DE3314869A1

DE3314869A1 - Method and device for monitoring opto-electronic transmission links for digital signals transmitted serially

Info

Publication number: DE3314869A1
Application number: DE19833314869
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. Rumold (FH), 8521 Bubenreuth
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1983-04-25
Filing date: 1983-04-25
Publication date: 1984-10-25

Abstract

It is proposed to reduce the transmit power of the light-emitting diode by a certain percentage as a test at a particular bit position of a pulse message to be transmitted and to test the transmission of this test bit at the receiving end. If the test bit has been transmitted, an attenuation reserve of the transmission line corresponding to the reduction is still available. <IMAGE>

Description

Verfahren und Einrichtung zur Uberwachung vonProcedure and device for the monitoring of

optoelektronischen Übertragungsstrecken für seriell ausgesendete digitale Signale Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von optoelektronischen Ubertragungsstrecken für seriell ausgesendete digitale Signale, insbesondere Impulstelegramine.optoelectronic transmission links for serially transmitted digital Signals The invention relates to a method for monitoring optoelectronic signals Transmission links for serially transmitted digital signals, in particular pulse telegrams.

Eine Überwachung solcher Übertragungsstrecken ist wichtig wegen der Alterung der sendeseitig angeordneten lichtemittierenden Dioden und hilft ausfallbedingte Folgekosten bei industriellen Anwendungen zu vermeiden.Monitoring such transmission links is important because of the Aging of the light-emitting diodes arranged on the transmitter side and helps failure-related Avoid follow-up costs in industrial applications.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe vor einem voraussichtlich bald erfolgenden Ausfall der Übertragungsstrekke ein Warnsignal zu erzeugen, so daß das fehlerhafte Bauelement, meist die lichtemittierende Diode, noch rechtzeitig in der nächsten Betriebspause ausgetauscht werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren soll es insbesondere auch gestatten, empfangsseitig eine Aussage über die jeweils noch vorhandene Dämpfungsreserve der Übertragungsstrecke zu gewinnen, wenn der Ausgang des analogen Eingangsverstärkers einer voll integrierten Empfängerschaltung nicht zugänglich ist.The invention is expected to face the task soon resulting failure of the transmission line to generate a warning signal, so that the faulty component, usually the light-emitting diode, still in time in the can be exchanged for the next break in operation. The inventive method In particular, it should also allow a statement to be made on the receiving side about the still existing attenuation reserve of the transmission path to gain when the output the analog input amplifier of a fully integrated receiver circuit does not is accessible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dabei ergibt sich auch noch der Vorteil, daß die gesamte Ubertragungsstrecke bis zu ihrem empfängerseitigen Ende in die Überwachung einbezogen wird.According to the invention, this object is achieved with the characterizing features of the main claim solved. There is also the advantage that the entire Transmission path included in the monitoring up to its end on the receiver side will.

Die Erfindung samt ihren weiteren, in Unteransprüchen gekennzeichneten Ausgestaltungen soll nachstehend anhand eines Anwendungsbeispieles näher erläutert werden.The invention together with its further, characterized in subclaims Refinements will be explained in more detail below using an application example will.

In Figur 1 ist ein Übertragungssystem für Impulstelegramme im Synchronbetrieb gezeigt. Synchronbetrieb bedeutet in diesem Zusammenhang, daß fortlaufend ein Impulstelegramm nach dem anderen ohne Sendepause übertragen wird.In Figure 1 is a transmission system for pulse telegrams in synchronous operation shown. In this context, synchronous operation means that a pulse telegram is sent continuously one after the other without a pause in transmission.

