DE2360363B2

DE2360363B2 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR EARTH-FREE POWER SUPPLY IN DATA AND TELEPHONE TRANSFER SYSTEMS

Info

Publication number: DE2360363B2
Application number: DE19732360363
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. 8000 München Schuhbauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-12-04
Filing date: 1973-12-04
Publication date: 1977-06-02
Also published as: DE2360363A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Crdfreien Stromversorgung in Daten- und Fernschreiblibertragungsanlagen sowie Endgeräten mit Hilfe eines mit hoher Schaltfrequenz arbeitenden Wechselrichters, dem eine erdbezogene Gleichspannung zugeführt wird.The invention relates to a circuit arrangement for crude-free power supply in data and telex transmission systems as well as end devices with the help of an inverter operating at a high switching frequency, to which an earth-related direct voltage is supplied.

Bei der Übertragung von Daten- und Fernschreibzeichen mit Hilfe von Gleichstrom-Hochpegel-Telegrafie Ist zur Verringerung der gegenseitigen Beeinflussung benachbarter Leitungen (Verzerrungen, Geräuschspanfiung) eine hohe Erdsymmetrie der beiderseitigen Abschlußschaltungen erforderlich, da andernfalls die durch induktive und kapazitive Kopplungen hervorgerufenen Störspannungen auf einer Leitung, die zu in gleicher Richtung fließenden und unterschiedlichen otörströmen auf beiden Adern führen, die Abschlußichaltungen in unerwünschter Weise beeinflussen. Wegen der ebenfa.'ls geforderten Funkentstörung und einer eventuellen Speisung der Anschlußleitungen ist die notwendige Symmetrie besonders bei Endgeräten (chwer erreichbar. Bisher wurde dieses Problem meist durch Vorschalten einer sogenannten Symmetrierdros- «el gelöst. F i g. 1 zeigt links das Endgerät E, das über die Symmetrierdrossel 5 mit der Anschlußleitung AL verbunden ist. In eine der Adern zwischen dem Endgerät fund der Symmetrierdrossel 5 ist ein Netzteil l/V zur Speisung der Anschlußleitung geschaltet. Die Verschiedenen, hier auftretenden Erdunsymmetrien, die durch unterschiedliche Impedanzen zwischen dem ieweils gewählten Schaltungspunkt und Erde Zustandekommen, sind durch Kapazitäten gegen Erde symboli- »iert. Die beiden Wicklungen der Symmetrierdrossel besitzen an sich gleiche Induktivität; sie sind jedoch gegensinnig gewickelt und sehr fest gekoppelt. Auf diese Weise heben sich die vom Nutzsignal erzeugten magnetischen Flüsse durch die beiden induktiv gekop- (.0 pelten Wicklungen der Symmetrierdrossel gegenseitig auf. Die Symmetrierdrossel zeigt daher bezüglich des Nutzsignals keine Drosselwirkung. Störströme jedoch, die entweder nur auf einer Ader der Leitung oder auf beiden Adern in gleicher Richtung auftreten, führen in 6s beiden Wicklungen der Symmetrierdrossel zu magnetischen Flüssen, die sich addieren. Auf Störströme wirkt daher die Svmmetrierdrossel als Blindwiderstand. Nun sind jedoch solche Symmetrierdrosseln relativ teuer und benötigen viel Platz. Man hat daher zur Speisung der Anschlußleitungen auch schon erdfreie Spannungen verwendet, die mit Hilfe von Umrichtern erzeugt werden (G. Baer, Die Stromversorgung für Fernschreib- und Datengeräte, München, 1969, S. 63 bis 71). Dabei entstehen jedoch zusätzliche Funkstörungen, die den bei Endgeräten zulässigen Störgrad überschreitea Die Beseitigung dieser Störungen ist wegen der Symmetrieforderung nur schwer möglich, da Maßnahmen zur Funkentstörung immer zusätzliche Erdkapazitäten mit sich bringen. Schließlich ist auch eine erdfreie Speisung mit der Netzfrequenz oder einer anderen niederfrequenten oder mittelfrequenten oberwellenarmen Spannung bekannt Hierbei wird jedoch ebenfalls viel Platz für die Übertrager und die Siebelelemente benötigt. Außerdem ist dabei die notwendige Symmetrie nur schwer zu erreichen.When transmitting data and telex characters with the help of direct current high-level telegraphy, a high level of earth symmetry of the terminating circuits on both sides is required to reduce the mutual influence on neighboring lines (distortion, noise voltage), as otherwise the interference voltages on one line caused by inductive and capacitive couplings which lead to different otör currents flowing in the same direction on both cores, affecting the terminating circuits in an undesirable manner. Because of ebenfa.'ls required regulatory, and a possible supply of the leads, the necessary symmetry is particularly at terminals (chwer achievable. So far, this problem was solved mostly by connecting a so-called Symmetrierdros- "el. F i g. 1 on the left shows the terminal E , which is connected to the connecting line AL via the balancing choke 5. A power supply unit I / V is connected to supply the connecting line in one of the wires between the terminal and the balancing choke 5. The various earth unbalances that occur here, which are caused by different impedances between the The selected circuit point and earth are symbolized by capacitances to earth. The two windings of the balancing choke have the same inductance; however, they are wound in opposite directions and very tightly coupled. In this way, the magnetic fluxes generated by the useful signal are lifted by the both inductively coupled (.0 pelten W winding of the balancing throttle on each other. The balancing throttle therefore shows no throttling effect with regard to the useful signal. However, interference currents that occur either only on one wire of the line or on both wires in the same direction lead to magnetic fluxes in both windings of the balancing choke in 6s, which add up. The regulating throttle therefore acts as a reactance in the event of interference currents. However, such balancing reactors are relatively expensive and require a lot of space. One has therefore already used floating voltages to feed the connecting lines, which are generated with the help of converters (G. Baer, The power supply for telex writing and data devices, Munich, 1969, pp. 63 to 71). However, this creates additional radio interference that exceeds the level of interference permitted for end devices. Eliminating this interference is difficult because of the symmetry requirement, since radio interference suppression measures always result in additional ground capacities. Finally, an ungrounded supply with the mains frequency or another low-frequency or medium-frequency low-harmonic voltage is also known. However, a lot of space is also required for the transformers and the sieve elements. In addition, the necessary symmetry is difficult to achieve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Stromversorgung von Daten- und Fernschreibübertragungsanlagen abzugeben, mit deren Hilfe einerseits die notwendige hohe Erdsymmetrie der Teilnehmeranschlußschaltungcn und andererseits eine ausreichende Funkentstörung erzielbar ist.The invention is based on the object of providing a circuit arrangement for the power supply of data and to deliver telex transmission systems, with the help of which on the one hand the necessary high earth symmetry the subscriber line circuit and on the other hand sufficient radio interference suppression can be achieved.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von dem obenerwähnten Verfahren aus, eine erdfreie Spannung mit Hilfe eines Gleichspannungsumrichters zu erzeugen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Schaltmittel zur Abflachung der vom Wechselrichter erzeugten Rechteckspannung vorgesehen sind, daß diese Schalimittei derart dimensioniert sind, daß nur die höheren Oberwellen unterdrückt werden und daß an den Wechselrichter ein symmetrisch aufgebauter und/oder abgeschirmter Übertrager angeschlossen ist, dessen Sekundärwicklungen mit je einem Gleichrichter verbunden sind.To solve this problem, the invention is based on the above-mentioned method, a floating method To generate voltage with the help of a DC voltage converter. The object is according to the invention solved in that switching means for flattening the square-wave voltage generated by the inverter are provided that these Schalimittei are dimensioned in such a way are that only the higher harmonics are suppressed and that on the inverter symmetrically constructed and / or shielded transformer is connected, its secondary windings are each connected to a rectifier.

