DE2736522B1 - Schaltungsanordnung zum UEbertragen von Daten - Google Patents
Schaltungsanordnung zum UEbertragen von DatenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanord- &
nung zum Übertragen von Daten von einem Datensender über eine symmetrische Leitung zu einem
Datenempfänger, bei der den Daten zugeordnete Datensignale einerseits an einem Kondensator und
anderseits an der Primärwicklung eines Übertragen <o
anliegen, an dessen Sekundärwicklung den Datensignalen zugeordnete Doppelstromsignale ohne Gleichstromanteil
an die Leitung abgegeben werden.
Es sind bereits verschiedene Verfahren zum Übertragen von Daten mit Hilfe von Doppelstromsignalen, die
keinen Gleichstromanteil aufweisen, bekannt Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise das Diphase-
oder Splitphase-Verfahren. Bei der Übertragung derartiger Signale über Leitungen, wie beispielsweise
symmetrische Ortskabel, muß das Frequenzspektrum der zu übertragenden Signale begrenzt werden, um auf
benachbarten Ortskabeln keine Störsignale zu erzeugen. Zur Begrenzung des Frequenzspektrums ist es
bereits bekannt, im Datensender Sperrglieder vorzusehen,
die Sendesignale sperren, wenn deren Folgefrequenz einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet
Weiterhin ist es möglich, am Ausgang des Datensenders einen Tiefpaß vorzusehen, dessen Grenzfrequenz so
gewählt wird, daß eine Störung von anderen Diensten auf den Ortskabeln vermieden wird. Es ist auch bereits w
bekannt zur galvanischen Trennung der Sendeanordnung von der Leitung einen Übertrager vorzusehen, mit
dem gleichzeitig eine Symmetrierung bei der Anpassung an die Leitung erfolgt Da bei den bekannten
Schaltungsanordnungen für die Begrenzung des Fre- b5 quenzspektrums der Sendesignale und für die galvanische
Trennung und Symmetrierung getrennte Schaltungsteile verwendet werden, erfordern diese Schaltungsanordnungen
einen verhältnismäßig großen Aufwand.
Aus der DE-OS 23 06 681 ist eine Schaltungsanordnung
zum Übertragen von Daten bekannt, bei der im Datensender ein Übertrager vorgesehen ist, über den
Datensignale an eine Leitung abgegeben werden. Die Datensignale liegen an einem Kondensator an, der das
Entstehen von steilen Flanken der Datensignale verhindert Über einen Anpassungswiderstand werden
die Datensignale der Primärwicklung des Übertragers zugeführt. Der Übertrager weist eine rechteckige
Hystereseschleife auf und er gibt an seiner Sekundärwicklung an die Leitung Signale ab, die den differenzierten
Datensignalen entsprechen. Zur Beseitigung der hochfrequenten Anteile im Frequenzspektrum enthält
der Übertrager insgesamt drei Wicklungen. Diese Wicklungen erfordern einen verhältnismäßig großen
Aufwand. Außerdem ist für viele Anwendungsfälle die differenzierende Wirkung des Übertragers infolge der
rechteckigen Hystereschleife nicht erwünscht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, bei der die Begrenzung
des Frequenzspektrums der Sendesignale, die galvanische Trennung der Leitung von der Sendeanordnung
und die Symmetrierung bei der Anpassung an die Leitung mit einem besonders geringen Aufwand erfolgt
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Schaltungsanordnung
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß parallel zur Sekundärwicklung des Übertragers
ein weiterer Kondensator angeordnet ist, der zusammen mit den Streuinduktivitäten des Übertragen
und mit dem ersten Kondensator einen sendeseitigen Tiefpaß bildet.
Die Schaltungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, daß sowohl für die
Begrenzung des Frequenzspektrums, für die galvanische Trennung und für die Symmetrierung nur ein einziger
Schaltungsteil erforderlich ist. Zur Bildung des Tiefpasses für die Begrenzung des Frequenzspektrums sind
keine zusätzlichen Spulen erforderlich. Die Größe der Streuinduktivitäten hängt von mehreren Kenngrößen,
wie beispielsweise dem Kernmaterial, der Wicklungsanordnung, der geometrischen Form, der Größe des
Übertragers und dem Luftspalt ab. Durch geeignete Auswahl dieser Kenngrößen lassen sich die Streuinduktivitäten
mit ausreichender Größe und Genauigkeit herstellen. Die Streuinduktivitäten bilden zusammen mit
den Kapazitäten der Kondensatoren ein π-Glied mit
Tiefpaßcharakter, dessen Grenzfrequenz und Impedanz durch die Streuinduktivitäten und die Kapazitäten
festgelegt ist
Der Übertrager wird auf besonders einfache Weise angesteuert, wenn die Anschlüsse der Primärwicklung
des Übertragers mit den Ausgängen von Schaltgliedern verbunden sind, die in Abhängigkeit von den Binärwerten
der Datensignale abwechselnd schaltbar sind.