Die seriell über eine Lichtwellenleitung 9 zu übertragende Information liegt binär codiert an den mit 20 bis bezeichneten Eingängen eines Schieberegisters 10, dem außerdem noch ein Signal PB für ein Paritätsbit und ein weiteres Signal AB für das erfindungsgemäß vorgesehene Testbit zugeführt sind. Die aus diesen Eingangssignalen bestehende Information wird nun bitweise im Raster der von einem Taktgenerator 11 gelieferten Taktimpulse C vom Schieberegister 10 als sogenanntes Impulstelegramm I ausgegeben, mittels eines optoelektronischen Wandlers 12 in entsprechende Lichtimpulse I' umgewandelt und am Ende der Lichtwellenleitung 9 von einem weiteren optoelektronischen Wandler 13 in entsprechende elektrische Spannungssignale umgesetzt. Der optoelektronische Wandler 13 auf der Empfangsseite ist meist voll integriert ausgeführt und weist außer zwei Klemmen zur Spannungsversorgung nur noch eine Ausgangsklemme auf, an welcher das digitale Signal I abgenommen werden kann. Er besteht im wesentlichen aus einem analogen Eingangsverstärker mit einem nachgeschalteten Schwellwertglied, welches dann ein konstantes Signal abgibt, wenn sein Eingangssignal einen bestimmten Grenzwert über- oder unterschritten hat. Eine gleichartige Übertragungsstrecke, bestehend aus den beiderseits der Lichtwellenleitung 15 angeordneten Wandlern 16 und 17 ist für die Taktimpulse C vorhanden. Es soll nun ermittelt werden, ob sich die Eingangs leistung der Wandler 13 bzw. 17 noch um einen bestimmten Prozentsatz vermindern kann, ehe ihre internen Grenzwertmelder nicht mehr ansprechen und demzufolge das ausgesendete Impulstelegramm nicht mehr übertragen wird.The information to be transmitted serially via an optical fiber line 9 is binary-coded at the inputs of a shift register labeled 20 to 10, which also has a signal PB for a parity bit and another signal AB are supplied for the test bit provided according to the invention. The from these input signals existing information is now bit by bit in the grid of a clock generator 11 delivered clock pulses C from the shift register 10 as a so-called pulse telegram I output, by means of an optoelectronic converter 12 into corresponding light pulses I 'converted and at the end of the optical fiber line 9 by a further optoelectronic Converter 13 converted into corresponding electrical voltage signals. The optoelectronic Converter 13 on the receiving side is usually fully integrated and has apart from two terminals for power supply, only one output terminal on, on which the digital signal I can be picked up. It essentially consists from an analog input amplifier with a downstream threshold value element, which then emits a constant signal when its input signal a certain Has exceeded or fallen below the limit value. A similar transmission path, consisting of the transducers 16 arranged on both sides of the optical waveguide 15 and 17 is provided for the C clock pulses. It should now be determined whether the input power of the converter 13 or 17 by a certain percentage can decrease before their internal limit indicator do not speak anymore and consequently the transmitted pulse telegram is no longer transmitted.

Die Ausgangsgröße des Wandlers 13 ist einem Schieberegister 14zugeführt und wird nach Maßgabe des Taktes C, welcher wie die Information I über eine optoelektronische Übertragungsstrecke 15 auf das Schieberegister 14 gelangt, in dasselbe eingelesen. Nach einer vorbestimmten Anzahl von Taktimpulsen erscheint in an sich bekannter Weise an den Ausgängen des Schieberegisters 14 die dem Schieberegister 10 eingegebene Information. Die Schieberegister 10 und 14 laufen synchron; nach Beendigung der Aussendung eines Impulstelegramms wird in das Schieberegister 10 durch einen Impuls R das nächste Datenwort übernommen und und mit dem nächstfolgend auftretenden Taktimpuls beginnt die Aussendung eines neuen Impulstelegramms. Der Impuls R setzt gleichzeitig auch einen Zähler 18 zurück, welcher von den Taktimpulsen C aufwärtsgezählt wird. Der Stand des Zählers 18 gibt also Aufschluß über das jeweils gerade gesendete Bit.The output variable of the converter 13 is fed to a shift register 14 and is according to the clock C, which like the information I via an optoelectronic Transmission path 15 reaches the shift register 14, read into the same. After a predetermined number of clock pulses appears in itself known The input to the shift register 10 at the outputs of the shift register 14 Information. The shift registers 10 and 14 run synchronously; after finishing the A pulse telegram is sent to the shift register 10 by a pulse R accepted the next data word and with the next clock pulse that occurs the transmission of a new pulse telegram begins. The pulse R sets at the same time also a counter 18 back, which is counted up by the clock pulses C. The status of the counter 18 thus provides information about the bit that has just been sent.

Mittel einer Abfrage- bzw. Decodiereinrichtung 19 wird der Stand des Zählers 10 abgefragt und nach dem fünften bzw. sechsten Bit jedes Impulstelegramms jeweils für die Dauer einer Taktperiode T ein Signal A6 bzw. A7 auf einen Eingang der optoelektronischen Wandler 12 bzw. 16 gegeben, mit welchem jeweils die Sendeleistung von deren lichtemittierender Diode um ein bestimmtes Maß verringert wird.By means of an interrogation or decoder 19, the status of the Counter 10 queried and after the fifth or sixth bit of each pulse telegram each for the duration of a clock period T a signal A6 or A7 to an input the optoelectronic converter 12 or 16 given, with which in each case the transmission power of whose light emitting diode is reduced by a certain amount.

