Elektrisches Signalsystem Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Signalsystem und insbesondere auf eine Vorrichtung zur Übertragung von Signalen zwischen einem oder mehreren Fahrzeugen oder anders beweglichen Ob jekten und einer oder mehreren stationären Statio nen. Eine besonders günstige Verwendungsform der Erfindung bezieht sich auf ein Eisenbahnsignal- svstem.
Bei Transport und der Behandlung von Mate rialien im allgemeinen und im Eisenbahnwesen im besonderen ist es oft wünschenswert, einer Zentral station Informationen zu übermitteln, die die Stellung und möglicherweise auch andere Charakteristika und Zustände mehrerer beweglicher Fahrzeuge angeben. die sich in Erfüllung ihrer Aufgaben unter entspre chender Bedienung über ein weites Gebiet verstreut haben. Es ergibt sich eine beträchtliche Einsparung an Zeit und Geld. wenn die in der Zentralstation befindliche Bedienungsperson zu allen Zeiten von Gien Aufenthaltsorten eines jeden Fahrzeuges seines Systems Kenntnis erhält.
Es wurde bereits vorgeschlagen, Radioverbindun gen zwischen jedem Fahrzeug oder Zug und der Zen tralstation herzustellen, so dass die Bedienungsper sonen oder Züge jeweils die Zentralstation über ihren derzeitigen Aufenthaltsort informieren können oder die Bedienungsperson auf der Zentralstation Infor mationen und Anweisungen an die einzelnen Züge übermitteln kann. Ein derartiges System ist recht nützlich, wird jedoch dadurch beschränkt, dass jede Zugbedienungsperson stets eine genaue Information bezüglich ihres Zuges durchgeben muss. Die Not wendigkeit eines automatischen Systems zum Über tragen von Daten über den Aufenthaltsort von Zügen zu einer Zentralstation wurde daher recht bald er kannt, und es wurden auch zahlreiche Systeme vor- geschlagen. Soweit jedoch bekannt geworden ist, hat sich keines dieser Systeme als brauchbar erwiesen.
Mit der Erfindung soll eine verbesserte Einrich tung zum automatischen Registrieren von Daten über den Aufenthaltsort oder ähnlichen Angaben von be weglichen Gegenständen wie beispielsweise Fahr zeugen, angegeben werden. Diese Daten sollen zum Dirigieren der Fahrzeugbewegungen geeignet sein.
Das elektrische Signalsystem nach der Erfindung umfasst mindestens eine Abfrageanlage und mehrere Wiedergabeanlagen, die gegenüber der Abfrageanlage beweglich angeordnet sind, wobei die Abfrageanlage ein Abfragesignal aussendet, welches in einer der Wiedergabeanlagen ein Wiedergabesignal auslöst, so bald die beiden Anlagen oder Signal-Sende- bzw. Empfangsteile derselben, sich einander genähert ha ben.
Dieses Signalsystem zeichnet sich dadurch aus, dass die verschiedenen Wiedergabeanlagen unter schiedliche Signalauswahl- oder Verschlüsselungs netze benützen, von denen jede mehrere abgestimmte Kreise von verschiedener Resonanzfrequenz enthält, so dass das Abfragesignal in den verschiedenen Ver schlüsselungsnetzen unterschiedliche Wiedergabe signale verursachen kann, wobei alle abgestimmten Kreise jeder Wiedergabeanlage mit deren Ausgangs netz verbunden sind, welch letzteres einen abge stimmten Oszillatorkreis enthält, um eine Träger- oder Steuerfrequenz zu liefern,
die verschieden ist von den Frequenzen der abgestimmten Kreise des Verschlüsselungsnetzes, so dass bei Annäherung der Abfrageanlage an eine Wiedergabeanlage die- jeweils abgefragte Wiedergabeanlage durch die Natur des Wiedergabesignals identifiziert werden kann.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung die ses Signalsystems im Eisenbahnbetrieb. Diese Ver wendung zeichnet sich dadurch aus, dass ein oder mehrere Eisenbahnfahrzeuge mit je einer Abfrage- oder Wiedergabeanlage ausgerüstet sind, während Wiedergabe- oder Abfrageanlagen an verschiedenen Stellen längs des Weges oder der Wege angeordnet sind, denen die Fahrzeuge folgen.
Vorzugsweise ist jede Wiedergabeanlage als pas sive Anlage ausgebildet, d. h. es wird keine äussere Leistung mit Ausnahme des Abfragesignals benötigt. Es ist gerade auch im Eisenbahnwesen ein grosser Fortschritt, wenn die Notwendigkeit einer äusseren Spannungsquelle für jede Position der Wiedergabe anlage vermieden wird.
Ein anderer Vorteil des Signalsystems gemäss der Erfindung liegt darin, dass das System zufrieden stellend unter den verschiedensten Bedingungen ar beiten kann. beispielsweise bei Gegenwart von Fremdkörpern, Wasser, Eis usw. Ausserdem ist es z. B. nicht notwendig, Abfrageanlage und Wieder gabeanlage im Augenblick des Passierens genau auf einander auszufluchten.
Falls mehrere bewegliche Objekte, wie beispiels weise Eisenbahnfahrzeuge, eine Abfrageanlage tragen und die Wiedergabeanlagen in Abständen voneinan der längs der Schiene oder des Weges, den die Fahr zeuge nehmen, angeordnet sind, können die von den Wiedergabeanlagen gelieferten Wiedergabesignale einer zentralen Steueranlage zugeführt werden, wo sie in eine Anzeige der Position der verschiedenen Fahr zeuge entlang der Route umgesetzt werden.
Alternativ können eine oder mehrere Abfrage anlagen an festgelegten Steuerpunkten angeordnet sein, während die Wiedergabeanlagen von den Fahr zeugen getragen werden. In diesem Fall können die Fahrzeuge identifiziert werden, wenn sie einen Steuerpunkt passieren. Unabhängig davon, welche Anordnung verwandt wird, soll vorzugsweise jede Abfrageanlage selbst so angeordnet sein, dass sie je des von einer in der Nähe passierenden Wiedergabe anlage stammende Wiedergabesignal aufnehmen und zu einer Steuerstation übertragen kann.
Weitere Einzelheiten werden nachfolgend in Aus führungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeich nungen näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar Fig. 1A, 1B, 1C und 1D elektrische Schaltdia gramme verschiedener alternativer Anordnungen der stationären Wiedergabeblöcke einer Signalanlage Fig. 2 ein Diagramm einer vom Fahrzeug ge tragenen Abfrageanlage ; Fig. 3 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Wirkungsweise der Anlage; Fig. 4 ein elektrisches Diagramm eines Trigger- Kreises zur Verwendung in der Anordnung gemäss Fig. 2 ; Fig. 5 eine perspektivisch., Ansicht der Anord nung der Teile in einem Wiedergabeblock; Fig. 6 schematisches Diagramm einer Anord nung zum Übertragen von Daten von dem Register der Abfrageanlage ;
Fig. 7 ein schematisches Diagramm einer Anord nung zum Sammeln von Daten von mehreren Orten mit einer einzigen Abfrageeinheit ; Fig. 8 ein schematisches Diagramm einer wei teren Ausführungsform der Erfindung; Fig. 9A, 9C, 9E, 9G Schaltdiagramme verschie dener Anordnungen des Wiedergabeblocks für das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 ; Fig. 913, 9D, 9F, 9H binäre Codediagramme, die die Wirkungsweise des Wiedergabeblockes gemäss Fig. 9A, 9C, 9E bzw. 9G zeigen.
Fig. 10 ein schematisches Diagramm einer wei teren Ausführungsform der Erfindung ; Fig. 11A ein elektrisches Diagramm eines Wie dergabeblocks zur Verwendung im Ausführungsbei spiel gemäss Fig. 10 Fig. 11B ein binäres Codediagramm zur Veran schaulichung der Wirkungsweise des Wiedergabe blocks gemäss Fig. 11A.
In den Fig. 1A, 1B und 1C sind Schaltkreise ge zeigt, die in den Wiedergabeanlagen eines Signal systems benutzt werden können. Bei dem Beispiel gemäss der Fia. 1A sind mehrere abgestimmte Kreise 100, 101 und 103 vorgesehen, von denen jeder bei einer unterschiedlichen Abfragefrequenz anspricht. Jeder abgestimmte Kreis umfasst einen parallel mit schwingenden Kreis von hoher Güte (hohem Q- Faktor) mit einer Induktanzspule und einer Kapazi tät. Vorzugsweise besteht jede Induktanz aus einem offenen Kern hoher Permeabilität, wie beispielsweise einem Ferritkern zylindrischer oder anderer ge wünschter Form, der in geeigneter Weise zum Er zeugen einer relativ hohen Güte bei der gewünschten Frequenz gewickelt ist.
Der Kern kann in an sich bekannter Weise so geformt sein, dass ein optimaler Wirkungsgrad der Resonanz-Leistungsaufnahme si chergestellt ist. Die tatsächliche, für jeden der Reso nanzkreise benötigte Güter kann von der minimalen Bandbreite abhängen, die sich bei der jeweiligen An wendung der Erfindung ergibt. Jeder Resonanzkreis ist über einen gesonderten Dioden-Gleichrichter X-101, X-102 bzw. X-103 mit einem Leiterpaar<B>110</B> und 111 verbunden.
Wenn sich die vom Fahrzeug getragene Sende spule dem Wiedergabeblock von Fig. IA nähert und wenn die Abfrageeinheit die Sendespule mit einer Frequenz versorgt, die der Resonanzfrequenz eines der abgestimmten. Kreise entspricht, erscheint eine beträchtliche Wechselspannung über dem betreffen den abgestimmten Kreis. Diese Wechselspannung wird durch die zugeordnete, mit dem Kreis in Serie geschaltete Diode gleichgerichtet und eine Gleich spannung wird den Leitern<B>110</B> und<B>111</B> zugeführt. Zwischen die Leiter 110 und 111 kann eine Kapazität C-101 geschaltet sein, durch welche die SchwanKun- gen der Gleichspannung ausgeglichen werden sollen.
Bei dem Auftreffen eines Signals beliebiger Fre quenz von der Sendespule aus auf den Wiedergabe block werden Spannungen in jedem der abgestimm ten Kreise induziert. Durch die lohe Güte oder starke Selektivität, mit der die Kreise abgestimmt sind, wird jedoch die Spannung aus dem parallelen Resonanzkreis, der auf die momentan ausgestrahlte Abfragefrequenz abgestimmt ist, so gross gegenüber den Spannungen aus den verstimmten Kreisen, dass die letztgenannte Spannung vernachlässigt werden !.arm.
Die Dioden in Fig. 1 A dienen zwei Zwecken, nämlich einmal dem Gleichrichten der über den ab gestimmten Kreisen erzeugten Wechselspannungen und zum arideren zum Verhindern der Bildung von Kurzschlussweden zwischen den Leitern<B>110</B> und 111 über die Induktanzen der verstimmten Kreise. Alle Dioden sind gegenüber den Leitern 110 und 111 in gleicher Richtung polar.
Die an den Leitern 110 und 111 erscheinende Gleichspannung (falls eine der Resonanzfrequenz eines der abgestimmten Kreise entsprechende Fre quenz dem Wiedergabeblock zugeführt wird) kann direkt als Speisespannung für einen Transistoroszilla tor 114 verwendet werden. Dieser in Fig. 1A ge zeigte Oszillator umfasst einen in Hartley-Schaltung arbeitenden Transistor-Oszillator. Durch die Kapa zität C-101 wird ein Stromweg von niedriger Impe danz zwischen dem Emitter und einem Abgriff auf der Induktionsspule des Oszillators 114 gebildet. Der Wert dieser Kapazität ist so ausgewählt, dass ein möglichst günstiger Kompromiss zwischen den Im pedanz-Erfordernissen des Stromweges zwischen Emitter und Abgriffspunkt einerseits und der ge wünschten Zeitkonstante des Wiedergabeblockes an dererseits entsteht.
Durch Vergrösserung der Kapa zität C-101 nimmt die Impedanz des erwähnten We ges ab und die Zeitkonstante des Wiedergabeblockes nimmt zu. Der Oszillator 114 ist so abgestimmt, dass er bei einer Frequenz schwingt, die sich von den Frequenzen, mit denen die erwähnten abgestimmten Kreise schwingen können, oder deren Oberschwin gungen unterscheidet. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel beträgt der Wert ungefähr 105 kHz.
Neben einem Hartley-Transistor-Oszillator kön nen auch zahlreiche andere Oszillatoren Verwendung finden. Der jeweils gewählte Oszillator muss lediglich in der Lage sein, eine Ausstrahlung ausreichender elektromagnetischer Leistung bei der ausgewählten Wiedergabefrequenz zu erzeugen, und er muss gleich falls in der Lage sein, eine ausreichende Ausgangs leistung aus der in dem Wiedergabeblock induzierten Leistung zu liefern. Bei einigen Ausführungsbeispie len der Erfindung kann es praktisch sein, eine so grosse Leistung in einen Wiedergabeblock zu indu zieren, dass Wiedergabeoszillatoren mit mehr als einer einzigen Stufe betrieben werden können. Bei spielsweise kann dabei jedes Wiedergabeoszillator system eine Oszillatorstufe und eine Leistungsverstär kerstufe umfassen.
Es ist ausserodentlich bedeutungsvoll, dass zum Betrieb der Wiedergabeblocks keine weitere Lei stungszufuhr notwendig ist. Halbleiter-Oszillatoren sind deshalb geradezu ideal, da bei ihnen kein Heiz- Strom und keine Aufheizzeit erforderlich ist. Einige Transistoroszillatoren benötigen mehr als zwei Gleichspannungen. In diesen Fällen kann ein üblicher Spannungsteiler (wie beispielsweise R-101) benutzt werden.
