DE1117453B - Schaltungsanordnung fuer tragbare Rufempfaenger - Google Patents

Description

Es sind drahtlose Personensuchanlagen bekannt, bei welchen von einer zentralen Stelle aus Sendeschleifen, welche um Gebäude oder Höfe gelegt sind, mit Wechselströmen verschiedener Frequenz gespeist werden und wobei die zu suchenden Personen mit tragbaren Empfängern ausgerüstet sind. Zur Identifizierung des anzurufenden Empfängers sind Systeme bekannt, bei welchen eine Folge verschiedener Frequenzen direkt oder als Modulation eines Trägers von der Sendestelle ausgesendet wird und in demjenigen Empfänger, welcher für das Ansprechen bei der betreffenden Frequenzfolge eingerichtet ist, ein akustisches Signal auslöst. In solchen Anlagen kommt dem elektrischen und mechanischen Aufbau der tragbaren Empfänger ganz besondere Bedeutung zu, indem diese aus naheliegenden Gründen einfach und leicht gewählt werden müssen.

Bekannt ist nun ein Rufempfänger, welcher in Abhängigkeit vom Empfang einer ihm individuell zugeordneten, aus mehreren Frequenzen bestehenden Folge von Signalen einen Vorgang auslöst. Dieser Rufempfänger weist eine der Anzahl der in der genannten Frequenzfolge enthaltenen Frequenzen entsprechende Anzahl von Kanälen auf, und jeder Kanal enthält ein auf eine der Frequenzen der Folge abgestimmtes Filter und besitzt eine der Lage der betreffenden Frequenz innerhalb der Frequenzfolge entsprechende Ordnungszahl. Die empfangenen Frequenzen werden dabei parallel den Kanälen zugeführt, und es sind Mittel angeordnet, welche sämtliche Kanäle außer dem ersten im Ruhezustand sperren und in Abhängigkeit eines durch den in der Ordnung vorangehenden Kanal fließenden Signals entsperren. Beim Wegfall dieses Signals erfolgt die Einleitung des gesperrten Zustandes mit einer zeitlichen Verzögerung, und das Signal, welches in einem die genannten Sperrmittel aufweisenden Kanal fließt, bewirkt die Aufrechterhaltung des entsperrten Zustandes der Sperrmittel des betreffenden Kanals. Die im letzten Kanal fließenden Signale lösen außerdem den genannten Vorgang aus.

Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung dieser bekannten Art, welche Transistoren enthält und für den Empfang einer Folge von zwei Tonfrequenzen eingerichtet ist.

Die Erfindung ermöglicht nun Verbesserungen gegenüber dem angeführten Stand der Technik. Diese Verbesserungen betreffen in später dargelegter Weise die Verkleinerung des Stromverbrauchs und des Aufwandes an Schaltmitteln. Sie betrifft eine Transistoren enthaltende Schaltungsanordnung für tragbare Ruf empfänger, wo diese Verbesserungen entscheidend Schaltungsanordnung
für tragbare Rufempfänger

Anmelder:

Autophon Aktiengesellschaft,
Solothurn (Schweiz)

Vertreter: Dr--Ing- A. Schulze, Patentanwalt,
Berlin-Wilmersdorf, Jenaer Str. 13/14

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 28. November 1956 und 16. Mai 1957

ins Gewicht fallen. Diese Schaltungsanordnung ist für die Auslösung eines Vorganges in Abhängigkeit des Empfanges eines aus einer Folge von zwei bestimmten Frequenzen bestehenden Eingangssignals bestimmt. Sie enthält einen ersten auf die erste und einen zweiten auf die zweite der genannten Frequenzen abgestimmten Kanal. Das Eingangssignal wird dabei beiden Kanälen parallel zugeführt, und ein den ersten Kanal durchlaufendes Signal beseitigt eine Sperrung, welche die Auslösung eines Vorganges durch ein den zweiten Kanal durchlaufendes Signal verhindert. Durch das den zweiten Kanal durchlaufende Signal wird dabei neben der Auslösung des genannten Vorganges die Beseitigung der genannten Sperrung aufrechterhalten.

