DE2422958B2 - Schaltungsanordnung zur potentialfreien Übertragung von Binärsignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur potentialfreien Übertragung von Binärsignalen mit einem Übertrager, dessen Primärwicklung die Binärsignale zugeführt werden und dessen Sekundärwicklung an eine Logikschaltung angeschlossen ist.

Für die galvanisch getrennte Übertragung von binären Signalen werden im wesentlichen zwei Methoden angewendet. Bei der einen Methode werden die Signale auf optischem Wege übertragen, wozu häufig auf der Senderseite eine Licht emittierende Diode gewählt wird. Deren Lichtfluß wird von den zu übertragenden Signalen gesteuert und trifft auf einen Phototransistor als Empfänger. Die Anordnung einer Leuchtdiode mit einem Phototransistor ist als Bauteil marktüblich und für Isolationsspannungen in der Größenordnung Kilovolt ausgelegt. Nachteilig ist, daß die zur Lichterzeugung verwendeten Leuchtdioden einen vergleichsweise sehr hohen Betriebsstrom bei einer sehr ungünstigen Spannung benötigen.

Die zweite Methode, Binärsignale potentialfrei zu übertragen, verwendet die magnetische Kopplung mit Impuls-Transformatoren. Dabei werden die zu übertragenden Binärsignale der Primärseite des Transformators zugeführt. Handelt es sich um Signale mit rechteckförmigem Kurvenverlauf, dann werden in der Sekundärseite des Transformators Impulse induziert, die in Abhängigkeit von den Transformatorkennwerten mit einer Dachschräge behaftet sind. Das bedeutet, daß Singale nur bis zu einer gewissen Dauer ohne Unterschreitung ihrer Logikpegel übertragen werden können. Wird die Signaldauer zu groß gemacht, so sinkt die Sekundärspannung unter den Logikpegel ab und die nächste Rückflanke des Signals schwingt um den abgesunkenen Betrag in entgegengesetzter Richtung über. Außer diesen die Übertragungszeit begrenzenden Eigenschaiten sind für die Aussteuerung des Impuls-Transformators relativ hohe Ströme aufzuwenden.

Aus der US-PS 3 760198 ist eine Schaltung zur potentialfreien Übertragung von Signalimpulsen mit einem Übertrager bekannt, bei der die Ausgänge zweier NAND-Gatter mit der Primärwicklung des Übertragers verbunden sind. Der zu übertragende Puls öffnet beide Gatter, so daß an den beiden anderen Gattereingängen eingespeiste synchrone Taktimpulse entgegengesetzter Polarität einen Wechselstromfluß in der Primärwicklung erzeugen, dessen Frequenz der Taktfrequenz entspricht. Unter der Voraussetzung, daß die Pulsdauer der Taktimpulse klein im Vergleich zur Dauer des zu übertragenden Pulses ist, wird in der Sekundärwicklung eine Wechselspannung gleicher Taktfrequenz induziert. Um aus der Wechselspannung eine dem Eingangsimpuls entsprechende Ausgangsspanming zu gewinnen, ist ein Vollweggleich-

richter vorgesehen, der die zwischen der Mittelanzapfung und dem jeweiligen Wicklungsteil der Sekundärwicklung induzierten Spannungsanteil gleichrichtet. Aus der DE-OS 2121592 ist eine Schaltungsanordnung zur potentialfreien Übertragung von längen-

modulierten Gleichspannungssignalen mit einem UND-Gatter bekannt, bei der Gleichspannungssignale an dem einen Eingang und die Impulse eines Generators an dem anderen Eingang des UND-Gatters gelegt sind. Dessen Ausgang ist über eine Impuls-

übertrager an eine Gleichrichterschaltung angeschlossen. Bei einer Schaltungsvariante weist der Impulsübertrager eine Gegentaktsekundärwicklung auf, dei en Enden an zwei Eingängen eines NOR-Gatters liegen, wobei das Gatter als gleichrichtendes EIement dient.

Diese beiden bekannten Schaltungsanordnungen sind zur Übertragung von pulsförmigen Signalen auch längerer Dauer geeignet. Sie haben jedoch den Nachteil, daß ein Taktgeber benötigt wird. Eine korrekte

so Signalübertragung erfolgt nur unter der Bedingung, daß die Dauer der Taktimpulse stets kürzer ist als die Signaldauer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur potentialfreien Übertra-

J¹J gung von Binärsignalen anzugeben, die ohne Verwendung eines Hilfstaktgebers zur Übertragung von Signalen beliebiger Länge geeignet ist.

Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch gekennzeichneten Merkmale erfindungsgemäß gelöst.

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

In der Zeichnung ist mit 1 ein Übertrager bezeichnet, dessen Primärwicklung 2 das zu übertragende Bi-

■r> närsignal zugeführt ist. Seine Sekundärwicklung 3 ist mit den beiden Steuereingängen 5 und 6 eines bistabilen Schaltelementes 4 verbunden, dessen Ausgangsklemme 9 das Binäisignal potentialfrei entnommen werden kann. Das bistabile Schaltelement besteht vorzugsweise aus zwei Invertern 7 und 8. Zwischen dem Ausgang 5 des ersten Inverters 7 und dem Eingang 6 des zweiten Inverters 8 liegt die Sekundärwicklung 3 des Übertragers. Die beiden Inverter zeigen ein bistabiles Kippverhalten, da das am Ausgang 9 des zweiten Inverters 8 anliegende Signal über die Leitung 11 elektrisch auf den Eingang 10 des ersten Inverters 7 mitgekoppelt ist.

Liegt an der Primärseite des Übertragers ein impulsförmig verlaufendes Signal beliebiger Dauer an,

bo dann wird in der Sekundärwicklung jedesmal ein Impuls induziert, wenn sich der Pegel des Eingangssignals ändert. Jeder in der Sekundärwicklung induzierte Impuls überlagert sich dem Pegel am Eingang 5, 6 der Kippschaltung, die dadurch einen der Summe

h5 der Pegel zugeordneten Kippzustand einnimmt und über beliebig lange Zeit speichert. Die Kippschaltung wechselt ihren Zustand von der einen in die andere stabile Lage erst, wenn das Binärsignal seinen Logik-

3 4

indert. Für die Aufrechterhaltung des Logikpegels am Aus-Schaltungsanordnung nach der Erfindung be- gang 9 sorgt allein die Kippschaltung 4. Da die vorgeim Vergleich zu einem einfachen Impulsüber- schlagene Anordnung nur auf die Pegeländerungen weniger Leistung zur Aussteuerung, denn dem des Eingangssignals reagiert, kann das Eingangssignal gssignal wird nur dann Leistung entnommen, > kapazitiv an die Primärwicklung des Übertragers an- :ine Änderung seines Logikpegels auftritt. Im gekoppelt werden, zum Beispiel über einen Kondeniistand nimmt die Schaltung keinen Strom auf. _Sator 12, wie in der Zeichnung dargestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur potentialfreien Übertragung von Binärsignalen mit einem Übertrager, dessen Primärwicklung die Binärsignale zugeführt werden und dessen Sekundärwicklung an eine Logikschaltung angeschlossen ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale

   a) die Logikschaltung ist ein aus zwei Invertern (7, 8) gebildetes bistabiles Schaltelement,

   b) der Ausgang (5) des ersten Inverters (7) ist über die Sekundärwicklung (3) mit dem Eingang (6) des zweiten Inverters (8) verbunden,

   c) ain Ausgang (9) des zweiten Inverters, der mit dem Eingang (10) des ersten Inverters verbunden ist, sind die übertragenen Signale abnehmbar.