NO972088L

NO972088L - Electrical signaling device

Info

Publication number: NO972088L
Application number: NO972088A
Authority: NO
Inventors: Mihai Bucsa
Original assignee: Ampy Automation Digilog
Priority date: 1996-05-08
Filing date: 1997-05-06
Publication date: 1997-11-10
Also published as: GB2315651B; GB9704246D0; NO972088D0; GB2315651A; NZ314741A

Description

Oppfinnelsen gjelder elektriske signaleringsanordninger og -metoder.The invention relates to electrical signaling devices and methods.

I et måleapparat for en vare, slik som vann, varme eller elektrisk energi, genereres et signal som representerer en spesifikk mengde av den vare som er forbrukt, for utnyttelse av en overvåkningsanordning. Et sådant signal kan være en puls.. I dette tilfelle gjelder antallet pulser som genereres/mottas den mengde av varen som er forbrukt, for eksempel kan 1000 pulser bety at 1 kWh elektrisk energi er forbrukt. Alternativt kan 1 puls tilkjennegi strømningen av 1 liter vann. Eventuelt kan signalet ha form av en seriell datastrøm. In a measuring device for a commodity, such as water, heat or electrical energy, a signal representing a specific amount of the commodity that has been consumed is generated for use by a monitoring device. Such a signal can be a pulse. In this case, the number of pulses that are generated/received applies to the quantity of the item that has been consumed, for example 1000 pulses can mean that 1 kWh of electrical energy has been consumed. Alternatively, 1 pulse can indicate the flow of 1 liter of water. Optionally, the signal can take the form of a serial data stream.

Signalet kan ha form av et digitalt signal eller det kan være det som er kjent som "spenningsfritt". En anordning for å sende spenningsfrie signaler til en mottagende anordning kan omfatte en svitsjemekanisme, slik som et sett relékontakter eller en halvleder med åpen kollektor. I begge tilfeller må svitsjemekanismen tilføres et potensial levert av den mottagende anordning, som kan bli svitsjet av den sendende anordning for at den mottagende anordning skal påvise den sendende anordnings svitsjevirkning. The signal may take the form of a digital signal or it may be what is known as "voltage-free". A device for sending voltage-free signals to a receiving device may comprise a switching mechanism, such as a set of relay contacts or an open collector semiconductor. In both cases, the switching mechanism must be supplied with a potential supplied by the receiving device, which can be switched by the transmitting device in order for the receiving device to detect the switching effect of the transmitting device.

En fordel ved en spenningsfri metode foreligger når den sendende anordning får effekt fra et batteri. Den mottagende anordning kan da frembringe signaleringsstrømmen, som derfor ikke tømmer den sendende anordnings effektkilde. An advantage of a voltage-free method exists when the transmitting device receives power from a battery. The receiving device can then generate the signaling current, which therefore does not exhaust the transmitting device's power source.

Det kan imidlertid sees at vanligvis må det foreligge en direkte forbindelse mellom den sendende anordning og den mottagende anordning for å tilføre svitsjepotensialet til den sendende anordning. Når de to anordninger arbeider ved forskjellig referansepotensial må de være elektrisk isolert fra hverandre. Isoleringen må dessuten opprettholdes dersom forbindelsen mellom anordningene vil få den ene av dem til å bli usikker, for eksempel når en mottagende anordnings referansepotensial befinner seg på et usikkert nivå mens det for den sendende anordning må forbli på "sikkert" nivå i en forbrukers hender. However, it can be seen that usually there must be a direct connection between the transmitting device and the receiving device in order to supply the switching potential to the transmitting device. When the two devices work at different reference potentials, they must be electrically isolated from each other. The isolation must also be maintained if the connection between the devices will cause one of them to become unsafe, for example when a receiving device's reference potential is at an unsafe level while that of the transmitting device must remain at a "safe" level in the hands of a consumer.

Et andre eksempel som fordrer isolering er når direkte elektrisk sammenkobling av anordningene kan indusere elektrisk støy i senderen, som forårsaker feilfunksjon i senderen/mottageren. Another example that requires isolation is when direct electrical connection of the devices can induce electrical noise in the transmitter, which causes malfunction in the transmitter/receiver.