Erfindungsgemäß sind bei dieser Schaltungsanordnung die Kollektor- und Emitterelektroden eines ersten und eines zweiten, je einem der beiden Kanäle angehörenden Transistors über mindestens einen Widerstand derart in Serie geschaltet, daß der genannte Widerstand zwischen dem Emitter des ersten und dem Kollektor des zweiten Transistors liegt und daß ferner der Emitter des ersten Transistors mit dem einen Pol eines relativ großen Kondensators in Verbindung steht und daß ein Kondensator zwischen einen, das Potential des Kollektors des zweiten Transistors mindestens annähernd aufweisenden Punkt und einen Punkt geschaltet ist, von dem aus je eine einen Gleichrichter enthaltende Verbindung nach der Basis und nach dem Emitter des ersten Transistors führt, wobei die Durchlaßrichtung der Gleich-

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richter dabei in einer solchen Beziehung zu der zwischen Basis und Emitter vorhandenen Durchlaßrichtung des ersten Transistors steht, daß ein aufeinanderfolgendes Durchlaufen der genannten Elemente in ihrer Durchlaßrichtung möglich ist.

In der Folge wird zum besseren Verständnis der Funktion der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und zur besseren Veranschaulichung des Fortschrittes der Erfindung gegenüber dem Stande der Technik zuerst eine Schaltungsanordnung beschrieben, welche dem Stande der Technik entspricht. Fig. 1 zeigt das Schaltungsschema dieser Schaltungsanordnung.

Fig. 2 zeigt das Schaltungsschema eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.

In den Beispielen sind Transistoren vom p-n-p-Typ angenommen worden. Die Polarität der beschriebenen Stromkreise bezieht sich daher auf diesen Typ. Unter Umkehrung sämtlicher Polaritäten können natürlich dieselben Schaltungen auch für den n-p-n-Typ verwendet werden.

In einem drahtlosen Rufempfänger, welcher die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung enthält, wird das Signal von einer Vorstufe verstärkt. Sofern es sich um den Empfänger einer Anlage mit moduliertem Hochfrequenzträger handelt, findet in dieser Vorstufe noch eine Demodulation statt. Vom Vorverstärker gelangt das Signal am Punkt E nach der Auswerteeinrichtung. In der Fig. 2 ist innerhalb einer speziellen Umrandung das mit VV bezeichnete Schema eines Ausführungsbeispiels einer solchen Vorstufe, welche nicht demoduliert, dargestellt. Die Schaltung enthält die beiden Transistoren 7*1 und Γ 2 und ist nicht näher beschrieben, da es sich um eine durchaus normale Verstärkerausführung handelt. Dieser Vorverstärker verstärkt die von der Ferritantenne FA (Fig. 12) an seinen Eingang gelangenden Signale und übermittelt sie am Punkt E der Auswerteeinrichtung. In der Fig. 1 ist der Vorverstärker nicht dargestellt, sondern lediglich sein Ausgang E, welcher zugleich der Eingang der betreffenden Auswerteeinrichtung ist. Die Signale werden von E aus den Auswertestromkreisen zugeführt. Diese Auswertestromkreise enthalten Bandfilter BF oder Kristallfilter mit Kristallen Q (Fig. 2), Transistoren Γ und Gleichrichter!). Die nur für eine einzige Frequenz durchlässige Kombination eines Filters mit einem dazu in Serie liegenden Transistor wird in der Folge als »Kanal« bezeichnet.