Die Folge sind Lichtimpulse mit entsprechend verminderter Amplitude in den Lichtwellenleitern 9 und 15, was jedoch solange ohne erkennbare Auswirkung bleiben wird, als diese Amplitude noch groß genug ist, um die internen Grenzwertmelder der Wandlerstufen 13 und 17 ansprechen zu lassen. Das Ende des Impulstelegrammes wird durch den Impuls R bestimmt, welcher anstelle eines Taktimpulses T vom Taktgenerator 10 ausgegeben wird. Im Impulszug T entsteht dadurch eine entsprechende Lücke, welche von einer monostabilen, retriggerbaren, mit der ansteigenden Flanke von C angestoßenen Kippstufe 20 mit einer Kippzeit, welche das 1,5-fache der Taktperiode beträgt, ausgewertet wird, so daß an deren Ausgang nach Beendigung des Impulses R das Signal TE als High-Signal erzeugt wird, welches das empfangsseitige Ende des Telegrammes signalisiert und zum Auslesen des Schieberegisters verwendet wird. Eine solche Auswertung erspart die gesonderte Übertragung des Löschimpulses R.The result is light pulses with a correspondingly reduced amplitude in the optical waveguides 9 and 15, which, however, as long as without any noticeable effect will remain when this amplitude is still large enough to activate the internal limit indicator the converter stages 13 and 17 to respond. The end of the pulse telegram is determined by the pulse R, which instead of a clock pulse T from the clock generator 10 is issued. In the pulse train T this creates a corresponding Gap, which is from a monostable, retriggerable, with the rising edge Triggered by C trigger stage 20 with a trigger time which is 1.5 times the clock period is evaluated, so that at its output after termination of the pulse R the signal TE is generated as a high signal, which is the receiving end of the Telegram and is used to read out the shift register. One Such an evaluation saves the separate transmission of the extinguishing pulse R.

Bei dem angenommenen Beispiel würde ein Impulstelegramm jeweils aus acht Taktperioden bestehen. Wenn nach Ablauf dieser acht Taktperioden an dem mit IF bezeichneten Ausgang des Schieberegisters kein High-Signal, sondern ein Low-(Null)Signal ansteht, dann ist dies als Kriterium dafür anzusehen, daB die Grenzwertmelderstufe im optoelektronischen Wandler 13 nicht mehr angesprochen hat und nur noch eine bestimmte prozentuale Dämpfungsreserve für die Übertragung auf dem Lichtwellenleiter 9 vorhanden ist. Genau um diesen Prozenzsatz dürfte die lichtemittierende Diode im optoelektronischen Wandler 12 noch altern, d.h. ihre ausgestrahlte Lichtleistung vermindern, ehe die Übertragungsstrecke nicht mehr funktioniert.In the example assumed, a pulse telegram would be off consist of eight clock periods. If at the end of these eight clock periods on the with IF designated output of the shift register is not a high signal, but a low (zero) signal is pending, then this is to be seen as a criterion for the alarm level has no longer responded in the optoelectronic converter 13 and only a certain one percentage attenuation reserve for the transmission on the optical waveguide 9 available is. The light-emitting diode in the optoelectronic should be around this percentage Converter 12 still age, i.e. reduce their emitted light output before the Transmission line no longer works.

Nach der sechsten Taktperiode wird von der Decodiereinrichtung 19 das Signal A7 ausgegeben, welches für die Dauer der darauffolgenden Taktperiode ansteht und die Sendeleistung der im Wandler 16 befindlichen lichtemittierenden Diode herabsetzt. Bei einer entsprechenden Alterung dieser Diode wird in der siebten Taktperiode der interne Grenzwertmelder des Wandlers 17 nicht mehr ansprechen, so daß die monostabile Kippstufe 12 früher zum Abfallen kommt und diesen Zustand bis zum Beginn des nächsten Impulstelegrammes beibehält, so daß eine Verzögerungsstufe 21 mit einer der Taktperiode entsprechenden Verzögerungszeit zum Ansprechen kommen und an ihrem Ausgang das Signal TF als High-Signal ausgeben kann. Dadurch kann auf der Empfangsseite erkannt werden, daß jetzt noch eine Dämpfungsreserve auf der Taktleitung 15 von bestimmter Größe vorliegt.After the sixth clock period, the decoder 19 the signal A7 is output, which for the duration of the following clock period pending and the transmission power of the light-emitting located in the converter 16 Diode lowers. If this diode ages accordingly, the seventh Clock period of the internal limit indicator of the converter 17 no longer respond, see above that the monostable multivibrator 12 comes to fall earlier and this state up to at the beginning of the next pulse telegram, so that a delay stage 21 with a clock period corresponding Delay time to Response come and can output the signal TF as a high signal at its output. In this way it can be recognized on the receiving side that there is now still a damping reserve is present on the clock line 15 of a certain size.

