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Elektronische Relaisanordnung Die Erfindung betrifft eine elektronische
Relaisanordnung mit galvanischer Trennung zwischen Eingangs- und Ausgangskreis Zur
Nachbildung elektromechanischer Relais sind elektronische Relaisanordnungen bekannt,
bei denen die zu übertragenden Gleichstrom-Telegrafiezeichen durch eine Zvlischenumsetzung
in lechBelstromzeichen umgesetzt werden Derartige Anordnungen erfordern eine zusätzliche
hochfrequcnte Schwingung, die durch die Gleichstrom-Telegrafiezeichen moduliert
wird. Die galva nische Trennung zwischen Eingangs- und Ausgangskreis ist dabei durch
Übertrager gewährleistet. Nachteilig ist bei solchen elektronischen Relaisanordnungen
nicht nur der durch die Zwischenumsetzung erforderliche große Aufwand, sondern auch
das Pehlen von Kippeigenschaften und damit eine erhebliche und störende Abhängigkeit
der Ausgangsleistung von der Eingangs leistung. Außerdem begrenzt die Frequenz der
erforderlichen Hochfrequenzgeneratoren die Telegrafiergeschwindigkeit der zu übertragenden
Gleichstrom-Telegrafiezeichen.
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-7ur Vermeidung des zuletzt angegebenen Nachteils -ist es be kannt,
den zur galyanischen Trennung zwischen Eingangs und Ausgangskreis vorhandenen Ubertrager
über seine Primärwicklung direkt mit den zu übertragenden Gleichstrom Telegrafiezeichen
anzusteuern
und die im Ausgangskreis durch einen Stromrich tungswechsel im Eingangskreis erzeugten
Impulse zur Steuerung von Thyristoren zu benutzen. Allerdings werden dadurch auch
Störimpulse, die den Gleichstrom-Telegrafiezeichen im Eingangskreis überlagert sind,
vom Übertrager auf den Ausgangskreis übertragen und führen dort zu Fehlern. Darüberhinaus
ist bei dieser Art von Relaisanordnungen de zwangsweise Übereinstimmung der Stromrichtung
im Eingangs- und im Ausgangs kreis nicht immer gewährleistet, as sich insbesondere
in der Fernschreib Vermittlungstechnik störend auswirkt.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls eine elektronische Relaisanordnung
mit galvanischer Trennung zwischen Eingangs- und Ausgangskreis, bei der jedoch die
obengenannten Nachteile nicht auftrenten. Die durch die Erfindung vorgeschlagene
Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daB der mit der ankommenden Telegrafierleitung
galvanisch verbundene Eingangskreis durch eine durch ankommende Gleichstrom-Telegrafiezeichen
steuerbare erste bistabile Kippstufe, der Ausgangskreis durch mindestens eine durch
Umsteuerung der ersten Kippstufe steuerbare weitere bistabile Kipptu-fe mit jeweils
erdfreier und erdkapazitäte armer Einzolatromversorgung gebildet ist und daß zur
galvanischen Trennung zwischen Eingangs- und Ausgangskreis ein einen ger Übertrager
geschaltet ist.
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Da bei einer gemäß der Erfindung aufgebauten elektronischen Relaisanordnung
die aufwendige Zwischenumsetzung der Gleich strom-Telegrafiezeichen in Wechselstromzeichen
nicht erforderlich ist, ist die Telegrafiergeschwindigkeit, mit der die Gleicht
strom-Telegrafiezeichen übertragen erden, nicht begrenzt0 Durch Anwendung von bistabilen
Kippstufen im Eingangs und Ausgangskreis mit erdfreier und erdkapazitätsarmer Einzelstrom
versorgung, von denen die erste mit der ankommenden Leitung galvanisch verbunden
ist, werden den Gleichstrom-Telegrafie zeichen überlagerte Störimpulse unterdrückt.
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Nähere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand von in
den Figuren 1, 2, 3 und 4 dargestellten Beispielen, die verschiedene Ausführungsformen
zeigen, gegeben0 Figur 1 zoigt eine elektronische Relaisanordnung, die die im Eingangskreis
angeordnete erste bistabile Kippstufe BKi, die im Ausgangskreis angeordnete zweite
bistabile Kippstufe BK2 sowie Übertrager @@ mit den Wicklun gen 1, II und III aufweist0
Eingangsseitig ist die erste bistabile Kippstufe BK1 über die Klemmen a und b mit
einer ankommenden Telegrafierleitung verbunden. Ausgangsseitig ist die zweite bistabile
Kippestufe BK2 über die Klemmen al und bS mit einer weiterführenden Leitung verbunden.
