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DE102022102872A1 - Netzwerk-Portschaltung - Google Patents

Netzwerk-Portschaltung Download PDF

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DE102022102872A1
DE102022102872A1 DE102022102872.0A DE102022102872A DE102022102872A1 DE 102022102872 A1 DE102022102872 A1 DE 102022102872A1 DE 102022102872 A DE102022102872 A DE 102022102872A DE 102022102872 A1 DE102022102872 A1 DE 102022102872A1
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DE
Germany
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wire
network port
transceiver module
frequency blocking
network
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022102872.0A
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English (en)
Inventor
Jörg Stritzelberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
R Stahl Schaltgeraete GmbH
Original Assignee
R Stahl Schaltgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by R Stahl Schaltgeraete GmbH filed Critical R Stahl Schaltgeraete GmbH
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Abstract

Die erfindungsgemäße beschriebene Netzwerk-Portschaltung (10) nutzt Sende-Empfangsmodule (14) sowie (15 bis 17), die nach unterschiedlichen Protokollen und mit unterschiedlichen Bitraten arbeiten. Das Sende-Empfangsmodul (14) mit niedriger Bitrate ist allen Zweidraht-Ports (11, 12, 13) parallel geschaltet. Die Sende-Empfangsmodule (15 bis 17) die nach einem zweiten Netzwerkprotokoll und mit höherer Datenrate arbeiten, sind den einzelnen Zweidraht-Ports (11 bis 13) individuell zugeordnet. Unabhängig von der Aktivierung der einzelnen Sende-Empfangsmodule (14 bis 17) ist eine Spannungsquelle (26) zur Stromversorgung der an die Zweidraht-Ports (11 bis 13) angeschlossen Zweidrahtbusse aktiv.

Description

  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Schnittstellenschaltung mit mehreren Anschlüssen für einen Zweidrahtbus, der sowohl zum alternativen Betrieb nach unterschiedlichen Protokollen als auch zur permanenten Strom- oder Spannungsversorgung angeschlossener Netzwerkkomponenten eingerichtet ist.
  • Eine Schnittstellenschaltung, die unterschiedliche Signalisierungsprotokolle nutzt, ist aus der DE 11 2015 000 240 B4 bekannt. Diese Schnittstellenschaltung enthält einen Sender sowie einen davon getrennten Empfänger, die ihre Signale an verschiedenen Punkten der Schnittstellenschaltungen über unterschiedliche Widerstände oder Blindwiderstände einspeisen und abgreifen. Der Sender und der Empfänger sind auf die über den Zweidrahtbus übertragenen Protokolle eingerichtet.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schnittstellenschaltung zu schaffen, die zum Betrieb mit verschiedenen Protokollen eingerichtet ist.
  • Diese Aufgabe wird mit der Netzschaltung nach Anspruch 1 gelöst:
  • Die erfindungsgemäße Netzwerkschaltung weist zwei Sende-Empfangsmodule auf, die für unterschiedliche Protokolle und unterschiedliche Datenraten eingerichtet sind. Dabei ist das erste Sende-Empfangsmodul allen Zweidraht-Ports gemeinsam zugeordnet. Die zweiten Sende-Empfangsmodule sind den Zweidraht-Ports individuell zugeordnet. Mit diesem Konzept lassen sich Sende-Empfangsmodule verschiedener Bauart miteinander kombinieren, die unterschiedliche Anforderungen und Möglichkeiten hinsichtlich des Parallelbetriebs verschiedener Schnittstelen haben. Insbesondere gelingt es, ein erstes Sende-Empfangsmodul, das beispielsweise nach dem Protokoll Profibus-PA oder Foundation Fieldbus H1 sendet und empfängt mit zweiten Sende-Empfangsmodulen zu kombinieren, die beispielsweise nach dem 10BASE-T1L oder Ethernet-APL Protokoll arbeiten. Die Netzwerk-Portschaltung ist dadurch insbesondere abwärts kompatibel. Vorhandene Sensoren eines Zweidrahtbussystems, die nach dem Profibus-PA arbeiten, können an die Netzwerk-Portschaltung ebenso angeschlossen werden wie andere (neuere) Geräte, die nach dem Ethernet-APL arbeiten.
