DE1264515B

DE1264515B - Process for the uninterrupted switchover of operating devices to similar replacement devices in communications technology, in particular carrier frequency technology

Info

Publication number: DE1264515B
Application number: DEV29936A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich Mueller; Dipl-Ing Max Mueller
Original assignee: Leipzig Fernmeldewerk Veb
Current assignee: Leipzig Fernmeldewerk Veb
Priority date: 1965-12-16
Filing date: 1965-12-16
Publication date: 1968-03-28

Description

Verfahren zur unterbrechungsfreien Umschaltung von Betriebsgeräten auf gleichartige Ersatzgeräte der Nachrichtentechnik, insbesondere der Trägerfrequenztechnik Die Erfindung betrifft ein Verfahren, um von Betriebsgeräten schnell auf gleichartige Ersatzgeräte der Nachrichtentechnik, insbesondere der Trägerfrequenztechnik, unterbrechungsfrei umzuschalten, ohne Anwendung von Relais.Procedure for the uninterrupted switchover of control gear to similar replacement devices in communications technology, in particular carrier frequency technology The invention relates to a method in order to quickly access similar operating devices Replacement devices for communications engineering, in particular carrier frequency technology, without interruption to switch without using relays.

Die Übertragung schneller Daten über TF-Verbindungen erfordert erhöhte Betriebssicherheit, d. h., aufgetretene Störungen müssen in Bruchteilen von Millisekunden beseitigt werden. Dieses Problem wird mit Reservierungsschaltungen gelöst, bei denen die umzuschaltende Baugruppe doppelt vorhanden ist und bei denen im Störungsfalle auf die Ersatzgruppe umgeschaltet wird.The transmission of fast data via TF connections requires increased operational reliability, i. In other words, faults that have occurred must be eliminated in fractions of a millisecond. This problem is solved with reservation circuits in which the module to be switched is available twice and in which a switch is made to the replacement group in the event of a fault.

Es ist bekannt, diese Umschaltungen elektromechanisch über Relais vorzunehmen. Diese Relais werden durch entsprechende Schaltungen gesteuert. Diese bekannten Schaltungen haben zwar den Vorteil einer ökonomischen Lösung des Problems, und sie befriedigen auch die technischen Anforderungen bei Umschaltzeiten, die größer als 1 ins sind.It is known to make these switchings electromechanically using relays. These relays are controlled by appropriate circuits. These known circuits have the advantage of an economical solution to the problem, and they also satisfy the technical requirements for switching times that are greater than 1 ins.

Es besteht jedoch der Nachteil, daß an die Relais ziemlich hohe Anforderungen in bezug auf die Kontaktsicherheit und die Justage gestellt werden und daß die Relais gewartet werden müssen, wenn sie über einen längeren Zeitraum einwandfrei arbeiten sollen. Aus diesen Gründen wurden andere Lösungen gesucht und gefunden. So sind weitere. Ersatzschaltungen bekannt, bei denen über Gabelschaltungen die Betriebs-und Ersatzgeräte zusammengeschaltet und entkoppelt sind. Diese Schaltungen haben den Nachteil, daß sie Regelverstärker benötigen, die für die vierfache Leistungsreserve, bezogen auf die normal abgegebene Leistung, ausgelegt werden müssen, da im Ersatzfalle ein Verstärker die Nutzleistung und die im Nachbildungswiderstand entstehende Leistung aufbringen muß, während im Normalbetrieb jeder Verstärker die halbe Nutzleistung abgibt. Weiter ist die Zeitkonstante des Regelkreises maßgebend für die Umschaltzeit. Diese Zeit kann je nach Aufwand zwar sehr viel kleiner als 1 ins gemacht werden, der Aufwand für die Signal!-sierung jedoch kann nur unter einschränkenden Bedingungen ökonomisch klein gehalten werden.However, there is the disadvantage that the relays are subject to fairly high demands in terms of contact reliability and adjustment and that the relays have to be serviced if they are to work properly over a long period of time. For these reasons, other solutions were sought and found. So are more. Known replacement circuits in which the operating and replacement devices are interconnected and decoupled via hybrid circuits. These circuits have the disadvantage that they require control amplifiers that have to be designed for four times the power reserve, based on the normally output power, since in the case of replacement an amplifier must provide the useful power and the power generated in the simulation resistor, while in normal operation each amplifier has the delivers half the useful power. The time constant of the control loop is also decisive for the switchover time. Depending on the effort, this time can be made much smaller than 1 ins, but the effort for signaling can only be kept economically small under restrictive conditions.

