DE1199823B

DE1199823B - Pilot receiver with automatic function monitoring for communication systems

Info

Publication number: DE1199823B
Application number: DES90871A
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: 1965-09-02
Also published as: BE663300A; DK112102B; SE311032B

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 über den bzw. die Verstärker des Pilotempfängers, einen Amplitudenbegrenzer und einen Rückkopplungsvierpol geführte Rückkopplungsschleife vorgesehen ist, deren Rückkopplung so eingestellt ist, daß bei Normalverstärkung des Pilotempfängers die Rückkopplungsbedingungen gerade 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 communication systems, in which for one as a monitoring oscillation Additional auxiliary oscillation serving via the amplifier (s) of the pilot receiver, an amplitude limiter and a feedback quadrupole guided feedback loop is provided, the feedback is set so that with normal gain of the pilot receiver the feedback conditions are just met.

Bei einem mehrstufigen Pilotempfänger für Regelzwecke ist eine Eigenfunktionsüberwachung unumgänglich, denn ein unkontrolliertes Abwandern der Verstärkung des Empfängers würde eine entgegengesetzt gleich große Falschregelung des über den pilotgeregelten Übertragungsweg übertragenen Kanalbündels zur Folge haben. 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 einen im Zuge der Übertragungsleitung liegenden, vom Pilotempfänger gesteuerten Regler stillsetzt.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 would result in an equally large incorrect control of the pilot-controlled Transmission path transmitted channel bundle result. In general it is sufficient it, if with a gain drop of the pilot receiver of a few percent from Setpoint a signal is given that triggers both an alarm and a controller located in the course of the transmission line and controlled by the pilot receiver stops.

Derartige Pilotempfänger mit Eigenfunktionsüberwachung sind bereits bekannt. Bei diesen Anordnungen beruht die Eigenfunktionsüberwachung auf der Existenz einer durch Rückkopplung des gesamten Pilotempfängers gewonnenen überwachungsschwingung, die in gleicher Weise wie die Pilotspennung und gleichzeitig, im -Pilotempfänger verstärkt wird. Die Rückkopplung: ist dabei geringfügig über den SchwingungseinsatWz#ingestelit. Beim Nachlassen der Verstärkung in°,einem der überwachten Verstärker ist die Rückkopplungsbedingung nicht mehr erfüllt, so daß die Überwachungsschwingung abreißt. Dadurch wird sowohl ein Alarm ausgelöst als auch die Abschaltung der Regeleinrichtung bewirkt.Such pilot receivers with intrinsic function monitoring are already known. In these arrangements, the eigenfunction monitoring is based on existence a monitoring oscillation obtained by feedback from the entire pilot receiver, in the same way as the pilot voltage and at the same time, in the pilot receiver is reinforced. The feedback: is slightly ingested via the SchwingungseinsatWz #. When the gain in ° decreases, one of the monitored amplifiers is the feedback condition no longer fulfilled, so that the monitoring oscillation stops. This will make both an alarm is triggered and the control device is switched off.