  • Zusätzlich ist es möglich, die Zweidrahtbusleitung zur Stromversorgung von Komponenten zu benutzen, die an den Zweidrahtbus angeschlossen sind. Das erste Sende-Empfangsmodul kann insbesondere darauf eingerichtet sein, nach dem Feldbus-Kommunikationsprotokoll gemäß IEC61158-2 zu arbeiten, das zweite Sende-Empfangsmodul nach dem Kommunikationsprotokoll 10BASE-T1L gemäß IEEE 802.3cg.
  • Das erfindungsgemäße Konzept gestattet die Kombination von Sende- und Empfangsmodulen mit stark unterschiedlicher Bitrate. Die Bitrate kann sich insbesondere um mehr als den Faktor 100 unterscheiden. Beispielsweise kann das erste Sende-Empfangsmodul mit einer Bitrate von 31.25 kbit/s arbeiten während das zweite Sende-Empfangsmodul mit einer Bitrate von etwa 10 Mbit/s arbeitet.
  • Zwischen den Zweidrahtbusanschlüssen und dem ersten Sende-Empfangsmodul kann eine Hochfrequenz-Sperrschaltung angeordnet sein. Insbesondere kann diese Hochfrequenz-Sperrschaltung darauf eingerichtet sein, den Durchgang hochfrequenter Signale wahlweise zuzulassen oder zu sperren, Gleichstrom und Gleichspannungssignale hingegen immer durchzulassen. Jedem Zweidrahtbusanschluss kann genau eine Hochfrequenz-Sperrschaltung individuell zugeordnet sein. Aus Sicht der Zweidrahtbusanschlüsse hinter den Hochfrequenz-Sperrschaltungen können die Hochfrequenz-Sperrschaltungen zueinander parallel geschaltet und sowohl an das Sende-Empfangsmodul als auch an eine Spannungsquelle angeschlossen sein. Auf diese Weise kann eine Spannungsversorgung von einem Zweidrahtbus angeschlossen Geräten immer sichergestellt werden und zwar unabhängig davon, ob der Hochfrequenzweg von dem Zweidrahtbusanschluss zu dem ersten Sende- und Empfangsmodul freigegeben ist oder nicht.
  • Die Hochfrequenz-Sperrschaltung gestattet außerdem, die Signale mit der höheren, für die zweiten Sende-Empfangsmodule passenden Bitrate von dem ersten Sende-Empfangsmodul fernzuhalten, wenn dieses inaktiv ist. So entkoppelt die Hochfrequenz-Sperrschaltung die Signale mit der höheren Bitrate von der Spannungsversorgung und dem ersten Sende-Empfangsmodul. Dadurch werden Störungen der Signalübertragung des zweiten Sende-Empfangsmoduls vermieden.
  • Die Hochfrequenz-Sperrschaltung kann auf einfache Weise durch zwei jeweils in jeder der Zweidrahtleitungen angeordneten Spulen gebildet sein, die miteinander transformatorisch koppeln und gegensinnig geschaltet sind. Gegensinnige Schaltung bedeutet, dass eine der Spulen ihren Spulenanfang an der dem Zweidraht-Port zugewandten Seite aufweist, während die andere der Spulen ihren Spulenanfang an der dem Zweidraht-Port abgewandten Seite hat. Ein Schalter, der parallel zu einer der beiden Spulen angeordnet ist, um diese wahlweise zu überbrücken, kann zum Deaktivieren dieser Hochfrequenz-Sperrschaltung genutzt werden.
  • Wie erwähnt, kann die erfindungsgemäße Netzwerk-Portschaltung eine Spannungsquelle zur Stromversorgung von Komponenten aufweisen, die über den Zweidrahtbus an die Netzwerk-Portschaltung angeschlossen sind. In Reihe mit der Strom- und Spannungsquelle kann zu jedem Zweidrahtanschluss der Netzwerk-Portschaltung ein ohmscher Widerstand vorgesehen sein, der den über den Zweidrahtbusanschluss abgebbaren Strom auf ein sicheres Maß begrenzt. Damit kann der Zweidrahtbusanschluss der Netzwerk-Portschaltung den Explosionsschutzanforderungen gemäß Standard Eigensicherheit nach IEC 60079-11 (Ex-i) genügen.