Bei der Schaltungsanordnung, deren Schema in Fig. 1 dargestellt ist, gelangt das bei E zugeführte Signal einerseits direkt und andrerseits über den Kondensator C1 auf die Basen der beiden Transistoren Π und Γ 2. Die Basis des Transistors Tl ist über den Widerstand R1 gegenüber dem Emitter negativ vorgespannt, so daß sich dieser Transistor im leitenden Zustand befindet und das empfangene Signal verstärkt an das Bandfilter BFl weitergibt. Die Basis des Transistors Γ 2 ist gegenüber dem Emitter positiv vorgespannt, so daß in ihm kein Strom fließt. Diese Vorspannung kommt durch die Wirkung des aus dem Widerstand R 3 und dem Gleichrichter D 3 bestehenden Spannungsteilers zustande, welcher dem Emitter des Transistors Γ 2 eine negative Vorspannung gegenüber Masse erteilt, währenddem seine Basis über den Widerstand R 2, den Gleichrichter D1 und die Spule des Bandfilters .BFl an Masse liegt. Diese Vorspannung ist infolge der stromabhängigen Widerstandscharakteristik des Gleichrichters im Anlaufgebiet einigermaßen konstant.

Sofern nun auf den Eingang £ der Schaltung ein Signal mit einer Frequenz trifft, welche der Durchlaßfrequenz des ersten Kanals entspricht, so wird das am Ausgang des BandfiltersBFl auftretende Signal durch den Gleichrichter D1 gleichgerichtet, wodurch der Kondensator C 2 negativ aufgeladen und über den Widerstand R 2 die Basis des Transistors auf ein

ίο negatives Potential gebracht wird. Da dieses Potential stärker negativ ist als dasjenige des Emitters, so wird der Transistor Γ 2 leitend und verstärkt das vom Eingang E kommende Signal ebenfalls, was jedoch ohne Wirkung bleibt, da das Bandfilter 2 auf eine andere Frequenz als das Bandfilter 1 abgestimmt ist. Nach Beendigung des den ersten Kanal durchlaufenden Signals entlädt sich der Kondensator C 2 über Emitter und Basis des Transistors Γ2 und hält damit den Kanal 2 im entsperrten Zustand. Trifft nun während dieser Entladungszeit ein Signal mit der Durchlaßfrequenz des zweiten Kanals auf den Eingang E, so wird dieses Signal im Transistor Γ 2 verstärkt und gelangt auf das Bandfilter BF 2, an dessen Ausgang es durch die Gleichrichter D 2 und D 4 gleichgerichtet

wird. Über den Gleichrichter D 2 wird die negative Ladung des Kondensators C 2 aufrechterhalten, und über den Gleichrichter D 4 wird an die Basis des Transistors TA eine negative Spannung angelegt. Solange im zweiten Kanal ein Signal auftritt, wird infolgedessen einerseits der Transistor Γ 2 im entsperrten Zustande gehalten, und andererseits fließt im Transistor Γ 4 ein Strom vom Emitter nach der Basis, wodurch der Transistor auch zwischen dem Emitter und dem Kollektor leitend wird.

Der elektroakustische Wandler W, der ihm parallel geschaltete Kondensator C 5, der Kondensator C 4 und der Transistor Γ 4 bilden zusammen einen Tongenerator, in welchem die Frequenz durch den aus C 5 und der Wandlerspule bestehenden Schwingkreis bestimmt ist. Da die Speisung in der Mitte der Spule zugeführt wird, so weist das obere Ende des Schwingkreises ein Potential auf, welches gegenüber demjenigen des unteren, am Kollektor hegenden Endes gegenphasig ist. Das erstgenannte Potential wird über den Kondensator C4 als Rückkopplung auf die Basis des Transistors Γ 4 zurückgeführt, so daß der Tongenerator schwingt, sofern der Transistor entsperrt ist. Die Schwingungen werden dabei so lange aufrechterhalten, als die dem zweiten Kanal entsprechende Frequenz empfangen wird; denn während des Eintreffens dieser Frequenz wird über den Gleichrichter D 4 der Transistor Γ 4 im entsperrten Zustande gehalten.

Wie aus der Beschreibung hervorgeht, liegt das Prinzip der Schaltung darin, daß durch Signale, welche durch den ersten Kanal BFl fließen, der zweite Kanal BF 2 entsperrt wird und daß durch Signale, welche im zweiten Kanal fließen, einerseits diese Entsperrung aufrechterhalten und andererseits ein Aufmerksamkeitszeichen ausgelöst wird.