Figur 2 zeigt Impulsdiagramme zur bisher beschriebenen Wirkungsweise. Zeile a gibt den Verlauf der von dem Taktgenerator 11 abgegebenen Taktimpulse wieder, welche ein Tastverhältnis von ungefähr 0,5 und eine Periodendauer von T aufweisen. Diesen Taktimpulsen C entsprechen die in Zeile d dargestellten Lichtwellenimpulse C' der Lichtwellenleitung 15. Ein Impulstelegramm besteht jeweils aus acht Taktperioden 1 - 8, wobei jeweils in der achten Taktperiode der Taktimpuls ausgeblendet und dafür ein entsprechender Impuls R vom Taktgenerator 11 ausgegeben wird (Zeile b). Zeile c zeigt den Verlauf des vom Schieberegister ausgegebenen Impulstelegramms I für den Fall, daß die Schieberegistereingangssignale 20, 21, 23 und AB High-Signal sowie 22 und PB Low-Signal aufweisen. Mittels der während der sechsten und der siebten Taktperiode ausgegebenen High-Signale A6 bzw. A7 der Decodiereinrichtung 19 werden die Amplituden der digitalen Lichtwellenleitersignale I' und C' in den Lichtwellenleitern 9 und 15 reduziert. Die Impulssignale mit verringerter Amplitude sind in der Zeile d und e durch eine Schraffur hervorgehoben. Solange sich die Alterung der lichtemittierenden Dioden in den Wandlern 12 und 16 im zulässigen Bereich bewegt, erscheint am Ausgang des optoelektronischen Wandlers 13 während der Taktperiode 6 ein High-Signal (Zeile e) und während der Taktperiode 8 am Ausgang der monostabilen Kippstufe 20 das Signal TE mit dem in Zeile f voll ausgezogenen Verlauf. Ein High-Signal TE kann am Ausgang der monostabilen Kippstufe grundsätzlich nur dann erscheinen, wenn seit Beginn des letzten übertragenen Taktimpulses C eine Zeit von t = 1,5 T verstrichen ist.FIG. 2 shows pulse diagrams for the previously described mode of operation. Line a shows the course of the clock pulses emitted by the clock generator 11, which have a duty cycle of approximately 0.5 and a period of T. These clock pulses C correspond to the light wave pulses shown in line d C 'of the optical fiber line 15. A pulse telegram consists of eight clock periods 1 - 8, with the clock pulse faded out in the eighth clock period and for it a corresponding pulse R is output by the clock generator 11 (line b). row c shows the course of the pulse telegram I for output from the shift register the case that the shift register input signals 20, 21, 23 and AB high signal as well as 22 and PB have low signals. By means of the during the sixth and the seventh Clock period output high signals A6 and A7 of the decoder 19 are the amplitudes of the digital optical waveguide signals I 'and C' in the optical waveguides 9 and 15 reduced. The pulse signals with reduced amplitude are in the line d and e highlighted by hatching. As long as the aging of the light-emitting Diodes in converters 12 and 16 moved within the permissible range, appears at the output of the optoelectronic converter 13 during the clock period 6 a high signal (line e) and during the clock period 8 at the output of the monostable multivibrator 20, the signal TE with the course fully drawn out in line f. A high signal TE can be at the output of the monostable multivibrator only appear if since the beginning of the last transmitted clock pulse C a time of t = 1.5 T has elapsed.

Wird also in der Taktperiode 7 noch ein Takttestimpuls mit erfindungsgemäß verminderter Amplitude übertragen, dann bleibt, wie in Zeile g dargestellt, das Ausgangssignal der Verzögerungsstufe 21 dauernd auf Null, denn zu deren Ansprechen bedarf es eines Eingangssignales, welches länger andauert als deren Verzögerungszeit t2 = T.So in the clock period 7 there is still a clock test pulse according to the invention reduced amplitude, then remains, as shown in line g, the The output signal of the delay stage 21 is permanently at zero, because it is used to respond an input signal is required which lasts longer than its delay time t2 = T.