  • Zwischen der Hochfrequenz-Sperrschaltung und dem Sende-Empfangsmodul kann ein Verbindungspunkt angeordnet sein, an dem die Leitungen der Zweidrahtbusanschlüsse miteinander parallel verbunden sind. Dadurch sind die Zweidrahtbusanschlüsse des Netzwerk-Portmoduls des ersten Sende-Empfangsmoduls parallel an dieses angeschlossen. Durch wahlweises Freigeben und Sperren der einzelnen Hochfrequenz-Sperrschaltungen kann der Signalweg von dem ersten Sende-Empfangsmodul zu einem ausgewählten Zweidrahtbusanschluss freigegeben oder gesperrt werden. Die Hochfrequenz-Sperrschaltungen bilden insoweit Signalweichen. Die Strom- und Spannungsversorgung der einzelnen Zweidrahtbusanschlüsse bleibt jedoch unabhängig davon permanent aktiv.
  • Die Spannungsquelle ist vorzugsweise mit einer induktiven Impedanz, z.B. einer Spule in Reihe geschaltet. Die Bemessung der Spule ist vorzugsweise so getroffen, dass diese für Frequenzen der niedrigen Bitrate des ersten Sende-Empfangsmoduls entsprechend eine Sperre darstellt. Damit wird vermieden, dass die Spannungsquelle die Signale des ersten Sende-Empfangsmoduls stört oder negativ beeinflusst.
  • Zwischen dem ersten Sende-Empfangsmodul und dem zweiten Sende-Empfangsmodul kann eine Hochfrequenz-Sperrschaltung mit einem Überbrückungsschalter angeordnet sein, der geschlossen wird, wenn das betreffende zweite Sende-Empfangsmodul aktiv ist. Der Überbrückungsschalter verbindet, wenn er geschlossen wird, eine über eine Diode mit der Spule verbundene Leitung mit Masse. Das erste Sende-Empfangsmodul ist dadurch zumindest für denjenigen Port inaktiv, an dem das betreffende zweite Sende-Empfangsmodul aktiv ist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Überbrückungsschalter ausschließlich dann offen (nicht leitend) ist, wenn das erste Sende-Empfangsmodul aktiv ist. Der gegen Masse geschaltete Überbrückungsschalter vermeidet die gegenseitige Beeinflussung von den Signalen des ersten und der zweiten Sende-Empfangsmodulen an demjenigen Port, an dem das zweite Sende-Empfangsmodul aktiv ist. Die Dioden in den Hochfrequenz-Sperrschaltungen entkoppeln die einzelnen Ports voneinander, so dass das erste Sende-Empfangsmodul für all die Ports aktiv bleibt, in denen der Überbrückungsschalter der jeweiligen Hochfrequenz-Sperrschaltung nichtleitend ist. Denn wenn für APL-Signale der Strom über die Spule zurückgeführt wird, dann ist das 31 kBit Signal auf dem Zweidraht-Port trotz aktivem 10 Mbit-Sender sichtbar, da die Hochfrequenz-Sperrschaltung nur für die hohe Frequenz geeignet ist, aber die 31kBit nach außen durchlässt. Der Überbrückungsschalter schließt das 31-kBit-Signal jedoch niederohmig gegen Masse und hindert dieses somit daran, das 10 Mbit-Signal zu modulieren.
  • Die zweiten Sende-Empfangsmodule sind vorzugsweise jeweils mit einem Aktivierungsschalter in Reihe angeordnet, der geschlossen wird, wenn das entsprechende zweite Sende-Empfängermodul aktiv ist. Er wird geöffnet, wenn es inaktiv ist. Dies kommt der Signalqualität für die Signale der zweiten Sende-Empfangsmodule auf den Zweidrahtbus zugute. Zugleich können die zweiten Sende-Empfangsmodule einen Leitungsabschlusswiderstand enthalten, dessen Größe dem Wellenwiderstand der Zweidrahtbusleitung entspricht.
  • Weitere Details vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Figuren, der Zeichnung sowie der zugehörigen Beschreibung.
  • Es zeigen:
    • 1 Die erfindungsgemäße Netzwerk-Portschaltung im Blockschaltbild,
    • 2 ein Sende-Empfangsmodul der Netzwerk-Portschaltung nach 1,
    • 3 eine Hochfrequenz-Sperrschaltung der Netzwerk-Portschaltung nach 1,
    • 4 ein Sende-Empfangsmodul der Netzwerk-Portschaltung nach 1 mit niedriger Bitrate.
