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Elektronisches Steuergerät zur Erzeugung von Kennungen für Blinkfeuer
od. dgl. Die Blinkfeuer der Seezeichen strahlen bekanntlich periodische Lichtsignale
mit verschiedenen Kennungen aus, die dem jeweiligen Standort des Feuers zugeordnet
sind. Die Kennung setzt sich dabei aus Lichtimpulsen zusammen, die eine bestimmte
Dauer und durch ihren kleinsten zeitlichen Abstand gegebene Folgefrequenz aufweisen
und sich als Impulsgruppe mit einer bestimmten Wiederkehrfrequenz wiederholen. Charakteristisch
ist, daß es sich hierbei um zeitliche Vorgänge im Bereich von etwa 0;5 bis 50 Sekunden
handelt. Die F i g. 1 zeigt z. B. eine praktisch vorkommende Kennung mit einer Wiederkehrzeit
von 42 Sekunden bei einer Folgezeit von 7 Sekunden, wobei die Dauer (hell) der Kennungsimpulse
2,5 Sekunden; ihr Abstand (dunkel) 4,5 Sekunden beträgt. Die gesamte Impulsgruppe
setzt sich aus sechs Folgeperioden zusammen, von denen nur die ersten ersten vier
durch Kennungsimpulse markiert sind.
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Zur Steuerung solcher Kennungen sind Steuergeräte auf mechanisch-pneumatischer
Grundlage oder auf motorisch-mechanischer Basis bekannt, bei welchen z. B. ein kleiner,
auf konstante Drehzahl geregelter Motor eine mit einer Kennung versehene Nockenscheibe
antreibt. Da den mechanischen Geräten betriebliche Unsicherheiten und Abnutzungseffekte
anhaften, sie außerdem zum Teil kompliziert eingestellt werden müssen, sind bereits
Steuergeräte vorgeschlagen, worden, die voll elektronisch, d. h. unter Vermeidung
von Kontakten, arbeiten. So ist es bekannt, zwei Schwingungserzeuger mit Rechteckspannung
- z. B. Multivibratoren - und unterschiedlicher Frequenz einzusetzen und die Kennung
durch Mischung der Signale der beiden Multivibratoren zu erzeugen. Damit die Kennung
nicht auseinanderläuft und ein verhältnisgleicher Lauf der beiden Multivibratoren
erhalten bleibt, wird z. B. der langsamere durch den schnelleren gesteuert. Diese
und ähnliche Schaltungen haben aber den grundsätzlichen Nachteil, daß eine sichere
Steuerung über einen größeren Zeit- und Temperaturbereich nicht möglich ist und
bei Zeiten von einigen Sekunden bereits unzulässige Ungenauigkeiten auftreten. Ganz
unzulässig ist dabei, daß die Kennung in eine andere, nicht vorgesehene, umspringen
kann. Ferner ist es wegen des Temperaturganges der Kondensatoren und Transistoren
über einen größeren Temperaturbereich, insbesondere bei tiefen Temperaturen, nicht
möglich, die Kennung in einfacher Weise zu ändern, sondern es bedarf mit jeder Änderung
der Bauelemente eines komplizierten und zeitaufwendigen Abgleichs. Die Erfindung
hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine elektronische Schaltung zu entwerfen,
die von den beschriebenen Nachteilen frei ist, und sich insbesondere durch gute
Zeitkonstanz der Kennung, auch über längere Zeiträume und unter wechselnden Temperaturen,
auszeichnet, und die darüber hinaus die Kennung in einfacher Weise zu ändern gestattet.
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Die Erfindung betrifft ein elektronisches Steuergerät zur Erzeugung
von Kennungen für Blinkfeuer od. dgl., wobei die Kennung sich aus Signalimpulsen
zusammensetzt, die eine bestimmte Dauer und durch ihren kleinsten zeitlichen Abstand
gegebene Folgefrequenz aufweisen, und sich als Impulsgruppe mit einer bestimmten
Wiederkehrfrequenz wiederholen. Das erfindungsgemäße Steuergerät kennzeichnet sich
durch einen im Vergleich zu Folge- und Wiederkehrfrequenz der Kennung mit verhältnismäßig
hoher Frequenz schwingenden Oszillator als Zeitbasis sowie durch einen nachgeschalteten
Folgezähler und einen diesem übergeordneten Wiederkehrzähler, deren Ausgänge jeweils
über einen Speicher auf eine die Kennung abgebende Mischstufe geschaltet sind.