Bewegt sich die Alterung der im Wandler 16 angeordneten Diode im sogenannten Warnbereich, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß in der Taktperiode 7 der interne Grenzwertmelder des Wandlers 17 nicht mehr anspricht und demgemäß in dieser Taktperiode ein Low-(Null)-Signal an seinem Ausgang auftritt, dann erscheint, wie in Zeile f gestrichelt dargestellt, das das Telegrammende kennzeichnende Signal TE am Ausgang der monostabilen Kippstufe 20 um eine Taktperiode verfrüht und entsprechend verlängert, so daß nunmehr die Verzögerungsstufe 21 zum Ansprechen kommen und TF als High-Signal ausgeben kann, was in Zeile g ebenfalls gestrichelt dargestellt ist. Dieses Signal kann als Warnung dafür verwendet werden, daß die Alterung der lichtemittierenden Diode im Wandler 16 sich einem gefährlichen, die Taktübertragung in Frage stellenden Wert genähert hat. Trifft dies auch bezüglich der Informationsübertragung auf der Leitung 9 durch eine entsprechende Alterung der lichtemittierenden Diode des Wandlers 4 zu, so fällt der in Zeile e schraffiert gezeichnete Impuls aus und nach Erhalt des vollständigen Impulstelegramms ergibt sich mit IF = Low das entsprechende Warnsignal.Does the aging of the diode arranged in the converter 16 move in the so-called Warning area, which is characterized in that in the clock period 7 the internal Limit indicator of the converter 17 no longer responds and accordingly in this clock period a low (zero) signal occurs at its output, then appears as in line f Shown in dashed lines is the signal TE at the output, which characterizes the end of the telegram the monostable multivibrator 20 premature by one clock period and extended accordingly, so that the delay stage 21 is now responding and TF as a high signal can output, which is also shown in dashed lines in line g. This signal can be used as a warning that the aging of the light-emitting Diode in converter 16 is dangerous and jeopardizes clock transmission Has approached value. This also applies to the transfer of information on the Line 9 by a corresponding aging of the light-emitting diode of the converter 4, the pulse shown hatched in line e fails and after receipt of the complete pulse telegram results in the corresponding warning signal with IF = Low.

Figur 3 zeigt den inneren Aufbau der optoelektronischen Wandler 12 (bzw. 16). Eine lichtemittierende Diode 22, deren Licht in einen Lichtwellenleiter 9 bzw. 15 eingeleitet wird, ist in Reihe mit einem elektronischen Schalter 23, einem Transistor 24 und einem Widerstand 25 an eine Gleichspannungsquelle von +5 Volt geschaltet. Der elektronische Schalter wird von dem Signal I (bzw. C) so betätigt, daß er geschlossen ist, wenn dieses ein High-Signal aufweist. Es ist weiterhin ein Operationsverstärker 26 vorgesehen, dessen mit -" bezeichneter, invertierender Eingang mit dem Emitter des Transistors 24 verbunden ist und dessen nichtinvertierender, mit "+ bezeichneter Eingang über einen Widerstand 27 mit der Kathode einer Zenerdiode 28 verbunden ist, welche in Reihe mit einem weiteren Widerstand 29 ebenfalls von der Gleichspannung +5 Volt beaufschlagt wird. Transistor 24 und Operationsverstärker 26 bilden eine Stromquelle, welche bei geschlossenem Schalter 23 durch die lichtemittierende Diode 22 stets einen konstanten Strom solcher Größe treibt, daß zwischen dem Emitter des Transistors 24 und dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 26 kein Potentialunterschied herrscht. Je größer also das Potential an dem mit 2'+'t bezeichneten Eingang des Operationsverstärkers 26 ist, desto kleiner wird auch der Strom und damit die Sendeleistung der lichtemittierenden Diode 22. Wenn ein weiterer elektronischer Schalter 29 geöffnet ist, was der Fall ist, wenn das an der Klemme 30 anzulegende Betätigungssignal A6 (bzw. A7) ein Low- Signal ist, dann entspricht das Potential an dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 26 dem Potential der Gleichspannungsquelle +5 Volt abzüglich der konstanten Spannung der Zenerdiode 28. Der Strom durch die Diode 22 ist dann am größten. Wird hingegen an der Klemme 30 ein High-Signal angelegt, dann wird der Schalter 29 geschlossen und das Potential am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 26 wird entsprechend dem nun aktivierten, aus den Widerständen 27 und 32 bestehenden Spannungsteiler angehoben, wodurch der Strom und dadurch die Sendeleistung um einen bestimmten Bruchteil vermindert wird. Entsprechend reduziert sich die Amplitude der Lichtwellenimpulse im Lichtwellenleiter 9 (bzw. 15) in der Taktperiode, in der das Signal A6 (bzw. A7) ein High-Signal ist.FIG. 3 shows the internal structure of the optoelectronic converter 12 (or 16). A light-emitting diode 22, whose light is in an optical waveguide 9 or 15 is initiated is in series with an electronic switch 23, a Transistor 24 and a resistor 25 to a DC voltage source of +5 volts switched. The electronic switch is from the signal I (or C) so operated, that it is closed when it has a high signal. It is still a Operational amplifier 26 is provided, whose with - "designated, inverting input is connected to the emitter of transistor 24 and its non-inverting, with "+ designated input via a resistor 27 to the cathode of a Zener diode 28 is connected, which is also connected in series with a further resistor 29 of the DC voltage +5 volts is applied. Transistor 24 and operational amplifier 26 form a current source, which when the switch 23 is closed by the light-emitting Diode 22 always drives a constant current of such magnitude that between the emitter of transistor 24 and the non-inverting input of the operational amplifier 26 there is no potential difference. So the greater the potential at the one with 2 '+' t designated input of the operational amplifier 26, the smaller the Current and thus the transmission power of the light-emitting diode 22. If another electronic switch 29 is open, which is the case when that on the terminal 30 actuation signal A6 (or A7) to be applied is a low signal, then corresponds to the potential at the non-inverting input of the operational amplifier 26 dem Potential of the DC voltage source +5 volts minus the constant voltage of the Zener diode 28. The current through diode 22 is then greatest. However, it is on a high signal is applied to terminal 30, then switch 29 is closed and the potential at the non-inverting input of the operational amplifier 26 is corresponding the now activated voltage divider consisting of resistors 27 and 32 raised, whereby the current and thereby the transmission power by a certain fraction is decreased. The amplitude of the light wave pulses is correspondingly reduced in the optical fiber 9 (or 15) in the clock period in which the signal A6 (or A7) is a high signal.