  • In 1 ist eine erfindungsgemäße Netzwerk-Portschaltung 10 veranschaulicht. Die Netzwerk-Portschaltung 10 weist mehrere, prinzipiell beliebig viele Zweidraht-Ports 11, 12, 13 auf, an die über Zweidrahtbusleitungen Netzwerkkomponenten, wie beispielsweise Sensoren, anschließbar sind. Dies können sowohl Netzwerkkomponenten sein, die nach einem ersten Protokoll, beispielsweise IEC61158-2 (Profibus-PA). oder nach einem zweiten Protokoll, zum Beispiel 10BASE-T1L, oder Ethernet-APL, kommunizieren. Zur Kommunikation nach dem erstgenannten Protokoll ist ein erstes Sende-Empfangsmodul 14 vorgesehen. Dieses Sende-Empfangsmodul 14 ist dafür vorgesehen, alle Zweidraht-Ports 11 bis 13 zu bedienen.
  • Kommunikation nach dem zweiten Protokoll sind zweite Sende-Empfangsmodule 15 bis 17 vorgesehen. Dabei ist jedes Sende-Empfangsmodul 15 bis 17 jeweils einem der Zweidraht-Ports 11 bis 13 individuell zugeordnet. Jedes zweite Sende-Empfangsmodul 15 bis 17 ist ein Zweipol, der mit den beiden Anschlüssen des jeweiligen Zweidraht-Ports 11 bis 13 verbunden ist.
  • Zwischen den zweiten Sende-Empfangsmodulen 15 bis 17 und dem ersten Sende-Empfangsmodul 14 ist eine Gruppe von Hochfrequenz-Sperrschaltungen 18, 19, 20 angeordnet, die einerseits gleichspannungs- und gleichstromdurchlässig sind. Andererseits sind sie aber aus einem hochfrequenzsperrenden Zustand in einen Zustand überführbar sind, in dem sie wenigstens für die Sende- und Empfangsfrequenz des ersten Sende-Empfangsmoduls 14 und somit beispielsweise für eine Datenrate von 31 kbit/s durchlässig sind.
  • Auf Seiten des ersten Sende-Empfangsmoduls 14 sind die Hochfrequenz-Sperrschaltungen 18 bis 20 an Schaltungspunkten 21a, 21b parallel geschaltet und mit dem ersten Sende-Empfangsmoduls 14 verbunden. Dieses ist wiederum als Zweipol zwischen die beiden Leitungen 21-11, 22-11 des Zweidrahtbusses geschaltet, die zu dem Zweidraht-Port 11 führen. Entsprechende Leitungen 21-12, 22-12 sowie 21-13, 22-13 führen zu den Zweidraht-Ports 12 und 13. Die Stromrichtungen des von der Spannungsquelle 23 ausgehenden Gleichstroms sind in 1 durch Pfeile 21b, 22b gekennzeichnet.
  • Zur Strom- und Spannungsversorgung von an den Zweidrahtbus angeschlossenen Netzwerk-Komponenten dient eine Spannungsquelle 23 von zum Beispiel 12V. Die Spannungsquelle 23 ist einerseits mit der Leitung 21 und andererseits mit Masse (Nullpotential) verbunden. Die Leitung 22 ist über eine geeignete hochfrequenzsperrende Impedanz, beispielsweise eine Spule 24, einen Gyrator oder eine anderweitig hochfrequenzsperrende Einrichtung mit Masse verbunden.
  • Das Sende-Empfangsmodul 15 ist zwischen den Leitungen 21-11, 22-11 angeordnet. Das Sende-Empfangsmodul 16 ist zwischen den Leitungen 21-12, 22-12 angeordnet. Das Sende-Empfangsmodul 17 ist zwischen den Leitungen 21-13, 22-13 angeordnet. 2 veranschaulicht das Sende-Empfangsmodul 15. Dieses ist mit dem Sende-Empfangsmodulen 16, 17 baugleich, sodass die nachfolgende Beschreibung entsprechend für alle zweiten Sende-Empfangsmodule 15, 16, 17 gilt.
