DE3433150A1

DE3433150A1 - Schnittstellenanordnung zur ankopplung einer teilnehmerschaltung an eine datenuebertragungsleitung

Info

Publication number: DE3433150A1
Application number: DE19843433150
Authority: DE
Inventors: Ludwig 7500 Karlsruhe Rausch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-09-10
Filing date: 1984-09-10
Publication date: 1986-03-20
Also published as: DE3433150C2

Description

Schnittstellenanordnung zur Ankopplung einer Teilnehmer-
schaltung an eine Datenübertragungsleitung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schnittstellenanordnung zur Ankopplung einer Teilnehmerschaltung an eine Datenübertragungsleitung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Es ist bereits aus U. Tietze, Ch. Schenk Halbleiter-Schaltungstechnik", 5. Auflage, Springer-Verlag 1980, Seite 188, bekannt, an der Schnittstelle zwischen Teilnehmer und Datenübertragungsleitung (Bus) Optokoppler zu verwenden. Da der Optokoppler mit einer Schaltungsseite direkt zwischen die bei serieller Übertragung übliche Doppelleitung geschaltet ist, kann ein Kurzschluß im Stromzweig dieser Schaltungsseite auch zu einem Kurzschluß auf der Datenübertragungsleitung führen. Da auch sämtliche anderen an der Datenübertragungsleitung angekoppelten Teilnehmerschaltungen zu diesem Optokoppler quasi parallelgeschaltet sind, werden somit auch die Eingänge der anderen Teilnehmerschaltung kurzgeschlossen, womit eine Datenübertragung nicht mehr möglich ist. Die störenden Kurzschlüsse können entweder in den Optokopplern selbst oder durch eine fehlerhafte Ansteuerung verursacht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schnittstellenanordnung zur Ankopplung einer elektronischen Teilnehmerschaltung an eine Datenübertragungsleitung zu schaffen, bei der eine größtmögliche Absicherung aller Teilnehmer gegen Kurzschlüsse an der Schnittstelle erreicht ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist eine Optokopplerschaltung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß die Merkmale des Anspruchs 1 auf.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist in vorteilhafter Weise erreicht, daß beispielsweise ein defekter Mikroprozessor, der üblicherweise für die Ansteuerung der Optokoppler sorgt, nicht einen Kurzschluß der Optokoppler verursacht. Ein solcher defekter Mikroprozessor kann z. B. zu einem statischen "O"-Signal am Eingang der Ansteuerschaltung führen, womit auch die Optokoppler beaufschlagt werden und somit die Datenübertragungsleitung für alle Teilnehmer blockiert. Ein statisches "l"-Signal würde keinen Kurzschluß des Busses bewirken. Die erfindungsgemäße Kontrollschaltung weist ein RC-Glied auf, dessen Zeitkonstante so bemessen ist, daß nur statische, d. h. über einen längeren Zeitraum anliegende Signale zu einer Sperrung der Ansteuerung der Optokoppler führen und die Übertragungssignale mit relativ schnellen Zustandsänderungen mit beispielsweise 1 bit/100 psec (9,6 Kbaud) passieren können.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung mit einer weitgehenden Entkopplung des RC-Gliedes von den Optokopplern ist mit den Merkmalen des Anspruchs 2 ermöglicht.
Bei einer Anordnung mit Optokopplern in Darlington-Schaltung, wie sie bereits aus U. Tietze, Ch. Schenk Halbleiter-Schaltungstechnik", 5. Auflage, Springer-Verlag 1980, Seiten 185 bis 188, bekannt ist, sind zwar aufgrund des günstigen Stromverstärkungsverhaltens dieser Transistorschaltung günstige Ankoppelbedingungen erreicht, jedoch ist auch hier der Optokoppler eine große Fehlerquelle.
Bei den in Reihe geschalteten Optokopplern gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Wahrscheinlichkeit von Übertragungsstörungen durch Kurzschlüsse stark vermindert, da die Ausfallwahrscheinlichkeit dieser Anordnung stark vermindert ist. Ein Kurzschluß in einem der Optokoppler führt bei der erfindungsgemäßen Anordnung noch nicht zum Kurzschluß an der Datenübertragungsleitung.
Die Erfindung wird anhand der Figur erläutert, die das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anordnung zeigt.
