AT402677B

AT402677B - Verfahren zum automatischen laufzeitausgleich verfahren zum automatischen laufzeitausgleich bei impuls-übertragungssystemen und bei impuls-übertragungssystemen und impuls-übertragungssystem zur durchführung impuls-übertragungssystem zur durchführung dieses verfahrens dieses verfahrens

Info

Publication number: AT402677B
Application number: AT159295A
Authority: AT
Inventors: Hermann Dipl Ing Danzer; Heinrich Ing Wagner; Walter Weber
Original assignee: Siemens Ag Oesterreich
Priority date: 1995-09-26
Filing date: 1995-09-26
Publication date: 1997-07-25
Also published as: DE19636737A1; ATA159295A; DE19636737C2

Description

ΑΤ 402 677 Β

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Laufzeitausgleich bei Impuls-Übertragungssystemen und ein Impuls-Übertragungssystem zur Durchführung des Verfahrens

Bei Impuls-Übertragungssystemen wie beispielsweise Infrarot-Konferenzanlagen mit mehreren räumlichen verteilten Infrarot-Sendeempfängern, die üblicherweise über Kabel mit einer Zentrale verbunden sind, erhalten die Sendeempfänger von der Zentrale elektrische Impulse, die sie als Infrarotlichtimpulse jeweils gleichzeitig in den Raum abstrahlen müssen. Da die räumliche Entfernung der Sendeempfänger von der Zentrale aber oft unterschiedlich ist, muß die Laufzeit der Impulse auf dem Kabel ausgeglichen werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Sendeempfänger in Kette geschaltet sind und daher die Impulse aus der Zentrale zeitlich nacheinander erhalten. Die Forderung der Gleichzeitigkeit ist umso kritischer, je kürzer die Impulse sind.

Bei bekannten Infrarot-Konferenzanlagen wie sie beispielsweise aus der AT 376 854 oder der DE 33 23 107 bekannt sind, erfolgt der Ausgleich der Kabellaufzeit der Impulse durch händisch einzustellende Verzögerungen bei den einzelnen Sendeempfängern. Das ist vor allem bei mobilen Anlagen ein beträchtlicher Aufwand. Bekannt ist weiterhin die Verwendung von gleich langen Leitungen von der Zentrale zu jedem einzelnen Sendeempfänger, das erfordert jedoch einen sehr hohen Aufwand für die Verkabelung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zum automatischen Laufzeitausgleich bei Impuls-Übertragungssystemen anzugeben.

Erfindungsgemäß geschieht dies mit dem Verfahren nach Anspruch 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht den exakten und automatischen Laufzeitausgleich. Bei einem Infrarot-System mit bidirektionaler Übertragung auch im Infrarotbereich erhält damit überdies die Zentrale den Impuls von demjenigen Sendeempfänger als erstes, welcher der Signalquelle am nächsten ist und damit auch das am wenigsten verrauschte Signal empfängt.

Durch die Ausgestaltung des Verfahrens nach den Ansprüchen 7 und 8 wird insbesondere erreicht, daß keine Adressierung der Sendeempfänger notwendig ist.

Besonders günstig kann das Verfahren bei Impuls-Übertragungssystemen eingesetzt werden, welche entsprechend den Unteransprüchen 2 bis 6 ausgestaltet sind. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn Koaxkabel verwendet werden, über die neben dem Datenverkehr auch die Stromversorgung der Sendeempfänger erfolgen kann.

Die Erfindung wird anhand einer Figur näher erläutert, welche beispielhaft eine Zentrale und einen Sendeempfänger zeigt.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel umfaßt eine Zentrale Z und einen Sendeempfänger T welche durch ein Koaxkabel K miteinander verbunden sind. Das Koaxkabel K führt von dem Sendeempfänger T weiter zu weiteren nicht dargestellten Sendeempfängern. Wenn über das Koaxkabel auch die Stromversorgung der Sendeempfänger T von der Zentrale Z aus erfolgt, beträgt die Zahl der an ein Kabel anschließbaren Sendeempfänger T bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 10. Durch Einsatz verlustarmer Bauteile oder entsprechend leistungsfähigere Kabel kann diese Zahl aber durchaus erhöht werden. Für größere Systeme mit beispielsweise bis zu 320 Sendeempfängern sind daher in diesem Fall mehrere Koaxkabel erforderlich.

