NO167884B - Koblingstrinn til aa koble et signalbehandlende apparat til en overfoeringsledning. - Google Patents

Abstract

Et koblingstrinn til å koble et signalbehandlende apparat tii en overføringsledning omfatter en seriekobling av en første transistor (2) og en styrt strømkilde (3). Overførings-ledningen (17) er tilsluttet forbindelsespunktet mellom første transistor (2) og strømkilde (3) . En signaltilslutning (I/O) til apparatet. (1) virker som inn- og utgang og er via en første motstand (4) forbundet med første transistors (2) basis. En styreutgang (S) fra apparatet (1) hvor der opptrer et signal (An) som fastlegger overføringsretningen, er via en annen motstand (5) forbundet med første transistors (2) basis. Overføringsledningen (17). er via en tredje motstand (6) forbundet med apparatets (1) signaltilslutning (I/O). Koblingstrinnet er anvendelig både for sending og for mottagning av signaler, og avslutningsmotstanden er lavohmig ved sending og høyohmig ved mottagning. Koblingstrinnet behøver bare to tilslutninger til det signalbehandlende apparat,. noe som særlig er gunstig ved anvendelse av høyintegrerte koblingskretser.

Description

Oppfinnelsen angår et koblingstrinn som tjener til å

koble et signalbehandlende apparat til en overføringsledning og omfatter en til en forsyningsspenningskilde koblet seriekobling av en første transistor og en styrt strømkilde, samtidig som forbindelsespunktet mellom første transistor og strømkilde er forbundet med overføringsledningen, første transistor påstyres med utgangssignalene fra apparatet og strømkilden innkobles under hver sending fra apparatet.

Et slikt koblingstrinn er tidligere kjent, f.eks. fra EP-A-0093882. Ved overføringssystemer støter man ofte på

det problem at der må sendes lavohmig i tilpasning til en lavohmig overføringsvei, mens mottagerne bør være høyohmige for å belaste overføringsveien minst mulig. Dette problem melder seg særlig når det installerte elektriske nett i en bygning skal utnyttes som overføringsvei for informasjoner.

Ved husledningssystemer til selektiv fjernstyring av elektriske apparater anbragt i bygninger, blir der i den forbindelse over det elektriske nett formidlet adresse- resp. kommando-telegrammer inneholdende kodede informasjoner i form av bærefrekvente pulser og pulsintervaller, tildannet som sinusbølge-tog. Det installerte elektriske nett er på grunn av driften av et stort antall elektriske apparater beheftet med sterke impedansvariasjoner. For langt på vei å utelukke svikt i de bærefrekvente sinusbølgetogs spenningsnivå forårsaket av slike impedansvariasjoner, gir det nevnte EP-A-0093882 anvisning på et innkoblingstrinn som under varigheten av et kommandotelegram formidler en lavohmig innkobling, men ellers kan kobles høyohmig.

Oppfinnelsens oppgave er å gi et koblingstrinn av den innledningsvis angitte art en slik utforming at det egner seg både for sendedrift og for mottagningsdrift, samtidig som antall anvendte komponenter skal holdes minst mulig.

Videre skal koblingstrinnet nødvendiggjøre færrest mulige tilslutninger til det signalbehandlende apparat.

Denne oppgave blir ifølge oppfinnelsen løst ved

at en som inn- og utgang virkende signaltilslutning til apparatet via en første motstand er forbundet med første transistors basis,

at en styreutgang fra apparatet hvor der opptrer et signal som fastlegger overføringsretningen via en annen motstand, er forbundet med første transistors basis og

at overføringsledningen er forbundet med apparatets signaltilslutning over en tredje motstand.

Koblingstrinnet ifølge oppfinnelsen er således anvendelig både ved sending og ved mottagning av signaler, samtidig som avslutningsmotstanden er lavohmig under sending og høy-ohmig under mottagning. Takket være anvendelsen av en eneste signaltilslutning som virker som utgang under sending og som inngang under mottagning, behøves der bare to tilslutninger mellom det signalbehandlende apparat og koblingstrinnet.

