CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE TRANSMISSION OF TELEGRAPHIC SIGNALS

Abstract: 1. A circuit arrangement for transmitting direct current telegraphic signals via a line (L), wherein the transmitting circuit (S) contains a balancing circuit, which is galvanically isolated from the input (E), a circuit for levelling the telegraphic signals and a circuit for automatically adjusting the line current (IL) by an operational amplifier (OP1) having applied to one input (2) a theoretical value which is adjustable in the balancing circuit, and an actual value determined by the line current (IL) and measuring resistors (RM1, RM2) applied to its other output (1), and wherein the operational amplifier (OP1) and the circuit elements of the levelling circuits (R5, R6, R7, C1, C2, C3) form an active filter, characterized in that between the circuit means for the galvanic separation (OK) and the balancing circuit there is arranged a differentiating circuit (C4, C9) for the transmitting data (SD) and a second operational amplifier (OP2) whose one input (3) is connected to the differentiating circuit (and whose other input (4) is coupled back (Rk, R8) to the transmitting output (a) of the line (L).

Description: Schaltungsanordnung zur Aussendung von Telegrafiezeichen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Senden von Telegrafiezeichen durch Gleichstromtastung Uber eine Leitung, mit galvanischer Trennung zwischen dem Eingang iUr die Telegrafiezeichen und der Leitung, einer Schaltung zur Zeichenabflachung und einer Schaltung zur automatischen Einstellung des Leitungsstromes. Es ist bereits eine Schaltungsanordnung zum AnschlieSen von Telegrafieteilnehmerstellen an Ubertragungseinrich- tungen tiber Leitungen serschiedener Art und Länge mit Gleichstromtastung bekannt, bei der der Linienstrom in der Leitungsschleife 3eder Teilnehmerstelle durch eine automatische Regelschaltung auf den vorgeschriebenen Wert eingestellt wird und bei der eine galvanische Trennung sowie eine Abflachung der Flanken der gesendeten Zeichen vorgesehen ist (DE-OS 2 310 940). Die bekannte automats- sche Regelung des Leitungsstromes, durch die der Einsatz eines individuellen und manuell einstellbaren Leitungsergänzungswiderstandes vermieden wird, bedingt allerdings einen Verlust an Reichweite. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrende eine elektronische Telegrafiesendeschaltung anzugeben, bei der die Reichweite nicht oder nur in sehr geringer Umfange durch die automatische Regelung des Leitungsstromes eingeengt wird und bei der weiterhin zur Abflachung der Telegrafiezeichen keine voluminösen Induktivitäten erforderlich sind. Über- dies soll die Verlustleistung in der elektronischen Telex grafiesendeschaltung beim Auftreten einer Gegenspannung erheblich verringert werden. Diese Aufgabe wird gemäss dem Kennzeichen des Patentanspru- ches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der neuen Telegrafiesendeschaltung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Die erfindungsgemässe Vorgabe des bipolaren Sollwertes ftlr die Strommessung durch die Telegrafiezeichen ermöglicht einen einfachen Vergleich mit dem an Strommesswiderständen gewonnenen Leitungsstrom-Zstwert. Weiterhin ergibt sich durch die Verwendung eines einzigen Operationsverstärkers sowohl für die Zeichenabflachung als auch für den Regel vorgang zur Einstellung des Leitungsstromes eine besonders aufwandsarme Lösung. Die zur Regelung des Leitungsstromes erforderlichen Strommesswiderstände können jeweils so geringe Werte annehmen, dass die theoretisch mögliche Reich- weite der Leitung dadurch nicht nennenswert verringert wird. Schliesslich ist es ein Vorteil, dass die erfindungs- gemässe Anordnung aufgrund ihres einfachen Aufbaues leicht hybridierbar ist. Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für eine elektronische Te legrafiesendeschaltung mit Gleichstromtastung Fig. 2 eine Möglichkeit, in einer bybridierten Sendeschal tung gemäss der Erfindung die Abflachcharakteristik zu verändern und Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel zur Vermeidung einer gro ssen Verlustleistung bei Gegenspannung. In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel fUr eine Telegrafiesendeschaltung S dargestellt. Die auf der linken Seite tiber den Eingang E ankommenden Sendedaten SD, die als Ein fachstromzeichen eintreffen, werden ueber die auf der rechten Seite weiterfUhrende Leitung L mit den beiden Adern a und b als. Doppelstromzeichen ausgesendet. Zur galvanischen Trennung ist ein Optokoppler 0K vorgesehen. Eine aus den Transistoren T1 und T2, der Zenerdiode D1 sowie zwei Teilerschaltungen mit den Widerständen R1 und R2 bzw. R3 und R4 bestehende Symmetrierschaltung bildet entsprechend den Sendedaten SD ein symmetrisches Telegrafiesignal. Dieses Telegrafiesignal wird in einer mit den Widerständen R5, R6 und R7 sowie den Kondensatoren Ci, C2 und C3 und dem Operationsverstärker OP1 gebildeten Schaltung abgeflacht. Diese Schaltung stellt ein aktives Filter dritter Ordnung dar. Der Ausgang des Operationsverstärkers OP1 ist im Ausführungsbeispiel mit einem weiteren Verstärker V verbunden, der den Leitungsstrom IL ftlr die Leitung L liefert. Zur Messung des Leitungsstromes IL ist der Messwiderstand RM1 vorgesehen, der zusammen mit dem Operationsverstärker OPI die automatische Regelung des Leitungsstromes durchführt. Über Brücken können weitere Messwiderstände, von denen in Fig. 1 lediglich ein zweiter Messwiderstand RM2 dargestellt ist, eingeschaltet werden. Die Anordnung kann damit auf verschiedene Stromwerte fUr den Leitungss;trom lt eingestellt werden. Im folgenden wird nun die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1 beschrieben. Fliesst infolge eines Telegrafiezeichens am Eingang E ein Strom tiber die Diode des Optokopplers OK, so wird der Transistor des Optokopplers OK und damit auch der Transistor T1 der Symmetrierschaltung leitend. Da in diesem Falle der Transistor T2 gesperrt ist, stellt sich am Kollektor des Transistors T1 ein Po- tential von etwa 0 V und am Kollektor des Transistors T2 ein negatives Potential ein. Wird der Stromfluss durch die Diode des Optokopplers OK beendet, so wird der Transistor T2 leitend und der Transistor T1 gesperrt, wodurch sich nunmehr am Kollektor des Transistors T2 ein Potential von etwa 0 V und am Kollektor des Transistors T1 ein positives Potential einstellt. Mit der Zenerdiode DX und den beiden Widerständen R1 und R2, die eine Spannungsteiler- schaltung bilden, werden die durch die Sendedgten bedingten Spannungswerte symmetriert. Zugleich ist der Pegel des symmetrierten Signals durch die Wahl der Widerstandswerte iUr die Widerstände R1 und R2 sowie für die Widerstünde R3 und R4 des nachfolgenden Spannungsteilers ein- stellbar. Dieser Wert stellt den Sollwert iUr die Regelung des Leitungsstromes IL dar. Der Istwert wird über den Messwiderstand RM1 beim Fliessen des für den Betrieb vorgesehenen Leitungsstromes IL gewonnen. Nimmt man beispielsweise an, dass der Leitungsstrom IL in beiden Richtungen 20 mA betragen soll (IL = # 20 mA) und wird ein Messwiderstand RM1 mit einem Wert von 33. Ohm verwendet, so liegt am Eingang 1 des Operationsverstärkers OK1 eine Spannung von t 0,66 V. FUr diesen Fall sind also die Wi derstände der beiden Teilerschaltungen derart zu dimen- sionieren, dass auch am Eingang 2 des Operationsverstär- kers OPI eine Spannung von + 0,66 V als Sollwert zur Ver fngung steht. Dieser Sollwert wird als durch den Einfluss der Widerstände R5, R6 und R7 und der Kondensatoren C1, C2 und C3 abgeflachtes, symmetrisches Telegrafiesignal an den Eingang 2 des Operationsverstärkers OP1 gelegt. Die automatische Regelung des auf der Leitung L fliessenden Leitungsstromes IL geschieht nun derart, dass eine Abweichung des