Um den Datensender gegen Störspannungen zu schützen, die über die Leitung zum Datensender
gelangen, ist es günstig, wenn die Anschlüsse der Primärwicklung des Übertragen über Dioden mit
einem Punkt verbunden sind, an dem ein Bezugspotential anliegt
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der F i g. 1 bis 3 beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung zum Übertragen von Daten,
Bei der in F i g. 1 dargestellten Schaltungsanordnung zum Übertragen von Daten gibt eine Datenquelle DQ
Datensignale Dl an einen Codierer CD ab. Der Codierer CD erzeugt mit Hilfe von in einem Taktgeber
TG erzeugten Taktimpulsen T codierte Datensignale D 2 codiert die Datensignale DX beispielsweise
entsprechend dem Diphase- oder Splitphase-Verfahren, das auch unter der Bezeichnung »Richtungstaktschrift« to
oder »Phase-Encoding« bekannt ist und gibt codierte Datensignale D 2 an einen Datensender SE ab. Bei den
nach diesem Verfahren codierten Datensignalen Dl tritt jeweils nach einer Zeitdauer, die gleich ist der
Periodendauer der Taktimpulse T oder nach einer Zeitdauer, die gleich ist der halben Periodendauer der
Taktimpulse Teine Änderung des Binärwerts auf. Einem Datenbit 0 wird dabei beispielsweise eine Änderung
vom Binärwert 1 zum Binärwert 0 und einem Datenbit 1 eine Änderung vom Binärwert 0 zum Binärwert 1
zugeordnet Daraus folgt, daß zwischen zwei gleichen Datenbits jeweils eine diesen Datenbits entgegengesetzte
Änderung der Binärwerte auftreten muß. Eine Codierung nach diesem Verfahren hat den Vorteil, daß
bei einer Ausbildung der vom Datensender SE an eine Leitung LE abgegebenen Sendesignale D 3 als Doppelstromsignale
in diesen kein Gleichstromanteil enthalten ist. Außerdem können aus den Sendesignalen D 3 auf
der Empfangsseite auf einfache Weise den Datenbits zugeordnete Taktimpulse zurückgewonnen werden.
Die Sendesignale D 3 werden vom Datensender SE über die Leitung LE zu einem Empfänger EM
übertragen. Der Empfänger EM gibt Datensignale D 4 an einen Decodierer DC ab, der die Datensignale D 4
decodiert und den Datensignalen Di zugeordnete J~>
Datensignale D5, sowie den Takt impulsen Ti zugeordnete
Taktimpulse Tl an eine Datensenke DSabgibt.
Falls die Sendesignale D 3 über symmetrische Ortskabel vom Sender SE zum Empfänger EM
übertragen werden, muß sichergestellt sein, daß durch diese Sendesignale D 3 andere Signale auf Ortskabeln,
wie beispielsweise PCM-Signale und Tonrundfunksignale nicht gestört werden. Zu diesem Zweck ist es
erforderlich im Sender SE einen Tiefpaß vorzusehen, der das Frequenzspektrum der Sendesignale D 3
begrenzt. Um eine galvanische Trennung der Leitung LE von den sendeseitigen Einrichtungen zu erreichen,
ist es weiterhin zweckmäßig, im Datensender SE einen Übertrager vorzusehen. Mit Hilfe dieses Übertragers
wird gleichzeitig eine Symmetrierung bei der Anpas- so
sung an die Leitung LE erreicht. Die Begrenzung des Frequenzspektrums und die galvanische Trennung
werden auf besonders einfache Weise erreicht, wenn sowohl der Primärwicklung als auch der Sekundärwicklung
des Übertragers jeweils ein Kondensator parallel geschaltet wird und wenn der Übertrager derart
dimensioniert wird, daß seine Streuninduktivitäten vorgegebene Werte annehmen. Der Übertrager bildet
dann zusammen mit den Kondensatoren ein ar-Glied mit
Tiefpaßcharakter, dessen Grenzfrequenz und dessen t>o Impedanz durch die Streuinduktivitäten und durch die
Kapazitäten der Kondensatoren einstellbar sind. Mit Hilfe des Übertragers und der Kondensatoren wird
gleichzeitig eine Begrenzung des Frequenzspektrums der Sendesignale D 3, eine galvanische Trennung der
Leitung LE von den sendeseitigen Einrichtungen und eine Symmetrierung bei der Anpassung an die Leitung
erreicht
Bei den in F i g. 2 dargestellten Zeitdiagrammen ist in Abszissenrichtung die Zeit t dargestellt und in
Ordinatenrichtung sind die Momentanwerte der Signale dargestellt.