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Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, zur Erzeugung der
Kennung die Zeitbasisimpulse des Oszillators durch den nachgeschalteten Folgezähler
abzählen zu lassen und so die Kennungsimpulse in von der Kennung vorgeschriebener
Dauer und in vorgeschriebenem Abstand fortlaufend zu erzeugen, sodann die fortlaufend
abgegebenen Kennungsimpulse im Wiederkehrzähler abzuzählen und auf diese Weise die
durch die Kennung vorgeschriebene Kennungsimpulsgruppe und Wiederholung zu erzeugen.
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Im einzelnen läßt sich die Erfindung auf verschiedene Weise verwirklichen.
In bevorzugter Schaltungsanordnung ist der Oszillator als Multivibrator aufgebaut
und
schwingt mit einer Frequenz, deren Schwingungsdauer höchstens. gleich dem größten
gemeinsamen Teiler- der Dauer und dem Abstand der Kennungsimpulse einer Folgeperiode
ist. Da der Multivibrator mit einer gegen die Wiederkehrfrequenz hohen Eigenfrequenz
schwingt, läßt sich der Multivibrator mit über eigen, großen Temperaturbereich konstanter
Frequenzgenauigkeit bauen. Die Periodenlängen der Eigenfrequenz liegen in der Größenordnung
von einigen Millisekunden, im Gegensatz zu den Wiederkehrzeiten, die um einige Zehnerpotenzen
größer sind, z. B. 50 Sekunden, Folge- und Wiederkehrzähler sind vorteilhaft aus
an sich bekannten bistabilen Zählstufen mit einer Ziffer-Decodierschaltung mit mindestens
zwei Ausgängen aufgebaut, von denen jeweils einer mit Hilfe eines Rückstellspeichers
zur Rückstellung des Zählers dient und somit im Falle des Folgezählers die Folgezeit,
im Falle des Wiederkehrzählers die Wiederkehrzeit bestimmt, während die anderen
Ausgänge jeweils an den Eingang eines ebenfalls an sich bekannten bistabilen Speichers
angeschlossen sind. Der Ausgang des dem Folgezähler nachgeschalteten Speichers ist
zweckmäßig mit dem Eingang des Wiederkehrzählers sowie mit einem Eingang einer Mischstufe
verbunden, deren zweiter, über den ersten dominierende Eingang an den Ausgang des
dem Wiederkehrzähler zugeordneten Speichers 5 angeschlossen ist. Das Kennungssignal
wird am Ausgang der Mischstufe abgenommen.
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Die Ausgänge an den Decodierschaltungen können auf beliebige ganze
Zahlen der zu zählenden Impulse eingestellt sein. Diese lassen sich bekanntlich
durch Änderung der Anzahl der Dioden und durch Änderung der Diodenbeschaltung des
Decodierteiles variieren. Dazu werden die Dioden an entsprechende Ausgänge der bistabilen
Zählstufen des Folge- bzw. Wiederkehrzählers geschaltet. In von der Erfindung bevorzugter
Ausführungsform sind die Ausgänge der Decodierschaltungen auf die einzelnen Zählstufen
der Zähler zum Zwecke der Programmierung verschiedener Kennungen in einfacher Weise
umschaltbar. Im einzelnen kann z. B. die Programmierung der verschiedenen Kennungen
mittels einer leicht auswechselbaren Steckvorrichtung ausgeführt werden, die eine
bestimmte Beschaltung in den Decodierschaltungen von Folge- bzw. Wiederkehrzähler
herstellt. Zweckmäßig fal3t sich jede beliebige Kennung durch einfaches Wechseln
des der jeweiligen Kennung zugeordneten Programmsteckers wählen.
