SE459948B - Foerfarande och anlaeggning foer datakommunikation oever tvaatraadsledning varvid signaloeverfoering i en riktning sker genom alstring av spaenningsvariationer och i den andra genom alstring av stroemvariationer - Google Patents

Description

459 948 10 15 20 25 30 35 2 långa avstånd (åtminstone 3 km) med hög överföringshastighet (ungefär 19,2 kbaud). Ytterligare ändamål är att uppnå en okom- plicerad ledningsdragning och fri grenbarhet där några krav ej g ställes på ledningstyp. Vidare skall det föreligga en central spänningsförsörjning av terminalenheternas linjedel. Slutligen är ett väsentligt ändamål att anläggningen skall kunna.byggas > till låg kostnad.

De uppställda ändamâlen kan förverkligas genom förfarandet enligt uppfinningen som kännetecknas av att signalöverföringen på tvåtrådsnätet i en riktning sker genom alstring av balanse- rade spänningsvariationer medan signalöverföringen i motsatt riktning sker genom alstring av strömvariationer, som detekteras differentiellt av centralenheter.

Detta förfarande kan i enlighet med uppfinningen genom- föras med en anläggning där centralenheten medelst ett organ som e orsakar polaritetsomkastning av en på tvåtrâdsnätet utmatad balanserad spänning, vilken polaritetsomkastning är detekterbar vid terminalenheterna, samt där varje terminalenhet innefattar strömreglerande organ för utmatning av en strömsignal från en strömgenerator till tvåtrådsnätet, vilken strömsignal är detek- terbar i centralenheten över tvâ, mot tvåtrådsnätet svarande strömavkännande organ, exempelvis resistorer.

Föredragna utföringsformer Den föreliggande uppfinningen kommer nedan att beskrivas mer i detalj under hänvisning till bifogade ritningar, där -fig. 1 visar ett principschema för-anläggningen enligt uppfinningen, fig. 2 visar ett kopplingsschema för en utföringsform av centralenheten, fig. 3 visar ett kopplingsschema för en utföringsform av en terminalenhet enligt uppfinningen och fíg. 4 visar ett kopplingsschema för en modifierad utfö- ringsform av en terminalenhet enligt uppfinningen.

Datakommunikation över ett tvâtrådsnät N enligt den före- liggande uppfinningen sker i en riktning medelst balanserad spänningsmatning och i motsatt riktning medelst ström- É matning. Detta åskâdliggörs i ett principschema enligt fig. 1, som tillväm§æm'visar en centralenhet_C och till höger en av ett flertal likartat utformade terminalenheter T, vilka är à 10 15 2'o 25 30 35 .än Uï \O \fl .Ps a) \ 3 parallellkopplade till tvåtràdsnätet N. Till tvåtrådsnätet N kan i princip ett obegränsat antal terminalenheter T anslutas.

Centralenheten C uppvisar en spänningsmatning +U, -U för terminalenheternas T linjedelar. Spänningsmatningen sker via en omkopplare, vars kontakter K1, K2 pâverkas av en relä- spole Re1. Reläspolen Re1 aktiveras med sänddata S1, som skall överföras från centralenheten C till en eller flera av terminal- enheterna T. Sålunda sker en omkastning av spänningsmatningen +U, -U på tvåtrådens N branscher N1, N2 vid sändning av data från centralenheten C.

Varje terminalenhet T är utformad med en spänningsdetek- tor för att avkänna den från centralenheten C utgående balanse- rade spänningssignalen +U, -U. I fig. 1 åskådliggöra spännings- detektorn med en differentialförstärkare D1 med inbyggd hysteres, vars utgång avger mottagna data M1. Den mottagna datasignalen M1 har en amplitud som utgör skillnaden mellan +U eller -U mätt mellan branscherna N1 och N2 såsom åskådliggörs i fig. 1A. Efter- som spänningssignalen +U, -U är balanserad (differential mode) kommer eventuella störningar (common mode) B ej att påverka den mottagna datasignalens M1 amplitud enär störningarna B uppträder riktade åt samma håll i tvâtrådsnätets N båda grenar, varvid ur- sprunglig skillnadssignal mellan +U och -U bibehålles.

För datakomunikation från en terminalenhet T användes ett strömreglerande organ, som i fig. 1 åskâdliggörs.med en brytare K3 vilken styrs av en reläspole Re2. Reläspolen Re2 aktiveras av sänddata S2 som skall överföras från terminalenheten T till centralenheten C. Brytaren K3 sluter och bryter en ström- krets, som via en likriktare L spänningsmatas från den centrala spänningsmatningen +U, -U och som inbegriper en strömgenerator G. Vid strömkretsens slutning alstras sålunda en ström i två- trådsnätet N. För att den i terminalenheten T ingående differen- tialförstärkaren D1 icke skall pâverkas av strömsignalen är differentialförstärkaren D1 utbalanserad såsom antyds med be- teckningarna V+ och V-.