Das Ausgangssignal aus dem Oszillator 114 wird gegen eine Aufnahmespule 218 in der Abfrageanlage ausgesendet und von ihr aufgenommen. Diese Spule wird. wie noch weiter unten beschrieben wird, von dem Fahrzeuggetragen. Somit erzeugt der Oszillator 114 jedesmal dann ein Antwortsignal. wenn die Sendespule der Abfrageeinheit eine Frequenz aussen det, die einen der abgestimmten Kreise in dem Wie dergabeblock zur Resonanz anregt. Sobald die Ab- fraaeeinheit sich von einer der Frequenzen, auf die die Kreise abgestimmt sind; unterscheidet, reicht die Gleichspannung zwischen den Leitern 110 und 111 nicht aus, den Oszillator 114 mit genügender Lei stung zu versehen.
In diesem Fall entsteht entweder ein ungenügendes Antwortsignal oder gar kein Ant wortsignal in der Aufnahmespule 218. Wie noch wei ter unten eingehend erläutert werden wird. ist der Aufnahmeteil der Vorrichtung mit einer Schaltung verbunden, durch die Wiedergabesignale unterhalb einer bestimmten Schwelle unterdrückt werden.
In Fig. 2 sind die Abfragespule 210 und die Auf nahmespule 218 voneinander getrennt gezeichnet. Es ist jedoch auch möglich, die Funktionen dieser bei den Spulen in einer einzigen Spule zu kombinieren. Der Leistungsverstärker 208 und die Empfangsanlage <B>213</B> können mit einer einzigen Spule verbunden sein, die jeweils entweder zum Senden erregt wird oder Antwortsignale empfängt. In diesem Fall sind je doch Trenneinrichtungen, wie beispielsweise starke Dämpfungsfilter, notwendig, durch die verhindert wird, dass die Empfangsanlage durch das Ausgangs signal des Leistungsverstärkers übersteuert wird.
In den Fig. 1B und 1C sind alternative Schal tungen für den Wiedergabeblock dargestellt. In Fig. 1B sind die abgestimmten Kreise 100; 101 usw. miteinander in Serie geschaltet, während in Fig. 1C die Kombination einer Serienschaltung und einer pa rallelen Schaltung gezeigt ist. Durch die Verwendung einer Serienschaltung gemäss Fig. 1B wird die Anzahl der notwendigen Dioden in dem vorgegebenen Wie dergabeblock vermindert, wodurch die Kosten redu ziert werden und die Zuverlässigkeit der Anlage er höht wird.
Jedoch nimmt die von einem vorgege benen Energieeingang von einem bestimmten abge stimmten Resonanzkreis gelieferte Gleichspannung ab, und zwar wegen der Impedanz der anderen in Serie geschalteten Kreise. Die Impedanz der übrigen abgestimmten Kreise hängt von ihrer Selektivität und ihren Resonanzfrequenzen im Vergleich zur Selek tivität und der Resonanzfrequenz des momentan mit der Abfragefrequenz schwingenden Kreises ab.
Somit ist die Auswahl zwischen den dargestellten alterna tiven Schaltungen im wesentlichen durch den Gleich spannungsbedarf der jeweiligen Wiedergabeoszilla= toren, die Zuverlässigkeit und die Betriebsgrössen der Dioden, die Gütefaktoren der verschiedenen Re sonanzkreise und den Abstand der Resonanzfrequen zen, die in einem bestimmten Wiedergabeblock ent halten sein sollen, festgelegt. Falls die in einem bestimmten Wiedergabeblock zu verschlüsselnden Ziffern über ein breites Frequenzgebiet gestreut sind, führt eine Serienschaltung der abgestimmten Kreise gemäss Fig. 1B nicht zu einer schädlichen Verkleine rung der entwickelten Gleichspannung, die zum Spei sen des Transistoroszillators benötigt wird.
Eine weitere Anordnung eines Wiedergabeblocks kann mit einem während einer Übertragung konti nuierlich gespeisten Oszillator versehen sein, der mit einem Leistungsverstärker zusammenarbeitet, wel cher nach Massgabe der besonderen Ziffernfrequenz, die in einem bestimmten Augenblick durch die Ab frageeinheit übertragen wird, verschlüsselt ist. Bei spielsweise kann es bei einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung erwünscht sein, den Hauptteil der Lei stung bei einer einzigen Frequenz in den Wieder gabeblock zu induzieren. Jeder Wiedergabeblock kann dabei mit einem abgestimmten Kreis versehen sein, der bei dieser einzigen Frequenz anspricht. Die über diesen Kreis erzeugte Spannung kann dabei als Hauptspeisespannung für den Wiedergabeblock ver wendet werden.
Die anderen abgestimmten Kreise in dem Wiedergabeblock, die bei den verschiedenen Ziffernfrequenzen mitschwingen, können in dem Fall Spannungen liefern, durch die der Leistungsverstärker im Wiedergabeblock ein- bzw. ausgeschaltet wird.
Eine solche Anordnung ist in Fig. 1D gezeigt. Der abgestimmte Kreis 112 schwingt mit 66 kHz. Beim Empfang eines 66-kHz-Signals aus der Ab frageeinheit wird eine Speisespannung zum Betrieb der Oszillatorstufe 114a geliefert. Der Ausgang aus diesem Oszillator ist mit einer Leistungsverstärker stufe 115 gekoppelt. Die Stufe 115 wird durch die Spannung über den Leitern 110 und 111 gesteuert, und zwar wenn eine Frequenz, die einer der Fre quenzen der abgestimmten Kreise 100, 101 oder 103 entspricht, durch die Abfrageanlage dem Wieder gabeblock zugeführt wird. Diese beschriebene An ordnung zeigt das Verschlüsseln der Stufe 115 unter Steuerung der Emitter-Kollektorspannung des Lei stungsverstärkers. Es können jedoch auch zahlreiche andere Verschlüsselungs- oder Gatteranordnungen Verwendung finden.
Die Anordnung von Fig. 1D ergibt den Vorteil, dass die Hauptleistungs-Erfordernisse des Wieder gabeblocks mit einer einzigen optimalen Frequenz gesendet werden können, hat jedoch andererseits den Nachteil, dass mehr als eine Frequenz dem Wieder gabeblock zugeführt werden muss, damit dieser sei nerseits ein Antwortsignal erzeugt. Im Bedarfsfall kann die Anordnung von Fig. 1D auch so geändert werden, dass der Oszillator 114A von den Resonanz kreisen 100, 101 und 102 gespeist wird, während die Leistungszufuhr für den Verstärker 115 von dem während der Signalübertragung konstant erregten Kreis 112 ausgeht.
Vorzugsweise wird ein geschlos- sener magnetischer nichtausstrahlender Weg bei 117 im Oszillator 114A verwendet, durch den die Wech selwirkung zwischen diesem Oszillator und dem ab gestimmten Ausgangskreis 115 auf einem Minimal wert gehalten wird.
Bei jeder vielstufigen Anlage, bei der zwei oder mehr Frequenzen durch die Abfrageeinheit über tragen werden, können gesonderte leistungsinduzie rende Spulen verwendet werden. Falls geeignete Fil ter zur Verfügung stehen, können auch gemeinsame leistungsinduzierende Spulen Verwendung finden. Natürlich soll keine der beiden zur gleichen Zeit übertragenen Frequenzen so beschaffen sein, dass eine der anderen ausgewählten Frequenzen erzeugt wird.
In den Fig. 1A bis 1D sind Oszillatoren gezeigt, die durch die Resonanzkreise über Gleichrichter ge speist werden,-welche für sich von den Oszillator kreisen getrennt sind. Es sind jedoch auch Oszilla toren bekannt, die direkt mit den Wechselspannun gen aus den abgestimmten Kreisen betrieben werden können. Derartige Oszillatoren können ebenfalls Ver wendung finden. Es sind in' diesen Figuren parallel mitschwingende Kreise gezeigt, jedoch können auch in Serie mitschwingende Kreise verwendet werden. In jedem Fall können die Impedanzen der abge stimmten Kreise bei Resonanz auf die Belastung den Wiedergabe-Oszillator - angepasst sein, so dass eine optimale Leistungsübertragung stattfinden kann. Gütefaktoren der Kreise (einschliesslich der Oszilla torbelastung) in der Grössenordnung von 200 bis 100 können ohne Schwierigkeit erhalten werden.
Unter diesen Bedingungen koinzidieren praktisch die Reso nanzfrequenzen für maximale Leistung, maximale Stromstärke und maximale Spannung. Parallel mit schwingende Kreise werden im allgemeinen bevor zugt, wenn eine Anpassung auf eine höhere Impe danzbelastung erfolgen soll, während in Serie mit schwingende Kreise auf niedrige Impedanzbelastun gen angepasst werden können. Diese Anpassung ist jedoch nicht so sehr wichtig, da die durch den Oszil lator dargestellte Belastung sich verändert, wodurch sich die Impedanz der Schaltung automatisch an- passt.
Es mag hervorgehoben werden, dass jeder Wie dergabeblock eine passive Einheit ist, die keine eigene Kraftquelle wie eine Batterie oder keine äus- seren Anschlüsse mit einer äusseren Stromquelle be nötigt. Die Verwendung kleiner Vorspannungsquellen oder entsprechender Vorrichtungen ist bei Aufstel lungsorten, bei denen der Stromabfall während der Lebensdauer eines Wiedergabeblocks vernachlässig- bar klein ist, nicht ausgeschlossen.
Jedoch ist keine solche Hilfsspannungsquelle absolut notwendig, und es wird vorgezogen, derartige Vorrichtungen voll- stiinclig zu vermeiden.
Es soll nunmehr die Beschreibung der Fig. '_ fortgesetzt werden. Mit einer niederfrequenteli Span- nungscluellc in Form eines 400-Hz-Oszillators 201 wird eine bistabile Schaltvorrichtung (Flip-Flop) 202 betrieben. Das Flip-Flop 202 liefert zwei Ausgangs spannungen an den Klemmen 0 und l-,>, die zwischen den hohen und niedrigen, Zuständen synchron mit der 400-Hz-Wiederholungsfrequenz der Quelle 201 abwechseln.
Die Frequenzstabilität der Spannungsquelle 201 ist nicht besonders wichtig, ob gleich für den Betrieb des Filters 214, das bei einer einzigen Frequenz optimal arbeitet, extrem starke Abweichungen von der Taktfrequenz nicht toleriert werden können. Wenn die Klemme 1 des Flip- Flops 202 hohe Spannung trägt, dient die Spannung, die über den Leiter 204 dem selbsttätig regelnden Oszillator 205 zugeführt wird, zum Einblenden des Oszillators 205. Dieser Oszillator ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf 66 kHz abgestimmt. Er kann ein kontinuierlich betriebener Oszillator sein, dessen Ausgang durch ein gesondertes Gatter läuft, das durch das Signal in dem Leiter 204 gesteuert wird.
Alternativ kann aber auch der Oszillator selbst so beschaffen sein, dass er nur schwingt, wenn die Spannung im Leiter 204 hoch ist.
Wenn der Oszillator 205 eingeblendet ist, wird das 66-kHz-Signal aus dem Oszillator über eine spannungsgesteuerte Vorrichtung 207 variabler Lei stung und über einen Leistungsverstärker 208 der die Abfrageleistung induzierenden Sendespule 210 übertragen. Die spannungsgesteuerte Vorrichtung 207 variabler Leistung kann verschiedene Form be sitzen. Beispielsweise kann sie ein regulierbarer Ver stärker oder ein regulierbares Dämpfungsglied sein.
Simultan öffnet die hohe Spannung im Leiter 204 den Gatterkreis 212, wodurch der Ausgangskreis des Empfängers 213 über ein Tiefpassfilter 214 mit einem Differentialverstärker 215 verbunden wird. Das Tiefpassfilter 214 ist so abgestimmt, dass Fre quenzen unterhalb etwa 200 Hz durchgelassen wer den und besitzt eine solche Zeitkonstante, dass die Ausgangsspannung aus diesem Filter keine nennens werten Komponenten der 200-Hz-Taktfrequenz ent hält, die durch die Betätigung des Gatters 212 ein geführt wird. Das Filter 214 kann so ausgelegt sein, dass eine maximale Bandbreite von 100 Hz für die selbsttätig geregelten Signale entsteht.
Diese maxi male Bandbreite erzeugt eine minimale Ansprechzeit für den die selbsttätig geregelten Signale erzeugenden Kreis und kann insbesondere dann notwendig sein, wenn die Vorrichtung zur Identifizierung sich beson ders rasch bewegender Objekte benutzt werden soll.
Der Differentialverstärker 215 empfängt ein er stes Eingangssignal aus dem Filter 214, das mit der Grösse des 105-kHz-Eingangssgnals kommensurabel ist, welches in der Aufnahmespule 218 induziert wird. Ein zweites Eingangssignal wird ihm über die Leitung 219 zugeführt. Dieses zweite Signal ist kom mensurabel mit einer ausgewählten Bezugsspannung. Sobald die Ausgangsspannung aus dem Empfänger 213 über einen gewünschten Pegel hinaus ansteigt, steuert der Differenzverstärker 215 die Vorrichtung 207 von variabler Leistung so, dass die dem Lei stungsverstärker 209 zugeführte Spannung vermin- dort wird.
Hierdurch wird die in der Aufnahmespule induzierte Leistung vermindert und die von dem Empfänger gelieferte Leistung wird von einem vor gegebenen Pegel an so gesteuert, dass sie praktisch konstant bleibt.
Bei Annäherung eines die Abfrageeinheit tragen den Fahrzeuges an einen Wiedergabeblock - falls der Ausgang des Oszillators im Wiedergabeblock und Leistungsausgang des Oszillators in der Abfrageein heit konstant bleiben - nimmt die in der Aufnahme spule durch den Wiedergabeoszillator induzierte Spannung zu, bis die Abfragespule 210 eine mini male Entfernung von dem Wiedergabeblock hat. So bald sich die Abfragespule wieder entfernt, sinkt die Spannung wieder ab, und zwar in einer Weise, die durch Kurve a in Fig. 3 dargestellt ist. Durch den oben beschriebenen selbstregelnden Steuerkreis wird die der Abfragespule 210 zugeführte Leistung so ge steuert, dass das Ausgangssignal des Empfängers auf einem etwa konstanten Pegel bleibt, wie er durch Kurve b in Fig. 3 angedeutet ist.