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An Steuergeräte für Seezeichen stellt man gemeinhin die Forderung,
daß diese einen geringen Eigenstromverbrauch haben müssen. Die Schaltung nach der
Erfindung trägt dieser Forderung Rechnung, indem die bistabilen Stufen der Zähler
und Speicher mit äußerst geringem Stromverbrauch ausgelegt werden können. Die Schaltung
kann bei wenigen Volt und wenigen Milliampere Eigenverbrauch in einem weiten Temperaturbereich
betrieben werden.
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Neben der Anwendung als Steuergerät für Blinkfeuer kann das erfindungsgemäße
Steuergerät auch bei Lichtsignalanlagen oder ähnlichen Einrichtungen in all den
Fällen eingesetzt werden, wo bestimmte Signalkennungen eine Kennzeichnung des Aufstellungsortes
oder eines Zustandes, z. B. Kennzeichnung einer besonderen Verkehrssituation, geben
sollen. Die durch die Erfindung erreichten Vorteile bestehen im wesentlichen darin,
daß die von dem erfindungsgemäßen Steuergerät gelieferte Kennung sich durch hohe
Zeitkonstanz, auch über längere Zeiträume und unter schwankenden Temperaturverhältnissen
bei geringem Leistungsbedarf, auszeichnet. Darüber hinaus kann die Kennung in einfacher
Weise verändert werden, insbesondere können verschiedene Kennungen vorprogrammiert
sein, die lediglich durch Umstecken von Programmierungssteckern verwirklicht werden.
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Im folgenden sei die Erfindung an Hand einer lediglich ein Schaltungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt F i g. 2 die Schaltung eines elektronischen
Steuergerätes zur Erzeugung von Kennungen für Blinkfeuer, F i g. 3 eine durch die
Schaltung nach F i g. 2 erzeugte Kennung.
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Die Schaltung des Steuergerätes ist in F i g. 2 dargestellt. Die Beschaltung
der Zählerausgänge y, z bzw. k, f entspricht beispielsweise einer Kennung
nach F i g. 3. Die Kennungsgruppe nach F i g. 3 c besteht aus k = 2 Kennungsimpulsen
der Dauer y - To, wobei To die Periodendauer der Zeitbasisschwingung eines Oszillators
1 ist. Die Anzahl der Folgeperioden innerhalb einer Wiederkehrzeit beträgt
f = 4. Die Wiederkehrzeit ist somit W = f - z - T". Mit 2 ist ein
Folgezähler, mit 3 ein Wiederkehrzähler bezeichnet, die aus bistabilen Zählstufen,
vorzugsweise Transistorstufen, aufgebaut sind. Die Ziffern-Decoder 4 und 5 bilden
eine übliche Ziffern-Decodierschaltung, die aus mehreren Dioden besteht. Zunächst
werden im Folgezähler 2 die Zeitbasisimpulse des Oszillators 1, die fortlaufend
in den Zähler eingehen, gezählt. Der Folgezähler 2 gibt über die Decodierschaltung
4 bei der Zahl y und bei der Zahl z einen Impuls an den bistabilen Speicher 6 und
stellt sich gleichzeitig bei z auf Null zurück, um wieder von Null an zu zählen.
Hinter der Speicherstufe 6 entsteht daher ein Impulszug mit der Folgeperiode nach
F i g. 3 a. Diese Impulse werden dem Wiederkehrzähler 3 zugeleitet, der die Aufgabe
hat, die Anzahl der Folgeperioden zu zählen. Der Zähler 3 arbeitet in gleicher Weise
wie der Zähler 2. Aus dem Decodierteil 5 des Zählers 3 werden Impulse jetzt bei
k und f dem Speicher 7 zugeführt. Bei f erfolgt gleichzeitig die Rückstellung des
Zähler 3. Am Ausgang des Speichers 7 entsteht der Impulszug nach F i g. 3 b. Schließlich
läßt sich die Kennungsgruppe nach F i g. 3 c wie gewünscht erhalten, wenn die Signale
nach F i g. 3 a und 3 b in einer Mischstufe 8 zusammengefaßt werden, deren
Eingang x2 über den Eingang x1 dominiert, d. h., der Ausgang der Mischstufe 8 ist
spannungslos, wenn der Eingang x2 Spannung erhält. Am Punkt C der Schaltung resultiert
somit das in F i g. 3 c dargestellte Summensignal als Gruppenkennung.