DE1774169A1

DE1774169A1 - System zum Abfragen einer Kennung

Info

Publication number: DE1774169A1
Application number: DE19681774169
Authority: DE
Inventors: Gareis Ronald Eric; Chausse Burnette Paul
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1967-05-05
Filing date: 1968-04-25
Publication date: 1971-12-16
Also published as: US3363247A; SE346090B; GB1218622A; FR1561785A

Description

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eigenes Zeichen: 5519 - Fs/Ja

General Electric Company, ochenectady, IT.7./V.3t.A- -ystem zum Abfragen einer Kennung

Die Erfindung betrifft ein oystem zum Abfragen einer Kennung mit einem jedem zu identifizierenden Gegenstand zugeordneten -,ignal-V/iedergabegerät, das eine Vielzahl ausgewählte piezoelektrische auf verschieden festgelegte Frequenzen ansprechende Elemente enthält.

Bei derartigen bekannten lientifizierungssystemen (US Patente

"Deutsche Anmeldung Gt 51 416 IXc"

5 169 242, 3 209 550, 3 209 351, 3. 210 7590 sind jedem einzel nen su identifizierenden Gegenstand piezoelektrische Elemente zugeordnet, die auf verschieden festgelegte Frequenzen ansprechen, so daß die Identifizierung mit Hilfe der dem Gegenstand zugeordneten piezoelektrischen Elemente erfolgen kann.

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Mit Hilfe einer Sendeantenne werden einen Frequenzbereich überstreichende Signale abgestrahlt, von denen die den Frequenzen der piezoelektrischen Elemente in dem zu identifizierenden Gegenstand entsprechenden Signale reflektiert und von einer Empfangsantenne empfangen werden. Die empfangenen Signale werden decodiert und damit die Identität des Gegenstandes festgestellt.

Eine bisher auftretende die Benutzung des Identifizierungssystems einschränkende Schwierigkeit besteht darin, daß die dem Gegenstand zugeordnete Identifizierungseinrichtung verhältnismäßig nahe bei den Sende- und Empfangsantennen angeordnet sein muß, um eine einwandfreie Identifizierung zu gewährleisten. Zu diesem Zweck sollte der Abstand ungefähr in der Größenordnung von 30 cm liegen. Obwohl dieser Abstand für bestimmte Anwendungsbereiche ausreichend und günstig ist, gibt es v/eitere Anwendungsgebiete, wie z.B. bei der Eisenbahn oder im Kraftfahrzeugverkehr, bei denen derfe artig kleine Abstände Schwierigkeiten verursachen. Beim Eisenbahnwagen können sich die Abstände durch die Abnutzung der Räder oder durch die Belastung ändern, wobei gerade durch die Änderung der Ladegewichte die Wagenhöhe um 15 bis 20 cm verschieden sein kann. Wenn man von einem Abstand von 30 cm ausgeht, sind somit änderungen zwischen 15 his 45 cm möglich. Bei über 45 cm hinausgehenden Abständen kann bereits durch Rauschen eine falsche Identifizierung verursacht werden. Da somit der Abstand kritisch ist, sind die Anwendungsgebiete

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BAD ORJGJNAL

für derartige Identifizierungssysteme begrenzt. Bei der Verwendung von derartigen Identifizierungssystemen unter Einhaltung der kleinen Abstände besteht außerdem die Gefahr, da. die Einrichtungen durch über die Fahrzeuge hinausstehende Gegenstände beschädigt werden.

Bei derartigen Identifizierungssystemen liegen die den piezoelektrischen Elementen zugeordneten Frequenzen normalerweise IO kHz auseinander. Jede Ansprechfrequenz stellt eine binare Ziffer dar, wobei das Vorhandensein eines piezoelektrxGchen Elementes eine binäre 1 und das NichtVorhandensein eines piezoelektrischen Elementes eine binäre 0 darstellt. Die Anzahl der verschiedenen binären Ziffern, die zur Identifizierung des Gegenstandes im oystem erforderlich ist, hängt von der Anzahl der zu identifizierenden Gegenstände ab, wobei umso mehr binäre Ctellen benötigt werden als Gegenstände zu identifizieren sind. Die Toleranzen der in einem solchen .-»ystem verwendeten piezoelektrischen Elemente können derart sein, dai: z.B. ein auf die Ansprechfrequenz 470 kHz abge- |

stimmtes piezoelektrisches Element tatsächlich in einem Freouenzbereich von 466 kHz bis 474 kHz anspricht.

Ein konstanter Einfluß, der berücksichtigt werden mui und häufig eine Fehlerquelle bei Identifizierungssystemen mit piezoelektrischen Elementen darstellt, ist das Geräusch. Es ist unmöglich, derartige Geräuschquellen zu eliminieren.

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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Identifizierungssystem für Gegenstände zu schaffen, das gegenüber bisher bekannten Systemen genauer und besser arbeitet.