Mit einer solchen Schaltungsanordnung lassen sich erdfreie Spannungen zur Speisung der Anschlußleitungen, aber auch Hilfsspannungen fur Tasi-, Bewertungsund Übertragungsschaltungen erzeugen. Die Schaltfrequenz des Wechselrichters wird so hoch gewählt, daß sich ein kleines Volumen und ein guter Wirkungsgrad der Anordnung ergeben. Es ist zweckmäßig, die Schaltfrequenz über die Hörbarkeitsgrenze zu legen. Durch die Abflachung der oberwellenreichen Wechselspannung lassen sich die schwer beherrschbaren und eine Funkentstörung besonders erschwerenden höheren Oberwellen unterdrücken. Diese Abflachung wird jedoch zweckmäßig so dimensioniert, daß der Wirkungsgrad des Umrichters noch ausreichend hoch bleibt. Induktive Komponenten der vom Wechselrichter erzeugten, besonders kritischen erdbezogenen Funkstörspannungen lassen sich durch einen symmetrischen Aufbau des zum Zweck der Potentialtrennung erforderlichen Übertragers dämpfen. Gegen kapazitive Komponenten der Funkstörspannungen hilft eine Abschirmung des Übertragers. Dabei ist jedoch darauf üu achten, daß durch diese Ausgestaltung des Übertragers sich ergebende zusätzliche Erdkapazitäten nicht so groß werden, daß die Erdsymmetrie der Anschlußschaltung unzulässig verschlechtert wird. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ermöglicht die freie: Wählbarkeit der Speise- und Hilfsspannungen ohne Änderungen im zentralen Netzteil.With such a circuit arrangement ungrounded voltages for feeding the connecting lines, but also generate auxiliary voltages for tasi, evaluation and transmission circuits. The switching frequency of the inverter is chosen so high that a small volume and good efficiency result from the arrangement. It is advisable to set the switching frequency above the audibility limit. By flattening the alternating voltage, which is rich in harmonics, the difficult to control and Suppress radio interference, which is particularly difficult to suppress higher harmonics. This flattening will however, it is expediently dimensioned so that the efficiency of the converter is still sufficiently high remain. Inductive components of the particularly critical earth-related radio interference voltages generated by the inverter can be achieved by a symmetrical structure of the necessary for the purpose of the potential separation Attenuate the transformer. Shielding helps against capacitive components of the radio interference voltages of the transformer. However, it is important to ensure that The additional ground capacities resulting from this design of the transformer are not so great be that the earth symmetry of the connection circuit is deteriorated inadmissibly. The inventive Circuit arrangement enables the free: Selectability of the supply and auxiliary voltages without changes in the central power supply.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt F i g. 2.One embodiment of the invention is shown in FIG. 2.