Dette er særlig av betydning når der for det signalbehandlende apparat anvendes en høyintegrert koblingskrets, da antallet av tilslutninger ved slike koblingskretser stadig er snaut i forhold til antallet av de funksjoner som skal realiseres på en koblingskrets.

Den tredje motstand blir fordelaktig anordnet mellom første transistors forbindelsespunkt med strømkilden og første transistors basis. Dermed er signalet i mottagningsdelen direkte tilført av apparatets signaltilslutning via tredje og første motstand.

Strømkilden kan bestå av en seriekobling av en annen transistor og en motstand, samtidig som annen transistor har samme lederetning som første transistor og annen transistors basis er forbundet med uttaket på en spenningsdeler med to motstander hvorav den ene er koblet til apparatets styreutgang. Dermed blir for det første koblingens inngangsmotstand i tilfellet av mottagning meget høy, mens strømkilden for det annet kan føre en sterk strøm i tilfellet av sending.

I en alternativ utførelsesform kan strømkilden bestå

av en seriekobling av en annen motstand og en fjerde motstand, samtidig som der med denne seriekobling er parallellkoblet en sjette motstand og annen transistors basis er forbundet med apparatets signaltilslutning. I dette tilfelle blir koblingen riktignok ikke lenger vilkårlig høyohmig i tilfellet av mottagning. Er der imidlertid etterkoblet koblingstrinnet

et filter, f.eks. en seriesvingekrets, har dette i mottagningsdrift høyere godhetsverdi på grunn av den mindre inngangsmotstand.

Ved en særlig enkel utførelsesform kan strømkilden bestå av en seriekobling av en diode og en fjerde motstand, samtidig som der er koblet en sjette motstand parallelt med denne seriekobling. Dioden kan overta sterke strømmer mot referansepotensial og kommer alltid til virkning når styresignalet har et "ett"-nivå.

I en gunstig utførelsesform er første transistor via

en sjette motstand forbundet med forsyningsspenningen, samtidig som motstandens forbindelsespunkt med første transistor via en kondensator er forbundet med annen transistors basis.

Via kondensatoren blir der dermed oppnådd en lastavhengig styring av strømkilden, så strømforbruket blir redusert.

I serie med annen motstand kan der være koblet en femte motstand over hvilken den annen motstand er forbundet med første transistors basis, samtidig som forbindelsespunktet mellom disse to motstander via en kondensator er tilkoblet et referansepotensial. Denne kondensator virker som glatte-kondensator for myk innkobling av strømkilden, så forstyrrende knepp blir unngått.

Ved en særlig gunstig utførelsesform er der i serie

med annen motstand koblet en parallellsvingekrets som er avstemt på frekvensen av de signaler som skal overføres, og over hvilken den annen motstand er forbundet med første transistors basis, samtidig som forbindelsespunktet mellom annen motstand og parallellsvingekrets er tilkoblet et referansepotensial over en annen kondensator med stor kapasitans. Denne kapasitans av annen kondensator må være så stor at den nesten danner en kortslutning for de overførte signalers frekvens. Parallellsvingekretsen virker i den forbindelse som filter både i mottagningsdrift og i sendedrift.

Fordelene ved anordningen ifølge oppfinnelsen gjør seg også gjeldende om der istedenfor overføringsledningen er tilkoblet et apparat som virker både som signalsender og som signalmottager. Koblingstrinnet er da ved mottagningsdrift av det tilsluttede apparat lavohmig i tilpasning til en liten impedans av apparatet, mens det ved sendedrift er høyohmig og dermed bare i liten grad belaster de frembragte signaler.

Utførelseseksempler på oppfinnelsen vil i det følgende bli belyst nærmere under henvisning til tegningen.

Fig. 1 viser et prinsippkoblingsskjerna for anordningen ifølge oppfinnelsen. Det signalbehandlende apparat er i dette tilfelle fortrinnsvis utført som høyintegrert koblingskrets som f.eks. inneholder en modulator og en demodulator. En sendeforsterker 1a er utgangssidig og en mottagningsforsterker 1b inngangssidig forbundet med en signaltilslutning I/O som tjener både som inngang og som utgang. Ved en styretilslutning S til den høyintegrerte koblingskrets opptrer der et "ett"-signal når koblingen arbeider i sendedrift.