Den genom sänddata S2 alstrade balanserade strömsignalen inmatas sålunda på tvåtrâdsnätets N båda grenar. Vid central- enheten avkännes strömsignalen över två resistorer R1, R2, var- vid strömsignalen avkännes som två spänningsfallssignaler med 459 948 'i 10 15' 20 25 30 35 4 en kurvform i enlighet med fig. 1Ä. Dessa signaler är differen- s tiella till skillnad från störningar och inmatas på en differen- tialförstärkare D2 med hysteres via deriveringskretsen RC2. Den på differentialförstärkarens D2 utgång uppträdande mottagna data- signalen M2 är störningsokänslig av samma anledning som ovan an- förts beträffande den mottagna datasignalen M1.

En utföringsform av centralenheten C visas i form av ett kopplingsschema i fig. 2. Därvid användes samma hänvisnings- beteckningar som i fig. 1 för organ som svarar mot varandra i de båda figurerna. Utöver vad som redovisas ovan i samband med fig. 1 kan noteras att centralenhetens C sänddata S1 inmatas via en fototransistor och däri detekterade mottagna data M2 uttages via en fotodiod. En schmidttrigger ST är ansluten till differen- tialförstärkarens D2 utgång för ytterligare undertryckning av eventuella störningar. Vidare kan noteras att centralenhetens C anslutning till tvâtrâdsnätet N är utförd medelst en skyddskopp- ling innefattande en högfrekvensdämpande transformator T1 och PTC-resistorer som skyddar vid kortslutning.

En utföringsform av terminalenheterna T visas i form av ett kopplingsschema i fig. 3. Därvid användes samma hänvisnings- beteckningar som i fig. 1 för organ som svarar mot varandra i de båda figurerna. Denna utföringsform är ej någon "äkta" ut- balanserad terminalenhet, men kan med fördel användas för många ändamål. Utöver vad som redan beskrivits i samband med fig. 1 kan noteras att terminalenheten T är galvaniskt isolerad från övrig utrustning som är ansluten till terminalenheten. Sålunda inmatas sänddata S2 via en fototransistor och detekterad balan- serad spânningssignal uttages via tvâ fotodioder P1, P2 före in- matningen på differentialförstärkaren D1, vars utgång uppvisar mottagna data M1. Anslutningen av terminalenheten T till två- trådsnätet N sker via en PTC-resistor som skyddar vid kortslut- å ning.

En modifierad utföringsform av terminalenheten T, som ger en "äkta" balansering av signaler som terminalenheten mottar Q från centralenheten C,visas i fig. 4. Balansering uppnås genom att spänningsdetektorn, som härvid utgörs av en dubbel vipp- c¿ 1» anordning D1' vilken företrädesvis har inbyggd hysteresfunktion, spänningsmatas symmetriskt i förhållande till tvâtrâdens N 10 15 e _459 948 5 potential. Genom den i fig. 4 visade kopplingen kan den mottag- na datasignalen M1 icke ändras med annat än att tvåtrâdens båda branscher N1, N2 samtidigt ändrar polaritet åt skilda håll.

Kretsen G arbetar som en konstant strömgenerator genom att basspänningen på den i kretsen ingående transistorn hâlles inom ett snävt omrâde medelst en zenerdiod Z, som ingår 1 den ström- reglerande kretsen Re2, K3. Konstant basspänning ger konstant emitterspänning som ger konstant ström genom emittermotståndet Rg och därmed genom transistorn i kretsen G. Även om uppfinningen ovan i samband med fig. 2 - 4 be- skrivits och âtergivits som för närvarande föredragna utförings- former, så bör det inses att den i fig. 1 âskâdliggjorda upp- finningsprincipen kan förverkligas på olika sätt med olika elektronikkomponenter. Uppfinningen får därför ej anses vara be- gränsad till vad som ovan redovisats utan mâ anses omfatta hela den principiella lösning som definieras av efterföljande patent- krav.

Claims (11)