Im Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 2 gelangt das Signal vom Punkt E auf die Basis des Transistors Γ 3. Diese Basis ist gegenüber dem Emitter nicht vorgespannt, so daß im Ruhezustand kein Strom vom Emitter nach dem Kollektor fließt. Während jeder negativen Halbwelle eines zugeführten Signals fließt jedoch Strom vom Emitter nach der Basis, wodurch ein verstärkter Strom über den

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Kollektor und die Spule Ll nach der Batterie fließt. Transistors Γ 5 gegenüber Masse negativ vorgespannt, Die Spule Ll erhält deshalb jeweils nur während der wodurch TS verstärkungsbereit ist. Da bei ihm jedem Transistor T 3 zugeführten negativen Halbwellen doch Basis und Emitter durch den Gleichrichter V 4 Strom. Während der positiven Halbwellen fließt der verbunden sind und deshalb auf demselben Potential Strom über den Gleichrichter Vl. Diese Schaltung, 5 liegen, so ist er vorderhand nicht leitend. Hört nun welche auch in weitern Schaltstufen vorhanden ist, die der Resonanzfrequenz des Schwingkristalls Q1 gestattet eine wesentliche Stromersparnis der Ruf- entsprechende Signalfrequenz zu wirken auf, so hält empfänger im Ruhezustand. Die in der Spule Ll der Kondensator C 4 infolge seiner relativ großen entstehende Spannung wird nun zwecks Anpassung Kapazität die negative Spannung am Kollektor des an die nachfolgenden hochohmigen Schaltelemente io Transistors Γ 5 noch für eine gewisse Zeit aufrecht, durch die Spule hinauftransformiert und zwei Wird während dieser Zeit vom Empfänger eine Kristallfiltern Q1, Ql zugeführt. Diese Kristallfilter Signalfrequenz empfangen, welche der Serieresonanzbestehen in bekannter Weise aus je einem Kristall frequenz des Schwingkristalls Q 2 entspricht, so ver- Ql, Ql und einem Neutralisierungskondensator C1, stärkt der Transistor Γ5 jeweils die negative HaIb- Cl, welcher die Parallelkapazität des zugehörigen 15 welle dieser Spannung in gleicher Weise, wie vorher Schwingkristalls neutralisiert, indem die Spannung für die Transistoren Γ 3 und Γ 4 beschrieben, dem Kristall und dem Kondensator im Gegentakt Es entsteht dadurch eine Spannung einerseits an

zugeführt wird. Die Charakteristik eines solchen FiI- den WiderständenR3 und R4 und andrerseits R1. ters entspricht dann der Serieresonanzcharakteristik Die Wechselkomponente des Kollektorstromes des eines Schwingkristalls. Deshalb gelangen nur die- 20 Transistors TS wird vom relativ großen Kondensator jenigen der angelegten Spannungen, deren Frequen- C 5 aufgenommen, so daß in den Widerständen R 3 zen den Serieresonanzen der Schwingkristalle entspre- und R 4 Gleichstrom fließt. Mittels der dadurch entchen, auf die Basen der Transistoren Γ 4 und Γ 5. stehenden Gleichspannung wird in später erklärter Emitter- und Kollektorelektroden dieser beiden Tran- Weise das Aufmerksamkeitszeichen ausgelöst. Die sistoren sind zusammen mit den Widerständen R1, 25 Wechselkomponente der am Widerstand R1 entste- R 3 und R4 zwischen Batterie und Masse in Serie ge- henden pulsierenden Spannung wird über den schaltet. Der Emitter des Transistors Γ 4 ist über den Kondensator C 3 nach der Verbindungsstelle der Widerstand R1 an Masse gelegt; der Kollektor des beiden Gleichrichter V2 und V3 geleitet. Das durch Transistors Γ5 über die Widerstände R1 und Rl. den Transistor Γ5 verstärkte Signal wirkt dann über Der Emitter des Transistors T 5 ist über die Wider- 30 den Kondensator C 3 in gleicher Weise auf die Basis stände R 3 und R 4 ebenfalls mit Masse verbunden, des Transistors Γ 4 ein wie ein über den Schwingso daß dieser Transistor im Ruhezustand des Emp- kristall Q1 eintreffendes Signal, fingers nicht in Verstärkungsbereitschaft ist. Die Dies hat zur Folge, daß die negative Halbwelle des

