DE1755204A1

DE1755204A1 - Signaluebertragungssystem

Info

Publication number: DE1755204A1
Application number: DE19681755204
Authority: DE
Inventors: Miller Chauncey S
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1967-05-11
Filing date: 1968-04-11
Publication date: 1971-10-14
Also published as: SE338345B; GB1199352A; CH490218A; BE714339A; JPS5017727B1; FR1586657A; US3551889A

Description

DtpUng-KbusNeubecker Düsseldorf, den 10. April 1968

AmStraussenkreuz53,Tel./2245(i

WE 38,825
6811

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Signalübertragungssystem

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Signalübertragungssystem für die Übertragung von ßefehlssignalen mit Hilfe einer getasteten Schaltungsanordnung.

Beim Setrieb eines Zugsteuerungsystems mit Hilfe einer Fernsteuerungs anlage müssen die Zugsteuersignale von der Fernsteueranlage aus zu dem Zug übertragen werden. Dabei ist es insbesondere auch wünschenswert, mehr als nur einen einzigen Zug genau steuern zu können.

Zur Übertragung von Zugsteuersignalen sind bisher einfach durch Ein-Aus-Schaltung kodierte Signale verwendet worden. Die Anforderungen an die Sicherheit beim Betrieb eines Zuges erforderten jedoch eine gewisse Modulation des Signals, weil ein von einer Steuerstelle ausgehendes Signal für die Überwachung der Anwesenheit

1098U/CUÖ8

BAD ORIGINAL

des Zuges und dessen Steuerung mit einem konstanten Wert gegenüber bestimmten Störungen in der Signalübertragungsanlage nicht als störungsfrei angesehen werden kann. Tritt in der Anlage nämlich eine Störung auf, so kann es zur Entstehung eines Ausgangssignales mit einem konstanten Wert kommen, was dann so gewertet wird, als sei der weitere Betrieb des Zuges sicher, was tatsächlich gegebenenfalls jedoch nicht zutrifft. Daher wurde das auf die Anwesenheit des Zuges ansprechende Signal bisher durch Ein-Aus-Schaltung moduliert, um die Bewegung des Zuges zu steuern. Aber auch mit einer solchen Modulation ist ein störungsfreier Betrieb des Zuges nicht möglich, da Ein-Aus-Signale gelegentlich ebenfalls durch Störungen in der Anlage hervorgerufen werden können.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist daher die Schaffung eines Signalübertragungssystems, bei dem das Auftreten eines falschen Steuersignals praktisch unmöglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Signalübertragungssystem mit α einer Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Signals und eines sich von dem ersten Signal unterscheidenden zweiten Signals, wobei beide Signale eine vorgegebene Zeitdauer aufweisen, sowie mit einer Signalerfassungseinrichtung, die ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von den vereinigten, durch die Signalerfassungseinrichtung empfangenen Signalen abgeben kann, erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal eine erste Frequenz und das zweite Signal eine von der ersten Frequenz verschiedeile zweite Frequenz hat und daß eine Schaltungsanordnung vorgesehen ist,'

jM&fl 10 $842/CU 0 0 ^

BAD ORIGINAL

die den Phasenwinkel wenigstens jedes nachfolgenden Wiederholungssignals zu Beginn dieses Wiederholungssignals im Verhältnis zu dem Phasenwinkel am Ende des dem Wiederholungssignal vorangehenden Signals umkehrt.

Mit einem solchen System ist die Abgabe von Informationen in Form von kommafreien Steuerwörtern, möglich, die als Befehle zu dem Zug übertragen werden können. Mit Hilfe der von dem Zug raitgeführten Signalempfangsausrüstung kann die Befehlsinformation störungsfrei identifiziert werden, ohne daß dabei eine gesonderte Wortsynchro- φ nisierung erforderlich wäre. Wenn durch die von dem Zug mitgeführte Signalempfangseinrichtung nicht die richtige Befehls-Ausgangssignalfolge identifiziert wird, wird der programmierte Betrieb des Zuges beendet.