Diese Aufgabe wird im wesentlichen gelöst durch Einrich-. tungen zum Abfragen des Jignal-Viedergabegerätes mit einem wobbelsignal, wobei zum Auslösen einer durch die bestimmte Frequenz identifizierte Kennung jedes piezoelektrische EIe- % ment für eine bestimmte Zeitdauer von dem Wobbeisignal beaufschlagt wird, Einrichtungen zum Erzeugen eines zweiten ■•,'obb el signals, das um eine bestimmte Frequenz von dem ersten V/obbelsignal verschieden ist und durch Einrichtungen zum Empfangen der frequenzidentifizierten Kennung und des zweiten V/obbelsignals, welche bei der Wiedergabe einer frequenzidentifizierten Kennung vom oignal-Viedergabegerät ein bestimmtes Differenzsignal erzeugen.

Bei einem nach den Merkmalen der Erfindung ausgeführten ™ System wird das einen bestimmten Frequenzbereich überstreichende oignal nur während derjenigen Zeit ausgesendet, während welcher ein piezoelektrisches Element in der Identifizierungseinrichtung auf eine Frequenz ansprechen kann. Nachdem das Wobbelsignal jede spezielle Frequenz angenommen hat, für welche ein piezoelektrisches Element mit einer vorgegebenen Ansprechfrequenz vorgesehen ist, wird es abgeschaltet. Fach der Erregung durch das abgestrahlte Wobbelsignal

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schwingt jedes erregte piezoelektrische Element weiter und klingt innerhalb '!.50 Mikrosekunden ab. Die der Ansprechfreauenz der einzelnen piezoelektrischen Elemente entsprechenden Signale werden von der Identifizierungseinrichtung während dem Abklingen reflektiert und zur Empfangsantenne hin abgestrahlt. Ein mit der Empfangsantenne verbundener Empfänger wird eingeschaltet, nachdem die Abrrtrahlung des Ab fr age signals beendet ist und empfängt die reflektierten signale der ausgewählten piezo- * elektrischen Elemente in der Identifizierungseinrichtung während der Abklingzeit.

■lüs wird ferner ein zweites '.-/obbelsignal erzeugt, das um eine bestimmte Frequenz gegenüber der abgestrahlten Frequenz verschieden ist. Das zweite V/obbe!signal und die reflektierten oignale werden einem Diskriminator zugeführt, der bei einem geeigneten Identifizierungssignal ein 3ignal einer bestimmten Frequenz erzeugt, welche die Differenz des zweiten ^T./obbelsignals und des reflektierten Signals f

darstellt. Das Differenzfrequenzsignal wird einer Detektorschaltung zugeführt, die feststellt, ob das Differenzsignal innerhalb vorgegebener Grenzen liegt und damit feststellt, ob es die richtige Frequenz aufweist.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt; es zeigen:

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Fig.1 ein Blockdiagramm eines Identifizierungssystems gemäß der Erfindung;

Fig.2 die Schaltung eines Diskriminators; Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Detektorschaltung;

Fig.4A bis 4J Jignale und ochwingungsformen an bestimmten Punkten des Identifizierungssystems;

Fig.5A bis 5H verschiedene Signale, wie sie bei der Überprüfung einer Kennung auftreten.

In Fig.1 ist ein ~ignal-'-/iedergabegerät 10 dargestellt, das an zu identifizierenden Gegenständen, z.B. einem Automobil oder einem Eisenbahnwaggon,angebracht werden kann. Jedes oignal-l/iedergabegerät 10 kann vier piezoelektrische Elemente aufweisen, die parallel zu einem Kondensator 12 mit einer Antenne 13 verbunden sind. Die piezoelektrischen Elemente sind derart ausgewählt, daß sie vier verschiedene Ansprechfrequenzen, wie in Fig.4 dargestellt, zwischen 4-50 und 480 kHz aufweisen. Bei dem dargestellten oignal-Wiedergabegerät 10 Ψ sind Jedoch nur zwei piezoelektrische Elemente 15 und 17 eingezeichnet.

Die piezoelektrischen Elemente können in Form kleiner Scheiben aus Bleizirkonat-Titanat oder Bariumtitanat hergestellt sein. Sie können auch aus einem anderen Material, das einen piezoelektrischen Effekt aufweist, hergestellt werden. Piezoelektrische Elemente aus Bleizirkonat-Titanat besitzen bezüglich der Resonanzfrequenz eine Toleranz von weniger als

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0,1% in einem Bereich von—40 C bis +48 G. Für die Resonanzfrequenz v/ird angenommen, da£ sie sich um nicht τη ehr als +p,:"^:-'/j in zehn Jahren ändert. Piezoelektrische Elemente aus Bleizirkonat-Titanat besitzen eine minimale Impedanz von ungefähr 15 Ohm bei Resonanz. Im Nichtresonanzfall steigt ihre Impedanz auf die Größenordnung von etwa 100 Ohm an.