Das Blockschaltbild eines Pilotempfängers mit einer im Prinzip bekannten Eigenfunktionsüberwachung ist in F i g. 1 gezeigt: Die Pilotwechselspannung P,- mit der Frequenz Fpt wird über das Filter 1 dem Frequenzumsetzer 2 zugeführt. Mittels des Quarzfilters 3 wird die Pilotspannung mit der umgesetzten Frequenz f pt ausgesiebt und dem Pilotverstärker 4 zugeführt. Nach der Verstärkung wird die Pilotspannung mit der umgesetzten Frequenz f., im Gleichrichter 5 gleichgerichtet und die Pilotgleichspannung Pt= im nachfolgenden Gleichstromverstärker 6 verstärkt, damit an dessen Ausgang die zur weiteren Auswertung des Pilots erforderliche Leistung zur Verfügung steht. Zur Messung der Pilotspannung P, - am Eingang und Pt= am Ausgang des Empfängers sind Meßbuchsen MA - bzw. MA= vorgesehen. Gleichzeitig wird im Pilotverstärker 4 nach einem als Eigenfunktionsüberwachung bekannten Verfahren eine am Eingang vorhandene Überwachungsschwingung mit der Frequenz f ü in gleicher Weise wie die Pilotspannung verstärkt, selektiv weitergeführt, im Gleichstromverstärker 6 wechselstrommäßig nachverstärkt, an den Amplitudenbegrenzer 7 geleitet und über den Rückkopplungsvierpol8 wieder an den Eingang des Pilotverstärkers 4 zurückgeführt. Die Rückkopplung ist so eingestellt, daß gerade Selbsterregung für die Überwachungsfrequenz f u eintritt. Die Amplitude dieser Überwachungsschwingung wird nicht durch die Aussteuerungsgrenze der eingesetzten Verstärker bestimmt, sondern durch den Begrenzer 7. Sinkt die Verstärkung des Pilotverstärkers 4 und des Gleichstromverstärkers 6 aus irgendwelchen Gründen so weit ab, daß die bekannte Bedingung der Selbsterregung nicht mehr erfüllt ist, so reißt die überwachungsschwingung ab, und eine am Begrenzer 7 eingeschaltete Relaisschaltung 9 gibt Signal. Bei einer derartigen Schaltungsanordnung wird bereits eine Falschregelung des Kanalbündels, die durch Absinken der Verstärkungsfaktoren der einzelnen Verstärker des Pilotempfängers hervorgerufen wird, vermieden. Eine Falschregelung, die jedoch auf Fehler in einem etwaigen Pilotumsetzer zurückzuführen ist, läßt sich mit dem vorstehend beschriebenen Pilotempfänger nicht vermeiden.The block diagram of a pilot receiver with an intrinsic function monitoring known in principle is shown in FIG. 1: The pilot alternating voltage P, - with the frequency Fpt is fed to the frequency converter 2 via the filter 1. The pilot voltage with the converted frequency f pt is filtered out by means of the quartz filter 3 and fed to the pilot amplifier 4. After the amplification, the pilot voltage is rectified with the converted frequency f., In the rectifier 5 and the pilot direct voltage Pt = amplified in the subsequent direct current amplifier 6 so that the power required for further evaluation of the pilot is available at its output. To measure the pilot voltage P, - at the input and Pt = at the output of the receiver, measuring sockets MA - and MA = are provided. At the same time, in the pilot amplifier 4 according to a method known as intrinsic function monitoring, a monitoring oscillation present at the input with the frequency f ü is amplified in the same way as the pilot voltage, selectively continued, amplified in AC-wise in the direct current amplifier 6, passed to the amplitude limiter 7 and again to the via the feedback quadrupole 8 Input of the pilot amplifier 4 fed back. The feedback is set in such a way that self-excitation occurs for the monitoring frequency fu. The amplitude of this monitoring oscillation is not determined by the modulation limit of the amplifiers used, but by the limiter 7.If the amplification of the pilot amplifier 4 and the DC amplifier 6 falls so far for any reason that the known condition of self-excitation is no longer met, it breaks the monitoring oscillation and a relay circuit 9 switched on at the limiter 7 emits a signal. With such a circuit arrangement, incorrect regulation of the channel bundle, which is caused by a decrease in the gain factors of the individual amplifiers of the pilot receiver, is avoided. Incorrect regulation, which, however, can be traced back to errors in a possible pilot converter, cannot be avoided with the pilot receiver described above.

Es wurde bereits ein Pilotempfänger vorgeschlagen, bei dem durch Einfügung eines Übertragungsgliedes in den Rückkopplungsweg und Steuerung der Dämpfung dieses Übertragungsgliedes in Abhängigkeit von der Pilotgleichspannung am Ausgang des Gleichstromverstärkers 6 eine unzulässig große Pilotabweichung signalisiert und die Regelung stillgesetzt wird.A pilot receiver has already been proposed in which, by inserting a transmission link in the feedback path and control of the attenuation of this Transmission element as a function of the pilot direct voltage at the output of the direct current amplifier 6 an impermissibly large pilot deviation signals and the scheme is stopped.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Pilotempfänger mit gegenüber dem eingangs beschriebenen Pilotempfänger erweiterter Eigenfunktionsüberwachung zu schaffen.The object of the invention is to provide a pilot receiver with opposite To create the pilot receiver described at the beginning of extended intrinsic function monitoring.

Der Pilotempfänger Wird gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß ein Pilotumsetzer in die Rückkopplungsschleife einbezogen und derart ausgebildet ist, daß er für die Überwachungsschwingung als Verstärker arbeitet.The pilot receiver is designed according to the invention so that a Pilot converter included in the feedback loop and designed in such a way that it works as an amplifier for the monitoring oscillation.

