DE1199329B

DE1199329B - Pilot receiver with automatic function monitoring for communication systems

Info

Publication number: DE1199329B
Application number: DES90870A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Markus Gauss
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1964-04-30
Filing date: 1964-04-30
Publication date: 1965-08-26
Also published as: DK123268B; BE663299A

Description

Pilotempfänger mit selbsttätiger Eigenfunktionsüberwachung für Nachrichtenübertragungssysteme Die Erfindung betrifft einen Pilotempfänger mit selbsttätiger Eigenfunktionsüberwachung für Nachrichtenübertragungssysteme, bei dem für eine als überwachungsschwingung dienende zusätzliche Hilfsschwingung eine alle zu überwachenden Baugruppen des Pilotempfängers einschließende Rückkopplungsschleife vorgesehen ist, deren Rückkopplungsbedingungen bei einem Verstärkungsabfall des Pilotempfängers nicht mehr erfüllt sind.Pilot receiver with automatic self-function monitoring for message transmission systems The invention relates to a pilot receiver with automatic intrinsic function monitoring for message transmission systems, in which for one as a monitoring vibration serving additional auxiliary oscillation one of all assemblies to be monitored of the pilot receiver inclusive feedback loop is provided whose feedback conditions are no longer met when the gain of the pilot receiver drops.

Bei einem mehrstufigen Pilotempfänger für Regelzwecke ist eine Eigenfunktionsüberwachung unumgänglich, denn ein unkontrolliertes Abwandern der Verstärkung des Empfängers würde eine entgegengesetz gleich große Falschregelung des auf dem geregelten übertragungsweg übertragenen Kanalbündels zur Folge haben.In the case of a multi-stage pilot receiver for control purposes, an intrinsic function monitoring is required unavoidable, because an uncontrolled migration of the gain of the receiver an opposite law of the same size would be incorrect regulation of the regulated transmission path transmitted channel bundle result.

Im allgemeinen genügt es, wenn bei einem Verstärkungsabfall des Pilotempfängers von wenigen Prozent vom Sollwert ein Signal gegeben wird, das sowohl einen Alarm auslöst als auch den im Zuge der übertragungsleitung liegenden, vom Pilotempfänger gesteuerten Regler stillsetzt.In general, it is sufficient if there is a decrease in the gain of the pilot receiver of a few percent of the setpoint a signal is given that both an alarm triggers as well as those in the course of the transmission line, from the pilot receiver controlled controller stops.

Derartige Pilotempfänger mit Eigenfunktionsüberwachung mit Hilfe einer durch Rückkopplung des gesamten Pilotempfängers gewonnenen überwachungsschwingung, die in gleicher Weise wie die Pilotfrequenz und gleichzeitig im Pilotempfänger verstärkt wird, sind bekannt. Die Rückkopplung ist dabei geringfügig über den Schwingungseinsatz eingestellt. Beim Nachlassen der Verstärkung in e-Inem der überwachten Verstärker des Pilotempfängers ist die Rückkopplungsbedingung nicht mehr erfüllt, so daß die überwachungsschwingupg abreißt. Dadurch wird sowohl ein Alarm ausgelöst als auch die Ab- schaltung der Regeleinrichtung bewirkt.Such pilot receivers with intrinsic function monitoring with the aid of a monitoring oscillation obtained by feedback from the entire pilot receiver, which is amplified in the same way as the pilot frequency and at the same time in the pilot receiver, are known. The feedback is set slightly via the use of vibrations. When the amplification in e-Inem of the monitored amplifiers of the pilot receiver is no longer met, the feedback condition is no longer met, so that the monitoring oscillation stops. This triggers an alarm and also causes the control device to be switched off.

In diesen vorstehend erläuterten Pilotempfängern ist jedoch eine überwachung des bereits ausgeregelten Kanalbündels bezüglich unzulässiger Regelabweichung nicht enthalten. Hierzu ist es vielmehr im Bedarfsfalle notwendig, eine eigene überwachungseinrichtung vorzusehen.In these pilot receivers explained above, however, there is monitoring of the channel bundle that has already been regulated with regard to impermissible control deviation contain. Rather, if necessary, it is necessary to have a separate monitoring device to be provided.

Aufgabe der Erfindung ist es, den bei einer umfassenden Pilotregelung auftretenden Schaltungsaufwand zu verringern.The object of the invention is that of a comprehensive pilot control to reduce the circuit complexity that occurs.