Die Steuerwörter werden in einer vorbestimmten Form gesendet und empfangen, um eine störungsfreie Arbeitsweise des gesteuerten Zuges zu gewährleisten. Dazu sind für die jeweiligen aufeinanderfolgenden Zeitintervalle in Übereinstimmung mit den gewünschten Steuer-Wörtern gewählte Signale einer ersten bzw. einer zweiten Frequenz vorgesehen, wobei diese Frequenzen vorzugsweise so gewählt sind, daß ihre Perioden während des Zeitintervalls ein ganzzahliges Vielfaches sind, und wobei jedes folgende Signal desselben Intervalls gegenüber dem vorangehenden Signal dieses Intervalls phasengekehrt ist. Der Empfänger kann eine zeitlich« Folge von Steuersignalen erzeugen, so daß ein gewünschter Ausgang in Abhängigkeit von dem gewünschten Zugbefehl entsprechend dem übertragenen

109842/EUOfj

Steuerwort erregt wird.

Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung werden nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 mehrere Kurven, wobei die Kurvenzüge A, B die Wellenformen für Signale nach dem Stand der Technik veranschaulichen, während die Kurvenzüge C-H Wellenformen von Signalen wiedergeben, wie sie in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden;

Fig. 2 schematisch ein Blockschaltbild eines zur Dekodierung des Kurvenzuges C der Fig. 1 geeigneten Empfängers;

Fig. 3 schematisch eine Schaltung eines Differenzverstärkers mit einer exklusiven ODER-Stufe, wie er im Rahmen der vorliegenden Erfindung benötigt wird;

Fig. 4 ein Blockschaltbild des Signalempfangers, das insbesondere _Ä eine zur Dekodierung des Befehlswortsignals verwendete

logische Torschaltung zeigt;

Fig. 5 eine Signal-Kodiereinrichtung mit einer Mehrzahl von ODER-Stufen sowie einem sechestufigen Ringzähler;

Fig. β eine Torschaltung zur Erzeugung eines typischen Befehlswortes mit Phasenverschiebungen von O bzw. 3 Bit; und

Fig. 7 allgemein eine Diodenmatrix zur Erzeugung aller sechs Verschiebungen des Befehlswortkodes. 10984270408

Im einzelnen sind in Fig. 1 die Kurvenzüge A, B zu erkennen, die allgemein Signal-Wellenformen für Datenübertragungssysteme entsprechen. Der Kurvenzug IA zeigt dabei eine zur Übertragung eines Signals dienende Wellenform nach dem Stand der Technik, bei der das Signal einfach durch Ein-Aus-Schaltung moduliert wird, so daß eine Ausgangs-Wellenform entsprechend dem Kurvenzug B erhalten werden kann, wenn das Signal einen geeigneten Gleichrichter passiert.

Das Signal gemäß der vorliegenden Erfindung stellt eine wesentliche Verbesserung gegenüber der Signalübertragung nach dem Stand der Technik dar und ist mit Fig. IC wiedergegeben. Es wird hier eine Frequenzverschiebungsmodulation eines Trägers vorgenommen, so daß durch eine Frequenz f- eine binäre EINS und durch eine zweite, unterschiedliche Frequenz f_ eine binäre NULL dargestellt wird. Diese Frequenzen können beispielsweise so gewählt sein, daß während eines Signalintervalls bzw. während einer Bit-Periode T eine ganze

Zahl Perioden auftritt und damit die Beziehung

N N

¹S γ

I₀ ¹I

besteht, worin N₀ und N- ganze Zahlen sind, f_Q und f- in (Hz) und T in (s) gemessen sind. Mit dieser Parameterwahl kann für beide

Frequenzen ein Signal erhalten werden, das zu Beginn jedes Signalintervalls T einen Phasenwinkel von entweder O oder 180° hat. Zusätzlich zu der Frequenzverschiebung entsprechend der Modulation mit der binären Information wird das Signal so moduliert, daß seine Phase bei Beginn jedes Signalintervalls T umgekehrt wird und somit die anfängliche Phasenlage des Signals bei Beginn folgender Signal-

