NO831260L - Dataoverfoeringssystem - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et dataoverføringssystem med flere apparater som er forbundet med hverandre over elektriske ledninger og mellom hvilke en dataoverføring i begge retninger er mulig, og hvor apparatene har minst én datautgang og en fra utgangen adskilt datainngang.

Ved sådanne systemer kan det dreie seg om rene dataoverføringssystemer eller også om databehandlende systemer. Da nivået av de digitale signaler er fastlagt ved sådanne systemer, må det ved forbindelsen av romlig fra hverandre adskilte apparater i dataoverføringssystemet ved hjelp av elektriske ledninger eller kabler sørges for at alle med hverandre forbundne apparater befinner seg på det samme jordpotensial. Oppfyllelsen av denne betingelse er iblant vanskelig, og det er derfor en fare for forstyrrelser av dataoverføringen.

Formålet med oppfinnelsen er å utforme et system av den innledningsvis angitte type på en slik måte at sådanne forstyrrelser unngås med enkle midler.

Ifølge oppfinnelsen oppnås ovennevnte formål ved at bare datainngangen for minst ett apparat, er forbundet med inngangen til en i apparatet inneholdt optokopler hvis utgang er forbundet med apparatets elektriske mottagnings-anordning. Dersom det nevnte apparat har flere datainnganger, er alle innganger utstyrt med optokoplere. (En unn-tagelse gjelder for adaptere som dessuten kan oppvise datainnganger som ikke er utformet i overensstemmelse med oppfinnelsen.) Apparatets "datautgang er forbundet umiddelbart med apparatets elektriske utgangskopling, vanligvis med utgangen av en drivforsterker.

Fordelen med oppfinnelsen består i at med hverandre forbundne apparater er fullstendig galvanisk avkoplet fra hverandre. Ved hjelp av potensialadskillelsen er det mulig at jordpotensialene for de forskjellige apparater av-viker fra hverandre uten at man av denne.grunn må frykte for forstyrrelser. Optokoplerens datainngang er derved med hen-syn til sine elektriske egenskaper tilpasset til karakteristikken til den datautgang som over den elektriske ledning forbindes med optokopleren, hvilket er mulig uten vanskelig- heter, slik at optokoplerens datainngang elektrisk forhol-der seg nøyaktig på samme måte som en tradisjonell datainngang, altså tilnærmet oppviser, karakteristikken til standarden RS-232 eller RS-422. Det er dessuten fordelaktig at strømforsyningen for optokopleren, som denne trenger for mating av den i denne inneholdte lysmottaker og en med denne forbundet forsterkerkopling, kan uttas av det apparat i hvilket optokopleren er innbygget, slik at en særskilt ekstraomkostning, eksempelvis en utenfor apparatet tilstede-værende strømforsyning, unngås. Dersom man ville adskille apparatene galvanisk ved at man mellom de ovennevnte, kjente apparater innsetter en adapter med optokoplere som galvanisk adskiller alle dataveier ved hjelp av optokoplere, måtte en adskilt strømforsyning anordnes for adapteren for at optokoplernes utgangssignaler skal kunne bringes på de nivåer som er fastsatt f.eks. ved hjelp av de ovennevnte standarder. Endelig er det fordelaktig at forstyrrélsessikkerheten øker

i betraktelig grad med minimale omkostninger, da en over-høring av signaler mellom datainngangs- og datautgangsled-ninger reduseres.

De nevnte apparater kan være romlig adskilt fra hverandre, men de kan imidlertid også være anordnet på liten avstand ved siden av hverandre, eller ett av apparatene kan være innbygget.i et annet.av apparatene.

Ved den så langt beskrevne oppfinnelse ble det gått ut fra at 'det ikke eksisterer noen ledende avskjerming av de elektriske ledninger. Oppfinnelsen kan imidlertid også komme til utførelse ved sådanne dataoverføringssystemer hvor de elektriske ledninger er avskjermet. For oppnåelse av det foran angitte formål er det her i tillegg til de foran angitte kjennetegn sørget for at hver avskjerming for en ledning som forbinder to apparater med hverandre, bare er forbundet med apparatjorden til et eneste av de to apparater som er forbundet med hverandre ved hjelp av ledningen. Fordelen ligger herved i at det på grunn av avskjermingen

av ledningene eller kablene ikke forårsakes noen ledende forbindelse mellom de to apparater som er forbundet med hverandre, slik at disse kan befinne seg på forskjellig jordpotensial.