Zu diesem Zweck wird der Pilotempfänger gemäß der Erfindung so ausgestaltelt, daß in der Rückkopplungsschleife ein von der Pilotspannung gesteuertes übertragungsglied liegt, dessen Dämpfung bei überschreiten des oberen oder unteren Grenzwerttes der Pilotspannung derart erhöht wird, daß für die Rückkopplungsschleife auch dann die Rückkopplungsbedingungen nicht mehr erfüllt sind. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung läßt sich der Pilotempfänger so ausbilden, daß das übertragungsglied aus einem auf die überwachungsschwingung abgestimmten Schwingkreis und zwei zu diesem parallelliegenden antiparallel geschalteten und je- weils mit einem Kondensator in Reihe liegenden Halbleiterdioden besteht, daß der Verbindungspunkt zwischen je einer Diode und dem zugehörigen Kondensator jeweils an einen Sehleifkontakt zweier als Spannungsteiler geschalteter Potentiometer geführt ist, an deren Schleifkontakten Vergleichspotentiale abgreifbar sind, und daß am gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden Dioden ein aus der gleichgerichteten Pilotspannung abgeleitetes Potential liegt, derart, daß bei Unterschreiten des unteren Grenzwertes der Pilotspannung die eine Diode und bei überschreiten des oberen Grenzwertes der Pilotspannung die andere Diode in Durchlaßrichtung geschaltet ist und innerhalb des zulässigen ToleranzbereichsderPilotspannungbeideDioden gesperrt sind.For this purpose, the pilot receiver according to the invention is designed in such a way that a transmission element controlled by the pilot voltage is located in the feedback loop, the attenuation of which is increased when the upper or lower limit value of the pilot voltage is exceeded in such a way that the feedback conditions for the feedback loop are no longer met are. In a further embodiment of the invention, the pilot receiver can be designed in such a way that made the transmission element of a geared to the monitoring vibration resonant circuit and two connected to this parallel lying antiparallel and in each case with a capacitor in series underlying semiconductor diodes, that the junction point between in each case a diode and the associated capacitor is led to a sliding contact of two potentiometers connected as a voltage divider, at whose sliding contacts comparison potentials can be tapped, and that at the common connection point of the two diodes there is a potential derived from the rectified pilot voltage, such that when the pilot voltage falls below the lower limit value the one diode and when the upper limit value of the pilot voltage is exceeded the other diode is switched in the forward direction and both diodes are blocked within the permissible tolerance range of the pilot voltage.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß die überwachungsschwingung im Pilotempfärger auch für den Fall abreißt, daß die Pilotspannungsabweichungen ein unzulässiges Maß übersteigen. Durch Messung des Pilotwechselspannungspegels --in-. Eingang des Pilotempfängers und des Pilotgleichspannungspegels am Ausgang des Empfängers läßt sich dann feststellen, ob das Abreißen der Überwachungsschwingung und die damit verbundene Signalisierung und Stillsetzung des Reglers durch Pilotspannungsschwankungen oder durch Verstärkungsabfall des Pilotempfängers hervorgerufen worden ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die überwachung der erstärkung des Pilotempfängers und der Pilotspannung mit nur einer einzigen überwachungseinrichtung, die noch dazu äußerst einfach aufgebaut ist, erreichbar ist. Dadurch wird gegenüber Pilotüberwachungen mit getrennter Empfängerverstärkungs-und Pilotspannungsüberwachung der Bauteileaufwand wesentlich verringert. Dem unerheblichen MehrauiWand von Bauteilen beim Pilotempfänger steht die Einsparung einer eigenen Pilotüberwachungseinrichtung gegenüber.These measures ensure that the monitoring vibration in the pilot receiver also breaks off in the event that the pilot voltage deviations exceed an impermissible level. By measuring the pilot AC voltage level --in-. Input of the pilot receiver and the pilot DC voltage level at the output of the receiver can then be determined whether the interruption of the monitoring oscillation and the associated signaling and shutdown of the controller through pilot voltage fluctuations or caused by a decrease in gain of the pilot receiver. A Another advantage is that the monitoring of the reinforcement of the pilot receiver and the pilot voltage with just a single monitoring device, that’s too is extremely simple, is attainable. This becomes opposite Pilot monitoring with separate receiver gain and pilot voltage monitoring the number of components is significantly reduced. The insignificant increase in the number of components the pilot receiver saves its own pilot monitoring device opposite to.

An Hand der F i g. 1 bis 3 wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Blockschaltbild einer bekannten Schaltungsanordnung eines Pilotempfängers mit Eigenfunktionsüberwachung, F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung eines Pilotempfängers nach der Erfindung, F i g. 3 einen detaillierten Ausschnitt aus dem Blockschaltbild nach F i g. 2.On the basis of FIG. 1 to 3 the invention is explained in more detail. It shows F i g. 1 shows a block diagram of a known circuit arrangement of a pilot receiver with intrinsic function monitoring, FIG . 2 shows a block diagram of a circuit arrangement of a pilot receiver according to the invention, FIG . 3 shows a detailed excerpt from the block diagram according to FIG. 2.

