DE2362004B2

DE2362004B2 - Schaltungsanordnung zum Übertragen von Daten

Info

Publication number: DE2362004B2
Application number: DE19732362004
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.- Ing. Agricola; Juergen Dipl.-Ing. Beckmann; Juergen Dipl.-Ing. 6079 Sprendlingen Glemser
Original assignee: Telefonbau und Normalzeit GmbH
Current assignee: Telenorma GmbH
Priority date: 1973-12-13
Filing date: 1973-12-13
Publication date: 1980-10-02
Also published as: DE2362004A1; DE2362004C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Übertragen von Daten zwischen von einer Lsitstation gesteuerten Sende/Empfangs- Ein richtung über eine diese Einrichtungen miteinander verbindende Verbindungsleitung, nach Patent P 23 55 2244-31.

Daten sind Informationsbits, die durch Signale mit zwei oder mehr Amplituden realisiert werden können, Diese Signalamplituden sind gewöhnlich in Datenwörtern von verschiedenen Permutationen eines Codes angeordnet, um herkömmliche Buchstaben, Zahlen und andere vorbestimmte Symbole darzustellen. Symbole in diesem Sinne können auch Sprachamplitudejproben

ίο sein, so daß PCM-Nachrichtenanlagen ebenfalls als Datensysteme angesehen werden können.

Es ist bereits ein Verfahren für die Übertragung von Daten über Fernsprechleitungen einer Fernsprechnebenstellenanlage bekannt, bei dem Daten seriell in Form

is von bipolaren Sinusimpulsen sowie asynchron und gleichstromfrei übertragen werden (DE-OS 21 46 887). Beginnt hierbei z. B. eine Sinusschwingung mit einer postitven Halbwelle, so wird ihr eine Ionische L zugeordnet, beginnt sie mit einer negativen Halbwelle, so entspricht dies einer logischen 0.

Bei einem anderen bekannten Verfahren, mit dem ebenfalls Daten über eine zweiadrige Leitung übertragen werden können, werden Sinussignale auf Phasenwechsel geprüft, d. h. jedesmal, wenn ein Phasenwechsel

2S stattfindet, bedeutet dies z. B. eine logische L (DE-AS 15 12 173). Codierung und Decodierung sind bei diesem Verfahren jedoch reiht kompliziert

In dem eingangs genannten Hauptpatent (DE-PS 23 55 224) ist schließlich auch eine Schaltungsanordnung

i'· zum Übertragen von Daten vorgeschlagen worden, bei der ein zentraler Taktgeber vorgesehen ist, der Folgen von Sinuswellen auf eine Leitung gibt, wobei mehrere Sende/Empfangs-Einrichtungen an diese Leitung angeschlossen sind und Sender in den Sende/Empfangs-Ein-

!5 richtungen Sinuswelle aus der Folge von Sinuswellen auf der Leitung herausnehmen und Empfänger in den Sende/Empfangs-Einrichtungen das Fehler einer Sinuswelle erkennen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, über eine

■"> gemeinsame zweiadrige Leitung zwischen zwei oder mehreren Datenstationen Daten auszutauschen sowie Taktinformationen und Synchronisationstakte übertragen zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine

Schaltungsanordnung der eingangs genanntn Art gelöst, die sich durch im Hauptanspruch angegebene Merkmaie auszeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher

">i> beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Prinzipschaltbild der Erfindung,
Fig.2 Impulsdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung gemäß F i g. 1,

F i g. 3 eine detailliertere Darstellung der Schaltungs-

^r>1> anordnung nach F i g. 1,

Fig.4 Impulsdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach F i g. 3.

In der F i g. I ist ein zentraler Taktgeber ZTgezeigt, von dem eine Sende/Empfangsleitung SEL wegführt.