Jedes .ügnal-./iedergabegerät 10 besitzt daher bei den Resonanzfrequenzen der piezoelektrischen Elemente, die an der JLntenne- 15 befestigt sind, eine niedere Impedanz und eine f hohe Impedanz bei allen übrigen Frequenzen. Das Signal-"iedergabegerät 10 kann zur Identifizierung des mit ihm verbundenen Gegenstandes binär codiert sein. Ferner besitzt jedes piezoelektrische Element einen hohen v-\^rert, so daß eine Schwingung nur langsam gedämpft xvird.

Sin /obbelgenerator und spannungsgesteuerter Oszillator erzeugt ein ügnal ,von ungefähr 480 bis 450 kHz (siehe Fig.''A), welches einem Mehrfachkoppler 21 zugeführt .wird. Der Mehrfachkoppler enthält vier piezoelektrische Elemente, welche auf 450 kHz, 460 kHz, 470 kHz und 480 kHz abgestimmt sind. Venn daher der Mehrfachkoppler 21 vom Oszillator 17 angesteuert wird, erzeugt dieser ein Signal zu einem bestimmten Zeitpunkt synchron mit der Srzeugung der entsprechenden Frequenz durch den Oszillator. Die vom Mehrfachkoppler bei 480 kHz, 470 kHz, 460 kHz und 450 kHz erzeugten Signale sind in Fig.4B dargestellt.

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Das Ausgangssignal des Oszillators 17 wird außerdem an einen Sender 23 angelegt, der das angelegte Signal abstrahlt.

Das .Signal vom Mehrfachkoppler 21 wird ferner einer Folgeschaltung 25 zugeführt, welche, wie in Fig.40 dargestellt, den Sender für 5OO Mikrosekunden beim Beginn der vier speziellen Frequenzen einschaltet. Zur selben Zeit ist der Empfänger 27 für 500 Mikrosekunden abgeschaltet. Am Ende ψ der 5OO Mikrosekunden wird das Signal von der Folgeschaltung 25, wie in Fig.4C dargestellt., umgekehrt, der Sonder 23 abgeschaltet und der Empfänder 27 eingeschaltet. Am Ende der 150 Mikrosekundenperiode wird der Empfänger wiederum abgeschaltet und der Sender 23 eingeschaltet.

In Fig.4-E wird das Ansprechen des Signal-v/ieder gabegerät es auf eine bestimmte Frequenz dargestellt, wenn ein piezoelektrisches Element mit den Ansprechfreguenzen 480 kHz und 460 kHz vorhanden ist. Es sei darauf hingewiesen, dal; nach dem Abschalten des Senders, wie in Fig.4D dargestellt, die ausgewählten piezoelektrischen Elemente in der Identifizierungseinrichtung weiterschwingen. Das Ansprechverhalten der ausgewählten piezoelektrischen Elemente entspricht dem eines exponential gedämpften sinusförmigen Signals, das abklingt und nach dem Abschalten des Senders 23 weiterschwingt. Der Empfänger 27 wird während dieser Periode, wie in Fig.4G dargestellt, angeschaltet, so dafr, wenn ein piezoelektrisches

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BADORiG^Hl

Element mit dieser bestimmten .Frequenz schwingt, der Empfänger 27 das reflektierte Ausgangssignal dieses piezoelektrischen Elementes empfängt.

Das Ausgangssignal vom Empfänger 27 wird über einen Verstärker 31 einem Diskriminator 32 zugeführt, an den außerdem das Ausgangssignal des Oszillators 19 angelegt wird, welcher ein '/obbelsignal von 15 kHz erzeugt, das phasenverschoben zu dem an den 'Jender 23 angelegten ..obbelsignal ist. Das Ausgangssignal des Diskriminators 32 wird dem Digitaldetektor ™ 33 zugeführt, dessen Ausgangssignal seinerseits an einen Zähler 34- angelegt wird. Das Aus gangs signal des Zählers 3^ wird einem Speicherregister 35 zugeführt.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Erfindung an Hand der Fig. 1 beschrieben. Das Signal-7iedergabegerät 10, das mit dem zu identifizierenden Gegenstand verbunden ist, besitzt zwei piezoelektrische Elemente .15 und 17, die mit dem Kondensator 12 parallel an die Antenne 13 angeschlossen sind. g Das piezoelektrische Element 15 weist eine Ansprechfrequenz von 450 kHz und das piezoelektrische Element 17 eine Ansprechfrequenz von 430 kHz auf. Um den Gegenstand entsprechend der codierten piezoelektrischen Elemente, die mit dem Signal-.Wiedergabegerät verbunden sind, zu identifizieren, wird das ^igrial-wiedergabegerät 10 an der Sendeantenne 29 una.Ämpfangenntenne 30 in j teilung gebracht.

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Zum Zwecke der Beschreibung sei angenommen, daß der Oszillator 17 und der fender 23 durch die Folgeschaltung 25 über einen .ichalter 36 eingeschaltet sind, so daß vom Oszillator 19 dem Sender 23 ein sich änderndes, bei ungefähr 487 kHz beginnendes Signal zugeführt wird. Dieses in Fig.4D dargestellte Signal wird von der Antenne 29 des ..enders abgestrahlt.