  • Das Sende-Empfangsmodul 15 enthält einen für das zweite Protokoll eingerichteten Sender/Empfänger 25. Dieser ist über in Reihe geschaltete Widerstände 26, 27 und Koppelkondensatoren 28, 29 mit den Leitungen 21-11, 22-11 verbunden. Außerdem kann in der so gebildeten Reihenschaltung noch ein Schalter 30 vorgesehen sein, mit dem das zweite Sende/Empfangsmodul 15 ein- und ausgeschaltet wird. Ist der Schalter 30 offen (nicht leitend) ist der Sender/Empfänger 25 von dem Zweidrahtbus getrennt. Ist der Schalter 30 hingegen geschlossen, bilden die Widerstände 26, 27 einen dem Wellenwiderstand der Zweidrahtleitung entsprechenden Abschlusswiderstand für diese.
  • 3 veranschaulicht die Hochfrequenz-Sperrschaltung 18, die baugleich mit den Hochfrequenz-Sperrschaltungen 19, 20 ist. Sie enthält zwei transformatorisch miteinander koppelnde Spulen 31, 32, die in den Leitungen 21-11, 22-11 gegensinnig angeordnet sind. Sie bilden somit einen Gleichstromweg, sperren jedoch Wechselspannungen. Zur Überbrückung wenigstens einer der beiden Spulen 31, 32 ist ein Schalter 33 vorgesehen. Überbrückt dieser die Spule 32, wird die Wechselspannungssperrwirkung der aus den beiden Spulen 31, 32 bestehenden Anordnung aufgehoben. Infolge der transformatorischen Kopplung der beiden Spulen 31, 32 untereinander entfällt nicht nur die Sperrwirkung der Spule 32 sondern auch die der Spule 31.
  • Zumindest optional enthält die Hochfrequenz-Sperrschaltung 18 einen Schutzwiderstand 34, der die Größe des durch die Leitung 21-11, 22-11 fließenden, von der Spannungsquelle 23 gelieferten Stroms begrenzt. Der Widerstand 34 kann deswegen dazu dienen, den angeschlossenen Zweidrahtbus eigensicher zu machen. Der Strom und die Spannung werden von dem Widerstand 34 auf Werte begrenzt, die im Sinnen des Explosionsschutzes normgerecht als eigensicher anzusehen sind. Dazu werden zur Vermeidung der Entstehung von Zündquellen im Sinne des Explosionsschutzes die an dem Zweidrahtbus anliegenden Spannungen und die darin fließenden Ströme gemäß Standard IEC 60079-11 eigensichere Werte begrenzt.
  • Ebenfalls optional enthält die Hochfrequenz-Sperrschaltung eine Diode 35, die für den von der Spannungsquelle 23 gegebenen Strom in Flussrichtung gepolt ist. Weiter kann die Hochfrequenz-Sperrschaltung 18 einen Schalter 36 aufweisen, über den die Leitung 22 mit Masse verbindbar ist. Somit fließt der Strom von der Leitung 22 direkt zur Masse. Dadurch hat das erste Sende-Empfangsmodul 14 keinen Einfluss auf die jeweiligen Zweidraht-Ports 11, 12, 13.
  • 4 veranschaulicht das erste Sende-Empfangsmodul 14 mit einem Sender/Empfänger 37, der zum Senden und Empfang von Daten nach dem ersten Protokoll eingerichtet ist. Wenn es sich dabei um ein Protokoll handelt, bei dem Daten als Ströme vermittelt werden, sind parallel zu dem Sender/Empfänger 37 ein Widerstand 38, der auch als Abschlusswiderstand oder Terminator bezeichnet wird, und gegebenenfalls ein Koppelkondensator 39 geschaltet, um aus Stromimpulsen, die von Netzwerkkomponenten gesendet werden, von dem Sender/Empfänger 37 detektierbare Spannungsimpulse zu machen.
  • Die insoweit beschreiben Netzwerk-Portschaltung arbeitet wie folgt:
  • Zum Senden und Empfangen von Information mit dem ersten Protokoll ist das erste Sende-Empfangsmodul 14 stets aktiv. Zur Erläuterung wird nun zunächst davon ausgegangen, dass die zweiten Sende-Empfangsmodule 15, 16, 17 hingegen inaktiv sind. Dieser Zustand wird erreicht, indem zumindest in derjenigen Hochfrequenz-Sperrschaltung 18, 19 oder 20, die das Sende-Empfangsmodul 14 mit dem jeweils aktiven Zweidraht-Ports 11, 12, oder 13 verbindet, hochfrequenzdurchlässig geschaltet wird. Dazu wird der Schalter 33 geschlossen (leitend gemacht). Der Schalter 36 wird hingegen geöffnet (gesperrt). Damit ist die Leitung 22 HF-mäßig von Masse getrennt und die von den Spulen 31, 32 sonst gebildet HF-Sperre ist unwirksam. Das Sende-Empfangsmodul 14 ist nun mit dem gewünschten Zweidraht-Port, beispielsweise mit dem Zweidraht-Port 11 verbunden. Eine dort angeschlossene Netzwerkkomponente erhält einerseits Strom von der Spannungsquelle 23 und kann andererseits direkt mit dem Sende-Empfangsmodul 14 kommunizieren.
