DE3438791A1

DE3438791A1 - Seriendaten-austausch- oder -verbindungsanlage

Info

Publication number: DE3438791A1
Application number: DE19843438791
Authority: DE
Inventors: Gary G. Full; Bertram F. Kupersmith; Gregory A. Tucson Ariz. Schienda; Julian H. Shull
Original assignee: Otis Elevator Co
Current assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 1983-10-27
Filing date: 1984-10-23
Publication date: 1985-05-09
Anticipated expiration: 2004-10-24
Also published as: CA1231764A; AU3351184A; FI83578C; HK102988A; FI844073L; GB2149626B; CH675513A5; JPH05347611A; US4622551A; GB2149626A; FI83578B; FR2554295A1; JPH0815271B2; FI844073A0; AU578623B2; JPS60173951A; FR2554295B1; GB8427131D0; DE3438791C2

Description

Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel & Meinig

Otis Elevator Company

F arm ington, Conn ., V . St. A .

3438791 Patentanwälte

European Patent Attorneys Zugelassene Vertreter vor dem Europäischen Patentamt

Dr phi! G Henkel. München DipL-Ing. J. Pfenning, Be^riin Dr. rer nat L Feuer. München Dipl.-Ing W Hänzel, München Dipl -Phys. K. H Meinig Berlin Dr. Ing A. Butenschön,.Berlin Dipl.-Ing. D. Kottmann, München

Möhlstraße 37
D-8000 München 80

Tel: 089/982085-87 Telex: 0529802 hnkld Telegramm, eliipsoid Telefax (Gr. 2+3):
089/981426

OT-523

Seriendaten—Austausch— oder

-Verbindungs anlage

Seriendaten-Austausch- oder -Verbindungs anlage

Die Erfindung bezieht sich auf Signal austauschan-10

lagen und betrifft insbesondere eine Serien(digital) signal- bzw. Seriendaten-Austauschanlage.

Derartige Signal- oder Datenaustauschanlagen sind an sich bekannt. Diese Anlagen unterscheiden sich je

nach Anwendungsart und Art der auszutauschenden Informationen bezüglich Bauplan oder Aufbau, Protokoll, Baud-Rate usw. voneinander. Allen diesen· Anlagen gemeinsam ist jedoch eine Empfindlichkeit für induzierte Störsignale ("Rauschen"), welche die

Signalaustauschgenauigkeit beeinträchtigen können.

In Regel- oder Steuersystem-Datenaustauschanlagen der Art, bei welcher eine Zentralsteuerung die Arbeitsweise von einer oder mehreren ferngesteuerten Vorrichtungen steuert, muß den induzierten Stör-Signalen größte Bedeutung zugemessen werden. Während die herkömmlichen Störsignal-Schutzmaßnahmen, wie Abschirmung der Übertragungsleitungen der Anlage, keine große Störempfindlichkeit gewährleisten, sind sie aufwendig. Wenn zudem die Seriendaten-Austausch-

anlage in vorhandene Konstruktionen eingebaut werden muß, kann sich die Verwendung abgeschirmter Übertragungsleitungen als unpraktisch erweisen.

Bei der Herstellung eines Serien(daten)austausches zwischen einer zentralen Regel- oder Steuerstation

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und einer oder mehreren Fernstationen muß durch den Zentralsteuer-Signalprozessor eine Anzahl von Über-

wachungs- oder Hauptoperationen (overhead operations) 5

durchgeführt werden, um den Datenfluß zu steuern und die Datenintegrität zu überwachen. In einem industriellen Einsatzgebiet (z.B. einer Umgebung mit hohem Störsignalpegel) kann eine Verzerrung des übertragenen Signals durch ümgebungs-Störsignale der bedeutsamste Faktor sein, weil induzierte Störsignale zu fehlerhaften Daten und damit zu falschen Regeloder Steuerbefehlen führen können. Die Notwendigkeit für eine ständige Fehlerprüfung zur Sicherung der Datenintegrität kann folglich eine umfangreichere

..

Regel- oder Steueranlagen-Überwachung (system overhead) bedingen, wofür ein größerer Signalprozessor als der für das Anlagenprotokoll erforderliche benötigt wird. Mit anderen Worten: der Regelsignalprozessor muß größer sein, einfach um neben den

eigentlichen Regelfunktionen auch die Bedürfnisse des Datenaustauschnetzes selbst zu erfüllen.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer

Seriendaten-Austauschanlage zur Verringerung der 25

organisatorischen Ein/Ausgabe-Operation zwischen

einem Zentralstation-Signalprozessor und von der Zentralstation entfernten Ein/Ausgabesignalen. Diese Datenaustauschanlage soll zudem eine hohe Störsignalunempfindlichkeit besitzen, um Seriendatenaustausche 30

hoher Integrität auf industriellen Anwendungsbereichen zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

34 3 37

Eine erfindungsgemäße Seriensignal- oder -daten-Austauschanlage enthalt eine Zentralstationseinheit,

die über eine Signalübertragungs(sammel)schiene 5

(Bus) mit symmetrischer Impedanz an eine oder mehrere Pernstationseinheiten angeschlossen ist und die Signal-Ein/Ausgabestellen aufweist, die auf jede Fernstationseinheit sowie den Signalprozessor einer Anwender-Regel- oder -Steueranlage ansprechen (antworten), wobei jede Fernstationseinheit ähnlich mit Signal-Ein/Ausgabestellen ausgestattet ist, die auf die Zentralstationseinheit sowie eine zugeordnete ferngesteuerte Vorrichtung der Anwender-Regelanlage ansprechen. Erfindungsgemäß weist weiterhin die Übertragungs-Sammelschiene eine Signaldaten-Übertragungsleitung auf, die an jedem Ende mit Tiefpaßfilter-Abschlußnetzen verbunden und auf ihrer Länge an die Signal-Ein/Ausgabestellen der Zentral- und Fernstationseinheiten angeschlossen ist, wobei diese

Abschlußnetze oder -kreise eine symmetrische Impedanzanpassung der Übertragungsleitung an die Ein/Ausgabestellen von Zentral- und Fernstationseinheiten auf der gewählten Signalübertragungsfrequenz gewährleisten und eine Gleichtaktunterdrückung von Signal-

frequenzen über der gewählten Signalubertragungsrate oder -frequenz bewirken. Erfindungsgemäß besteht darüber hinaus die Daten-Übertragungsleitung aus einer unabgeschirmten verdrillten Doppelleitung, die an jedem Ende mit einem Eingang eines zugeordneten

Abschlußnetz-Tiefpaßfilter verbunden ist, dessen andere Seite jeweils mit einer Signal-Massemittelanzapfung des Netzes verbunden ist, wobei die- Leitungen auf ihrer Länge mit einer Differential-Signal-

Eirf/Ausgabestelle an der Zentralstationseinheit und 35

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jeder Ferneinheit verbunden sind, so daß die Übertragungsleitung-Signalinformation an den Ein/Ausgabestellen von Zentraleinheit und Fernstationseinheiten differentiell ausgesandt und empfangen wird. Ferner enthält die Übertragungs-Sammelschiene elektrische Stromverteilerleitungen mit Hoch- und Niedrig ootentialleitungen, die zwischen die Hoch- und Niedrigpotentialausgänge einer zugeordneten Stromversorgung und die entsprechenden elektrischen Stromoder Netzeingänge der Zentral- und Fernstationseinheiten geschaltet sind, -wobei die Niedrigpotentialleitung an die Signalmasse-Mittelanzapfung der Übertragungsleitung-Anschlußkreise angeschlossen ist.

