Verfahren zur Signalübermittlung mittels Trägerschwingungen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Signalübermittlung mittels Träger schwingungen und ein Gerät zur Durchführung des Verfahrens.
Die bekannten tragbaren Empfangsgeräte sind vor allem zum Empfang hochfrequenter, drahtloser Wel len und zur akustischen Wiedergabe der diesen auf modulierten Sprach- oder Tonschwingungen bestimmt.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist gekennzeich net durch die Verwendung eines tragbaren Empfangs gerätes, das in der Kleidertasche in einer solchen Lage getragen wird, dass die Achse der auf einem ferro- magnetischen Kern aufgebrachten Spule eine lot rechte Lage einnimmt.
Das Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine solche Aus führung besitzt, dass die lotrechte Lage zwangsweise eingenommen wird.
Das erfindungsgemässe Empfangsgerät ist nach stehend in einem Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert. Diese zeigen in Fig. 1 einen schematischen Grundriss des Innen aufbaues eines Empfangsgerätes, Fig. 2 ein Schaltbild eines Empfangsgerätes nach Fig. 1.
Das Empfangsgerät der vorliegenden Bauart ist für die Aufnahme von Trägerschwingungen unterhalb von 50 kHz bestimmt und soll als Taschengerät ohne merkliche Behinderung von jedem Teilnehmer einer Personenrufanlage mitgeführt werden können. Dabei ist vorgesehen, dass der Anruf der Teilnehmer durch Beaufschlagung einer, den räumlichen Suchbereich umschliessenden Stromschleife mittels Trägerschwin gungen erfolgt.
Die innerhalb des Suchbereiches be findlichen Empfangsgeräte sollen mit dieser Strom schleife, die im räumlichen Suchbereich ein ange nähert vertikal verlaufendes Magnetfeld erzeugt, induktiv gekoppelt sein, aber sich innerhalb des Suchbereiches frei bewegen können, Jeder Empfänger ist zu diesem Zweck mit einem oder auch mehreren Eingangskreisen versehen, die auf je eine feste Frequenz im Bereich unterhalb 50 kHz einstellbar sind, und deren Induktionsspulen mit einem ferromagnetischen Kopplungsorgan zusammen wirken. Beispielsweise ist auf der Grundplatte 1 des Empfangsgerätes ein ferromagnetischer Stab 2 ange bracht, der den Kern eines Teils oder aller Windun gen der Induktionsspule 4 bildet.
Falls mehr als ein Eingangskreis vorhanden ist, können auch meh rere Induktionsspulen nebeneinander auf dem ferro- magnetischen Stab 2 angeordnet sein. Als ferro- magnetisches Material wird eine, für den in Frage kommenden Frequenzbereich unterhalb von 50 kHz möglichst verlustfreie Eisenlegierung gewählt und der Kern aus gepresstem Eisenpulver oder aus isolierten Drähten bzw. Blechstreifen ausgeführt.
Da der ferromagnetische Kern der Induktions spule 4 das Kopplungselement bildet und vom Ma gnetfeld innerhalb des Suchbereiches möglichst stark durchflutet werden soll, darf natürlich kein geschlos sener Kern vorgesehen werden. Ein etwa 8 cm langer offener Stab 2 von 1 cm Durchmesser aus handelsübli chem Ferroxcube (eingetragene Marke) ergibt be reits, wie entsprechende Versuche gezeigt haben, eine ausreichende Kopplung gegenüber einer Strom schleife von nur einer Windung und etwa 1000 m2 Windungsfläche, um mit relativ geringer Sender energie von 10 Watt das Empfangsgerät nach Fig. 2 sicher ansprechen zu lassen.
Hierbei ist natürlich Voraussetzung, dass die Achsrichtung des Stabes 2 wenigstens angenähert par allel zu den magnetischen Feldlinien verläuft. Da meist die Stromschleife einer Horizontalebene an gehört, muss also der Stab 2 der empfangsbereiten Geräte vertikal gerichtet sein. Diese bevorzugte Richtung wird vorzugsweise durch die rechteckige Ge stalt der Grundplatte 1 und des dünnwandigen Ge häuses des Empfangsgerätes sowie solche Abmes sungen gewährleistet, dass dasselbe nur mit einer Schmalseite voraus in eine Kleidertasche eingesteckt werden kann.