Den sist beskrevne oppfinnelse kan eksempelvis være realisert ved at avskjermingen av ledningen eller kabelen, ved anvendelse av ledninger eller kabler som ved sine to ender er forsynt med en stikkontakt eller stikkforbinder, ikke er forbundet med den tilkopling av stikkforbinderen som tjener til forbindelse med den aktuelle apparatjord. Det må her altså være anordnet spesielt utformede forbindelseskabler som er forskjellige fra forbindelseskablene eller forbindelsesledningene for tradisjonelle dataoverførings-systemer, ved hvilke avskjerminaen er gjennomkoplet.

Ved en annen utførelsesform av oppfinnelsen er det imidlertid sørget for at det for dataoverføringen mellom to apparater for hver overføringsretning er anordnet fra hverandre adskilte, avskjermede kabler, og at kablenes avskjerming er forbundet med apparatmassen eller apparatjorden enten bare ved sin med datautgangen forbundne ende eller bare ved den ende som er forbundet med datainngangen for det tilkoplede apparat. Også her kan det i overensstemmelse med den umiddelbart foran beskrevne oppfinnelse benyttes spesielt utformede forbindelseskabler. Ved tilkoplingen av kablene må man da passe på den riktige anordning av kablene.

Dersom imidlertid de på apparatene anordnede stikk-kontakter eller stikkforbindere som skal forbindes med kablene, ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen er slik tilkoplet at det ved tilkoplingen av en kabel til denne stikkforbinder for hele systemet som en enhet skjer en forbindelse av kabelens avskjerming bare med apparatmassen eller apparatjorden for det apparat som ved én utførelsesform befinner seg på datainngangssiden for den aktuelle kabel, og ved den andre utførelsesform befinner seg på kabelens datautgangs-side, kan det benyttes tradisjonelle kabler ved hvilke altså avskjermingen ved begge ender av kabelen er forbundet med tilordnede tilkoplinger av den ved kabelenden anordnede stikkforbinder. Dette gjør det lettere å benytte i handelen tilgjengelige, ferdige kabler med stikkpropper eller hylser på sine ender for systemet ifølge oppfinnelsen.

Som apparat i et databehandlingssystem som kan være utformet i overensstemmelse med oppfinnelsen, forstås det her også en adapter med strømforsyning som på den ene side oppviser datainnganger og/eller datautganger som er utformet på tradisjonell måte og skal forbindes med et kon-vensjonelt apparat i et dataoverføringssystem, eksempelvis en handelsvanlig regnemaskin, og på den annen side oppviser datautganger og datainnganger som er utformet i overensstemmelse med oppfinnelsen. Sådanne adaptere tjener til tilpas-ning av handelsvanlige apparater som ikke har noen galvanisk signaladskillelse og/eller oppviser forskjellige skjærings-sted-standarder (f.eks. RS-232 og RS-422).

Dersom dataoverføringssystemets apparater ved siden av de nevnte datainnganger og datautganger også oppviser ytterligere innganger og utganger, eksempelvis for styresignaler, må også disse utformes på den foran beskrevne måte ifølge oppfinnelsen. De innledningsvis nevnte "data" skal altså også rent generelt omfatte alle elektriske størrelser som skal overføres.

Det samme gjelder når kablene, eventuelt også i

tillegg til en eksisterende avskjerming, inneholder en leder som ved tradisjonelle dataoverførinssystemer. tjener til forbindelse av apparatmassen eller apparatjorden for de apparater som er forbundet med hverandre ved hjelp av kabelen.

Også her må man sørge for at denne leder faktisk ikke til-veiebringer noen ledende forbindelse mellom apparatmassene for to med hverandre forbundne apparater. Spesielt kan det også. her være sørget for at en kontakt av en på apparatet anordnet stikkforbinder som er anordnet for forbindelse med denne nevnte leder, selv ikke er tilkoplet inne i apparatet.

Ytterligere særtrekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse av et utførel-seseksempel under henvisning til tegningen som viser detal-jer ifølge oppfinnelsen, og av de etterfølgende patentkrav.