Ferner kann der Pilotumsetzer des Pilotempfängers so aufgebaut sein, daß die Eingangselektroden zweier aktiver Elemente, z. B. Transistoren, direkt, die Ausgangselektroden dieser Elemente über einen auf die umgesetzte Pilotfrequenz abgestimmten Schwingkreis, dessen Induktivität als Differentialwicklung ausgebildet ist, und zwei weitere sich entsprechende Elektroden dieser Elemente über die mit einer Mittelanzapfung versehene Sekundärwicklung eines zur Einspeisung der Trägerspannung dienenden Übertragers miteinander verbunden sind, und daß die Spannung mit der Pilotfrequenz und die Rückkopplungsspannung zwischen der Mittelanzapfung dieser Sekundärwicklung und den beiden direkt miteinander verbundenen Eingangselektroden eingespeist sind, während die Pilotspannung mit der umgesetzten Pilotfrequenz an der Differentialwicklung abgreifbar ist und zwischen der Anzapfung dieser Differentialwicklung und der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des zur Einspeisung der Trägerspannung dienenden übertragers ein auf die Frequenz der Rückkopplungsspannung abgestimmter Schwingkreis liegt, an dem die verstärkte Rückkopplungsspannung abnehmbar ist.Furthermore, the pilot converter of the pilot receiver can be constructed in such a way that that the input electrodes of two active elements, e.g. B. Transistors, direct, the output electrodes of these elements via one on the converted pilot frequency tuned resonant circuit, the inductance of which is designed as a differential winding is, and two other corresponding electrodes of these elements over the with Secondary winding provided with a center tap for feeding in the carrier voltage serving transformer are connected to each other, and that the voltage with the pilot frequency and the feedback voltage between the center tap of that secondary winding and the two directly connected input electrodes are fed in, while the pilot voltage with the converted pilot frequency on the differential winding can be tapped and between the tap of this differential winding and the center tap the secondary winding of the transformer used to supply the carrier voltage there is an oscillating circuit tuned to the frequency of the feedback voltage, at which the amplified feedback voltage can be tapped.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß die durch einen schadhaften Frequenzumsetzer erfolgende Falschregelung verhindert wird. Die Ausgestaltung nach der Erfindung hat ferner den Vorzug, daß durch einfache Umgestaltung des üblicherweise verwendeten Pilotumsetzers eine wesentliche Verbesserung des Pilotempfängers erreicht wird. Die zusätzliche Überwachung des Frequenzumsetzers läßt sich sowohl bei Pilotempfängern, bei denen nur die Verstärkung überwacht wird, als auch bei Pilotempfängern, bei denen die Pilotspannung und die Verstärkung durch ein und dieselbe überwachungseinrichtung kontrolliert wird, anwenden.Through these measures it is achieved that the damaged by a Incorrect regulation taking place in the frequency converter is prevented. The design according to the invention also has the advantage that by simply redesigning the usually used pilot converter achieved a significant improvement of the pilot receiver will. The additional monitoring of the frequency converter can be used for pilot receivers, where only the gain is monitored, as well as pilot receivers which the pilot voltage and the amplification by one and the same monitoring device is controlled.

An Hand der F i g. 2 bis 4 wird die Erfindung näher erläutert. In F i g. 2 ist ein Blockschaltbild des Pilotempfängers gemäß der Erfindung gezeigt. Der Aufbau dieses Pilotempfängers entspricht im wesentlichen dem Aufbau des Pilotempfängers nach F i g. 1. An Stelle des Pilotumsetzers 2 in der F i g. 1 tritt bei der Anordnung nach F i g. 2 der Pilotumsetzer 10, der für die Pilotspannung als Frequenzumsetzer und für die Überwachungsschwingung als Verstärker arbeitet.On the basis of FIG. 2 to 4 the invention is explained in more detail. In Fig. Figure 2 shows a block diagram of the pilot receiver according to the invention. The structure of this pilot receiver corresponds essentially to the structure of the pilot receiver according to FIG. 1. Instead of the pilot converter 2 in FIG. 1 occurs in the arrangement according to FIG. 2 the pilot converter 10, which works as a frequency converter for the pilot voltage and as an amplifier for the monitoring oscillation.