Med et koblingstrinn som der vil bli gjort nærmere rede for i-det følgende, blir apparatet 1 tilkoblet en overførings-ledning 17 som f.eks. kan være en nettledning. Koblingstrinnet inneholder en seriekobling av en NPN-transistor 2 og en strøm-kilde 3, samtidig som kollektoren hos transistoren 2 er koblet til den positive forsyningsspenning og strømkilden 3 til

referansepotensialet.

Forbindelsespunktet mellom transistor 2 og strømkilde

3 er over en kondensator 16 forbundet med overføringsledningen 17. Basis hos transistoren 2 blir påstyrt fra signaltilslutningen I/O til apparatet 1 via en motstand 4. Den styrbare strømkilde 3 blir påstyrt direkte via styretilslutningen S til apparatet 1.

Videre er signaltilslutningen S til apparatet 1 via

en motstand 5 forbundet med basis hos transistoren 2, mens der mellom denne transistors basis og emitter er innkoblet en motstand 6. I mottagningsdrift opptrer der på styreutgangen S fra apparatet 1 et "null"-signal, så både strømkilden 3

og transisoren 2 er sperret. Koblingstrinnets inngangsmotstand er derfor høyohmig. Signaler som forekommer på overførings-ledningen 17, blir via kondensatoren 16, motstanden 6 og motstanden 4 tilført signaltilslutningen I/O til apparatet 1 og behandlet i dette.

Kobler apparatet 1 nå om til sendedrift, så opptrer

der på styretilslutningen S et "ett"-signal som innkobler strømkilden 3 og via motstanden 5 foreskriver et arbeidspunkt for transistoren 2. De sendesignaler som opptrer på signaltilslutningen I/O, styres via motstanden 4 på grunn av den av signaltilslutningen leverte forspenning transistoren 2, slik at de utsendte signaler kan innkobles lavohmig på over-føringsledningen 17. Selv i tilfellet av et nett som er beheftet med store impedansvariasjoner, forblir derfor spenningsnivået av de signaler som bærer den kodede informasjon, langt på vei upåvirket. Derimot blir de signaler som forekommer på overføringsveien 17, på grunn av de i mottagningsdrift høyohmige koblingstrinn nesten ikke dempet.

Et detaljert utførelseseksempel er vist på fig. 2. Her

er den styrbare strømkilde 3 realisert med en seriekobling av en NPN-transistor 3a og en motstand 3b etterkoblet dennes emitter. Transistoren 3a har samme ledningsevne-type og samme lederetning som transistoren 2. Basis hos transistoren 3a er tilkoblet uttaket på en spenningsdeler bestående av motstander 3c og 3d. Denne spenningsdeler er koblet for det første til styretilslutningen S til apparatet 1 og for det annet til referansepotensialet. Transistoren 3a overtar således en strøm som er fastlagt ved motstandene 3b-3d såvel som spenningsnivået av signalet på styretilslutningen Sy når der på denne tilslutning S opptrer et "ett"-signal. Basis hos transistoren 3a er imidlertid dessuten via en kondensator 12 forbundet med kollektoren hos transistoren 2. Denne kollektor er via en motstand 13 tilkoblet forsyningsspenningens plusspol. Denne kobling har den fordel at hvilestrømmen for transistoren 3a kan holdes svak og der allikevel ved behov muliggjøres høye laststrømmer selv mot referansepotensialet. For via kondensatoren 12 blir transistoren 3a styrt lastavhengig.

I tillegg til koblingen på fig. 1 inneholder koblingen

på fig. 2 dessuten en motstand 10 som er koblet i serie med motstanden 5 og forbinder denne med basis hos transistoren 2 og med motstanden 6. Forbindelsespunktet mellom motstandene 5 og 10 er ført til gods over en kondensator 11. Med det

RC-ledd som dermed dannes av motstanden 5 og kondensatoren

11, blir det oppnådd at flankene av signalet på signaltilslutningen S blir avflatet og forstyrrende knepp dermed unngått. Ved koblingen på fig. 2 er signaltilslutningen I/O

til apparatet 1 innen apparatet forbundet med referansepotensial via en felteffekttransistor 18. Basis hos felteffekt-transistoren 18 er ført til en reguleringstilslutning R.