Die bistabilen Kippstufen sind in an sich bekannter Weise aufgebaut. Zur erdfreien
und erdkapazitätsarmen Stromversorgung ist der Stromversorgungsteil StV vorhanden
Dieser enthält einen Wechselrichter G, der über einen für alle bistabilen Kippstufen
gemeinsamen zweiten Übertrager U2 und eine pro bistabiler Kippstufe vorhandenen
Gleichrichteranordnung G1 bzw. G2 eine Gleichspannung für jede bistabile Kippstufe
getrennt zur Verfügung stellt. Für die bistabile Kippstufe BK1 ist das die Spannung
+ 2', für die zweite bi stabile Kippstufe BK2 ist das die Spannung +U2. Der zur
galvanischen Trennung vorhandene Übertrager 1 weist primärseitig zwei gegensinnig
wirkende Wicklungen, nämlich I und II auf, während seKundärseitig die Wicklung III
vorhanden ist.
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Zur Beschreibung der Wirkungsweise der Relaisanordnung nach Figur
1 wird angenommen, daß an der Klemme a positives Potential liegt. Dadurch wird die
bistabile Kippstufe BK1 in eine Lage gesteuert, die durch den leitenden Zustand
des Transistors T1 gekennzeichnet ist. Demnach ist die Wicklung I des Übertragers
Ü1 stromdurchflossen. Unter der Annahme, daß beispielswei se vom vorhergehenden
Zustand die bistabile Kippstufe f3K2 in
der Lage liegt, die durch
den leitenden Zustand des Transistors T3 gekennzeichnet ist, fließt infolge der
anliegenden Betriebsspannung #U2 ein Strom über die an die Klemmen a? und b1 angeschlossene
Leitung in der Richtung, daß die Klemme al positives Potential aufweist (+U2, R4,
a , bi, R6, 3, R7, -U2)o Tritt an den Eingangsklemmen a und b ein Po tentialwechsel
auf, d.h weist die Klemme a negatives Potential auf, so wird nunmehr der Transistor
T2 der ersten bistabilen Kippstufe ßK leitend. Einerseits wird dadurch die Wicklung
I des Übertragers Ü@ stromols, andererseits wird dessen Wicklung II im entgegengesetzten
Erregungssinn vom Strom durchflossen. Das hat zur Folge, daß an der Sekundärwicklung
III ein Impuls mit sehr steiler Anstiegsflanke erzeugt wird, durch den der bisher
leitende Transistor T3 der bistabilen Kippstufe 3K2 gesperrt, der bisher gesperrte
Transistor T4 dagegen leitend gesteuert wird. Der Stromfluß auf der an den Klemmen
ai und bl angeschlossenen Leitung wird dadurch umgepolt, d,h, der an den Eingangsklemmen
a und b auftretende Zcichenumschlag ist an die Ausgangsklemmen ad und b1 übertragen
worden, Die in der Figur 1 zwischen die Ausgangsklemmen al und bt geschalteten Dioden
D1 und D2 dienen dabei Stabilisierungszwecken.
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Im Rahmen der erfindung ist es auch möglich, der zweiten Kippstufe
BK2 einen Transistor-Doppelstromschalter nachzuschalten. Au9 diese Weise kann ausgangsseitig
eine größere Telegrafieleistung erreicht werden. Die beiden in Figur @ vorhandenen
Stabilisierungsdioden können dann entfallen. Eine solche Anordnung zeigt Figur 2.