In F i g. 3 sind der Pilotumsetzer 10 sowie die Filter 1 und 3 schematisch dargestellt. Die jeweils mit strichlierten Linien umrahmten Schaltungseinheiten sind identisch mit den mit der jeweils gleichen Nummer versehenen Schaltungseinheiten nach F i g. 2. Der Pilotumsetzer 10 besteht aus einem transistorisierten Gegentaktmodulator mit den Transistoren 11 und 15. Bei diesem Gegentaktmodulator werden beide Halbwellen der Trägerschwingung FT zur Umsetzung ausgenutzt. Dagegen braucht kein Wert auf die Unterdrückung des Trägers FT gelegt werden, da dieser von den anschließenden Filtern in der Baueinheit 3 mit ausreichender Dämpfung gesperrt wird. Die überwachungsfrequenz f. wird in der gleichen Weise wie die Pilotfrequenz Ft dem Eingang des Gegentaktmodulators zugeführt. Die Überwachungsfrequenz wird jedoch nicht mit der Trägergrundwelle moduliert, da beide Kollektorströme von der Speisequelle UB im Gleichtakt durch den auf die Frequenz fü abgestimmten Ausgangsschwingkreisübertrager 12 fließen. Das wird dadurch erreicht, daß die Primärwicklung des Ausgangsschwingkreisübertragers 12 an einem Ende mit der Mittelanzapfung der Differentialwicklung 13 des Schwingkreisübertragers 14 für die umgesetzte Pilotfrequenz und an dem anderen Ende über einen Kondensator C"" mit der Mittelanzapfung 17 der Sekundärwicklung des Übertragers für die Trägerschwingung verbunden ist. Der Modulator arbeitet somit für die Überwachungsschwingung f ü als Verstärker, wobei je nach Trägerhalbwelle entweder der Transistor 11 oder der Transistor 15 wirksam ist.In Fig. 3, the pilot converter 10 and the filters 1 and 3 are shown schematically. The circuit units framed in each case with dashed lines are identical to the circuit units according to FIG. 2. The pilot converter 10 consists of a transistorized push-pull modulator with the transistors 11 and 15. In this push-pull modulator, both half-waves of the carrier wave FT are used for conversion. On the other hand, no value needs to be placed on the suppression of the carrier FT , since this is blocked by the subsequent filters in the structural unit 3 with sufficient attenuation. The monitoring frequency f. Is fed to the input of the push-pull modulator in the same way as the pilot frequency Ft. However, the monitoring frequency is not modulated with the carrier fundamental wave, since both collector currents from the supply source UB flow in common mode through the output resonant circuit transformer 12, which is tuned to the frequency for. This is achieved in that the primary winding of the output resonant circuit transformer 12 is connected at one end to the center tap of the differential winding 13 of the resonant circuit transformer 14 for the converted pilot frequency and at the other end via a capacitor C "" to the center tap 17 of the secondary winding of the transformer for the carrier oscillation is. The modulator thus works as an amplifier for the monitoring oscillation f u, with either transistor 11 or transistor 15 being effective depending on the carrier half-wave.

Entstehende Modulationsprodukte höherer Ordnung werden in den Ausgangskreisen sehr stark unterdrückt, da ihre Frequenzen weit von den Kreisresonanzen abliegen.Any higher order modulation products are in the output circuits very strongly suppressed, since their frequencies are far from the circular resonances.

F i g. 4 stellt ein Blockschaltbild dar, bei dem mit ein und derselben Überwachungseinrichtung sowohl die Verstärkung des Pilotempfängers einschließlich des Pilotumsetzers als auch die Pilotspannung überwacht werden kann. Das Blockschaltbild nach Fig. 4 unterscheidet sich von dem Blockschaltbild nach F i g. 2 dadurch, daß in der Rückkopplungsschleife zwischen dem Pilotverstärker 4 und dem Gleichstromverstärker 6 das Übertragungsglied 18 eingefügt ist, dessen Dämpfung abhängig von der Pilotgleichspannung Pt- am Ausgang des Gleichstromverstärkers verändert wird, wodurch ebenfalls ein Abreißen der Überwachungsschwingung erfolgt, wenn die Pilotspannung gewisse Grenzwerte überschreitet.F i g. 4 shows a block diagram in which both the gain of the pilot receiver including the pilot converter and the pilot voltage can be monitored with one and the same monitoring device. The block diagram according to FIG. 4 differs from the block diagram according to FIG. 2 in that the transmission element 18 is inserted in the feedback loop between the pilot amplifier 4 and the direct current amplifier 6 , the attenuation of which is changed depending on the pilot direct voltage Pt- at the output of the direct current amplifier, whereby the monitoring oscillation is also interrupted if the pilot voltage exceeds certain limit values .

Claims

Claims: 1. Pilot receiver with automatic self-function monitoring for message transmission systems, in which for one as a monitoring vibration Additional auxiliary oscillation serving via the amplifier (s) of the pilot receiver, an amplitude limiter and a feedback quadrupole guided feedback loop is provided, the feedback is set so that with normal gain of the pilot receiver the feedback conditions are just met, marked thereby e t that a pilot converter is included in the feedback loop and designed in such a way is that it works as an amplifier for the monitoring oscillation.

2. Pilot receiver according to claim 1, characterized by a pilot converter (10), in which the input electrodes of two active elements (transistors 11 and 15) directly, the output electrodes of these elements via a resonant circuit tuned to the converted pilot frequency (fpt), the inductance of which is a differential winding (13) is formed, and two further corresponding electrodes of these elements are connected to one another via the secondary winding, which is provided with a center tap (17), of a transformer serving to feed in the carrier voltage (FT) , and in which the voltage is at the pilot frequency (Fpt) and the feedback voltage (fa) between the center tap (17) of this secondary winding and the two directly connected input electrodes are fed, while the pilot voltage with the converted pilot frequency (f pt) can be tapped at the differential winding (13) and between the tap (17) of the Secondary winding of the T The carrier voltage transformer and the tapping of the differential winding have a resonant circuit tuned to the frequency of the feedback voltage (fü), from which the amplified feedback voltage can be tapped (Fig. 3).