In Figur 4 ist angenommen, daß beispielsweise die lichtemittierende Diode im Wandler 16 zeitlich so altert, daß deren Sendeleistung allmählich absinkt. Für diskrete Zeitaugenblicke ta bis td sind jeweils ein Taktimpuls normaler Amplitude und ein durch Schraffur gekennzeichneter Taktimpuls mit erfindungsgemäß reduzierter Amplitude nebeneinander dargestellt, wobei die Reduzierung beispielsweise jeweils 20 % betragen soll. Solange die in ihrer Höhe reduzierten Taktimpulse oberhalb der mit S bezeichneten Schwelle des im optoelektronischen Wandler 17 befindlichen Grenzwertielders sind, bleibt die Reduzierung ohne Auswirkung und es wird kein Warnsignal entsprechend Zeile g in Figur 2 ausgegeben. Im Zeitpunkt td jedoch wird bei den Testimpulsen mit reduzierter Amplitude die Ansprechschwelle des Grenzwertmelders unterschritten und das Warnsignal wird ausgelöst.In FIG. 4 it is assumed that, for example, the light-emitting The diode in the converter 16 ages so that its transmission power gradually decreases. For discrete time instants ta to td there are each a clock pulse of normal amplitude and a clock pulse identified by hatching with a reduced clock pulse according to the invention Amplitude shown next to one another, the reduction for example in each case Should be 20%. As long as the clock pulses, which are reduced in height, are above the with S designated threshold of the limit value plate located in the optoelectronic converter 17 the reduction has no effect and there is no corresponding warning signal Line g in Figure 2 is output. At time td, however, the test pulses The response threshold of the limit monitor has been fallen below with reduced amplitude and the warning signal is triggered.

Für gewisse Anwendungsfälle kann es sich als zweckmäßig erweisen, nicht nur den Warnbereich anzuzeigen, sondern auch Beginn und Verlauf der Alterung der lichtemittierenden Dioden zu verfolgen, um z.B. zu jedem Zeitpunkt einen Anhaltspunkt darüber zu haben, wie weit man noch vom Warnbereich entfernt ist. Hierzu kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen werden, daß in aufeinanderfolgenden Impulstelegrammen die Amplitude der Testsignale zyklisch, ausgehend von einem Minimalwert in Stufen bis zu einem Maximalwert erhöht wird.For certain applications it can prove to be useful not only to display the warning area, but also the beginning and course of aging of the light-emitting diodes, e.g. to provide a clue at any point in time about how far you are from the warning area. To do this, in Further embodiment of the invention are provided that in successive Pulse telegrams the amplitude of the test signals cyclically, starting from a minimum value is increased in steps up to a maximum value.

In Figur 5 ist jeweils ein schraffiert hervorgehobener Testimpuls neben einem Taktimpuls normaler Amplitude für vier zeitlich aufeinanderfolgende Impuls telegramme I-IV dargestellt. Jeweils beim ersten solcher vier Impulstelegramme wird die Testimpulsamplitude um 80 % verringert, in dem darauffolgenden um 60 %, in dem nächsten um 40 % und in dem letzten um 20 X, worauf wieder die Amplitude um 80 %, 60%, 40 X, 20 X usw. verringert wird. Wird nun entsprechend Figur 4 eine allmählich beginnende und zunehmende Alterung der lichtemittierenden Diode angenommen, dann wird jeweils in dem ersten von vier aufeinanderfolgenden Impulstelegrammen ein Signal ausgegeben, sodann in dem ersten und zweiten, sodann in der ersten, zweiten und dritten und schließlich während sämtlicher Impulstelegramme.In Figure 5 is a hatched highlighted test pulse in addition to a clock pulse of normal amplitude for four consecutive times Impulse telegrams I-IV shown. In each case with the first of such four pulse telegrams the test pulse amplitude is reduced by 80%, in the next by 60%, in the next by 40% and in the last by 20 X, whereupon the amplitude again is decreased by 80%, 60%, 40X, 20X, etc. Will now corresponding FIG. 4 shows a gradually beginning and increasing aging of the light-emitting Diode assumed, then it will be in the first of four consecutive Pulse telegrams output a signal, then in the first and second, then in the first, second and third and finally during all pulse telegrams.