  • Gleiches gilt für die anderen Zweidraht-Ports 12, 13, die nach dem ersten Protokoll aktiviert werden können, indem ihre jeweilige Hochfrequenz-Sperrschaltung 19, 20, wie vorbeschrieben, HF-durchlässig geschaltet wird (Schalter 3 leitend, Schalter 36 nichtleitend).
  • Soll hingegen keine Kommunikation zwischen dem Sende-Empfangsmodul 14 und einem Zweidraht-Port 11, 12 oder 13 stattfinden, wird die entsprechende Hochfrequenz-Sperrschaltung 18, 19, 20 in Sperrzustand versetzt. Dazu wird der jeweilige Schalter 33 geöffnet (nicht leitend gemacht) während der Schalter 36 geschlossen wird (leitend gemacht wird). Die Netzwerkportschaltung 10 ist nun in Bereitschaft, um gegebenenfalls mit dem zweiten Netzwerk-Protokoll zu arbeiten, indem einer oder mehrere oder alle zweite Sende-Empfangsmodule 15 bis 17 aktiviert werden.
  • Zur Aktivierung dieser zweiten Sende-Empfangsmodule 15 bis 17 wird der darin enthaltene Schalter 30 geschlossen (leitend gemacht), sodass die jeweilige Sender/Empfänger 25 mit dem jeweiligen Zweidraht-Port 11, 12 oder 13 verbunden wird. Auch in diesem Zustand sind die an den Zweidraht-Ports 11, 12, 13 angeschlossenen Zweidrahtbusse von der Quelle 23 über die geschlossenen Schalter 36 mit Strom versorgt. Soll eines der zweiten Sende-Empfangsmodule 15 bis 17 hingegen wieder inaktiv geschaltet werden, wird der Schalter 30 wieder geöffnet, d.h. nichtleitend gemacht. Von dem jeweiligen Zweidraht-Ports 11, 12, 13 aus gesehen wird das betreffende Sende-Empfangsmodule 15 bis 17 dadurch wieder unsichtbar.
  • Vorzugsweise wird der Schalter 30 eines der Sende-Empfangsmodule 15 bis 17 nur dann geschlossen und somit das betreffende Sende-Empfangsmodul 15 bis 17 nur dann aktiviert, wenn die zugeordnete, an dem gleichen Leitungspaar 21-11/22-1, 21-12/22-12, 21-13/22-13 liegende Hochfrequenz-Sperrschaltung 18 bis 20 aktiv ist. Im aktiven Zustand sperrt die jeweilige Hochfrequenz-Sperrschaltung 18 bis 20 hochfrequente Spannungen und Ströme der zweiten Sende-Empfangsmodule 15 bis 17, indem der Schalter 33 offen (nichtleitend) und der Schalter 36 geschlossen (leitend) ist.