Verhältnisse beim Transistor Γ 4 liegen ähnlich wie über den Kondensator C 3 zugeführten Stromes auch beim Transistor T3, indem er im Ruhezustand ver- 35 über Emitter und Basis des Transistors Γ4 und über stärkungsbereit ist, obwohl kein Strom fließt. Statt den Gleichrichter Vl fließt, währenddem die positive nur einem Gleichrichter zwischen Basis und Emitter Halbwelle ihren Weg über den Gleichrichter V 3 liegen hier deren zwei in Serie Vl, V3. Die Durchlaß- nimmt. Auf diese Weise wird mit dem über den richtungen dieser beiden Gleichrichter sind in bezug Schwingkristall Q1 eintreffenden Signal nicht nur auf die Durchlaßrichtung des Transistors zwischen 40 der Transistor T 5, sondern in indirekter Weise auch Emitter und Basis so gewählt, daß ein aufeinander- der Transistor Γ 4 gesteuert, wodurch während des folgendes Durchlaufen der genannten Elemente in Empfangs der der Serieresonanzfrequenz des Schwingder Durchlaßrichtung möglich ist. kristalle Q1 entsprechenden Frequenz der Konden-

Aus den vorstehenden Stromkreisbeschreibungen satorC4 geladen bleibt und wodurch das Weitergeht hervor, daß im Empfänger nichts geschieht, so- 45 arbeiten des Transistors T 5 ermöglicht wird, fern eine Frequenz empfangen wird, welche nicht der Das vom Empfänger abgegebene Aufmerksamkeits-

Serieresonanzfrequenz des Schwingkristalls Q1 ent- zeichen, welches ein akustisches Signal ist, wird im spricht. Beim Eintreffen der genannten Frequenz je- Ausführungsbeispiel durch die am Widerstand R 4 doch fließt Strom über den Schwingkristall Q1. In entstehende Spannung eingeschaltet. Der Transistor der in bezug auf den Transistor Γ 3 beschriebenen 50 T 6 führt im Ruhezustand, in welchem Basis und bekannten Weise fließt während einer auf die Basis Emitter an Masse liegen, keinen Strom. In seinem des Transistors T 4 treffenden negativen Halbwelle Kollektorstromkreis liegt ein aus dem Kondensator Strom vom Emitter nach dem Kollektor. Dieser C 6 und einer Wicklung der Spule L 2 gebildeter Strom erzeugt im Widerstand R1 eine Gleichspan- Schwingkreis und im Emitterkreis eine Rückkoppnung, da die Wechselkomponente vom relativ 55 lungsspule. Sofern nun der Transistor T 6 durch Angroßen, z. B. 30 F aufweisenden Kondensator C 4 auf- legen einer negativen Spannung an die Basis entsperrt genommen wird. Der Kondensator C 4 wird dabei auf wird, so tritt eine Schwingung auf, welche über eine die über dem Widerstand R1 entstehende Gleich- weitere Wicklung der Spule L 2 der Basis des Transispannung aufgeladen. Die Verstärkungsverhältnisse stors Γ 7 zugeführt wird und den Transistor Tl wähder Vorstufen und die Übersetzungsverhältnisse des 60 rend der negativen Halbwellen leitend macht. Der Übertragers L1 sind dabei so gewählt, daß die wäh- durch Emitter und Kollektor dieses Transistors flierend der negativen Halbwelle des zugeführten Signals ßende verstärkte Strom erregt einen kleinen Lautauftretende Spannung zwischen der Basis des Transi- Sprecher Sp, wodurch die den Empfänger tragende stors T 4 und Masse größer ist als die Batteriespan- Person auf den Anruf aufmerksam gemacht wird, nung, so daß der Kondensator C 4 nahezu auf 65 Die Vorteile der Erfindung werden nun besonders Batteriespannung aufgeladen wird. beim Vergleich der beiden Schaltungen gemäß den

