DE1296284B - Fahrzeugdetektoranordnung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Nach- worden ist (deutsche Patentschrift 1 233 959), jedoch

weisen des Vorhandenseins von Fahrzeugen auf den ist Gegenstand dieses Patentes die Verstärkung des

Fahrbahnen von Straßen, Eisenbahngleisen od. dgl. Ansprecheffektes auf ein zu registrierendes Objekt

unter Verwendung eines Oszillators, der eine induk- bei Erreichen einer gewissen Frequenzverschiebung,

tive Schleife umfaßt, die in der Nähe oder unter 5 Es wird mit einem Kippeffekt gearbeitet. Demgegen-

einer Fahrbahn od. dgl. so angebracht ist, daß ein über ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung die

sich der Schleife näherndes Fahrzeug eine Änderung Verwendung einer doppelten Zeitkonstante bei der

des Induktivwertes der Schleife bewirkt, wodurch Frequenzregelung,

die Frequenz des Schleifenoszillators geändert wird. Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeug-

Die Verwendung induktiver Schleifen in einem io detektoranordnung, die einen Oszillator mit einer Oszillatorkreis ist bei Suchgeräten verschiedenster induktiven Schleife und einen zweiten Oszillator auf-Art, wie zur Erforschung von Erzlagerstätten, zum weist, die beide auf einen Mischkreis gekoppelt sind, Minensuchen, zum Aufsuchen metallischer Fremd- der ein Differenzfrequenzsignal erzeugt, das einem körper usw. allgemein bekannt. Es können hierbei Diskriminator-und Gleichrichterkreis zugeführt wird, verschiedene Auswirkungen der Beeinflussung der 15 um ein Gleichstromsignal zu erzeugen, dessen Pegel Suchspule, wie Änderung der Dämpfung des der Differenzfrequenz entspricht; die ferner eine Schwingkreises, in dem die Spule liegt, oder des Schaltungsanordnung zur automatischen Frequenz-Gütefaktors oder der Frequenz des Oszillators als kontrolle aufweist, über die durch das Gleichstrom-Kriterium zur Auslösung einer Anzeige gewählt wer- signal die Frequenz des zweiten Oszillators zur den. Bei Auswertung der Änderung der Frequenz ao Stabilisierung der Gesamtanordnung gegen eine Oszildes Oszillators als Anzeigekriterium ist es weiterhin latorfrequenzverschiebung gesteuert wird,
bekannt, mit der Schwebungsfrequenzmethode zu Die Erfindung besteht darin, daß die Schaltungsarbeiten, da hierdurch die Empfindlichkeit des Ge- anordnung zur automatischen Frequenzkontrolle eine rätes ganz wesentlich gesteigert werden kann. Charakteristik mit doppelter Zeitkonstante besitzt,

Ein bei all diesen auf Frequenzänderungen anspre- «5 derzufolge eine schnelle Kompensation bei Signalchenden Geräten auftretendes Problem ist die pegeländerungen in der einen Richtung und eine Konstanthaltung der Frequenz gegenüber äußeren langsame, langdauernde Kompensation bei Signal-Einflüssen, die zu einer ungewollten Oszillatorfre- pegeländerungen in der anderen Richtung erfolgt,
querverschiebung führen. Speziell bei Fahrzeug- Beim Aufbau der Anordnung gemäß der Erfindung detektoranordnungen weist der Schleifenoszillator 30 ist es zweckmäßig, zur Verstärkung des aus der eine natürliche Auswanderungscharakteristik deswe- Frequenzdifferenz gewonnenen Gleichstromsignals gen auf, weil die Schleife normalerweise in die einen Hilfswechselstrom zu benutzen, der mit dem Straßendecke eingebettet und daher Änderungen der Gleichstromsignal moduliert und nach Verstärkung Umgebungsbedingungen ausgesetzt ist, die auf Ver- wieder demoduliert wird. Auch kann es in manchen änderungen der Wetterlage zurückzuführen sind. Der 35 Fällen vorteilhaft sein, den Gleichstromsignalen Feuchtigkeitsgehalt des Bodens kann zwischen trok- Impulsform zu geben. Die nachfolgende Beschreikenen Wetterperioden und Regen- oder Schneeperi- bung eines Ausführungsbeispiels, das an Hand der öden erheblich variieren, und außerdem ist der Zeichnungen das Wesen der Erfindung näher erläu-Oszillator ebenso wie die Schleife erheblichen Tem- tert, zeigt auch für diese Ausgestaltung geeignete peraturänderungen ausgesetzt. Die Auswanderung 40 Schaltungsmaßnahmen.

