專利名稱：為母線系統(tǒng)產(chǎn)生交流電壓信息的方法和實施該方法的發(fā)送級的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在母線系統(tǒng)，尤其是歐洲計算站母線協(xié)會(EIBA)的母線的用戶站中產(chǎn)生比特信息的方法，有關(guān)具體內(nèi)容見權(quán)利要求1的前序部分。本發(fā)明另外涉及用于實施本方法的母線系統(tǒng)用戶站收發(fā)信機(jī)的發(fā)送級，有關(guān)具體內(nèi)容見權(quán)利要求2的前序部分。
作為比特信息的基本對稱的交流電壓信息疊加在母線直流電壓上，其中在電感負(fù)載下分別在一激活脈沖中提取出一根導(dǎo)線的直流電壓電位，抵消另一根導(dǎo)線的電位，接著形成一平衡脈沖以便進(jìn)行能量回收。這種母線耦合器是已知的(EP-B-0365696、E-B-0379901、EP-B-0379902)。這種母線耦合器通常與傳送器配合，其中在電感負(fù)載下分別在一激活脈沖中提取一根導(dǎo)線的直流電壓電位，抵消另一根導(dǎo)線的電位。在歐洲計算站母線收發(fā)信機(jī)的發(fā)送級中在母線上產(chǎn)生這樣一種比特脈沖，使振幅約為7伏的激活脈沖與約24伏的母線直流電壓相疊加(EP-B-0365696)。其中變換比約為3∶1。
本發(fā)明的目的在于提出一種不用傳送器也能實現(xiàn)的一種方法和一種發(fā)送級。
本發(fā)明的目的根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法得以實現(xiàn)。在此具有一比特頻率的比特信息的激活脈沖是由較高頻率的單個脈沖構(gòu)成的。有益的是采用一與比特順序頻率相比非常高的頻率，從而可以將傳送器縮減成一個扼流圈形式的非常小的電感。
用于實施本方法的母線系統(tǒng)用戶站的收發(fā)信機(jī)的發(fā)送級根據(jù)權(quán)利要求2進(jìn)行工作，該發(fā)送級帶有一個用于產(chǎn)生其頻率高于比特順序頻率的單個脈沖的信號發(fā)生器。單個脈沖的頻率宜大大高于比特順序頻率。其中由高頻率的電流脈沖在開關(guān)電源部分中及在發(fā)送三極管上對激活脈沖期間的壓降脈動式地，但基本矩形地進(jìn)行模擬，其中單個脈沖的頻率越高，模擬得越精確。在此可以用一個形式為高頻上升調(diào)節(jié)器的信號發(fā)生器進(jìn)行工作，有關(guān)其細(xì)節(jié)見權(quán)利要求3。在此，能量回收根據(jù)上升開關(guān)調(diào)節(jié)器的原理加以實現(xiàn)。但比上升開關(guān)調(diào)節(jié)器的設(shè)計有所改動，該調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的不是輸出電壓，而是輸入電壓的壓降，即激活脈沖的振幅。與通常的上升開關(guān)調(diào)節(jié)器相比，在此輸入電容可減低到接近零或甚至到零。由于對母線不應(yīng)電容加載，故此點尤為有益。
從屬權(quán)利要求4至8涉及的是有益的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。由此可以將根據(jù)權(quán)利要求9的發(fā)送級電路作為集成電路的一部分加以實現(xiàn)。
下面將對照在附圖中粗略表述的實施例詳細(xì)說明本發(fā)明，其中

圖1為發(fā)送級電路圖；圖2為激活脈沖期內(nèi)的發(fā)送開關(guān)管中的電流特性曲線；圖3上部的曲線示出被激活脈沖疊加的母線電壓并且其下部示出被激活脈沖疊加的母線電流及隨后的能量回收。
圖1的發(fā)送級采用端子1和2接在雙線母線上，對此可以并聯(lián)連接其它的用戶站。在發(fā)送級的端子3、4上可接有機(jī)載電源及輔助電壓源。發(fā)送級具有一帶一發(fā)送開關(guān)管，例如發(fā)送三開關(guān)極管6的開關(guān)電源部分5。開關(guān)電源部分5與一脈沖寬度調(diào)制器7連接，在調(diào)制器7上接有一振蕩器8，該振蕩器宜調(diào)諧到所需要的發(fā)送三極管6的開關(guān)頻率上。
