzw. die Impedanz reduziert wird, soll die am ersten Kondensator C1 anliegende Spannung Ua nur gering und die am zweiten Kondensator C2 anliegende Spannung Uk stark abnehmen, so dass die an der Leuchtdiode D4 anliegende negative Vorspannung von -0,65V aufgehoben und die Schwellspannung der Leuchtdiode D4 überschritten wird. Der zweite Kondensator C2 wird daher schnell auf einen Wert von Uk = 3,0V entladen, wonach der erste Kondensator C1 einen Durchlassgleichstrom von z.B. 20mA über die Leuchtdiode D4 und den Widerstand R2 abgibt. Der erste Kondensator C1 wird während der Zeitdauer t1 über den Widerstand R2 bzw. die durch die Leuchtdiode D4 parallel geschalteten Widerstände R1 und R2 entladen. Da die Zeitkonstante C1 * R2 jedoch vorzugsweise deutlich grösser als die Zeitdauer t1 gewählt wird, reduziert sich die Spannung Ua durch Entladung des ersten Kondensators C1 nur geringfügig. Nach Ablauf der Zeitdauer t1 erhöht sich der Wert der Wechselspannung wieder, wodurch der zweite Kondensator C2 schnell wieder auf den ursprünglichen Wert (Uk = 4,35V) aufgeladen und die Leuchtdiode D4 gesperrt wird.
In bezug auf die Zeitdauer t1 ist die Zeitkonstante
Figure 00030001
11=C1 * R1 daher sehr hoch, die Zeitkonstante 22=C2 * R2 klein und die Zeitkonstante 12=C1 * R2 hoch zu wählen.
In Fig. 6 sind die Verläufe der Spannungen Uk und Ua aufgezeichnet, die kurz vor, während und nach einer Laständerung auftreten, durch die z.B. ein Datenbit übertragen wird. Vor der Laständerung sind die Kondensatoren C1 und C2 auf die Maximalwerte Ukmax und Uamax aufgeladen. Bei einer beispielsweise gewählten Wechselspannungsamplitude U1p=5V sind Ukmax=4.35V und Uamax=3.7V in der vorliegenden Schaltungsanordnung. Zum Zeitpunkt ta wird der Schalter SW durch das Logikmodul LOG betätigt und die Impedanz Z2 parallel zur Impedanz Z1 geschaltet. Durch die Erhöhung der Last entsteht eine Reduktion der Amplitude U1p der vom Übertrager XFMR abgegebenen Wechselspannung. Die an den Anoden der Dioden D1, ..., D3 anliegenden Spannungen fallen unter den Wert der Spannungen Ua und Uk, wodurch die Dioden D1, ..., D3 in den gesperrten Zustand überführt werden. Anschliessend wird der zweite Kondensator C2 durch den Widerstand R2 soweit entladen, bis die negative Vorspannung aufgehoben und die Schwellspannung der Leuchtdiode D4 überschritten ist und diese zu leiten beginnt. Der erste Kondensator C1 der vom Widerstand R1 nur geringfügig belastet wird, wird nun über die Leuchtdiode D4 und den Widerstand R2 entladen. Zu einem Zeitpunkt tb wird der Schalter SW wieder geöffnet, wodurch die Last reduziert und die Wechselspannung am Ausgang des Übertragers XFMR wieder erhöht wird. Die Dioden D1, ..., D3 beginnen wieder zu leiten, wodurch der zweite Kondensator C2 schnell wieder aufgeladen und die Leuchtdiode D4 gesperrt wird. Parallel dazu wird auch der erste Kondensator C1 wieder aufgeladen. Der erste Kondensator C1 ist daher derart zu bemessen, dass er während dem Intervall t1 bzw. tb-ta in der Lage ist, die Leuchtdiode D4 zu betreiben. Die Vorspannung der Leuchtdiode D4 ist derart gewählt, dass diese bei Änderungen der vom Übertrager XFMR abgegebenen Wechselspannung, die nicht durch geschaltete Laständerungen verursacht werden, nicht in den leitenden Zustand gerät. Diese Vorspannung wird entsprechend den zu erwartenden Wechselspannungsschwankungen gewählt. Z.B. durch Überbrückung der Diode D2 oder durch die Wahl von Dioden D1, ..., D3 mit entsprechenden Schwellspannungen, kann eine gewünschte Vorspannung eingestellt werden. Durch die Vermeidung von Widerstandsbrücken, die ebenfalls zur Einstellung einer Vorspannung verwendet werden könnten, wird eine unerwünschte Belastung der vom Übertrager XFMR abgegebenen Wechselspannung vermieden. Es wurde bereits erwähnt, dass durch den Widerstand R1 die am Kondensator C1 anliegende Spannung Ua langsamen Reduktionen der Amplitude U1p nachgeführt wird. Durch die vorzugsweise Verwendung des Widerstandes R1 kann die Vorspannung der Leuchtdiode D4 daher kleiner gewählt werden.