Es kann aber auch ein entsprechend flaches, angenähert rundes Gehäuse vorgesehen wer den, wenn die Gewichtsverteilung der Bauteile im Ge häuse derart vorgesehen ist, dass sich das in einer Kleidertasche befindliche Gerät stets selbständig in eine bevorzugte Lage einstellt, in welcher der Stab 2 senkrecht verläuft. Natürlich soll das Gehäuse und die Grundplatte 1 aus nicht magnetisierbarem Ma terial bestehen, etwa aus Kunststoff. Es kann aber auch Leichtmetall verwendet werden, wenn durch Trennfugen dafür gesorgt ist, dass das Gehäuse nicht als Kurzschlusswindung auf den ferromagnetischen Stab 2 wirken und die Induktion seitens des äussern Magnetfeldes nachteilig beeinflussen kann.
Die Grundplatte 1 des Empfangsgerätes trägt im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Stromquellen 5 und 6 zum Betrieb eines Transistorverstärkers 7, die Induktionsspulen 9 und 11, die Abstimmkonden- satoren 10 und 12 sowie den Summer 13 mit dem Parallelkondensator 14. Ausserdemistder Ein'Aus - Druckknopfschalter 15 vorgesehen. Der Transistor verstärker ist von bekannter Bauart und weist eine erste Verstärkerstufe mit dem Transistor 16, eine zweite Verstärkerstufe mit dem Transistor 17, und eine als Gleichrichter und Verstärker wirkende dritte Stufe mit dem Transistor 18 auf.
Die Wirkungs weise des Verstärkers und die geeignete Wahl der Basis-, Emitter- und Kollektor-Vorspannungen ist bekannt und bedarf hier keiner genauen Beschrei bung. Dagegen ist durch den vom Basisanscbluss über die Sekundärwicklung des Übertragers 11 direkt zum Emitter des Transistors 18 führenden Eingangskreis der Gleichrichterstufe erreicht, dass in dessen Ausgangskreis vom Kollektor zum Emitter nur ein minimaler Ruhestrom fliesst, der den Signalgeber im Ausgangskreis nicht zum Ansprechen bringt und eine vernachlässigbar kleine Dauerbelastung der Bat terie ergibt.
Im Ausgangskreis des Transistors 18 liegt ein empfindlicher Summer 13 mit einem Selbstunter brecher 13a, dessen Magnetwicklung mittels des Kon- densators 14 auf die Resonanzfrequenz des mecha nischen Unterbrechers 13a abgestimmt ist, um dessen Ansprechleistung niedrig zu halten, sowie die in Reihe geschalteten Batterien 5 und 6. Beim Auf treten eines vorgegebenen Mindestwechselstromes im Eingangskreis entsteht ein Halbwellenstrom im Kollektorstromkreis des Transistors 18, der den Summer 13 zum Ansprechen bringt.
Dessen Ton ist stark genug, um für den Teilnehmer auch dann hör bar zu sein, wenn das Empfangsgerät in einer Kleider tasche mitgeführt wird und der Geräuschpegel der Umgebung beträchtlich ist. Der in Fig. 1 und 2 wiedergegebene Innenaufbau des vorliegenden Empfangsgerätes stellt natürlich nur ein Ausführungsbeispiel dar.
Zwar wird vor zugsweise ein Transistorverstärker verwendet, da der selbe, besonders wenn Grenzschicht-Transistoren vor gesehen sind, sehr unempfindlich gegen Erschütte rungen und in gedrängter Bauweise billig herstellbar ist, jedoch kann natürlich auch ein Röhrenverstärker benützt werden, etwa in der Bauart wie bei elektroni schen Schwerhörigengeräten. Falls erwünscht, kann die zur Speisung der Stromschleife dienende Träger schwingung auch mit niederfrequenten Impulsen oder Signalen moduliert sein, wobei dann ein Summer ohne Selbstunterbrecher als Signalgeber verwendbar ist.
Method for signal transmission by means of carrier vibrations The present invention relates to a method for signal transmission by means of carrier vibrations and a device for carrying out the method.
The known portable receivers are mainly intended for receiving high-frequency, wireless Wel len and for the acoustic reproduction of these on modulated voice or sound vibrations.
The method according to the invention is characterized by the use of a portable receiving device which is carried in the clothes pocket in such a position that the axis of the coil mounted on a ferromagnetic core assumes a perpendicular position.
The device for performing this method is characterized in that it has such a design that the vertical position is forcibly assumed.
The receiving device according to the invention is explained in more detail below in an exemplary embodiment with reference to FIGS. 1 and 2. These show in Fig. 1 a schematic floor plan of the internal structure of a receiving device, Fig. 2 is a circuit diagram of a receiving device according to FIG.