Bei dem bekannten Pilotempfänger nach F i g. 1. wird die Pilotwechselspannung Ptc.D mit der Frequenz ft dem Pilotverstärker 1 zugeführt. Der Ausgang dieses Pilotverstärkers ist mit dem Gleichrichter 2 verbunden, und die am Ausgang dieses Gleichrichters entstehende gleichgerichtete Pilotspannung Pt= wird zur Bereitstellung einer ausreichenden Pilotleistung dem Gleichstromverstärker 3 zugeführt. Am Ausgang dieses Gleichstromverstärkers steht dann die für Regelzwecke verwendbare Pilotgleichspannung Pt= zur Verfügung. Am Eingang des Pilotverstärkers 1 und am Ausgang des Gleichstromverstärkers 3 sind jeweils die Meßbuchsen MA c\D bzw. MA = zur Kontrolle der Pegelwerte der Pilotspannung angeordnet. Gleichzeitig wird nach einem als Eigenfunktionsüberwachung bekannten Verfahren eine am Eingang des Pilotverstärkers 1 vorhandene überwachunasschwingung mit der Frequenz f" in gleicher Weise wie die Pilotspannung verstärkt, selektiv weitergeführt, im Gleichstromverstärker 3, der für die überwachungsschwin-"ung als Wechselstromverstärker arbeitet, nochmals verstärkt, über den Amplitudenbegrenzer 4 geleitet und über den Rückkopplungsvierpol 5 wieder an den Eingang des Pilotverstärkers 1 zurückgeführt. Die Rückkopplung ist so eingestellt, daß gerade Selbsterregung der überwachungsfrequenz f" eintritt. Die Amplitude dieser überwachungsschwingung wird nicht durch die Aussteuerungsgrenze des Pilotverstärkers 1 und des Gleichstromverstärkers 3 bestimmt, sondern durch den Begrenzer 4. Sinkt die Verstärkung der beiden Verstärker aus irgendwelchen Gründen so weit ab, daß die bekannte Bedingung der Selbsterregung nicht mehr erfüllt ist, so reißt die überwachungsschwingung ab, und eine an dem Begrenzer 4 angeordnete Relaisschaltung 6 gibt Signal. Zugleich mit der Signalgabe wird der im Schaltbild nicht dargestellte, in der übertragungsleitung liegende Regler stillgesetzt.In the known pilot receiver according to FIG . 1. The pilot Ptc.D AC voltage is compared with the frequency ft of the pilot amplifier 1 is supplied. The output of this pilot amplifier is connected to the rectifier 2, and the rectified pilot voltage Pt = produced at the output of this rectifier is fed to the direct current amplifier 3 to provide sufficient pilot power. The pilot direct voltage Pt = which can be used for control purposes is then available at the output of this direct current amplifier. At the input of the pilot amplifier 1 and at the output of the direct current amplifier 3 , the measuring sockets MA c \ D and MA = for checking the level values of the pilot voltage are arranged in each case. At the same time, according to a method known as intrinsic function monitoring, a monitoring vibration present at the input of the pilot amplifier 1 with the frequency f "is amplified in the same way as the pilot voltage, selectively further amplified in the DC amplifier 3, which works as an AC amplifier for the monitoring vibration, passed via the amplitude limiter 4 and fed back to the input of the pilot amplifier 1 via the feedback quadrupole 5 . The feedback is set so that self-excitation of the monitoring frequency f "occurs. The amplitude of this monitoring oscillation is not determined by the modulation limit of the pilot amplifier 1 and the DC amplifier 3 , but by the limiter 4. If the amplification of the two amplifiers falls so far for any reason If the known condition of self-excitation is no longer met, the monitoring oscillation breaks off and a relay circuit 6 located on the limiter 4 emits a signal.