109842/0408

BAD OPtIGiNAL

Intervalle sich um 180° unterscheidet, wenn eine Folge von EINS- oder NULL-Signalen übertragen wird. '

Das mit Fig. IC gezeigte Signal entspricht dem an einer entfernten Stelle, beispielsweise durch einen Empfänger, wie er mit Fig. 2 gezeigt ist und der dabei etwa von einem Eisenbahnzug'geführt sein' kann, empfangenen Befehlssignal. Dieses Signal, das zuvor demoduliert sein kann, wenn ein Träger höherer Frequenz Verwendung findet, wird einem Filter 10 des Empfängers zugeführt, um Rauschspannungen

Jk oder Interferenzen außerhalb der interessierenden Bandbreite liegender Frequenzen zu eliminieren. Das gefilterte Signal wird durch einen Begrenzer 12 geleitet, der ein Ausgangssignal konstanter Amplitude abgibt. Dieses Signal konstanter Amplitude, das dem Kurvenzug C entspricht, gelangt zu zwei parallelen Schmalbandfiltern 14 bzw. 16, die jeweils eine annähernd gleiche Bandbreite haben. Das Filter 14 weist eine Mittenfrequenz f- auf, während das andere Filter 16 eine Mittenfrequenz f_Q hat. Für ein Befehlswortsignal entsprechend dem Kurvenzug C liefert das Filter 14 mit der Mittenfrequenz fj ein Signal, das etwa dem Kurvenzug D der Fig. 1 ent-

w spricht, während das Filter 16 mit der Mittenfrequenz f_Q ein Ausgangssignal abgibt, das im wesentlichen dem Kurvenzug E der Fig. 1 entspricht. Da die Filter 14 und 16 gleiche Bandbreiten haben, ergeben sich für beide Kurvenzüge D bzw. E ähnlich geformte Hüllkurven. Der Kurvenzug D gelangt zu einem Hüllkurvengleichrichter 18, der ausgangsseitig dann ein Signal abgibt, das dem Kurvenzug F der Fig. 1 entspricht. In gleicher Weise speist das Ausgangssignal des Filters 16 einen Hüllkurvengleichrichter 20, der ein dem

10 9642/0408

Kurvenzug G der Fig. 1 entsprechendes Signal abgibt. Die beim Empfang aufeinanderfolgender EINS- oder NULL-Signale auftretenden Einschnürungen werden durch die Phasenumkehr des Signals hervorgerufen.

Die beiden den Kurvenzügen F bzw. G entsprechenden Signale speisen einen Differenzverstärker 22, der ein EINS-Ausgangssignal liefert, wenn das gleichgerichtete Signal von dem auf die Frequenz f- abgestimmten Filter 14 größer als das gleichgerichtete Signal des auf die Frequenz f„ abgestimmten Filters 16 ist. Bei umgekehrten Verhältnissen gibt der Differenzverstärker 22 ein NULL-Ausgangssignal ab. Da die Entscheidung, ob ein EINS- oder ein NULL-Signal geliefert wird, von den relativen Amplituden des gleichgerichteten Signals und nicht dem tatsächlichen Betrag abhängt, wird das richtige Signal mit maximaler Sicherheit erhalten. Da der Differenzverstärker 22 symmetrisch ist, stehen einander komplementär ergänzende Logikwerte für die Eingänge eines Schieberegisters 30 zur Verfügung.

Die Ausgänge der beiden Hüllkurvengleichrichter 18 und 20 sind außer zu dem Differenzverstärker 22 noch zu einer exklusiven ODER-Stufe geführt, die ein dem Kurvenzug H der Fig. 1 entsprechendes Steuersignal zur Betätigung des Schieberegisters liefert, das dem größeren der beiden von den Hüllkurvengleichrichtern 18 bzw. 20 abgegebenen Signale gemäß den Kurvenzügen F bzw. G folgt. Daher werden falsche Signale, die in Nähe der nicht ausgenutzten Frequenz auftreten, durch die Wirkung der exklusiven ODER-Stufe 24 unterdrückt. Die Wellenform des Ausgangesignals der exklusiven ODER-Stufe 24 ist periodisch und weist eine Komponente der Bit-Periode T auf,