des Schleifenoszillators als Folge von Änderungen Für die echten Unteransprüche 2 bis 5 wird Patentder Umgebungsbedingungen führt zu erheblichen schutz nur in Verbindung mit dem Anspruch 1 beSchwierigkeiten und bildet die Hauptursache für ein gehrt.

fehlerhaftes Arbeiten solcher Fahrzeugdetektor- Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines erfindungs-

systeme. 45 gemäßen Fahrzeugdetektors;

Eine Fahrzeugdetektoranordnung, die diese Ver- Fig. 2 zeigt weitere Einzelheiten des Fahrzeughältnisse berücksichtigt, ist in der USA.-Patentschrift detektors nach F i g. 1.

2 917 732 beschrieben. Bei diesem System wird ein Gemäß F i g. 1 umfaßt die bevorzugte Ausbil-

Schleifenoszillator verwendet, dem eine Servoeinrich- dungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugdetektor-

tung mit einer langen Zeitkonstante zugeordnet ist, 5° systems einen ersten Oszillator 11 mit einer Schleife

um die Auswanderung des Oszillators zu korrigie- 12, welch letztere die Frequenz des Oszillators be-

ren. Auf diese Weise werden allmähliche Änderun- stimmt, sowie einen spannungsgeregelten Oszillator

gen der Umgebungsbedingungen, die auf Änderungen 13, wobei beide Oszillatoren an eine Misch- und

der Wetterlage zurückzuführen sind, kompensiert. Demodulationsstufe 14 angeschlossen sind. Das

Andererseits führen plötzliche Änderungen der Oszil- 55 durch die Mischstufe 14 erzeugte Signal hat eine

latorfrequenz, die durch das Eintreffen eines Fahr- Frequenz, die gleich dem Unterschied zwischen den

zeugs hervorgerufen werden, zur Durchführung eines Frequenzen der Oszillatoren 11 und 13 ist. Dieses

Schaltvorgangs. Zwar ermöglicht eine Servoeinrich- Differenzfrequenzsignal wird durch eine Schaltung 15

tung mit langer Zeitkonstante eine Korrektur einer verstärkt. Der Verstärker 15 hat gegenüber der Fre-

allmählichen Auswanderung des Oszillators, doch ist 60 quenz des ihm zugeführten Signals eine nichtlineare

es als unzweckmäßig zu betrachten, daß bei einem Charakteristik, und zwar derart, daß niederfrequente

solchen System mechanische Elemente oder beweg- Signale mit einer größeren Amplitude durchgelassen

liehe Teile verwendet werden. werden als Signale von höherer Frequenz. Eine

Bei der Anordnung nach der Erfindung wird von Gleichrichterstufe 16 erzeugt eine Gleichspannung, dem bekannten Differenz- oder Schwebungsfrequenz- 65 die der Amplitude des von dem Verstärker 15 durchverfahren Gebrauch gemacht. Es sei darauf hinge- gelassenen Signals entspricht. Einem Diodenschalter wiesen, daß eine nach diesem Verfahren arbeitende bzw. einem Gatter 17 wird ein Signal von einem drit-Fahrzeugdetektoranordnung bereits vorgeschlagen ten Oszillator 18 aus zugeführt, und die Stufe 17 läßt

dieses Signal in Abhängigkeit vom Pegel des Signals des Gleichrichters 16 durch. Einem weiteren Verstärker 19 wird das 180-kHz-Signal von dem Diodenschalter 17 aus zugeführt, woraufhin der Verstärker

19 ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Amplitude dem Pegel des vom Gleichrichter 16 abgegebenen Gleichstroms entspricht. Ein weiterer Gleichrichter

20 erzeugt eine negative Spannung, die der Amplitude des 180-kHz-Signals entspricht, und dieses Signal wird über ein automatisches Frequenzregelnetzwerk 21 weitergeleitet, um den mit variabler Frequenz arbeitenden Oszillator 13 zu steuern. Der Diodenschalter 17, der Wechselstromverstärker 19 und der Gleichrichter 20 bewirken eine Verstärkung des dem Gleichrichter 16 entnommenen Gleich-Stromsignals. Einem weiteren Gleichrichter 22 wird das 180-kHz-Signal aus dem Verstärker 19 zugeführt, so daß der Gleichrichter 22 dieses Signal in eine positive Spannung verwandelt. Ein zweiter Diodenschalter 23 läßt das 180-kHz-Signal zu einem weiteren Wechselstromverstärker 24 gelangen, der sein Ausgangssignal einem weiteren Gleichrichter 25 zuführt. Wiederum bewirken der Diodenschalter, der Verstärker und der Gleichrichter eine Verstärkung der dem Gleichrichter 22 entnommenen Gleichspannung. Das gleichgerichtete Ausgangssignal aus der Stufe 25 kann einem Verbraucher zugeführt werden, z. B. einem Relais 26, mittels dessen die gewünschten Schaltvorgänge durchgeführt werden, um z. B. Verkehrssignale od. dgl. zu betätigen.