Ferner gewährleistet die Zentralstationseinheit einen synchronen, bidirektionalen Austausch mit jeder Fernstationseinheit in einem Dreizustands-Signalf ormat.

Erfindungsgemäß enthält weiterhin jede Zentral- und Fernstationseinheit eine identische industrielle Betriebsregeleinheit (ICU), die abwechselnd in einem Hauptmodus für die Benutzung der Zentralstation und in einem Nebenstellenmodus (slave mode) für die Be-

nutzung der Fernstation zu arbeiten vermag, wobei jede Betriebsregeleinheit die Differential-Signal-Ein/Ausgabeschnittstelle mit der Signalübertragungs-Sammelschiene verbindet und die Signal-Ein/Ausgabeschnittstelle mit dem betreffenden Anwendersystem-

Signalprozessor oder der ferngesteuerten Vorrichtung beliefert.

Die erfindungsgemäße Datenaustauschanlage kennzeichnet sich durch Signalübertragung mit hoher Störsignalempfindlichkeit unabhängig von der Verwendung

/™\ / O *-\ r~v r\ Λ

34 ο ο Ί όλ

von nicht abgeschirmten Übertragungsleitungen. Dies beruht auf einem Anlagenaufbau (system architecture)

mit einer symmetrischen Übertragungsleitung, die an 5

jedem Ende mit Schmalband-Tiefpaß filternetzen abgeschlossen ist, die eine Impedanzanpassung bei niedriger Signalfrequenz und eine Gleichtaktunterdrükkung bei hoher Signalfrequenz gewährleisten. Auf der Übertragungsleitung wird die Signalinformation zur weiteren Verbesserung der Störsignalunterdrückung an allen Betriebsregeleinheiten differentiell gesendet (übertragen) und empfangen. Zudem ermöglicht die fehlende Abschirmung der Übertragungsleitung Anpassungsfähigkeit beim Einbau der Anlage in vorhandene 15

Konstruktionen bei niedrigeren Eigenkosten für die Anlage.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der

Erfindung anhand der Zeichnung naher erläutert. Es 20

zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer industriellen Seriendaten-Austausch anlage gemäß

der Erfindung,
25

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild einer speziellen Ausgestaltung der Datenaustauschanlage nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Reihe von Wellenformdiagrammen zur Erläuterung der Anlage nach Fig. 2 und

Fig. 4 ein Schaltbild eines bei der Ausführungsform

nach Fig. 2 verwendeten Betriebsregeleinheit-

Moduls.

-Jg-

λλ

Fig. 1 veranschaulicht eine erfindungsgemäße Datenaustauschanlage, die Signalverbindungen oder -aus-

tauschvorgänge zwischen einer Anwendersystem-Zentral-5

steuerung 12 und einer oder mehreren ferngesteuerten Vorrichtungen 14, 16 gewährleistet, die jeweils strichpunktiert eingezeichnet sind.

Die Datenaustauschanlage umfaßt eine zentrale (Haupt-)-10

Datenaustausch-Station 18 mit Ein/Ausgangsleitungen 20 und 22 zur Zentralsteuerung und zu einer Signalaustausch- oder -übertragungs-Sammelschiene 24 mit Doppelfunktion. Wie in Verbindung mit Fig. 2 noch näher beschrieben werden wird, enthält die Sammel-

schiene eine Datenubertragungsschiene mit symmetrischen Abschluß- oder Anschlußnetzen 26, 28 zur Herstellung einer Zeitmultiplexsignal-Verbindung zwischen der Zentralstation und einer oder mehreren Fern(nebensteilen)Stationen 30, 32 sowie eine Strom-

schiene zur Lieferung von Gleichstrom zu allen Stationen. Der Gleichstrom wird der Sammelschiene auf Leitungen 34 von einer Stromversorgung 36 zugeführt. Die Fernstationen 30, 32 sind über Leitungen 38, 40 mit ihren zugeordneten ferngesteuerten Vorrichtungen

14, 16 und über Leitungen 42, 44 mit der Sammelschiene verbunden.

Fig. 2 zeigt die Datenaustauschanlage 10 im einzelnen. Dabei enthält die Sammelschiene Leitungspaare 46A,

46B; 48A, 48B, die zur Vereinfachung des Einbaus in die Konstruktion des Anwendersystems und zur Kostensenkung nicht abgeschirmt sind. Das Leitungspaar 46A, 46B bildet die Datenübertragungs-Sammelschiene und besteht vorzugsweise aus einem verdrillten Leitungspaar. Das Leitungspaar 48A, 48B bildet die

Stromsammeischiene und ist mit den Niedrig- und Hochspannungspotential-Ausgängen der Stromversorgung 34 verbunden. Dieses Leitungspaar liefert Gleichstrom oder -spannung zu Zentral- und Fernstationen sowie ihren zugeordneten ferngesteuerten Vorrichtungen oder Fernvorrichtungen. Das Leitungspaar 48A, 48B kann ebenfalls, braucht aber nicht unbedingt ein verdrilltes Leitungspaar zu sein.

Da jedes Leitungspaar unabgeschirmt und sowohl hochals auch tieffrequenten Umgebungsstörsignalpegeln unterworfen ist, ist das übertragungsleitungspaar

an jedem Ende mit einem Impedanz-Abschlußnetz 26 15

bzw. 28 verbunden, von denen jedes Tiefpaßfilter 50, 52 bzw. 54, 56 aufweist. Die Filter sind an der Seite des hohen Signals jeweils an die betreffenden Enden der Übertragungsleitungen 46A, 36B und an der Seite des niedrigen Signals an die Mittelanzapfung des Netzes angeschlossen. Die an den Niedrigpotentialausgang der Stromversorgung 34 angeschlossene Strom(verteilungs)leitung 48B ist ebenfalls mit der Mittelanzapfung 57 bzw. 58 jedes Anschlußnetzes verbunden. Die Leitung 48B ist an der Mittelanzapfung, d.h. an der Niedrigsignalseite jedes Tiefpaßfilters geerdet, um die Stromrückfluß-Signalstrecke für die Leitungstreiberströme von den verschiedenen Stationen auf der Datenübertragungsleitung zu bilden.

Wie noch näher zu beschreiben sein wird, gewährleisten die Filter eine Niederfrequenz-Impedanzanpassung und eine maximale Hochfrequenz-Gleichtaktunterdrükkung innerhalb der gewählten Datenübertragungsraten

oder -frequenzen (rates). Durch die Erdung der 35

Niedrigsignalseiten der Filter (d.h. der Netz-Mittelan

/. r- Q 7 α ι

4 ^υ / u I

zapfung) wird die kürzeste Störsignal-Rücklaufstrecke geschaffen; die Störsignale höchster Amplitude

liegen dabei auf dem Mittelpunkt der Übertragungs-5

leitung. Demzufolge sind die Filter so gewählt, daß sie eine schmale Übertragungsleitung-Bandbreite und eine starke Gleichtaktunterdrückung für hochfrequente Spannungsübergänge oder -einschwingzustände gewährleisten, die durch Fremdsignalquellen, z.B. Relaisspulen und Induktionsmotore, induziert werden.