Der Empfänger 213, der von der etwa auf 105 kHz abgestimmten Aufnahmespule 218 gespeist wird, kann von üblicher Bauart sein, mit 1 oder 2 abgestimmten Verstärkerstufen und einem Demodu- lator. Hierbei kann eine Vorverstärkerstufe mit nied rigem Rauschen vorgesehen sein, die direkt mit der Aufnahmespule 218 gekoppelt ist und einen abge stimmten Kreis umfasst, der zum Antrieb mehrerer weiterer in Kaskade geschalteter Verstärkerstufen dient. Hierdurch kann letztlich ein Brücken-Dioden- Demodulator üblicher Bauart betrieben werden. Die weiteren Verstärkerstufen können ebenfalls abge stimmt sein.
Falls beispielsweise Vakuumröhrenver stärker verwendet werden, können Röhren mit ver änderlichem Verstärkungsfaktor vorgesehen sein. Bei gewissen Abwandlungen der Vorrichtung mag es vorteilhaft sein, ein Teil der Ausgangsspannung des Filters 214 zum Steuern der Verstärkung einer oder mehrerer Stufen des Empfängers zu verwenden. Hier durch wird eine Bezugsgrösse für die automatische Verstärkungssteuerung innerhalb des Empfängers selbst gebildet. Durch Verwendung einer solchen zu sätzlichen automatischen Selbstregelung wird das Signal-Geräusch-Verhältnis des Empfängers 213 ver bessert und die Vorrichtung 207 vereinfacht, z. B.
kann sie einen kleineren dynamischen Bereich besit zen, wodurch eine entsprechend verminderte Ver- zeriline und ein geringeres Rauschen auftritt. Der Empfänger- kann gegebenenfalls Transistorverstärker- kreise enthalten, die den Gattern 212 und 223 einen Gleichspannungsausgang zuführen.
Jedesmal wenn eine hohe :> Spannung an der Klemme 0 des Flip-Flops 202 liegt, wird über den Leiter 220 das Gatter 221 geöffnet und die in dem Leiter 222 gerade anwesende Codefrequenz wird über die regelbare Vorrichtung 207 und den Leistungsverstärker 208 der Abfragespule 210 zu geführt, Simultan öffnet eine hohe Spannung an der Klemme 0 des Flip-Flops 202 das Gatter 223; wodurch die demodulierte Ausgangsspannung aus dem Empfänger über das Tiefpassfilter 224 dem Dif ferentialverstärker 225 zugeführt wird. Die Aus gangsspannung aus dem Differentialverstärker 225 treibt einen monostabilen Multivibrator 226 an.
Das Tiefpassfilter 224 dämpft zu einem erheblichen Teil Frequenzen oberhalb 30O Hz, wobei gleichzeitig das Rauschen in dem dem Differentialverstärker zuge führten Signal vermindert wird, da die Bandbreite des Empfängers auf einen minimalen noch akzeptablen Wert vermindert wird.
Durch den Leiter 204 wird unter anderem der Eingang eines einstufigen Dekadenzählers 227 mit Spannung versorgt. Beim Vorliegen einer hohen Spannung an der Klemme 1 des Flip-Flops 202 rückt der Zähler 227 um eine Position vor. Jede Position bzw. jede Ziffer des Zählers 227 ist mit einem von zehn Ziffern-Code-Oszillatoren OSC-1 bis OSC-10 verbunden. Beispielsweise verbindet die Leitung<B>231</B> die Position l des Zählers 227 mit dem Code-Oszillator OSC-1 für die Ziffer 1, während die Leitung 232 die Stufe 2 des Zählers mit dem Code- Oszillator OSC-2 für die Ziffer 2 verbindet.
Die zehn Code-Oszillatoren arbeiten jeweils bei einer einzigen Frequenz innerhalb eines Frequenzbereiches zwi schen 16, 67 und 96 kHz, und zwar nach folgendem Schema
EMI0006.0008
Ziffer <SEP> Frequenz <SEP> (kHz) <SEP> Ziffer <SEP> Frequenz <SEP> (kHz)
<tb> 1 <SEP> 16.67 <SEP> 6 <SEP> 46
<tb> 2 <SEP> 20 <SEP> 7 <SEP> 55
<tb> 3 <SEP> 25 <SEP> 8 <SEP> 71
<tb> 4 <SEP> 31 <SEP> 9 <SEP> 88
<tb> 5 <SEP> 37 <SEP> 10 <SEP> 96 Die vorstehenden Frequenzen sind so ausgewählt, dass keine dieser Frequenzen eine zweite oder dritte Oberschwinwng von anderen Frequenzen ist. Hier durch wird eine fehlerhafte Betätigung durch Ober schwingungen der Oszillatorsignale vermieden.
Im Eisenbahnbetrieb ist es vorteilhaft, einen Frequenz bereich zwischen 10 und 500 kHz zu verwenden. Signale in diesem Frequenzbereich können leicht durch mehrere Zentimeter starke Wasserschichten übertragen werden, während Signale von beträcht lich höherer Frequenz schon stärker gedämpft wer den, insbesondere, wenn das Wasser durch Salze oder andere Ablagerungen längs des Schienenweges lei tend geworden ist. Durch Verwendung niedrigerer Frequenzen wird das System weniger stark örtlichen Metalleinflüssen ausgesetzt.
Es soll nunmehr angenommen werden, dass eine < : hohe Spannung an der Klemme 0 des Flip- Flops 202 liegt und dass sich der Zähler 227 in der ersten Position befindet. Die Spannung im Leiter 231 ist hoch und der Code-Oszillator OSC-1 für die erste Ziffer wird betätigt. Das Ausgangssignal aus diesem Oszillator, dessen Amplitude durch einen einstellbaren Dämpfer P-1 gesteuert wird, gelangt in die Leitung 222.
Sobald die Quelle 201 den Flip- Flop 202 mit dem nächsten Impuls des 400-Hz-Takt- signals versorgt, schaltet der Flip-Flop 202 um und gibt die hohe Spannung an die Klemme 1 , wobei ein Vorrückimpuls über die Leitung 204 dem Zähler 227 zugeführt wird. Der Oszillator OSC-1 wird abgeschaltet und der Oszillator OSC-2 zum Be trieb der zweiten Ziffer wird eingeschaltet.
Da aus der Quelle 201 dem Flip-Flop 202 ein Signal von 400 Hz zugeführt wird, ergibt sich, dass der selbstregelnde Oszillator 205 mit Impulsen von 2500 Mikrosekunden Dauer mit einer Wiederho lungsgeschwindigkeit von. 200 pro Sekunde versorgt wird. Jeder Code-Oszillator OSC wird in einem In tervall von 5000 Mikrosekunden mit einer Wieder- holungsgesschwindigkeit von 20 pro Sekunde be trieben, da der Zahlenausgang zu den Leitern 231 bis 240 einmau alle 5000 Mikrosekunden vorrückt.
Die Ausgangsspannungen aus den Code-Oszillatoren am Leiter 222 werden durch das Gatter 221 nur in dem Zustand des Flip-Flops 202 durchgelassen, in dem eine niedrige Spannung an der Klemme 1 liegt, jedoch so, dass die dem Verstärker 207 zuge führten Signale aus abwechselnden 2500-Mikro- sekunden-Stössen aus dem selbsttätig regelnden Os zillator 205 und aus Ziffernfrequenzstössen aus den aufeinanderfolgenden Code-Oszillatoren bestehen.
D. h. die zehn Code-Oszillatoren senden aufeinan derfolgend je während eines 2500-Mikrosekunden- lntervalls in die automatische Verstärkungsregelung und zwischen jedem Paar aufeinanderfolgender Code-Oszillatorenübertragungen liegt eine Sendung des Oszillators 205 von ebenfalls je 2500 Sekunden Dauer. Bei einigen Anwendungen der Anlage kann es vorteilhaft sein, das Gatter 221 fortzulassen und den Zähler 227 so zu modifizieren, dass die über die Leiter 231 bis 240 den Code-Oszillatoren zu- Qeführten Spannungen die Code-Oszillatoren nur während der Periode betreiben, während der die Klemme 0 des Flip-Flops 202 an hoher Spannung liegt.
Jeder einzelne Dämpfer P-1 bis P-10 kann ein übliches Potentiometer umfassen, das zum Bestim men der Amplituden der Oszillatorfrequenzen an der Leitung 222 einstellbar ist. Die Dämpfer P-1 bis P-10 erlauben eine solche Einstellung, dass eine gleichförmige Spannung für den Wiedergabeblock für die verschiedenen Oszillatorfrequenzen induziert wird. Falls es gewünscht wird, können die Einrich tungen zum Einstellen der Amplituden der Oszillator- Ausgangssignale innerhalb der Oszillatorkreise selbst angeordnet sein, anstatt dass sie durch besondere Potentiometer gebildet werden. Weitere Methoden der Einstellung der Oszillator-Ausgangsamplitude sind ebenfalls anwendbar.
Wenn ein entsprechender Resonanzkreis in einem Wiedergabeblock in der Nähe der Abfrageein- heit ist, wird jedesmal, wenn die Code-Oszillatoren senden, durch den Wiedergabeoszillator in den Wie- deraabeblock ein Antwortsignal erzeugt. das ein Ausgangssignal an dem Empfänger 213 verursacht. Hierdurch wird der monostabile Multivibrator 226 in der beschriebenen Weise durch Gatter 223, Filter 22-1- und Differentialverstärker 225 betrieben.
Zum Betrieb dieses Multivibrators 226 ist eine Eingangs- spannung oberhalb eines minimalen Schwellenwertes notwendig. Der Differentialverstärker 225 wird mit einer Bezugsspannung versorgt, so dass kein Aus gangssignal an den Multivibratoren 226 durchgelas sen wird, wenn das am Verstärker 225 ankommende Signal eine vorbestimmte Amplitude nicht übersteigt, die durch die Bezugsspannung festgelegt ist. Damit werden durch das System Empfängerausgangssignale unterhalb des notwendigen Schwellenwertes unter drückt, so dass Rauschen und zufällige Störungen, die den Betrieb beeinträchtigen können, vermieden werden.
Der Ausgang des monostabilen Multivibrators 236 wird einem Koinzidenzkreis ( und -Gatter) 242 zugeführt, dessen Ausgang seinerseits über den Leitei 243 mit der einen Eingangsleitung von zehn weiteren und -Gattern G-1 bis G-10 verbunden ist. Jedes der zehn weiteren und -Gatter ist einer einzigen Position des Zählers 227 zugeordnet und empfängt Eingänge von einer dieser zehn Positionen.
Falls sich beispielsweise der Zähler 227 in der Zif fernstelle 1 befindet, wird eine Spannung dem # < und -Gatter G-1 für die Ziffer 1 über die Leitung <B>261</B> zugeführt. Nach Anlegen eines Signals -aus dem Multivibrator 226 über Gatter 242 zum Leiter 243 erzeugt das Gatter G-1 für die Ziffer 1 ein Ausgangs signal in der Leitung 281 das zur ersten Ziffern- positions des Registers 244 läuft. Da keine Betäti gungsspannungen in den Leitern 262 bis 270 vor liegen, wenn der Zähler 227 sich in der Position 1 befindet, erzeugen die und -Gatter G-2 bis G-10 keine Ausgangsimpulse und es werden keine Signale an die anderen Ziffernpositionen des Registers 244 angelegt.
Für eine exakte Betriebsweise des Registers 244 ist es wünschenswert, .dass der Wiedergabeblock in dem flachen Gebiet der Kurve b von Fig. 3 arbeitet, bevor eine Information in das Register eingeführt wird. Die Ausgangsspannung des Differentialverstär kers 215 der selbstregelnden Schleife wird über den Leiter 246 zum Speisen eines rückstellbaren Trigger- kreises 2:17 benutzt, sobald im selbstregelnden Kreis der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 207 unter einen ausgewählten Betrag absinkt.
Die Ausgangs spannung des Differentialverstärkers beginnt nur dann anzusteigen und der Verstärkungsfaktor des Kreises beginnt mir dann abzunehmen, wenn das Ausgangssignal aus dem Empfänger, das über das Filter 214 gelaufen ist, den durch die Grösse der Bezugsspannung aus dem Leiter 219 festgelegten Schwellenwert überschreitet. Durch ein ausreichendes Ausgangssignal aus dem Empfänger 213 wird der Triggerkreis 217 leitend und liefert über den Leiter 248 ein Ausgangssignal zum und -Gatter 242. Über den Leiter 249 wird weiterhin ein Signal an einen weiteren monostabilen Multivibrator 250 an gelegt.
Da die Ausgangssignale aus dem monosta bilen Multivibrator 226 an die einzelnen und Gatter G-1 bis G-10 für die Ziffern angelegt sind und durch das und -Gatter 242 laufen, ist ein lei tender Zustand des Triggerkreises 247 notwendig, damit eine Übertragung der Daten zum Register 244 stattfinden kann.
Die in der Leitung 251 erscheinenden Ausgangs signale aus dem monostabilen Multivibrator 250 werden jedesmal, wenn der Triggerkreis 247 leitend wird, zum Rücksetzen der Eingänge des Registers 244 verwendet. Hierbei werden alle zuvor im Re gister gespeicherten Ziffern gelöscht, so dass neue Daten angegeben werden können. Sobald durch die Spannung aus dem Differentialverstärker 215 der Triggerkreis 247 leitend geworden ist, bleibt er so lange leitend, bis entweder ein bestimmtes vorgege benes Zeitintervall abgelaufen ist, oder bis die Grösse und Polarität der Ausgangsspannung aus dem Diffe rentialverstärker 215 anzeigt, dass die Stärke des Antwortsignals nicht mehr ausreichend ist. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel liegt das vorgegebene Zeitintervall in der Grössenordnung 100 Millisekunden.