Aus dem in Fig. 2 wiedergegebenen vollständigeren Schaltbild ist ersichtlich, daß ein erster Transistor 30 über einen Kondensator 31 angeschlossen ist, um das Signal des Schleifenoszillators 11 aufzunehmen; über einen weiteren Kondensator 32 ist der Transistor 30 so angekoppelt, daß ihm das Signal des spannungsgeregelten Oszillators 13 zugeführt wird. Das Signal eines der Oszillatoren wird der Basis des Transistors 30 zugeführt, während das Signal des anderen Oszillators zum Emitter dieses Transistors gelangt. Ein Widerstand 33 dient dazu, den Emitter zu erden. Ein Belastungswiderstand 34 verbindet den Kollektor des Transistors 30 mit einer Klemme, an der eine positive Bezugsspannung liegt. Das am Kollektor des Transistors 30 erscheinende Signal umfaßt die beiden hochfrequenten Signale der Oszillatoren sowie Summen- und Differenzfrequenzen. Diese Signale werden durch einen Kondensator 35 einer mit Dioden arbeitenden Demodulationsschaltung zugeführt. Zwei Dioden 36 und 37 sind zu einem Spannungsverdoppler bzw. einer Demodulationsstufe zusammengeschaltet, und einem Kondensator 38 wird das niederfrequente Differenzsignal zusammen mit einer Gleichspannung zugeführt. Ein Widerstand 39 bildet einen Entladungsweg für den Kondensator 38. Der Kondensator 38 bildet zusammen mit einem induktiven Element 40 und einem zweiten Kondensator 41 einen Tiefpaßfilter, mittels dessen die hochfrequenten Signale weiter gedämpft werden. Somit hält das Filternetzwerk 38, 40, 41 die eine höhere Frequenz aufweisenden Signale der Oszillatoren 11 und 13 zurück, während das Differenzfrequenzsignal durchgelassen wird, dessen Frequenz normalerweise in der Größenordnung von 1000 Hz liegt. Dieser Filter bewirkt ferner eine Dämpfung, wenn die Frequenz der Differenzfrequenzsignale den Wert von 1000 Hz erheblich überschreitet. Gewöhnlich arbeitet der Schleifenoszillator mit einer Frequenz in der Größenordnung von 95 bis 100 kHz. Der spannungsgeregelte Oszillator 13 nimmt eine Frequenz an, die um etwa 1000 Hz niedriger ist als die Frequenz des Schleifenoszillators, so daß sich eine Differenzfrequenz von 1000 Hz ergibt.

Ein .RC-Netzwerk mit einem Widerstand 42 und einem Kondensator 43 läßt die Differenzfrequenzsignale zu einem zweiten Transistor 44 gelangen, der als Wechselspannungsverstärker arbeitet. Ein Spannungsteilernetzwerk mit zwei Widerständen 45 und 46 liefert eine Vorspannung für den Kollektor des Transistors 44. Der Emitter des Transistors 44 ist über einen Widerstand 47 geerdet, der durch einen Kondensator 48 überbrückt ist. Ein Belastungswiderstand 49 ist mit dem Kollektor des Transistors 44 verbunden und an eine Klemme angeschlossen, an der eine positive Bezugsspannung E liegt. Ein weiteres jRC-Netzwerk umfaßt einen Kondensator 50 und einen Widerstand 51 und dient dazu, die verstärkte Wechselspannung aus dem den Verstärker 15 bildenden Transistor 44 weiterzuleiten. Eine Zenerdiode 52 beschneidet das verstärkte Signal, so daß die Differenzfrequenz an dem Punkt 53 in F i g. 2 als Rechteckwelle erscheint. Ein Kondensator 54 hält die Signale von höherer Frequenz zurück, läßt jedoch die Differenzsignale von niedrigerer Frequenz durch, so daß sie zu der eine Spannungsverdoppelung bewirkenden Gleichrichterschaltung 16 gelangen. Diese Gleichrichterschaltung umfaßt eine erste Diode 55, die geerdet ist, und eine zweite Diode 56, die so geschaltet ist, daß sie einem Kondensator 57 ein gleichgerichtetes Signal zuführt. Die am Punkt 58 erscheinende gleichgerichtete Spannung ist umgekehrt proportional zu der der Mischstufe 14 entnommenen Differenzfrequenz. Somit schwingt der Schleifenoszillator 11 während des normalen Betriebs mit einer Frequenz, die um 1000 Hz höher ist als die Frequenz des spannungsgeregelten Oszillators 13, und zwar derart, daß die der Stufe 14 entnommene Differenzfrequenz, die von dem Verstärker 15 durchgelassen wird, bewirkt, daß am Punkt 58 eine Gleichspannung erscheint.