Figur 6 zeigt, wie die Schaltung gemäß Figur 3 auf der Sendeseite für diese zusätzliche Überwachung beispielsweise erweitert werden kann. Für dieselben Bauelemente sind die entsprechenden Bezugszeichen der Figur 3 beibehalten worden. Die Ergänzung besteht in einem vierstufigen, rückgekoppelten Schieberegister, mit den Stufen ST80, ST60, ST40, ST20, von denen jeweils eine, im betrachteten Zeitaugenblick die mit ST80 bezeichnete Stufe ein High-Signal als Ausgangssignal aufweist, welches durch den einmalig innerhalb jedes Impulsdiagrammes auftretenden, als Schiebetakt verwendeten Löschimpuls R, an die nächstfolgende Schieberegisterstufe weitergegeben wird. Die Ausgangssignale der Schieberegisterstufen ST80 - ST20 betätigen elektronische Schalter 33 - 36, so daß immer einer von diesen geschlossen ist. Auf diese Weise werden jeweils für die Dauer eines High-signals an der Klemme 30 in den einzelnen Impulstelegrammen verschiedene Spannungsteiler aktiviert und zwar in der Weise, daß das Potential am Verbindungspunkt der Widerstände 32 und 27, d.h. an den nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 26 in vier verschiedene Stufen erhöht wird. Durch entsprechende Dimensionierung der Widerstände 37 - 39 läßt sich dabei jede gewünschte prozentuale Verminderung der Amplitude der Testimpulse verwirklichen.Figure 6 shows how the circuit according to Figure 3 on the transmission side can be expanded for this additional monitoring, for example. For the same Components have retained the corresponding reference numerals from FIG. 3. The addition consists of a four-stage, feedback shift register, with the stages ST80, ST60, ST40, ST20, one of which in each case, at the time instant under consideration the stage labeled ST80 has a high signal as the output signal, which by the one-time occurrence within each pulse diagram as a shift clock used erase pulse R, passed on to the next shift register stage will. The output signals of the shift register stages ST80 - ST20 operate electronically Switch 33-36 so that one of these is always closed. In this way are in each case for the duration of a high signal at terminal 30 in the individual Pulse telegrams activated various voltage dividers in such a way that that the potential at the junction of resistors 32 and 27, i.e. at the non-inverting Input of the operational amplifier 26 is increased in four different stages. By appropriate dimensioning of the resistors 37-39 can be any desired realize a percentage reduction in the amplitude of the test pulses.

