DE2240803B2

DE2240803B2 - Schaltungsanordnung zum empfangen von gleichstromzeichen

Info

Publication number: DE2240803B2
Application number: DE19722240803
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing 8000 München Schuhbauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-08-18
Filing date: 1972-08-18
Publication date: 1977-11-03
Also published as: DE2240803A1; AU5835073A; FR2196562B1; DE2240803C3; GB1427575A; NL7311262A; IT992969B; ZA734802B; FR2196562A1; BE803721A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Empfangen von über eine Übertragungsleitung übertragene Gleichstromzeichen in Fernschreib- und Datenübertragungsanlagen unter Verwendung einer Koppclschaltung mit galvanischer Trennung und einer über eine Hilfsspannung einstellbaren Schwellenschaltung.

Derartige Schaltungsanordnungen sind bereits bekannt. Bei der Übertragung von Gleichstrom-Einfachstromsignalcn über Leitungen müssen am Empfänger meist Schwellenschaltungen eingebaut werden. Dies ist notwendig, um eingekoppelte Störungen kleiner Amplitude unwirksam zu machen. Vor allem aber dient eine solche Schwellenschaltung dazu, um bei den meist ungleichen Zeitkonstanten für Ladung und Entladung der Leitung den Abtastzeitpunkt so wählen zu können, daß ein Minimum an Verzerrungen entsteht. Im Bereich der Fernschreib- und Datenübertragung ist diese Schwelle im allgemeinen für jede Leitung individuell einstellbar, um bei den sehr unterschiedlichen Leitungs- und Übertragungsbedingungen optimale Verhältnisse, d. h. vor allem einen optimalen Verzerrungsabgleich zu erreichen. Zusätzlich müssen derartige Schwellenschaltungen noch je nach Anwendung eine oder mehrere der folgenden Forderungen erfüllen:

a) niedriger iniicnwideiMaiiu bzw. kleiner Spannungsabfall,

b) galvanische Trennung zwischen Eingang und Ausgang. Die Notwendigkeit der galvanischen Trennung hat sichcrheitstechnische und übertragungstechnische Gründe. Besonders bei schneller Datenübertragung erhält man die geforderte Nebensprechdämpfung nur bei erdfreier Übertragungsstrecke.

c) Begrenzung der Einstellmöglichkeit. Die Einstellung erfolgt unter bestimmten Toleranzbedingungen. Es muß verhindert werden, daß die Funktion bei anderen Verhältnissen unsicher wird,
ίο d) niedriger Temperaturkoeffizient und geringe Alterung-

e) möglichst steiler Durchlauf durch die Schwelle, um ein nicht eindeutiges Verhalten (»Preller«) zu vermeiden.