Zwei Dioden 60 und 61 bilden den Diodenschalter 17, über den ein Signal vom anderen Oszillator 18 zugeführt wird. Der Oszillator 18 erzeugt ein Signal, das in der Größenordnung von 180 kHz liegen kann. Diese Signalfrequenz braucht nicht mit einem besonders hohen Genauigkeitsgrad eingehalten zu werden, so daß man einen mit geringen Kosten herstellbaren Oszillator bekannter Art vorsehen kann, z. B. einen Oszillator der Bauart Hartley. Das 180-kHz-Signal wird der Verbindungsstelle 63 zwischen den Dioden 60 und 61 über Kondensatoren 64 und 65 und einen Widerstand 66 zugeführt. Wenn die Spannung am Punkt 58 gegenüber Erde negativ ist, sind die Dioden 60 und 61 abgeschaltet und verbleiben in dem Zustand, in welchem sie nicht leitfähig sind. Unter diesen Umständen wird das Signal aus dem Oszillator 62 über den Punkt 66 ohne wesentliche Dämpfung und über einen Kondensator 70 der Basis eines Transistors 71 zugeführt. Ist jedoch die Spannung am Punkt 58 gegenüber Erde positiv, werden die Dioden 60 und 61 leitfähig, so daß ein einen relativ geringen Widerstand aufweisender Leitungsweg vom Punkt 63 zur Erde verläuft. In diesem Falle wird das Signal des Oszillators 62 durch den Widerstand 66 gedämpft, und es wird am Punkt 63 zur

Gleichspannung aus dem Gleichrichter 22 liegt, und einem Punkt angeordnet sind, dem eine Vorspannung zugeführt wird, welche einem Spannungsteiler-Widerstands-Netzwerk entnommen wird; dieses Netz-5 werk umfaßt die Widerstände 100 und 101; alternativ kann die Vorspannung durch die Ladung eines Kondensators 102 bestimmt werden, die von einem normalerweise geschlossenen Schalter 103 durchgelassen wird. Das Signal des Oszillators 18 wird über den

Erde abgeleitet, so daß dieses Signal die Basis des
Transistors 71 nicht erreicht. Der Transistor 71 bildet zusammen mit einem Emitterfolgetransistor 72
den Verstärker 19 nach Fig. 1. Die Basis des Transistors 71 ist über einen Widerstand 73 an eine
Klemme angeschlossen, an der eine positive Bezugsspannung E liegt. Der Emitter ist über einen Widerstand 74 geerdet, und der Kollektor ist über den
Belastungswiderstand 75 mit der Klemme für die
positive Bezugsspannung verbunden. Das 180-kHz- io Kondensator 64, einen Widerstand 104 und einen Signal wird vom Kollektor des Transistors 71 aus der Kondensator 105 fortgeleitet, um die Dioden 97 und Basis eines Transistors 72 über einen Kondensator 76 98 im abgeschalteten Zustand zu halten. Wenn die zugeführt. Der Kollektor des Emitterfolgetransistors Spannung am Punkt 99 im Vergleich zur Spannung 72 ist direkt mit der Klemme für die positive Be- am Punkt 106 bewirkt, daß die Dioden leitfähig werzugsspannung E verbunden, und der Emitter ist über 15 den, wird das Signal des Oszillators 18 durch den einen Belastungswiderstand 77 geerdet. Das am Widerstand 104 gedämpft und über die Dioden 97 Punkt 78 erscheinende Signal, das dem Emitter des und 98 zur Erde abgeleitet.

