DE4020808A1 - Uebertragungseinrichtung zur taktgesteuerten uebertragung von datenbits - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine wie im Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1 angegebene Übertragungseinrichtung zur taktge­ steuerten Übertragung von Datenbits.

Eine derartige Übertragungseinrichtung ist bereits aus A. Gabor: "High-Density Recording On Magnetic Tape", Electronics, October 16, 1959, Seite 72 bis 75, insbesondere Seite 73, Fig. 6 be­ kannt. Die bekannte Übertragungseinrichtung ist Bestandteil einer Vorrichtung zur Aufzeichnung von Daten auf Magnetband.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Übertragungseinrichtung zur taktgesteuerten Übertragung von Datenbits zu schaffen, die es gestattet, bei der seriellen Übertragung von Daten zwischen wenigstens zwei Teilnehmerstellen mit nur einem Taktgeber aus­ zukommen.

Gemäß der Erfindung wird die Übertragungseinrichtung zur Lösung dieser Aufgabe in der im kennzeichnenden Teil des Patentan­ spruchs 1 angegebenen Weise ausgebildet.

Durch diese Maßnahmen ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Übertragungseinrichtung, die mit Hilfe eines einzigen Taktge­ bers eine bidirektionale, taktgesteuerte Übertragung von Da­ tenbits im Halbduplexbetrieb zwischen zwei oder mehreren Teil­ nehmerstellen gestattet. Die Art der Taktsteuerung gestattet die Steuerung einer Vielzahl von Teilnehmerstellen, kann jedoch bereits bei einer Übertragungseinrichtung mit nur zwei räumlich voneinander getrennten Übertragungseinrichtungen von Vorteil sein.

Für die Wahl der Spannungspegel gibt es verschiedene Möglich­ keiten.

Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 hat den Vort­ teil, daß bei vorgegebener Signalamplitude ein besonders großer Störabstand erzielt wird.

Die Ausgestaltung der Übertragungseinrichtung nach Anspruch 3 hat den Vorteil eines weiter vergrößerten Störabstandes.

Bei einer Datenübertragung zwischen einer Zentralstation und mehreren Teilnehmerstellen, die über einen Datenbus an die Zentralstation angeschlossen sind, sind die Maßnahmen nach Anspruch 4 von Vorteil.

Ein zweckmäßige Ausgestaltung der in den Teilnehmerstellen jeweils enthaltenen Empfangseinrichtung geht aus Anspruch 5 hervor.

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Übertragungseinrichtung mit mehreren Teilnehmer­ stellen,

Fig. 2 eine Zentrale,

Fig. 3 eine Teilnehmerstelle und

Fig. 4 eine Impulsfolge mit Taktimpulsen und mit Datenimpulsen.

Die in Fig. 1 gezeigte Übertragungseinrichtung umfaßt mehrere Teilnehmerstellen, die über die Datenleitung 3 miteinander ver­ bunden sind. Eine der Teilnehmerstellen ist als Zentralstation 1 ausgebildet. Die weiteren Teilnehmerstellen sind Unterstationen 21′...2n′.

Die Zentrale nach Fig. 2 enthält den Mikro-Controller 11, den Sendebaustein 12 und den Fensterkomparator 15. Die Datenleitung 3 liegt am Abgriff des aus den Widerständen 13 und 14 bestehen­ den, zwischen den Potential U und Masse angeordneten Spannungs­ teilers. Die Werte der beiden Widerstände sind gleich groß und betragen 100 Ohm. Der Fensterkomparator 15 ist mit seinem ver­ gleichsweise hochohmigen Eingang an den Abgriff des Spannungs­ teilers 13, 14 angeschlossen.

Der Sendebaustein 12 ist mit seinem Eingang an den Taktausgang des Mikrocontrollers 11 angeschlossen und mit seinem Ausgang an den Abgriff des Spannungsteilers 13, 14 geführt. Der Sende­ baustein 12 ist im Ruhezustand am Ausgang hochohmig, so daß das Potential der Datenleitung durch den Spannungsteiler 13, 14 bestimmt wird und U/2 beträgt. Während der Dauer der Takt­ impulse nimmt der Ausgang des Sendebausteins 12 das Potential U an. Dabei ist der Widerstand 13 kurzgeschlossen.

Der Sendebaustein 12 ist ferner mit einem "output enable"-Ein­ gang an einen "enable"-Ausgang des Mikrocontrollers angeschlos­ sen.

Mit diesem Enable-Signal erwirkt der Mikrocontroller die Hoch­ ohmigkeit des Sendebausteins 12 im Ruhezustand bzw. das Durch­ geben der Clock- oder Nullbitinformation an den Ausgang in der Sendephase.

Die in Fig. 3 gezeigte Sende-/Empfangsanschaltung eines E/A- Bausteines enthält den Fenstercomparator 21, den Sendebaustein 23 und das UND-Glied 22. Der Sendebaustein 23 ist mit seinem "output enable"-Eingang an den Ausgang des UND-Gliedes 22 an­ geschlossen. Einem weiteren Eingang D des Sendebausteines 23 werden Datenbits zugeführt. Den Eingängen S und TZ des UND-Gliedes 22 werden ein Kriterium "Senden" und ein Kriterium "Tor-Zeit" zugeführt.

Der Ausgang der Sendevorrichtung 23 ist mit der Datenleitung 3 verbunden. Der Fensterkomparator 21 ist mit seinem vergleichs­ weise hochohmigen Eingang an die Datenleitung 3 angeschlossen und hat 3 Ausgänge T, D1, T0.

Liegt am Eingang der Sendevorrichtung 23 ein "0"-Datenbit an und meldet das UND-Glied 22 eine Koinzidenz der Kriterien "Senden" und "Torzeit", so nimmt der Ausgang der Sendevorrich­ tung das Potential 0 an. Dabei wird der in der Zentrale nach Fig. 2 enthaltene Widerstand 14 kurzgeschlossen.

Der Fensterkomparator 15 der Zentrale 10 und der Fensterkompa­ rator 21 der Sende-/Empfangsanschaltung des E/A-Bausteines haben jeweils drei Ausgänge. Liegt das Potential der Datenlei­ tung 3 im Bereich von 2/3 U bis U, so erscheint am Ausgang T ein Taktimpuls. Liegt das Potential der Datenleitung im Bereich von 1/3 U bis 2/3 U, so erscheint am Ausgang D1 ein Impuls, der der logischen "1" des Datensignals entspricht. Liegt das Potential der Datenleitung 3 im Bereich von 0 bis 1/3 U, so erscheint am Ausgang D0 ein Datenimpuls, der der logischen Null des Datensignals entspricht.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, enthält die Zentralstation 1 eine Taktimpulsquelle, Sende- und Empfangsvorrichtung. Wie Fig. 3 zeigt, enthalten die Unterstationen jeweils eine Sende- und eine Empfangsvorrichtung.

ln den durch Taktimpulse einer Taktimpulsfolge begrenzten Zeit­ abschnitten wird jeweils ein Datenbit übertragen. Bei einem Da­ tenbit mit dem einen Logikpegel bleibt die Taktimpulsfolge un­ verändert. Bei einem Datenbit mit dem anderen Logikpegel er­ fährt die Taktimpulsfolge in dem zum Datenbit gehörenden Zeit­ abschnitt eine Änderung.

Eine der Teilnehmerstellen, nämlich die Zentralstation enthält eine taktsteuerbare Taktimpulsquelle, die an die Übertragungs­ leitung angschlossen ist. Mit Hilfe der Taktimpulsquelle wird ein erster Spannungspegel im Takt eines Taktgebers impulsweise auf einen zweiten Spannungspegel erhöht.

Die weiteren Teilnehmerstellen enthalten jeweils eine durch Datenimpulse steuerbare Schaltvorrichtung. Diese Schaltvor­ richtung wird jeweils während eines Teils des zwischen zwei Taktimpulsen liegenden Zeitabschnittes durch die Datenimpulse derart gesteuert, daß sie bei einem Datenbit mit dem anderen Logikpegel die Übertragungsleitung kurzschließt. Gegebenen­ falls kann in dieser Weise der gesamte Zeitabschnitt zwischen zwei Datenimpulsen gesteuert werden.

Die Teilnehmerstellen enthalten ferner eine an die Übertragungs­ leitung angeschlossene Empfangsvorrichtung, die in Abhängigkeit von dem auf der Übertragungsleitung herrschenden Spannungspegel Takt-/ oder Datenimpulse abgibt.