Infolge der an Rl und C4 liegenden Spannung Fig. 1 und 2 ersichtlich. Währenddem bei der Schalwird über den Widerstand R1 auch der Kollektor des tungsanordnung gemäß Fig. 2 nur der Vorverstärker

VV im Ruhezustand Strom benötigt, so weist die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 einen aus dem Widerstand R 3 und dem Gleichrichter D 3 bestehenden Spannungsteiler auf, welcher — da er mit dem Emitterkreis des Transistors TI in Verbindung % steht — relativ niederohmig ist und einen entsprechend großen Stromverbrauch bewirkt. Dieser Stromverbrauch kann zwei Drittel desjenigen der Vorstufe erreichen. Durch Weglassung dieses Spannungsteilers, wie dies dank der Erfindung möglich ist, kann die ίο Lebensdauer einer die Schaltungsanordnung speisenden Batterie bei sonst gleichen Verhältnissen auf fast das Doppelte erhöht werden.

Beim Aufbau einer der Fig. 1 entsprechenden Schaltungsanordnung mit Kristallfiltern an Stelle der Bandfilter müßten außerdem, da die Trennung der Kanäle bereits vor den Transistoren Γ1 und Tl erfolgt, an Stelle einer Anpassungsspule (Ll in Fig. 2) deren zwei verwendet werden.

Wegen der großen Durchlaßdämpfung der Kristallfilter müßte außerdem das Signal nach den Kristallfiltern noch einmal verstärkt werden, so daß gegenüber der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 insgesamt ein Transistor mehr benötigt würde. Die letztgenannte Schaltungsanordnung ist deshalb auch vom as Standpunkt des Aufwandes aus vorteilhafter als eine Schaltungsanordnung nach dem bisherigen Stande der Technik.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Transistoren enthaltende Schaltungsanordnung zur Auslösung eines Vorgangs in Abhängigkeit eines aus einer Folge von zwei bestimmten Frequenzen bestehenden Eingangssignals für tragbare Rufempfänger, enthaltend einen ersten, auf die erste und einen zweiten, auf die zweite der genannten Frequenzen abgestimmten Kanal, wobei das Eingangssignal den beiden Kanälen parallel zugeführt wird, wobei ferner ein im ersten Kanal fließendes Signal eine Sperrung beseitigt, welche die Auslösung eines Vorgangs durch ein im zweiten Kanal fließendes Signal verhindert und wobei durch das im zweiten Kanal fließende Signal neben der Auslösung des genannten Vorgangs die Beseitigung der genannten Sperrung aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektor- und Emitterelektroden eines ersten und eines zweiten, je einem der beiden Kanäle angehörenden Transistors über mindestens einen Widerstand (R 2) derart in Serie geschaltet sind, daß der genannte Widerstand zwischen dem Emitter des ersten (Γ4) und dem Kollektor des zweiten Transistors (Γ5) liegt, daß ferner der Emitter des ersten Transistors mit dem einen Pol eines relativ großen Kondensators (C 4) in Verbindung steht und daß ein Kondensator (C 3) zwischen einen, das Potential des Kollektors des zweiten Transistors mindestens annähernd aufweisenden Punkt und einen Punkt geschaltet ist, von dem aus je eine einen Gleichrichter enthaltende Verbindung nach der Basis und nach dem Emitter des ersten Transistors führt, wobei die Durchlaßrichtung der Gleichrichter in einer solchen Beziehung zu der zwischen Basis und Emitter vorhandenen Durchlaßrichtung des ersten Transistors steht, daß ein aufeinanderfolgendes Durchlaufen der genannten Elemente in ihrer Durchlaßrichtung möglich ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Schweizerische Patentschriften Nr. 273 564,
   284963;

   deutsche Patentanmeldungen B 39250 VIII a/21a* (bekanntgemacht am 8.11.1956), T 11047VIIIa/ 21a⁴ (bekanntgemacht am 15.11.1956), T11228 Villa/21a* (bekanntgemacht am 11.10.1956), G11291 VIII a/21 a* (bekanntgemacht am 8,11.1956).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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