DE1217823B

DE1217823B - Communication system for buildings

Info

Publication number: DE1217823B
Application number: DEM55724A
Authority: DE
Inventors: Michael Millett
Original assignee: Modern Telephones Great Britain Ltd
Current assignee: Modern Telephones Great Britain Ltd
Priority date: 1962-02-09
Filing date: 1963-02-08
Publication date: 1966-05-26

Description

Nachrichtenübertragungssystern für Gebäude Die Erfindung betrifft ein Nachrichtenübertragungssystem für Gebäude, insbesondere für Gebäude großer Abmessungen.Building messaging systems The invention relates to a message transmission system for buildings, in particular for buildings of large dimensions.

Gebräuchliche, induktive elektromagnetische Nachrichtenübertragungssysteme haben den Nachteil, daß in großen oder weitverzweigten Gebäuden, insbesondere in der Nähe großer Metallmassen, z. B. in Fabriken, Maschinenräumen od. dgl., tote Zonen auftreten, die von den elektromagnetischen Wellen nicht erreicht werden. Dieser Nachteil ist für eine Nachrichtenübertragung, durch die Personen auch an den entlegensten Stellen solcher Gebäude noch mit Sicherheit erreicht werden müssen, nicht tragbar.Common inductive electromagnetic communication systems have the disadvantage that in large or widely ramified buildings, especially in near large masses of metal, e.g. B. in factories, engine rooms or the like., Dead Zones occur that cannot be reached by the electromagnetic waves. This Disadvantage is for a message transmission, through which people even to the most remote Places of such buildings still have to be reached with certainty, not portable.

Die übertragung von Informationen mittels modulierter Ultraschallwellen ist zur Fernbedienung elektrischer Schaltvorrichtungen an sich bekannt. Bei diesen bekannten Anlagen dient die Modulation der Ultraschallwellen dem selektiven Ansprechen der einzelnen Schaltvorrichtungen, nicht aber der Nachrichtenübertragung, insbesondere nicht dem Sprechverkehr. Außerdem können auch bei der Verwendung von akustischen Wellen allein in großen Gebäuden tote Zonen auftreten, je nach der Geometrie der akustisch reflektierenden oder schallschluckenden Wände.The transmission of information by means of modulated ultrasonic waves is known per se for remote control of electrical switching devices. In these known systems, the modulation of the ultrasonic waves is used for the selective response of the individual switching devices, but not for the transmission of messages, in particular not for speech traffic. In addition, dead zones can also occur when acoustic waves are used alone in large buildings, depending on the geometry of the acoustically reflecting or sound-absorbing walls.

Diese Nachteile vermeidet das System gemäß der Erfindung, das gekennzeichnet ist durch die gleichzeitige Anwendung der folgenden an sich bekannten Maßnahmen: a) einer induktiven Personenrufeinrichtung zusammen mit b) einer Personenrufeinrichtung mittels Ultraschallwellen und c) eines Empfängers für die Aufnahme der akastischeu und der elektromagnetischen Trägerwellen, die beide miteinander vereinigt sind, zur Abgabe eines den empfangenen vereinigten Signalen entsprechenden Ausgangssignals.These disadvantages are avoided by the system according to the invention, which is characterized by the simultaneous application of the following measures known per se: a) an inductive paging device together with b) a paging device using ultrasonic waves and c) a receiver for receiving the acoustic and electromagnetic carrier waves , both of which are combined with each other, for outputting an output signal corresponding to the received combined signals.

Dieses System hat den Vorteil, daß keine toten Zonen mehr auftreten können, da die für die elektromagnetischen Wellen toten Zonen auf akustischern Wege erreicht werden, und umgekehrt. Dadurch wird es nun möglich, daß z. B. mit einem tragbaren Empfänger an allen Stellen eines weitverzweigten Gebäudes Signale empfangen werden können und Personen, die sowohl schnell als auch unbedingt zuverlässig erreicht werden müssen, wie z. B. in Krankenhäusern, überall gerufen werden können.This system has the advantage that there are no more dead zones can, as the dead zones for the electromagnetic waves in acoustic ways can be achieved and vice versa. This now makes it possible that, for. B. with a portable receiver can receive signals at all points in a widely ramified building and people who can be reached both quickly and absolutely reliably need to be, such as B. in hospitals, can be called anywhere.

Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße System so eingerichtet, daß eine akustische und eine elektromagnetische Trägerwelle erzeugt werden und beide mit dem gleichen Modulationssignal moduliert werden.The system according to the invention is preferably set up so that an acoustic and an electromagnetic carrier wave are generated and both can be modulated with the same modulation signal.

Dabei ist das System vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß der Generator für die akustische Welle aus einem elektrischen Signalgenerator und einem Umformer zum Umformen der modulierten elektrischen Signale in akustische Signale besteht, und daß als akustischer Empfänger ein Mikrophon dient zur Weiterleitung der elektrischen Signale an einen Demodulator, der ein dem modulierenden Signal entsprechendes Ausgangssignal abgibt.The system is preferably characterized in that the Acoustic wave generator composed of an electrical signal generator and a Converter for converting the modulated electrical signals into acoustic signals exists, and that a microphone is used as an acoustic receiver for transmission the electrical signals to a demodulator, which is a modulating signal emits the corresponding output signal.

Es ist ferner vorteilhaft, das System so auszubilden, daß der elektromagnetische Empfänger einen induktiven Abgreifer aufweist, dessen Ausgang dem Demodulator zugeführt wird, der seinerseits einen dem modulierenden Signal entsprechenden Ausgang ergibt.It is also advantageous to design the system so that the electromagnetic Receiver has an inductive pick-up, the output of which is fed to the demodulator which in turn gives an output corresponding to the modulating signal.

Eine besonders einfache und vorteilhafte Ausführungsform des Systems nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die akustische und die elektromagnetische Trägerfrequenz dieselbe ist und daß die Ausgänge des Mikrophons und des induktiven Abgreifers demselben Demodulator zugeführt werden.A particularly simple and advantageous embodiment of the system according to the invention is characterized in that the acoustic and the electromagnetic Carrier frequency is the same and that the outputs of the microphone and the inductive Taps are fed to the same demodulator.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann der Empfänger vorteilhafterweise einen Indikator aufweisen, der nur auf das Modulationstonsignal einer bestimmten Frequenz anspricht.In one embodiment of the invention, the recipient can advantageously have an indicator that only responds to the modulation tone signal of a specific Frequency responds.

Sehr häufig ist bei derartigen übertragungsanlagen ein Sprechverkehr erwünscht, so daß sich eine be- sonders vorteilhafte Ausführungsform -ergibt, wenn der Empfänger einen Lautsprecher als Sprechausgang aufweist.Very often in such transmission systems, a speech communication desired, so that a loading Sonders advantageous embodiment - results when the receiver comprises a speaker as a speech output.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.In the drawing, embodiments of the invention are for example shown.

F i g. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Nachrichtenübertragungssystems, das aus einer Kombination eines elektromagnetischen Strahlungssystems und eines Ultraschallsysteins gleicher Trägerfrequenz besteht; F i g. 2 zeigt ein Blockdiagramm eines Nachrichtenübertragungssystems, bei dem eine Kombination eines elektromagnetischen Strahlungssystems und er j eines Ultraschallsystems v s hiedener Trägerfrequenz verwendet wird.F i g. 1 shows a block diagram of a communication system which consists of a combination of an electromagnetic radiation system and an ultrasound system with the same carrier frequency; F i g. 2 shows a block diagram of a communication system, in which a combination of an electromagnetic radiation system and an ultrasound system he j vs hiedener carrier frequency is used.