Das Schaltbild nach der Figur zeigt eine Teilnehmerschaltung TS, an deren Ausgängen AÜ die Datenübertragungslei tung DÜ angeschlossen ist. Am Eingang EE liegt das empfangene Signal und am Eingang SE liegt das Sendesignal der Teilnehmerschaltung an. Ein Empfangsteil ET der Teilnehmerschaltung TS enthält einen Schmitt-Trigger ST1 zur Signalumformung, eine Anpassungsschaltung T1 und einen Optokoppler OK1 der über einen Widerstand R1 parallel an die Ausgänge AU und somit an die Datenübertragungsleitung DÜ angeschaltet ist.
Ein Sendeteil ST der Teilnehmerschaltung TS weist ebenfalls einen invertierenden Schmitt-Trigger ST2 zur Signal formung auf, wobei das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers ST2 über eine Transistoranpassungsschaltung T2 mit den Photodioden von Optokopplern OK2 und OK3 verbunden ist. Die lichtemittierenden Dioden der Optokoppler OK2 und OK3 übertragen Lichtimpulse entsprechend ihrem Ansteuerstrom auf die mit einer Darlington-Schaltung versehenen Phototransistoren PD1 und PD2. Die Optokoppler OK2 und OK3 sind sowohl auf der Seite mit den lichtemittierenden Dioden als auch mit den Phototransistoren PD1 und PD2 in Serie zwischen die Ausgänge AÜ1 und AÜ2 an die Datenübertragungsleitung DU angeschaltet.
Eine Kontrollschaltung zur Verhinderung von Fehlansteuerungen der Optokoppler OK2 und OK3 aufgrund eines fehler- haften Eingangssignals am Eingang SE ist an die Transistorschaltung T2 angekoppelt. Das Signal am Eingang SE ist zusätzlich zum üblichen Signalweg auf ein RC-Glied RC mit einem Kondensator C, einem Widerstand R und einem Transistor T4 geführt. Die vom Ladezustand des Kondensators C abhängige Spannung am Ausgang Al des RC-Gliedes RC wirkt über zwei invertierende Schmitt-Trigger ST3 und ST4 und über eine Anpassungsschaltung T3 direkt auf die Transistorschaltung T2. Ein weiterer Ausgang A2 des RC-Gliedes ist mit dem Ausgang des invertierenden Schmitt-Triggers ST2 verbunden.
Für den Fall, daß bei einer fehlerhaften Ansteuerung (z. B. defekter Mikroprozessor) ein statisches "O"-Signal am Eingang SE anliegt, wird der Kondensator C des RC-Glieds RC durch das Signal am Ausgang des invertierenden Schmitt-Triggers aufgeladen. Die Spannung am Ausgang Al bewirkt am Eingang des Schmitt-Triggers ST3 sowie am Ausgang des Schmitt-Triggers ST4 eine log. "1", wodurch die Anpassungsschaltung T3 durchgeschaltet und die Transistorschaltung T2 gesperrt wird. Negative Auswirkungen durch einen Kurzschluß der Optokoppler OK1, OK2 aufgrund fehlerhafter Ansteuerung sind somit vermieden. Tritt am Eingang, nach Beheben des Fehlers, eine "1" auf, so wird der Kondensator C über ein durch die "1" bewirktes Durchschalten des Transistors T4 entladen. Die dadurch bedingte log. "O" am Eingang des Schmitt-Triggers ST3 bewirkt in vergleichbarer Weise, wie vorhergehend beschrieben, eine Aufhebung der Sperrung der Transistorschaltung T2. Der Kondensator C des RC-Gliedes RC ist so bemessen, daß zu übertragende Signale aufgrund der hohen Signaländerungsgeschwindigkeiten (z. B.
1 bit/100 psec) die Kontrollschaltung nicht initiieren.
An die Ausgänge AÜ1 und AÜ2 sind beim Ausführungsbeispiel ferner zur Vermeidung von schädlichen Einflüssen von Über- spannungen auf der Datenübertragungsleitung DÜ zwei Zenerdioden Z1 und Z2 gegeneinander in Serie geschaltet.
3 Patentansprüche 1 Figur

Claims

Patentansprüche Öl Schnittstellenanordnung zur Ankopplung einer Teilnehmerschaltung an eine Datenübertragungsleitung mit - einer mindestens einen Optokoppler (OK1, OK2) aufweisenden Ankoppelschaltung für eine serielle Datenübertragung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - ein Ansteuerbaustein für die Optokoppler (OK1, OK2) eine Kontrollschaltung aufweist, die - bei Auftreten eines statischen Fehlersignals (stat. "O") am Eingang (SE) über eine Zeitschaltung (RC) eine Sperrung der Verbindung zwischen dem Eingang (SE) und den Optokopplern (OK1, OK2) verursacht.
2. Schnittstellenanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - die Kontrollschaltung als Zeitschaltung ein RC-Glied (RC) und eine Transistorschaltung (T2) sowie zwei invertierende, in Reihe geschaltete Schmitt-Trigger (ST1, ST2) aufweist.
3. Schnittstellenanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - das Sendeteil (ST) der Teilnehmerschaltung (TS) zwei Optokoppler (OK1, OK2) mit Darlington-Schaltung aufweist, die zwischen die beiden Anschlüsse der für serielle Übertragung ausgeführten Datenübertragungsleitung (DÜ) in Reihe geschaltet sind.