DE2148153C3

DE2148153C3 - Schaltungsanordnung zur Leitungsüberwachung auf Drahtbruch in Datenübertragungssystemen mit Gleichstromtastung

Info

Publication number: DE2148153C3
Application number: DE2148153A
Authority: DE
Inventors: Adolf 8000 Muenchen Haass
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-09-27
Filing date: 1971-09-27
Publication date: 1979-08-30
Also published as: GB1388584A; DK137619C; IT1014503B; FR2154601B2; FR2154601A2; DK137619B; CH581411A5; BE789354R; CA964592A; ZA726086B; NL7212876A; SE382367B; DE2148153A1; LU66150A1; DE2148153B2

Description

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Das Hauptpatent betrifft eine Schaltungsanordnung zur Leitungsüberwachung auf Drahtbruch in Datenübertragungssystemen mit Gleichstromtastung, in denen die mit niederohmigen Sendern- und niederohmigen Empfängerinnenwiderständen ausgerüsteten Sende- und Empfangseinrichtungen einer Teilnehmerstelle jeweils in den Querzweig einer Brückenschaltung geschaltet sind, deren Brückenzweige jeweils durch den «> Nachbildkreis, durch zwei Brückenergänzungswiderstände und durch die Leitung gebildet sind, und in jeder Endstelle eine erste in den Leitungskreis geschaltete Spannungsquelle und eine zweite in den Nachbildkreis geschaltete Spannungsquelle vorhanden ist, die bei ""> jeweils entgegengesetzt gepolten Sendespannungen in den Endstellen einen Überwachungsstromfluß auf der Die Anordnung gemäß dem Hauptpatent erlaubt durch Messung des Leitungsstromes eine Leitungsüberwachung. Dabei wird nicht nur ein Leitungsbruch, sundern auch ein Ausfall der Stromversorgung, beispielsweise durch Ziehen des Netzsteckers, erkannt. Durch die Einschaltung der beiden zusätzlichen Gleichspannungen wird erreicht, daß die Übertragungsleitung im Betriebszustand immer Strom führt Beim Ausfall der Stromversorgung wird die Station so hochohmig, daß Leitungsbruch vorgetäuscht wird.

Bei der Realisierung der beiden zusätzlichen Spannungsquellen ist davon auszugehen, daß das bekannte Gleichstrom-Datenübertragungssystem mit niedriger Sendespannung es nicht zuläßt, daß die beiden Spannungen eine Erdbindung besitzen. Es wird daher vorteilhaft zur Erzeugung einer erdpotentialfreien Spannung ein bei den Tastschaltungen in der Telegrafieübertragungstechnik bekanntes Prinzip angewendet Dabei wird die von einem ständig schwingenden Sperrschwinger induktiv ausgekoppelte Wechselspannung gleichgerichtet und als erdpotentialunabhängige Gleichspannung der Schaltung zugeführt

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Schaltungsanordnung für die Realisierung der beiden zusätzlichen Spannungsquellen aufzuzeigen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, diß der die Sendeeinrichtung enthaltende Querzweig aufgetrennt und die Sendeeinrichtung mit dem nichtinvertierenden Eingang eines ersten Operationsverstärkers verbunden ist, dessen Ausgang einerseits an der Übertragungsleitung und andererseits am nichtinvertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers anliegt daß der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers in den aufgetrennten Nachbildkreis am Nachbildwiderstand angeschaltet ist, daß zwischen dem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers und dem Bezugspunkt der Brückenschaltung zwei gleich große Widerstände in Serie mit einer Konstantstromquelle angeordnet sind und der invertierende Eingang des zweiten Operationsverstärkers am Abgriff nach dem ersten Widerstand und der invertierende Eingang des ersten Operationsverstärkers am Abgriff nach dem zweiten Widerstand anliegt.

Mit Hilfe von zwei Operationsverstärkern werden die beiden zusätzlichen Spannungsquellen realisiert. Dabei wird den als Differenzverstärker arbeitenden Operationsverstärkern zwischen dem Ausgang und dem negierenden Eingang jeweils eine Gleichspannung zugeführt, die mit Hilfe einer Konstantstromquelle als Spannungsabfall an zwei Widerständen erzeugt wird. Durch Regelung des Konstantstromes werden auf einfache Weise mit einem einzigen Abgleich beide Spannungen auf den gleichen Wert eingestellt. Die Spannungen sind erdpotentialunabhängig. Die Schaltung läßt sich in einer integrierten Schaltkreistechnik aufbauen und erfordert geringen Raumbedarf. Sperrschwingerschaltungen und eine induktive Auskopplung sind nicht erforderlich. Da die Operationsverstärker einen sehr niedrigen Ausgangswiderstand aufweisen, besitzen die zusätzlichen Spannungsquellen einen sehr kleinen Innenwiderstand.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispieles, das in den Figuren dargestellt ist, erläutert.