109842/0408

BAD OWGfNAi.

so daß unabhängig von der Folge der EINS- bzw. NULL-Signale stets eine Frequenzkomponente mit der Frequenz f vorhanden 1st. Das Ausgangssignal der exklusiven ODER-Stufe gelangt durch ein Schmalbandfilter 26 mit der Mittenfrequenz f_g - ψ- . Ein dem Filter 26 nachgeschalteter Schmitt-trigger 28 formt das sinusförmige Ausgangesignal des Filters 26 in eine zur Speisung der Schiebeleitung des Schieberegisters 30 geeignete Rechteckwelle um. Nach Einleitung in das Schieberegister 30 liegt die Binärinformation in einer geeigneten Form für eine weitere Dekodierung oder Verarbeitung vor.

Die Verzögerung durch das Schmalbandfilter 26 und den Schmitt-Trigger 28 kann so eingestellt werden, daß die NULL- bzw. EINS-Anzeige des Differenzverstärkers 22 zu einem optimalen Zeitpunkt des Signal-Intervalls T in das Schieberegister des Signalintervalle T in das Schieberegister 30 eingespeist wird, wenn die Differenz zwischen den Auegangssignalen der Hüllkurvengleichrichter 18, 20 ein Maximum ist.

Ein Vorteil der mit den Fig. 1 und 2 veranschaulichten Signalübertragung besteht darin, daß - da die Bandfilter für jedes Bit des beschriebenen Signals etwa einem angepaßten Filter entsprechen -der Empfänger infolge der Aussiebung der Rauschspannung sowie aller nicht die richtige Charakteristik'aufweisenden Signale ein nahezu optimales Verhalten aufweist. Wegen des Amplitudenbegrenzers und weil die Bestimmung, ob ein EINS- oder NULL-Signal zugeführt wurde, auf Grund der relativen Amplituden der Ausgangssignale der beiden Bandfilter 14 und 16 erfolgt, wird das Übertragungssystem durch

109842/0408.

^iCiA BAD OWGlNAL

Schwankungen der Signalamplitude nicht beeinflußt und erfordert daher auch keine Anpassung, unabhängig von der Stärke der Eingangssignale oder dem Geräuschspannungsabstand. Der Differenzverstärker und die exklusive ODER-Stufe können aus Gründen der Einfachheit und Wirtschaftlichkeit zu einer einzigen Schaltung zusammengefaßt sein, wie das mit Fig. 3 dargestellt ist.

Wegen der durch die Filter der erfindungsgemäßen Anordnung gegebenen Ansprechverzögerungen haben zufällige kurzzeitige Unterbrechungen des Signals, wie sie im Eisenbahnbetrieb allgemein auftreten können, auf eine einwandfreie Funktion des Systems nach der Erfindung keinen nachteiligen oder schädlichen Einfluß. Sollte eine Unterbrechung dagegen längere Zeit andauern, so klingen die Signale der Schaltung nach einer gewissen Zeit ab und zeigen damit eine größere Störung an. Die Verzögerung, wie sie in ähnlicher Weise bei der anfänglichen Inbetriebnahme des Systems auftritt, wirkt sich für den fortlaufenden Betrieb ebenfalls nicht nachteilig aus.

Wie mit dem Kurvenzug C der Fig. 1 gezeigt, wird das Ausgangssignal des Senders durch eine Folge binärer EINS- bzw. NULL-Signale moduliert, wobei die Kodierung beispielsweise so getroffen sein kann, daß neun den gewünschten neun Befehlen entsprechende eindeutige Kodes zur Verfügung stehen, die am Zuganfang ohne die Notwendigkeit einer Wortsynchronisierung demoduliert werden können. Zur Erläuterung seien die nachstehenden neun kommafreien, aus einem 6-bit-Kode erhältlichen Wörter betrachtet, denen neun verschiedene Geschwindigkeiten zugeordnet sind.