Die Zentralstation und die Fernstation enthalten identische industrielle oder Betriebsregeleinheit-Module (ICU), die jeweils in gleicher Weise mit den Übertragungs- und Stromleitungen der Datenübertragungs-Sammelschiene verbunden sind. Diese Module sind entweder in einem Haupt- oder einem Nebenstellen modus programmierbar, abhängig vom jeweiligen Einsatz des betreffenden Moduls in der Zentral- oder 20

einer Fernstation- Das Zentralstation-Hauptmodul 60

nimmt die vier Eingangssignale von der Sammelschiene über Leitungen 22 ab und bildet eine Ein/Ausgabe-Schnittstelle mit dem Zentralsteuerung-Signalprozessor über Leitungen 62 - 65 (in den Leitungen 20 25

nach Fig. 1 enthalten). Auf ähnliche Weise nehmen die Nebenbetriebsregeleinheits-Module 68, 70 der Fernstationen vier Eingangssignale von der Sammelschiene über Leitungen 42, 44 ab und gelangen über

Leitungen 72 - 74 und 76 - 78 (in den Leitungen 38, 30

40 gemäß Fig. 1 enthalten) mit den zugeordneten Fernvorrichtungen in (Schnittstellen-)Verbindung.

Zur Gewährleistung größter Störsignal-Unempfindlichkeit sind die nicht abgeschirmten Übertragungs-35

leitungen 46A, 46B vorzugsweise ein verdrilltes

Leitungspaar eines Querschnitts von 0,20 - 0,86 mm² (18-24 AWG) mit einer charakteristischen Impedanz

von etwa 100 Ohm und einer Kapazität von etwa 5

60 pF/m. Die Strom(verteiler)leitungen 48A, 48B besitzen einen Mindestquerschnitt von etwa 0,50 mm² (20 AWG), wobei dieser Querschnitt von der Leitungslänge abhängt und der kleinste Querschnitt für eine maximale Leitungslänge von 305 m gilt. Die Stromleitung dient zur Lieferung von Strom nur zu nichtinduktiven Gleichspannungs-Lasten an (den) Stationen, und der Strom ist auf einen maximalen Spannungsabfall von 2,0 V (Gleichspannung) auf der Stromrückleitung

beschränkt. Wenn induktive Lasten, große Gleichspan-15

nungs-Lasten oder Wechselspannungs-Lasten durch die Fernstationen gesteuert werden, werden diese durch getrennte (lokale) Stromquellen gespeist, wobei sie von den Fernstation-Modulen (ICU) elektrisch getrennt

sind.
20

Das Austauschanlagen-Protokoll liegt in einem synchronen Halbduplex-Serienleitungsformat vor, wobei das Haupt-Modul (ICU) der Zentralstation bidirektional mit bis zu 60 Neben-Moduleinheiten der Fern-

Stationen in Verbindung tritt. Das Serienleitungs-Protokoll ist in Fig. 3 dargestellt. Das Haupt-{ Betriebsregel-) Modul (ICU) dient zur Übertragung von Daten zu jedem Fernstations-Modul und zum Empfangen von Daten von diesem in aufeinanderfolgenden Sende/-

Empfangszyklen 80 (Fig. 3(a)). Jeder Zyklus enthält ein Synchron(isier)feld 82, gefolgt von 128 Informationsfeldern, die gleichmäßig zwischen einem Sendeintervall 84 (Hauptmodul überträgt zu Neben-Modulen) und einem Empfangsintervall 86 (Haupt-Modul empfangt von den Neben-Modulen) verteilt sind. Jedes

r-j -Λ

-yf-

Informationsfeld ist durch einen Leitungs-Taktimpuls markiert, der mit der Systemtaktfrequenz übertragen

wird. Das Sychronfeld 82 bewirkt einmal pro Zyklus ο

eine Synchronisation zwischen Haupt- und Neben-Modulen. Es enthält zwei Leitungs-Taktintervalle, die wenn sie zu den 128 Informationsfeld-Taktimpulsen addiert sind -130 auf gleiche Abstände verteilte Leitungs-Taktintervalle für jeden Sende/Empfangszyklus erfordern.

Zur Gewährleistung höchster Störsignalunterdrückung sind Systemfrequenz und Baud-Rate auf der niedrigsten Frequenz gewählt, die erforderlich ist, um dem betreffenden Regel- oder Steuerfall zu entsprechen; die Bandbreite ist zum Ausgleich für die nicht abgeschirmte Übertragungsleitung begrenzt. In einer beispielhaften, für die Verwendung in der Fahrstuhlsteueranlage vorgesehenen Ausführungsform, wie sie

in einer Parallelanmeldung (Docket Nr. OT-463) beschrieben ist, beträgt die Sende/Empfangszykluszeit 104 ms, um eine Sende/Empfangsfrequenz (d.h. Abtastzeitfrequenz) von etwa 9,6 Hz zu liefern. Bei insgesamt 130 Taktimpulsen und einer gewählten Zyklus-

zeit von 104 ms beträgt die Leitungs-Taktfrequenz 1250 Hz (Taktperiode = 800 ms). Fig. 3(b) zeigt, daß die 130 Taktimpulse zwei Sychronfeld-Taktimpulse (SI, S2) und 128 Informationsfeld-Taktimpulse enthalten, die gleichmäßig zwischen dem Sendefeld 84

(Taktimpulse 1-64) und dem Empfangsfeld 86 (Taktimpulse 65 - 128) verteilt sind. Tatsächlich fehlen die Synchronfeld-Taktimpulse. Das Sychronfeld selbst ist als das "Totzeif'-Intervall (die fehlenden Taktimpulse S₁, S₀ enthaltend) zwischen dem 128. Taktim-

' ^l

puls eines vorhergehenden Zyklus und dem 1. Impuls

_χ Ab

eines augenblicklichen Zyklus definiert. Für die Zykluszeit von 104 ms beträgt die Totzeit 2300 ms.

Die 64 Informationsfelder in den Sende- und Empfangsintervallen bedienen bis zu einer Höchstzahl von 60 Neben-Betriebsregel-Modulen (ICU). Die erste Gruppe von vier Informationsfeldern in jedem Intervall 88,

90 (Taktimpulse 1 - 4 und 65 - 68) sind für Sonder-10

befehlsinformationen zu den Modulen aller Stationen reserviert, z.B. für Diagnose/Wartungsprüfung oder für die Steuerung etwaiger wahlweiser Einrichtungen, die in die ferngesteuerten Vorrichtungen einbezogen

sein können; die restlichen 64 Informationsfelder 15

sind Datenfelder. Das Haupt-(Betriebsregel-)Modul überträgt die Information(en) zu jedem Neben-Modul in einem zugeordneten Sendeintervall-Datenfeld, und es empfängt Daten von jedem Neben-Modul in einem

entsprechenden Empfangsintervall-Datenfeld. Alle 20

Fernstations-Nebenmodule empfangen und speichern die Befehle der Felder 1 - 4 und 65 - 68 als interne, auf ihren Betrieb bezogene Befehle. Diese Befehle können Ein- oder Ausschaltbefehle für die Neben-

Module (alle Module oder eine ausgewählte Zahl der-25

selben) enthalten oder die Neben-Module anweisen, spezielle Datenmuster in einem Diagnosemodus zu senden, um eine Integritätsprüfung durch die Zentralsteuerung zuzulassen.