Zur Vermeidung von Übertragungsfehlern beim Auftreten von transienten Störungen ist ein dritter Kondensator C3 parallel zur Leuchtdiode D4 geschaltet. Spannungsspitzen, die sich der an der Leuchtdiode D4 anliegenden Spannung überlagern, werden durch den dritten Kondensator C3 daher geglättet. Entsprechende Störungen werden auch durch die beiden im Übertragungsweg vorgesehen Spulen L unterdrückt.
Fig. 2 zeigt den empfangsseitigen Teil des Übertragungssystems gemäss Fig. 1 mit einer ergänzenden Schaltungsanordnung zur Detektion der übertragenen Signale. Daraus ist ersichtlich, dass die Leuchtdiode D4 Teil eines Optokopplers OK ist, der einen Fototransistor T aufweist, dessen Ausgangssignale einem Operationsverstärker OVST zugeführt werden. Der Operationsverstärker OVST, der vorzugsweise die Funktion eines Schmitt-Triggers aufweist, gibt an seinem Ausgang ein Rechtecksignal DB ab, das dem dem Schalter SW zugeführten Schaltsignal entspricht. Zur Spannungsversorgung des Optokopplers OK und des Operationsverstärkers OVST, der von den Dioden D1, ..., D3 und den Kondensatoren C1 und C2 galvanisch getrennt ist, sind eine Betriebsspannung Ub sowie ein Widerstand R3 vorgesehen. Leuchtdioden sowie Optokoppler sind in [5] beschrieben. Selbstverständlich sind verschiedene Optokoppler, z.B. auch solche mit Fotodioden anstelle von Fototransistoren anwendbar. Die lediglich vorzugsweise vorgesehenen Bauteile R1 und C3 sind in Fig. 2 nicht gezeigt.
Fig. 3 zeigt das erfindungsgemässe Übertragungssystem mit einem Übertrager XFMR2, der eine Sekundär- sowie drei Primärwicklungen ws bzw. wp1, wp2 und wp3 aufweist. Die Primärwicklungen wp1 und wp2 sind mit einem Verstärker DV verbunden, der an die erste Primärwicklung wp1 ein Rechtecksignal s1 der Frequenz f1 und der an die zweite Primärwicklung wp2 ein Rechtecksignal s2 der Frequenz f2 abgibt. Durch die Signale s1 und s2 können Steuersignale und Daten zur Balise B übertragen werden. Das Signal s2 kann z.B. auch zur Fernspeisung eines Transponders dienen.
Das Detektionsmodul DET ist in der vorliegenden Schaltungsanordnung vorzugsweise deshalb auf der Sekundärseite des Übertragers XFMR2 vorgesehen, weil die Messung von Rechtecksignalen kleinerer Amplitude auf der Primärseite des Übertragers mit Schwierigkeiten verbunden wäre. Aus Fig. 3 ist femer ersichtlich, dass dem Logikmodul LOG der Balise B verschiedene Signale (HF-Signale oder Statussignale sens von Signalanlagen) zuführbar sind. Entsprechend diesen Signalen kann das Logikmodul LOG binäre Schaltsignale DB an den Schalter SW abgenben, der z.B. durch einen Schaltransistor realisiert wird. Ferner kann das Logikmodul LOG Daten auch durch Modulation eines Trägersignals zu einem Empfänger RX übertragen, der an die dritte Primärwicklung wp3 des Übertragers XFMR2 angeschlossen ist.
Die bidirektionale Übertragung von Daten von der Balise zu einem fahrzeugseitig vorgesehenen Transponder mittels
Figure 00050001
up- und down link"-Kanälen ist in [6], Bild 1 gezeigt. Die von einer Balise empfangenen Daten eines down link"-Kanals können von der Balise anhand des erfindungsgemässen Übertragungssystems zu einem Stellwerk übertragen werden.
Fig. 4 zeigt ein Detektionsmodul DET in einer vorzugsweisen Ausgestaltung. Die Diode D3 wurde weggelassen. Statt dessen wird der zweite Kondensator C2 über die Diode D1 geladen. Die Werte der Spannungen Uk und Ua, die sich nach dem Laden der beiden Kondensatoren C1 und C2 einstellen, bleiben unverändert. Wie erwähnt, kann die Vorspannung der Leuchtdiode D4 durch die Wahl der Dioden D1, D2, ... nach Wunsch eingestellt werden.
Fig. 5 zeigt den Einsatz des erfindungsgemässen Ubertragungssystems in der Eisenbahntechnik. Zwei Balisen B1 und B2 sind auf den Schwellen von Eisenbahngeleisen TR1, TR2 angeordnet, und durch Übertragungsleitungen LTG mit einem Stellwerk ESTW verbunden. Die Übertragungsleitungen LTG können Längen von bis zu mehreren hundert Meter aufweisen. Auf den Geleisen TR1 befindet sich ein Fahrzeug ZK, auf dessen Unterseite ein Transponder TP angeordnet ist, der während der Überfahrt mit der Balise B1 Funksignale austauscht.