Figur 7 zeigt die zugehörige Ergänzung auf der Empfangsseite. Wiederum ist ein vierstufiges rückgekoppeltes Schieberegister 40 mit den Schieberegisterstufen ST80 ST60, ST40 und ST20 vorgesehen, welches von dem das Telegrammende markierende Signal TE weitergetaktet wird und dessen Ausgangsspannungen bistabilen Kippstufen 41 bis 44 in UND-Verknüpfung mit dem Fehlersignal TF zugeführt sind. Die Kippstufen 41 bis 44 besitzen eine Vorzugslage in dem ihre verwendeten Ausgänge jeweils Low- Signal aufweisen. Bleibt in der Taktperiode 7 am Ausgang des Wandlers 17 ein Taktimpuls C aus, dann ist das Ausgangssignal TF der Verzögerungsstufe TF ein High- Signal und die Kippstufen 41 bis 44 können von den Ausgangssignalen des Schieberegisters entsprechend gesetzt werden. Bei einer allmählich fortschreitenden Alterung wird also zuerst der Ausgang der Kippstufe 41, sodann der Ausgang der Kippstufen 41 und 42, danach der Ausgang der Kippstufen 41, 42, 43 und schließlich der Ausgang aller Kippstufen ein High-Signal aufweisen, was einfach von den entsprechenden Kippstufenausgängen unmittelbar zugeordneten Lampen angezeigt werden könnte. Dies würde allerdings voraussetzen, daß die beiden Schieberegister auf der Sende- bzw. Empfangsseite stets synchron zueinander arbeiten, d.h. daß das umlaufende High- Signal in beiden Schieberegistern während eines Impulstelegramms stets bei gleich bezeichneten Schieberegisterstufen ST80 bis ST20 auftritt. Kann dies nicht gewährleistet werden, beispielsweise wegen zeitlich nicht mit der Sendeseite abgestimmter Betriebsaufnahme auf der Empfangsseite, dann kann die Tatsache ausgenützt werden, daß auch die jeweilige Anzahl der von dem Taktfehlersignal TF gesetzten Kippstufen 41 bis 44 die Information enthält, bei welcher prozentualer Amplitudenverminderung die Ubertragungsstrecke nicht mehr funktioniert: Führen während der vier aufeinanderfolgenden Impulstelegramme, z.B. drei beliebige Kippstufen gleichzeitig ein High-Signal, so ist dies das Kriterium dafür, daß die Dämpfungsreserve der Übertragungsstrecke auf weniger als 40 % abgesunken ist (vergl. Fig. 5). Entsprechendes gilt für die Fälle, daß eine, zwei oder alle vier Kippstufen ein High-Signal führen. Mittels einer geeigneten logischen Schaltung, beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 mit einem Nurlese-Speicher (ROM), lassen sich die Signalzustände der Kippstufen 41 bis 44 in der zuvor geschilderten Weise auswerten und mittels der mit TF20 bis TF80 bezeichneten Lampen anzeigen.Figure 7 shows the associated supplement on the receiving side. In turn is a four-stage feedback shift register 40 with the shift register stages ST80 ST60, ST40 and ST20 are provided, from which the telegram end marking signal TE is clocked further and its output voltages are bistable Flip-flops 41 to 44 are supplied in AND operation with the error signal TF. The flip-flops 41 to 44 have a preferred position in which their outputs are used each have a low signal. Remains in the clock period 7 at the output of the converter 17 a clock pulse C off, then the output signal TF of the delay stage TF a high signal and the flip-flops 41 to 44 can rely on the output signals of the Shift register must be set accordingly. With a gradually advancing So aging is first the output of flip-flop 41, then the output of the flip-flops 41 and 42, then the output of the flip-flops 41, 42, 43 and finally the output of all flip-flops have a high signal, which is simply from the corresponding flip-flop outputs directly associated lamps could be displayed. However, this would presuppose that the two shift registers on the sending and receiving side are always synchronous work together, i.e. the circulating high signal in both shift registers during a pulse telegram always with identically designated shift register stages ST80 to ST20 occurs. Can this not be guaranteed, for example because of Start of operation on the receiving side not timed with the sending side, then the fact can be used that the respective number of the flip-flops 41 to 44 set to the clock error signal TF contains the information, at which percentage amplitude reduction the transmission link no longer works: Performing during the four consecutive pulse telegrams, e.g. Any three flip-flops have a high signal at the same time, so this is the criterion that the attenuation reserve of the transmission path has fallen to less than 40% is (see. Fig. 5). The same applies to the cases that one, two or all four Flip-flops have a high signal. Using a suitable logic circuit, in the embodiment of FIG. 7 with a read-only memory (ROM), can evaluate the signal states of flip-flops 41 to 44 in the manner described above and using the lamps labeled TF20 to TF80.

Für die Überwachung der Übertragung der Übertragung auf der Informations-Lichtwellenleitung 9 kann eine gleichartig aufgebaute Zusatzschaltung gemäß Fig. 7 vorgesehen werden, bei welcher das Signal IF anstelle des Signals TF als Eingangssignal verwendet wird.For monitoring the transmission of the transmission on the information fiber optic cable 9, a similarly constructed additional circuit according to FIG. 7 can be provided, in which the signal IF is used as an input signal instead of the signal TF.

3 Patentansprüche 7 Figuren - LeeF'seite -3 claims 7 figures - LeeF's side -

Claims

Patent claims Method for monitoring optoelectronic transmission links for serially transmitted digital signals (pulse telegrams), d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that at a time-specific position (6, 7) of a pulse telegram the transmission power for a test signal by a certain percentage compared to the other signals of the pulse diagram are reduced and on the receiving side to the corresponding Position of the pulse telegram, the transmission of this test signal is checked.

2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the transmission power for the Test signals cyclically, starting from a minimum value in steps up to a maximum value is increased.

3. Device for performing the method according to claim 1 or 2, g e k e k e n n n z e i c h n e t by the following features: light emitting diode (22) is in series with one of a transistor (24) and an operational amplifier (26) existing constant current source and a clock-controlled Transistor switch (23) switched; b) it is an acted upon with clock pulses Counter (18) is provided, to which an interrogation circuit (19) is assigned, which at a reduction signal (A6, A7) outputs certain counter readings; c) the reduction signal actuates a switch (29) with which the input voltage of the operational amplifier (26) changing voltage divider (27, 32) is activated ..