Jedes Neben-Modul weist eine zugewiesene Taktzahladresse auf. Die Leitungs-Taktimpulse werden durch die Neben-Module nach jeden Synchronfeld gezählt und dekodiert, um das Vorhandensein einer zugewiesenen Zähladresse zu bestimmen, zu welchem Zeitpunkt das

Betriebsregel-Modul eine Dateneinheit aus der Über-

ο / τ- r> 7 C

O "t ν; U ) u I

AT-

tragungsleitung ausliest oder auf diese aufschreibt. Die Formate für die Informationsfelder, sowohl Sonderbefehlsfelder 88, 90 als auch Datenfelder, sind 5

identisch, wie dies durch das Informationsfeld 92 in

Fig. 3(c) dargestellt ist. Das Feldzeitintervall ist in acht Stufen (states) von 100 ms unterteilt. Die erste Stufe (0 - 100 ms) entspricht dem Taktimpulsintervall 94 und muß eine Mindestbreite von 50 ms 10

besitzen, um gültig zu sein. Die zweite Stufe 95 (100 - 200 ms) ist ein "Totzeif-Intervall, das Ansprechzeittoleranzen und Abtastzeitverzögerungen (Laufzeiten) zwischen dem Feld-Taktimpuls und den

Datenbits berücksichtigt. Die nächsten fünf Stufen 15

96 - 100 (200 - 700 ms) sind fünf Signalbit-Zeitintervalle, von denen die ersten vier (96 - 99) den vier Datenbits D.-D. entsprechen. Die Bitzeit ist der Stufenzeit gleich, bzw. sie entspricht 100 ms

für die gewählte Sende/Empfangszykluszeit von 104 20

ms. Das fünfte Bit ist ein Spezialmerkmalsbit, das von jedem der Neben-Module empfangen und übertragen werden kann. Dieses fünfte Bit wird für spezielle Merkmalsinformation benutzt, die Prüfroutinen, d.h.

Paritätsprüfung, umfassen kann. In bevorzugter Aus-25

führungsform wird das fünfte Bit zur übertragung (to convey) der speziellen Information in 36 der verfügbaren Informationsfelder in jedem Sende- und Empfangsintervall benutzt, d.h. - genauer gesagt - in den

Informationsfeldern 5-40. Die letzte Stufe 101 ist 30

ebenfalls ein Totzeit-Intervall vor dem Beginn des folgenden Datenfelds.

Gemäß Fig. 3 ist das Signaldatenformat ein Dreizustandsformat, d.h. ein bipolares Format. Die Übertragungsleitung gewährleistet eine differentielle

-var-

Dreizustands-Signalübertragung, bei welcher das Signal, zwischen den Übertragungsleitungsadern 46A, 48A gemessen, in einem von drei Zuständen vorliegt. Die Leitung 46A ist die Takteingangsleitung (clock line input) zu den Betriebsregel-Modulen (ICU); die Leitung 46B ist die Dateneingangsleitung (data line input). Die drei differentiellen Zustände oder Stufen sind _ in bezug auf die Potentialdifferenz zwischen Leitungen 46A und 46B gemessen. Wenn die Signalgröße auf der Leitung 46A größer ist als die Summe aus der Signalgröße auf der Leitung 46B plus einer Schwellenwertspannung (^v _th) 104, dann ist der differentielle Zustand gleich einem Leitungs-Taktimpuls (94 in Fig. 3(c)). Wenn die Signalgröße auf der Leitung 46B größer ist als die Summe aus der Größe auf der Leitung 46A plus der gewählten Schwellenwertspannung, wird der Differentialzustandseingang

in Signalbitzeiten 96 - 100 als logische "1" erkannt. 20

Wenn die Differenzgröße zwischen den Leitungen 46A, 46B kleiner ist als der Schwellenwert, wird der differentielle Zustand als Signalbit 102 einer logischen "0" erkannt.

Die ungefähre Daten-Rate für die gewählte Zykluszeit von 104 ms beträgt 10 KBAUD für die vier Datenbits (D1 - D4) und das spezielle fünfte (Prüf-)Bit jedes Informationsfelds. Es ist jedoch zu beachten, daß die erfindungsgemäße Anlage weder auf die angegebene

Baud-Rate noch auf die Bitzahl beschrankt ist. Bei der vorliegenden Austauschanlage können höhere Daten-Raten und/oder größere Informationsbitzahlen gegen maximale Leitungslänge und Erfordernisse bezüglich der Störsignalunempfindlichkeit abgewogen

werden.

ύ H ύ O / Ü

Wie in Fig. 4 schematisch dargestellt ist, umfaßt jedes Betriebsregel-Modul 60 (68, 70) eine Betriebsregeleinheit (ICU) 110 in Verbindung mit der zu beb

schreibenden peripheren Schaltung. Die Datenübertragungsleitungen 46A, 46B sind über Eingangs-Filter 112, 114 zu den Differentialdateneingängen (L_, L₁) des Betriebsregel-Moduls geführt. Die Filter sind typischerweise RC-Netze erster Ordnung mit einer von der (Arbeits-)Geschwindigkeit der Anlage abhängenden Zeitkenstante. Bei der Zykluszeit und den Daten-Raten, wie sie für die beispielhafte Ausführungsform der Fahrstuhlsteueranlage gewählt sind, liegt jede FiI-ter-Zeitkonstante in der Größenordnung von 2,5 ms (typischerweise 5 k-Γλ und 500 pF) , wodurch Gleichtakt-Spannungsübergänge oder -einschwingzustände ohne Beeinträchtigung der Daten-Rate der Anlage begrenzt werden. Die Eingangsleitung zur Betriebsregeleinheit (ICU) ist eine geregelte Gleichspannung

(V ), die durch einen Spannungsregler 115 von der Stromschiene geliefert wird. Beim Spannungsregler handelt es sich um eine an sich bekannte dreipolige Einheit (LM78L08 oder LM317L).

Die Betriebsregeleinheit-Eingangsdaten an den Eingängen L1, L2 werden von Differentialkomparatoren 116, 118 abgenommen, die gemeinsam einen Differentialleitungsempfänger bilden. Die Daten und die Leitungstakt-Schwellenwertspannungen Vth (104 in

Fig. 3(c)), die der Empfänger zum Erfassen eines Taktimpulses am Eingang L„ in bezug auf den Dateneingang L. und zur Erfassung der Datenbits am Eingang L.. in bezug auf den Eingang L- benutzt, sind Differentialspannungen bzw. Spannungsdifferenzen; das

Vorhandensein einer Gleichtakt-Gleichspannung beein-

ο A ο ο / J Ί

-V5-

SO

flußt dabei nicht den Schwellenwert-Sollpunkt. Typischerweise entspricht die Schwellenwertspannung Vth

der Hälfte der Mindestspannungsschwingung auf der 5

Übertragungsleitung (oder des Mindest-Leitungsstroms) (Io_MTN), multipliziert mit der Mindest-Leitungsimpedanz (Z₇. ) , typischerweise 0,5 - 0,6 V. Die Signalausgänge jedes Komparators entsprechen jeweils einer

logischen "0", wenn die Eingangssignale an den Ein-10

gangen L₁ und L~ kleiner sind als die Schwellenwertspannung Vth.