Der Empfänger 27 wird während dieser Zeit von einem negativen oignal von der FoIgeSchaltung über den schalter 36 abgeschaltet.

Da ein piezoelektrisches Element mit der Ansprechfrequenz 480 kHz vorhanden ist, wird ein Signal vom Signal-Wiedergabegerät mit etwa 480 kHz, wie in Fig.4E dargestellt, zurückgegeben.

Nach 500 Mikrosekunden wird der Sender 23 entsprechend Fig.4D abgeschaltet und der Empfänger 27 eingeschaltet, so daß der Empfänger das von dem piezoelektrischen Element des oignal-Wiedergabegerätes 10 reflektierte Signal mit 480 kHz empfängt. Das piezoelektrische Element schwingt mit 480 kHz weiter, jedoch nimmt das oignal in Form einer exponentiell gedämpften Sinusschwingung während der I50 Mikrosekunden dauernden Zeitspanne ab, in welcher der Sender 23 abgeschaltet und der Empfänger 27 eingeschaltet ist.

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BAD OBiGINAL

Das 480 kHz signal wird vom Empfänger 2? über den Verstärker JI dem Diskriminator 32 zugeführt, an welchen auch das Wobbeisignal des Oszillators 17, das um 15 kHs von der abgestrahlten v.^Tobbelfrequenz verschieden ist, angelegt wird. Die Differenzfrequenz von 15 kHz wird dem Digitaldetektor 33 zugeführt, der zwei verschiedene Funktionen ausübt. Zunächst liefert er ein Digitalsignal, das mit der Eingangsfrequenz ab- und anschaltet, vorausgesetzt, daß die Eingangsfrequenz im richtigen Frequenzbereich liegt. Außerdem gibt der Digitaldetektor ein .ichaltsignal nur dann ab, wenn das Eingangssig- ™ nal ein reines Wechselstromsignal ist, wodurch von außen einwirkende Geräuschsignale eliminiert v/erden. Das Eingangssignal muH eine Folge von einem positiven über Null zu einem negativen und wiederum über Null zu einem positiven ~pannungswert durchlaufen. Sine geeignete Folge für das Singangssignal ist in Fig.5A dargestellt, wogegen Fig.5B das entsprechende Aus gangs signal zeigt, '.enn dem Gignal ein Geräusch überlagert ist, entspricht das Eingangssignal nicht der richtigen opannungsfolge, da sich das Geräuschsignal (Fig.5C) g und das Eingangssignal (Fig.5A) überlagern und eine in Fig.5D dargestellte ochwingungsform ergeben. Diese ochwingungsform jedoch folgt nicht der richtigen opannungsfolge, so daß das Ausgangssignal des Digitaldetektors (Fig.5B) nicht mit der 15 kHz Folge schaltet und damit vom Zähler 34-als nicht korrekte Freauenz nicht verarbeitet wird.

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Das Geräusch, kann ferner einen zusätzlichen Impuls im Ausgang erzeugen, wenn die Geräuschimpulse kurz sind. Derartige kurze Geräuschimpulse sind in Fig.5^ dargestellt. Sobald ein derartiger Geräuschimpuls auftritt, nimmt das Eingangssignal am Digitaldetektor 33 das Aussehen gemäß Fig.^G an. Damit besitzt das Ausgangssignal des Digitaldetektors den in Fig.5H dargestellten zusätzlichen Impuls. Auch dieses Signal wird von dem Zähler 34- als zu hohe Frequenz nicht verarbeitet. Auch das Ge-)) rauschsignal allein kann kein richtiges Ausgangssignal verursachen, da das elektrische Geräusch eine Zufallsverteilung aufweist und aus vielen Frequenzkomponenten zusammengesetzt ist. Die Wahrscheinlichkeit, daß Geräuschimpulse auftreten, die bezüglich der Frequenz und Amplitude die richtigen Vierte aufweisen, ist sehr gering. Daher ist es auf Grund der ochwingungsform des Ausgangssignals vom Digitaldetektor für den Zähler 34- möglich, Eingangssignale nicht auszuwerten, die entweder mit Geräusch überlagert sind oder nur aus Geräuschsignalen bestehen. Durch wiederholtes /obbeln der entsprechenden Frequenz, während sich das ^ignal-V/iedergabegerät gegenüber den Antennen 29 und 30 in Position befindet, und durch das .Speichern aller einwandfreier Signale im Speicherregister wird erreicht, daß der gesamte Code des oignal-Wiedergabegerätes selbst beim Vorhandensein eines hohen Nebengeräusches gespeichert wird.