1098Λ2/0Α08

BAD ORIGINAL

101111 - 128 km/h (80 mph)

100111 - 112 km/h (70 mph)

101011 - 80 km/h (50 mph)

100011 - 54 km/h (34 mph)

100101 - 45 km/h (27 mph)

101Q01 - 30 km/h (18 mph)

101000 - 20 km/h (12 mph)

100001 - 10 km/h ( 6 mph)

100000 - O km/h ( O mph)

Wenn dem Zug der Befehl erteilt werden soli, sich mit einer Geschwindigkeit von 30 km/h fortzubewegen, so muß dementsprechend der Sender des Gleiskreises mit der folgenden Modulation beaufschlagt werden: .0 110100110100110 100 110 100110 10 0. (m)

Für eine Geschwindigkeit von 20 km/h muß die Modulation die Form

haben:

.10100010100010100010100010100 0. (n)

Für eine Geschwindigkeit von 0 km/h muß die Modulation die Form

haben:

.0 0100000100 00010000010000 0. (o)

Der verwendete Kode hat dabei die Eigenart, daß ein übergang von einer Geschwindigkeit zu einer anderen zu keinem Fehler, auch keinem vorübergehenden Fehler, führen kann, wie sich das aus der folgenden Darstellung eribt:

..0 1 101001 101001 101001 100101 10.. (p) 30 30 30

109842/0408

Um diese EINS- und NULL-Reihen zu dekodieren, ist der Zug mit neuin Torschaltungen ausgestattet, von denen die eine durch das 101111-Befehlssignal (128 km/h), eine weitere Torschaltung durch das Befehlssignal 100111 (112 km/h), eine dritte Schaltung durch das Befehlssignal 100011 (54 km/h) betätigt wird, und so fort. Für die vorstehend angegebene Impulsreihe (p) ergeben sich folgende Verhältnisse: 011010 - alle 9 Torschaltungen liefern

das Ausgangssignal NULL
110100 - alle Ausgangssignale NULL 101001 - die der Geschwindigkeit 30 km/h

zugeordnete Torschaltung spricht an, die anderen Torschaltungen liefern das Ausgangssignal NULL
010011 - alle Ausgangssignale NULL 100110 - alle Ausgangssignale NULL 001101 - alle Ausgangssignale NULL 011010 - alle Ausgangssignale NULL 110100 — alle Ausgangssignale NULL 101001 - die der Geschwindigkeit 30 km/h

zugeordnete Torschaltung spricht an, die anderen Torschaltungen liefern das Ausgangssignal NULL
010011 - alle Ausgangssignale NULL 100110 - alle Ausgangssignale NULL 001101 - alle Ausgangssignale NULL OllOlO - alle Ausgangssignale NULL 110100 - alle Ausgangssignale NULL

109842/0408

BAD ORIGINAL

101001 - die der Geschwindigkeit 30 km/h

zugeordnete Torschaltung spricht an, die anderen Torschaltungen liefern das Ausgangssignal NULL
010011 - alle Ausgangssignale NULL 100110 - alle Ausgangssignale NULL

001100 - alle Ausgangssignale NULL (Signalwechsel auf 45 km/h)

011001 - alle Ausgangssignale NULL 110010 - alle Ausgangssignale NULL 100101 - die der Geschwindigkeit 45 km/h

zugeordnete Torschaltung spricht an, die anderen Torschaltungen liefern das Ausgangssignal NULL
001011 - alle Ausgangssignale NULL 010110 - alle Ausgangssignale NULL 101100 - alle Ausgangssignale NULL 011001 - alle Ausgangssignale NULL 110010 - alle Ausgangssignale NULL 100101 - die der Geschwindigkeit 45 km/h

zugeordnete Torschaltung spricht an, die anderen Torschaltungen liefern das Ausgangssignal NULL
001011 - alle Ausgangssignale NULL ... etc.

109842/0408

Die Torschaltungen liefern somit entweder ein NULL-Ausgangssignal oder eine Impulsreihe mit einem Tastverhältnis 1:5. Der gewünschte Befehl wird somit durch die Torschaltungen definiert, die dieses erkennbare Ausgangssignal liefern. Ein Übergang des 3efehls von einer Geschwindigkeit zu einer anderen erzeugt keine falschen Zugausgangssteuersignale.