Fig. 1 zeigt im Blockschaltbild den Aufbau einer der beiden Endstellen gemäß dem Hauptpatent.

Fig. 2 zeigt eine vorteilhafte Realisierung der

F i g. 1 zeigt eine der beiden fiber die Übertragungsleitung O miteinander verbundenen Endstellen. In der Endstelle bildet der vereinfacht als regelbarer Widerstand RN dargestellte Nachbiktwidersbind und die beiden Widerstände R zusammen mit der Leitungsschleife der Übertragungsleitung O eine Brückenschaltung. Im einen Querzweig ist der Sender S und im anderen Querzweig der Empfänger E angeordnet Der Sender S kann beispielsweise ein elektronischer Telegrafiesignalübertrager sein, der von den Sendedaten SD getastet wird. Der Empfänger E ist hier als Verstärker dargestellt der beispielsweise über ebenfalls einen Telegrafiesigmdfibertrager die Empfangsdaten ED an eine nicht dargestellte Teilnehmerstelle weitergibt in einer solchen Anordnung ist der Innenwiderstand des Senders unabhängig vom Eingangswiderstand des Empfängers extrem niederohmig gegenüber den Bi ückenwiderständen, so daß mit niedriger Sendespannung gearbeitet werden kann. Ein Übertra_e<ungsverfahren mit zwei gleichartig aufgebauten Endstellen ist als Gleichstromdatenübertragungssystem mit niedriger Sendespannung bekannt Die eine Spannungsquelle UW1 liegt in Serie mit dem Sender im einen Querzweig, während die andere Spannungsquelle UW2 in Serie mit dem Nachbildwiderstand RN in einem Brückenzweig angeordnet ist Zum exakten Abgleich der Brückenschaltung ist es erforderlich, daß die beiden Spannungen UW \ und UW2 gleich groß sind. Der Überwachungsempfanger ÜWm'iB die Spannung am Widerstand R. Im störungsfreien Betrieb ist die Spannung am Widerstand R immer > 0. Ein Leitungsbruch führt dazu, daß am Widerstand R kein Spannungsabfall entsteht dadurch der Überwachungsempfänger ÜW anspricht und ein Überwachungssignal L/7 abgibt

Die erfindungsgemäße Schaltung zeigt eine besonders vorteilhafte Realisierung der beiden zusätzlichen Spannungsquellen UWX und UWI in Fig.2. Die Schaltungsanordnung nach F i g. 2 wird in F i g. 1 an den Klemmen A, B, C und M anstelle der beiden Spannungsquellen UWl und UW2. eingesetzt

Der Grundgedanke bei der Realisierung der erdfreien Spannungsquellen besteht in der Anwendung eines Operationsverstärkers, der als Differenzverstärker arbeitet und dem zwischen dem Ausgang und dem negierenden Eingang die konstante Gleichspannung zugeführt wird. Da der Operationsverstärker die zwischen den beiden Eingangsklemmen anliegende Differenzspannung verstärkt wird dem anliegenden Sendesignal die konstante Gleichspannung überlagert

Die Klemme C stellt den Ausgang des Senders 5 dar, der gegen den Bezugspunkt M der Brücke die Sendespannung LiSa abgibt die am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers Vl anliegt Der Ausgang des Operationsverstärkers Vl liegt am nichtinvertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers VX Die Gleichspannungen werden mit den beiden Widerständen R1 und RT, die gleich groß sind s und von der Konstantstromqueue ST her mit einem Konstantstrom Jb durchflossen werden, gebildet Der am Widerstand Rl abfallende Spannungsabfall stellt die Spannung UWl dar, die am negierenden Eingang des Operationsverstärkers V2 anliegt Am Widerstand R 2 entsteht die Spannung UWX die am negierenden Eingang des Operationsverstärkers Kl anliegt Am Ausgang des Operationsverstärkers Vt entsteht an der Klemme A gegen den Bezugspunkt M eine Spannung, die aus der Summe der Sendespannung USa und der