  • Die erfindungsgemäße beschriebene Netzwerk-Portschaltung 10 nutzt Sende-Empfangsmodule 14 sowie 15 bis 17, die nach unterschiedlichen Protokollen und mit unterschiedlichen Bitraten arbeiten. Das Sende-Empfangsmodul 14 mit niedriger Bitrate ist allen Zweidraht-Ports 11, 12, 13 parallel geschaltet. Die Sende-Empfangsmodule 15 bis 17 die nach einem zweiten Netzwerkprotokoll und mit höherer Datenrate arbeiten, sind den einzelnen Zweidraht-Ports 11 bis 13 individuell zugeordnet. Unabhängig von der Aktivierung der einzelnen Sende-Empfangsmodule 14 bis 17 ist eine Spannungsquelle 26 zur Stromversorgung der an die Zweidraht-Ports 11 bis 13 angeschlossen Zweidrahtbusse aktiv.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Netzwerk-Portschaltung
    11 - 13
    Zweidraht-Ports
    14
    erstes Sende-Empfangsmodul
    15 - 17
    zweite Sende-Empfangsmodule (15')
    18 - 20
    Hochfrequenz-Sperrschaltung
    21, 22
    Leitungen
    21-11
    erste Leitung von der Hochfrequenz-Sperrschaltung 18 zum Zweidraht-Port 11
    22-11
    zweite Leitung von der Hochfrequenz-Sperrschaltung 18 zum Zweidraht-Port 11
    21-12
    erste Leitung von der Hochfrequenz-Sperrschaltung 19 zum Zweidraht-Port 12
    22-12
    zweite Leitung von der Hochfrequenz-Sperrschaltung 19 zum Zweidraht-Port 12
    21-13
    erste Leitung von der Hochfrequenz-Sperrschaltung 20 zum Zweidraht-Port 13
    22-13
    zweite Leitung von der Hochfrequenz-Sperrschaltung 20 zum Zweidraht-Port 13
    23
    Spannungsquelle
    24
    Spule
    25
    Sender/Empfänger
    26, 27
    Widerstand
    28, 29
    Koppelkondensator
    30
    Schalter
    31, 32
    Spule
    33
    Schalter
    34
    ohmscher Widerstand
    35
    Diode
    36
    Schalter
    37
    Sender/Empfänger
    38
    Widerstand
    39
    Koppelkondensator
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 112015000240 B4 [0002]

Claims (15)

  1. Netzwerk-Portschaltung (10), insbesondere zum Anschluss von Netzwerk-Komponenten mit unterschiedlichen Netzwerk-Protokollen, mit einem ersten Sende-Empfangsmodul (14), das dazu eingerichtet ist, mit einer ersten Datenrate Daten nach einem ersten Protokoll zu senden und zu empfangen, mit mehreren zweiten Sende-Empfangsmodulen (15 - 17), die dazu eingerichtet sind, mit einer zweiten Datenrate Daten nach einem zweiten Protokoll zu senden und zu empfangen, mit mehreren Zweidraht-Ports (11 - 13), wobei das erste Sende-Empfangsmodul (14) allen Zweidraht-Ports (11 - 13) gemeinsam zugeordnet ist und wobei jedem Zweidraht-Port (11 - 13) genau eines der zweiten Sende-Empfangsmodule (15 - 17) zugeordnet ist.
  2. Netzwerk-Portschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Datenrate geringer als 1/100 der zweiten Datenrate ist.
  3. Netzwerk-Portschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Zweidraht-Ports (11 - 13) und dem ersten Sende-Empfangsmodul (14) Hochfrequenz-Sperrschaltungen (18 - 20) angeordnet sind.
  4. Netzwerk-Portschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Hochfrequenz-Sperrschaltung (18 - 20) zwei miteinander transformatorisch koppelnde Spulen (31, 32) aufweist, die in zu den Zweidraht-Ports (11 bis 13) führenden Leitungen (21-11, 22-11; 21-12, 22-12; 21-13, 22-13) angeordnet sind.
  5. Netzwerk-Portschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochfrequenz-Sperrschaltung (18 bis 20) mit einem Deaktivierung-Schalter (33) verbunden ist.
  6. Netzwerk-Portschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweidraht-Busanschlüsse (11 bis 13) über zwei Leitungen (21-11, 22-11; 21-12, 22-12; 21-13, 22-13) mit dem ersten Sende-Empfangsmodul (14) verbunden sind, wobei in wenigstens einer der Leitungen (21-11, 22-11; 21-12, 22-12; 21-13, 22-13) ein ohmscher Widerstand (34) angeordnet ist, der dem jeweiligen Zweidraht-Port (11 bis 13) individuell zugeordnet ist.
  7. Netzwerk-Portschaltung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Hochfrequenz-Sperrschaltung (18 bis 20) und dem Sende-Empfangsmodul (14) ein erster Verbindungspunkt (21a), an dem alle ausgehenden Leitungen (21-11, 21-12, 21-13) der Zweidraht-Busanschlüsse miteinander verbunden sind, und ein zweiter Verbindungspunkt (21b) angeordnet ist, an dem alle hereinkommenden Leitungen (22-11, 22-12, 22-13) der Zweidraht-Busanschlüsse (11 - 13) miteinander verbunden sind.
  8. Netzwerk-Portschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweidraht-Busanschlüsse (11 bis 13) zu dem ersten Sende-Empfangsmodul (14) parallel geschaltet sind.