Das Ausgangssignal der angesprochenen Torschaltung, das eine erkennbare Keihe von Impulsen mit einer genau bestimmten Auftrittshäufigkeit ist, kann wechselspannungsgekoppelt und in geeigneter Weise gefiltert werden, so daß ein störungsfreier Betrieb für den Zug gewährleistet ist. Die Kriterien für die Störungsfreiheit stimmen mit Kriterien überein, wie sie seit langem als ausreichend für die vorliegende Art der Zugsignalübertragung angesehen werden.

Zur Erläuterung seien zwei dicht nebeneinander angeordnete Gleiskreise betrachtet, die mit mehreren Sendern unterschiedlicher Frequenz versehen sind, um die jeweiligen Gleisblöcke zu erregen, die mit zugeordneten, zur Bestimmung der Gleisbelegung dienenden Empfängern zusammenwirken. Dabei sei angenommen, daß die beiden Gleiskreise den folgenden, vorstehend aufgezeichneten 6-bit-Kode abstrahlen:

Kreis A.. 1010011010011010011 .. Kreis B.. llOlOOllOlOOllOlOOl ..

Der von einem Gleiskreis zu dem nächsten gelangende Zug dekodiert beide Signalfobigen jeweils als 30 km/h-Befehl. Der dem Gleiskreis A

109842/0408

SAD

zugeordnete Empfänger würde Jedoch einen falschen Kode anzeigen, wenn er durch eine Störung in der Anlage das zeitverschobene Signal des Kreises B empfinge. Eine Anzeige, daß das Gleis nicht belegt ist, wird nur gegeben, wenn der Empfänger für den zugeordneten Sender den identischen Träger empfängt, sowie durch bit-weise Übereinstimmung in der Modulation. Da bei jeder Frequenz drei verschiedene Trägerfrequenzen und sechs zeitlich verschobene Formen desselben kommafreien Kodes vorgesehen sein, können, stehen insgesamt 18 orthogonale Kanäle zur Verfügung. Das ermöglicht eine weite Trennung von Gleiskreisen mit identischen Trägern und identischer Modulation.

Das vorliegende Signalfernübertragungssystem ist zur Verwendung mit einer Gleiskreis-Schaltungsanordnung bestimmt, bei der eine Serienkodierung verwendet wird, um ein integriertes System zu erhalten, das sich sowohl für die Überwachung der Anwesenheit des Zuges als auch zu dessen Steuerung eignet. Die einzelnen Gleiskreise können in Abständen der vorgesehenen Blöcke kurzgeschlossen sein, wobei den Gleiskreisen an den Kurschlußstellen Tonfrequenzenergie zugeführt wird. Die Länge eines Blockes beträgt maximal etwa 600 - 700 m. Am vorderen Wagen des Zuges und den Kurzschlußstellen der Gleiskreise sind als Stromfühler dienende Antennen angebracht. Die zur Steuerung der Zuggeschwindigkeit dienenden Signale werden mit Hilfe der Frequenzverschiebungsmodulation von einem längs der Bahnstrecke aufgestellten und für jeden Block vorgesehenen Sender zu einem von dem Zug mitgeführten Empfänger übertragen, wobei die oben beschriebene, kommafreie Serienkodierung verwendet wird, um die Zugsteuersignale zu übermitteln und dabei die neun Geschwindigkeitsbefehle

109U2/0408

über die Gleiskreis-Übermittlungskanäle laufen zu lassen. Der Signalsender kann einen einfachen Verstärker sowie eine digitale Antriebsstufe aufweisen, der eine der Klasse D angehörende Gegentaktstufe nachgeschaltet ist, die einen Bandpaß speist. Dieser Bandpaß ist so ausgelegt, daß die ungeraden Oberwellen der Rechteckwelle auf einen Wert herabgesetzt werden, der den maßgeblichen Sicherheitsbestimmungen entspricht, um so eine Impedanzanpassung zu schaffen und für eine weitgehende Dämpfung des Induktionseffektes von unsymmetrischen Zugströmen von der Rahmenantenne aus zurück auf den Sender zu sorgen.