Transistors 72 entnommen wird, ist das 180-kHz- Die Transistoren 107 und 108 bilden den Verstär-

Signal des Oszillators 18, das durch den Diodenschal- ker24 nach Fig. 1. Der Kollektor des Transistors ter 17 selektiv gedämpft und durch den Verstärker ao 107 ist direkt mit der Klemme für die positive Be-19 verstärkt worden ist. Somit entspricht die Am- zugsspannung verbunden, während der Basis dieses plitude des am Punkt 78 erscheinenden Signals von Transistors das Signal von 18OkHz über den Kon-18OkHz der durch die Mischstufe 14 erzeugten Dif- densatorlOS zugeführt wird. Die Basis wird durch ferenzfrequenz. ein Spannungsteilernetzwerk mit Widerständen 109

Vom Punkt 78 aus wird das Signal über einen 35 und 110 vorgespannt. Die Basis des Transistors 108 Kondensator 79 weitergeleitet, um dann mit Hilfe ist direkt mit dem Emitter des Transistors 107 vereiner Spannungsverdoppelungsschaltung mit zwei bunden, so daß sich eine Verstärkerschaltung nach Dioden 80 und 81 gleichgerichtet zu werden. Die Darlington ergibt. Der Emitter des Transistors 108 Dioden 80 und 81 sind so gepolt, daß ein Konden- ist über einen Widerstand 111 geerdet, der durch sator 82 derart aufgeladen wird, daß ein negatives 30 einen Kondensator 112 überbrückt ist. Der Kollektor Signal zur automatischen Frequenzregelung am Punkt ist über einen Widerstand 113 mit der Klemme für 83 erscheint, der mit der Basis eines zur automati- die positive Bezugsspannung verbunden. Ein Rückschen Frequenzregelung dienenden Transistors 84 kopplungsweg wird durch den Kondensator 114 geverbunden ist. Der Transistor 84 bildet ein Emitter- bildet, der zwischen dem Kollektor des Transistors folgeorgan, und sein Kollektor ist direkt mit der 35 108 und der Basis des Transistors 107 angeschlossen Klemme für die positive Bezugsspannung E verbun- ist. Das verstärkte Dämpfungssignal wird über einen den, während der Emitter über einen Widerstand 85 Kopplungskondensator 115 dem Gleichrichter 25 zuan eine Klemme angeschlossen ist, an der eine nega- geführt, der zwei Dioden 116 und 117 umfaßt. Das tive Bezugsspannung liegt. Ein Leitungsweg von rela- gleichgerichtete Signal wird in einem Kondensator tiv hohem Widerstand, der eine Diode 86 und einen 40 118 gespeichert. Ein Widerstand 119 bildet einen Widerstand 87 umfaßt, läßt die zur Frequenzregelung Ableitungsweg zum Entladen des Kondensators 118. dienende Spannung zu dem spannungsgeregelten Zwei weitere Transistoren 120 und 121 bewirken Oszillator 13 gelangen. Er dient dazu, ein Ausgangs- eine Leistungsverstärkung des Gleichstromsignals, signal zu erzeugen, dessen Frequenz durch die ihm damit ein Relais 26 betätigt werden kann. Eine Diode aufgedrückte Frequenzregelspannung bestimmt wird. 45 122 überbrückt die Wicklung dieses Relais, so daß Der Kondensator 82 speichert die Frequenzregel- ein Stromleitungsweg von dem induktiven Element spannung, welche durch die Dioden 80 und 81 er- aus vorhanden ist, wenn der Transistor 121 abschalzeugt wird, die den Gleichrichter 20 bilden. Dieser tet und nicht mehr leitfähig ist, um Stromstöße zu Kondensator bewirkt zusammen mit einem Wider- verhindern, durch die der Transistor beschädigt werstand 88 eine zeitliche Verzögerung in der automa- 5° den könnte. Das Relais 26 kann von beliebiger betisch arbeitenden Frequenzregelschleife. kannter Bauart sein und dazu dienen, bestimmte Das am Punkt 78 erscheinende Signal wird ferner Vorrichtungen zu betätigen, z. B. Verkehrssignale, über einen Kondensator 90 einer eine Spannungsver- Sperren, Fahrzeugzähler od. dgl. doppelung bewirkenden Gleichrichterschaltung mit Eine Diode 125 verbindet die Verzögerungsschalzwei Dioden 91 und 92 zugeführt. Ein Kondensator 55 rung 27 mit dem Gleichrichter 22, damit der Stufe 27 speichert die durch den Gleichrichter 22 erzeugte das in dem Kondensator 93 gespeicherte Signal zuge-Gleichspannung. Diese Gleichspannung wird an die führt werden kann. Ein Schalter 126 mit mehreren Basis eines Transistors 94 angelegt, der als Emitter- Schaltstellungen ermöglicht es, jeweils einen von folgetransistor geschaltet ist, wobei sein Kollektor mehreren i?C-Kreisen zu erden, die an die Diode 125 direkt mit der Klemme für die positive Bezugsspan- 60 angeschlossen sind. Gemäß F i g. 2 bildet der Schalnung verbunden ist, während sein Emitter über ein ter 126 eine Erdverbindung zu einem der i?C-Kreise, Potentiometer 95 geerdet ist. Das Potentiometer 95 der einen Kondensator 127 und einen Widerstand bildet ein Organ zum Regeln der Empfindlichkeit 128 umfaßt. Der Kondensator 127 sammelt somit oder des Gewinns, und eine diesem Potentiometer über die Diode 125 eine dem Gleichrichter 22 ententnommene Spannung wird in einem Kondensator 65 nommene Ladung.