4s9 94à 10 15 20 25 30 35 PATENTKRAV

1. Förfarande för att överföra data via ett tvâtrådnät (N) mellan en centralenhet (C) och ett flertal, centralt spänningsmatade terminalenheter (T), varvid centralenheten och terminalenheterna är anslutna parallellt med varandra till tvâtrådsnätet för att medge dubbelriktad signalöver- föring mellan centralenheten och terminalenheterna, varvid signalöverföring i en riktning sker genom alstring av spän- ningsvariationer itvåtrådsnätet (N) medan signalöverföring' i motsatt riktning sker genom alstring av strömvariationer i tvåtrådsnätet, spänningsvariationerna som strömvariationerna på tvåtråds- k ä n n e t e c k n a t av att såväl nätets (N) branscher (N1, N2) utgör balanserade signaler (Fig. 1A), som med avseende på spänningsvariationerna alstras genom samtidig omkastníng (via K1, K2) av spänningsmatningen (+U, -U) på respektive bransch och med avseende på ström- variationerna genereras genom brytning och slutning (via K3) av en strömkrets (L, K3, G) ansluten till nämnda båda bran- scher, varvid de balanserade signalerna detekteras differen- tiellt medelst detekteringskretsar (D1; D1'; D2) med inbyggd hysteresfunktion.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a t av att strömvariationssignalen utnyttjas för att ut- balansera (via V+, V-) den spänningsvariationerna avkännande detekteringskretsen (D1) så att denna är opåverkad av de gene- rerade strömvariationerna.

3. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a t av att spänningsfallssignaler, genererade över två resistorer (R1, R2) av den från tvåtrâdsnätets (N) båda branscher (N, N2) erhållna strömvariationssignalen, matas via en deriveringskrets (RC2) till den strömvariationerna avkânnande detekteringskretsen (02).

4. Datayommunikationsanläggning avsedd för tvåtrådsnät (N) och innefattande en centralenhet (C) och ett flertal ter- minalenheter (T), varvid centralenheten och terminalenhet- erna är anslutna parallellt med varandra till tvåtrådsnätet för att medge dubbelriktad signalöverföring mellan central- 10 15 20 25 30 35 459 9418. 7 enheten ochterminalenheterna, vilken signalöverföring sker i form av spänningsvariationer, som utgår från centralenheten (C) genom ett däri ingående organ (Re1, K1, K2) och är de- tekterbara i terminalenheterna (T) medelst en första detek- teringskrets (D1; D1'), och i form av strömvariationer som utgår från respektive terminalenhet (T) genom ett däri in- gående strömreglerande organ (Re2, K3) och matas till två- trådsnätet (N), varvid centralenheten (C) innefattar mot tvâtrådsnätet svarande strömavkännande organ (R1, R2), över vilka den från tvåtrådsnätet inkommande strömsignalmatningen är detekterbar medelst en andra detekteringskrets (D2), k ä n n e t e c k n a d av att de i centralenheten (C) in- gående organen (Re1, K1, K2) innefattar en tvåpolig två- lägesomkopplare (K1, K2) anordnad att alstra en samtidig polaritetsomkastning av en på tvåtrådsnätet (N) från central- enheten utmatad balanserad spänning (+U, -U) på respektive bransch (N1, N2), av att de L varje terminalenhet (T) ingå- ende strömreglerande organen (Re2, K3) innefattar en brytare (K3) för att bryta och sluta en balanserad strömsignal från en strömgenerator (G) till tvåtrådsnätets(N) respektive bransch (N1, N2) via en likríktare (L), samt av att nämnda första och andra detekteringskretsar (D1; D1'; D2) uppvisar inbyggd hys- teresfunktion för detektering av balanserad spänning respek- tive balanserad strömsignal som uppträder i tvåtrådsnätet (N).

5. Anläggning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k- n a d av att tvålägesomkopplaren (K1, K2) är utförd medelst bryggkopplade transístorelement (Fig. 2).

6. Anläggning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k- n a d av att de strömavkännande organen (R1, R2) utgörs av två resistorer, anordnade att generera spänningsfallssignaler detekterbara av nämnda andra detekteringskrets (D2) via en deriveringskrets(RC2).

7. _ 'Anläggning enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k- n a d av att den andra detekteringskretsen (D2) omfattar en komparator, vars ena ingång (-) är matad med det av ström- signalmatningen över den ena resistorn (R1) alstrade spän- .níngsfallet och vars andra ingång (+) är matad med den av UAuçv 459 948 10 15 8 strömsignalmatningen över den andra resistorn (82) alstrade spänningsökningen.

8. Anläggning enligt patentkravet 7,. k ä n n e t e c~k- n a d av att en schmídttrigger (ST) är ansluten till kompa- ratorns (D2) utgång, varvid såväl schmidttriggern som kompa- ratorn uppvisar inbyggd hysteresfunktion.

9. Anläggning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k- n a d av att den Första detekteringskretsen omfattar en dif- ferentialförstärkare (D1) med inbyggd hysteresfunktion (Fig. 3).-

10. n a d av att den första detekteringskretsen omfattar en dubbel Anläggning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k- vippa (D1') med inbyggd hysteresfunktion (Fig. 4).

11. k ä n n e t e c k n a d Anläggning enligt något av patentkraven 4 - 10, av att såväl centralenhetens (C) som terminalenheternas (T) anslutning till tvåtrådsnätet (N) är utFörd.viaPTC-resistqrer-(PTC), varvid centralenhetens anslutning även omfattar en högfrekvensdämpande transformator (T1).