Ferner ist eine Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Umschaltung von einer Betriebs- auf eine Ersatzwechselstromquelle bekannt, bei der durch Vertauschen von Diodenvorspannungen von Hand oder mit Hilfe von Relais der eine oder der andere Generatoi eingeschaltet werden kann. Die selbsttätige Umschaltung von einem auf den anderen Generator geschieht dadurch, daß mit Hilfe von Relais, die bei Ausfall des einen oder anderen Generators ansprechen, die Vertauschung der Vorspannungen vorgenommen wird. Der Vorteil dieser Schaltungsanordnung besteht darin, daß die Relaiskonstakte nur die steuernden Gleichströme umpolen und die Umschaltung der Wechselströme durch Öffnen und Sperren der Gleichrichter erfolgt. Der Nachteil dieser bekannten Schaltungsanordnung liegt aber auch hier in der Verwendung von Relais mit ihrem. Wartungsaufwand.Furthermore, there is a circuit arrangement for automatic switching known from an operating to a replacement AC power source, in which by interchanging of diode biases by hand or with the help of relays one or the other Generatoi can be switched on. The automatic switchover from one to the other generator happens that with the help of relays, which in the event of failure of one or the other generator respond, swapping the bias voltages is made. The advantage of this circuit arrangement is that the Relay contacts only reverse the polarity of the controlling direct currents and the switching of the Alternating currents are made by opening and locking the rectifier. The disadvantage of this known circuit arrangement lies here in the use of relays with your. Maintenance effort.

Es ist weiter eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der die Nachteile der verwendeten Relais durch eine Kombination von Relais, Kontakten und Halbleiterdiodentoren vermieden werden. Die Relaiskontakte stellen die Verbindung vor oder nach der Umschaltung her, während die Diodentore während der Umschaltung die Durchschaltung gewährleisten. Diese Schaltung hat den Nachteil, daß Umschaltzeiten, die sehr viel kleiner als 1 ins sein müssen, nur mit erheblichem Aufwand realisiert werden können.A circuit arrangement is also known in which the disadvantages of the relays used are avoided by a combination of relays, contacts and semiconductor diode ports. The relay contacts establish the connection before or after the changeover, while the diode gates ensure the connection during the changeover. This circuit has the disadvantage that switching times, which have to be very much smaller than 1 ins, can only be implemented with considerable effort.

Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zur unterbrechungsfreien Umschaltung von Betriebsgeräten auf Ersatzgeräte zu finden, das sehr kleine Umschaltzeiten gewährleistet und das ohne Relais arbeiten soll, wobei der Nachteil der Reservierungsschaltung der gabelentkoppelten Geräte vermieden wird.The object was therefore to provide a method for uninterrupted Switching from operating devices to replacement devices to find the very short switchover times guaranteed and that should work without a relay, the disadvantage of the reservation circuit fork decoupled devices is avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ausgangswechselspannung der Geräte, gegebenenfalls nach Umformung in Impulse, eine Gleichspannung, die gleich oder größer als die Amplitude der Wechselspannung bzw. der Impulse ist, überlagert und die den Lastwiderstand parallel speisenden Ausgangskreise in bekannter Weise (s. F i g. 1) mittels Dioden entkoppelt werden.This object is achieved according to the invention in that the output alternating voltage of the devices, if necessary after conversion into pulses, is superimposed on a direct voltage that is equal to or greater than the amplitude of the alternating voltage or the pulses and the output circuits feeding the load resistor in parallel in a known manner (see Sect Fig. 1) can be decoupled by means of diodes.

Vorteilhafterweise werden dabei die Gleichspannungen von den Ausgangswechselspannungen der Geräte über bekannte Schaltungsanordnungen gesteuert, oder aber die Gleichspannungen werden direkt aus den Wechselspannungen gewonnen. Anwendungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den F i g. 2 bis 6 dargestellt.The direct voltages are advantageously controlled from the output alternating voltages of the devices via known circuit arrangements, or the direct voltages are obtained directly from the alternating voltages. Application examples of the method according to the invention are shown in FIGS. 2 to 6 shown.