發(fā)送電路工作方式如下在端子1、2上加有母線直流電壓，信息比特脈沖疊加在該直流電壓上。在發(fā)送三極管6導(dǎo)通時，在扼流圈9上加有全部母線直流電壓。根據(jù)推進(jìn)的母線直流電壓和扼流圈9的電感，電流開始迅速增大，其中在端子1和2上的電流引起一相應(yīng)的壓降。當(dāng)由振蕩器以振蕩頻率預(yù)給定的周期結(jié)束時，發(fā)送開關(guān)管6載止并且在扼流圈內(nèi)存儲的能量流入電容器10。在能量回收時分配給各個電流脈沖的能量逐步對電容器10充電。
發(fā)送開關(guān)管6對發(fā)送級順利的工作是十分必要的。它應(yīng)以很高的頻率不需要付出較大的能量損耗實現(xiàn)精確的控制。因此在發(fā)送三級管上應(yīng)避免飽和，并且應(yīng)對其實現(xiàn)低阻導(dǎo)通或截止控制。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)計，根據(jù)權(quán)利要求4的發(fā)送三極管6的激勵電路為推挽級，在該推挽級中，當(dāng)發(fā)送三極管6的集電極電壓低于特定電壓時，兩個串接在一起并且推挽式連接的三極管11和12中的三極管12尤其是根據(jù)權(quán)利要求5通過二極管13被截止。與通常的上升調(diào)節(jié)器相比，要指出的是，調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)并不象通常那樣是輸出電壓，而是激活脈沖的振幅。令人意外的是采用此方式可以保證對矩形脈沖信息的非常精確的模擬。
發(fā)送三極管6的激勵電路宜按照圖1加以實施。
作為控制極的發(fā)送三極管6的基極連接在以推挽方式工作并且串接設(shè)置的三極管11和12之間。以推挽方式工作的三極管11和12的控制極，即基級分別接在三極管14的集電極或發(fā)射極上，該三極管同時通過電感15、16接在正的發(fā)送電壓上。脈沖寬度調(diào)制器7工作在三極管14的基板上，該調(diào)制器由振蕩器8加載。以推挽方式工作的三極管11、12中的三極管11的發(fā)射極與發(fā)送三極管6的基極連接，其基極通過二極管13與發(fā)送三極管的集電極連接。
當(dāng)發(fā)送三極管6根據(jù)振蕩器8的振蕩頻率被導(dǎo)通控制時，它將如圖2所示，使各個脈沖17通過，該脈沖的頻率大大高于比特脈沖18的頻率。如圖3所示，在激活脈沖期20內(nèi)母線電壓相應(yīng)降低，該激活脈沖與單個脈沖17相符具有一定的脈動。單個脈沖17的頻率越高，對激活脈沖20矩形模擬得越精確。當(dāng)開關(guān)電源部分5的單個脈沖17的頻率約是比特脈沖順序頻率的50倍時，對脈動可忽略不計。與母線電壓19的特性曲線相應(yīng)，圖3下半部分的母線電流21將發(fā)生變化。補(bǔ)償脈沖22及23與能量回收相符。
脈沖寬度調(diào)制器7分別對發(fā)送三極管6的截止時間長度及導(dǎo)通控制進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)達(dá)到比特脈沖必要的振幅時，截止時間結(jié)束，其中振幅不受母線電壓的影響保持恒定不變。宜將激活脈沖的振幅通過脈沖寬度調(diào)制器7恒定不變地調(diào)節(jié)到預(yù)給定值上，不受當(dāng)時的母線電壓的影響。
顯然可以用反向器件替代圖1實施例中的器件，其中對二極管將負(fù)極和正極相互調(diào)換。
內(nèi)部的機(jī)載電源及輔助電壓源的電容器10通過開關(guān)管24(在實施例中是一二極管)與發(fā)送三極管6的集電極連接，實現(xiàn)在發(fā)送三極管截止時開關(guān)管導(dǎo)通并且在發(fā)送三極管6導(dǎo)通時該開關(guān)管截止的功能。