Die vom Taktgeber TG abgegebenen Taktimpulse Ti liegen an einem ersten Eingang des Codierers CD
an. An einem zweiten Eingang liegen die von der Datenquelle DQ abgegebenen Datensignale D i an, die
zu vorgegebenen Abtastzeitpunkten den Binärwert 0 bzw. 1 haben, wenn die Datenbits 0 bzw. 1 dargestellt
werden. Die vorgegebenen Abtastzeitpunkte sind durch die abklingenden Flanken der Taktimpulse Ti festgelegt.
Der Codierer CD gibt an seinem Ausgang die codierten Datensignale D 2 ab. Wenn zu einem
Abtastzeitpunkt das Datensignal D i den Binärwert 0 hat, ändert das codierte Datensignal D 2 seinen
Binärwert von 1 nach 0. In entsprechender Weise ändert das codierte Datensignal D 2 seinen Binärwert von 0
nach 1, wenn zum Abtastzeitpunkt das Datensignal D i den Binärwert 1 hat. Falls zwei gleiche Datenbits
aufeinanderfolgen, denen jeweils eine Änderung der Binärwerte in gleicher Richtung zugeordnet ist, muß
zwischen diesen Änderungen eine Änderung in der umgekehrten Richtung erfolgen. Daraus ergibt sich, daß
die Abstände der Änderungen gleich der Periodendauer T der Taktimpulse Ti oder gleich der halben
Periodendauer T/2 der Taktimpulse Ti ist. Die codierten Datensignale D 2 werden an den Datensender
SE abgegeben, der an seinem Ausgang die Sendesignale D 3 an die Leitung LE abgibt. Infolge des im
Datensender DS vorgesehenen Tiefpasses erfolgt eine Begrenzung des Frequenzspektrums der Sendesignale
D 3 und anstelle von Digitalsignalen gibt der Datensender SE Analogsignale als Sendesignale D 3 ab.
Der Datenempfänger EM verstärkt und begrenzt die Sendesignale D 3 und gibt Datensignale D 4 an den
Decodierer DCab, der einerseits den Taktimpulsen Ti
zugeordnete Taktimpulse Tl und andererseits den Datensignalen Dl zugeordnete Datensignale D 5 aus
den Datensignalen D 4 zurückgewinnt und an die Datensenke DS abgibt.
Der in F i g. 3 dargestellte Datensender SE enthält einen aus zwei Schaltgliedern Gi und G 2 mit
zugehörigen Widerständen R i und R 2, sowie einem Inverter N gebildeten Schaltverstärker SV, einen
Übertrager UE, zwei Kondensatoren Cl und C 2 und
zwei Dioden D1 und D 2. Dem Schaltverstärker SV, der
auch als Differenzverstärker ausgebildet sein kann, wird das codierte Datensignal D 2 zugeführt. Wenn das
Datensignal D 2 den Binärwert 1 annimmt, nimmt das Schaltglied G 3 an seinem Ausgang den Binärwert 0 an.