En vanlig måte som behovet for en direkte forbindelse fjernes på, er å bruke en optoisolator mellom anordningene. Denne metode fordrer likevel en spenningskilde for å frembringe et potensial som skal svitsjes av den sendende anordning. Dette potensial må dessuten isoleres fra den mottagende anordnings referansepotensial, hvilket fører til ekstra utgifter og/eller komplisert mottagende anordning. A common way in which the need for a direct connection is removed is to use an opto-isolator between the devices. This method nevertheless requires a voltage source to produce a potential which is to be switched by the transmitting device. This potential must also be isolated from the receiving device's reference potential, which leads to extra expenses and/or complicated receiving device.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det fremskaffet utstyr for å oppnå elektrisk isolering samtidig som behovet for effektforskyvning for å generere signaleringspotensial unngås, og hvor en isolerende transformator anvendes i hvilken en endring i dens sekundære belastningsimpedans gjenspeiles i dens primære impedans. Når et firkant-bølgesignal tilføres gjennom en transistor til en transformators primærvikling, blir således signalet målt over transformatorens primærvikling en funksjon av impedansen som presenteres av transformatorens sekundærvikling. Dersom transformatorens sekundærvikling for eksempel kortsluttes, blir signalet målt på primærviklingen praktisk talt lik null og når den er en åpen krets blir signalet mye større. In accordance with the present invention there is provided equipment for achieving electrical isolation while avoiding the need for power displacement to generate signaling potential, and where an isolating transformer is used in which a change in its secondary load impedance is reflected in its primary impedance. Thus, when a square-wave signal is applied through a transistor to a transformer's primary winding, the signal measured across the transformer's primary winding is a function of the impedance presented by the transformer's secondary winding. If, for example, the transformer's secondary winding is short-circuited, the signal measured on the primary winding is practically equal to zero and when it is an open circuit, the signal becomes much larger.

I en utførelse er det fremskaffet en høyfrekvent laveffektstransformator, en firkantbølge-oscillator og en spenningsfølende krets i transformatorens primærkrets. Isolasjonen mellom viklingene sørger for isolering mellom senderen og mottageren. I den sendende enhet er det anordnet en svitsjbar anordning som arbeider slik at den endrer sin impedans fra høy til lav som reaksjon på data som skal overføres. Denne anordning, som kan være en transistor, er forbundet med sekundærviklingen. In one embodiment, a high frequency low power transformer, a square wave oscillator and a voltage sensing circuit are provided in the primary circuit of the transformer. The insulation between the windings provides insulation between the transmitter and the receiver. A switchable device is arranged in the transmitting unit which works so that it changes its impedance from high to low in response to data to be transmitted. This device, which can be a transistor, is connected to the secondary winding.

Siden en transformator er "toveis", kan den utnyttes for å overføre data fra primærsiden til sekundærsiden, eller omvendt, og den kan derfor anvendes som et elektrisk isolert, totrådet, toveiskommunikasjonssystem. Since a transformer is "two-way", it can be used to transfer data from the primary side to the secondary side, or vice versa, and can therefore be used as an electrically isolated, two-wire, two-way communication system.

I henhold til et annet aspekt av oppfinnelsen er det fremskaffet en anordning for å sende og motta elektriske signaler, idet anordningen omfatter mottagerutstyr og senderutstyr som er forbundet med hverandre via en transformator, og hvor mottagerutstyret kan drives til å tilføre transformatorens primærvikling strøm som varierer over tid (for eksempel vekselstrøm) og som har detektorutstyr som reagerer på endringer i primærviklingens virksomme impedans, mens senderutstyret omfatter overføringsutstyr for å forandre impedansen i kretsen som sekundærviklingen er tilkoblet, som reaksjon på signalet som skal overføres, idet nevnte variasjon i kretsens impedans forårsaker en tilsvarende variasjon i primærviklingens impedans, som påvises av detektorutstyret. According to another aspect of the invention, a device has been provided for sending and receiving electrical signals, the device comprising receiver equipment and transmitter equipment which are connected to each other via a transformer, and where the receiver equipment can be driven to supply the transformer's primary winding with current that varies over time (for example, alternating current) and which has detector equipment that responds to changes in the effective impedance of the primary winding, while the transmitter equipment includes transmission equipment to change the impedance of the circuit to which the secondary winding is connected, in response to the signal to be transmitted, said variation in the impedance of the circuit causing a corresponding variation in the impedance of the primary winding, which is detected by the detector equipment.

Fortrinnsvis omfatter overføringsutstyret en bryter tilkoblet kretsen som omfatter sekundærviklingene. Bryteren kan for eksempel være en halvlederinnretning, slik som en transistor. Preferably, the transmission equipment comprises a switch connected to the circuit comprising the secondary windings. The switch can, for example, be a semiconductor device, such as a transistor.