通過所述措施可以將由開關(guān)電源部分5、脈沖寬度調(diào)制器7和振蕩器8構(gòu)成的信號發(fā)生器以及包括扼流圈9和其它配屬器件的整個發(fā)送級作為集成電路的一部分加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用于在母線系統(tǒng)，尤其是歐洲計算站母線協(xié)會的母線的用戶站中產(chǎn)生比特信息的方法，其中作為比特信息的基本對稱的交流電壓信息疊加在母線的直流電壓上，在電感負(fù)載(9)作用下分別在一激活脈沖(20)中提取出一根導(dǎo)線的直流電壓電位(19)，抵消另一根導(dǎo)線的電位并在接著進(jìn)行的能量回收時形成補(bǔ)償脈沖(22、23)，其特征在于，由較高頻率的單個脈沖(17)形成具有比特頻率的比特信息的激活脈沖(20)。
2.一種母線系統(tǒng)的，尤其是歐洲計算站母線協(xié)會的母線的用戶站收發(fā)信機(jī)的發(fā)送級，該發(fā)送級將作為比特信息的基本對稱的交流電壓信息疊加在母線直流電壓上，其中在電感負(fù)載(9)作用下分別在一激活脈沖(20)中提出一根導(dǎo)線的直流電壓電位(19)，抵消另一根導(dǎo)線的電位并在接著進(jìn)行的能量回收時形成補(bǔ)償脈沖(22、23)，其特征在于，在一用于產(chǎn)生較高頻率的單個脈沖(17)的信號發(fā)生器(25)中獲得具有比特順序頻率的比特信息的激活脈沖(20)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)送級，其特征在于，與內(nèi)部機(jī)載電源的電容器配合，信號發(fā)生器(25)是高頻的向上調(diào)節(jié)器，其中向上調(diào)節(jié)器的電壓源是母線(1、2)并且向上調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)是激活脈沖(20)期內(nèi)的壓降。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的發(fā)送級，其特征在于，信號發(fā)生器(25)具有作為發(fā)送開關(guān)管的發(fā)送三極管(6)和激勵電路，激勵電路具有兩個串接的并推挽連接的三極管(11、12)，其中激勵電路通過一脈沖寬度調(diào)制器(7)與振蕩器(8)連接，后者的振蕩頻率被調(diào)到較高的頻率上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)送級，其特征在于，脈沖寬度調(diào)制器備有一個用于在激活脈沖(20)期內(nèi)形成電壓振幅積分的激勵電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求2和3以及上述權(quán)利要求中任一項所述的發(fā)送級，其特征在于，內(nèi)部機(jī)載電源的電容器(10)通過一開關(guān)管(24)接在發(fā)送三極管(6)的集電極上，實現(xiàn)當(dāng)發(fā)送三極管(6)截止時開關(guān)管(24)導(dǎo)通并且當(dāng)發(fā)送三極管(6)導(dǎo)通時開關(guān)管(24)截止的功能。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的發(fā)送級，其特征在于，該發(fā)送級作為集成電路的一部分得以實現(xiàn)。
全文摘要
一種用于在母線系統(tǒng),尤其是歐洲計算站母線協(xié)會的母線的用戶站中產(chǎn)生比特信息的方法和裝置,其中作為比特信息的一基本對稱的交流電壓信息疊加在母線的直流電壓上,在電感負(fù)載(9)作用下分別在一激活脈沖(20)中提取出一根導(dǎo)線的直流電壓電位,抵消另一根導(dǎo)線的電位并且在接著進(jìn)行的能量回收時形成補(bǔ)償脈沖(22、23)。由高頻率的單個脈沖(17)形成具有比特頻率的比特信息的激活脈沖(20)。
文檔編號H04L25/02GK1179863SQ96192861
公開日1998年4月22日 申請日期1996年3月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月30日
發(fā)明者赫爾曼·齊爾哈特 申請人:西門子公司