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Der Zähler eliminiert das Geräusch, indem die halben Perioden des Ausgangssignals am Digitaldetekfcor gemessen werden und die Anzahl der Halbperioden während der 150 Mikroeekunden mit eingeschaltetem Empfänger gezählt werden. Da die Toleranzen der piezoelektrischen Elemente eine änderung in der Empfangsfrequenz'am Diskriminatorausgang in einem Bereich von 12 bis 15 kHz verursachen, ändert sich auch die Zahl der gezählten Halbwellen bei verschiedenen Kristallen. Daher wird von dem Zähler ein bestimmter enger Bereich von gezählten Halbwellen als richtige Signale akzeptiert. Wenn die Anzahl der Zählungen außerhalb dieses Bereiches liegt, wird das empfangene Signal als Geräuschsignal nicht verarbeitet.

Die von dem Digitaldetektor übertragenen richtigen Signale werden vorübergehend im Speicherregister gespeichert und so lange nicht ausgelesen, solange entweder ein Signal des Signal-Wiedergabegerätes für mehr als eine Wobbelung aussetzt und damit anzeigt, daß das Signal-Wiedergabegerät nicht mehr vorhanden ist, oder eine bestimmte Anzahl von Wobbelungen stattgefunden haben.

Das Signal vom piezoelektrischen Element mit 480 kHz ist sodann reflektiert worden und wurde als korrektes Signal ermittelt.

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A*

Die Signale vom Empfänger 27 werden an die Klemmen 41, 43 ' einer Primärwicklung 45 gemäfs Fig.2 angelegt. Von der Primärwicklung 45 werden die Signale auf die Sekundärwicklung 47 und 49 induktiv übertragen, von denen die Sekundärwicklung 47 mit dem Kollektor des NPN-Transistors 51 und die oekundarwicklung 49 mit dem Kollektor des NPN-Transistors 53 verbunden ist.

Die Eingangsklemmen 55 und 57 sind mit einer Primärwicklung 59 eines Zerhackers verbunden, welcher ein I5 kHz •Signal erzeugt, das von dem abgestrahlten Eingangssignal der I7obbelfrequenz verschieden ist, welches an die Primärwicklung 55 und somit über die Primärwicklung 59 auf die Sekundärwicklungen 61 und 63 übertragen wird. Die Sekundärwicklung 61 ist über einen '.-/iderstand 65 mit der Basis des NPN-Transistors 51 und über den Widerstand 67 mit der Basis des NPN-Transistors 69 verbunden. Die Sekundärwicklung 63 ist über den Widerstand 71 mit der Basis des Transistors 53 und über den Widerstand 73 mit der Basis des Transistors 75 verbunden. Die Kollektoren der Transistoren 69 und 75 sind miteinander im Punkt 77 verbunden und liegen über ein Filter 79 an dem Summierungspunkt 81, der seinerseits wiederum mit den Basen der Transistoren 83 und 85 verbunden ist. Der Verbindungspunkt 87 der Sekundärwicklungen 47 und 49 liegt am Punkt 89, der seinerseits wiederum mit dem Emitter des NPN-Transistors 83 und dem Emitter des PNP-Transistors 85 verbunden ist. Ein Punkt 91 zwischen dem Filter 79 und dem

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Punkt 81 ist über einen Kondensator 93 mit der die Punkte 87 und 89 verbindenden Leitung verbunden und liegt außerdem über den Jiderstand 95 am Kollektor des NPN-Transistors 97· Die Basis des Transistors 97 ist über einen Widerstand 99 mit der +12 Volt Leitung verbunden und über Dioden 101 und 103 an die Klemme 105 angeschlossen, die ihrerseits mit der Austastschaltung verbunden ist, welche die vorliegende schaltung abschaltet, wenn der Jender eingeschaltet ist. Der Verbindungspunkt 107 der Leitung zwischen den Punkten 87 und· 89 ist über den Widerstand 109 mit der +12 Volt Leitung und über die Parallelschaltung des Widerstandes 111 und Kondensators 113 mit der 0 Volt Leitung II5 verbunden.

Der Kollektor des Transistors 83 steht über den Widerstand 117 mit der Basis des PHP-Transistors 119 und über den Widerstand 121 mit der +12 Volt leitung 123 in Verbindung, während der Kollektor des PNP-Transistors 85 über den Widerstand "■25 mit der Basis des NPN-Transistors 127 und über den Widerstand 129 mit der 0 Volt leitung ^ΛΛ^ in Verbindung steht. Der ί Kollektor des PNP-Transistors 85 ist ferner über den'Widerstand 131 mit der Anodenseite der Diode 133 verbunden, deren Kathodenseite an der Klemme 135 liegt. Die Kathode der Diode

33 ist ferner mit der Kathode der Diode 137 verbunden, deren Anodenseite über den Widerstand 139 mit dem Kollektor des PNP-Transistors 119 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 119 steht ferner über den Widerstand 141 mit der Basis des NPH-Transistors 143 und über den Widerstand 14-5

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_BAD

mit der O Volt Leitung 115 in Verbindung. Der Kollektor des Transistors 127 ist über den Widerstand 147 und den Widerstand 14-1 mit dem Kollektor des Transistors 119 verbunden. Der Kollektor des Transistors 85 ist ebenfalls über den Widerstand 125 und den Widerstand 151 mit dem , Kollektor des Transistors 143 verbunden. Der Kollektor des Transistors 127 steht direkt mit der Ausgangsklemme ""53 in Verbindung und der Kollektor des Transistors 143 liegt an der Ausgangsklemme 155· Der Kollektor des Transis tor s 127 ist auch, über den v/i der st and 157 mit' der 12 Volt Leitung 123 verbunden, an der auch der Kollektor des Transistors 143 über den Widerstand 159 liegt.