Wie mit Fig. 4 gezeigt, nimmt der auf dem Zug angebrachte Empfänger die Signale mittels zweier am Zuganfang befindlicher Antennen 40 und 42 auf. Die empfangenen Signale werden so addiert, daß die Rauschspannungen einander aufheben, während die gewünschten Befehlssignale einander addieren. Eine Begrenzerstufe 44 für Übergangssignale verringert den Anteil der Einschaltrauschspannung. Die Signale gelangen zu einem Signalfilter 46 mit sechs Kristallfiltern für die gewählten sechs Normalfrequenzen und erreicht anschließend eine Schwellwert- und Begrenzerstufe 48. Die für ein praktisches Ausführungsbeispiel gewählten Signalfrequenzen lagen bei 9,72 kHz, 8,64kHz, 7,776 kHz, 6,48 kHz, 5,76 kHz und 5,184 kHz, und diese Signale erscheinen am Ausgang der Stufe 48, sofern siegroß genug sind, um den Schwellwert der Stufe 48 zu übersteigen. In der Prakis erscheint jedoch nur das stärkste dieser Signale, was auf eine herkömmliche Frequenzmodulationseigenschaft zurückzuführen ist.

109842/CH08

BAD ORIGINAL

Das von der Stufe 48 abgegebene Signal wird in einem nichtlinearen Frequenzmodulations-Diskriminator 50 gleichgerichtet, der für Frequenzen von 9,72, 8,64 sowie 7,776 kHz eine positive und für Signalfrequenzen von 6,48, 5,76 sowie 5,184 kHz eine negative Ausgangsspannung abgibt.

Die Ausgangsspannung des Diskriminators 50 stellt den erforderlichen Serienkode dar und gelangt zu einem Schmitt-Trigger 52, um einen definierten Schwellwert zu erhalten, der es erforderlich macht, daß die Ausgangsspannung sich von einem positiven auf einen negativen Wert oder umgekehrt ändert, um den Schaltzustand des Schmitt-Triggers 52 zu ändern.

Der Ausgang des Diskriminators 50 ist außerdem an eine exklusive ODER-Stufe 54 angeschlossen, die die bit-Wert-Information herauszieht. Die bit-Wert-Impulse laufen durch ein 18 Hz-Filter 56 mit einer Bandbreite von 0,5 Hz, das eine geeignete Verzögerung hervorruft, und von dort zu einem weiteren Schmitt-Trigger 58. Die beiden Ausgangssignale stellen damit das serienkodierte Signal und die Schaltimpulse dar, die in gewünschter Weise gerade vor dem Bitwechsel auftreten.

Die Schaltimpulse und die Bit-Signale werden einem 6-bit-Schieberegister 60 zugeführt, dessen Ausgang an eine Gruppe von bis zu neun UND-Stufen angeschlossen ist, wobei jeweils eine dieser UND-Stufen für jeden gewünschten Geschwindigkeitsbefehl vorgesehen ist, mit dem der Zug beaufschlagt werden soll. Der Ausgang der adressierten

UND-Stufe liefert somit ei'9 Reihe von drei Impulsen je Sekunde mit

1 09642/0408

BAD

einem Tastverhältnis von 1:5, während die Ausgänge aller anderen UND-Stufen auf Null liegen. Diese Ausgangssignale werden über einzelne Bandpässe 62 zu einer störungsfreien exklusiven ODER-Stufe 64 geleitet. Eines und nur eines der Wörter muß jederzeit vorhanden sein, um ein von der exklusiven ODER-Stufe 64 gespeistes Nothaltrelais zu halten. Die gefilterten Signale stellen dann digitale Befehle dar, die für die Geschwindigkeitssteuerung des Zuges mit Hilfe der in Fig. 4 gezeigten Schaltung verwendet werden.