Die Ausgangssignale jedes Komparators werden an

Digitalfilter 120, 122 angelegt. Für die gewählten 15

Anlagen-Daten-Raten sind die Filter bevorzugt Vierbit-Digitalfilter mit einer Abtast- oder Probenrate von 8,9 ms. Die Filter benutzen die besten drei von vier Abtast-Mittelwert(bildungs)algorithmen, bevor

die Filterausgänge ihre Zustände ändern können. Das 20

Ausgangssignal vom Filter 120 für Leitungstakt (L„) wird gleichzeitig einer Adressenwähl/erkennungs-Logikschaltung 124, einer Steuereinheit 126 und über einen Ausgangspuffer 128 dem Seriendatentaktausgang

von der Betriebsregeleinheit (SCLK), die als periphe-25

re Ausrüstung verwendet werden können, zugeliefert.

Die Signaldaten vom Filter 122 (L₁) werden auf einer Leitung 129 einem Seriendateneingang eines Ein/Ausgabe-Schieberegisters 130, d.h. einem Mehrfunktions-Fünfbit-Schieberegister mit Doppel-Reihen:Parallel-

Modus zugeführt. Die auf der Leitung 129 empfangenen Seriendaten werden durch das Register parallel formatiert und der Betriebsregeleinheit-Sammelschiene 132 aufgeprägt, welche das Register 130 mit einem Befehlsregister 134, einem Ausgangsregister 136undder Fünfbit-Ein/Ausgabe-Logikschaltung 138 verbindet.

O ^t- Cj O / J

Letztere dient zum bedarfsweisen Übertragen und Empfangen der fünften (fifth) Bit-Information zu den

bzw. von den zugeordneten Fernvorrichtungen. Das 5

Ein/Ausgabe-Schieberegister 130 ist mit der Logikschaltung 138 über Steuerleitungen 139, 140 verbunden und empfängt die Befehlsinformation von der Steuereinheit 126 auf Leitungen 142. Die Steuereinheit

liefert außerdem Befehlsinformationen zu einer Be-10

triebsregeleinheit-Datenübertragerschaltung 143 (mit UND-Glied 144 und Leitungstreiber 146), zur Logikschaltung 138, zur Betriebsregeleinheit-Haupt/Neben-Logikschaltung 148 und zum Betriebsregeleinheit-Ausgangsregister 136.

In bevorzugter Ausführungsform arbeitet die Steuereinheit sequentiell; sie liefert eine Reihe von geordneten chronologischen Befehlen innerhalb jedes

Informationsfelds. Die Steueralgorithmus-Befehle 20

sind mit einem Steuereinheits-Takt markiert, der

eine höhere Frequenz besitzt als der Leitungsfrequenztakt. Die genaue Steuereinheits-Frequenz ist wählbar; sie hängt von der Zahl der angewandten Folgeschritte ab. Typischerweise liefert die Steuereinheit 25

eine Sequenz oder Folge von 17 Befehlsanweisungen, und die Steuertaktimpulse werden von der Oszillator- und Taktteilerschaltung 152 auf Leitungen 154 mit einer Frequenz in der Größenordnung von 20 kHz bei

der gewählten Zykluszeit von 104 ms geliefert. 30

Im Betrieb der Betriebsregeleinheit (ICU) werden die empfangenen Taktimpulse auf der Leitung 121 durch die Adressenschaltung 124 gezählt und mit der zugewiesenen Betriebsregeleinheit-Adresse verglichen, nämlich nach Programmierung durch den Mehrbit-Adres-

O i ύ O / O I

senschaltungseingang (J,-J ). Der Adresseneingang ist entweder festgelegt (für eine Neben-Betriebsregeleinheit) oder dynamisch (für Haupt-Betriebs-♦

regeleinheit). Der Haupt/Nebenstatus wird durch die Logikschaltung 148 vorgegeben; für eine Haupt-Betriebsregeleinheit in der Zentralstation (18 in Fig. 1) wird der Eingang 150 (SLV) auf eine logische "0" gesetzt, für eine Neben-Betriebsregeleinheit wird der Eingang SLV auf eine logische "1" gesetzt. Für die Haupt-Betriebsregeleinheit der Zentralstation werden die Eingänge J.-J_n über Adressenleitungen 156 zum Signalprozessor der Zentralsteuerung (12 in

Fig. 1) durchgeschaltet, damit letztere die Haupt-15

Betriebsregeleinheit-Adresse ändern kann, so daß damit ein Zugriff zu spezifischen Informations(daten) feldern während des Ein/Ausgabeübergangs möglich ist. In einer Neben-Betriebsregeleinheit können die Adresseneingänge durch Verbindung der einzelnen

um die gewählte Binäradresse zu liefern.

Eingänge mit Signalmasse oder V fest kodiert sein,

Durch Verfolgung der Eingangsadressenzählung differenziert die Betriebsregeleinheit-Adressenerkennungslogik 124 zwischen Betriebsregeleinheit-Lese- und -Schreibzyklen; diese beiden Zyklen sind in Haupt- und Neben-Betriebsregeleinheiten in bezug auf Leitungstaktzählung zueinander umgekehrt. Die Neben-Betriebsregeleinheiten lesen Befehlsinformationen 30

aus der Haupteinheit in den ersten vier Informationsfeldern des Hauptsendeintervalls (84 in Fig. 3) im Anschluß an das Sychronfeld (82 in Fig. 3) aus. Ein fünftes Datenbit (100 in Fig. 3(c)) wird von der Haupt-Betriebsregeleinheit zu den Neben-Betriebs-

regeleinheiten während jedes Informationsfelds des

ά / '-, O 1 C- Ί

O ^- ό ϋ / J ί

Hauptübertragungs- oder -sendeintervalls (84 in Fig. 3) übertragen. Die Neben-Betriebsregeleinheiten

können nach Befehl das fünfte Datenbit der Informa-5 tionsfelder 4 - 40 zu den Ausgängen der Bits der

Ein/Ausgabe-Logikschaltung 138 (T in Fig. 4) verviel fachen. Alle Neben-Betriebsregeleinheiten lesen Hauptdaten in den Hauptsendeintervall-Informationsfeldern 5-64 aus. Die Haupteinheit liest jeden der 10

Datenausgänge der Neben-Betriebsregeleinheiten im Hauptempfangsintervall (86 in Fig. 3) auf Leitungstakten 68 - 128 aus; durch die Nebeneinheiten werden keine Daten in die Adressen 65 - 68 geschrieben, welche die Lesefelder der Haupt-Betriebsregeleinheit 5

für Adressen 1-4 darstellen. Falls die Adressenerkennungsschaltung einen Adressierfehler entdeckt, z.B. mehr als 128 Leitungs-Taktimpulse, werden der Betriebsregeleinheit-Sender oder -Übertrager deaktiviert und ein "Sychronisationsverlust" am

Betriebsregeleinheit-Ausgang (LSYNC) 158 gemeldet.