Die dargestellte Zentrale Z umfaßt einen Modulator MD, einen Demodulator DM, ein Monoflop zur Echoimpulsbildung MF, einen ersten Mikrokontroller zur Ablaufsteuerung uC1, einen ersten Kabelsender KS1 und einen ersten Kabelempfänger KE1, sowie einen Umschalter U. Bei größeren Systemen mit mehreren Koaxkabeln sind für jedes Kabel jeweils ein Kabelsender und ein Kabelempfänger vorgesehen.

Jeder Sendeempfänger T umfaßt ein einstellbares Verzögerungselement VZ, ein Meßwerk zur Laufzeiterfassung MW, einen Infrarot-Deckenstrahler SE, einen Schalter S, einen zweiten Mikrokontroller zur Ablaufsteuerung uC2, einen zweiten Kabelsender KS2 und einen zweiten Kabelempfänger KE2.

Bei Anlagen mit bidirektionaler Datenübertragung im Infrarot-Bereich weisen die Sendeempfänger T auch einen Infrarot-Deckenempfänger auf.

Die Funktion der Schaltung ist wie folgt:

Im Sendeempfänger T befindet sich ein vom zweiten Mikrokontroller uC2 digital einstellbares Verzögerungselement VZ. Nach dem Einschalten (z.B. Fernspeisung über das Koaxkabel) sendet der Sendeempfänger T über das Verzögerungselement VZ und den zweiten Kabelsender KS2 Impulse zur Zentrale Z. Dort befindet sich der Umschalter U in der ersten Stellung a, ein Impuls wird vom ersten Kabelempfänger KE1 empfangen und nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit, die mit dem Monoflop MF gebildet wird, wird über den ersten Kabelsender KS1 ein Echoimpuls ausgesandt. Im Sendeempfänger T werden die Impulse der Zentrale Z vom zweiten Kabefempfänger KE2 wieder empfangen und gelangen über das Verzögerungselement VZ zum Meßwerk MW, dabei erkennt der zweite Kabelempfänger KE2 aufgrund der Impulsform, ob es sich tatsächlich um einen Echoimpuls aus der Zentrale oder aber um einen Impuls eines anderen Sendeempfängers handelt, der nicht weitergeleitet wird. Das Meßwerk MW vergleicht nun die 2