Den eneste figur viser sterkt skjematisk et data-overføringssystem som oppviser en miniregnemaskin (Personal-Computer), en adapter og et ytterligere apparat som regi-strerer og behandler data.

I det på fig. 1 viste dataoverføringssystem er det anordnet en "personlig computer" eller miniregnemaskin

1 som over en kabel 2 er forbundet med en adapter 3 som på sin side over en kabel 4 er forbundet med et elektronisk styreapparat 5 som på figuren bare er vist i området for sine med adapteren 3 forbundne innganger og utganger. Miniregnemaskinen 1 oppviser en datautgang 11 og en datainngang 12, dessuten utganger 13 og 14 for styresignaler samt datainnganger 15 og 16 for styresignaler. Det er dessuten anordnet en tilkopling 17 som befinner seg på beskyttelses-jordpotensial og derfor blant annet også er forbundet med miniregnemaskinens 1 metallhus, samt en tilkopling 18 med betegnelsen signaljord. Adapteren 3 oppviser tre par signalveier som er innbyrdes like. Det er derfor tilstrekkelig å beskrive bare ett av parene..En med miniregnemaskinen 1 over kabelen 2 forbundet datainngang 21, som mottar et éntaktsignal (tysk: Eintaktsignal), er forbundet med en forsterker 23 på hvis to utganger det fremkommer et mottaktsignal som ledes til utganger 24 og 25 av adapteren 3. Derfra blir signalet over to ledere i kabelen 4 tilført til datainnganger 31 og 32 i apparatet 5. Fra inngangen 31 ankommer de elektriske signaler over en beskyttelsesmotstand til en i en optokopler 35 anordnet lysdiode 36 hvis andre tilkopling er forbundet med en ledning 38 som er felles for alle optokoplere i apparatet 5. Inngangen 38 fører over en beskyttelsesmotstand til en lysdiode 37 som er anordnet i den samme optokopler 35 og hvis andre tilkopling også er forbundet med ledningen 38. Lysdiodene 36 og 37 er på i og for seg kjent måte op~tisk koplet med fototransistorer 40 og 41 hvis emittere, slik som også emitterne i de andre fototransistorer i de øvrige optokoplere, er forbundet med en felles ledning 42. Kollektorene i optokoplerens 35 fototransistorer 4 0 og 41

er forbundet med henholdsvis den inverterende og den ikke-inverterende inngang til en operasjonsforsterker 45 på hvis utgang det forsterkede utgangssignal, som er tilordnet til det signal som forlater miniregnemaskinens 1 datautgang 11, står til disposisjon over en ledning 47.

I omvendt retning ankommer data fra den ikke viste del av apparatet 5 til inngangen av en forsterker 50 i appa ratet 5, hvilken forsterker oppviser en inverterende og en ikke-inverterende utgang som er forbundet med datautganger 51 og 52 i apparatet 5, og derfra over to ledere i kabelen 4 fører til i adapteren 3 anordnede datainnganger 53 og 54 som på fullstendig samme måte som beskrevet foran ved optokopleren 35 i apparatet 5, er forbundet med to lysdioder 56 og 57 i en optokopler 5 8 som er oppbygget på samme måte som optokopleren 35. Fototransistorene 5 9 og 60 i denne optokopler er på en måte som fullstendig svarer til den kopling som er beskrevet foran for optokopleren 35, på den ene side forbundet med en ledning 62 som er felles for alle emittere i adapterens 3 fototransistorer, og på den annen side forbundet med den inverterende og ikke-inverterende inngang av en operasjonsforsterker 64 hvis utgang er forbundet med en datautgang 66 av adapteren 3 som over en ledning i kabelen 2 er forbundet med miniregnemaskinens 1 datainngang 12.

Katodene i lysdiodene 56 og 5 7 og i de øvrige lysdioder i optokopleren i adapteren 3 er forbundet med en felles ledning 61.

Overføringen av de fra utgangene 13 og 14 stammende styresignaler fra miniregnemaskinen 1 til apparatet 5,

og overføringen av de fra apparatet 5 stammende styresignaler til miniregnemaskinens 1 styresignalinnganger 15 og 16 skjer på den samme, nettopp beskrevne måte.