Da die erste und die zweite bistabile Kippstufe zwei und BK2 ebenso wie der Stromversorgungsteil
StV in der gleichen Weise, wie in Figur 1 dargestellt, aufgebaut sind, ist das Ausführungsbeispiel
der Figur 2 als Blockschaltbild dargestellt worden In anhand von Figur 1 beschriebener
Weise wird ein Zeichenumschlag an den Eingangsklemmen a und b nunmehr zur Tastung
des nachgeschalteten Transistorschal ters TS verwendet, der seinerseits davon abhängig
+TB bzw -TB an die Ausgangsklemme al schaltet,
Ein weiteres im Rahmen
der Erfindung liegendes Auführungsbeispiel, das für höhere Sendespannungen geeignet
ist, zeigt die Figur 3. Während der Eingangskreis wiederum aus einer ersten bistabilen
Kippstufe BK besteht, enthält der Ausgangskreis nunmehr zwei bistabile Kippstufen,
nämlich AK2 und BK3, die beide über jeweils eine Sekundärwicklung des Übertragers
@@, nämlich ITI und IV durch dic Umsteuerung der ersten bistabilen Kippstufe BK1
steuerbar sind. Zur erdfreien und erdkapazitätsarmen Stromversorgung der bistabilen
Kippstufen dient wiederum der Stromversorgungsteil StV, der, wie anhand von Figur
1 beschrieben, aufgebaut ist. Ausgangsseitig sind darüberhinaus zwei Schalttransistoren
T5 und T6 vorhanden. Zur Ansteuerung des Schalttransistors T5 dient die durch die
bistabile Xipp stufe BK2 gesteuerte Gleichspannung +U2, zur Ansteuerung des Schalttransistors
T6 dient die von der Ansteuerspannung des Schalttransistors T5 unabhangige, durch
die bistabile Kipp stufe BK3 gesteuerte Gleichspannung +U3. Der Aufbau der ein zelnen
bistabilen Kippstufen BK1, AK2 und BK3 entspricht dem anhand von Figur l beßchriebenem
Aufbau. Weist die Eingangsklemme a positives Potential auf, so wird durch die Umsteuerung
der bistabilen Kippstufe 3K1 die zweite bistabile Kippstufe DK2 in eine solche Lage
gesteuert, daß der Schalttransistor T5 leitend und der Schalttransistor T6 gesperrt
ist und somit +TB an die Ausgangsklemme a1 geschaltet ist0 Wechselt die Polarität
am Eingang, d.h. weist die Klemme a negatives Potential auf, werden alle bistabilen
Kippstufen 3Kt, BK2 und BK3 umgesteuert.
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Nunmehr weist die bistabile Kippstufe BK3 eine solche Lage auf, daß
der Schalttransistor T6 leitend, der Schalttransistor T5 dagegen gesperrt ist, wodurch
die Spannung -TS an die Ausgangs klemme at geschaltet ist. Wiederum ist also ein
Zeichenumschlag vom Eingang zum Ausgang übertragen worden.
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Für den Fall, daß die elektronische Relaisanordnung für Lei tungen
mit aehr niedrigem Sendepegel verwendet werden soll, wird im Rahmen der Erfindung
vorgeschlagen, der ersten im Eingangskreis angeordneten bistabilen Kippstufe BK1
einen Differenz
-verstärker vorzuschalten, dessen erdfreie und erdkapazitätsarme
Stromversorgung ebenfalls über den Stromversorgungsteil StV gewonnen erden kann0
Durch eine weitere.Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich9 die im Eingangskreis
angeordnete bistabile Kippstufe durch den vorher bereits genannten Differenzverstärker
zu ersetzen, wenn diesem ein bistabiles Verhalten aufgezwungen wird0 Nach einem
brkannten Vorschlag kann das durch eine genügend hohe positive Rückkopplung zwischen
dem Ausgang und dem Eingang des Differenz verstärkers erreicht werden. Eine diesen
Gedanken realisierende Anordnung zeigt die Figur 4. Der die im Eingangskreis vorzusehende
bistabile Kippstufe ersetzende Differenzverstärker ist dort mit DV bezeichnet. Die
erdfreie und erdkapazitätsarme Stromversorgung des Differenzverstärkers erfolgt
über den be reits mehrfach genannten Stromversorgungsteil StV. Der Differenz verstärker
DV ist derart rückgekoppelt, daß er ein bistabiles Verhalten zeigt Die an den Eingangakiemmen
a, b auftretenden Gleichstrom-Telegrafiezeichen werden bei der Anordnung nach Figur
4 im Eingangskreis nicht nur verstärkt, sondern dienen gleichzeitig zur Um-Steuerung
dep bistabilen Differenzverstärkers DVo ü.-ber den Übertrager Ü1 wird die bistabile
Kippstufe BK2 im Ausgangskreis durch sehr steile Impulse gesteuert, wodurch ein
Zeichenumschlag an den Eingangsklemmen a, b auf die Ausgangsklemmen a1, b1 übertragen
wird.
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4 Figuren 7 Patentansprüche