Die F i g. 2 zeigt, daß die Wechselstromquellen 8 und 10 mit ihren Innenwiderständen 9 und 11 in Reihe mit den Gleichstromquellen 1 und 6 mit den Innenwiderständen 2 und 5 geschaltet sind. Die Wechselspannungsquellen 8 und 10 arbeiten über die Gleichrichter 3 und 4 auf den Lastwiderstand 7. Dabei ist die Gleichspannung der,Spannungsquellen 1,und 6 so gewählt, daß die Gleichrichter 3 und 4 in Durchlaßrichtung gepolt werden, wenn die Wechselftro-m.quellen 8 und 10 gleiche Amplituden haben.The F i g. 2 shows that the alternating current sources 8 and 10 with their internal resistances 9 and 11 are connected in series with the direct current sources 1 and 6 with the internal resistors 2 and 5 . The AC voltage sources 8 and 10 work via the rectifiers 3 and 4 on the load resistor 7. The DC voltage of the voltage sources 1 and 6 is selected so that the rectifiers 3 and 4 are polarized in the forward direction when the AC sources 8 and 10 have equal amplitudes.

Liefern die Wechselspannungsquellen 8 und 10 schwankende Amplituden, so werden vorteilhafterweise die Gleichspannungsquellen 1 und 6 über die Steuerglieder 12 bzw. 13 gesteuert.If the AC voltage sources 8 and 10 supply fluctuating amplitudes, the DC voltage sources 1 and 6 are advantageously controlled via the control elements 12 and 13, respectively.

Fällt z. B. im Störunäsfalle die Wechselspannungsquelle 10 aus, so sinkt- auch die Gleichspannung der Quelle 6, wodurch die Diode 4 gesperrt wird. Somit übernimmt die Quelle 8 die Speisung des Lastwiderstandes 7. For example B. in Störunäsfalle the AC voltage source 10 , so the DC voltage of the source 6 also drops, whereby the diode 4 is blocked. The source 8 thus takes over the feeding of the load resistor 7.

In F i g. 3 ist eine Weiterentwicklung der Schaltungsanordnung gezeigt, bei der das erfindungsgemäße Verfahren Anwendung findet. Hier sind die Steuerglieder 12 und 13 der F i g. 2 weggelassen worden, da die Wechselspannungsquellen in Form von Gegentakt-B-Verstärkern den Steuergleichstrom in Abhängigkeit von der Wechselspannungsamplitude selbst liefern können.In Fig. 3 shows a further development of the circuit arrangement in which the method according to the invention is used. Here are the control members 12 and 13 of FIG. 2 has been omitted, since the AC voltage sources in the form of push-pull B amplifiers can themselves supply the control DC current as a function of the AC voltage amplitude.

Die Gleichspannung entsteht hierbei an den Widerständen 29 bzw. 30. Den Eingängen 8 bzw. 10 werden Wechselspannungen aus nicht dargestellten Generatoren zugeführt, in den Gegentakt-B-Verstärkern, aus den Transistoren 18, 19 bzw. 20, 21 bestehend, verstärkt, in den Übertragern 22 bzw. 23 ausgekoppelt und über die Übertrager 24 bzw. 25 dem Lastwiderstand 7 zugeführt. Die Gleichrichter 3 und 3' bzw. 4 und 4' dienen der Entkopplung.The direct voltage is generated at the resistors 29 and 30. The inputs 8 and 10 are supplied with alternating voltages from generators (not shown), amplified in the push-pull B amplifiers, consisting of the transistors 18, 19 and 20, 21, respectively the transformers 22 and 23 are decoupled and fed to the load resistor 7 via the transformers 24 and 25, respectively. The rectifiers 3 and 3 ' or 4 and 4' are used for decoupling.

Die Mittelanzapfungen von Primär- und Sekundärwicklung sind bei Übertrager 22 und bei Übertrager 23 miteinander verbunden und führen die Emitterströme über die Gleichrichter 3 und 3' bzw. 4 und 4' und die Mittelanzapfungen der Primärwicklungen der Übertrager 24 und 25 und die Widerstände 29 und 30. Die Mittelanzapfungen der Übertrager 24 bzw. 25 sind zusätzlich untereinander verbunden.The center taps of the primary and secondary windings are connected to one another in transformer 22 and transformer 23 and lead the emitter currents via rectifiers 3 and 3 ' or 4 and 4' and the center taps of the primary windings of transformers 24 and 25 and resistors 29 and 30 . the center taps of the transformers 24 and 25 are additionally connected with each other.