Die Schaltungsanordnung nach F i g. 2 unterscheidet sich von der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 dadurch, daß in den Rückkopplungsweg zwischen dem Pilotverstärker 1 und dem Gleichstromverstärker 3 ein übertragungsglied 7 eingefügt ist, dessen DämpNng durch die am Ausgang des Gleichstromverstärkers 3 anfallende Pilotgleichspannung Pt'= gesteuert wird. Erreicht die Pilotspannung Grenzwerte, die unter- oder oberhalb der zulässigen Werte liegen, dann wird die Dämpfung des übertragungsgliedes 7 derart erhöht, daß die Überwachungsschwingung genauso wie bei zu geringem Verstärkungsfaktor des Pilotempfängers abreißt und durch die Relaisschaltung 6 Signalisierung und Stillsetzung des Reglers erfolgt. Die Dämpfungserhöhung des übertragungsgliedes 7 kann grundsätzlich auch durch beliebige andere Ursachen, deren Signalisierung erwünscht ist, eingeleitet werden.The circuit arrangement according to FIG. 2 differs from the circuit arrangement according to FIG. 1 in that a transmission element 7 is inserted into the feedback path between the pilot amplifier 1 and the direct current amplifier 3 , the damping of which is controlled by the pilot direct voltage Pt '= occurring at the output of the direct current amplifier 3. If the pilot voltage reaches limit values which are below or above the permissible values, then the damping of the transmission element 7 is increased so that the monitoring oscillation breaks off, just as if the gain factor of the pilot receiver is too low, and the relay circuit 6 signals and shuts down the controller. The increase in attenuation of the transmission element 7 can in principle also be initiated by any other cause whose signaling is desired.

Beim Schaltbild nach F i g. 3 sind Details der Schaltung des Pilotempfängers nach F i g. 2 gesondert herausgezeichnet. Die in den F i g. 1 bis 3 je- weils mit den gleichen Zahlen versehenen Baueinheiten sind identisch. In F i g. 3 sind die einzelnen Baueinheiten mittels strichlierter Linien voneinander abgegrenzt. Vom Pilotverstärker 1 ist lediglich die Ausgangsstufe mit dem Transistor 8 schematisch dargestellt. Der Gleichrichter 2 besteht im wesentlichen aus dem Eingangsübertrager 9 und einer ihm nachgeschalteten, mit den Halbleiterdioden 10 und 11 aufgebauten Spannungsverdopplerschaltung. Der Gleichstromverstärker 3 ist ebenfalls schematisch durch den Transistor 12 und den in seiner Kollektorzuleitung liegenden, auf die Frequenz fij abgestimmten Schwingkreis 13 dargestellt. Die verstärkte Pilotgleichspannung Up, wird an einem in der Emitterzuleitung des Transistors 12 liegenden Widerstand abgenommen. Die Spannungsverstärkung des Gleichstromverstärkers ist wenig kleiner als 1, die Strombelastbarkeit des Verstärkerausgangs aber um die B-Stromverstärkung größer als die am Ausgang des Gleichrichters 2. Der Gleichstromverstärker 3 verstärkt auch die überwachungsschwingung f". Für diese überwachungsschwingung arbeitet der Transistor 12 aber nicht wie bei der Pilotverstärkung in Kollektorschaltung, sondern in Basisschaltung. Am Schwingkreis 13 wird die überwachungsschwingung für den Begrenzer 4 ausgekoppelt. Das Übertragungsglied 7 ist über die Sekundärwicklung 14 des übertragers 15 mit dem Emitterkreis des Transistors 12 des Gleichstromverstärkers 3 verbunden. Der übertrager 15 ist hierbei ein auf die Rückkopplungsfrequenz fil, abgestimmter Schwingkreisübertrager. Parallel zur Tertiärwicklung 16 des übertragers 15 liegen neben der Abstimmkapazität 17 die antiparallel geschalteten Halbleiterdioden 18 und 19, denen jeweils die Kapazitäten 20 und 21 in Reihe geschaltet sind.In the circuit diagram according to FIG. 3 are details of the circuit of the pilot receiver according to FIG . 2 drawn out separately. The in the F i g. 1 to 3 units with the same numbers are identical. In Fig. 3 , the individual structural units are delimited from one another by means of dashed lines. Of the pilot amplifier 1 , only the output stage with the transistor 8 is shown schematically. The rectifier 2 consists essentially of the input transformer 9 and a voltage doubler circuit connected downstream of it and constructed with the semiconductor diodes 10 and 11. The direct current amplifier 3 is also shown schematically by the transistor 12 and the resonant circuit 13 , which is located in its collector lead and tuned to the frequency fij. The amplified pilot direct voltage Up is taken from a resistor located in the emitter lead of the transistor 12. The voltage gain of the DC amplifier is slightly smaller than 1, the current capacity of the amplifier output, but the B-current gain larger than that at the output of the rectifier 2. The DC amplifier 3 amplifies the monitoring vibration f "., The transistor 12 but does not work as for this monitoring vibration in the pilot gain in the collector circuit, but in the base circuit. in the resonant circuit 13 is coupled to monitor vibration of the limiter 4. the transfer member 7 is connected across the secondary winding 14 of the transformer 15 to the emitter circuit of the transistor 12 of the DC amplifier 3, the transmitter 15. a is in this case at the feedback frequency fil, tuned resonant circuit exchanger. in parallel to the tertiary winding 16 of the transformer 15 are located next to the tuning capacitance 17, the anti-parallel connected semiconductor diodes 18 and 19, each of which the capacities are connected in series 20 and 21.