Dar gemeinsame Verbindungspunkt der Sekundärwicklungen 47 und 49 liegt an einer automatischen Verstärkungsregelung, die aus dem NPN-Transistor 161 und dem PNP-Transistor 163 besteht. Der gemeinsame Wchaltpunkt 87 liegt direkt am Emitter des JiPN-Transistors 161, dessen Basis über die Jerienschaltung der Dioden 164 bis 167 an der P Zingangsklemme der automatischen Verstärkungsregelung liegt. Die Basis des Transistors 161 ist auch über den Widerstand 171 an die Leitung zum Anschluß 87 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors "!61 liegt über den Widerstand 173 an der Basis des PNP-Transistors 163, dessen Emitter über den Widerstand 175 mit der·+12 Volt Leitung 123 einerseits und über den Widerstand 177 mit der Basis andererseits verbunden ist. Gleichzeitig liegt

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der Emitter des Transistors 163 über einen Kondensator 179 an der 0 Volt Leitung 115. Der Kollektor des Transistors 163 ist über den widerstand 181 mit der Ausgangsklemme 183 der automatischen "Verstärkungsregelung verbunden, die wiederum über den Kondensator 185 an der 0 Volt Leitung 115 liegt. Die Klemmen 153 und 155 gemäf* Pig.2 sind mit den Klemmen 187 und 189 gemäi- Fig. 3 verbunden. Ferner ist die Klemme 135 gemäß Fig.2 mit der Klemme 191 gemäß Fig.3 verbunden. Die Klemme 189 gemäii Fig. 3 ist mit einer otufe 193 für einen einmaligen Vorgang verbunden, welche ihrerseits ™ an einer Und-Schaltung 195 liegt, deren Ausgang mit einer Zeitverzögerungsstufe 197 verbunden ist. Der Ausgang der Zeitverzögerungestufe 197 ist an eine Und-schaltung 199 und an eine .Stufe 101 für einen einmaligen Vorgang angeschlossen. An den Eingang der Und-Schaltung 199 ist ferner die Klemme 189 angeschlossen. Die Klemme 187 ist mit dem einen Eingang der Und-Schaltung 203 und mit der itufe 205 für einen einmaligen Vorgang verbunden, deren Ausgang mit der Und-.Jchaltung 207 und über diese mit der Zeitverzögerungs- g stufe 209 in Verbindung steht. Die Zeitverzögerungsstufen und 209 sind beide auf eine Verzögerungszeit von 15 Mikrosekunden eingestellt. Das Ausgangssignal der Zeitverzögerungsstufe 209 wird an die Und-Schaltung 203 und an die ■^tufe 201 für einen einmaligen Vorgang angelegt. Die Klemme 191 ist mit dem Flip-Flop 211 verbunden, dessen Ausgang mit den Und-Schaltungen 195 und 207 verbunden ist. Das Aus-

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gangssignal der Stufe 201 wird durch, eine invertierende Oder-schaltung 213 umgekehrt und der Verzögerungsstufe 215 zugeführt, deren Ausgangssignal an den Und-Schaltungen 199 und 203 liegt. Die Ausgangssignale der Und-Schaltungen 199 und 203 werden an einen Zähler 217 angelegt, dessen Ausgangsklemme mit einem Speicherregister 219 in Verbindung steht.

Das vom Empfänger gemäß Fig.2 der Primärwicklung 45 zuge- * führte Signal wird im selben Augenblick, in dem die ^obbelfrequenz an die Primärwicklung 45 angelegt wird, auf die Sekundärwicklung 47 und 49 übertragen. Das an die Primärwicklung 59 angelegte oignal unterscheidet sich frequenz- _t mäßig von dem dem oender zugeführten Signal, so daß zwischen dem vom Empfänger empfangenen Signal und dem an die Primärwicklung 45 des Empfängers angelegten Signal und dem an die Primärwicklung 59 vom Oszillator zugeführten oignal eine Frequenzdifferenz von 15 kHz besteht. Die von den Sekundärwicklungen 61 und 63 aus angesteuerten Transistoren 51, 69, 71 und 75 schalten das von der Sekundärwicklung 47 und 49 kommende Signal mit der Frequenz des Oszillators an und ab und erzeugen damit an der Ausgangsklemme 77 ein 15 kHz oignal, das die Frequenzdifferenz von 15 kHz zwischen dem Oszillator-Eingangssignal an der Primärwicklung 59 und dem Eingangssignal an der Primärwicklung 45 anzeigt* Die Transistoren zerhacken das Eingangssignal, indem die beiden

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oberen Transistoren 51 und 69 gleichzeitig mit der Oszillatorfrequenz ein-und die beiden unteren Transistoren 53 und 75 abschalten.