Es ist bereits eine Vielzahl von Schwellenschaltungen bekannt geworden, die die genannten Bedingungen mehr oder weniger erfüllt. Keine der bisher bekannten Schaltungen erfüllt jedoch alle Bedingungen. Eine einfache Schwellenschaltung zeigt die Fig. 1. Die ao Schwelle wird hier durch die Ansprechgrenze des Relais RE erzeugt. Diese Schaltung erfüllt die Bedingungen a) und b). Die galvanische Trennung zwischen Eingang und Ausgang ergibt sich durch die Trennung von Relaiskreis und Kontaktkreis. Dabei ist zu beach- »5 ten, daß die galvanische Trennung erst nach der Bewertung durch die Schwellenschaltung erfolgt. Fig. 2 zeigt die in Fernschreibteilnehmeranschlußschaltungen vielfach verwendete Umsetzerschaltung. Die hier angewendete Schwellenschaltung benötigt eine Hilfsspannung. Aus diesem Grunde sind zwar die Bedingungen c) und bei geeigneter Dimensionierung auch die Bedingungen a), d) und e) erfüllbar; die Bedingung b), betreffend die galvanische Trennung zwischen Eingang und Ausgang ist jedoch nicht erfüllbar. Die Hilfsspannung müßte in der Praxis beispielsweise einem Netzgerät entnommen werden, das auch andere nicht erdfreie Stromkreise zu versorgen hätte, so daß die Schwellenschaltung auf diese Weise immer Verbindung mit Erde hätte. Im übrigen könnte schon die Kapazität des Netztrafos eines Netzgerätes gegen Erde störend wirken. Die Nachteile, die sich durch die fehlende galvanische Trennung ergeben, könnte man bei der Schaltung nach Fig. 2 nur dadurch beseitigen, daß man eine erdfreie Hilfsspannungsquelle verwendet. Eine solche Stromversorgung ist jedoch aufwendig und verursacht hohe Kosten; sie kommt deshalb nicht in Frage. Bekannt ist auch die in Fig. 3 dargestellte Schwellenschaltung nach dem Kompensationsprinzip. Wegen der notwendigen, nicht erdfreien Hilfsspannung U erfüllt auch diese Schaltung nur die Bedingungen a), c), d) und e). Es zeigt sich, daß durch die Verwendung einer Hilfsspannung zwar die unter c) genannte Bedingung am besten erfüllt werden kann, daß aber die unter b) genannte Bedingung nicht oder nur mit großem Aufwand (erdfreie Hilfsspannung) erfüllt wird.

Die Erfindung geht von einer Empfangsschaltung aus, in der die Einstellung der Empfangsschwelle durch eine Hilfsspannung erfolgt. Ihr liegt die Aufgäbe zugrunde, die Nachteile der bekannten Schaltungsanordnungen zur Bewertung von Gieichstromsignaien zu beseitigen und insbesondere eine Schaltung anzugeben, die die galvanische Trennung zwischen Eingang und Ausgang und die Verwendline einer nicht erdfreien Hilfsspannung ermöglicht.

Es ist zwar bereits eine Schaltung bekannt (DT-OS 1 537 339), in der ein Empfänger über eine Koppelschaltung mit galvanischer Trennung an eine stark-

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strombeeinflußte Nac'nrichtenleitung angeschlossen ist. Dabei spielen jedoch die eingangs unter a) bis e) genannten Bedingungen keine Rolle.

Eine weitere bekannte Anordnung (australische Patentschrift 288854), bei der eine Leitung mittels eines Übertragers galvanisch getrennt an eine Empfangsschaltung für den Empfang von Radanmpulsen angeschlossen ist, dient im wesentlichen zur Verbesserung des Signal-Geräusch-Verhältnisses. Diese Schaltung ist jedoch für eine Fernschreib- oder Datenübertragung mit Gleichstromsignalen nicht geeignet. Schließlich ist auch eine Anordnung für ein elektronisches Relais mit Schwellwertverhalten und galvanischer Trennung zwischen Eingang und Ausgang bekannt (französische Patentschrift 2109054). Allerdings wird dort zur Einstellung der Schwellwertschaltung keine Hilfsspannung benützt.

Demgegenüber wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß das am Ausgang der die Übertragungsleitung abschließenden Koppelschaltung auftretende Gleichstromsignal einer Bewertungsschaltung zugeführt wird, in der durch einen mit einer nicht erdfreien Hilfsspannung und einem einstellbaren ohmschen Widerstand gebildeten Stromkreis eine Ansprechschwelle einstellbar ist und daß der das bewertete Gleichstromsignal abgebende Ausgang der Bewertungsschaltung mit dem Verbraucher galvanisch verbunden ist.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung wird also die sonst nach der Bewertung der Gleichstromsignale erfolgende galvanische Trennung vor die Schwellenschaltung verlegt. Für diese galvanische Trennung können die üblichen Koppelschaltungen verwendet werden. Besondere Forderungen an die Linearität der Übertragung werden dabei nicht gestellt. Es muß lediglich ein eindeutiger Zusammenhang zwischen Eingangs- und Ausgangsgröße bestehen. Dieser ist bei der erfindungsgemäßen Schaltung leicht und beliebig genau realisierbar, da wegen der Verlegung der galvanischen Trennung vor die Schwellenschaltung nun eine nicht erdfreie Hilfsspannung, d. h. die normale Betriebsspannung verwendbar ist. Dadurch können beliebige Kompensationsschaltungen eingefügt werden.