^b0 An diese Sende/Empfangsleitung SEL sind mehrere Sende/Empfangs-Einfiihtungen SEEi ...SEEn angeschlossen, und zwar sowohl mit ihren Sendeleitungen SLi.. .SL η als auch mit ihren Empfangsleitungen EU ... ELn. Die Empfangsleitung EL 1 der Sende/

^hr> Empfangs-Einrichtung SEEi führt von der Sende/Empfangsleitung SEL auf eine Weiche WI,durch welche ein auf der Leitung EL 1 befindliches Signal entweder zu einem Empfänger El oder zu dem Eingang einer

Verzögerungsschaltung VZX geschaltet werden kann. Der Ausgang dieser Verzögerungsschaltung VZi ist ober einen Schalter Ki, der von einem Sender Sl angesteuert werden kann, mit der Sendeleitung SLX verbunden.

Mit Hilfe der F i g. 2 soll nun die Wirkungsweise der Anordnung nach F i g. 1 genauer erläutert werden. Hierzu wird angenommen, daß die Sende/Empfangs-Einrichtung SfJ? 1 als Sendeeinrichtung wirkt In diesem Fall wird die Weiche WX in Richtung auf die Verzögerungsschaltung KZl umgeschaltet, so daß die beliebigen periodischen Impulse A gemäß F i g. 2, die von dem zentralen Taktgeber ZT fortlaufend auf die Leitung SEL gegeben werden, auf die Verzögerungsschaltung VZX gelangen. Da die Verzögerungsschaltung VZl so ausgelegt ist, daß sie das empfangene Signal um eine Periode verschiebt, stehen an ihrem Ausgang die Signale B gemäß Fig.2 an. Diese phasenverschobenen B-Signale können nun mittels des Senders Sl, der den Schalter Ki öffnet oder schließt, auf die Sendeleitung SLX als C Signale gegeben werden. Das Vorhandensein eines solchen C-Sigr,als mag als L-Signal definiert sein, während das Fehlen des C-Signals ein O-Signal darstellen kann.

Es sei nun angenommen, in der Sende/Empfangs-Einrichtung SEEn wurden die von der Sende/Empfangs-Einrichtung SEE 1 ausgesendeten C-Signale empfangen. Die Weiche Wn ist hierzu auf den Empfänger En geschaltet, dem eine Signalfolge zugeführt wird, wie sie in der Fig.2 als Signalfolge D gezeigt ist In dieser Signalfolge D sind drei Informationsbits L, 0, L enthalten, die in dem Empfänger En erkannt werden müssen. Wie dieser Empfänger En im einzelnen aufgebaut ist damit er seine Funktion erfüllen kann, ist in der Fig.3 gezeigt Dort sind auch zugleich nähere Einzelheiten eines Senders und eines Taktgebers dargestellt Die zur Erläuterung der F i g. 3 dienenden Impulsdiagramme zeigt F i g. 4.

Der zentrale Taktgeber ZT in F i g. 3 enthält einen Signalgenerrtor SG, der im vorliegenden Beispiel Rechteckimpulse abgibt Ober den inneren Widerstand Ri und einen Torschalter 751 ist dieser Signalgenerator SG an die Primärwicklung eines Übertragers Ü angeschlossen, wobei parallel zur Primärwicklung ein weiterer Torschalter 752 vorgesehen ist Die Ansteuerung der Torschalter 751 bzw. 7X2 erfolgt durch die Zähler Zä 1 bzw. Zä 2. Von dem zentralen Taktgeber ZT geht eine Rechteckimpulsfolge Use aus, wie sie in F i g. 4 gezeigt ist. Aus dieser Folge wird jede zweite Periode herausgenommen, indent der Zähler Zä X, der mit dem Ausgangssignal des Signalgenerators SG beaufschlagt wird, hochbezahlt und beispielsweise bei jedem geraden oder ungeraden Zählerstand ein Signal auf die Torschaltung TS X gibt Die Herausnahme von Signalperioden ist deshalb notwendig, weil hierdurch Platz geschaffen werden soll für spätere Informationssignale.