Es soll angenommen werden, dass die Abfrage einheit sich einem Wiedergabeblock nähert. Sobald die Abfragespule und die Empfängerspule ausrei chend nahe an den Wiedergabeblock herangebracht sind, erzeugt der Verstärker 215 eine selbsttätig ge regelte Ausgangsspannung. Der Trigger wird leitend, sobald die Ausgangsspannung einen vorbestimmten Wert erreicht. Unter der Annahme, dass der Aus gang aus dem Empfänger noch nicht absinkt und somit die Spannung in der Leitung 246 nicht unter den vorgegebenen Wert absinkt, bleibt der Trigger- kreis 247 leitend und hält ein Eingangssignal in der Leitung 248 für das Gatter 242 aufrecht. Gleich zeitig wird dieses Signal in den monostabilen Multi vibrator 250 übertragen.
Das Ausgangssignal aus dem Multivibrator 250 besteht aus einem kurzen Anfangsimpuls zum Rücksetzen des Registers 244, sobald der Trigger 247 leitet. Danach bleibt eine konstante Spannung in der Rücksetzleitung <B>2511</B> w 'ihrend eines vorgegebenen Zeitintervalls aufrecht, durch die sichergestellt wird, dass das Register 244 während dieses Zeitintervalls nicht rückgesetzt wer den kann. Der Trigger 247 bleibt, wie oben erwähnt, etwa<B>100000</B> Mikrosekunden lang leitend. Während dieser Zeit ist jede Ziffer zweimal übertragen worden. Das Intervall von 100000 Mikrosekunden ist aus konstruktiven Gründen gewählt worden.
Bei be stimmten Anwendungsgebieten kann es wünschens wert sein, dieses Intervall entweder zu verlängern oder zu verkürzen. Durch den Trigger 247 wird die Zuverlässigkeit des Systems erhöht, da das Register über eine Zeitdauer hinweg positiv gesteuert wird, die so lang ist, dass jede Ziffernfrequenz mindestens einmal übertragen werden kann. Falls nämlich der Signalweg zum Register 244 durch geringfügige Schwankungen der Spannung aus dem selbsttätig ge regelten Kreis geöffnet oder geschlossen werden könnte, würde dies zu falschen Zahlen in dem Re gister führen.
Es soll weiterhin angenommen werden, dass die Abfrageeinheit sich am Ende der Periode von <B>100000</B> Mikrosekunden noch nicht von dem Wieder gabeblock entfernt hat. Die Spannung im Leiter 246 bleibt daher auf oder über dem Wert, der ursprüng lich zum Leitendmachen des Triggers 247 notwendig war. Der Trigger 247 kehrt jedoch auf jeden Fall in seinen Grundzustand zurück. Selbst wenn die Span nung in der Leitung 246 hoch bleibt, leitet der Trig- ger 247 nicht mehr, so dass das Register 244 nicht während der Zeit der Annäherung zwischen Ab frageeinheit und Wiedergabeblock rückgesetzt wird.
Nachdem sich jedoch die Abfrageeinheit auf grös- sere Entfernung hin bewegt hat und die Spannung in der Leitung 246 erheblich abgenommen hat, kann der Trigger 247 erneut leitend werden, sobald die Spannung aus dem selbsttätig geregelten Kreis nach folgend wieder auf den Schwellenwert gebracht wird, wobei das Gatter 242 geschlossen. und das Register 244 zurückgesetzt wird.
Es wird die Verwendung separater Code-Oszilla toren vorgezogen. Es ist jedoch auch möglich, einen einzigen Oszillator variabler Frequenz zu verwenden, der entweder bei verschiedenen Frequenzen mit Im pulsen versorgt wird oder bei verschiedenen Fre quenzen gattergesteuert wird. Der Zähler 227 er zeugt Ausgangssignale, die entweder zum Verschlüs seln eines solchen Oszillators oder zum Steuern eines Gatters verwendet werden können. Der Zähler 227 erzeugt auch Ausgangsspannungen, die zum Synchro nisieren einer Kippfrequenz dienen können. Wenn jedoch die Kippfrequenz nicht in Stufen, sondern kontinuierlich verändert wird, entsteht bei jeder Code-Übertragungsperiode ein Signalstoss mit einer kontinuierlich veränderlichen Frequenz.
Hierdurch wird die Filterung im Übertragungssystem komplizier ter gemacht und es ergibt sich die Notwendigkeit von weniger selektiven, breiter abgestimmten Kreisen in den Wiedergabeblöcken.
Eine grosse Anzahl der Komponenten in der Schaltung kann mit Vorteil durch Vier-Schicht PNPN-Halbleiterdioden dargestellt werden. Sobald eine Spannung unterhalb eines kritischen Wertes über solchen Dioden liegt, ergibt sie eine sehr hohe Im pedanz, sobald die Spannung jedoch über den kri tischen Wert hinauswechselt, ergibt sich ein starker Stromfluss mit einem sehr geringen Spannungsabfall über den Dioden. Wenn die Spannung über einer PNPN-Diode angehoben wird, fliesst zunächst sehr wenig Strom, bis bei Erreichen der kritischen Span nung der Diodenwiderstand zusammenbricht. Von diesem Punkt an bleibt die Diode hoch leitend, und zwar so lange, wie der minimal notwendige Strom- fluss durch die Diode bestehen bleibt.
Falls die Span nung des äusseren Kreises beträchtlich zunimmt und der minimale Stromfluss durch die Diode nicht auf- rechterhalten werden kann, kehrt sie in ihren .ur sprünglichen Zustand hoher Impedanz zurück.
Fig. 4 zeigt einen rückstellbaren Trigaerkreis, bei welchem eine Vier-Schicht-PNPN-Diode verwendet wurde. Dieser Kreis kann als Bauelement 247 in der Anordnung gemäss Fig. 2 dienen. Er ist so ausgelegt, dass er nach der Schmidtschen Triggerschaltung ar beiten kann, jedoch auch zu jeder Zeit rückgestellt werden kann, wenn sich die Eingangsspannung än dert. Zur Beschreibung der Arbeitsweise der Schal tung möge nochmals erwähnt werden, "dass in der Leitung 246 eine Spannung liegt, deren Grösse und Polarität kommensurabel mit der Stärke des vom Wiedergabeblock empfangenen Signals ist, abzüglich einer Schwellenspannung, die durch die Bezugsspan nung an dem Differentialverstärker 215 bestimmt ist.
Es soll angenommen werden, dass an der Leitung 246 keine Spannung vorhanden ist. Der Transistor X-601. leitet nicht. Das Emitterpotential dieses Tran sistors liegt auf etwa T5 V, da durch den Transistor X-602 und den gemeinsamen Emitterwiderstand R-603 etwa 11 Milli-Ampère fliessen. Die Kollektor spannung des Transistors X-602 liegt auf ungefähr 5,5 V mit Stromfluss durch den Widerstand R-606. Die Kollektorspannung des Transistors X-601. beträgt etwa -4-28 V. Sobald die Eingangs spannung in dem Leiter 246 in die Nähe von 6 V oder darüber gelangt, beginnt ein Stromfluss durch den Basiswiderstand R-601 zur Basis des Transistors X-601.
Hierdurch fliesst ein Kollektorstrom im Tran sistor X-601 durch den Widerstand R-602 und den Widerstand R-603, wobei die Kollektorspannung des Transistors X-601 abfällt. Die Kollektorspannung des Transistors X-601 wird über einen Spannungs- teiler aus den Widerständen R-604 und R-605 der Basis des Transistors X-602 zugeführt. Eine Ernied rigung der Basisspannung im Transistor X-602 ver ursacht einen Abfall der Emitterspannung des Tran sistors X-601, da der Stromfluss durch den Tran sistor X-602 abnimmt. Die Verminderung der Emit- terspannung im Transistor X-601 ihrerseits verur sacht einen weiteren ansteigenden Stromfluss durch den Widerstand R-601 zur Basis des Transistors X-601.
Die Zustände der beiden Transistoren wer den mithin sehr rasch geschaltet, und zwar so; dass der Transistor X-601 nunmehr leitet und der Tran sistor X-602 nicht mehr leitet. Die Kollektorspan- nung im Transistor X-602 ist von ;-5,5 V auf etwa -T-30 V angestiegen, während die Basisspannung im Transistor X-602 etwa bei 4 V liegt.
Falls die Eingangsspannung an der Leitung 246 nunmehr auf Werte von etwa -f-1,5 V oder darunter abfällt, beginnt sich der Stromfluss durch den Wider stand R-601 zu vermindern, wodurch auch der Kol- lektorstrom im Transistor X-601 abnimmt und die Kollektorspannung zunimmt. Über den Spannungs teiler R-604, R-605 erfolgt eine Einwirkung auf den Transistor X-602, wobei dessen Basisspannung an steigt. Der Transistor X-602 beginnt zu leiten und der sich ergebende Spannungsabfall über den Wider- stand R-603 hebt die Emitterspannung des Tran sistors X-602 an.
Hierbei wird der weitere Strom- fluss in diesem Transistor vermindert, so dass die beiden "Transistoren in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehren. Die beiden Transistoren X-601 und X-602 arbeiten somit in der Schmidtschen Kippart, wenn das Eingangssignal an der Leitung 246 ver stärkt oder vermindert wird. Im ursprünglichen Zu stand, der auch der Dauerzustand ist, fliesst ein ge ringer Strom von der positiven Speiseklemme über den Widerstand R-610 und die Diode D-602, den Widerstand R-609 und den Transistor X-604. Der Widerstand R-610 ist sehr viel kleiner als der Wider stand R-609. so dass sich ein Potential von etwa 28 bis 29 V an der Klemme 609 ergibt.
Die Zunahme der Kollektorspannung des Tran sistors X-602 wird, sobald ein positiver Eingang über den Widerstand R-601 zugeführt wird, über den Kondensator C-602 mit dem Verbindungspunkt 607 zwischen einer üblichen Zwei-Schicht-Diode D-603 und einer Vier-Schicht-Diode X-603 gekoppelt. Be vor dies geschieht, liegt die Spannung über der Diode X-603 unterhalb des kritischen Wertes. Sobald die über den Kondensator C-602 zugeführte Spannung den Punkt 607 auf ausreichend hohe Spannung bringt, wird die Diode X-603 leitend.
Es fliesst so dann ein starker Strom durch den Widerstand R-610, die Diode D-603. die Diode X-603 und den Tran sistor X-604 zur Erde, wobei das Potential an der Klemme 609 von ungefähr -!-30 V auf den sehr kleinen Spannungsabfall vermindert wird, der über den Dioden D-603 und X-603 und dem Transistor X-604 besteht. Zur gleichen Zeit nimmt das Poten tial an der Klemme 606 ab, da der Kondensator C-603 über den Widerstand R-609 entladen wird. Der Strom im Widerstand R-609 nimmt ab bis zu dem Zeitpunkt, bei dem der Transistor X-604 unge sättigt wird und der Kollektorstrom des Transistors X-604 besinnt abzunehmen.
Wenn dieser Kollektor strom auf einen Wert abgefallen ist, der unterhalb des Haltestromes der PNPN-Diode X-603 liegt, wird die Diode X-603 gesperrt, so dass sich das Potential an der Klemme 609 sehr rasch wieder auf den Originalwert einstellt und gleichfalls der-Kondensator C-603 über die Diode D-602 und den Widerstand R-610 wieder aufgeladen wird. Durch die Verbin dung zur negativen Speiseklemme über den Wider stand R-608 wird das exponentielle Abnehmen der Stromstärke durch den Widerstand R-609 linealisiert, da die Basisspannung des Transistors X-604 den Sperrpunkt rascher erreicht als der Kondensator C-603 entladen wird.
Falls die Eingangsspannung an der Leitung 246 unter etwa -;-1,5 V abfallen sollte, bevor der Kon densator C-603 ausreichend zum Vermindern des Kollektorstromes von X-604 unter den Haltestrom von X-603 entladen ist, wechseln die Transistoren X-601 und X-602 in der weiter oben beschriebenen Weise ihre Zustände, so dass die Kollektorspannung im Transistor X-602 rasch abfällt. Dieser Spannungs- abfall wird über den Kondensator C-601 der Basis des Transistors X.-604 vermittelt, wobei der Tran sistor X-604 ausserordentlich rasch gesperrt wird, so dass die- PNPN-Diode X-603 sofort gelöscht wird. Die Ausgangsklemme 609 wird dabei sehr rasch wie der auf ihre Maximalspannung gebracht.
Die Diode D-601 dient in der Schaltung zum Blockieren des Basisstromes des Transistors X-604 während des Ansteigens der Kollektorspannung des Transistors X-602.
Es ergibt sich somit, dass bei Ansteigen der Eingangsspannung in der Leitung 246 auf etwa -;-5 V oder mehr ein negativer Ausgangsimpuls an der Ausgangsklemme 609 auftritt, und zwar über eine Zeitdauer hinweg, die durch die RC-Zeitkon- stante von Kondensator C-603 und Widerstand R-609 bestimmt ist oder die von der Zeitdauer der hohen Spannung in der Leitung 246 festgelegt wird, je nachdem, welcher der beiden Einflüsse die kür zere Zeit bestimmt.
Fig. 6 zeigt eine Methode. wie die Information im Registerteil der Anlage zum Betätigen einer Ra- dioiibertragungsanlage oder einer anderen entfernt liegenden Vorrichtung verwendet werden kann. Je der Wiedergabeblock ist durch die binäre Zahl iden tifiziert, die in dem Register erscheint, wenn die Ab frageeinheit den Block passiert. Die Spannung in den Leitern 291 bis 300 zeigt diese binäre Zahl an. Die Spannung in diesen Leitern wird individuell, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, an zehn und >-Kreisen G-11 bis G-20 angelegt. Jeder dieser Kreise kann einen dreifachen und -Koinzidenzkreis üblicher Bauart enthalten.