Die Erfindung wird an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 4 eine Schwellenschaltung nach dem Kompensationsprinzip und eine vorgeschaltete Koppelschaltung mit galvanischer Trennung durch einen

Übertrager,

Fig. 5 eine Schwellenschallung nach dem Kompensationsprinzip und eine vorgeschaltete Koppelschaltung mit einem optoelektronischen Koppelelement.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das aus der bekannten Schaltung nach Fig. 3 entwikkelt worden ist. Kl ist eine an sich bekannte Koppelschaltung, wie sie in elektronischen Telegrafiesignalübertragern verwendet wird. Über den Übertrager

*5 dieser Koppelschaltung wird eine Wechselspannung übertragen, die mit Hilfe der Diode DI gleichgerichtet wird. Die Hilfsspannungsquelle (7, der Widerstand RI und die Zenerdiode DZ bilden die Stromversorgung der Schaltung. Die Schaltung wirkt in folgender

ao Weise: Die Hilfsspannungsquelle U liefert einen Kompensationsstrom von beispielsweise 20 mA, der durch den regelbaren Widerstand Rl und die Diode Dl fließt. Steigt der Signalstrom langsam von Null auf 40 mA, so kompensiert sich dieser bis zu einem

^a5 Wert von 20 mA mit dem von der Hilfsspannungsquelle U gelieferten Kompensationsstrom. Durch den Transistor 7 fließt also kein Strom. Überschreitet der Signalstrom einen Wert von 20 m A, so fließt ein Strom durch die Basis-Emitter-Strecke des Transistors T; die Schwelle ist also erreicht und der Transistor T ist leitend. Mit dem Widerstand Rl kann die Höhe der Schwelle eingestellt werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Fig. 5. An Stelle eines Übertragers ist hier ein an sich bekanntes optoelektronisches Koppelelement KI vorgesehen. Die Schwellenschaltung selbst arbeitet ebenfalls nach dem Kompensationsprinzip. An die Stelle der Hilfsspannung U tritt hier die Versorgungsspannung des Operationsverstärkers V. Neuerdings sind auch piezoelektrische Koppelelemente bekannt geworden. Auch diese sind in einer Anordnung nach der Erfindung verwendbar.

Die erfindungsgemäße Schaltung ist insbesondere für Datenendeinrichtungen bzw. Datenübertragungseinrichtungen beim Teilnehmer und für Teilnehmerschaltungen im Amt geeignet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Empfangen von über eine Übertragungsleitung übertragene Gleichstromzeichen in Fernschreib- und Datenübertragungsanlagen unter Verwendung einer Koppelschaltung mit galvanischer Trennung und einer über eine Hilfsspannung einstellbaren Schwellenschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß das am Ausgang der die Übertragungsleitung abschließenden Koppelschaltung (Kl, KT) auftretende Gleichstromsignal Hner Bewertungsschaltung zugeführt wird, in der durch einen mit einer nicht erdfreien Hilfsspannung ( U) und einem einstellbaren ohmschen Widerstand (Rl) gebildeten Stromkreis eine Ansprechschwelle einstellbar ist, und daß der das bewertete Gleichstromsignal abgebende Ausgang der Bewertungsschaltung mit dem Verbraucher galvanisch verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Koppelschaltung mit galvanischer Trennung durch einen Übertrager.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Koppelschaltung mit galvanischer Trennung durch ein optoelektronisches Koppelelement.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Koppelschaltung mit galvanischer Trennung durch ein piezoelektrisches Koppelelement.