Claims

AT 402 677 B Impulslaufzeit, die sich aus der Echozeit des Monoflops MF, zweimal der Zeit des Verzögerungselementes VZ und zweimal der Kabellaufzeit zusammensetzt, mit einer vorgegebenen Referenzzeit. Das Verzögerungselement VZ wird nun so eingestellt, daß die Impulslaufzeit mit der Referenzzeit übereinstimmt. Dieser Sendeempfänger T hat dann den Laufzeitausgleich durchgeführt und schließt nun den Schalter S. Dadurch kann nun ein weiterer Sendeempfänger mit dem Abgleich beginnen. Auf der mittels Koaxkabel K gebildeten Stichleitung kann eine größere Anzahl von Sendeempfängern in Kette geschaltet sein, es beginnt immer der der Zentrale Z benachbarte mit dem Laufzeitausgleich. Sind alle Sendeempfänger auf einer Stichleitung abgeglichen, so empfängt die Zentrale Z keine Impulse mehr und erkennt dadurch, daß alle Sendeempfänger T den Abgleich durchgeführt haben. Sind weitere Stichleitungen an der Zentrale Z angeschlossen, so werden diese der Reihe nach abgeglichen. Bei sämtlichen Stichleitungen K wird die Echozeit immer von dem selben Monoflop MF abgeleitet, damit hat die Monoflopzeit keinen Einfluß auf die relative Genauigkeit des Laufzeitausgleichs der einzelnen Sendeempfänger T. Sind alle Sendeempfänger T abgeglichen, wird in der Zentrale Z der Umschalter U in die zweite Stellung b gebracht, dadurch werden statt der Echoimpulse die informationstragenden Impulse des Modulators MD durchgeschaltet. Im Sendeempfänger T wird erkannt, daß von der Zentrale keine Echoimpulse, sondern die Nutzinformation kommt, und der Sendeempfänger nimmt den Infrarot-Deckenstrahler SE und - bei bidirektionaler Übertragung - auch den Infrarot-Deckenempfänger EM in Betrieb. Vom Verzögerungselement VZ werden nun sowohl die Impulse von der Zentrale Z (Modulator MD) zum Infrarot-Deckenstrahler SE als auch die Impulse vom Infrarot-Deckenempfänger EM zur Zentrale (Demodulator DM) so verzögert, daß alle Infrarot-Deckenstrahler SE ihre Impulse gleichzeitig abgeben und die Impulse der Infrarot-Deckenempfänger EM in der tatsächlichen Reihenfolge des Empfangs in der Zentrale einlangen. Bei dem beispielhaften System wird die Stromversorgung als Fernspeisespannung über das Koaxkabel K geführt, durch den Schalter S wird also die Fernspeisung zum nächsten Sendeempfänger durchgeschaltet. Der Schalter S ist für höhere Frequenzen kapazitiv überbrückt, am Ende des Koaxkabels K wird ein Abschlußwiderstand angeschlossen. Damit dieser nicht mit der Fernspeisespannung belastet werden kann, wird er automatisch erkannt und die Fernspeisespannung beim letzten Sendeempfänger T nicht durchgeschaltet. Durch obgenannte Ausgestaltung ist gewährleistet, daß das Koaxkabel K immer reflexionsarm abgeschlossen ist. Die Referenzzeit ist beim Ausführungsbeispiel so bemessen, daß die Laufzeit von bis zu 250m Koaxkabel ausgeglichen werden kann, der Abgleich dauert pro Sendeempfänger 56ms. Der Unterschied in der Impulslaufzeit zwischen einem Koaxkabel mit einer Länge von Im und einem Koaxkabel mit einer Länge von 250m beträgt typisch 8ns. Patentansprüche 1. Verfahren zum Laufzeitausgleich bei Impuls-Übertragungssystemen bestehend aus zumindest einer Zentrale und zumindest zwei Sendeempfängern, wobei jedem Sendeempfänger ein Verzögerungselement zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß von jedem Sendeempfänger (T) wiederkehrend Impulse an die Zentrale (Z) gesendet werden, daß dort zu jedem Impuls ein Echoimpuls gebildet und zu dem Sendeempfänger (T) zurückgesendet wird, daß der Echoimpuls im Sendeempfänger (T) mit einem Referenzsignal bezüglich der zeitlichen Übereinstimmung verglichen wird und daß das mittels digitaler Steuersignale einstellbare Verzögerungselement (VZ) im Impulssignalweg des Sendeempfängers (T) so eingestellt wird, daß Echoimpuls und Referenzsignal zeitlich übereinstimmen.
2. Impuls-Übertragungssystem, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sendeempfänger (T) ein einstellbares Verzögerungselement (VZ) und ein Meßwerk (MW) zum Vergleich von Echoimpuls und Referenzsignal umfaßt und daß in der Zentrale (Z) ein Monoflop (MF) zur Erzeugung der Echoimpulse vorgesehen ist.
3. Impuls-Übertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Zentrale (Z) und Sendeempfängern (T) mittels Koaxkabel gebildet ist und daß die Stromversorgung der Sendeempfänger (T) über das Koaxkabel erfolgt.
4. Impuls-Übertragungssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Sendeempfänger (T) in ihrer Verbindung zur Zentrale (Z) eine Kettenschaltung bilden, daß das System durch Kettenschaltung weiterer Sendeempfänger (T) erweiterbar ist und daß bei größeren Systemen mehrere Kettenschaltungen vorgesehen sind. 3 AT 402 677 B Impuls-Übertragungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Kettenschaltungen nur ein einziges Monoflop (MF) zur Erzeugung der Echoimpulse vorgesehen ist. Impuls-Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeempfänger (T) als Infrarot-Sender ausgebildet sind. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Sendeempfängem (T) in Kettenschaltung nach Durchführung eines Ausgleichsvorganges der jeweilige Sendeempfänger (T) einen Schalter (S) schließt, mit dem der in der Kette folgende Sendeempfänger mit der Zentrale (Z) verbunden wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Impulse und Echoimpulse unterscheidbar gestaltet sind, und daß vorzugsweise Doppelstromimpulse und invertierte Doppelstromimpulse verwendet werden. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 4