Via denne reguleringstilslutning er det således mulig å regu-lere amplituden ved signaltilslutningen I/O til apparatet 1. Denne anordning lar seg med særlig fordel realisere ved integrerte CMOS-koblingskretser.

Enda et utførelseseksempel på oppfinnelsen er anskueliggjort på fig. 3. Her er motstanden 10 på fig. 2 erstattet med en parallellsvingekrets med kondensator 14 og induktivitet 15. Dessuten er overføringsledningen 17 via en seriesvingekrets med induktivitet 19 og kondensator 20 tilkoblet forbindelsespunktet mellom transistorene 3 og 3a. Ved denne kobling må kapasitansen av kondensatoren 11 være så stor at denne nesten virker som en kortslutning i signalets frekvensområde. Parallellsvingekretsen 14, 15 bevirker da sammen med kondensatoren 11 både på mottagningsveien og på sendeveien en sterk dempning for alle frekvenser som ikke stemmer med bør-frekvensen. Disse frekvenser blir i tillegg dempet av seriesvingekretsen 19, 20, som likeledes virker både i sende- og i mottagningsdrift. De to svingekretser representerer dermed to filtre som blir utnyttet i begge signalretninger. Dermed behøves en utjevning bare i den ene driftsform, nemlig enklest under sending.

På fig. 4 og 5 er der anskueliggjort to ytterligere utførelsesmuligheter for strømkilden 3. I utførelseseksempelet på fig. 4 blir der istedenfor en NPN-transistor benyttet en PNP-transistor 3a hvis emitter via en motstand 3b er forbundet med emitteren hos transistoren 2t og hvis kollektor er forbundet med referansepotensial. Videre er emitteren hos transistoren 2 via en ytterligere motstand 3e likeledes forbundet med referansepotensial. I dette tilfelle blir basis hos transistoren 3a ikke styrt via styretilslutningen, men via signaltilslutningen 1/0. Dermed blir transistoren 3a innkoblet i tilfellet av negative signaler på signaltilslutningen I/O, så koblingen er i stand til å levere sterke negative strømmer mot referansepotensial.

Da transistoren 3a også bare blir innkoblet ved behov,

er denne kobling strømsparende. Positive strømmer blir ved de andre koblinger levert via transistoren 2. På grunn av den parallellkoblede motstand 3e blir koblingen ikke lenger vilkårlig høyohmig i mottagningsdrift. Til gjengjeld får imidlertid seriesvingekretsen 19, 20 på grunn av den mer lavohmige inngang også i mottagningsdrift en høyere godhetsverdi. Videre blir det med motstanden 3e forhindret at kapa-sitive spennings-innkoblinger via kondensatoren 20 i mottag-ningsdrif t av koblingstrinnet, altså ved høyohmig inngang, fører til utillatelige inngangsspenninger. Det er særlig viktig når overføringsledningen 17 er et strømnett.

Koblingen på fig. 5 skiller seg fra den på fig. 4 ved

at transistoren 3a er erstattet med en diode 3f hvis anode er forbundet med emitteren hos transistoren 2. Over denne diode 3f og den seriekoblede motstand 3b kan der dermed overtas høye strømmer mot referansepotensialet. Dioden 3f er alltid ledende så lenge der opptrer et "ett"-signal på signalutgangen S. Likedan som ved koblingen på fig. 4 blir godhetsverdien

av seriesvingekretsen 19, 20 forbedret ved hjelp av den parallellkoblede motstand 3e.

Med hensyn til alle de viste koblinger skal det henvises til at motstander som er direkte forbundet med apparatet 1, ikke behøver å være anordnet særskilt, men eventuelt kan dannes av den indre motstand av de tilsvarende utganger fra apparatet 1.