Der zweite Spannungspegel beträgt das Doppelte des ersten Spannungspegels. Die Empfangsvorrichtung enthält einen Spannungsdiskriminator, der bei einem Spannungspegel im Be­ reich von 2/3 bis zum vollen Betrag des zweiten Spannungspe­ gels an einem Taktausgang einen Taktimpuls abgibt. Der Logik­ pegel am Datenausgang des Spannungsdiskriminators hat bei einem Eingangsspannungspegel im Bereich von 0V bis zu 1/3 des ersten Spannungspegels den Wert "0" und bei einem Eingangsspannungs­ pegel im Bereich von 1/3 bis zu 2/3 des zweiten Spannungspe­ gels den Wert "1".

Für die Datenimpulse ist ein vorgegebener zeitlicher Teilbe­ reich des Zeitabschnittes vorgesehen. Gegebenenfalls können die Datenimpulse den gesamten Zeitabschnitt umfassen.

Fig. 4 zeigt eine Spannungspegel-, Bit- und Takt-Darstellung für die über den lokalen Bus übertragenen Daten. Impulse im Be­ reich von 2/3 U bis U werden als Taktimpulse gewertet. Blieb der Pegel der Datenleitung im Bereich von 1/3 U bis 2/3 U, so wird ein Datenbit "1" angenommen. War der Pegel der Datenlei­ tung zwischen zwei Taktimpulsen für eine vorgegebene Zeit im Bereich von 0 bis 1/3 U, so wird ein Datenbit "0" angenommen.

Claims (4)

1. Übertragungseinrichtung mit wenigstens zwei über eine Daten­ leitung (3) miteinander verbundenen Teilnehmerstellen (1, 21... 2n), bei der in den durch Taktzeiten einer Taktimpulsfolge be­ grenzten Bitzeiten jeweils ein Datenbit derart übertragen wird, daß ein Datenbit mit dem einen Logikpegel die Taktimpulsfolge unverändert läßt und ein Datenbit mit dem anderen Logikpegel die Taktimpulsfolge wenigstens in der zum Datenbit gehörenden Bitzeit verändert, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Teilnehmerstellen (1) eine taktsteuerbare, an die Datenleitung (3) angeschlossene Taktimpulsquelle (11...14) ent­ hält, mit deren Hilfe ein erster Spannungspegel (U/2) im Takt eines Taktgebers (110) impulsweise auf einen zweiten Spannungs­ pegel (U) erhöhbar ist, und daß wenigstens eine der Teilnehmer­ stellen (1, 21′...2n′) eine durch Datenimpulse steuerbare Schaltvorrichtung (23) enthält, die jeweils während wenigstens eines Teils der zwischen zwei Taktimpulsen liegende Bitzeit durch die Datenimpulse derart steuerbar ist, daß sie bei einem Datenbit mit dem anderen Logikpegel die Datenleitung kurz­ schließt und daß wenigstens eine der Teilnehmerstellen (1, 21′...2n′) eine an die Übertragungsleitung angeschlossene Empfangsvorrichtung (21) enthält, die in Abhängigkeit von dem auf der Datenleitung (3) herrschenden Spannungspegel (U, U/2, 0) Takt- oder Datensignale unterscheidet.

2. Übertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spannungspegel (U) wenigstens näherungsweise das Doppelte des ersten Spannungspegels (U/2) ist, und daß die Empfangsvorrichtung (21) einen Fensterkomparator enthält, der bei einem Spannungspegel im Bereich von 2/3 bis zum vollen Be­ trag des zweiten Spannungspegels (U) an einem Taktausgang (T) einen Taktimpuls, und an wenigstens einem Datenausgang bei einem Spannungspegel im Bereich von OV bis zu 1/3 des ersten Spannungspegels (U) Logikpegel "0" und bei einem Spannungspegel im Bereich von 1/3 bis zu 2/3 des zweiten Spannungspegels (U) Logikpegel "1" abgibt.

3. Ubertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Datenimpulse ein vorgegebener zeitlicher Teilbe­ reich der Bitzeit vorgesehen ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Teilnehmerstellen als Zentralstation (1) mit Ruhe­ potentialquelle (13, 14) Taktimpulsquelle (12), Sendevorrich­ tung (16) und Empfangsvorrichtung (15) und die weiteren Teil­ nehmerstellen (21′...2n′) als Unterstation mit Sendevorrichtung (23) und Empfangsvorrichtung (21) ausgebildet sind.