Dies geschieht sowohl in der Haupt-Betriebsregeleinheit als auch in den Neben-Betriebsregeleinheiten, wobei der Synchronsignalverlustzustand bis zur

Erfassung eines neuen Synchronields andauert. 25

Die Befehlsdateneinheit in den ersten vier Informationsfeldern wird durch das Betriebsregeleinheit-Befehlsregister von der Betriebsregeleinheit-Daten-

(sammel)schiene 132 ausgelesen. Eine Neben-Betriebs-30

regeleinheit nimmt die Befehlsdateneinheit von der Übertragungsleitung 46 über den Reiheneingang des Registers 130 ab; die Haupt-Betriebsregeleinheit empfängt die Befehlsdaten an parallelen Eingängen (I₁ - I) 160 des Registers 130 von Leitungen

^{Ί p}

und von der Anwendersystem-Zentralsteuerung. Die

•-ι / ^ -λ '~; ρ -ι

-^ *-.· »-< W 1f J I

Funktionen jedes Befehlsbits, der vier Datenbits und des speziellen fünften Bits sind auf der Grundlage

der Erfordernisse des Anwendersystems vorgegegen. 5

Mindestens ein Bit (das signifikanteste Bit) wird jedoch für Paritätsanzeigen benutzt.

Neben Befehlseingängen erfaßt die Betriebsregeleinheit (ICU) die zugewiesene Adresse anhandder Takt-

zählung, und sie verriegelt (latches) das Datenfeld von Leitung 129 auf die Daten(sammel)schiene 132. Die von der Neben-Betriebsregeleinheit übertragenen Daten (Hauptempfangsintervall 86 in Fig. 3) sind die Daten, die von der Neben-Betriebsregeleinheit an

Eingängen 160 von den zugeordneten Fernvorrichtungen (14, 16 in Fig. 1) auf Leitungen 162 empfangen werden. Die Daten werden in Bits 1 - 4 des Ein/Ausgaberegisters 130 während des Hauptsendeintervalls 84 (Fig. 3) verriegelt. Das fünfte Datenbit (falls

vorhanden) wird von der Ein/Ausgabe-Logikschaltung 138 für das fünfte Bit geladen. An der Neben-Betriebsregeleinheit verschiebt das Sendeadressenzustands-Register 130 die Fünfbit-Information seriell über die Leitung 132 zum UND-Glied 144, welches den

■ Leitungstreiber 146 des Betriebsregeleinheit-Übertragers 143 steuert. Die Steuereinheit 126 liefert auf Leitungen 142 ein Torelement-Freigabesignal, so daß eine Dateneinheit entsprechend einer logischen "1" den Leitungstreiber 146 durchschaltet und ein

logisches Signal "0" ihn sperrt. Die Betriebsregeleinheit-Daten werden über den Betriebsregeleinheit-Ausgang (XMT) 164 und eine Leitdiode 166 zur Übertragungsleitung 46B übertragen. Die Diode 166 läßt

während der Übertragung von logischen Signalen "1" 35

O H- ·~> O /

den Betriebsregeleinheit/"Source"-Strom zur Übertragungsleitung durch, verhindert aber ein "Absinken"

des Stroms, wenn die Übertragungsleitung stärker 5

positiv ist als der Ausgang XMT. Hierdurch wird ein Verriegelungs- oder Latch-Up-Effekt der Betriebsregeleinheit verhindert.

Die Betriebsregeleinheit-Datenübertragung ist in bezug auf Masse, z.B. Leitung 46B, unsymmetrisch. Die Abschlußnetze bilden daher einen einheitlichen Teil des Betriebsregeleinheit-Übertragers, so daß eine Masse-Rückführstrecke für die Source-Ströme entsprechend einer logischen "1" auf der Leitung gebildet wird. Der Betriebsregeleinheit-Leitungsempfänger (Komparatoren 116, 118) ist differentiell, so daß die Empfänger die Gleichtakt-Störsignalunterdrückung gewährleisten.

Das Verriegeln (latching) der Daten an den Eingängen 160, das Verschieben der Übertragungsleitungsdaten vom Filter 122 zum Ein/Ausgaberegister 130 und das Verschieben aller Daten vom Register 130 zur Datenschiene 132 erfolgen nach Folgebefehlen von der Steuereinheit 126. Ahnlich läßt die Steuereinheit das Ausgangsregister 136 das Register 130 in einem Reiheneingang/Parallelausgang-Modus benutzen, um die Übertragungsleitungsdaten von der Leitung 129 zur

Betriebsregeleinheit-Datenschiene 132 zu verschieben. 30

Vier Datenbits werden von der Sammelschiene als Betriebsregeleinheit-Ausgänge O₁-Op (LSB - MSB) in die Ausgangsverriegelungsstufe (output latch) parallel geladen. Das fünfte Datenbit wird über die Ein/Ausgabe-Logikschaltung 138 in jedem der Hauptempfangs-

intervall-Informationsfeider zum Ausgang Τ_φ 167 der

/-> / <-■ -s ϊ-? rs

Ο4ΰο/ΰ

slab

Haupt-Betriebsregeleinheit und auf Befehl in Feldern 4-20 des Hauptsendeintervalls zum Ausgang T_T der Neben-Betriebsregeleinheiten geliefert. Die Betriebs regeleinheit-Ausgangsdatenbits (O. - O ) werden über Leitungstreiber 168 - 170 zu Ein/Ausgabeleitungen (73, 77) zur zugeordneten Anwendersystem-Ausrüstung (z.B. Zentralsteuerung oder Fernvorrichtungen) geliefert .

Die peripheren Elemente der Neben-Betriebsregeleinheit umfassen einen Quarz (XTL) 172, der zwischen den Eingang (XTL) 174 des Betriebsregeleinheit-Oszillators 152 und die Leitung 176 zur geregelten Spannung V geschaltet ist. Der Quarz liefert typischerweise ein Signal von 3,58 MHz zum Oszillator. Der XTL-Eingang 174 der Haupt-Betriebsregeleinheit ist mit dem Leitungstakt-Treiberausgang der Ein/Ausgabe-Schnittstelle mit der Zentralsteuerschaltung

. ,

verbunden.

Die Komparatoren 116, 118 des Betriebsregeleinheit-Leitungsempfängers sind durch ein Gleichspannungssignal vom V -Eingang 178 negativ, d.h. in Sperrrichtung vorgespannt. Die Vorspannung wird -auf der Leitung 180 von der V^-Ladungspumpe 182 geliefert.