Aus der Impulsfolge Use werden durch Schließen des Torschalters TS 2, der von dem Zähler Zä 2 angesteuert wird, erneut Impulse herausgenommen, und zwar zu Zwecken der Synchronisierung. Dabei definieren diese herausgenommenen Impulse einen Impulsrahmen, d. h., zu Beginn der Impulspause ist ein Impulsrahmen zu Ende und am Ende der Impulspausedauer beginnt ein neuer Impulsrahmen. Die Abgabe der Impulse durch den zentralen Taktgeber ZTin Form von Impulsrahmen ist deshalb notwendig, weil die Anordnungen in den Sende/Empfangseinrich"jngen SEEl... SEEn. welche für die zeitrichtige Aufnahme oder Abgabe von SignaUmpulsen vorgesehen sind, infolge von Störungen die Taktsignale nicht mehr von den Informationssignalen unterscheiden können. Durch das Einfügen größerer Pausen wird sichergestellt, daß der nächste Impuls ein Taktimpuls ist

Die Impulse des zentralen Taktgebers ZTwerden auf die Leitung SEL gegeben und gelangen von dort auf den Übertrager ÜX, der sekundärseitig aus zwei Teilen besteht, nämlich der Wicklung WiX und der Wicklung

lu Wi2, wobei die Wicklung Wi2 wiederum in zwei Teile a und b unterteilt ist, die an ihrem gemeinsamen Verbindungspunkt an dem Minuspotential einer Gleichspannung liegen. Die Wicklung WiX liegt an ihrem einen Ende ebenfalls an dem Minuspol einer Gleich-

r> spannung und führt mit dem anderen Ende auf die Anode einer Diode Di, welche mit ihrer Kathode über einen Widerstand R an Minuspotential gelegt sowie unmittelbar an den Setzeingang einer monostabiien Kippstufe MFl angeschlossen ist Außerdem ist die Kathode oer Diode Di auf jeweils einen Eingang eines UND-Gliedes Ui bzw. t/2 gefühti. Ein Ausgang der monostabilen Kippstufe MFl ist mit dem Setzeingang einer zweiten monostabilen Kippstufe MF2 verbunden, deren erster Ausgang den zweiten Eingang des

>ϊ UND-Gliedes UX und deren zweiter Ausgang den zweite., Eingang des UND-Gliedes L/2 bildet Von dem Ausgang des UND-Gliedes L/2 geht eine Verbindung auf die Setzeingänge von zwei weiteren monostabilen Kippstufen MF3 und MF4 sowie auf den Eingang eines

so Zeitphasenzählers ZPZ, der seinerseits einen Decodierer Dec ansteuert. Außerdem ist der Ausgang des UND-Gliedes i/2 auch noch mit dem Eingang eines UND-Gliedes L/3 verbunden, dessen zweiter Eingang an dem Ausgang des Decodierers Dec liegt Dieser Ausgang des Decodierers Dec ist weiterhin mit jeweils einem Eingang zweier UND-Glieder i/4, US verbunden, deren jeweils zweiter Eingang an dem Ausgang eines Senderegisters SReg liegt das von dem Ausgang des UND-Gliedes i/3 aus getaktet wird.

Von den bereits früher erwähnten monostabilen Kippstufen MF3 bzw. MF4 ist die erstgenannte an dem Rücksetzeingang des Zeitphasenzählers ZPZ angeschlossen, während die zweite mit ihrem Ausgang sowohl auf den Setzeingang einer weiteren nwnostabilen Kippstufe MF5 sowie auf den dritten Eingang des UND-Gliedes i/4 führt Der dritte Eingang des UND-Gliedes i/5 liegt an dem Ausgang der monostabilen Kippstufe MF5. Die Ausgänge der UND-Glieder i/4 bzw. L/5 steuern jeweils eine Torschaltung 754

w bzw. TS5 an, deren Eingänge zusammen an dem Pluspol einer Gleichspannungsquelle und deren Ausgänge an

den Teilen a bzw. feder Wicklung Wi2 des Übertragen

Ü1 liegen.