Fig. 1 zeigt ein Nachrichtenübermittlungssystein, das sowohl mit elekt#6magn#tischer als auch mit akustischer Strahlung arbeitet. Ein Trägerwellenexzeuger besteht aus einem Oszillator 22, dessen-Ausgang eine Fre4Üenz'm der-'i5i:67-1#e-n6idii-ffig ion 60 kl-Iz liefert. Die Trägerwelle wird in dem Modulator 23 durch ein Modulationssignal von einem Modulationssignalerzeuger 24 moduliert und an em*en akustischen übertrager weitergegeben. Bei dem vorgesehenen Ausführungsbeispiel weist der akustische übertrager einen piezoelektrisch betriebenen Kristall oder mehrere auf, was durch den Blodk 25 symbolisch dargestellt ist. Eine Vielzahl derartiger übertrager kann in- dem zu versorgenden Gebäude-verteilt sein. Der Ausgang des Modulators 23 wird außerdem zu einem elektromagnetischen übertrager 26 geleitet. Bei Verwendung des Systems. in einem > stellt. der übertrager-26 eine induktive Schleife mit einer oder mehreren Drahtwindungen da# die um das Gebäude herumlaufen.Fig. 1 shows a messaging system that works with both electromagnetic and acoustic radiation. A carrier wave generator consists of an oscillator 22, the output of which supplies a Fre4Üenz'm der-'i5i: 67-1 # e-n6idii-ffig ion 60 kl-Iz. The carrier wave is modulated in the modulator 23 by a modulation signal from a modulation signal generator 24 and passed on to an acoustic transmitter. In the exemplary embodiment provided, the acoustic transmitter has one or more piezoelectrically operated crystals, which is symbolically represented by the block 25. A large number of such transmitters can be distributed in the building to be supplied. The output of the modulator 23 is also passed to an electromagnetic transmitter 26 . When using the system. in a > represents. The transformer 26 is an inductive loop with one or more turns of wire that run around the building.

Die Empfängere eit, die ortsfest angeordnet sein oder von jeder der in Frage kommenden Personen mitgeführt werden kann, besteht aus einem elektromagnetischen Empfänger 27, der in diesem Fall eine Ferritantenne darstellt, deren Ausgang in einem Verstärker 28 verstärkt und in einem Demodulator 29 demoduliert wird, wobei der demodulierte Ausgang durch einen Umformer 31 läuft. Außerdem ist ein Mikrophon 32 vorgesehen, das auf die Tonsignale der Ultraschallträgerfrequenz anspricht. Der Ausgang von dem Mikrophon läuft -durch einen Trennverstärker 33 und wird zusammen mit dem Ausgang der Ferritantenne 27 dem Eingang eines Verstärkers 28 zugeführt. Das kombinierte elektromagnetische und das akustische Signal wird nach der Demodulation dem Umformer 31 zugeführt.The Receiver e EIT be stationary or can be carried by each of the persons in question, consists of an electromagnetic receiver 27, which is a ferrite antenna in this case, the output of which is amplified in an amplifier 28 and demodulated in a demodulator 29, the demodulated output passing through a converter 31 . A microphone 32 is also provided which is responsive to the sound signals of the ultrasonic carrier frequency. The output from the microphone runs through an isolating amplifier 33 and is fed to the input of an amplifier 28 together with the output of the ferrite antenna 27. The combined electromagnetic and acoustic signal is fed to the converter 31 after demodulation.