is Spannung UW2 besteht

Die an den Eingangsklemmen des Operationsverstärkers V2 anliegende Spannung besteht aus der Sendespannung USa, die um den Spannungswert UW 2 vermehrt ist Dazu wird noch die Spannung U Wl

addiert die zwischen dem Ausgang und dem negierenden Eingang anliegt so daß am Ausgang B des Operationsverstärkers V2 gegen den Bezugspunkt M eine Spannung entsteht die aus der Sendespannung und den beiden Spannungen UWl und UW2 besteht Zwischen den Klemmen B und A entsteht dann wieder nur die Spannung UWi. Zwischen der Klemme Λ und dem gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden Widerstände R1 und R 2 besteht kein Spannungsunterschied. Beim Ausfall der Netzspannung wird die

μ Brückendiagonale zwischen den Punkten A und Mund der Brückenzweig zwischen den Klemmen A und B hochohmig. Die Konstantstromquetle Sf wird durch eine bekannte Transistorschaltung realisiert Durch Veränderung des Konstantstromes Jb können auf einfache Weise beide Spannungen UWl und UW2 abgeglichen werden.

Das Hauptpatent sieht auch die Möglichkeit vor, daß die im Querzweig in Serie mit dem Sender geschaltete Spannungsquelle UWi im Leitungskreis, beispielsweise

«o in der Leitung a (Fig. 1) eingeschaltet ist Damit die Abgleichbedmgung der Brückenschaltung erhalten bleibt, ist dafür erforderlich, daß die Spannungsquelle UWl den halben Spannungswert der Quelle UW2 aufweist Bei der Realisierung der Spannungsquellen mit

*"> Operationsverstärkern ist dann aufgrund der Parallelschaltung der Spannungsquellen für jeden Operationsverstärker eine eigene Konstantstromquefle erforderlich. Der vom Konstantstrom durchftossene Widerstand ist dann zwischen dem Ausgang und dem negierenden

so Eingang des Operationsverstärkers angeordnet Durch Veränderung der beiden Konstantströme werden die Spannungsquellen UWi und UW 2 abgeglichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Leitungsüberwachung auf Drahtbruch in Datenübertragungssystemen mit Gleichstromtastung, in denen die mit niederohmigen Sender- und hochohmigen Empfängerinnenwiderständen ausgerüsteten Sende- und Empfangseinrichtungen einer Teilnehmerstelle jeweils in den Querzweig einer Brückenschaltung geschaltet sind, deren Brückenzweige jeweils durch den Nachbildkreis, durch zwei Brückenergänzungswiderstände und durch die Leitung gebildet sind, und in jeder Endstelle eine erste in den Leitungskreis geschaltete Spannungsquelle und eine zweite in den Nachbildkreis geschaltete Spannungsquelle vornanden ist, die bei jeweils entgegengesetzt gepolten Sendespaniiungen in den Endstellen einen Überwachungsstromfluß auf der Anschlußleitung erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß der die Sendeeinrichtung enthaltende Querzweig aufgetrennt und die Sendeeinrichtung mit dem nichtinvertierenden Eingang eines ersten Operationsverstärkers (Vi) verbunden ist, dessen Ausgang (A) einerseits an der Übertragungsleitung und andererseits am nichtinvertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers (V2) anliegt, daß der Ausgang (B) des zweiten Operationsverstärkers (V 2) in den aufgetrennten Nachbildkreis am Nachbildwiderstand (RN) angeschaltet ist, daß zwischen dem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (V2) und dem Bezugspunkt (M) der Brückenschaltung zwei gleich große Widerstände (R 1, R 2) in Serie mit einer Konstantstromquelle (ST) angeordnet sind und der invertierende Eingang des zweiten Operationsverstärkers (V2) am Abgriff nach dem ersten Widerstand (R 1) und der invertierende Eingang des ersten Operationsverstärkers (Vi) am Abgriff nach dem zweiten Widerstand (R 2) anliegt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte Transistorstufe als einstellbare Konstantstromquelle angeordnet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Operationsverstärker eine eigene Konstantstromquelle zugeordnet ist, und daß der vom Konstantstrom durchflossene Widerstand zwischen dem Ausgang und dem negierenden Eingang des Operationsverstärkers angeordnet ist.