Es sei nun angenommen, daß von dem zentralen

Taktgeber ZT Impulse auf die Leitung SEI. abgegeben werden, die der Impulsfolge Ua der F i g. 4 entsprechen. Da auf der Leitung SEL nicht nur Impulse von dem zentralen Taktgeber ZT anstehen, sondern auch Impulse von anderen Teilnehmerstationen, kann an der

wi Wicklung WiX des Übertragers ÜX eine Impulsfolge anstehen, wie sie als Impulsfolge fin Fig. 4 gezeigt ist. Diese Impulsfolge E weist somit Tak'impulse vom Taktgeber sowie Informationsimpulse von Teilnehmerstationen auf. Diese vermischten Signale müssen nun

*"> durch eine geeignete Schaltungsanordnung wieder getrennt werden. Hierzu ist in der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 3 zunächst eine Diode Di vorgesehen, welche eine Gleichrichtung der Impulsfolge E in dem

Sinne vornimmt, daß alle negativen Impulse nach oben geklappt werden, so daß die Impulsfolge F entsieht. Diese gleichgerichtete Impulsfolge F wird nun dem Eingang der monostabilen Kippschaltung MFl zugeführt die dadurch für eine Zeit <<·,- gekippt wird, die größer als das Zweifache der Dauer einer halben Periode to der Taktimpulse und kleiner als das Vierfache einer Halbperiode Io ist. Hierdurch wird erreicht, daß der Informationsimpuls in der Impulsfolge Fvon dem Impuls in der Impulsfolge G am Ausgang der rtxinostabilen Kippstufe MFl überlappt wird. Durch die weitere monostabile Kippstufe MF2 werden die Impulse der Impulsfolge G zeitlich verkürzt, so daß sich die Impulsfolge H ergibt. Diese Impulsfolge wird nun auf das UND-Glied U 2 gegeben, dessen zweiter Eingang von der Diode Di beaufschlagt wird. Da das UND-Glied LJ2 nur dann durchschalten kann, wenn sowohl ein Impuls der Impulsfolge FaIs auch ein Impuls der Impulsfolce H vorließt, steht am Ausgang des UND-Gliedes L/2 die Impulsfolge / an, welche die Taktsignale repräsentiert, die vom zentralen Taktgeber ausgesendet wurden. Nimmt man den anderen Ausgang der monostabilen Kippstufe MF2, der mit Hbezeichnet ist, und führt diesen zusammen mit dem Ausgang der Diode Di auf das UND-Glied UX, so steht an dessen Ausgang nur dann ein Signal an. wenn in der Impulsfolge F ein Informationsbit vorhanden ist. Die Folge /der Informationsbits kann einer nicht dargestellten Auswerteeinrichtung zugeführt werden.

Mit der bisher beschriebenen Schaltung ist es somit möglich, die an der Wicklung Wianstehende Impulsfolge in Taktimpulse und Informationsimpulse aufzutrennen, d. h. Signale zu empfangen. Sollen nun Signale gesendet werden, so spielen sich folgende Vorgänge ab. Die Taktimpulse /am Ausgang des UND-Gliedes U2 gelangen auf die monostabile Kippstufe MFA und werden von dieser verzögert. Durch diese Verzögerung wird erreicht, daß am Ausgang des UND-Gliedes L/4 nur solche Impulse anstehen, die in die Lücken der Impulsfolge Ua fallen. Die so verzögerten Impulse werden durch die weitere monostabile Kippstufe MF5 noch einmal um den gleichen Zeitbetrag verzögert, wodurch am Ausgang des UND-Gliedes i/5 ebenfalls nur ein Impuls in den ImpuUtiicken der Impulsfolge U* auftreten kann, der jedoch den Teil der Impulslücke ausfüllt, der von dem von dem UND-Glied UA kommenden Impuls nicht ausgefallt wurde. Wie man aus der F i g. 3 erkennt, schalten die UND-Glieder UA und U 5 erst, wenn zwei weitere Bedingungen erfüllt sind. Zum einen muß von dem Senderegister SReg ein /.-Signal kommen und zum anderen muß die Decodiereinrichtung Dec ein Freigabesignal senden. Die Decodiereinrichtung DeT sendet dann ein Freigabesignal, wenn der Zeitphasenzähler ZPZ, der fortlaufend die Taktimpulse zählt, eine Zählstellung eingenommen hat. die mit der Adresse der jeweiligen Teilnehmerstation übereinstimmt. Hat z. B. die Teilnehmerstation die Adresse 15 und der Zeitphascnzählcr ZPZ zu einem bestimmten Zeitpunkt die Zählerstellung 15 eingenommen, so wird dies von der Decodiereinrichtung Dec erkannt und ein Signal auf die UND-Glieder UA und US gegeben. Mit diesem Signal wird auch das UND-Glied L/3 durchgeschallel, das die zu sendende Information in dem Senderegister SReg, das als Schieberegister ausgebildet sein kann, hierdurch um eine Stellung nach oben verschiebt.