XTL

Die Ladungspumpe, die auch an eine —j— -Signalfrequenz vom Betriebsregeleinheit-Oszillator 152 am BIAS-Ausgang 184 angeschlossen ist, enthält einen

Reihen-Kondensator 186, der über zwei entgegengesetzt gepolte parellele Dioden 187, 188 mit gegenüberliegenden Seiten eines zweiten Kondensators 189 verbunden ist. Die Diode 188 und der Kondensator liegen an Signalmasse. Die Kondensatoren (jeweils etwa 0,01 uF) bewirken in Kombination mit den Dioden

Q /oq 7 η ι

ο M- v^ O / ο ι

das Invertieren und Gleichrichten des Vorspannungsausgangs (BIAS) von 1,78 MHz, um jeden Komparator

mit einer Gleichspannung von etwa -6,0 V, 1,0 mA zu 5

beschicken. Diese negative Vorspannung vergrößert den negativen Gleichtaktbereich des Komparators, um die Komparatoreingänge nominell auf einen Mittelwert zu setzen und einen optimalen Gleichtaktbereich für die differentiellen Eingangssignale auf den Übertragungsleitungen 46A, 46B zu liefern.

Bei einer Seriendaten-Austauschanlage der beschriebenen Art bestehen drei Hauptursachen für Rauschabstands-

verschlechterung, nämlich 1. Signaldämpfung aufgrund 15

der Länge der übertragungsleitung (maximal 305 m),

2. Signalreflexionen aufgrund fehl angepaßter Impedanzen (sowohl charakteristische oder Eigen-Leitungsimpedanz und Ein/Ausgangsimpedanz der Betriebsregeleinheit) und 3. Gleichtakt-Störsignal oder -Rau-

sehen wegen des Fehlens einer Abschirmung der Übertragungsleitung. Bei der vorliegenden Anlage ist das verdrillte Übertragungsleitungspaar bevorzugt verdrillt, um einfacheren Einbau und niedrigere parasitäre Kapazität zu gewährleisten. Im Fall von Lei-

tungsquerschnitten von 0,20 - 0,86 mm² variiert die charakteristische Impedanz (Wellenwiderstand) zwischen 90 und 120 Sk pro 305 m Länge. Bei Daten-Raten von 10 Kilobaud liegt die Signaldämpfung in der

Größenordnung von 0,25 dB/30,5 m bzw. von 2,5 dB bei 30

einer übertragungsleitung von 305 m Länge. Ein am einen Ende einer Leitung von 305 m Länge übertragenes logisches Signal "1" von 2,5 V kommt - unter Vernachlässigung von Signalreflexionen - mit einer

Größe von 1,87 V am anderen Ende an. Die Auswirkung 35

-2T-

ist vernachlässigbar, und bei zweckmäßiger Wahl der Schwellenwertpegel V , hat die Leitungsdämpfungs-

wirkung keinen Einfluß auf die Datenübertragung bzw. 5

den Datenaustausch.

Signalreflexionen aufgrund von Lastfehlanpassung zwischen Betriebsregeleinheit-Fernstationen (oder

aufgrund vonFernstations-Leitungsanzapfungen von der 10

Übertragungsleitung) werden durch die Anschluß- oder Abschlußnetze an jedem Ende der übertragungsleitung gedämpft. Die Abschlußnetz-Impedanz wird der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung Zo (bestimmt durch den Leitungsquerschnitt) gleich ein-

gestellt. Die Ubertragungsleitungs-Lastimpedanz Z

i_l

ist die Parellelkombination der Abschlußnetz-Impedanz und der Eingangs/Ausgangsimpedanzen aller an die Leitung angeschlossenen Betriebsregeleinheiten. Letztere sind vorzugsweise komplementäre Metalloxid-

Halbleitervorrichtungen in integrierter Schaltkreisbauweise. Die Betriebsregeleinheit-Eingangsimpedanz (Betriebsregeleinheit-Leitungsempfänger) liegt in der Größenordnung von 100 kiT-,während die Betriebsregeleinheit Ausgangsimpedanz (Dreizustands-Leitungstreiber 146; Fig. 4) in der Größe von 5 M-Q- liegt. Bei einer Höchstzahl von 60 Fernstationen beträgt die äquivalente Ein/Ausgangsimpedanz etwa 800&- . Dieser Wert, parallel zur Abschlußnetz-Impedanz (entsprechend der charakteristischen Impedanz Zo der Leitung,

z.B. etwa 100-TL), resultiert in einer Lastimpedanz von etwa 88,4 SL . Der Leitungsreflexions-Koeffi-

z_L-z₀

zient entspricht ρ = , mit ZL = Lastimpe-

²L⁺²O
danz (88,4 J~i- ) und Z_ = charakteristische Leitungs-

j 4 ο ο / -j i

impedanz (100J2. ), d.h. £ = 0,062. Im Fall eines am einen Ende der Leitung eingespeisten Impulses von

2,5 V werden 0,16 V zur sendenden Betriebsregelein-5

heit zurückreflektiert, während 2,34 V den Endpunkt erreichen. Der Reflexionskoeffizient ist vernachlässigbar und kann ebenfalls durch entsprechende Wahl der Betriebsregeleinheit-Schwellenwertspannungen (V_m„) berücksichtigt werden.
^TH

Signalreflexionen aufgrund von Fernstationsanzapfungen von der Übertragungsleitung sind ebenfalls vernachlässigbar, weil 1. die charakteristische

Impedanz der Stations-Anzapfung dieselbe ist wie die 15

der Haupt-Übertragungsleitung, 2. das verdrillte Leitungspaar-Kabel für Kabellängen von mehr als einer Viertel Wellenlänge nicht aufgedreht ist oder wird und 3. die Anzapfungslängen typischerweise um drei Größenordnungen kleiner sind als eine Viertel-

wellenlänge.

Gleichtakt-Störspannungsquellen können aus Signalen, die dicht neben der Übertragungsleitung laufen, z.B. von der Stromverteilerleitung, oder anderen, dem

Anwendersystem zugeordneten Steuerspannungssignalen bestehen. Störsignalguellen können auch Leuchtstofflampen oder Eletromotoren sein. Im Fall von 60 Hz-Störsignalquellen begrenzen die Übertragungsleitung-Abschlußnetze und die Eingangs-RC-Filter an jedem

Betriebsregeleinheit-Leitungsempfänger die Gleichtaktspannungen auf etwa 1 mV. Bei Stör(signal)quellen höherer Frequenzen, wie Motoren oder Relais, die ein Breitband-Störsignalspektrum von bis zu 5 - 10 MHz erzeugen, erscheint ein bedeutend höherer Gleichtakt-

Storsignalpegel an den Betriebsregeleinheit-Ein-

■■■ - ■ ö 4 ο ο ι υ I

gangen. Bei z.B. einem kapazitiv angekoppelten Störsignal von 10 MHz kann das Gleichtakt-Spannungssignal

bei einer Störsignalamplitude von 300 V bis zu 290 V 5

reichen, wenn die Leitungsdämpfung vernachlässigt wird. In der Praxis ist die Größe dieser hochfrequenten Gleichtaktsignale wesentlich geringer, und zwar aufgrund von Effekten zweiter Ordnung, die

durch nicht-lineare Vorgänge in der Störsignalquelle 10

selbst hervorgerufen werden. Zudem verringern Ubertragungsleitungs-Signaldämpfungen die hochfrequenten Gleichtaktsignale erheblich, so daß ihre Gleichtaktamplitude auf einige wenige Volt gegenüber mehreren Volt begrenzt ist. Schließlich besitzen die im Be-

triebsregeIeinheit-Leitungsempfanger verwendeten Differential-Komparatoren Gleichtakt-Unterdrückungsverhältnisse (CMRR) in der Größenordnung von 60 db, so daß das erfaßte (perceived) Gleichtaktsignal von den Hochfrequenzquellen auf den Millivolt-Pegel

reduziert wird.