Når bryteren er lukket, er fortrinnsvis sekundærviklingene kortsluttet, mens i hovedsak ingen strøm flyter i sekundærviklingene når bryteren er åpen. When the switch is closed, the secondary windings are preferably short-circuited, while essentially no current flows in the secondary windings when the switch is open.

Oppfinnelsen gjelder også en anordning som omfatter senderutstyr og mottagerutstyr for henholdsvis sending og mottagning av signaler, idet nevnte signaler formidles fra senderutstyret til mottagerutstyret via en transformator som isolerer senderutstyret fra mottagerutstyret. The invention also applies to a device comprising transmitter equipment and receiver equipment for respectively sending and receiving signals, said signals being conveyed from the transmitter equipment to the receiver equipment via a transformer which isolates the transmitter equipment from the receiver equipment.

Det er vedføyd tegninger, på hvilke:There are drawings attached, on which:

fig. 1 og 2 anskueliggjør tidligere kjente anordninger,fig. 1 and 2 illustrate previously known devices,

fig. 3 viser et praktisk eksempel på en mottager som omfatter oppfinnelsen,fig. 3 shows a practical example of a receiver comprising the invention,

fig. 4 viser spenningsbølgeformer over forskjellige deler av kretsen vist i fig. 3,fig. 4 shows voltage waveforms across various parts of the circuit shown in fig. 3,

fig. 5 viser en annen utførelse av oppfinnelsen konstruert som en mottager hvor fig. 5 shows another embodiment of the invention constructed as a receiver where

likestrøm benyttes i kabelen,direct current is used in the cable,

fig. 6 som tilsvarer fig. 4, anskueliggjør de tilhørende bølgeformer for kretsen vist i fig. fig. 6 which corresponds to fig. 4, illustrates the associated waveforms for the circuit shown in fig.

5, 5,

fig. 7 viser et eksempel på en sender/mottager-anordning for toveis kommunikasjon, fig. 8 som tilsvarer fig. 4 og 6, anskueliggjør tilhørende bølgeformer for kretsen vist i fig. 7 shows an example of a transmitter/receiver device for two-way communication, fig. 8 which corresponds to fig. 4 and 6, illustrate associated waveforms for the circuit shown in

fig-7, ogfig-7, and

fig. 9 er et blokkskjema som representerer en sender/mottager-anordning for toveis kommunikasjon, idet et eksempel på denne er sender/mottager-anordningen vist i fig. 7. fig. 9 is a block diagram representing a transmitter/receiver device for two-way communication, an example of which is the transmitter/receiver device shown in fig. 7.

Anordningen vist i fig. 1 anvender den spenningsfrie metode for å overføre signaler fra en senderinnretning 1 til en mottagerinnretning 2. I denne anordning er sender- og mottagerinnretningene direkte forbundet med hverandre slik at effektforsyningen fra senderinnretningen gir en spenning som kan svitsjes ved hjelp av en transistorbryter 4 i mottagerinnretningen 1. The device shown in fig. 1 uses the voltage-free method to transmit signals from a transmitter device 1 to a receiver device 2. In this device, the transmitter and receiver devices are directly connected to each other so that the power supply from the transmitter device provides a voltage that can be switched using a transistor switch 4 in the receiver device 1 .

Anordningen vist i fig. 2 har også en mottagerinnretning 6 direkte forbundet med en senderinnretning 8 for å gi en spenning som kan svitsjes av en bryter 10, men anvender dessuten en optoisolator 12. The device shown in fig. 2 also has a receiver device 6 directly connected to a transmitter device 8 to provide a voltage that can be switched by a switch 10, but also uses an optoisolator 12.