In Fig.4G ist das Ausgangssignal des Smpfängers dargestellt. Das Ausgangssignal ist zwei piezoelektrischen Elementen zugeordnet, die in den Zahlen 2 und 4- vorhanden sind. Das oignal des Oszillators ist in Fig.4H dargestellt. Das sich ergebende 15 kHz Differenzsignal ist in Fig.4-1 dargestellt.

ienn ein richtiges öignal an die Primärwicklung 4-5 angelegt ^ wird, erscheint ein Ausgangssignal von I5 kHz. Die Filter 79 und 93 arbeiten als Tiefpaßfilter, die Signale über 20 kHz dämpfen.

Das an die Anschlußklemme 105 angelegte Austastsignal veranlagt, da" der Ausgang des Mischers 46 während der Übergangszeit abgeschaltet wird. Dies ist eine weitere -Sicherheit svorkehrung, da der Empfänger ebenfalls während der Übergangszeit abgeschaltet wird, .-.enn der Empfänger ange- \ schaltet ist, wird das an die Klemme 105 der Austastschaltung angelegte Signal ermöglichen, da/i das 15 kHz Differenzsignal an den Diskriminator 4-8 übertragen wird.

Das Eingangssignal vom Filter 79 wird an den Punkt 81 übertragen, von welchem aus es an die Basen der Transistoren 83 und 85 angelegt wird und stellt einen 15 kHz Impuls dar,

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wenn ein reguläres -Jignal im Empfänger vorhanden ist. Die positive an die Basis des Transistors 83 angelegte Halbwelle schaltet den Transistor ein, so daß der Kollektor des Transistors 83 an die Basis des Transistors 1T9 ein Signal überträgt und diesen ebenfalls einschaltet, der seinerseits ein Jignal an die Basis des Transistors 143 überträgt, durch welches auch dieser Transistor eingeschaltet wird. Dadurch wird der Flip-Flop aus den Transistoren 127 und "!43 ebenfalls in den Einstellzustand

| gebracht. Der eingeschaltete Transistor 143 verursacht die Übertragung eines Oignals von der Klemme 155 in Fig.2 an die Klemme 189 in Fig.3· Die an dem Punkt 81 angelegte negative Halbwelle wird an die Basis des Transistors 85 übertragen und schaltet diesen Transistor ein, so daß. ein an die Basis des Transistors 127 angelegtes Signal den Flip-Flop durch das Einschalten des -Transistors 127 zurückstellt und ein Ausgangssignal von der Klemme 153 an die Klemme 187 in Fig.3 überträgt. Die Rechteckschwingung gemäß Fig.4J wird von den Anschlüssen 153 und 155 S^e~

" mal: Fig.2 an die Klemmen 189 und 187 gemäi; Fig. 3 übertragen. Das Ausgangssignal der Klemme 135 wird an die Klemme gemäT: Fig. 3 angelegt.

Es sei darauf hingewiesen, da": die Toleranzen der Kristalle im signal-λiedergabegerät gemäiv Fig.1 veränderlich sind, so dal: das Ausgangssignal des Diskriminators zwischen 12 kHz und "8 kHz variieren-kann.

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Daher sollte dieser derart eingestellt sein, UaB die in Fig.3 dargestellte Schaltung des Digitaldetektors ein empfangenes Signal als gültiges Identifizierungssignal verarbeitet, wenn es zwischen 12 kHz und 18 kHz liegt. Die in Fig.3 dargestellte Detektorschaltung sollte diese Signale als gültige Signale empfangen und alle Signale zurückweisen, die eine größere Frequenz als 18 kHz oder eine kleinere Frequenz als 12 kHz aufweisen.

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Die positive Halbwelle der an die Klemme 189 angelegten Rechteckschwingung veranlaßt die Stufe 193 für einen einmaligen Vorgang ein positives Signal zu diesem Zeitpunkt an die Und-Schaltung 195 zu übertragen. Zur selben Zeit wird das Signal auch an den Flip-Flop 211 angelegt und verursacht eine Übertragung des Signals zur Und-Schaltung 195, welche ein durch Null gehendes Signal der Zeitverzögerungsstufe 197 zuführt. Die Zeitverzögerung der Stufe ist nach der Periode eines 18 kHz Signals zu Ende, welches ungefähr A-O Mikrosekunden entspricht, und nach welcher (

ein positives Signal an die Und-Schaltung 199 angelegt wird. Nimmt man an, daß ein gültiges Signal an die Identifizierungsschaltung angelegt wird, dann läuft die Zeitverzögerungsschaltung 197 ab und zeigt an, daß das Signal keine zu hohe Frequenz aufweist. Das Signal von der Zeitverzögerungsschaltung 197 wird auch an die stufe 201 für einen einmaligen Vorgang angelegt, von welcher das inver-