Eine weitere Schaltungsanordnung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist in F i g. 4 dargestellt. Diese Schaltungsanordnung ist vor allem für die Zusammenführung nicht phasenstarrer Quellen gedacht. Zu diesem Zweck werden beide Schwingungen mittels eines Impulsformers mit Schwellwert in Rechteckimpulse'konstanter Amplitude und gleichen Vorzeichen verwandelt, wobei eine der beiden Impulsfolgen mit einer Gleichspannung aus der Gleichspannungsquelle 1 überlagert ist, deren Größe mindestens gleich der Impulshöhe ist.A further circuit arrangement according to the method according to the invention is shown in FIG. 4 shown. This circuit arrangement is intended primarily for combining non-phase-locked sources. For this purpose, both oscillations are converted by means of a pulse shaper with a threshold value into rectangular pulses of constant amplitude and the same sign, one of the two pulse sequences being superimposed with a direct voltage from the direct voltage source 1 , the magnitude of which is at least equal to the pulse height.

Die strichlinierte Umrahmung der Gleichspannungsquelle 6 soll andeuten, daß diese nicht in Betrieb ist. Die Gleichspannungsquelle 1 wird nun von der Impulsquelle 26 so gesteuert, daß die Gleichspannung nur vorhanden ist, wenn auch die Impulse vorhanden sind. Durch die Dioden-Oder-Schaltung mit den Gleichrichtern 3 und 4 gelangt nun die von Quelle 26 gelieferte Impulsspannung über das Filter 28 zum Lastwiderstand 7. Das Filter 28 kann zur Unterdrückung von Phasensprüngen dienen. Eine entsprechend der _F i g. 4 realisierte Schaltungsanordnung ist in F i g. 5 dargestellt. Die Impulsspannungen gelangen über die Klemmen 8 bzw. 10, die Widerstände 33 bzw. 35, die Gleichrichter 3 bzw. 4, über das Filter 38 bzw. 39 zu dem nicht dargestellten Lastwiderstand. Die Gleichspannung, die den Impulsen überlagert wird, entsteht im dargestellten Fall über den Klemmen l' durch Aufladung des Kondensators 41. Sie wird also,. aus den Impulsen selbst gewonnen. Das Netzwerk mit den Widerständen 33, 34, 37 und dem Kondensator 41 ist so dimensioniert, daß die Impulse an der Anode von Gleichrichter 3 so weit gedämpft sind, daß die Gleichspannung an demselben Punkt gleich der Impulshöhe ist. Aus Gründen der Austauschbarkeit sind der linke und der rechte Schaltungsteil gleich ausgeführt, wobei lediglich die Gleichspannung über C40 kurzgeschlossen wird. Dabei bleibt die Impulsamplitude an der Diode 4 annähernd konstant, da C40 ohnehin wechselstrommäßig einen Kurzschluß bildet. Die Widerstände 31, 31' dienen zur Entladung der Koppelkondensatoren.The dashed frame around the DC voltage source 6 is intended to indicate that it is not in operation. The DC voltage source 1 is now controlled by the pulse source 26 so that the DC voltage is only present when the pulses are also present. Due to the diode-OR circuit with the rectifiers 3 and 4, the pulse voltage supplied by the source 26 now passes through the filter 28 to the load resistor 7. The filter 28 can serve to suppress phase jumps. One according to the _F i g. 4 implemented circuit arrangement is shown in FIG. 5 shown. The pulse voltages arrive via terminals 8 and 10, resistors 33 and 35, rectifiers 3 and 4, and filters 38 and 39, respectively, to the load resistor (not shown). The DC voltage which is superimposed on the pulses is generated in the case shown across the terminals 1 'by charging the capacitor 41. It is therefore. obtained from the impulses themselves. The network with the resistors 33, 34, 37 and the capacitor 41 is dimensioned so that the pulses at the anode of rectifier 3 are attenuated to such an extent that the direct voltage at the same point is equal to the pulse height. For reasons of interchangeability, the left and right circuit parts are identical, with only the DC voltage being short-circuited via C40. The pulse amplitude at the diode 4 remains approximately constant, since C40 forms a short circuit in terms of alternating current anyway. The resistors 31, 31 ' serve to discharge the coupling capacitors.