Anordningen vist i fig. 3 har en mottagerinnretning 14 som omfatter en firkantbølge-generator 18 som kan være en hvilken som helst astabil krets som er i stand til å frembringe en frekvens i området 10 kHz - 2 MHz avhengig av den fordrede modulasjonshastighet (baud rate), transformator- parametere og kretskonstanter. Amplituden av den firkantbølgeformede spenning kan ha en hvilken som helst verdi som muliggjør et påvisbart signal. Generatoren 18 er forbundet med primærviklingen i en 1:1-transformator (skjønt en transformator med et annet omsetningsforhold (opp eller ned) kan anvendes avhengig av senderinnretningens spenningsfordringer) og igjennom en seriemotstand R1 som tillater kobling av den høyfrekvente firkantbølge (generert av generatoren 18) til transformatoren T uten å belaste transformatoren utilbørlig samt en detektorkrets 20 koblet over primærviklingen i transformatoren T. I hovedsak utgjør dette en spenningsdeler mellom motstanden og transformatorens primærinduktans. Den velges slik at det sørges for størst følsomhet i forhold til transformatorparametrene. The device shown in fig. 3 has a receiver device 14 comprising a square wave generator 18 which can be any astable circuit capable of producing a frequency in the range 10 kHz - 2 MHz depending on the required modulation speed (baud rate), transformer parameters and circuit constants. The amplitude of the square wave voltage can have any value that enables a detectable signal. The generator 18 is connected to the primary winding in a 1:1 transformer (although a transformer with a different turnover ratio (up or down) can be used depending on the voltage requirements of the transmitter device) and through a series resistor R1 which allows coupling of the high-frequency square wave (generated by the generator 18 ) to the transformer T without unduly loading the transformer as well as a detector circuit 20 connected across the primary winding in the transformer T. In essence, this constitutes a voltage divider between the resistance and the transformer's primary inductance. It is chosen so that the greatest sensitivity is ensured in relation to the transformer parameters.

Sekundærviklingene i transformatoren T er koblet i serie med en bipolar transistor eller MOS-transistor-bryter TR i senderinnretningen 16. Når TR er i sin av-tilstand, er sekundærviklingene i en åpen kretstilstand hvor ingen strøm flyter gjennom dem. Når på den annen side TR er i sin på-tilstand, er sekundærviklingene kortsluttet slik at store strømmer kan flyte i sekundærviklingene. Basisen 22 for transistoren TR tjener som inngang for et binært signal som skal overføres. The secondary windings of the transformer T are connected in series with a bipolar transistor or MOS transistor switch TR in the transmitter device 16. When TR is in its off state, the secondary windings are in an open circuit condition where no current flows through them. On the other hand, when TR is in its on state, the secondary windings are short-circuited so that large currents can flow in the secondary windings. The base 22 of the transistor TR serves as an input for a binary signal to be transmitted.

Når overføringsdataene på basisen for bryterinnretningen TR er i den lave tilstand, befinner TR i sin av-tilstand (høy impedans) og transformatorens sekundærside er ubelastet. Den reflekterte impedans på primærsiden blir derfor lik null og impedansen blir lik den for transformatorens primærinduktans. Spenningen V1 over primærsiden har en høy verdi. Kretsen 20 har en diode D som likeretter denne spenning til et positivt likestrømspotensial og en oppsamlingskondensator C for å glatte ut dette potensial. Kretsen 20 inneholder også en motstand R2 som skaper en utladningsvei for kondensatoren C. When the transfer data at the base of the switching device TR is in the low state, TR is in its off state (high impedance) and the secondary side of the transformer is unloaded. The reflected impedance on the primary side therefore becomes equal to zero and the impedance becomes equal to that of the transformer's primary inductance. The voltage V1 across the primary side has a high value. The circuit 20 has a diode D which rectifies this voltage to a positive direct current potential and a collection capacitor C to smooth out this potential. The circuit 20 also contains a resistor R2 which creates a discharge path for the capacitor C.

Når overføringsdataene på basisen for transistoren TR er i den høye tilstand (positivt forspent) leder bryterinnretningen TR og utgjør praktisk talt en kortslutning overfor transformatorens sekundærside. Som en følge av dette vil transformatorens primær-impedans være lik transformatorens lekkasjeimpedans. På grunn av delevirkningen frembragt av motstanden R1, vil det meste av spenningen frembragt av generatoren 18 opptre over motstanden R1 og spenningen (V1) over transformatorens primærside vil ha en meget liten amplitude. Derfor vil likestrømspotensialet over oppsamlingskondensatoren C være forholdsvis lite. Potensialet eller spenningen over kondensatoren C og motstanden R2 representerer således overføringsdataenes tilstand og utgjør et mottatt signal ved utgangen 23. For å oppnå en høy modulasjonshastighet (baud rate) vil potensialet over kondensatoren C måtte bli utladet raskere enn den påkrevde største modulasjonshastighet. Sammen med verdien av kondensatoren C styrer verdien av motstanden R2 denne utladningshastighet. When the transfer data on the base of the transistor TR is in the high state (positively biased), the switching device TR conducts and practically constitutes a short circuit to the secondary side of the transformer. As a result, the transformer's primary impedance will be equal to the transformer's leakage impedance. Due to the dividing effect produced by the resistor R1, most of the voltage produced by the generator 18 will appear across the resistor R1 and the voltage (V1) across the primary side of the transformer will have a very small amplitude. Therefore, the direct current potential across the collection capacitor C will be relatively small. The potential or voltage across capacitor C and resistor R2 thus represents the state of the transmission data and constitutes a received signal at output 23. In order to achieve a high modulation speed (baud rate), the potential across capacitor C will have to be discharged faster than the required maximum modulation speed. Together with the value of the capacitor C, the value of the resistor R2 controls this discharge rate.