  9. Netzwerk-Portschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweidraht-Busanschlüsse (11 bis 13) parallel zueinander mit einer Spannungsquelle (23) verbunden sind.
  10. Netzwerk-Portschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zu der Spannungsquelle (23) eine Spule (24), ein Gyrator oder eine andere hochfrequenzsperrende Einrichtung in Reihe geschaltet ist.
  11. Netzwerk-Portschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu der Spule (24) oder dem Gyrator gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Entkopplungs-Diode (35) ein Schalter (36) zur wahlweisen Ableitung von Strom aus der Leitung 22 gegen Masse angeordnet ist.
  12. Netzwerk-Portschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sende-Empfangsmodul (15 bis 17) jeweils zwischen der Hochfrequenz-Sperrschaltung (18 bis 20) und dem Zweidraht-Port (11 bis 13) an zwei zu dem Zweidraht-Port (11 bis 13) führende Leitungen (21-11, 22-11; 21-12, 22-12; 21-13, 22-13) angeschlossen ist.
  13. Netzwerk-Portschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sende-Empfangsmodul (15 bis 17) mit einem Aktivierungs-Deaktivierungsschalter (30) in Reihe geschaltet ist.
  14. Netzwerk-Portschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sende-Empfangsmodul (15 bis 17) mit mindestens einem ohmschen Widerstand (26, 27) in Reihe geschaltet ist.
  15. Netzwerk-Portschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sende-Empfangsmodul (15 bis 17) mit mindestens einem Koppelkondensator (28, 29) in Reihe geschaltet ist.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006055513A1 (de) 2006-05-24 2007-11-29 Robert Bosch Gmbh Kommunikationsbaustein
DE102010029219A1 (de) 2010-05-21 2011-11-24 Siemens Aktiengesellschaft Datenübertragungseinrichtung
US20150288192A1 (en) 2012-10-16 2015-10-08 Zte Corporation Power source and power source voltage regulating method
DE112015000240B4 (de) 2014-12-12 2017-07-06 Pepperl + Fuchs Gmbh Schnittstellenschaltung mit Datenbusschnittstelle
CN209345193U (zh) 2019-04-09 2019-09-03 航天南湖电子信息技术股份有限公司 一种多协议接口转以太网接口装置技术领域

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10104705B4 (de) * 2001-02-02 2006-10-19 Siemens Ag Verfahren und Telekommunikationseinrichtung zum Übertragen von Sprach- und Allgemeindaten
US7382597B2 (en) * 2003-03-07 2008-06-03 Nxp B.V. Method and apparatus for a bondwire decoupling filter for an integrated voltage regulator and transceiver
US20050156664A1 (en) * 2004-01-20 2005-07-21 Torbjorn Randahl Class-D line driver arrangement
JP5618710B2 (ja) * 2009-09-01 2014-11-05 フィッシャー−ローズマウント システムズ,インコーポレイテッド プロセス制御システムに用いる電源デバイス一体化バスコントローラ
EP2421203B1 (de) * 2010-08-19 2012-12-12 Siemens Aktiengesellschaft AS-i Kommunikationsbauteil
DE102012110732B3 (de) * 2012-11-09 2013-06-13 R.Stahl Schaltgeräte GmbH Buskommunikationsvorrichtung
DE102014116594A1 (de) * 2014-11-13 2016-05-19 R.Stahl Schaltgeräte GmbH Spannungssteuerschaltkreis für einen Feldgerätekoppler
WO2020021392A1 (en) * 2018-07-24 2020-01-30 Ciphersip Ag Modulating signal level transitions to increase data throughput over communication channels

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006055513A1 (de) 2006-05-24 2007-11-29 Robert Bosch Gmbh Kommunikationsbaustein
DE102010029219A1 (de) 2010-05-21 2011-11-24 Siemens Aktiengesellschaft Datenübertragungseinrichtung
US20150288192A1 (en) 2012-10-16 2015-10-08 Zte Corporation Power source and power source voltage regulating method
DE112015000240B4 (de) 2014-12-12 2017-07-06 Pepperl + Fuchs Gmbh Schnittstellenschaltung mit Datenbusschnittstelle
CN209345193U (zh) 2019-04-09 2019-09-03 航天南湖电子信息技术股份有限公司 一种多协议接口转以太网接口装置技术领域

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