Apparatets 5 ledning 38 er forbundet med adapterens 3 ledning 6 2 over en leder i kabelen 4, og ledningen 6 2 er over en leder i kabelen 2 forbundet med miniregnemaskinens 1 tilkopling 18 (signaljord). Potensialet for denne signaljord eller signalmasse ligger i midten mellom potensialene for de signaler som opptrer på de to utganger av forsterkeren 23 og de til denne svarende, andre forster-kere på inngangen av adapteren 3.

På liknende måte er adapterens 3. ledning 61 forbundet med apparatets 5 ledning 42 over en leder i kabelen 4, og ledningen 42 er forbundet med apparatets 5 signaljord på ikke vist måte.

Ved hjelp av tilstedeværelsen av et potensial "signaljord" og ved hjelp av forbindelsen av katodene i hver

av de to lysdioder 36 og 37 i apparatets optokoplere 35

blir det på"inngangene 31 og 32 opptredende mottaktsignal utnyttet på en måte som om det dreier seg om to éntaktsignaler i motfase. Dette har fordelen med forstyrrelsessikkerhet.

Det samme gjelder selvsagt for overføringen av data- og styresignalene i motsatt retning.

Hver av kablene 2 og 4 oppviser en avskjerming som på figuren bare er symbolsk fremstilt ved en ledning 72 ved kabelen 2 og en ledning 74 ved kabelen 4. Avskjermingen 72 er ved miniregnemaskinen 1 forbundet med tilkoplingen 17 og ved adapteren 3 forbundet med en tilkopling 76 fra hvilken ledningen fører videre til en med kabelens 4 avskjerming 74 forbundet tilkopling 77. Inne i adapteren 3 er tilkoplinge-ne 76 og 77 på den antydede måte forbundet med apparatjorden. Kabelens 4 avskjerming 74 er også ført til en på tegningen ikke vist kontakt av en multippelstikkforbinder i apparatet 5, men denne kontakt er imidlertid ikke selv tilkoplet i apparatet 5. Det består således en fullkommen potensialad-skillelse mellom apparatet 5 og adapteren 3. På kabelen 2 skjer dataoverføringen ifølge standarden RS-232, og på kabelen 4 ifølge standarden RS-422. I overensstemmelse med dette er det på kabelens 2 ledninger til stede nivåer på

+12 V og -12 V (éntaktsignaler), og på kabelens 4 ledninger, som fører mottaktsignaler, er det til stede differansespen-ninger i området mellom 2 V og 6 V. På optokoplernes elektriske utganger, altså f.eks. på inngangen av forsterkeren 45 eller 64, ligger det signalnivåer på +5 V og 0 V. I adapteren 3 og i apparatet 5 er det også vist en respektiv tilkoplingsklemme som tilføres en spenning på +5 V og fra hvilken strømforsyningen for de respektive apparater uttas.

Claims (3)

1. Dataoverføringssystem med flere apparater som er forbundet med hverandre over elektriske ledninger og mellom hvilke en dataoverføring i begge retninger er mulig, og hvor apparatene har minst én datautgang og en fra denne adskilt datainngang, karakterisert ved at bare datainngangen for minst ett apparat (3, 5) er forbundet med inngangen til en i apparatet inneholdt optokopler (35, 58) hvis utgang er forbundet med apparatets elektriske mottagnings-anordning.

2. Dataoverføringssystem med flere apparater som er forbundet med hverandre over avskjermede, elektriske ledninger og mellom hvilke en dataoverfø ring i begge retninger er mulig, og hvor apparatene oppviser minst én datautgang og en fra denne adskilt datainngang, karakterisert ved at bare datainngangen for minst ett apparat (3, 5) er forbundet med inngangen til en optokopler (35, 58) hvis utgang er forbundet med apparatets elektriske mottagningsan-ordning, og at hver avskjerming (74) for en ledning som forbinder to apparater med hverandre, bare er forbundet med apparatjorden for et eneste (3) av de to apparater som er forbundet med hverandre ved hjelp av ledningen.

3. Dataoverføringssystem ifølge krav 2, karakterisert ved at det for dataoverføringen mellom to apparater for hver overfø ringsretning er anordnet fra hverandre adskilte, avskjermede kabler, og at kablenes avskjerming er forbundet med apparatjorden enten bare ved sin med datautgangen forbundne ende eller bare ved den ende som er forbundet med det tilkoplede apparats datainngang.