gespeichert. Wenn sich ein Fahrzeug in das Feld der Schleife 12 Der zweite Diodenschalter 23 umfaßt zwei Dioden bewegt, erhöht sich die Frequenz des Schleifen- und 98, die zwischen dem Punkt 99, an dem die Oszillators um einen kleinen Betrag, und die Diffe-

renzfrequenz der Mischstufe 14 wird in einem erheblichen Ausmaß verändert. In einem solchen Falle nimmt die Spannung des Gleichrichters 22 ab, so daß die Diode 125 abschaltet. Der Kondensator 127 hält seine Ladung während einer 20 Minuten überschreitenden Zeitspanne fest, wobei sich diese Zeitspanne nach der Kapazität des Kondensators und dem Widerstand seines Entladungswegs richtet. Drei Transistoren 131, 132 und 133 bilden einen Darlington-Verstärker, mittels dessen die im Kondensator 127 gespeicherte Spannung über einen Widerstand 134 und den Schalter 103 abgegeben wird, um die Spannung an den Punkt 106 anzulegen. Der gesamte Widerstand hinter dem Darlington-Verstärker an der Basis des Transistors 131 ist im wesentlichen gleich dem Produkt der Verstärkungs- oder /^-Faktoren jedes der einzelnen Transistoren 131, 132, 133 und dem Widerstandswert eines an den Emitter des Transistors 133 angeschlossenen Widerstandes 135. Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Anordnung ao hatte der Widerstand 135 einen Widerstandswert von 150 000 Ohm, und der /?-Faktor jedes der Transistoren 131, 132, 133 betrug 100, so daß der Ableitungsweg zum Entladen des Kondensators 127 einen sehr hohen Wert aufweist.

Wie schon erwähnt, richtet sich die Spannung am Punkt 106 nach der Spannung, die an einem Kondensator 102 erscheint, und wenn der Schalter 103 geschlossen ist, nach einer ähnlichen Spannung, die in dem Kondensator 136 gespeichert ist. Diese Spannung wird durch die im Kondensator 127 gespeicherte Spannung bestimmt, die den Kondensatoren 102 und 136 über die drei Transistoren des Darlington-Verstärkers zugeführt wird. In diesem Falle hat das durch die Widerstände 100 und 101 gebildete Spannungsteilernetzwerk einen vernachlässigbar geringen Einfluß auf die Spannung am Punkt 106. Ist dagegen der Schalter 103 zu Abstimm- und Eichzwecken geöffnet worden, kann die Spannung des Darlington-Verstärkers nicht zu dem Punkt 106 gelangen, und unter diesen Umständen bestimmt das Spannungsteilernetzwerk 100, 101 die Spannung an diesem Punkt. Bei der bevorzugten Ausbildungsform hatte der Widerstand 100 einen Widerstandswert von 4,7 Megohm und der Widerstand 101 einen solchen von 3,9 Megohm.