Die monostabile Kippstufe MF3 dient lediglich zur Synchronisation einer Sende/Empfangs-Einrichtung. Zum Zwecke der Synchronisation wird — wie bereits erwähnt — in bestimmten Intervallen von dem zentralen Taktgeber ZT eine Pause in die Impulsfolge eingeschoben. Die m Miostabile Kippstufe MF3 erkennt nun eine solche Pause und schaltet dann, wenn sie vorliegt, den Zeitphasenzähler ZPZin seine OStellung zurück. Hierdurch ist es möglich, evtl. entstandene Fehler auszuschalten.

Wenn nun die zu sendenden Signale an den Ausgängen der UND-Glieder L/4 und US anstehen, so schalten sie die Torschalter TS 4 und TS 5 in der Weise, daß nacheinander Ströme durch die Teile a und b der Wicklung Wi 2 fließen, und zwar jeweils in umgekehrter Richtung. Hierdurch wird erreicht, daß die gesendeten Signale gleichstromfrei sind, weil sie dieselbe Form annehmen wie die vom zentralen Taktgeber ZT abgegebenen Impulse.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Schaltungsanordnung zur Übertragung von Daten zwischen von einer Leitstation gesteuerten Sende/Empfangs-Einrichtungen über eine diese Einrichtungen miteinander verbindende Verbindungsleitung, nach Patent P2355224,1-31, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die Leitstation ein zentraler Taktgeber (ZT) ist, der abweichend vom Hauptpatent nicht eine Sinuswellenfolge auf die Verbindungsleitung gibt, die gleichzeitig zur Synchronisierung dient, sondern der mehrfach nacheinander eine Periode einer Funktion, die aus einer beliebigen Zeitfunktion und einer ebenso langen Pause besteht, auf die Verbindungslcitung (SEL) gibt, wobei zur Synchronisierung der Sende/Empfangs-Einrichtungen in bestimmten Perioden die beliebige Zeitfunktion durch die Pause ersetz» wird,

b) daß in den Sende/Empfangseinrichtungen (SEE 1...SEEn) Sender (Si...Sn) vorgesehen sind, welche die in den Sende/Empfangs-Einrichtungen (SEEi...SEEn) durch eine Verzögerungseinrichtung (VZi... VZn) um eine Periode verzögerte beliebige Zeitfunktion nach Maßgabe der zu sendenden Information auf die Sende/Empfangsleitung (SEQgeben,

c) und daß in den Sende/Empfangseinrichtungen (SEEi. .SEEn) Empfänger (Ei... En) vorgesehen sind, welche die beliebigen Zeitfunktionen des zentralem Taktgebers (ZT) von den phasenverschoben«..! Informationsfunktionen der Sender (Si ...Sn) ti\.inen und entsprechenden Auswerteeinrichtungen zuführen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Datenübertragung verwendeten Zeitfunktionen gleichstromfrei sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Sende/Empfangs-Einrichtungen (SEE 1... SEEn) Zeitphasenzähler (ZPZ) vorgesehen sind, weiche die von dem zentralen Taktgeber (ZT) abgegebenen Takte zählen und bei einer Zählstellung, die der Adresse der jeweiligen Sende/Empfangs-Einrichtung (z. B. SEE 1) entspricht, den Sender (z. B. S I) freigeben.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine monostabile Kippstufe (/WF3) vorgesehen ist, welche den Zeitphasenzähler (ZPZ) zurücksetzt, wenn in der von dem zentralen Taktgeber (ZT) ausgesendeten Impulsfolge eine Synchronisationspause auftritt.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Empfängern (Ei ...En) der Sende/Empfangs-Einrichtungen (SEEi ...SEEn) monostabile Kippstufen (MF I, MF2) vorgesehen sind, mit denen die von dem zentralen Taktgeber (ZT) kommenden Signale von den von anderen Stationen kommenden Informationssignalen getrennt werden können.