The receiver of the present design is intended for the absorption of carrier vibrations below 50 kHz and should be able to be carried as a pocket device without noticeable hindrance by any subscriber to a paging system. It is provided that the call to the subscriber takes place by applying carrier oscillations to a current loop surrounding the spatial search area.
The receiving devices within the search area should be inductively coupled to this current loop, which generates an approximate vertical magnetic field in the spatial search area, but can move freely within the search area.Each receiver is equipped with one or more input circuits for this purpose provided, each of which can be set to a fixed frequency in the range below 50 kHz, and whose induction coils interact with a ferromagnetic coupling element. For example, a ferromagnetic rod 2 is placed on the base plate 1 of the receiving device, which forms the core of part or all of the windings of the induction coil 4.
If there is more than one input circuit, several induction coils can also be arranged next to one another on the ferromagnetic rod 2. An iron alloy that is as loss-free as possible for the relevant frequency range below 50 kHz is selected as the ferromagnetic material and the core is made of pressed iron powder or of insulated wires or sheet metal strips.
Since the ferromagnetic core of the induction coil 4 forms the coupling element and is to be flooded as strongly as possible by the magnetic field within the search area, no closed core may of course be provided. An approximately 8 cm long open rod 2 with a diameter of 1 cm made of commercial Ferroxcube (registered trademark) already gives, as corresponding tests have shown, a sufficient coupling compared to a current loop of only one turn and about 1000 m2 of coil area to be relatively low transmitter energy of 10 watts to let the receiver of Fig. 2 respond safely.
It is of course a prerequisite that the axial direction of the rod 2 runs at least approximately parallel to the magnetic field lines. Since the current loop usually belongs to a horizontal plane, the rod 2 of the devices ready to receive must be directed vertically. This preferred direction is preferably ensured by the rectangular Ge shape of the base plate 1 and the thin-walled Ge housing of the receiving device and such dimensions that the same can only be inserted into a clothes pocket with one narrow side ahead.
However, a correspondingly flat, approximately round housing can also be provided if the weight distribution of the components in the housing is provided in such a way that the device in a garment bag always automatically adjusts itself to a preferred position in which the rod 2 extends vertically . Of course, the housing and the base plate 1 should consist of non-magnetizable material, such as plastic. However, light metal can also be used if parting joints ensure that the housing does not act as a short-circuit winding on the ferromagnetic rod 2 and adversely affect the induction on the part of the external magnetic field.
In the present exemplary embodiment, the base plate 1 of the receiving device carries the power sources 5 and 6 for operating a transistor amplifier 7, the induction coils 9 and 11, the tuning capacitors 10 and 12 and the buzzer 13 with the parallel capacitor 14. Furthermore, the on-off push-button switch 15 is provided . The transistor amplifier is of known design and has a first amplifier stage with transistor 16, a second amplifier stage with transistor 17, and a third stage with transistor 18, which acts as a rectifier and amplifier.
The effect of the amplifier and the appropriate choice of base, emitter and collector bias voltages is known and does not need a precise description here. In contrast, the input circuit of the rectifier stage leading from the base connection via the secondary winding of the transformer 11 directly to the emitter of the transistor 18 ensures that only a minimal quiescent current flows in its output circuit from the collector to the emitter, which does not cause the signal transmitter in the output circuit to respond and one is negligible low continuous load on the battery.
In the output circuit of the transistor 18 there is a sensitive buzzer 13 with a self-interrupter 13a, the magnet winding of which is tuned to the resonance frequency of the mechanical interrupter 13a by means of the capacitor 14 in order to keep its response power low, as well as the series-connected batteries 5 and 6. When a predetermined minimum alternating current occurs in the input circuit, a half-wave current arises in the collector circuit of transistor 18, which causes buzzer 13 to respond.
Its sound is strong enough to be audible to the participant even if the receiver is carried in a clothes bag and the noise level in the area is considerable. The internal structure of the present receiver shown in Fig. 1 and 2 is of course only one embodiment.
Although a transistor amplifier is preferably used before, since the same, especially if boundary layer transistors are seen before, very insensitive to vibrations and can be produced cheaply in a compact design, a tube amplifier can of course also be used, for example in the design as with electronics hearing aids. If desired, the carrier oscillation used to feed the current loop can also be modulated with low-frequency pulses or signals, in which case a buzzer without a self-interrupter can be used as a signal transmitter.