Wie erwähnt, sind die Haupt-Betriebsregeleinheit der Zentralstation und die Neben-Betriebsregeleinheiten der Pernstationen jeweils über Anschlüsse mit einer Länge von einem Viertel der Wellenlänge oder weniger von der Übertragungsleitung 46 abgezweigt, wodurch Signalreflexionen zur Übertragungsleitung zurück begrenzt werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform die Zentralstation mit der Haupt-Betriebsregel-

einheit an das eine Ende der Übertragungsleitung angeschlossen, während die Betriebsregeleinheiten der Fernstationen über die Länge der Übertragungsleitung zwischen der Haupt-Betriebsregeleinheit und dem entfernten Abschlußnetz verteilt sind. Bei dieser Ausführungsform ermöglicht die Anordnung der

3433701

-26-

3Λ

Haupt-Betriebsregeleinheit dich an einem Leitungs-Abschlußnetz deren Anschluß mittels einer einfachen

Viertelwellen-Anzapfung oder -Abzweigung. Ersicht-5

licherweise braucht die Haupt-Betriebsregeleinheit nicht unbedingt an das eine Ende der übertragungsleitung angeschlossen zu sein. Falls sie jedoch an eine andere Stelle als ein Ende der Übertragungsleitung angeschlossen ist, benötigt die Haupt-Betriebsregeleinheit selbst ein Abschlußnetz zusätzlich zu den mit den Enden der Übertragungsleitung verbundenen Abschlußnetzen.

Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern zahlreichen Änderungen und Abwandlungen zugänglich.

Claims

Patentansprüche

Seriendaten-Austausch- oder Verbindungsanlage für

bidirektionalen Seriendatenaustausch zwischen 10

einer zentralen Steuerstation und einer oder mehreren Fernstationsvorrichtungen eines Anwendersystems, gekennzeichnet durch

eine Zentralstationseinheit mit Signal-Ein/Ausgabestellen zur Abnahme von Informationen von der An-15

wendersystem-Zentralsteuerung sowie zur Übermittlung von Informationen zu dieser und mit einer Sammelschienen-Signalstelle für die Übermittlung und den Empfang von Informationen zu bzw. von jeder Fernstation,

jeweils einer ferngesteuerten Vorrichtung zugeordnete Fernstationseinheiten mit jeweils einer Signal-Ein/Ausgabestelle zum Übermitteln von Informationen sowie zum Empfangen von Informationen

zu der bzw. von der zugeordneten ferngesteuerten 25

Vorrichtung und mit jeweils einer Sammelschienen-Signalstelle für die Übermittlung und den Empfang von Informationen zur bzw. von der Zentralstationseinheit ,

eine Signal(sammel)Schieneneinrichtung, die 30

zwischen ihren Enden eine charakteristische Impedanz besitzt und die zwischen diesen Enden an die Sammelschienen-Signalstellen der Zentralstationseinheit und jeder der Fernstationseinheiten angeschlossen ist, um dazwischen eine Signalaustausch-

strecke festzulegen, und

·-· -■ *■ ■ - 3433791

Signal-Anschluß- oder -Abschlußnetze, die jeweils mit einem Ende der Signalschiene verbunden sind

und die jeweils eine Signalimpedanzgröße prak-5

tisch entsprechend der charakteristischen Impedanz der Signalschiene besitzen.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Signal(sammel)schieneneinrichtung eine ..

Übertragungsleitung mit zwei Leitern umfaßt, die jeweils eine charakteristische Leitungsimpedanz besitzen und die jeweils an jedem Ende mit einem zugeordneten Abschlußnetz verbunden sind, und daß die Abschlußnetze jeweils doppelte (zwei) Tief-

paß(freguenz)filter aufweisen, von denen jedes eine Signalimpedanzgröße praktisch entsprechend der charakteristischen Leiterimpedanz besitzt und zwischen ein Ende eines zugeordneten Übertragungsleitung-Leiters und eine Signalmasse-Mittelanzap-

fung des Abschlußnetes geschaltet ist.
3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsleitung ein nicht abgeschirmtes, verdrilltes Leitungspaar aufweist.
4. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsleitung-Leiter jeweils aus Drähten eines Querschnitts von 0,20 - 0,86 mm² (wire sizes of 18 to 24 AWG) bestehen.
5. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsleitung-Leiter jeweils verlitzte Drahtleiter sind.

J 4 o ö / ΰ Ι

— 3 —
6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Zentralstationseinheit und die Fernstationseinheiten jeweils einen elektrischen Stromeingangsanschluß zur Beschickung mit der für ihren Betrieb nötigen elektrischen Energie aufweisen und daß die Signal(sammel)schiene weiterhin eine elektrische Stromverteilerleitung mit Hochpotential- und Niedrigpotentialleitungen umfaßt, die jeweils elektrische Energie eines hohen bzw. niedrigen Potentials von einer externen Spannungssignalquelle abzunehmen vermögen und die jeweils zwischen ihren Enden mit den Stromeingangsanschlüssen der Zentral- und Fernstationseinheiten, 15

um diesen elektrische Energie zuzuführen, verbunden sind.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Niedrigpotentialleitung der Stromver-

teilerleitung weiterhin mit den Signalmasse-Mittelanzapfungen jedes Abschlußnetzes verbunden ist, um eine Stromrückflußstrecke von der Übertragungsleitung zur externen Spannungssignalquelle zu bilden.
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralstationseinheit und die Fernstationseinheiten jeweils Signal-Tiefpaß(frequenz)-filtermittel, von denen je eines für jeden der

Ubertragungsleitung-Doppelleiter vorgesehen ist und die jeweils mit dem Sammelschienen-Signalanschluß verbunden sind, um auf dem zugeordneten Übertragungsleitung-Leiter auftretende hochfrequente Gleichtakt-Spannungssignale zu dämpfen und (damit) frequenzgefilterte Ausgangssignale zu liefern,

4θύ /3 I -4-

zum Ansprechen auf den Stromeingangsanschluß geschaltete Spannungsregeleinrichtungen zur Lieferung

eines Spannungssignals geregelter Amplitude in 5

Abhängigkeit von der anliegenden elektrischen Energie und eine Verbindungs- oder Austauscheinheitseinrichtung, die an ihrem Dateneingang auf die gefilterten Ausgangssignale und an einem anderen Eingang auf

die Spannungsregeleinrichtungen anspricht und

welche die Signal-Ein/Ausgabestellen enthält, zwecks Steuerung des Austausches der Signalinformation(en) zwischen den Signal-Ein/Ausgabestellen, aufweisen. 15
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungs- oder Austauscheinrichtung jeweils für eines der Signal-Tiefpaßfiltermittel vorgesehene Digitalsignalfiltermittel zur digita-

len Störsignalfilterung jedes der freguenzgefilterten Signale vor dessen Anlegung an die Signal-Ein/Ausgabestelle aufweist.