Jeder der zehn und>-Kreise empfängt eine Spannung von der zugeordneten Ziffer des Registers 244, eine weitere Spannung von der zugeordneten Ziffernposition des Zählers 227 und eine dritte Eingangsspannung von der Leitung<B>1501,</B> die mit der einen Ausgangsklemme eines bistabilen Flip-Flops 1.502 verbunden ist. Die eine Ausgangs leitung 270 des Zählers ist so gelegt, dass dem Flip- Flop 1502 einmal während eines jeden Zehnziffern zyklus des Zählers ein Impuls zugeführt wird.
Die Ausgangsleitung 1501 des Flip-Flops besitzt somit in zehn Zyklen des Flip-Flops 202 (Fig. 2) niedrige und in einer entsprechenden Periode hohe Span nung. Während derjenigen Zyklen, in denen die Lei tung 1501 hohe Spannung trägt, werden Ausgangs spannungen aufeinanderfolgend über die Leiter 261 bis 270 an die und<B> </B> -Gatter G-1 1 bis G-20 an gelegt. Jedes dieser und >-Gatter, welches gleich zeitig eine hohe Spannung vom Register 244 emp fängt, erzeugt einen Ausgangsimpuls in einer Lei tung 1503. Die Ausgangsspannung in der Leitung 1503 kann zum Verschlüsseln eines üblichen Modu- lators zum Modulieren eines Senders dienen.
Die Ausgangsspannung in der Leitung 1503, die aus Serienimpulsen besteht, kann aber ebenfalls zum Betätigen datenverarbeitender Vorrichtungen und Indikatoren benutzt werden. Fig. 5 zeigt einen Wiedergabeblock in einem Auf bau. Dieser Wiedergabeblock ist für den Eisenbahn betrieb geeignet. Er umfasst ein zylindrisches Ge häuse 1402 aus Plastik oder anderem nichtmagne tischen, nichtleitenden Material. In diesem Gehäuse sind die verschiedenen Bauelemente angeordnet, und zwar vorzugsweise unter Verwendung eines wetter beständigen Epoxyharzes mit niedrigen Verlusten bei Hochfrequenz.
Durch einen zylindrischen Block wird die Installation sehr erleichtert, wenn die Blöcke ent lang des zu überprüfenden Weges an festen Orten angebracht werden sollen, da kreisförmige Höhlungen leichter in den Eisenbahnschwellen angebracht wer den können als andere Öffnungen. Jeder Wiedergabe block kann dabei vollständig in eine in die Schwelle eingebohrte zylindrische Höhlung versenkt und so mit der Ansicht entzogen sein. Solche Installationen können vollständig wetterbeständig und sicher gegen äussere Einwirkungen ausgeführt sein.
Jedoch kann der Block auch in anderer Weise längs des zu prü fenden Weges montiert werden, entweder offen oder verborgen, wobei Federklemmen oder andere nicht weiter dargestellte Befestigungsmittel aus vorzugs weise nichtmetallischem Material verwendet werden können.
Das Gehäuse 1402 enthält mehrere Kerne 1401, wie beispielsweise zylindrische Ferritstäbe, um die herum die Spule der abgestimmten Kreise, des Oszil latorkreises und des abgestimmten Leistungsverstär kerkreises (falls ein solcher vorhanden ist) herumge wickelt sind. Falls eine Leistungsverstärkerstufe vor handen ist, sollte, wie bereits weiter oben erwähnt, der magnetische Kreis des Oszillators von dem ma gnetischen Kreis des Verstärkers entkoppelt sein. Eine solche Entkopplung kann entweder durch Ab schirmen der Oszillatorspule oder vorzugsweise durch einen geschlossenen magnetischen Weg für die Oszillatorspule erzeugt werden. Das letzte kann durch Verwenden eines (nicht dargestellten) torus- förmigen Ferritkernes im Oszillatorkreis erreicht wer den.
Der Wiedergabeblock enthält weiterhin Kapa zitäten 1405, eine oder mehrere Dioden 1406 und einen oder mehrere Transistoren 1404, die sämtlich gemäss einem der Schaltbilder in Fig. 1A bis 1D miteinander verbunden sind.
In dem Beispiel der Fig. 5 ist der Oszillatorkern 1410a auf der Achse des zylindrischen Blocks zen triert. Die Kerne der abgestimmten Kreise sind kreis förmig im Abstand um den Oszillator herum ange ordnet, und zwar so, dass gleicheitige Dreiecke zwi schen den Achsen zweier einander benachbarter ab gestimmter Kreise und dem Kern des Oszillator kreises gebildet werden. Bei gewissen Anwendungs beispielen der Erfindung kann es gewünscht werden, die Formen der Ferritkerne nach Massgabe bekann ter Prinzipien zu ändern, damit entweder die Magnet felder der abgestimmten Kreise, des Oszillatorkreises oder des Leistungsverstärkerkreises eine mehr oder weniger ausgeprägte Richtung erhalten.
Obgleich zwar die Einfachheit und die niedrigen Herstellungs- kosten der Wiedergabeblöcke es im allgemeinen un nötig machen, kann es in einigen Fällen erwünscht sein, einstellbare oder schaltbare Wiedergabeblöcke vorzusehen, bei denen die Resonanzfrequenzen der abgestimmten Kreise oder auch andere Kreise inner halb des Blockes verändert werden können.
Die so weit beschriebene Vorrichtung kann zum Durchgehen einer Information über die Identität oder eines anderen Zustandes mehrerer beweglicher Vor richtungen an einen bestimmten zentralen Punkt ver wendet werden. Beispielsweise können Wiedergabe blöcke der beschriebenen Art an Eisenbahnwagen angebracht werden, die in eine Weiche eintreten, und eine Abfrageeinheit kann zum Bestimmen der Iden tität eines jeden Wagens dienen, der einen festgeleg ten Punkt innerhalb der Weiche passiert. Auch lassen sich mehrere Abfrageeinheiten so anordnen, dass die Identität von Wagen festgelegt wird, die an vorge gebenen Kontrollpunkten vorbeilaufen.
Die Identifi zierungsdaten in der Abfrageeinheit können durch übliche Einrichtungen jedem entferntgelegenen Punkt zugeleitet werden, oder sie können zum Betätigen von Weichenschaltern zum Sortieren der Wagen oder zu zahlreichen anderen Zwecken verwendet werden. Falls es gewünscht wird, können die Abfragespule und die Empfangsspule im Abstand von den anderen Teilen der Abfrageeinheit angeordnet werden, wobei geeignete elektrische Verbindungen vorgesehen sein müssen.
Lastfahrzeuge, Busse und andere Fahrzeuge kön nen mit Wiedergabeblöcken am Fahrgestell versehen werden, damit eine Information über die Fahrzeug bewegung gesammelt und gespeichert werden kann. Bei gewissen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann es notwendig sein, leistungsinduzierende Ab fragespulen und auch Empfangsspulen mit grossen Dimensionen zu versehen, wodurch eine verstärkte Variation für die Bewegungswege der Objekte mög lich wird. Beispielsweise können die Spulen so gross gehalten werden, dass sie sich über eine Strasse oder eine Landebahn hinweg erstrecken. Hierbei können sie in Beton eingegossen werden.
Weiterhin kann die Vorrichtung zum Identifizie ren von Gegenständen benutzt werden, die auf För dereinrichtungen oder anderen Einrichtungen trans portiert werden. Beispielsweise kann ein nach Mass- gabe des gewünschten Bestimmungsortes verschlüs selter Wiedergabeblock, der möglicherweise auch nach Massgabe einer Klasse verschlüsselt ist, in einen Postbeutel eingelegt oder einem Postbeutel angehängt werden, der längs einem Förderband, einer Rutsche oder einer anderen Einrichtung transportiert wird.
Eine Abfrageeinheit dient dabei zum Identifizieren eines jeden Postbeutels der erzeugten Anzeige- oder Steuersignale, die eine automatische Steuerung der Postverarbeitung ermöglichen. Wiedergabeblöcke können auch an den Teilen angehängt werden, die sich längs Montagebändern bewegen. Hierbei werden die Einzelteile identifiziert, und es werden Daten zum automatischen Betätigen der Montageanlage er- zeugt. Die Erfindung kann auch zum Erkennen un terirdischer Gegenstände dienen, falls Wiedergabe blöcke in geeigneter Weise mit den unterirdischen Gegenständen verbunden sind.
Fig. 2 der Zeichnung zeigt ein Ausführungs beispiel, bei dem eine einzige leistungsinduzierende Abfragespule und eine einzige Empfangsspule in Verbindung mit dem übrigen Teil der Abfrageeinheit benutzt werden. Es ist jedoch auch möglich, mit einer Abfrageeinheit eine grössere Anzahl von Ab fragespulen und Empfangsspulen zu kombinieren, die an verschiedenen Aufstellungsorten unterge bracht sind. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 7 werden Identifizierungsdaten von drei verschiedenen Aufstellungsorten gesammelt. An jedem Aufstel lungsort ist eine Abfragespule PI-1 und eine Emp fangsspule RP-1 untergebracht. Wie bereits weiter oben erwähnt, können diese beiden Spulen auch zu einer einzigen Spule vereinigt werden, wenn geeig nete Filtermittel vorgesehen sind.
Die Abfragespule PI-1 und die Empfangsspule RP-1 sind zusammen am ersten Aufstellungsort untergebracht, von dem die Daten übertragen werden sollen, während sich die übrigen Spulen PI-2, RP-2 und PI-3, RP-3 paar weise an den beiden anderen Aufstellungsorten be finden. Die leistungsinduzierenden Abfragespulen PI-1, PI-2, PI-3 sind einzeln über Gatter G-40, G-42 und G-44 mit dem Ausgangskreis eines Lei stungsverstärkers 208 verbunden. Durch entspre chend den Gattern zugeführte Steuersignale ist es möglich, das Ausgangssignal aus dem Leistungsver stärker einzeln einem jeden der drei Aufstellungsorte zuzuordnen. Die Empfangsspulen RP-1, RP-2 und RP-3 sind einzeln über Gatter G-41, G-43 und G-45 mit dem Eingangskreis des Empfängers 213 verbun den.
Durch an die Gatter angelegte Steuersignale kann das von dem Empfänger<B>213</B> aufgenommene Empfangssignal eindeutig einem der drei Aufstel lungsorte zugeordnet werden. Da jede Empfänger spule nur dann einen Ausgang liefern soll, wenn die zugeordnete Abfrage-Induktionsspule sendet, sind die einem Aufstellungsort zugeordneter! beiden Gat ter so miteinander gekoppelt, dass sie von der glei chen Quelle her betätigt werden können.
In der Ausführung gemäss Fig. 1 können die sechs Gatter durch einen dreizifferigen Zähler 1604 so gesteuert werden, dass Ausgangssignale aus dem Zähler über die Leitungen 1601, 1602 und 1603 aufeinanderfolgend die Gatterpaare öffnen. Der Zäh ler 1604 wird durch einen Gatterkreis 1605 ange trieben, der seine Impulse von dem Abfrage-Takt kreis erhält, z. B. über eine Leitung von der Aus gangsklemme des Flip-Flops 202 (Fig. 2) zur Klemme 1610. Hierbei rückt der Zähler zweihundert mal pro Sekunde vor. Bei der beschriebenen Anord nung werden die Spulen PI-1 und RP-1 während eines Intervalls für eine automatische Leistungsrege lung und eine Codeübertragung eingeschaltet, sodann werden die Spulen PI-2 und RP-2 und schliesslich PI-3 und RP-3 für ein gleiches Intervall angeschlos- sen. Nach Ablauf dieses Zyklus beginnt eine Wieder holung.
Die Vorrückimpulse aus dem Flip-Flop 202 dauern nur so lange an, wie kein Hemmsignal von dem Trigger-Kreis 1606 über die Leitung 161-1 an den Gatterkreis 1605 angelegt wird.
Von dem Ausgangskreis des Empfängers 213 kann ein Signal abgeleitet werden, das ein Hemm signal bildet, wenn das Ausgangssignal des Empfän gers anzeigt, dass Antwortsignale empfangen worden sind. Das Hemmsignal wird von dem Trigger 1606 aus dem Gatter 1605 zugeführt. Der Trigger kann ein üblicher Schmidt-Trigger sein. Alternativ kann das Hemmsignal auch vom Ausgang der Filter 214 und 224 oder von den Ausgangssignalen der Diffe rentialverstärker 215 oder 225 abgenommen werden.
Es soll angenommen werden, dass die beschrie bene Anordnung bei einer Eisenbahnweiche ange wandt werden soll, bei der drei Spuren zu einer ein zigen Spur zusammenlaufen. Die drei Aufstellungs orte der Spulen sind Punkte auf den drei der Ver bindungsstelle benachbarten Spuren. Es kann zu einem festgelegten Augenblick jeweils nur ein Wa gen die eine Spur verlassen und auf eine der drei Spuren übergehen, und umgekehrt kann nur ein Wa gen zur gleichen Zeit eine der drei Spuren verlassen und auf die Sammelspur laufen. Die Schaltung von Fig. 7 kann zum Abtasten der drei Spuren benutzt werden, wobei ein Haltesignal bei Annäherung eines Wagens gegeben wird, unabhängig davon, auf wel cher der drei Spuren der Wagen ankommt oder wei ter fährt.
Durch den Hemmimpuls auf der Leitung 1611 wird der Zyklus des Zählers 1604 festgehalten, sobald ein Wiedergabesignal auftritt. Hierdurch wer den durch das Abfragesystem die Abfrage- und Empfangs-Spulenanschlüsse so lange auf der befah renen Spule gehalten, wie der Wagen ein Antwort signal erzeugt, das eine zum Betrieb des Triggers 1606 ausreichende Stärke besitzt.
Die bisher beschriebenen Anordnungen dienten zur aufeinanderfolgenden Übertragung unterschied licher Abfragefrequenzen von der Abfrageanlage und entsprechend in gleicher Weise zum aufeinanderfol genden übertragen der Antwort der verschiedenen abgestimmten Kreise im Wiedergabeblock. Nachfol gend werden Anordnungen beschrieben, bei denen die vollständige Abfrage dadurch beschleunigt wird, dass alle Frequenzen gleichzeitig abgefragt werden. Dies erfolgt durch Modulation einer Trägerwelle.