Die neun Geschwindigkeitsbefehle, die von den längs der Bahnlinie aufgestellten Sendern zu dem Zug gesandt werden, entsprechen Geschwindigkeitswerten von 128 km/h (80 mph), 112 km/h (70 mph), 80 km/h (5o mph), 54 km/h (34 mph), 45 km/h (27 mph), 30 km/h (18 mph), 20 km/h (12 mph), 10 km/h (6 mph) sowie 0 km/h (0 mph). Jeder dieser Steuerbefehle wird bei dem hier erläuterten Ausführungsbeispiel als 6-bit-Wort kodiert und mit einer Phasenverschiebung von 0-5 bits zu dem Zug übertragen. Die Kodierung erfolgt dabei mit Hilfe von ODER-Stufen, die an einen gemeinsamen sechsstufigen Ringzähler angeschlossen sind, wie das mit Fig. 5 gezeigt ist. Das Ausgangssignal eines Hauptoszillators 70 wird mittels eines Frequenzuntersetzers 72 auf eine Frequenz von 18 Hz herabgesetzt, die gleich-

den
zeitig'Multiplex-Wortwert darstellt. Jeder Bit-Impuls schaltet den Ringzähler eine Stufe in Vorwärtsrichtung weiter, so daß für diese bestimmte Bit-Zeit am Ausgang jeder UND-Stufe 74 in Abhängigkeit von deren jeweiligen Verbindungen ein Bit bzw. kein Bit erzeugt wird. Für maximal fünf Eingänge je Stufe sind zur Ausführung dieser Funktion insgesamt 54 ODER-Stufen erforderlich.

109842/0408

BAD ORIGINAL

Fig. 6 zeigt einen mit ÜND-Stufen zusammenarbeitenden Ringzähler für die Erzeugung des Kodes 101100 mit Phasenverschiebungen von 0 bzw. 3 bits. Mit Fig. 7 ist allgemein ein Ausführungsbeispiel einer Diodenmatrix für die Erzeugung von sechs Verschiebungsschritten für das Kodesignal 101100 wiedergegeben.

Patentansprüche:

109842/0408 BAD OHiGiNAL

Claims

Patentansprüche

1.1 Signalübertragungssystem mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Signals und eines sich von dem ersten Signal unterscheidenden zweiten Signals, wobei beide Signale eine vorgegebene Zeitdauer aufweisen, sowie mit einer Signalerfassungseinrichtung, die ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von den vereinigten, durch die Signalerfassungseinrichtung empfangenen Signalen abgeben kann, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal eine erste Frequenz (fj und das zweite Signal eine von der ersten Frequenz(fJ verschiedene zweite Frequenz (f_) hat und daß eine Schaltungsanordnung vorgesehen ist, die den Phasenwinkel wenigstens Jedes nachfolgenden Wiederholungssignals zu Beginn dieses Wiederholungssignals im Verhältnis zu dem Phasenwinkel am Ende des dem Wiederholungssignals vorausgehenden Signals umkehrt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerfassungseinrichtung ein erstes, auf die erste Frequenz(f^) ab- Jtt gestimmtes Filter (14), das beim Auftreten des ersten Signals ein erstes Steuersignal abgibt, sowie ein zweites, auf die zweite Frequenz (f-J abgestimmtes Filter (16) aufweist, das beim Auftreten des zweiten Signals ein zweites Steuersignal abgibt.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihm eine

auf die Steuersignale ansprechende Steueranordnung zur Ausführung

109842/0408

einer vorgegebenen Operation in Abhängigkeit von dem aufeinanderfolgenden Auftreten einer vorbestimmten Gruppe der ersteii und der zweiten Steuersignale zugeordnet ist.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung eine Speichereinrichtung für die Speicherung einer vorbestimmten Anzahl nachfolgend auftretender Steuersignale aufweist und daß die vorgegebene Operation ausgelöst wird, wenn die in der Speichereinrichtung gespeicherten Steuersignale eine vorbestimmte Kodeform haben.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung ein Signalregister für die Speicherung der aufeinanderfolgenden Kodeformen vorbestimmter Gruppen der ersten und zweiten Signale aufweist und daß das Signalregister bezüglich der gespeicherten Kodeformen durch das aufeinanderfolgende Auftreten der ersten und zweiten Signale veränderlich ist.

109842/0408