Das von dem Generator 24 erzeugte modulierende Signal ist ein Sprechsignal, und der Umformer zu seiner Wiedergabe ist ein Lautsprecher. Auf diese Weise können Nachrichten direkt über das System übertragen werden. Selbstverständlich können auch lediglich Signale zur Betätigung von Klingeln oder Lampen übertragen werden, die dem Empfänger anzeigen, daß er zum nächsten Telefon gehen soll. Für den Fall, daß viele verschiedene Personen einzeln herbeigerufen bzw. angesprochen werden sollen, sind Vorkehrungen für die selektive übertragung von Signalen getroffen. Das modulierende Signal vom Generator 24 ist eine aus einer Anzahl von bestimmten modulierenden Frequenzen, und jeder Empfänger spricht nur auf eine dieser Modulationsfrequenzen an. Ein Schalter 34 ist normalerweise geöffnet (in der dargestellten Stellung), und bevor die Nachricht übertragen wird, wird ein Tonsignal, einer geeigneten Frequenz gesendet. Das Tonsignal läuft durch den Diskriminator 35, der anspricht, wenn das Tonsignal die richtige Frequenz für diesen besonderen Empfänger aufweist. Es spricht ein Summer 36 an, woraufhin derjenige, der den Empfänger trägt, den Schalter 34 schließt, um die Sprechsignale aufnehmen zu können, die aus dem Lautsprecher 31 folgen.The modulating signal generated by the generator 24 is a speech signal and the transducer for reproducing it is a loudspeaker. In this way, messages can be transmitted directly through the system. Of course, signals for the activation of bells or lamps can only be transmitted, which indicate to the receiver that he should go to the next telephone. In the event that many different people are to be summoned or addressed individually, precautions have been taken for the selective transmission of signals. The modulating signal from generator 24 is one of a number of specific modulating frequencies and each receiver responds to only one of these modulating frequencies. A switch 34 is normally open (in the position shown) and an audio signal of the appropriate frequency is sent before the message is transmitted. The audio signal passes through the discriminator 35 which responds when the audio signal is of the correct frequency for that particular receiver. A buzzer 36 responds, whereupon the person wearing the receiver closes the switch 34 in order to be able to pick up the speech signals which follow from the loudspeaker 31.

Das in F i g. 2 gezeigte System verwendet wiederum sowohl elektromagnetische als auch akustische Strahlung zum übertragen von Signalen, jedoch sind die Frequenzen der beiden Trägerwellen verschieden. In diesem Beispiel beträgt die Trägerfrequenz der elektromagnetischen Strahlung, die sich von der UltraschaUfrequenz der akustischen Trägerwelle unterscheidet, wiederum vorzugsweise etwa 60 kI-Ii. Ein Modulationsgenerator 37 liefert ein Modulationssignal für die beiden Modulatoren 38, 39. Ein Trägersignal mit Radiofrequenz gelangt von einem Erzeuger 41 zu dem Modulator 38 und wird so moduliert. Die modulierte Trägerwelle von dem Modulator 38 wird zu einem elektromagnetischen übertrager 42 geleitet. Ein Trägersignal mit Ultraschallfrequenz gelangt von einem Erzeuger 45 zu dem Modulator 39 und wird von einem Lautsprecher 44 ausgestrahlt.The in Fig. The system shown in FIG. 2 again uses both electromagnetic and acoustic radiation to transmit signals, but the frequencies of the two carrier waves are different. In this example, the carrier frequency of the electromagnetic radiation, which differs from the ultrasonic frequency of the acoustic carrier wave, is again preferably approximately 60 kI-Ii. A modulation generator 37 supplies a modulation signal for the two modulators 38, 39. A carrier signal with radio frequency passes from a generator 41 to the modulator 38 and is modulated in this way. The modulated carrier wave from the modulator 38 is directed to an electromagnetic transmitter 42. A carrier signal at an ultrasonic frequency reaches the modulator 39 from a generator 45 and is emitted by a loudspeaker 44.