Die Vorspannungen dieser beiden Halbleiterdioden werden von einem Spannungsteiler abgegriffen und zwischen den beiden Verbindungspunkten der Dioden mit den Kondensatoren angelegt. Der Spannungsteiler liegt an der Speisespannung UB und besteht aus den beiden in Reihe geschalteten Potentiometern 22 und 23, deren Abgriffe jeweils mit den vorstehend erwähnten Verbindungspunkten verbunden sind. Mittels der Potentiometer lassen sich die beiden verschiedenen Grenzwertpotentiale VI und V2 der Pilotspannung einstellen. Solange die Pilotgleichspannung Ut zwischen diesen beiden Potentialen liegt, sind die beiden Halbleiterdioden 18 und 19 in Sperrichtung gepolt, und der Schwinkreisübertrager 15 hat seine normale, im wesentlichen durch den Eingangswiderstand der nachfolgenden Basisschaltung vorgegebene Dämpg. Sobald aber die negative Pilotspannung das untere Grenzwertpotential Vl unterschreitet bzw. das obere Grenzwertpotential V2 überschreitet, wird die Halbleiterdiode 18 bzw. 19 in Durchlaßrichtung gepolt und dadurch niederohmig, so daß der übertrager 15 zusätzlich bedämpft wird. Dadurch entsteht im Rückkopplungsweg eine Dämpfungserhöhung für die überwachungsschwingung, so daß sie abreißt, wodurch Alarm gegeben und der Regler stillgesetzt wird. Die Dämpfung des Schwingkreisübertragers kann prinzipiell auch durch andere Halbleiter, wie Transistoren und Heißleiter, gesteuert werden.The bias voltages of these two semiconductor diodes are tapped from a voltage divider and applied between the two connection points of the diodes with the capacitors. The voltage divider is connected to the supply voltage UB and consists of the two potentiometers 22 and 23 connected in series, the taps of which are each connected to the aforementioned connection points. The two different limit value potentials VI and V2 of the pilot voltage can be set using the potentiometer. As long as the pilot DC voltage Ut lies between these two potentials, the two semiconductor diodes 18 and 19 are polarized in the reverse direction, and the oscillating circuit transformer 15 has its normal damping, which is essentially predetermined by the input resistance of the following basic circuit. As soon as the negative pilot voltage falls below the lower limit value potential Vl or exceeds the upper limit value potential V2, the semiconductor diode 18 or 19 is polarized in the forward direction and thus has a low resistance, so that the transformer 15 is additionally attenuated. This results in an increase in attenuation for the monitoring oscillation in the feedback path, so that it breaks off, giving an alarm and stopping the controller. The damping of the resonant circuit transformer can in principle also be controlled by other semiconductors, such as transistors and thermistors.

Claims

Claims: 1. Pilot receiver with automatic intrinsic function monitoring for communication systems, in which a feedback loop including all the assemblies of the pilot receiver to be monitored is provided for an additional auxiliary vibration serving as a monitoring vibration, the feedback conditions of which are no longer met when the gain of the pilot receiver drops, characterized in that in the In the feedback loop there is a transmission element controlled by the pilot voltage, the attenuation of which is increased when the upper or lower limit value of the pilot voltage is exceeded in such a way that the feedback conditions for the feedback loop are no longer met.

2. Pilot receiver according to claim 1, characterized in that the transmission element (7) consists of a resonant circuit (16, 17) matched to the monitoring oscillation and two parallel-connected anti-parallel connected in each case with a capacitor (20, 21) in series semiconductor diodes ( 18, 19) is that the connection point between each semiconductor diode and the associated capacitor is led to a sliding contact of two potentiometers (22, 23) connected as voltage regulators, at whose sliding contacts comparison potentials (V1, V2) can be tapped, and that on the common Connection point of the two diodes (18, 19) is a potential (U ") derived from the rectified pilot voltage (Pt =), such that when the pilot voltage falls below the lower limit value, one diode is switched and the other diode is switched in the forward direction when the upper limit value is exceeded and both within the permissible tolerance range of the pilot voltage e diodes are blocked (F i g. 2 and 3).