Fig. 5 viser en anordning som har mange kretskomponenter som er lik dem som brukes i anordningen vist i fig. 3 og som derfor er betegnet med samme henvisningsbokstav og -nummer. Anordningen vist i fig. 5 leverer et likestrømspotensial til trådene som for-binder mottagerinnretningen 24 med senderinnretningen 26 og er derfor særlig egnet når kabelen som sammenføyer mottageren og senderen er lang eller har høy kapasitans. Fig. 5 shows a device which has many circuit components similar to those used in the device shown in fig. 3 and which are therefore designated with the same reference letter and number. The device shown in fig. 5 supplies a direct current potential to the wires that connect the receiver device 24 with the transmitter device 26 and is therefore particularly suitable when the cable that joins the receiver and the transmitter is long or has a high capacitance.

Forskjellen mellom kretsene vist i henholdsvis fig. 3 og 5 er at i sistnevnte likerettes strømmen fra primærsiden av transformatoren T og glattes ut ved hjelp av dioden D2, kondensatoren C2 og motstanden R3, hvilket får en likestrøm til å flyte i kabelen 28 i stedet for et vekselstrømssignal. The difference between the circuits shown in fig. 3 and 5 is that in the latter the current from the primary side of the transformer T is rectified and smoothed by diode D2, capacitor C2 and resistor R3, causing a direct current to flow in cable 28 instead of an alternating current signal.

Med henvisning til fig. 5 blir virkningen av kretselementene R1, T, D1, R2 og TR den samme som beskrevet med hensyn til fig. 3 (C1 erstatter C og D1 erstatter D i beskrivelsen). With reference to fig. 5, the effect of the circuit elements R1, T, D1, R2 and TR becomes the same as described with respect to fig. 3 (C1 replaces C and D1 replaces D in the description).

I dette tilfelle utnyttes likestrøm langs kabelen i stedet for det høyfrekvente signal. Dioden D2 likeretter vekselstrømmen på sekundærsiden av transformatoren T og vekselstrømmen glattes ut ved hjelp av oppsamlingskondensatoren C2. Motstanden R3 har samme funksjon som motstanden R2 i fig. 3 og virkemåten blir den samme som beskrevet med hensyn til fig. 3. Således gjenspeiles transistorens brytervirkning i primærimpendansen for transformatoren T og den resulterende spenning over kondensatoren C1 representerer overføringsdataene. In this case, direct current is used along the cable instead of the high-frequency signal. The diode D2 rectifies the alternating current on the secondary side of the transformer T and the alternating current is smoothed by means of the collection capacitor C2. The resistor R3 has the same function as the resistor R2 in fig. 3 and the operation is the same as described with regard to fig. 3. Thus the switching action of the transistor is reflected in the primary impedance of the transformer T and the resulting voltage across the capacitor C1 represents the transfer data.

Siden transformatorviklingene er koblet slik at signalene V1 og V2 er i fase, leder begge de to dioder D1 og D2 samtidig (den positive halvsyklus) og det foreligger således ingen restspenning over motstandene R1 og R2 når overføringsdataene har høy tilstand, bortsett fra den forårsaket av ineffektiviteter i kretsen, for eksempel diodehastigheten, osv. Since the transformer windings are connected so that the signals V1 and V2 are in phase, both the two diodes D1 and D2 conduct simultaneously (the positive half cycle) and thus there is no residual voltage across the resistors R1 and R2 when the transfer data is in the high state, except for that caused by inefficiencies in the circuit, such as diode speed, etc.

Med ytterligere forklaring av kretsen blir toveis simpleks overføring mulig og dette er tilfellet for anordningen vist i fig. 7 hvor kretskomponenter tilsvarende dem i fig. 5 er betegnet med samme henvisningsbokstav og- tall som dem anvendt i fig. 5. With further explanation of the circuit, two-way simplex transmission becomes possible and this is the case for the device shown in fig. 7 where circuit components corresponding to those in fig. 5 are denoted by the same reference letters and numbers as those used in fig. 5.