Wie schon erwähnt, wird die Zeitkonstante zum Entladen des Kondensators 127 durch den Widerstand des Darlington-Verstärkers bestimmt. Der Widerstand 12$ kann einen kleineren Widerstandswert von z. B. 47 000 Ohm haben, und er bestimmt die Zeitkonstante der Ladegeschwindigkeit des Kondensators 127, wenn die Diode 125 leitfähig ist. Bei der bevorzugten Ausbildungsform hatte der Korjden-5 ^₁, sator 127 eine Kapazität von 5 Mikrofarad, und die Entladungszeitkonstante wurde durch Versuche ermittelt; sie überschritt 20 Minuten. Befindet sich der Schalter 126 in seiner mittleren Stellung, liegen ein Kondensator 140 und ein Widerstand 141 zwischen dem Punkt 130 und dem Erdungsanschluß. Der Kondensator 140 kann eine Kapazität in der Größenordnung von 0,33 Mikrofarad haben, und daher ist die Zeitkonstante erheblich kleiner als diejenige des den Kondensator 127 umfassenden ersten Zweiges. Wird die Diode 125 abgeschaltet, entlädt sich der Kondensator 140 im wesentlichen über den gleichen Weg wie der Kondensator 127, wobei der Entladungsweg die drei Transistoren des Darlington-Verstärkers umfaßt. Der kleinere Widerstand 141 bestimmt die Ladegeschwindigkeit des Kondensators 140, doch hat er nur einen vernachlässigbaren Einfluß auf die Entladungsgeschwindigkeit. Soll die Einrichtung nach dem Impulsverfahren betrieben werden, bringt man den Schalter 126 in eine solche Stellung, daß der Kondensator 142 und der Widerstand 143 zwischen dem Punkt 130 und Erde liegen. In diesem Falle wird der Entladungsweg für den Kondensator 142 durch den Widerstand 143 gebildet, so daß die zum Entladen benötigte Zeit einen Bruchteil einer Sekunde betragen kann. Der Fahrzeugdetektor kann auf den Betrieb nach dem Impulsverfahren umgeschaltet werden, wenn nur die sich über eine Fahrbahn bewegenden Fahrzeuge gezählt werden sollen; hierbei wird das Relais 26 beim Passieren jedes Fahrzeugs während einer kurzen Zeitspanne betätigt.

Wenn ein Fahrzeug in das Feld der Schleife 12 eintritt, nimmt die Frequenz des Schleifenoszillators zu, und wenn das Fahrzeug den Bereich der Schleife wieder verläßt, nimmt die Oszillatorfrequenz wieder ab und kehrt auf ihren normalen Wert zurück. Wird angenommen, daß ein Fahrzeug über der Schleife abgestellt worden ist, nachdem das System zunächst eingeschaltet wurde, oder daß ein Fahrzeug so lange über der Schleife verbleibt, daß sich der Kondensator 127 bzw. I40 entladen hat, könnte die Einrichtung zur automatischen Frequenzregelung das System wieder in den abgeglichenen Zustand bringen, ohne daß das Vorhandensein eines Fahrzeugs angezeigt wird, obwohl sich ein Fahrzeug über der Schleife befindet. Wenn das Fahrzeug das Feld der Schleife verläßt, nimmt die Frequenz des Schleifenoszillators ab, so daß die. Differenzfrequenz auf einen Wert gebracht wird, der unter dem normalen Wert von 1000 Hz liegt. Unter diesen Umständen ist die Diode 125 leitfähig, und der Kondensator 127 wird mit einer durch den Widerstand 128 bestimmten Geschwindigkeit aufgeladen. Die Frequenzregelschaltung folgt der Abnahme der Frequenz des Schleifenoszillators ohne wesentliche Verzögerung, und das System kann sofort wieder in der normalen Weise arbeiten, sobald das Fahrzeug den Bereich der Schleife verläßt. ,

Es hat sich gezeigt, daß die automatische Frequenzregelschaltung am wirksamsten ist, wenn der spannungsgeregelte Oszillator 13 die Auswanderung des Schleifenoszillators nicht vollständig kompensiert. Wenn ein Fahrzeug in das Feld der Schleife eintritt, bewirkt somit der spannungs^eregelte Oszillator eine Korrektur innerhalb einer relativ kurzen Zeit, doch bringt diese Korrektur die Differenzfrequenz nicht vollständig^ auf den normalen Wert von 1000 Hz. In der Zwischenzeit bewirkt die Verzögerungsschaltung 27, daß das Relais 26 in einem solchen Zustand gehalten wird, daß der gewünschte Schaltvorgang durchgeführt oder eine Fahrzeugzählung bewirkt wird.

Der Widerstand 128 und der ihm entsprechende Widerstand 141 bewirken eine geringfügige Verzögerung beim Aufladen des Kondensators 127 bzw. des Kondensators 140. Dies gewährleistet eine schnelle Rückkehr zum normalen Betrieb, nachdem das Fahrzeugdetektorsystem infolge eines Fehlers, z. B. wegen einer Unterbrechung der Stromversorgung außer Betrieb gesetzt wurde. Nach der Rückkehr zum normalen Betrieb wird dem Kondensator 27, der eine

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Ladung in Abhängigkeit von der automatischen Frequenzregelschaltung aufrechterhält, aufgeladen, bevor dem Kondensator 127 oder 140 eine entsprechende normale Ladung zugeführt wird. Daher gewährleistet die mit doppelter Zeitkonstante arbeitende Verzögerungsschaltung 27, daß die Frequenzregelschaltung zuerst wirksam wird, bevor das Relais betätigt werden kann.