Med det beskrevne koblingstrinn er det mulig istedenfor overføringsledningen også å koble andre apparater som virker både som sender og som mottager, til det signalbehandlende apparat. For i slike tilfeller vil det ofte være hensiktsmessig å mate det tilsluttede apparat lavohmig når det virker som mottager. Omvendt bør det tilsluttede apparat som sender være minst mulig belastet, altså være tilkoblet høyohmig. Nettopp dette blir oppnådd med det beskrevne koblingstrinn.

Som eksempel på et apparat som kan virke både som sender

og som giver, kan nevnes en høyttaler som også virker som mikrofon.

Claims (10)

1. Koblingstrinn som tjener til å koble et signalbehandlende apparat (1) til en overføringsledning (17) og omfatter en til en forsyningsspenningskilde koblet seriekobling av en første transistor (2) og en styrt strømkilde (3), samtidig som forbindelsespunktet mellom første transistor (2) og strømkilde (3) er forbundet med overføringsledningen (17) , første transistor

(2) påstyres ved hjelp av apparatets (1) utgangssignaler og strømkilden (3) blir innkoblet under hver sending fra apparatet (1), karakterisert ved at en som inn- og utgang virkende signaltilslutning (I/O) til apparatet via en første motstand (4) er forbundet med første transistors (2) basis, at en styreutgang (S) fra apparatet (1) hvor der opptrer et signal (An) som fastlegger overføringsretningen via en annen motstand ( 5) er forbundet med første transistors (2) basis, og at overføringsledningen (17) er forbundet med appa ratets (1) signaltilslutning (I/O) over en tredje motstand (6) .

2. Koblingstrinn som angitt i krav 1, karakte risert ved at tredje motstand (6) er anordnet mellom første transistors (2) forbindelsespunkt med strømkilden (3) og første transistors (2) basis.

3. Koblingstrinn som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at apparatets (1) styreutgang (S) er forbundet med en styreinngang til strømkilden (3).

4. Koblingstrinn som angitt i krav 3, karakte risert ved at strømkilden (3) består av en seriekobling av en annen transistor (3a) og en fjerde motstand (3b), at annen transistor (3a) har samme lederetning som første transistor (2\ og at annen transistors (3a) basis er forbundet med uttaket på en spenningsdeler med to motstander (3c, 3d) hvorav den ene motstand (3c) er tilsluttet apparatets (1) styreutgang (S).

5. Koblingstrinn som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert, ved at strømkilden (3) består av en seriekobling av en annen transistor (3a) og en fjerde motstand (3b), samtidig som der parallelt med denne seriekobling er koblet en sjette motstand (3e) og at transistorens (3a) basis er forbundet med apparatets (1) signaltilslutning.

6. Koblingstrinn som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at strømkilden (3) består av en seriekobling av en diode (3f) og en fjerde motstand (3b) og der parallelt med denne seriekobling er koblet en sjette motstand (3e).

7. Koblingstrinn som angitt i krav 3 eller 4, karakterisert ved at første transistor (2) er forbundet med forsyningsspenningen via en syvende motstand (13), og at motstandens (13) forbindelsespunkt med første transistor (2) via en første kondensator (12) er forbundet med annen transistors (3a) basis.

8. Koblingstrinn som angitt i et av kravene 1-6, karakterisert "ved at der i serie med annen motstand (5) er koblet en femte motstand (10) over hvilken den annen motstand (5) er forbundet med første transistors (2) basis, og at disse to motstanders (5, 10) forbindelsespunkt via en annen kondensator (11) er tilkoblet et referansepotensial.

9. Koblingstrinn som angitt i et av kravene 1-8, karakterisert ved at der i serie med annen motstand (5) er koblet en parallellsvingekrets (14, 15) som er avstemt på frekvensen av de signaler som skal overføres/ og over hvilken den annen motstand (5) er forbundet med første transistors (2) basis, og at forbindelsespunktet mellom annen motstand (5) og parallellsvingekrets (14, 15) via en annen kondensator (11) med stor kapasitans er tilkoblet et referansepotensial.

10. Koblingstrinn som angitt i et av kravene 1-9, karakterisert ved at der istedenfor over-føringsledningen er tilsluttet et apparat som virker både som signalsender og som signalmottager.