I tillegg til komponentene i anordningen vist i fig. 5, inneholder kretsen vist i fig. 7 en modulasjonstransistor TR1 forbundet med transformatorens primærside i mottagerinnretningen 30, i tillegg til brytertransistoren TR2 i senderen 32. Modulasjonstransistoren modulerer det firkantbølgeformede inngangssignal til primærsiden av transformatoren 1 slik at mottagerinnretningen 30 også kan virke som en styrestasjon for sending av data overfor den styrte sendeinnretning 32. In addition to the components of the device shown in fig. 5, contains the circuit shown in fig. 7 a modulation transistor TR1 connected to the primary side of the transformer in the receiver device 30, in addition to the switch transistor TR2 in the transmitter 32. The modulation transistor modulates the square wave input signal to the primary side of the transformer 1 so that the receiver device 30 can also act as a control station for sending data to the controlled transmitter device 32 .

Når data sendt fra styrestasjonen (dvs. fra mottageren 30 til senderen 32) befinner seg i sin lave tilstand ved basisen for transistoren TR1 er transistoren i av-tilstand og det utvikles da en høyfrekvent spenning V1 på primærsiden av transformatoren T. Dette signal er tilstede på sekundærsiden av transformatoren T med en amplitude som er avhengig av omsettingsforholdet og som blir likerettet ved hjelp av dioden D2 og utglattet ved hjelp av kondensatoren C2. I den styrte stasjon (senderen) kan dette likestrøms-potensial påvises ved V2 for utnyttelse som mottatte data med en forsterkning til et passende nivå, eller ved passende valg av firkantbølgeamplitude og omsetterforhold kan ytterligere behandling være unødvendig. Når dataene sendt fra styrestasjonen har høyt nivå slås transistoren TR1 på. Dette fører til kortslutning av primærsiden av transformatoren T, hvilket gir et primærsignal praktisk talt lik null. Spenningen V2 vil derfor bli lik null. Forholdet mellom motstanden R3 og kondensatoren C2 velges for å oppnå den nødvendige modulasjonshastighet (baud rate). Resultatet er at spenningen V2 representerer tilstanden av data slik de er overført fra styrestasjonen. For å tillate den styrte stasjon (dvs. senderen 32) å sende sine data, må transistoren TR1 bli forspent til sin av-tilstand. Kretsens virkemåte-er deretter den samme som for anordningen vist i fig. 5. When data sent from the control station (ie from the receiver 30 to the transmitter 32) is in its low state at the base of the transistor TR1, the transistor is in the off state and a high frequency voltage V1 is then developed on the primary side of the transformer T. This signal is present on the secondary side of the transformer T with an amplitude which depends on the conversion ratio and which is rectified by means of diode D2 and smoothed by means of capacitor C2. In the controlled station (transmitter) this DC potential can be detected at V2 for utilization as received data with an amplification to a suitable level, or by suitable choice of square wave amplitude and converter ratio further processing can be unnecessary. When the data sent from the control station has a high level, the transistor TR1 is switched on. This leads to short-circuiting of the primary side of the transformer T, which gives a primary signal practically equal to zero. The voltage V2 will therefore be equal to zero. The ratio between the resistor R3 and the capacitor C2 is chosen to achieve the required modulation speed (baud rate). The result is that the voltage V2 represents the state of data as it has been transmitted from the control station. To allow the controlled station (ie transmitter 32) to transmit its data, transistor TR1 must be biased to its off state. The operation of the circuit is then the same as for the device shown in fig. 5.