Fig. 8 zeigt ein System mit einer Abfrageanlage 1700 zum Erzeugen eines unverschlüsselten Abfrage signals und zum Entschlüsseln eines empfangenen Wiedergabesignals, einen Wiedergabeblock 1702 zum Ausstrahlen eines verschlüsselten Wiedergabe signals nach Empfang eines Abfragesignals sowie ein Datenverbindungssystem 1704, das die entschlüssel ten Wiedergabesignale einem zentralen Informations- sammelzentrum zuleiten kann.
Derjenige Teil der Abfrageanlage 1700, in dem die unverschlüsselten Abfragesignale erzeugt werden, wird nachfolgend als Abfrageübertragungskanal bezeichnet. Er enthält mehrere niederfequente Si gnaloszillatoren, von denen nur drei bei 1710, 1711, und 1712 gezeigt sind. Jeder dieser Oszillatoren er zeugt ein Signal unterschiedlicher Frequenz, wie dies durch die Hinweise f1, f, und f, angedeutet ist. Die tatsächliche Anzahl p von Oszillatoren hängt von der abzufragenden Wiedergabeeinheiten ab. Jeder Oszil lator 1710, 1711 und 1712 besitzt eine sinusförmige Ausgangsspannung, die eine Komponente eines nie derfrequenten Abfragesignals bildet. Mit jedem Oszil lator ist ein Signaldämpfer 1714, 1715, 1716 ver bunden.
Die einzeln an den Ausgängen der Dämpfer 1714, 1715 und 1716 erscheinenden Abfragesignale werden in einem üblichen Signalmischer 1717 so ge mischt, dass ein zusammengesetztes Abfragesignal entsteht. Dieses Signal wird in einem Modulator auf einen HF-Träger moduliert, der durch den HF-Oszil- lator 1718 erzeugt wird.
Das Ausgangssignal aus dem Modulator 1719 besteht aus einem niederfrequent modulierten Trä ger und wird einem Regler<B>1720</B> für variable Lei stung zugeführt. Dieser Regler wird durch ein selbst geregeltes Steuersignal (nachfolgend auch als a.g.c.- Signal bezeichnet) in der Leitung 1721 gesteuert. Das Ausgangssignal aus dem Regler 1720 wird durch einen Leistungsverstärker<B>1722</B> verstärkt und dient zum Erregen der Abfragesendespule 1723. Diese Spule sendet den durch das zusammengesetzte NF- Signal modulierten Träger aus.
Die Dämpfer 1714, 1715 und 1716 bewirken eine individuelle Amplitudenregelung der Abfrage signalkomponenten, damit frequenzempfindliche Komponenten in dem System so kompensiert wer den, dass alle Abfragesignalkomponenten letztlich ungefähr die gleiche Signalstärke besitzen.
Die Aufnahmespule 1725 im Wiedergabeteil der Torrichtung ist auf die von der Spule 1723 gesen dete Frequenz des Trägers abgestimmt und wirkt daher wie eine Empfangsantenne, die auf Resonanz erregt ist. Das Signal aus der Aufnahmespule 1725 wird einem Demodulator 1726 zugeführt, in dem der empfangene HF-Träger gleichgerichtet wird. Es er gibt sich ein Betätigungssignal für, den Wiedergabe teil, das aus den Abfragesignalkomponenten besteht, die auf die Trägerspannung moduliert sind.
Das Betätigungssignal wird in ein Verschlüs selungsnetz 1727 eingegeben, in welchem einzelne der Abfragesignalkomponenten, die das zusammen gesetzte Signal bilden, entfernt oder unterdrückt wer den. Wie noch weiter unten in Verbindung mit den Fig. 9A bis 9H erläutert wird, umfasst das Ver schlüsselungsnetz 1727 eine Kombination von auf Niederfrequenz abgestimmten Kreisen, die bei jeweils einer ausgewählten Abfragesignalfrequenz in Reso nanz geraten. Hierdurch können nur 'ausgewählte Abfragesignalkomponenten das Netz passieren. Das das Verschlüsselungsnetz 1727 verlassende Signal ist daher nach Massgabe der Anordnung der abge stimmten Kreise in dem Netz verschlüsselt und so- mit in der Lage, die Identifizierung des gerade abge fragten Wiedergabeblocks 1702 durchzuführen.
Das verschlüsselte Signal wird zum Speisen eines Wiedergabeoszillators 1728 verwendet, der auf eine Frequenz abgestimmt ist, die sich von der Frequenz des Hochfrequenzoszillators 1718 unterscheidet. In dem Oszillator 1728 wird eine Hochfrequenz für einen Wiedergabeträger erzeugt, dem die ausgewählte Signalkomponente aufmoduliert wird. Dieser modu lierte Wiedergabeträger wird auf eine Wiedergabe sendespule 1729 gegeben und von dort aus in den Empfangskanal der Abfrageanlage 1700 gesendet. Bei der soweit beschriebenen Anordnung liegt der Gleichrichter vor dem Verschlüsselungsnetz, wie dies in den meisten Anwendungsfällen bevorzugt werden wird. Es kann aber auch die Anlage dieser beiden Schaltelemente zueinander umgekehrt werden.
Der Empfangskanal der Abfrageeinheit 1700 ist mit einer Aufnahmespule 1730 versehen, die auf die von der Wiedergabesendespule 1729 gesendete elek tromagnetische Strahlung anspricht. In diesem Emp fangskanal wird das Antwortsignal entwickelt. Die Spule 1730 kann einen parallel mitschwingenden In duktanz-Kapazität-Kreis umfassen. Die Bandbreite des parallel mitschwingenden Kreises ist dabei so eingestellt, dass die von der Spule 1729 gesendete Energie passieren kann. Die Abstimmung kann je doch in Verbindung mit dem Filter 1731 so scharf gemacht werden, dass ein befriedigendes Signal-Ge räusch-Verhältnis entsteht. Das Filter 1731 kann ein Bandpassfilter sein, dessen Mittelpunkt auf die Trä gerfrequenz des Wiedergabeoszillators eingestellt ist.
Wenn beispielsweise die Trägerfrequenz des Abfrage trägers 120 kHz beträgt, erfüllt ein Bandpassfilter mit einem Durchlassbereich von 65 bis 95 kHz aus reichend den erwünschten Zweck.
Ein Demodulationsempfänger 1732 spricht auf das verschlüsselte Empfängersignal an und verstärkt den Wiedergabeträger unter gleichzeitiger Amplitu- dendemodulation. Hierbei entsteht ein Ausgangs signal, das aus einem zusammengesetzten Codesignal von Niederfrequenz besteht und die ausgewählte Codesignalkombination enthält. Ein zweiter Ausgang, der über die Leitung 1738 gegeben wird, liefert die gleichgerichtete Spannung des Wiedergabeträgers und dient als Steuersignal für das System. ln"welcher Weise dieses Signal zur selbsttätigen Verstärkungs regelung benutzt wird, soll weiter unten beschrieben werden.
Das zusammengesetzte Code-Signal wird durch mehrere schmale NF-Bandpassfilter 1734 bis 1736 in seinen Komponenten zerlegt. Die Gesamtheit der Filter soll als Diskriminierung bezeichnet < erden. Für jeden NF-Oszillator <B>1710</B> bis 1712 ist ein ent sprechendes Filter 1734 bis 1736 vorhanden. so dass insgesamt p Filter benötigt werden. Mit der Bezie hung f sind in jedem Filter die Mittelfrequenzen im Bandpass angegeben.
Jedes Filter im Diskriminator ist von üblicher Bauart und umfasst entweder ein parallel abgestimm- tes oder in Serie abgestimmtes Induktanz-Kapazität- Netz. Bei bestimmten Anwendungen kann es wün schenswert sein, ein aktives Filter mit einem Rück kopplungsverstärker zu verwenden, der ein Doppel- T -RC-Netz im Rückkopplungsweg enthält. Jeder der abgestimmten Kreise schwingt mit einer anderen der Abfragesignal-Komponenten mit und ist so aus gelegt, dass nur die Signalkomponente bei der Reso nanzfrequenz des abgestimmten Kreises durchgelassen wird.
Jedes Filter kann eine Gleichrichterstufe mit einer Diode enthalten, so dass eine Gleichspannung als verschlüsselte Ausgangsspannung geliefert wird.
Falls das Verschlüsselungsnetz<B>1727</B> eine der Ab fragesignalkomponenten unterdrückt hat, ist diese Komponente nicht mehr in dem von der Aufnahme spule<B>1730</B> aufgenommen zusammengesetzten Signal enthalten. Entsprechend liefert das dieser Frequenz zugeordnete Filter keine Ausgangsspannung. Da im Ausgang eines jeden Filters 1734 bis 1736 entweder eine Ausgangsspannung oder keine Ausgangsspan nung vorliegt, erfolgt die Identifizierung des Ver schlüsselungsnetzes 1727 in binärer Form. D. h., wenn eine Ausgangspannung vorliegt, ergibt sich eine 1 , und wenn keine Ausgangsspannung bei einem Filter vorliegt, stellt dies eine 0 dar.
Die Zahl der NF-Oszillatoren 1710 bis 1712 bestimmt die Anzahl der verschiedenen in den Wie dergabeblöcken enthaltenen Entschlüsselungsnetze, die noch identifiziert werden können. Beispielsweise können acht verschiedene binäre Kombinationen un terschieden werden, wenn drei Abfragesignaloszilla toren vorhanden sind. Falls X zu identifizierende Wiedergabeblöcke vorliegen, ist die Anzahl p an be nötigten Niederfrequenzoszillatoren gegeben durch den Ausdruck X == 2P. Wenn beispielsweise 8000 Wiedergabeblöcke identifiziert werden müssen, wer den 13 verschiedene Abfragesignaloszillatoren be nötigt.
Falls es notwendig ist, können die benötigten Niederfrequenzoszillatoren auf der Abfrageseite in zwei oder mehr verschiedenen Abfrageeinheiten un tergebracht werden, die nebeneinander angeordnet sind und eine einzige zusammengesetzte Abfrage anlage bilden.
Die von den NF-Filtern 1734 bis 1736 gelieferten Ausgangsspannungen werden direkt den binären Zif fernpositionen<B>1737</B> bis 1739 eines Code-Registers 1740 zugeführt. Die Zahl der in dem Register ent haltenen Ziffern ist gleich der Anzahl der Abfrage signaloszillatoren. Jede Ziffernposition in dem Re gister kann so angeordnet sein, dass sie entweder durch das Auftreten oder durch das Nichtauftreten einer Ausgangsspannung in dem zugeordneten Filter in Stellung gesetzt wird.
Die Zuverlässigkeit des Empfängerkanals in der Abfrageanlage 1700 kann dadurch verbessert wer den, dass die Ausgangsspannung aus den Filtern 1734 bis 1736 über eine Anzahl von Differential verstärkern 1747 bis 1744 geleitet werden, worauf sie an das Register 1740 angelegt werden. Hierbei i können die Ausgangsspannungen zunächst mit einer Bezugsspannung aus einer Quelle 1745 verglichen werden und es wird sichergestellt, dass die dem Re gister zugeleiteten Spannungen eine ausreichende Grösse haben und somit tatsächlich von einem über das Verschlüsselungsnetz 1727 gelaufenen Abfrage signal stammen und nicht aus dem Rauschpegel oder aus aufgenommener Streustrahlung.
Solange die Aus gangsspannung aus einem bestimmten Filter nicht oberhalb eines festgelegten Pegels liegt, liefert der zugeordnete Differentialverstärker keine Differenz- Ausgangsspannung. Die Bezugsspannungsquelle 1745 kann beispielsweise ein Potentiometer zum Justieren enthalten.
Durch die Dämpfungsglieder 1714 bis 1716 können die Amplituden der niederfrequenten Ab fragesignalkomponenten so eingeregelt werden, dass die einzelnen Ausgangsspannungen aus den Filtern 1734 bis 1736 in einem festgelegten Pegel zur Be zugsspannung liegen.
Wie bereits erwähnt, erfolgt eine automatische Regelung durch die gleichgerichtete Wiedergabeträ gerspannung in der Leitung 1738. Diese Spannung ist kommensurabel mit dem Leistungseingang zum Demodulationsempfänger 1732. Die Spannung in der Leitung 1738 ist noch mit den ausgewählten Ab fragesignalkomponenten amplitudenmoduliert. Diese Modulation wird durch das NF-Filter 1750 entfernt. Das Filter 1750 kann ein einfaches R-C-Filter sein, dessen Zeitkonstante jedoch so beschaffen sein sollte, dass der Verstärkungsfaktor der selbsttätig geregel ten Schleife jenseits des 180 -Phasenverschiebungs- punkten unterhalb des Wertes 1 liegt, so dass sich eine stabile Schleife ergibt.
Die Ausgangsspannung aus dem Filter 1750 wird auf einen Differentialverstärker 1751 gegeben und dort mit einer Bezugsspannung von einer ein stellbaren Spannungsquelle 1752 verglichen. Falls die Bezugsspannung die Ausgangsspannung des Filters 1750 übersteigt, erscheint kein Signal in der Leitung 1721, und die Vorrichtung 1720 zur selbsttätigen Regelung übt eine minimale Dämpfung zwischen dem Modulator 1719= und dem Verstärker aus.
Sobald die gleichgerichtete und gefilterte Trägerspannung aus dem Filter 1750 die Bezugsspannung übersteigt, tritt ein Steuersignal auf, durch welches die Dämp fung der Vorrichtung 1720 vergrössert und damit die Intensität des von der Abfrageanlage gesendeten und des vom Wiedergabeblock empfangenen Signals direkt gesteuert wird. Die Vorrichtung 1720 umfasst vorzugsweise einen spannungsgesteuerten Verstärker von variablem Verstärkungsfaktor.