  • [1] SIGNAL + DRAHT, Tetzlaff Verlag, Hamburg, Ausgabe 10/97, Seiten 22 - 24
  • [2] WO 94/11754
  • [3] EP 0 747 995 A2
  • [4] EP 0 787 639 A1
  • [5] K. Beuth, Bauelemente, Vogel Buchverlag, Würzburg 1991, 13. Auflage, Seiten 292-296
  • [6] SIGNAL + DRAHT, Tetzlaff Verlag, Hamburg, Ausgabe 5/98, Seiten 5 - 9

    • Claims (11)

    1. Übertragungssystem insbesondere für verkehrstechnische Systeme mit einer Übertragungsleitung (LTG), die an einem Ende über erste Anschlüsse (l1a, l1b) mit einer Wechselspannungsquelle (Q) und am anderen Ende über zweite Anschlüsse (l2a, l2b) mit einer Last (VL) verbunden ist, wobei die von der Wechselspannungsquelle (Q) abgegebenen und von der Übertragungsleitung (LTG) übertragenen Wechselspannungen Stromversorgungszwecken oder der Übertragung von Daten dienen, dadurch gekennzeichnet, dass die Last (VL) durch ein Logikmodul (LOG) in Abhängigkeit von zu übertragenden Daten DB zwischen zwei Lastzuständen derart umschaltbar ist, dass an den ersten Anschlüssen (l1a, l1b) der Übertragungsleitung (LTG) Änderungen der Amplitude der von der Wechselspannungsquelle (Q) abgegebenen Wechselspannung auftreten, die über Eingänge (e1, e2) einem Detektionsmodul (DET) zugeführt wird, durch die die genannten Änderungen feststellbar und ein dazu entsprechender Datenstrom DB erzeugbar ist.
    2. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingänge (e1, e2) des Detektionsmoduls (DET) über einen ersten Kondensator (C1) und wenigstens eine dazu in Serie geschaltete Diode (D1, D2) sowie über einen zweiten Kondensator (C2) sowie einen dazu parallel geschalteten Widerstand (R2) und wenigstens eine dazu in Serie geschaltete Diode (D1; D3) miteinander verbunden sind, dass die beiden über eine Leuchtdiode (D4) miteinander verbundenen Kondensatoren (C1, C2) beim Auftreten von Halbwellen entsprechender Polarität über die Dioden (D1; D2; D3) geladen werden und dass die Dioden (D1; D2; D3) und der Widerstand (R2) derart gewählt sind, dass an die Leuchtdiode (D4) bei maximaler Ladung der beiden Kondensatoren (C1, C2) eine Sperrspannung und nach einer Reduktion der Wechselspannung durch Entladung des zweiten Kondensators (C2) über den Widerstand (R2) eine Durchlassspannung angelegt ist.
    3. Übertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kondensatoren (C1, C2) auf Spannungen Uamax und Ukmax geladen werden, die entsprechend der für die Leuchtdiode (D4) vorgesehenen Vorspannung Uamax - Ukmax gewählt sind.
    4. Übertragungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung Uamax -Ukmax entsprechend der Höhe der zu erwartenden Wechselspannungsänderungen gewählt sind, die nicht durch geschaltete Laständerungen verursacht werden.
    5. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Last (VL) aus einer ersten Impedanz (Z1) besteht, zu der für die Übertragung einer Dateneinheit DB zu einem Zeitpunkt ta über einen vom Logikmodul (LOG) gesteuerten Schalter (SW) eine zweite Impedanz (Z2) zuschaltbar und zu einem Zeitpunkt tb wieder trennbar ist, wodurch die am Eingang (e1, e2) des Detektionsmoduls (DET) anliegende Wechselspannung während dem Intervatt t1=tb-ta auf einen reduzierten Wert abfällt.
    6. Übertragungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zum ersten Kondensator (C1) ein Widerstand (R1) geschaltet ist, wobei die Zeitkonstante
      Figure 00070001
      11=C1 * R1 um ein Vielfaches grösser ist als das Intervall t1.
    7. Ubertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die für den zweiten Kondensator (C2) und den dazu parallel geschalteten Widerstand (R2) vorgesehene Zeitkonstante 22=C2 * R2 kleiner.
    8. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass die für den ersten Kondensator (C1) und den durch die Leuchtdiode (D4) dazu parallel schaltbaren Widerstand (R2) vorgesehene Zeitkonstante 12=C1 * R2 grösser als das Intervall t1 ist.
    9. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sendeverstärker (DV) vorgesehen ist, der über wenigstens eine Primärwicklung (wp1, wp2) eines Übertragers (XFMR, XFMR2) eine Wechselspannung an die Anschlüsse (l1a, l1b) der Ubertragungsleitung (LTG) abgibt.
    10. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass anhand wenigstens eines modulierten Trägersignals vom Sendeverstärker (DV) Daten zum Logikmodul (LOG) und/oder vom Logikmodul (LOG) Daten zu einem Empfänger (RX) übertragbar sind, der mit einer weiteren Primärwicklung (wp3) des Übertragers (XFMR2) verbunden ist.
    11. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Logikmodul (LOG) Teil einer standortgebundenen Balise (B) ist, über die Daten mit einem fahrzeuggebundenen Transponder (TP) ausgetauscht werden.
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