Eine weitere Schaltungsanordnung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist in F i g. 6 dargestellt. Die zur Entkopplung der Impulsquellen 8 bzw. 10 notwendige Gleichspannung wird hier von den zur Entkopplung dienenden Gleichrichtern 3 bzw. 4 mit erzeugt. Dadurch, daß die Impulshöhe bei einer Quelle größer (vorzüglich doppelt so groß) als bei den anderen gemacht wird, sperrt die über C32 entstehende Gleichspannung den Generator mit der kleineren Impulsamplitude.A further circuit arrangement according to the method according to the invention is shown in FIG. 6 shown. The DC voltage necessary for decoupling the pulse sources 8 and 10 is generated here by the rectifiers 3 and 4 used for decoupling. By making the pulse height of one source larger (preferably twice as large) than that of the others , the DC voltage generated via C32 blocks the generator with the smaller pulse amplitude.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens be-_ stehen also darin, 1. daß keine Kontakte verwendet werden, 2. daß gegenüber den Reservierungsschaltungen mit Gabeln ein höherer Wirkungsgrad auftritt, 3. daß sehr kleine Übergangszeiten im Störungsfalle erreicht werden können, 4. daß ungeregelte, aber sehr stabile, stark gegengekoppelte und daher einfache Verstärker verwendet werden können. Bezugszeichenaufstellung l' Klemmen, über denen eine Gleichspannung entsteht, 1 Gleichstromquelle, 2 Innenwiderstand der Gleichstromquelle 1, 31 31 Gleichrichter, 4 4f 5 Innenwiderstand der Gleichstromquelle 6, 6 Gleichstromquelle, 7 Lastwiderstand, 8 Wechselspannungs-(Impulsspannungs-)QueUe bzw. Klemmen, 9 Innenwiderstand der Wechselspannungsquelle8, 10 Wechselspannungs-(Impulsspannungs-)Quelle bzw. Klemmen, 11 Innenwiderstand der Wechselspannungs- quelle 10, 12 Steuerglied zur Gleichstromquelle 1, 13 Steuerglied zur Gleichstromquelle 6, 14 Drossel zur Überbrückung der Wechselspan- nungsquelle 8 für Gleichstrom, 15 Überbrückungskapazität der Gleichstrom- quelle 1 für Wechselstrom, 16 Drossel zur Überbrückung der Wechselstrom- quelle 10 für Gleichstrom, 17 Überbrückungskapazität der Gleichstrom- quelle 6 für Wechselstrom, 18 19 Transistoren eines Gegentakt-B-Verstärkers, 20 211 22 # Übertrager, 23 24 Übertrager zum Lastwiderstand, 251 26 Impulsquelle, 27 # 28 Filter, 29 # Widerstände für Gleichspannungsabfall, 30 314 Widerstände zum Schließen der Diodengleich- 31 stromkreise, 32 Kondensator, 33' 34 35 Wid t" de, 36 1 ers an 37 38 Filter, 39 40 Kondensatoren, 41 42 Widerstände. 43 # The advantages of the method according to the invention are: 1. that no contacts are used, 2. that there is a higher degree of efficiency compared to the reservation circuits with forks, 3. that very short transition times can be achieved in the event of a fault, 4. that unregulated, but very stable, strongly negative feedback and therefore simple amplifiers can be used. List of reference symbols l ' terminals across which a direct voltage arises, 1 DC power source, 2 internal resistance of direct current source 1, 31 31 rectifiers, 4th 4f 5 internal resistance of direct current source 6, 6 DC power source, 7 load resistance, 8 AC voltage (pulse voltage) QueUe or clamps, 9 Internal resistance of the alternating voltage source8, 10 AC voltage (pulse voltage) source or clamps, 11 Internal resistance of the alternating voltage source 10, 12 control element for direct current source 1, 13 control element for direct current source 6, 14 Choke for bridging the alternating voltage voltage source 8 for direct current, 15 Bridging capacity of the direct current source 1 for alternating current, 16 Choke for bridging the alternating current source 10 for direct current, 17 Bridging capacity of the direct current source 6 for alternating current, 18th 19 transistors of a push-pull B amplifier, 20th 211 22 # transformer, 23 24 transformer to load resistance, 251 26 pulse source, 27 # 28 filters, 29 # resistors for DC voltage drop, 30th 314 resistors for closing the diode DC 31 circuits, 32 capacitor, 33 ' 34 35 Wid t "de, 36 1 ers on 37 38 filters, 39 40 capacitors, 41 42 resistors. 43 #

Claims

1. A method for seamless switching of operating devices in a similar replacement devices of the communications technology, in particular the carrier frequency technology, d a d u rch g e k hen -zeichnet that the AC output voltage of the device, optionally after transformation into pulses, a DC voltage equal to or greater than the amplitude of the alternating voltages or the pulses is superimposed and the output circuits feeding the load resistor in parallel are decoupled in a known manner by means of diodes.

2. The method according to claims 1, characterized in that the size of the DC voltages is controlled by the output AC voltages or the pulses of the devices. 3. The method according to claim 1, characterized in that the direct voltages are obtained from the alternating voltages or pulse voltages. Considered publications: German Auslegeschriften Nos. 1185 244, 1113 248, 1027 247, 1028 620.