Leitungsstromes IL vom vorgegebenen Wert tiber den Operationsverstärker OP1 zur Abgabe einer Regelgrösse führt, die steuernd auf den nachgeschalteten Ver stärker V einwirkt. Die Verwendung verschiedener Messwiderstände, die beispielsweise wie in Fig. 1 dargestellt, mittels Bücken eingeschal tet werden können, ermöglicht den Einsatz der Schaltung für verschiedene Leitungsströme, ohne dass die Widerstände RI bis R4 Jeweils entsprechend neu dimensioniert werden müssen Die erfindungsgemässe Schaltung eignet sich in besonders vorteilhafter Weise zur Hybridierung. In diesem Falle ist es zweckmässig, die zur Einstellung der Abflachcharakteri- stik des symmetrischen Telegrafiesignals vorgesehenen Kondensatoren C1, C2 und C3 ausserhalb der Hybridschaltung anzuordnen. Das gilt auch für die Brücken zwischen verschiedenen Messwiderständen. Ein diesen Gedanken realisierendes Ausführgsbeispiel ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Anordnung ermöglicht eine sehr flexible Anpassung an ver schiedene Telegrafiergeschwindigkeiten unter Berücksich- tigung der notwendigen bzw. maximal möglichen Abflachung der Telegrafiezeichen und gewährleistet trotzdem die vorher erwähnten Vorteile. An die Gegenspannungsfestigkeit von Telegrafiesendeschal- tungen werden in der Regel hohe Anforderungen gestellt. Derartige Schaltungen müssen nicht nur kurzschlussfest sein, sondern sie müssen auch die Anschaltung der Gegenspannung, d.h. also die Anschaltung einer Spannung mit entgegengesetzter Polarität zerstörungsfrei aushalten kon- nen. In Ausgestaltung der Erfindung wird zur Vermeidung einer hohen Verlustleistung bei Gegenspannung eine Sendeschaltung mit bistabilem Verhalten vorgeschlagen. Das wird durch eine Rückkopplung vom Ausgang der vendeschal- tung zum Eingang der Symmetrierschaltung erreicht. Ein Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 3. Dort ist wieder der durch die Sendedaten SD steuerbare Optokoppler OK innerhalb der Sendeschaltung S dargestellt. Der Aufbau der Sende schaltung entspricht dabei dem an- hand von Fig. 1 bereits beschriebenen Aufbau. Zusätzlich dazu ist eine Schaltung BS vorgesehen, die aus den Widerständen R8, R9 und RIO, einem Eondensator C4 sowie einem Operationsverstärker OP2 besteht. Der Ausgang des Operationsverstärkers OP2 bildet den Eingang für die Symmetrier- schaltung der Sendeschasstung S. Der Ausgang der Sendeschal- tung führt über den Verstärker V zu der Leitung L. Die Schaltung BS wird einerseits nber den Transistor des Optokopplers OK entsprechend den Sendedaten SD gesteuert und ist andererseits über einen Rückkopplungszweig RK mit dem Ausgang des Verstärkers V verbunden. Die Wirkungsweise der Schaltung BS ist im einzelnen folgende. Die über den Optokoppler 0K übertragenen Telegrafiesignale werden durch die aus dem Widerstand R9 und dem Kondensator C4 bestehende RC-Kombination differenziert dem Eingang 3 des Operationsverstärkers OP2 zugeführt. Dem Eingang 4 des Operationsverstärkers OP2 steht über den Widerstand R8 und über die Rückkopplung RK ein vom über die Leitung L ausgesendeten Telegrafiesignal abgeleitetes Signal zur Verfügung. Über diese Rückkopplung wird somit erreicht, dass die Schaltung BS während der gesamten Dauer des am Eingang SD anliegen- den Sendesignals den durch den Differenzierimpuls einge- stellten Zustand beibehält. Tritt nun auf der Leitung L beispielsweise durch ein fehlerhaftes Anschalten der Gegenpolarität eine extrem hohe, maximal dem doppelten Wert der Betriebsspannung entsprechende Spannung auf, so wird diese über die Rückkopplung RK dem Eingang 4 des Operationsverstärkers OP2 zugeführt. Über den Ausgang des Operationsverstärkers OP2 wird somit die Sendeschaltung in die Lage umgesteuert, in der sie die gleiche Polarität wie die Gegenspannung abgibt. Dadurch wird die hohe Verlustleistung bei Gegenspannung vermieden. Die Steuerung des Operationsverstärkers OP2 einerseits