Dem Eingang Ewird die umzuformende erdbezogene Gleichspannung vom Netzteil zugeführt. Der Wechselrichter W erzeugt aus dieser Gleichspannung eineThe earth-related DC voltage to be converted is fed to input E from the power supply unit. The inverter W generates a from this DC voltage

Rechteckwechselspannung hoher Frequenz (z. B. 2OkHz), die durch geeignete SchaJtmittel abgeflacht wird. Diese SchaJtmittel können dem eigentlichen Wechselrichter nachgeschaltet oder zumindest teilweise in den Wechselrichter integriert sein. An der Wechselrichter ist der symmetrisch aufgebaute Übertrager Ue angeschlossen. In diesem symmetrisch aufgebauten Übertrager fließen die von erdbezogenen Funkstörspannungen erzeugten Störströme in entgegengesetzter Richtung und heben einander auf. Die kapazitive Komponente der erdbezogenen Störspannung wird durch eine Abschirmung gedämpft Auf der Sekundärseite des Übertragers können mehrere Wicklungen, beispielsweise zwei, vorgesehen werdea Jede dieser Wicklungen ist mit einem Gleichrichter Gl, G 2 verbunden, an deren Ausgängen Ai, A 2 die erdfreien Spannungen abgenommen werden können.Square-wave AC voltage of high frequency (e.g. 20 kHz), which is flattened by suitable control means. These control means can be connected downstream of the actual inverter or at least partially integrated into the inverter. The symmetrically structured transformer Ue is connected to the inverter. In this symmetrically constructed transformer, the interference currents generated by earth-related radio interference voltages flow in opposite directions and cancel each other out. The capacitive component of the earth-related interference voltage is attenuated by a shield. Several windings, for example two, can be provided on the secondary side of the transformer. Each of these windings is connected to a rectifier Gl, G 2 , at whose outputs Ai, A 2 the floating voltages are taken can.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

'• f patent claims:

1. Circuit arrangement for floating power supply in data and teletype transmission systems and terminals with the help of an inverter operating at a high switching frequency, to which an earth-related DC voltage is supplied, characterized in that switching means are provided for flattening the square-wave voltage generated by the inverter, that these switching means are dimensioned in such a way that only the higher harmonics are suppressed and that a symmetrically constructed and / or shielded transformer (Ue) is connected to the inverter, the secondary windings of which are each connected to a rectifier (G 1, G 2).

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the switching means for flattening the square-wave voltage generated by the inverter (W) are matched to a switching frequency above the audibility limit.