Bei neueren Fahrzeugdetektorsystemen wird der Schalter 126 derart abgeändert, daß die Kondensatoren 127 und 140 kurzgeschlossen und entladen werden, wenn sie nicht benutzt werden sollen. Diese Neuerung verhindert die Gefahr eines fehlerhaften Arbeitens beim Umstellen des Schalters 126; anderenfalls wäre es möglich, einem Kondensator versehentlich während eines ersten Versuchs eine große Ladung zuzuführen, dann den Schalter 126 umzustellen, während die Bedingungen geändert werden, und hierauf den Schalter in seine erste Stellung zurückzuführen, wobei der Kondensator 127 eine übermäßig so große Ladung enthält.

Wie schon erwähnt, ist der Schalter 103 zu Abstimm- und Eichzwecken vorgesehen. Dieser Schalter kann geöffnet werden, damit das System nach dem Einbau zunächst abgestimmt werden kann. Ist der Schalter 103 offen, wird die am Punkt 106 erscheinende Spannung durch das Spannungsteilernetzwerk mit den großen Widerständen 100 und 101 bestimmt. Somit wird an den Punkt 106 eine Standardspannung angelegt, und der spannungsgeregelte Oszillator kann mit der Hand angestimmt werden, bis die Spannung am Punkt 99 gegen die Standardspannung am Punkt 106 abgeglichen ist. Nach Beendigung des Abstimmvorgangs wird der Schalter 103 geschlossen, so daß das Netzwerk mit den großen Widerständen 100 und 101 die Spannung am Punkt 106 nicht mehr beeinflußt.

Claims (5)

Patentansprüche: 40

1. Fahrzeugdetektoranordnung, die einen Oszillator mit einer induktiven Schleife und einen weiteren Oszillator aufweist, die beide auf einen Mischkreis gekoppelt sind, der ein Differenzfrequenzsignal erzeugt, das einem Diskriminator- und Gleichrichterkreis zugeführt wird, um ein Gleichstromsignal zu erzeugen, dessen Pegel der Differenzfrequenz entspricht; die ferner eine Schaltungsanordnung zur automatischen Frequenzkontrolle aufweist, über die durch das Gleichstromsignal die Frequenz des zweiten Oszillators zur Stabilisierung der Gesamtanordnung gegen eine Oszillatorfrequenzverschiebung gesteuert wird, dadurchgekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung zur automatischen Frequenzkontrolle eine Charakteristik mit doppelter Zeitkontrolle besitzt, derzufolge eine schnelle Kompensation bei Signalpegeländerungen in der einen Richtung und eine langsame, lang dauernde Kompensation bei Signalpegeländerungen in der anderen Richtung erfolgt.

2. Fahrzeugdetektoranordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Verstärker für das die Schaltungsanordnung zur automatischen Frequenzkontrolle steuernde Gleichstromsignal, bestehend aus einer Diodenstufe (17) zur Amplitudenmodulation eines Hilfswechselstroms mit dem Gleichstromsignal, einer Verstärkerstufe (19) für den so modulierten Hilfswechselstrom und einer Demodulatorstufe (20 bzw. 22) für diesen Hilfswechselstrom zur Ableitung eines verstärkten Gleichstromsignals.

3. Fahrzeugdetektoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diodenstufe zwei Dioden (60, 61) enthält, die in Reihe an einen Verbindungspunkt (63) gelegt sind und von denen die eine an die zu verstärkende Gleichstromsignalspannung gekoppelt ist, die andere an eine Bezugsspannung, während der Hilfsstrom (18) an den Verbindungspunkt (63) zwischen den Dioden gekoppelt wird, wobei dieser Wechselstrom geschwächt wird, wenn der Gleichstromsignalpegel hoch genug ist, um die Dioden in den leitenden Zustand vorzuspannen, während er zum Verstärker durchgelassen wird, wenn der Gleichstromsignalpegel nicht ausreicht, um die Dioden in den leitenden Zustand vorzuspannen.

4. Fahrzeugdetektoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kapazität (82), die auf eine Gleichspannung aufgeladen wird, die dem Gleichstromsignalpegel entspricht, und ein Ausgangsrelais (26), das auf die Relativwerte zwischen dem von der Mischschaltung gewonnenen Gleichstromsignalpegel und der im Kondensator gespeicherten Gleichspannung anspricht.

5. Fahrzeugdetektoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalter (126) mit vielen Stellungen selektiv einen Widerstands-Kapazitäts-Entladeweg (142, 143) so freigibt, daß durch das System ein kurzzeitiger Impuls erzeugt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen