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Selektivrufverfahren, bei dem Impulsabstände als Wahlkriterien benützt werden, und
Empfangseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Selektivrufverfahren, bei dem die Auswahl eines bestimmten Empfängers durch eine einem Anfangsimpuls folgende Gruppe von Wahlimpulsen, deren Abstände als Wahlkriterien benützt werden, erfolgt, und eine Einrichtung zum Empfang von nach diesem Verfahren gegebenen Rufzeichen.
Bekannte Selektivrufverfahren, bei denen die Länge von Impulsen oder Impulspausen zur Auswahl einer von mehreren Empfangsstationen benützt werden, arbeiten in der Weise, dass zunächst ein Anfangsimpuls von grösserer Länge als alle folgenden gegeben wird. Hiedurch werden alle Empfangsstationen in den Bereitschaftszustand gebracht. Nunmehr wird in der Sendestation und in den Empfangsstationen gleichzeitig der selbsttätige Ablauf eines aus Impulsen oder Impulspausen bestimmter Einzellänge bestehenden Rufzeichens ausgelöst, wodurch am Ende des Wahlvorganges in derjenigen Empfangsstation ein akustisches und/oder optisches Signal ausgelöst wird, deren Eigensignal mit dem empfangenen Rufzeichen übereinstimmt. Das Rufzeichen bestehe beispielsweise aus drei Wahlkriterien, nämlich drei Impulsen bestimmter Länge.
Mit dem Aufhören des ersten dieser Impulse fallen alle diejenigen Empfangsstationen in ihren Ruhestand zurück, bei denen eine andere Impulslänge für den ersten Impuls eingestellt ist. Dasselbe wiederholt sich am Ende des zweiten und dritten Impulses, so dass nach Beendigung des Rufzeichens nur eine bestimmte Empfangsstation im Bereitschaftszustand bleibt, bei der sämtliche Impulslängen des Eigensignals mit denjenigen des gesendeten Rufzeichens übereinstimmen.
Bei den bekannten Verfahren dieser Art erfolgt die Übertragung der einzelnen Wahlkriterien mit Zwischenpausen, die innerhalb einer begrenzten Zeitdauer beliebig lang sein können. Dieser Umstand bedingt bei den Empfangsstationen besondere Mittel zur Umschaltung der die Impulslängen des Eigensignals bestimmenden Organe und zur Speicherung des die Koinzidenz der Impulslänge jedes Wahlkriteriums anzeigenden Signals. Ferner sind Mittel erforderlich, die den Empfänger abschalten, d. h. die Speicherung löschen, wenn die Wahl unterbrochen wird.
Dieser zusätzliche Aufwand lässt sich vermeiden, wenn gemäss dem Verfahren nach der Erfindung der Endimpuls eines Wahlkriteriums zugleich Anfangsimpuls für das nächstfolgende Wahlkriterium ist und die Länge der Wahlimpulse höchstens gleich der Stufenlänge zwischen zwei wählbaren Impulsabständen ist. Auf der Empfangsseite wird der erste Wahlimpuls mit einer Verzögerung, die mit dem auf diesen Wahlimpuls folgenden Impulsabstand eines bestimmten Rufzeichens zeitlich übereinstimmt, weitergeleitet, ebenso jeder folgende Wahlimpuls, sofern er mit dem zuletzt empfangenen, verzögerten Wahlimpuls koinzidiert, und bei Koinzidenz des letzten Wahlimpulses mit dem verzögerten zweitletzten Wahlimpuls wird ein Signal ausgelöst.
Zur Übertragung des Rufzeichens kann sowohl das Arbeits- als auch das Ruhestromprinzip angewendet werden, wobei die Wahlimpulse im einen Fall durch Stromimpulse und im andern Fall durch Stromlücken gebildet werden.
DieerfindungsgemässeEinrichtungzumEmpfang von nach diesem Verfahren gegebenen Rufzeichen ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine mit der Zahl der Wahlkriterien übereinstimmende Anzahl Impulsverzögerungsstufen mit die Em- pfangseinrichtung kennzeichnenden Verzögerungs- zeiten und eine Signalgeberstufe enthält, welche Stufen über Koinzidenztore in Kaskade geschaltet sind, und dass die Wahlimpulse die erste Impulsverzögerungsstufe und die Koinzidenztore derart steuern, dass den auf die erste folgenden Impulsverzögerungsstufen und der Signalgeberstufe nur dann ein Eingangsimpuls zugeführt wird, wenn der Ausgangsimpuls jeder vorangehenden Impulsverzögerungsstufe mit einem Wahlimpuls koinzidiert.
Nachstehend wird an Hand der beigefügten Zeichnung als beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes eine Empfangseinrichtung zum Empfang eines drahtlos übertragenen Rufzeichens mit zwei Wahlkriterien beschrieben, bei der das Ruhestromprinzip angewendet wird.
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Fig. 1 zeigt das Blockschema und Fig. 2 das vollständige Schaltschema des Empfängers ; in Fig. 3 sind Impulsdiagramme zur Erläuterung der Funktion der einzelnen Stufen des Empfängers dargestellt.
Gemäss dem in Fig. 1 dargestellten Blockschema enthält die Empfangseinrichtung eine Hochfrequenzstufe 1 zur Verstärkung des Rufsignals, das in Form eines impulsmodulierten Hochfrequenzsignals mit einer Trägerfrequenz von z. B. 30 kHz von der Antenne 2 aufgenommen wird. Ferner weist die Empfangseinrichtung zwei Impulsverzögerungsstufen 3 und 4 und eine Signalgeberstufe 5 auf, welche Stufen über Koinzidenztore 6 und 7 in Kaskade geschaltet sind. Die ankommenden Wahlimpulse steuern die erste Impulsverzögerungsstufe 3 und über einen Demodulator 8 die Koinzidenztore 6 und 7 in der Weise, dass der zweiten Impulsverzögerungsstufe 4 und der Signalgeberstufe 5 nur dann ein Eingangsimpuls zugeführt wird, wenn der Ausgangsimpuls jeder vorangehenden Impulsverzögerungsstufe mit einem Wahlimpuls koinzidiert.
Die Signalgeberstufe J umfasst einen Tonfrequenzoszillator und einen elektroakustischen Wandler zur Erzeugung eines Ruftones.
Die Speisung der Hochfrequenzstufe 1 erfolgt direkt aus der Stromquelle, diejenige der übrigen Stufen dagegen über einen elektronischen Schalter 9, der durch den Anfangsimpuls des in einem Gleichrichter 10 gleichgerichteten Hochfrequenzsignals geschlossenen und während der Strompausen beim Wahlvorgang durch einen Speicher geschlossen gehalten wird. Während der Ansprechdauer der Signalgeberstufe 5 wird von dieser eine den elektronischen Schalter 9 im Schliesszustand haltende Steuerspannung abgeleitet. Im Ruhestand der Empfangseinrichtung ist also nur die Hochfrequenzstufe in Betrieb ; erst beim Empfang eines Rufsignals werden die übrigen Stufen eingeschaltet.
In Fig. 1 sind die Signalleitungen durch ausgezogene Linien, die Speiseleitungen durch unterbrochene Linien und die Steuerleitungen durch strichpunktierte Linien dargestellt.
Die schaltungstechnischen Einzelheiten der Empfangseinrichtung gehen aus Fig. 2 hervor.
Die Hochfrequenzstufe mit dem Transistor T 1 arbeitet im Ruhestand der Empfangseinrichtung im ss-Betrieb und geht nach dem Einschalten der übrigen Stufen in den A-Betrieb über, so dass der Ruhestrombedarf praktisch Null ist. Als Antenne dient ein Ferritstab F, auf dem die Spule L 1 des auf die Trägerfrequenz (z. B.
30 kHz) des Rufsignals abgestimmten Eingangsschwingkreises Ll, Cl angebracht ist. Die Güte des Schwingkreises ist verhältnismässig niedrig (Q = 1... 2) gewählt, um eine möglichst verzerrungsfreie Übertragung der Hochfrequenzimpulse zu gewährleisten. Die Widerstände R 1 und R 2 dienen zur Stabilisierung des Emitterstromes.
Das verstärkte Hochfrequenzsignal wird am Kollektor des Transistors T 1 entnommen und über einen Kondensator C 8 und eine Diode D 2 der ersten Impulsverzögerungsstufe zugeführt.
Diese und die zweite Impulsverzögerungsstufe werden durch zwei gleichartig aufgebaute monostabile Multivibratoren mit den Transistoren T 3 und T 4 bzw. T 5 und T 6 gebildet. Im Ruhezustand sind die Transistoren T 4 und T 6 leitend.
Die Glieder R 9, C 11 und R 16, C 14 bestimmen die Zeitkonstante der Impulsverzögerung, wobei das Wertepaar der Kondensatoren C 11 und C 14 für jeden Empfänger verschieden ist. Die Emitter der Transistoren T 3.... T 6 sind über den gemeinsamen Emitterwiderstand R 1 mit Erde verbunden. Dadurch erhält die Basis der Transistoren T 3 und T 5 über den Widerstand. R 7 bzw. R 14 eine positive Vorspannung. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Multivibratoren von selbst ansprechen.
Grundsätzlich ist die Zeitkonstante der Impulsverzögerung vom Leckstrom der Transistoren T 4 bzw. T 6 abhängig, der seinerseits temperaturabhängig ist. Zur Temperaturkompensation wird über die Widerstände R 9 bzw.
R 16 eine Spannung eingeführt, die dem gleichen Temperaturgesetz folgt wie der Leckstrom. Dadurch wird die Zeitkonstante von der Temperatur unabhängig. Die Kompensationsspannung wird an einem Widerstand R 21 abgegriffen, der im Kollektorkreis eines Transistors T 7 vom gleichen Typ wie die Transistoren T4 und T6 angeordnet ist.
Die Signalgeberstufe besteht ebenfalls aus einem monostabilen Multivibrator mit den Transistoren T 8 und T 9, bei dem jedoch die im Ruhezustand stromlose Verstärkungsstufe Tss als in sich rückgekoppelter Tonfrequenzoszillator ausgebildet ist. Die Steuerspannung für die andere Verstärkungsstufe T 8 wird durch Gleichrichtung der Tonfrequenzspannung gewonnen.
Der Arbeitswiderstand des Oszillatortransistors T9 besteht aus einem durch die Spule L 5 und den Kondensator C 22 gebildeten Schwingkreis, dem über eine Diode D 10 ein Kondensator C 21 parallelgeschaltet ist. Der Widerstand R 24 dient zur Entladung des Ladekondensators C 21 und die Diode D 9 zur Entkopplung des letzteren von der Basis des Transistors T 8 für positive Impulse. L 6 ist die mit der Spule L 5 gekoppelte Rückkopplungsspule. Der Rückkopplungsübertrager L 5, L 6 bildet zugleich das Erregungssystem eines elektroakustischen Wandlers zur Erzeugung des Ruftones, dessen Frequenz beispielsweise 3 kHz beträgt. Damit der Tonfrequenzoszillator infolge des Transistorleckstromes nicht von selbst anschwingt, ist die Basis des Transistors T 9 über den Widerstand R 26 positiv vorgespannt.
Die Vorspannung wird aus dem Hochfrequenzsignal durch Gleichrichtung gewonnen. Als Gleichrichter dient eine aus den Dioden D 3, D 4 und den Kondensatoren C 7, C 20 gebildete Spannungsverdopplerschaltung.
Der Ausgang jeder Impulsverzögerungsstufe ist mit dem Eingang der nachfolgenden Stufe durch je ein Koinzidenztor verbunden. Die Koinzidenztore bestehen aus der Reihenschaltung eines
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Kondensators C 12 bzw. C 15 und einer in Sperrichtung vorgespannten Diode D 5 bzw. D 6. Die Vorspannung der Dioden D 5 und D 6 ist so gewählt, dass der Ausgangsimpuls jedes Multivibrators nur dann auf den Eingang der nachfolgenden Stufe übertragen wird, wenn gleichzeitig ein Wahlimpuls das betreffende Koinzidenztor im Sinne einer Herabsetzung der Vorspannung beeinflusst. Da die Übertragung der Wahlimpulse nach dem Ruhestromprinzip erfolgt, die Wahlimpulse also durch Stromlücken gebildet werden, wird die Vorspannung vom Hochfrequenzsignal abgeleitet ; sie verschwindet demnach beim Eintreffen eines Wahlimpulses.
Das Hochfrequenzsignal wird am GleichrichterGR der transformatorisch an die Hochfrequenzstufe angekoppelt ist, wobei die Ankopplungsspule L 3 und der Kondensator C 3 einen auf die Hochfrequenz abgestimmten Schwingkreis bilden, gleichgerichtet. Die Vorspannung wird je am
EMI3.1
11stände R 12 und R 19 zur gegenseitigen Entkopplung der Koinzidenztore.
Die Speisung der Empfangseinrichtung erfolgt aus einer einzigen Batterie (z. B. 2, 6 V), u. zw. mit Ausnahme der Hochfrequenzstufe, über
T 1..................... OC 44 T 2, T9............... OC 76
T 3... T 8.............. OC 70
EMI3.2
D R 2...........,....... 330 Q R 3 270 Q R4 .............................. 3,3 k# R 5................... 100 kQ R 6, R 13.............. 2,2 kQ R 7, R 14.............. 10 kQ
EMI3.3
R 16.............. 27 kQR 10, R 17............. 2, 2k#
R 11,R18 ...................... 22 kQ R 12, R 19 ...................... 6.8 j# R20 .............................. 6,8 k#
Die Wirkungsweise der beschriebenen Empfangseinrichtung wird nachstehend an Hand der in Fig. 3 dargestellten Impulsdiagramme a bis e erläutert. Fig. 3 a zeigt die das Rufzeichen bildende Impulsfolge, mit der im Sender die Trägerschwingung moduliert wird.
An den Anfangsimpuls AI, der beim Einschalten des einen elektronischen Schalter, wozu ein Transistor T2 in Kollektorgrundschaltung verwendet ist. Zu Beginn des Rufzeichens wird der Schalter geschlossen, d. h. der Transistor T in den leitenden Zustand übergeführt. Die Basisspannung zur Steuerung des Transistors T2 wird durch Gleichrichtung des Hochfrequenzsignals an der ebenfalls transformatorisch mit der Hochfrequenzstufe gekoppelten Diode D 1 gewonnen. Der Kondensator C 4 dient einerseits zur Glättung der gleichgerichteten Spannung und anderseits als Speicher zur Aufrechterhaltung des Schliesszustandes des elektronischen Schalters während der Stromlücken. Der Widerstand R 4 bewirkt eine Verringerung des Leckstromes des Transistors T 2.
Der elektronische Schalter wird auch über den Wahlvorgang hinaus während der Ansprechdauer der Signalgeberstufe im Schliesszustand gehalten, u. zw. durch eine von der Signalgeberstufe abgeleitete Steuerspannung.
Diese wird durch Gleichrichtung der am Emitter des Transistors T8 abgenommen Tonfrequenzspannung mit Hilfe der aus den Dioden D 7, D 8 und den Kondensatoren C 16, C 4 gebildeten Spannungsverdopplerschaltung gewonnen.
Die Werte bzw. Typen der in Fig. 2 angegebenen, bei einer Versuchsausführung verwendeten Schaltungselemente sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt : R 21................, 150 Q
EMI3.4
lkR 23................. 15 kQ
R 24................. 15 kQ R25 ............................ 12k# R 26................. 100 Q Cl................... 4 nF C 2................... 10 [LF
C3 ......................... 2 nF
C4................... 2 F C5................... 10 F
C 6................... 0, 5 F C 7................... 2 nF CS................... 2 nF C9................... 3 nF
C10, C13 .............
5 nF
C 12.................. 1, 5 nF
C 15 2,1 nF
C16...................... 0,1 F C17.................. 50 nF
C18 ....................... 8 [F C ................... 33 nF C 20.................. 10 nF C.................. 0, 25
C22....................... 0,5 F Ruhestromes beginnt, schliesst sich der erste Wahlimpuls 1. WI in Form einer Stromlücke von der Dauer T (z. B. 0, 3 ms) an. Der zweite und der dritte Wahlimpuls 2. WI bzw. 3. WI folgen dem ersten in bestimmten gegenseitigen Abständen, die je ein Wahlkriterium bilden.
Dabei ist der zweite Wahlimpuls zugleich End-
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impuls des ersten Wahlkriteriums und Anfangsimpuls des zweiten Wahlkriteriums. Im vorliegenden Beispiel können der zweite und der dritte Wahlimpuls bezüglich des vorangehenden Wahlimpulses je eine von sechs verschiedenen Lagen einnehmen, die durch strichpunktierte Linien (Impulsmitten) angedeutet und je mit 1 bis 6 numeriert sind. Dementsprechend ergeben sich für jedes Wahlkriterium sechs wählbare Impulsabstände, so dass durch Kombination 36 unterschiedliche Rufzeichen gebildet werden können. Die Stufenlänge zwischen zwei wählbaren Impulsabständen ist gleich der Länge eines Wahlimpulses. Das Ende der Impulsfolge bildet ein Schlussimpuls SI.
Der in der Empfangseinrichtung an der Diode D gleichgerichtete Anfangsimpuls AI lädt den Kondensator C 4 auf. Demzufolge sinkt das Potential an der Basis des Transistors T 2, wodurch dieser in den leitenden Zustand übergeführt wird. Damit ist der Speisestromkreis für die im Ruhezustand der Empfangseinrichtung stromlosen Stufen geschlossen. Die Spannung an der Speiseleitung SpL (Fig. 2) verläuft gemäss dem in Fig. 3 b dargestellten Diagramm.
Die Zeitkonstanten der beiden Impulsverzögerungsstufen seien so gewählt, dass die Empfangseinrichtung bzw. deren Signalgeberstufe auf das Rufzeichen gemäss dem in Fig. 3 a dargestellten Impulsdiagramm, worin der grösste wählbare Impulsabstand für beide Wahlkriterien angenommen worden ist, anspricht. Am Ende des ersten Wahlimpulses 1. WI kippt der erste Multivibrator T 3, T 4 in den labilen Zustand, indem der Transistor T 3 durch eine an seinem Kollektor wirksam werdende, von der Anstiegsflanke der ersten vollen positiven Hochfrequenzwelle des nun wieder fliessenden Ruhestromes abgeleitete Impulsspitze in den leitenden Zustand übergeführt wird. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer 6 T kippt der Multivibrator wieder in den stabilen Ausgangszustand zurück (Fig. 3 c).
Beim Zurückkippen entsteht am Kondensator C 12 eine positive Impulsspitze, die zur Einleitung des Kippvorganges des zweiten Multivibrators T 5, T 6 benützt wird. Eine Übertragung der das Ausgangssignal der ersten Impulsverzögerungsstufe bildenden vorgenannten Impulsspitze auf den Eingang der zweiten Impulsverzögerungsstufe erfolgt jedoch nur, wenn das Ausgangssignal in einem Zeitraum auftritt, während dem der zweite Wahlimpuls 2. WI wirksam ist. Der zwischen zwei Wahlimpulsen fliessende Ruhestrom erzeugt an der Diode D 5 eine in Sperrichtung wirkende Vorspannung, die so gross gewählt ist dass die Amplitude des Ausgangssignals nicht ausreicht, um die Diode D 5 in Durchlassrichtung auszusteuern. Während der Wirkungsdauer des zweiten Wahlimpulses 2.
WI ist der Ruhestrom unterbrochen und die genannte Vorspannung fällt weg, so dass das in diesem Zeitintervall auftretende Ausgangssignal die folgende Impulsverzögerungsstufe auslösen kann. Gleiche Verhältnisse herrschen beim Übergang von der zweiten Impulsverzögerungsstufe auf die Signalgeberstufe, d. h. die Signalgeberstufe spricht nur an, wenn, wie im vorliegenden Beispiel, die beim Zurückkippen des zweiten Multivibrators (Fig. 3 d) erzeugte Impulsspitze mit dem dritten Wahlimpuls koinzidiert.
Der Multivibrator FS, : Tss der Signalgeberstufe befindet sich nach seinem Ansprechen beispielsweise 30 ms= 100 T im labilen Zustand.
Während dieses Zeitintervalls schwingt der Tonfrequenzoszillator, der das akustische Signal hervorruft (Fig. 3 e).
Mit dem endgültigen Verschwinden des Ruhestromes kurze Zeit 2 T nach dem dritten Wahlimpuls 3. WI ist das Rufzeichen beendet. In diesem Zeitpunkt wird der elektronische Schalter T 2 der Empfangseinrichtung aller Empfangsstationen, ausgenommen der gewählten, geöffnet.
Bei der gewählten Empfangsstation hält die von dem im Schwingzustand befindlichen Tonfrequenzgenerator abgeleitete Steuerspannung den elektronischen Schalter geschlossen, bis der Multivibrator der Signalgeberstufe in den Ausgangszustand zurückkippt. Das nochmalige Ansprechen der ersten Impulsverzögerungsstufe am Ende des dritten Wahlimpulses (Fig. 3 c) hat keine störende Wirkung zur Folge.
Die Empfangseinrichtung lässt im Rahmen der Erfindung gegenüber der beschriebenen Versuchsausführung zahlreiche Abänderungen zu, sowohl was den Aufbau der einzelnen Stufen anbetrifft, als auch hinsichtlich der Zahl der verwendeten Stufen. Das Verfahren nach der Erfindung kann z. B. auch bei mehr als zwei Wahlkriterien und für mehr als 6 (z. B. 10) wählbare Impulsabstände eines Wahlkriteriums angewendet werden, womit die Anzahl der mit einem Rufzeichen erreichbaren Empfangsstationen erhöht werden kann. Jedes zusätzliche Wahlkriterium erfordert lediglich eine weitere Impulsverzögerungsstufe und ein weiteres Koinzidenztor. Die zulässige Erweiterung in diesem Sinne wird einzig begrenzt durch die erreichbare Toleranz der Impulslängen und Abstände.
Diese Einschränkung fällt dahin, wenn die Stufenlängen der wählbaren Impulsabstände nicht wie im beschriebenen Beispiel unter sich gleich sind, sondern einer geometrischen Reihe folgen.
Als besondere Vorteile der beschriebenen Empfangseinrichtung sind der geringe Raumbedarf und der geringe Stromverbrauch derselben hervorzuheben. Die Versuchsausführung beanspruchte z. B. nicht mehr Raum als eine Zigarettenschachtel (lOer-Packung). Sie eignet sich daher besonders für Personensuchanlagen mit tragbaren Empfangsstationen. Die bisherigen Erfahrungen zeigen ausserdem, dass eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren betriebene Empfangseinrichtung praktisch unempfindlich gegen Störsignale ist.
Die Rufdauer kann durch periodisches Wiederholen des Rufsignals verlängert werden, wobei sich der oben beschriebene Funktionsablauf in der Empfangseinrichtung einfach wiederholt.
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Durch geeignete Wahl der Wiederholungsfrequenz (z. B. 10 Hz) lässt sich die Hörbarkeit des akustischen Signals neben Geräuschen im Vergleich zu einem Dauerton ohne Erhöhung der Lautstärke erheblich verbessern.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Selektivrufverfahren, bei dem die Auswahl eines bestimmten Empfängers durch eine einem Anfangsimpuls folgende Gruppe von Wahlimpulsen, deren Abstände als Wahlkriterien benützt werden, erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Endimpuls eines Wahlkriteriums zugleich Anfangsimpuls für das nächstfolgende Wahlkriterium ist und dass die Länge der Wahlimpulse höchstens gleich der Stufenlänge zwischen zwei wählbaren Impulsabständen ist, dass ferner auf der Empfangsseite der erste Wahlimpuls mit einer Verzögerung, die mit dem auf diesen Wahlimpuls folgenden Impulsabstand eines bestimmten Rufzeichens zeitlich übereinstimmt, weitergeleitet wird, ebenso jeder folgende Wahlimpuls, sofern er mit dem zuletzt empfangenen, verzögerten Wahlimpuls koinzidiert,
und dass bei Koinzidenz des letzten Wahlimpulses mit dem verzögerten zweitletzten Wahlimpuls ein Signal ausgelöst wird.