durch Differenzierung der am Eingang E anliegenden Telegrafiesignale und andererseits durch ein von der Leitung L rückgekoppeltes Signal stellt aiciier, dass beim normalen Telegrafiebetrieb bei Jeder durch einen Telegrafier- schritt bedingten Polaritätsumschaltung der Leitung L die beschriebene Wirkung der Schaltung BS kurzzeitig verzögert wird. Das ist erforderlich, weil bei einer Polaritätsumschaltung der Leitung die Leltuagskapazl- täten umgeladen werden und dabei kurzzeitig ebenfalls ähnliche Verhältnisse wie beim Anliegen einer Gegenspannung auftreten. Bei dauernd angelegter Gegenspannung wird bedingt durch diese verzögerte Kippeigenschaft zwar bei Jeder Umschaltung der Sendeschaltung die volle Gegenspannung angeschaltet und erzeugt eine Verlustleistung, doch bleibt diese Jeweils nur auf die durch die verzögernde Wirkung der gippeigenschait bedingten Zeiten wirksam. 7 Patentansprüche 3 Figuren

Claims: Patentansprüche 1. Schaltungsanordnung zum Senden von Telegrafiezeichen über eine Leitung durch Gleichstromtastung, , mit galvani- scher Trennung zwischen dem Eingang fUr die Telegrafiezeichen und der Leitung, mit einer Schaltung zur Zeichenabflachung und mit einer Schaltung zur automatischen Einstellung des Leitungsstromes, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Operationsverstärker (OP1) vorgesehen ist, an desen einem Eingang (2) ein durch die Telegrafiezeichen bestimmter und über die Schaltmittel (D1, RI, R2; R3, R4) einer zur Symmetrierung der Telegrafiezeichen vorgesehenen Symmetrierschaltung einstellbarer Sollwert und an deren anderem Eingang (1) ein über mindestens einen in der Leitung (L) angeordneten Messwiderstand (RM1) gebildeter Istwert angeschaltet ist, und dass derselbe Operationsverstärker (OPI) und weitere zwischen der Symmetrierschaltung und dem Operationsverstärker vorgesehene RC-Ereise (C1, C2, CD, R5, R6, R7) ein aktives Filter zur Abflachung der Telegrafiezeichen bilden. 2. Schaltungsanordnung 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 das aktive Filter zu- sätzlich wenigstens ein kapazitives Element (C1) enthält, welches den Istwert dem genannten einen Eingang (2) des Operationsverstärkers (OP1) zuführt. 3. Schaltungsanordnung nach 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 kapazitive Element (C1) den Istwert dem genannten einen Eingang (2) des Operationsverstärkers (OP1) über wenigstens ein RC Glied (R7, C2) zuführt. 4. Schaltungsanordnung nach einem.der Ansprüche 4 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mehrere Messwiderstände (RM1, RM2 usw.) verschiedenen Wider standswertes vorgesehen sind, die zur Einstellung verschiedener Leitungsatröme wahlweise an die Leitung (L) ansobaltbar sind. 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur flexiblen Anpassung an verschiedene Telegrafiegeschwin- digkeiten unter Berücksichtigung der notwendigen bzw. maximal möglichen Abflachung der Telegrafiezeichen die Kapazitätswerte der Kondensatoren (C1, C2, C3) der ge nannten RC-Kreise entsprechend gewählt sind. 6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d z d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen dem Ausgang der Sendeschaltung (S) und dem Eingang der Symmetrierschaltung eine Rückkopplung (RK) vorgesehen ist und dass die Sendeschaltung (S) im bistabilen Betrieb arbeitet. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen dem Schaltmittel zur galvanischen Trennung (0K) und der Symmetrierschaltung eine Differenzierschaltung (C4, R9) für die Sendedaten (SD) und ein zweiter Operationsverstärker (OP2) vorgesehen ist, dessen einer Eingang (3) mit der Diiferenzierschaltung verbunden ist und dessen anderer Eingang (4) an den Sendeausgang (a) der Leitung (L) rückgekoppelt ist (Rk, R8).

Inventors: HOTZEL, OSKAR, SKOBRANEK, NORBERT, Hötzel, Oskar
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1979
Main classification: H04L25
IPC codes: H04L25