Der Empfänger besteht aus einer Ferritantenne 43, deren Ausgang einem Radiofrequenzverstärker 46 und dann einem Radiofrequenzdemodulator 47 zugeführt wird. Ein Mikrophon 48 spricht auf die Ultraschallträgerfrequenz an und liefert ein Signal durch einen Verstärker 49 zu einem Demodulator 51. Die Demodulatoren 47, 51 geben Signale ab, die dem Modulationssignd - des Generators 37 entsprechen; sie werden dem Tondiskriminator 52 zugeführt, der dieselbe Aufgabe wie die oben beschriebenen hat und unter Aufleuchten der Indikatorlampe 53 anspricht.The receiver consists of a ferrite antenna 43, the output of which is fed to a radio frequency amplifier 46 and then to a radio frequency demodulator 47. A microphone 48 is responsive to the ultrasound carrier frequency and provides a signal through an amplifier 49 to a demodulator 51. The demodulators 47, 51 emit signals corresponding to the modulation signd - correspond to the generator 37; they are fed to the tone discriminator 52 , which has the same task as that described above and responds by lighting up the indicator lamp 53.

Die Strahlungsfrequenz des elektromagnetischen Systems muß nicht unbedingt ün Radiofrequenzbereich liegen. Sie kann z. B. im Tonfrequenzgebiet liegen, wobei in diesem Fall keine Zwischenträgerwelle verwendet werden muß. In diesem Fall würde das Modulationssignal von dem Erzeuger 37 entweder über einen Verstärker oder direkt dem übertrager 42 zugeführt. Der Demodulator 47 wäre dann überflüssig.The radiation frequency of the electromagnetic system does not necessarily have to be in the radio frequency range. You can z. B. lie in the audio frequency range, in which case no intermediate carrier wave must be used. In this case, the modulation signal would be fed from the generator 37 either via an amplifier or directly to the transmitter 42. The demodulator 47 would then be superfluous.

Das Ultraschallfeld kann, wenn es erforderlich ist, durch die Verwendung von zwei oder mehr akustischen Strahlem erzeugt werden, die in geeignetem Abstand angeordnet sind und in geeigneter Phasenbeziehung versorgt werden. Sie können z. B. in Ab- ständen angeordnet sein, die einem Viertel oder einem ganzen Vielfachen eines Viertels der Wellenlänge der Trägerwelle entsprechen.The ultrasonic field can, if necessary, be generated by the use of two or more acoustic beams which are suitably spaced and supplied in a suitable phase relationship. You can e.g. B. intervals, be arranged corresponding to a quarter or an integral multiple of one quarter of the wavelength of the carrier wave.

Claims

Patentanspräche: 1. Message transmission system for buildings, in particular those of large dimensions, characterized by the simultaneous application of the following measures known per se: a) an inductive pager zusamni s with b) a Personenruieinrichtung by means of ultrasonic waves, and c) a receiver for receiving the acoustic and of the carrier electromagnetic waves both of which are combined with each other for outputting an output signal corresponding to the received combined signals.

2. Communication system according to claim 1, characterized in that an acoustic and an electromagnetic carrier wave is generated and both are modulated with the same modulation signal. 3. Message transmission system according to claim 1 and 2, characterized in that the generator for the acoustic wave consists of an electrical signal generator (22), a converter (26) for converting the modulated electrical signals into acoustic signals and that a microphone ( 16, 32, 48) is used to forward the electrical signals to a demodulator (29, 51), which emits an output signal corresponding to the modulating signal. 4. Communication system according to claim 1 to 3, characterized in that the electromagnetic receiver (27) has a ferrite antenna (43), the output voltage of which is fed to the demodulator (29, 51) , which in turn emits an output voltage corresponding to the modulating signal. 5. Message transmission system according to claim 1 to 4, characterized in that the acoustic and the electromagnetic carrier frequency are the same and that the outputs of the microphone (32) and the inductive pick-up (27) are fed to the same demodulator (29). 6. Message transmission system according to claim 1 to 4, characterized in that the receiver has an indicator (21, 36) which responds only to the modulation tone signal of a certain frequency. 7. Message transmission system according to claim 1 to 5, characterized in that the receiver has a loudspeaker (31) as a speech output. Documents considered: German Patent No. 922 928; German utility model No. 1708 365; U.S. Patent Nos. 2,869,108, 2,978,668.