Fig. 9 er et mer generelt blokkskjema av et system som gir toveis kommunikasjon mellom en styrestasjonmaster og en styrt stasjonslave. I fig. 9 er en firkantbølgegenerator 41 forbundet med en modulator 42 som i sin tur er forbundet med primærsiden av en transformator T. Spenningen over primærsiden overvåkes av en spenningsfølende krets 43 og transformatorens sekundærside er forbundet med en likeretterkrets 44 (for bruk når likestrøm skal utnyttes). Henvisningstallet 46 betegner en styrt spenningsfølende krets for avføling og dekoding av signalet inneholdt i den likerettede spenning ved utgangen for likeretteren 44 mens 45 betegner en styrt modulasjonsenhet for sendesignaler tilbake til styrestasjonen. Det firkantbølgeformede signal kan ha en hvilken som helst frekvens. Ved passende valg av kretskomponenter kan det oppnås høye modulasjonshastigheter. Fig. 9 is a more general block diagram of a system which provides two-way communication between a control station master and a controlled station slave. In fig. 9, a square wave generator 41 is connected to a modulator 42 which in turn is connected to the primary side of a transformer T. The voltage across the primary side is monitored by a voltage sensing circuit 43 and the secondary side of the transformer is connected to a rectifier circuit 44 (for use when direct current is to be utilized). The reference number 46 denotes a controlled voltage-sensing circuit for sensing and decoding the signal contained in the rectified voltage at the output of the rectifier 44, while 45 denotes a controlled modulation unit for transmitting signals back to the control station. The square wave shaped signal can have any frequency. By appropriate selection of circuit components, high modulation rates can be achieved.

Signalet fra styrestasjonen 48 til den styrte stasjon 50 genereres således av modulatoren 42 som modulerer strømmen tilført transformatoren T og som overføres til den styrte stasjon gjennom den induktive forbindelse skapt av transformatoren T og likeretteren 44 for å bli behandlet av den avfølende krets 46. Signalene fra den styrte stasjon 50 til styrestasjonen 48 frembringes av den styrte stasjons sender 45 (for eksempel ved å modulere impedansen for den krets som inneholder transformatorens sekundærside) og oppfanges (for valgfritt å bli forsterket) av kretsen 43. The signal from the control station 48 to the controlled station 50 is thus generated by the modulator 42 which modulates the current supplied to the transformer T and which is transmitted to the controlled station through the inductive connection created by the transformer T and the rectifier 44 to be processed by the sensing circuit 46. The signals from the controlled station 50 to the control station 48 is produced by the controlled station's transmitter 45 (for example by modulating the impedance of the circuit containing the secondary side of the transformer) and received (to be optionally amplified) by the circuit 43.

Oppfinnelsen tillater to tråder for å sende og motta data sammen med full isolering mellom sender og mottager. Den har den fordel at kommunikasjonen mellom en styrestasjon og en styrt stasjon utføres uten noe vesentlig effektforbruk fra den styrte stasjon. Det er derfor meget bra når den styrte stasjon får effekt fra et batteri og effektforbruk er et viktig poeng. På grunn av sin enkelhet gir en krets som realiserer oppfinnelsen gode resultater med lave omkostninger, og god pålitelighet. The invention allows two threads to send and receive data along with full isolation between sender and receiver. It has the advantage that the communication between a control station and a controlled station is carried out without any significant power consumption from the controlled station. It is therefore very good when the controlled station receives power from a battery and power consumption is an important point. Due to its simplicity, a circuit which realizes the invention gives good results with low costs, and good reliability.

En rekke av bølgeformene vist i fig. 4, 6 og 8 tilsvarer hverandre og er derfor angitt med samme henvisningstall. Hver av figurene viser en rekke opptegninger av spennings-bølgeformer (i forhold til tiden) over forskjellige deler av kretsene vist i fig. 3 - 7 og alle figurer inneholder en kurve 60 som viser spenningen avgitt fra en firkantbølgegenerator for hver sendeinnretning samt en kurve 62 som representerer et binært signal som i hvert tilfelle skal sendes fra sendeinnretningen til mottagerinnretningen. I tillegg omfatter fig. 8 en kurve 63 som representerer det binære signal som skal overføres fra mottageren (styrestasjonen) 30 til senderen (slavestasjonen) 32. I alle tilfeller modulerer signalene spenningen over transformatorens primærside og denne spenning (V1) er anskueliggjort ved kurven 64. A number of the waveforms shown in fig. 4, 6 and 8 correspond to each other and are therefore indicated by the same reference number. Each of the figures shows a series of plots of voltage waveforms (in relation to time) over different parts of the circuits shown in fig. 3 - 7 and all figures contain a curve 60 showing the voltage emitted from a square wave generator for each transmitting device as well as a curve 62 representing a binary signal to be sent from the transmitting device to the receiving device in each case. In addition, fig. 8 a curve 63 which represents the binary signal to be transmitted from the receiver (control station) 30 to the transmitter (slave station) 32. In all cases, the signals modulate the voltage across the primary side of the transformer and this voltage (V1) is visualized by the curve 64.