Über die Sammelleitung 1760 kann ein elektri scher Freigabeimpuls zum Zurücksetzen des Re gisters 1740 zugeführt werden. Dieser Impuls stammt von dem Ausgang eines monostabilen Multivibrators <B>1761,</B> der entweder von dem selbsttätig geregelten Steuersignal in die Leitung 1721 (wie dargestellt) oder durch eine andere Steuerspannung aus dem Wiedergabeträger gespeist wird. Zusätzlich zum Frei geben des Registers 1740 dient der Impuls aus dem monostabilen Multivibrator 1761 auch zum Betä tigen eines- Niederfrequenz-Analog-Gatterkreises 1733, und zwar wird das Gatter während der Periode geöffnet. während der der Kreisel zur automatischen Verstärkungsregelung in Betrieb ist.
Jede der Ziffern 1737 bis 1739 des Coderegisters 1740 wird einem zugeordneten und -Gatter 1771 bis<B>1773</B> zugeleitet. Sobald eine Ziffer den Wert 1 besitzt, erscheint eine entsprechende Spannung die ser 1 x# in der Leitung zum zugeordneten und Gatter. Wenn jedoch die in das Register eingesetzte Ziffer den Wert 0 besitzt, d. h. keine Ziffer ein gesetzt wurde, erscheint keine Spannung an dem zugeordneten und -Kreis.
Von einem freilaufenden Kommutator oder Ring zähler 1755 gehen mehrere aufeinanderfolgende Aus gangsimpulse aus, und zwar in jeweils einer Aus gangsleitung, die mit einem der verschiedenen und -Gatter<B>1771</B> bis 1773 verbunden sind. Die Anordnung ist so getroffen, dass die und -Gatter die betreffenden Ausgangsimpulse aus dem Kommu tator in ziffernmässiger Reihenfolge erhalten. Da ein und -Gatter nur eine Ausgangsspannung erzeugt, wenn in beiden Eingängen gleichzeitig eine 1 vorliegt, und da die Ausgangsleitungen aller und Gatter mit einem gemeinsamen oder- -Gatter 1776 verbunden sind, stellt der Ausgang aus dem oder Gatter 1776 eine Folge binärer Code-Impulse für jede der Ziffern 1737 bis 1739 dar, die mit einer 1 gesetzt wurden. Für diejenigen Ziffern, die mit einer 0 gesetzt wurden, erscheint kein Ausgangs impuls.
Die Ausgangsimpulse von dem oder -Gatter 1776 dienen zum Modulieren eines Datenverbin dungsträgers, der von einem HF-Oszillator 1777 in einen Modulator 1778 zugeführt wird. Der so ver schlüsselte Datenverbindungsträger wird von dem Modulator 1778 aus auf eine Datenausstrahlantenne 1779 gegeben, und zwar über eine Sendeanlage 1780. Der ausgestrahlte Träger wird über die Empfangs antenne<B>1785</B> einem Empfänger 1770 zugeleitet. Die Sendeanlage 1780 umfasst ein Gatternetz, durch das die elektrische Verbindung zwischen Modulator 1778 und Antenne 1779 so lange geöffnet wird, als eine Steuerspannung in der Leitung 1781 erscheint. Die Steuerspannung wird über eine Synchronisationsein heit 1782 zugeführt, die vom Kommutator 1775 be tätigt wird.
Durch die Synchronisationseinheit 1782 soll das Identifizieren des Beginnens einer Folge sichergestellt werden, d. h. die Übertragung des Hochfrequenzträgers soll nur beginnen, wenn vom Kommutator 1775 aus ein Impuls an denjenigen und -Kreis geführt wird, der mit der ersten Ziffer im Coderegister 1740 verbunden ist.
Mitunter ist es wünschenswert, die Übertragung der Dateninformation auf ein kurzes Zeitintervall zu beschränken, das nach erfolgtem Setzen des Code registers 1740 beginnt. Dies kann dadurch bewirkt werden, dass ein weiteres Steuersystem über die Lei tung 1784 zur Sendebetätigungsanlage 1780 gegeben wird. Dieses weitere Steuersignal kann direkt von dem monostabilen Multivibrator 1761 abgenommen werden, der im betätigten Zustand einen Impuls von gewünschter Dauer liefern kann. Ein nicht weiter dargestelltes Verzögerungsnetz kann in die Anlage <B>1780</B> eingebaut sein, und zwar in solcher Weise, dass die Übertragung der Daten im Zusammenhang mit der Leitung 1784 zu einer Zeit beginnt, wo alle Ziffern in das Coderegister 1740 eingesetzt worden sind.
Falls die verschlüsselte Information über die gleiche Ausstrahlantenne 1779 und die gleiche Da tenempfangsantenne 1785 von mehr als einer Ab frageeinheit übertragen werden soll, kann dem Code register 1740 ein Identifizierungsregister 1790 zu geordnet werden, das eine binäre Zahlendarstellung der besonderen Abfragelage liefert. Die Zahl der Ziffern in dem Identifizierungsregister 1790 hängt von der Zahl der verwendeten Abfrageanlage ab. Falls beispielsweise fünfzig Abfrageanlagen in Be trieb sind, müssen mindestens sechs binäre Ziffern im Identifizierungssystem 1790 vorhanden sein. Jede Ziffer im Identifizierungsregister 1790 ist mit einem zugeordneten Koinzidenzkreis ( und -Gatter) 1791 in der gleichen Weise verbunden, wie dies bereits für die binären Ziffern des Coderegisters 1740 beschrie ben wurde.
In der Zeichnung wurde zur Vereinfa chung der Darstellung nur ein und -Gatter ein gezeichnet. Jedes dieser zusätzlichen und -Gatter besitzt eine Eingangsleitung, die mit dem Kommu tator 1775 verbunden ist und in der gleichen Weise an der aufeinanderfolgenden Impulsspeisung teil nimmt, wie dies für die und -Gatter 1771 bis 1773 beschrieben wurde. Ob das Steuersignal in der Leitung 1781 die Übertragung der Folge beginnen lässt, wenn die binäre Ziffer des Coderegisters 1740 oder die binären Ziffern des Identifizierungsregisters 1790 beginnen, kann beliebig ausgewählt werden.
In Fig. 9A ist eine Schaltanordnung für den Wie dergabeblock 1702 in Fig. 8 angegeben. Ein ab gestimmter Kreis 1810 ist aus einer Induktanz 1811 und einer Kapazität 1812 aufgebaut. Falls es ge wünscht wird, kann dieser Kreis auch die Aufnahme spule 1725 aus Fig. 8 enthalten. Die Impedanzwerte von Induktanz 1811 und Kapazität 1812 sind so ausgewählt, dass der Kreis 1810 eine Resonanz frequenz bei der Hochfrequenz des Abfrageträgers besitzt. Anstelle der Schaffung 1810 kann im Be darfsfall auch eine Hochfrequenzantenne, die mit einem abgestimmten Kreis verbunden ist, benutzt werden.
Durch einen Gleichrichter 1813 wird der untere Halbzyklus des in dem Kreis 1810 induzierten mo dulierten Trägers abgeschnitten. Durch einen Glät- tungskondensator 1814 wird eine Glättung oder Trii- gerfilterung durchgeführt. Die Impedanz des Kon densators 1814 muss so ausgewählt werden, dass nur der Träger geglättet wird und keine der Abfrage signalkomponenten nennenswert gedämpft wird. Die Kombination von Diode 1813 und Kondensator 1814 entspricht dem Amplitudendemodulator 1726 in Fig. B. Das an den Klemmen A und B erschei nende Signal besteht aus dem gleichgerichteten Trä ger mit allen Abfragesignalkomponenten.
Über den Klemmen A und B liegt ein Verschlüs selungsnetz 1820, das dem Verschlüsselungsnetz 1727 in Fig. 8 entspricht. Dieses Netz umfasst eine ausgewählte Anzahl abgestimmte Kreise, die jeweils bei denjenigen Abfragesignalfrequenzen in Resonanz geraten, die unterdrückt werden sollen. Die abge stimmten Kreise sind durch die Bezugsangaben f., f; , F; , f8 und f., bezeichnet. Durch diese Bezugs angaben sollen die jeweiligen Resonanzfrequenzen definiert sein. .Leder der Kreise besteht aus einem parallel mitschwingenden Induktanz-Kapazität-Kreis. Der Kreis f.; gerät bei der Abfragesignalkomponente mit der Niederfrequenz f3 in Resonanz.
Durch die Resonanz bildet dieser Kreis eine praktisch unend lich grosse Impedanz, durch die verhindert wird, dass die Abfragesignalkomponente f;3 an den Ausgangs klemmen C und D des Verschlüsselungsnetzes er scheinen kann. Das gleiche gilt für die Abfragesignal komponenten f;" f;, f, und f9, die in entsprechender Weise durch die abgestimmten Kreise f8 und f9 zurückgehalten werden.
Für einen optimalen Wirkungsgrad des Ver- schlüsselunLysnetzes sollten die abgestimmten Kreise jeweils eine hohe Güte besitzen, so dass keine an dere als die vorbestimmte Abfragesignalfrequenz ge dämpft wird. Je grösser die Anzahl der binären Zif fern ist, desto grösser ist die Zahl der NF-Abfrage- signälkomponenten und desto kleiner ist dement sprechend der mögliche Abstand zwischen den Fre quenzen zweier benachbarter Signale, denn das ver fügbare Frequenzband ist begrenzt.
In dieser Weise bestimmen daher die Gütefaktoren der abgestimm ten Kreise f;,, <I>f;" f ; ,</I> f. und f;, mindestens zu einem gewissen Grad die Zahl der verwendbaren binären Ziffern. Das Frequenzband, welches im vorliegenden Fall zur Verfügung steht, ist am unteren Ende da durch begrenzt, dass ausreichend gute Kreise bei tiefen Frequenzen praktisch nicht mehr erhältlich sind. Frequenzen unterhalb 500 Hz sollten daher vermieden werden. Am oberen Ende entsteht die Be grenzung des Frequenzbandes durch den Konden sator 1814 zum Glätten des Abfrageträgers.
Falls beispielsweise die Abfrageträgerfrequenz 120 kHz beträgt, sollten Abfragesignalkomponenten von mehr als 30 kHz nicht mehr gewählt werden. damit eine Gleichrichtung dieser Komponenten vermieden wird. Eine typische Verteilung von zehn Abfragefrequen zen, von denen keine harmonisch der anderen Fre quenz zugeordnet ist, ist folgende : 2,1 kHz, 3,1 kHz, 3,7 kHz, 4,4 kHz, 5,5 kHz, 6,6 kHz, 7,2 kHz, 8-,8 kHz, 9,6 kHz.
Das nunmehr verschlüsselte und an den Klemmen C und D auftretende Signal speist einen Wiedergabe oszillator 1830, der einen parallel abgestimmten Kreis mit Induktanz 1831 und Kapazität 1832 um- fasst. Die Impedanzwerte von Induktanz 1831 und Kapazität 1832 sind so ausgewählt, dass eine Reso nanz bei der gewünschten Hochfrequenz des Wieder gabeträgers auftritt. An dem einen Ende des Oszilla- tors 1830 liegt der Kollektor eines n-p-n-Transistors 1833 und an der anderen Seite liegt die Klemme C. Eine Parallelschaltung von Widerstand 1834 und Kondensator 1835 liegt zwischen der Basis des Tran sistors 1833 und der einen Klemme der Induktanz 1836. Die zweite Klemme der Induktanz 1836 ist mit der Klemme C verbunden.
Die Klemme D liegt an dem Emitter des Transistors 1833. Diese Schaltung ist die Transistorversion eines Hartley-Oszillators.
Das verschlüsselte Signal aus dem Netz 1820 kann der alleinige Leistungseingang für den Wieder gabeoszillator 1830 sein. Da das verschlüsselte Signal den gleichgerichteten Hochfrequenzabfrageträger und die ausgewählten NF-Abfragesignale enthält, wird der HF-Wiedergabeträger mit den ausgewählten NF -Abfragesignalkomponenten moduliert. Falls durch die Verschlüsselung eines bestimmten Wieder gabeblocks keine der NF-Abfragesignalkomponenten durch das Verschlüsselungsnetz hindurchgelassen wird, muss der Oszillator 1830 trotzdem vorhanden sein, damit ein Wiedergabeträger erzeugt werden kann. Entsprechend muss der gleichgerichtete Ab frageträger stets so stark sein, dass der Oszillator 1830 zur Schwingung angeregt wird. Gleichfalls muss der Modulationsgrad so bemessen sein, dass keine Störung der Leistungslieferung an den Oszillator auftritt.
Der abgestimmte Kreis mit Induktanz 1831 und Kapazität 1832 kann gleichfalls als Wiedergabe sendespule 1729 von Fig. 8 dienen, so dass keine zu sätzliche Sendespule benötigt wird. Diesem abge stimmten Kreis kann eine Antenne zugeordnet wer den, die das tatsächliche Ausstrahlelement bildet. Da nur ein Träger von einer festgelegten Frequenz durch den abgestimmten Kreis ausgestrahlt werden soll, kann die Sendespule 1729 in Fig. 8 so abgestimmt werden, dass die höchstmögliche Übertragungslei stung und damit ein geringstmöglicher Leistungsver lust auftritt. Dies gilt in entsprechender Weise auch für die Sendespule 1723 und für die Aufnahmespu len l725 und 1730.
Fig. 9B zeigt den binären Schlüssel, in den der Wiedergabeblock von Fig. 9A das Coderegister 1740 von Fig. 8 setzt. Die Abfragefrequenzen f1, f2, f4, f6 laufen durch die abgestimmten Kreise f;3, f;;, f7; f8 und f,, im Verschlüsselungsnetz 1820 hindurch. Da her bilden die Signale f1, f2, f, und f,; jeweils eine 1 an den Ausgängen der Differentialverstärker 1742 f f in Fig. B.