Falls das Schaltglied G i mit einem offenen Kollektor versehen ist und der Widerstand Al den Kollektorwiderstand
des Ausgangstransistors darstellt, wird ein im Schaltglied G1 vorgesehener Ausgangstransistor
leitend gesteuert und am Ausgang des Schaltglieds D1
liegt eine Spannung von etwa OV an. Falls das Schaltglied G 2 ebenfalls mit einem Ausgangstransistor
mit offenem Kollektor versehen ist und der Widerstand R 2 den Kollektorwiderstand darstellt wird infolge des
Inverters N der Ausgangstransistor gesperrt und am Ausgang des Schaltglieds G 2 liegt eine Spannung, die
gleich ist der positiven Versorgungsspannung UB. In entsprechender Weise wird der Ausgangstransistor im
Schaltglied G1 gesperrt und der Ausgangstransistor im
Schaltglied G 2 leitend gesteuert wenn das codierte Datensignal D 2 den Binärwert 0 annimmt
signale D 2 entsteht an den Ausgängen der Schaltglieder Gi und G 2 eine Wechselspannung. Diese
Wechselspannung liegt an der Primärwicklung des Übertragers UE an, der ein Kondensator C1 parallel
geschaltet ist. Der Sekundärwicklung des Übertragers UE'ist ebenfalls ein Kondensator C 2 parallel geschaltet
und an den AnschluBpunkten des Kondensators C2 ist auch die Leitung LE angeschlossen, an die der
Datensender 5£ die den codierten Datensignalen D 2 zugeordneten Sendesignale D 3 abgibt
Der Übertrager UE ist durch ein Ersatzschaltbild dargestellt, das eine im Querzweig angeordnete
Gegeninduktivität M und zwei in den Längszweigen angeordnete Streuinduktivitäten L15 und L 25 enthält.
Unter der Annahme, daß die Gegeninduktivität M sehr groß ist und damit einen geringen Einfluß hat, stellen die
Kondensatoren CX und C2 und die Streuinduktivitäten
LiS und L 25 ein »-Grundglied mit Tiefpaßcharakter
dar. Die Induktivität dieses Tiefpasses wird durch die Summe der Streuinduktivitäten L ISund L 25gebildet.
Durch die Wahl der Streuinduktivitäten LiS und
L 25 und die Kapazitäten der Kondensatoren C i und C2 werden die Grenzfrequenz und die Impedanz des
Tiefpasses festgelegt. Die Streuinduktivitäten L15 und
L 25 hängen von mehreren Kenngrößen, wie Kernmaterial, Wicklungsanordnung, geometrische Form, Größe
des Übertragers, Luftspalt usw. ab. Durch eine geeignete Auswahl dieser Kenngrößen lassen sich mit
ausreichender Größe und Genauigkeit definierte
to Streuinduktivitäten L15 und L 25 einstellen, so daß
zusammen mit den Kapazitäten der Kondensatoren Cl und C2 die gewünschte Grenzfrequenz und die
gewünschte Impedanz erreicht werden.
schützen zu können, die auf der Leitung LE eingekoppelt werden und über den Übertrager UE fortgeschaltet
werden, ist es günstig, wenn die Dioden Di und D 2 vorgesehen werden, die die Amplituden der Störspitzen
begrenzen.
Claims (3)
1. Schaltungsanordnung zum Übertragen von Daten von einem Datensender über eine symmetrisehe
Leitung zu einem Datenempfänger, bei der den Daten zugeordnete Datensignale einerseits an
einem Kondensator und anderseits an der Primärwicklung eines Übertragers anliegen, an dessen
Sekundärwicklung den Datensignalen zugeordnete Doppelstromsignale ohne Gleichstromanteil an die
Leitung abgegeben werden, dadurch gekennzeichnet,
daß parallel zur Sekundärwicklung des Übertragers (UE) ein weiterer Kondensator (C2)
angeordnet ist, der zusammen mit den Streuinduktivitäten (LiS, L 2S) des Übertragers (UE) und mit
dem ersten Kondensator (Cl) einen sendeseitigen Tiefpaß bildet
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse der Primärwicklung
des Übertragers (UE) mit den Ausgängen von Schaltgliedern (Gi, G 2) verbunden sind, die in
Abhängigkeit von den Binärwerten (»0«, »1«) der Datensignale (D 2) abwechselnd schaltbar sind.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Anschlüsse der Primärwicklung des Übertragers (UE) über Dioden (Di, D2) mit einem Punkt
verbunden sind, an dem ein Bezugspotential (OV)
anliegt M
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EP0046577A1 (de) * | 1980-08-22 | 1982-03-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung für Filter bei Halbduplexübertragung |
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- 1978-08-11 IT IT26708/78A patent/IT1098033B/it active
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