Strømmene som flyter i transformatorens primærviklinger induserer også spenninger over sekundærviklingene, som frembringer spenninger (V2) over kollektoren og emitteren for transistorene TR/TR2 i sendeinnretningen. Spenningene V2 er anskueliggjort ved kurvene 66. I fig. 4 er spenningen V2 avvekslende fordi det ikke foreligger noen like-retting av spenningen indusert i transformatorens sekundærvikling. Derimot likerettes spenningene V2 vist i fig. 6 og 8 og følgelig har de form av likestrømspulser. The currents flowing in the primary windings of the transformer also induce voltages across the secondary windings, which produce voltages (V2) across the collector and emitter of the transistors TR/TR2 in the transmitter. The voltages V2 are visualized by the curves 66. In fig. 4, the voltage V2 is alternating because there is no rectification of the voltage induced in the transformer's secondary winding. In contrast, the voltages V2 shown in fig. 6 and 8 and consequently have the form of direct current pulses.

Endelig inneholder figurene 4, 6 og 8 kurver 68 som representerer spenningen i signalene mottatt av mottagerinnretningen etter at de er blitt behandlet av likeretterkretsen koblet til transformatorens primærviklinger. Finally, Figures 4, 6 and 8 contain curves 68 which represent the voltage of the signals received by the receiving device after they have been processed by the rectifier circuit connected to the primary windings of the transformer.

En hvilken som helst av senderinnretningene i henhold til de viste utførelser kan innlem-mes i et varemåleapparat og kan anordnes for å generere et signal som representerer den mengde av varen som er forbrukt. Dette signal mottas av mottagerinnretningen som er plassert på et fjernt sted, hvilket således fjerner behovet for at noen skal besøke målerapparatet for å avlese dette. Any of the transmitter devices according to the embodiments shown can be incorporated into a product measuring device and can be arranged to generate a signal representing the quantity of the product that has been consumed. This signal is received by the receiver device which is placed in a remote location, which thus removes the need for someone to visit the meter to read it.

Claims

1. Device for sending and receiving electrical signals, characterized in that the device comprises receiver equipment and transmitter equipment connected to each other via a transformer, in that the receiver equipment can be driven to emit a current that varies over time to the primary windings in the transformer and has detector equipment that reacts to changes in the effective impedance of the primary windings, while the transmitter equipment has transmission equipment to change the impedance of the circuit where the secondary windings are connected, in response to the signal to be transmitted, and where said variation in the impedance of the circuit causes a corresponding variation in the effective impedance of the primary windings and which is detected by the detector equipment.

2. Device as stated in claim 1, characterized in that the transmission equipment comprises a switch connected in the circuit containing the secondary windings.

3. Device as stated in claim 2, characterized in that the switch comprises a semiconductor device.

4. Device as stated in claim 2 or 3, characterized in that when the switch is closed, the secondary windings are short-circuited and that essentially no current flows in the secondary windings when the switch is open.

5. Device as stated in one of the preceding claims, characterized by the fact that it is adapted to be used as a two-way communication system.

6. Device as stated in claim 5, characterized in that the transformer's primary windings are connected to further transmission equipment to modulate the current supplied to the primary windings while the secondary windings are connected to further detector equipment which reacts to the signal from the further transmission equipment.

7. Device as stated in one of the preceding claims, characterized in that the receiver equipment contains an oscillator which can be operated to emit said current which varies over time to the primary windings.

8. Device as stated in one of the preceding claims, characterized in that the transmitter equipment is incorporated into a product measuring device and generates a signal representing the quantity of consumed product.

9. Receiver equipment for the device specified in one of the preceding claims, characterized in that the receiver equipment comprises a transformer which has the primary windings connected to equipment to supply a current that varies over time to these as well as detector equipment which reacts to changes in the effective impedance of the primary windings, as the transformer also has secondary windings for connection to transmitter equipment to make said effective impedance alternating.

10. Device that includes transmitter equipment and receiver equipment for respectively sending and receiving signals, characterized in that said signals are conveyed from the transmitter equipment to the receiver equipment via a transformer which isolates the transmitter equipment from the receiver equipment.

11. Device mainly as described here with reference to and illustrated in fig. 3 and 4 on the attached drawings.

12. Device mainly as described here with reference to and illustrated in fig. 5 and 6 on the attached drawings.

13. Device mainly as described here with reference to and illustrated in fig. 7 and 8 on the attached drawings.

14. Device mainly as described here with reference to and illustrated in fig. 9 on the attached drawings.