D:e Fig. 9C, 9E und 9G zeigen Modifikationen des Verschlüsselungsnetzes, die an der Stelle des Verschlüsselungsnetzes 1820 in Fig. 9A eingesetzt werden können. Die Bedeutung der Klemme A, B, C und D ist beibehalten.
Das Verschlüsselungsnetz 9C umfasst zwei in Se rie abgestimmte lnduktanz-Kapazität-Kreise f1 und fa, die jeweils bei den Niederfrequenzen f1 und f1 mitschwingen. Das verschlüsselte Wiedergabesignal aus diesem Netz enthält nicht die Komponenten fl-- und f4, da bei den Frequenzen dieser Komponenten die abgestimmten Kreise f, und f4 mitschwingen und einen Kurzschlusskreis über den Leitern 1840 und 1841 bilden. Fig. 9D zeigt den binären Code, den das Verschlüsselungsnetz aus Fig. 9C liefert.
Das Verschlüsselungsnetz 9E enthält eine Kom bination aus zwei parallel abgestimmten Induktanz- Kapazität-Kreisen, die auf die Frequenzen f1 und f;, ansprechen und in Serie zwischen die Klemmen A und C eingeschaltet sind, sowie zwei in Serie abge stimmte Induktanz-Kapazität-Kreise, die auf die Fre quenzen f4 und f5 ansprechen und im Nebenschluss über die Klemmen A und B gelegt sind. Den von dem Verschlüsselungsnetz 9E gelieferten binären Code zeigt die Fig. 913.
Bei dem Verschlüsselungsnetz gemäss Fig. 9G sind zwei parallel abgestimmte Induktanz-Kapazität- Kreise, die bei den Frequenzen f1 und f3 mitschwin gen, in Serie hintereinander über die Klemmen A und B gelegt. Anstelle des Sperrens einer bestimmten Abfragesignalkomponente wie bei den bisherigen An ordnungen werden bei dieser Schaltung die ausge wählten Abfragesignalkomponenten durchgelassen. Alle Abfragesignalkomponenten, die an den Klem men A und B auftreten, ausser den Komponenten mit den Frequenzen f, und ss, werden praktisch kurzgeschlossen. Fig. 9H zeigt .den von diesem Ver schlüsselungsnetz gelieferten Code.
Im vorhergehenden wurde mehrfach von Nie derfrequenzen gesprochen. Das Wort Nieder soll hierbei die Frequenzen nicht auf den tatsäch lichen Bereich beschränken, in welchem das mensch liche Ohr Signale aufnehmen kann, sondern soll im allgemeinen Sinn jede Frequenz bedeuten, die auf einen Träger moduliert und in der oben beschriebenen Weise benutzt werden kann. Auch ist es nicht not wendig; die Träger durch den NF-Code stets hin sichtlich der Amplituden zu modulieren. In Teilen des Systems können Phasen- oder Frequenzmodula tionen verwendet werden, ohne dass hierdurch der Grundgedanke der Erfindung verlassen wird.
Es ist eine weitere Anordnung möglich, bei wel cher anstelle einer modulierten Trägerwelle, die im Wiedergabeblock verschlüsselt wird, lediglich eine unmodulierte Trägerwelle von der Abfrageanlage ausgesandt wird. Hierdurch wird die Abfrageanlage vereinfacht, und zwar entfallen Oszillatoren 1710 bis 17-12. Dämpfer 1714 bis<B>1716,</B> Mischer 1717 und Modulator 1719. In diesem Fall wird jedoch der Wiedergabeblock entsprechend komplizierter.
Eine derartige Anlage ist in Fig. 10 gezeigt. Die jenigen Komponenten, die die gleiche Funktion er füllen wie bei der Schaltung in Fig. 8, tragen in die sem Fall die gleichen Bezugszeichen.
Die Aufnahmespule 1725 der Wiedergabeeinheit 1702 empfängt die einzige Abfragesignalfrequenz, die von der Abfragesendespule 1723 ausgesandt wird. Das in der Aufnahmespule 1725 induzierte Signal wird einem Gleichrichter 1022 zugeführt, der ein Filter enthält und die induzierte Wechselspan- riung des Abfragesignals in eine Gleichspannung um wandelt. Diese Spannung wird als Stromquelle für eine Oszillatoranordnung benutzt, die aus mehreren Wiedergabe-Signal-Oszillatoren besteht. Vier solcher Oszillatoren mit den Bezugszeichen 1024, 1026, 1028 und 1030 sind gezeigt. Jeder Wiedergabesignal- Oszillator erzeugt nach Speisung durch die zugeführte Gleichspannung ein Wiedergabesignal von unter schiedlicher Frequenz.
Die von jedem Oszillator ge lieferten Frequenzen sind mit f l , f_, und f 3 be zeichnet. Der Wiedergabe-Oszillator 1024, der nach folgend auch als Oszillator zur automatischen Lei stungsregelung bezeichnet wird, nimmt im allgemei nen nicht am Identifizierungsprozess des Wieder gabeblocks teil, sondern liefert ein Signal, das zur automatischen Leistungsregelung benutzt wird.
Jedes Wiedergabesignal wird gleichzeitig auf eine zugeordnete Sendeanlage gegeben. lm vorliegenden Fall sind Sendespulen 1032, 1034, 1036 und 1038 gezeigt. Die Sendespulen übertragen die Wiedergabe signale in den Empfangskanal der Abfrageanlage 1700.
Die Abfrageanlage 1700 besitzt eine sehr breit abgestimmte Aufnahmespule 1730. Das durch die Spule 1730 weitergeleitete Signal stellt eine Kom bination aller Wiedergabesignale dar. Dieses zusam mengesetzte Wiedergabesignal wird einem Empfän ger 1732 zugeführt, in welchem es auf den gewünsch- ten Leistungspegel verstärkt wird. Bei einigen Syste men dieses Typs kann es erwünscht sein, die Frequenz des zusammengesetzten Wiedergabesignals zu erniedrigen. Dies kann durch Verwendung eines Überlagerungsoszillators als Teil von oder in Ver bindung mit dem Empfänger 1732 bewirkt werden.
Der Hauptvorteil einer Frequenzerniedrigung liegt darin, dass anstelle von Hochfrequenzfiltern Nieder frequenzfilter zum Trennen des zusammengesetzten Wiedergabesignals benutzt werden können.
Das zusammengesetzte Wiedergabesignal wird sodann in einer Anzahl von schmalbandigen Filtern in die einzelnen Signale getrennt. Diese einzelnen Signale werden sodann einem Register zugeführt, und zwar in der Weise, in der dies auch bereits bei der Anordnung von Fig. 8 beschrieben wurde.
Die Wechselspannungen aus den Filtern 1734 bis 1736 können, falls dies gewünscht wird, durch Gleichrichter 1060,<B>1062</B> und 1064 gleichgerichtet werden.
Die automatische Leistungsregelung erfolgt unter Verwendung des Wiedergabesignals Dieses Si gnal läuft durch das Filter 1750 und den Gleich richter 1084 zum Differentialverstärker 1751, wo es mit der Bezugsspannung aus der Quelle 1752 ver glichen wird.
In Fig. 11A ist in Einzelheiten eine Wiedergabe signalanlage gezeigt, die bei der Anordnung von Fig. 10 verwendet werden kann. Es ist ein abge stimmter Aufnahmekreis 1100 mit einer Induktanz L-1 und einer Kapazität C-1 vorhanden. Dieser Kreis bildet das Empfangsnetz für das Abfragesignal. Die lmpedanzwerte von Induktanzen L-1 und Kapazität C-1 sind so ausgewählt, dass der abgestimmte Kreis 100 bei der Frequenz des Abfragesignals mitschwingt. Dieser abgestimmte Kreis 1100 kann die Aufnahme spule 1725 (Fig. 10) entweder mit oder ohne eine zusätzliche Antenne enthalten, und zwar je nach dem speziellen Verwendungsgebiet.
Mit dem abgestimmten Kreis 1100 ist eine Gleichrichterdiode X-1 und ein Glättungskonden sator C-2 so verbunden, dass eine gleichgerichtete Wiedergabespannung von dem aufgenommenen Ab fragesignal abgeleitet wird.
Diese Kombination von Diode X-1 und Kapazität C-2 bildet den als Block 1022 in Fig. 10 darge stellten Gleichrichter. Die zwischen den Leitungen 1102 und 110.1 auftretende Spannung ist die gleich gerichtete Wiedergabespannung.
Im vorliegenden bevorzugten Beispiel wird ein Gleichrichter zum Erzeugen einer gleichgerichteten Spannung für die Speisung der Wiedergabeoszillator- Anlage benutzt. Es ist jedoch auch möglich, einen Empfangsblock zu nehmen. bei dem die Oszillator- Anlage mit Wechselspannung betrieben wird.
Der restliche Teil der Schaltung in Fig. 11A um- fasst mehrere Wiedergabesignaloszillatoren, von Gienen drei mit dem Bezugszeichen 1110, 1112 und 1114 bezeichnet sind. Die Wiedergabeoszillatoren sind parallel über die Leitungen 1102 und 1104 ge legt. Diese Leitungen bilden die alleinige Spannungs quelle für die Oszillatoren. Der Oszillator 1110 um- fasst einen Abstimmkreis mit Induktanz L-2 und Kapazität C-3. Die Impedanzwerte sind dabei so ausgewählt, dass eine Resonanz bei der Frequenz f",". auftritt. Der Oszillator 1110 ist der das Signal für die automatische Leistungsregelung liefernde Oszillator.
Er umfasst neben dem bereits erläuterten Kreis noch einen n-p-n-Transistor X-2, dessen Kol lektor mit der einen Seite des Kreises f, verbunden ist. Die andere Seite des. Kreises liegt an der einen Klemme einer Induktanz L-3 sowie an der Leitung 1102: Eine Kombination von Widerstand R-1 und Kapazität C-4 liegt zwischen der anderen Klemme der Induktanz L-3 und der Basis des Transistors X-2. Der Emitter dieses Transistors X-2 ist mit der Leitung 1104 verbunden. Die Codeoszillatoren 1112 und 1114 entsprechen in ihrem Aufbau dem Oszilla tor 1110, besitzen jedoch eine andere Resonanz frequenz. Im vorliegenden Beispiel sind die Frequen zen f, und f; eingetragen.
Der Wiedergabeblock ge- mäss Fig. 11A erzeugt somit verschlüsselte Wieder gabesignale mit den Frequenzen f., und f; sowie das Signal zur automatischen Leistungsregelung. Sobald der Empfang=sblock gemäss Fig. 11 A in die Nähe der Abfrageanlage von Fig. 10 gerät, wird in dem Re gister 17.10 der Abfrageanlage der in Fig. 11B dargestellte binäre Code gesetzt.
Die Spule des abgestimmten Kreises L-2, C-3 kann als zugeordnete Wiedergabesendespule benutzt werden, so dass keine gesonderte Spule notwendig ist. Eine Antenne als tatsächliches Ausstrahlelement kann mit den einzelnen Schwingkreisen der jeweiligen Wiedergabeoszillatoren verbunden sein, falls dies notwendig ist. Da von jedem der Schwingkreise nur ein einziges Wiedergabesignal ausgestrahlt werden soll, kann jeder der Kreise so scharf abgestimmt werden, dass eine hohe Leistung und ein entspre chend geringer Verlust auftreten. Darüber hinaus wird durch einen Kreis von grossem Gütefaktor eine Kopplung der einzelnen Kreise der Wiedergabeoszil latorenanlage untereinander vermieden, wenn der Frequenzabstand zwischen den Wiedergabesignalen klein ist.
Ein kleiner Frequenzabstand bei diesen Signalen ist nämlich wünschenswert, da die breit ab- Gestimmte Aufnahmespule 1750 der Abfrageanlage das einzige Empfangselement für alle Wiedergabe signale ist. Das für die Wiedergabesignale zur Ver fügung stehende Frequenzband ist daher weitgehend durch die Aufnahmespule der Abfrageanlage be stimmt. Je schmaler dieses Frequenzband ist, desto kleiner ist der Leistungsverlust. Auf der anderen Seite steigt mit zunehmender Anzahl der verschie denen Wiedergabesignale in dem schmalen Band die Anzahl der unterschiedlichen Wiedergabeblocks, die noch identifiziert werden können.
Falls beispielsweise als Abfragesignal eine Fre quenz von 120 kHz benutzt wird, ist es günstig, die mittlere Frequenz für alle Wiedergabesignale so un terschiedlich zu halten, dass sie die Aufnahmespule 1725 nicht beeinflussen. Beispielsweise ergibt eine mittlere Frequenz von 70 kHz für die Wiedergabe signale gewünschte Trennung. Wie bereits bei vor herigen Ausführungsbeispielen erwähnt, sollten auch hier die Wiedergabefrequenzen nicht harmonisch auf einander bezogen sein.
Falls zehn verschlüsselte Wie dergabesignale und ein Signal zur automatischen Lei stungsregelung benötigt werden, können die einzel nen Frequenzen wie folgt verteilt werden : Das Signal zur automatischen Leistungsregelung liegt bei 70 kHz und die verschlüsselten Wiedergabesignale bei 68,9 kHz, 67,8 kHz, 66,7 kHz, 65,6 kHz, 64,5 kHz, 71,1,;
kHz, 72,2 kHz, 73,3 kHz, 74,4 kHz, 75,5 kHz. Damit ein zusammengesetztes Wiedergabesignal aus einer ausgewählten Anzahl verschlüsselter Wieder gabesignale von praktisch der gleichen Amplitude gebildet werden kann, ist es nützlich, die Kompo nenten der einzelnen Wiedergabeoszillatoren so ein zustellen, dass Unterschiede in dem Signalpegel, die durch die etwas unterschiedliche Aufnahmecharak teristik der breit abgestimmten Aufnahmespule in der Abfrageanlage bedingt sind, kompensiert werden.
Falls es gewünscht und notwendig ist, kann in Serie mit jedem Wiedergabeoszillator ein einstell barer Dämpfer geschaltet werden.