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tierte Signal über die invertierende Oder-Schaltung 213 an die Zeitverzogerungsstufe 215 angelegt wird, von der aus nach einer kurzen Verzögerung ein Signal an die Und-Schaltungen 203 und 199 übertragen wird. I7enn an allen Eingängen der Und-Schaltung 199 ein positives Signal, erscheint, wird ein signal zum Zähler 217 übertragen. .Der negative Anteil der Rechteckschwingung, welche an die Klemme 187 angelegt wird, wird über die Stufe 205 und. die und-Schaltung 207 an die Verzögerungsstufe 209 übertragen. Dies geschieht, da ein Signal an die Und-3tufe vom Flip-Flop 211 zu diesem Zeitpunkt angelegt wird. Die Zeitverzögerungsstufe 209 ist wiederum, wie im Fall der Zeitverzogerungsstufe 197, derart aufgebaut, daß die Verzögerungszeit nach einem 18 kHz Intervall zu Ende ist und das oignal an die Und-Schaltung 203 und an die Stufe 201 für einen einmaligen Vorgang angelegt wird. Die Stufe 201 überträgt ihr Ausgangssignal über die invertierende Oder-Stufe 213 an die Zeitverzögerungsstufe 215, die eine verhältnismäßig kurze Verzögerungezeit aufweist und ihr Ausgangssignal an die Und-Schaltung 203 anlegt, von der, nachdem alle drei Eingänge beaufschlagt sind, ein Ausgangssignal an den Zähler 217 abgegeben wird.

Es wurde beschrieben, wie ein positiv gerichtetes kHz-Signal und ein negativ gerichtetes kHz-Signal zwei Impule erzeugt, die an den Zähler 217 angelegt werden.

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Dadurch wird angezeigt, daß das Signal nicht kürzer als eine 12 kHz Periode ist.

Die Ausgänge der Und-.Jchaltungen 20 3 und 199 liegen am Zähler 217, der ein Signal überträgt, wenn vier oder mehr von den Und-Schaltungen 199 und 202 Signale empfangen werden, der jedoch kein Signal überträgt, wenn nur ein, 'zwei oder drei signale empfangen werden. 7enn dagegen vier oder mehr .Eingangssignale an den Zähler 21? angelegt werden, speichert dieser im Speicherregister 219 ein Signal, das anzeigt, daß eine gültige Identifizierungsziffer empfangen wurde.

Dies wird erzielt, da der Empfänger für ungefähr 150 Mikrosekunden eingeschaltet ist, und, wenn das 3ignal zwischen 12 kHz und 13 kHz liegt oder darüber, vier, fünf oder seche Signale vorhanden sind. Venn das Signal 12 kHz oder weniger aufweist, werden nur eine bis drei Zählungen im Zähler 217 empfangen. Dies ist der Fall, da eine 12 kHz Periode einer i Zeitdauer von 80 MikroSekunden entspricht. Die Ausgangssignale der Und-3chaltungen 199 und 203 stellen Halbwellen dar, so daß für ein 12 kHz Signal drei Halbwellen von jeweils 4-0 Mikrosekunden vorhanden sind, was 120 Mikrosekunden entspricht. Bei Signalen mit einer niedrigeren Frequenz, z.B. 6 kHz ergeben sich nur zwei Zählungen im Zählsr, wodurch angezeigt wird, daß das empfangene Signal unter 12 kHz

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liegt und damit nicht verarbeitet werden soll. Bei einer höheren öignalfrequenz ist die Zeitverzögerung der Stufen 197 und 209 zu groß, so daß keine Zählung auftritt.

Patentansprüche

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Claims

.nichts Patentans ρ r ü c h e

1. System zum Abfragen einer Kennung mit einem jedem zu identifizierenden Gegenstand zugeordneten oignal-Wiedergabegerät, das eine Vielzahl ausgewählte piezoelektrische auf verschieden festgelegte Frequenzen ansprechende Elemente enthält,

gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Äbfra- ■ gen des .jignal-Wiedergabegerätes mit einem Wobbelsignal, wobei zum Auslösen einer durch die bestimmte Frequenz identifizierte Kennung jedes piezoelektrische Element für eine bestimmte Zeitdauer von dem Wobbeisignal beaufschlagt wird, Einrichtungen zum Erzeugen eines zweiten Wobbeisignals, das um eine bestimmte Frequenz von dem ersten Wobbeisignal verschieden ist, und durch Einrichtungen zum Empfangen der frequenzidentifizierten Kennung und des zweiten Wobbelsignals, welche bei der Wiedergabe einer frequenzidentifizierten |

Kennung vom oignal-Wiedergabegerät ein bestimmtes Differenzsignal erzeugen.

2. Üystem nach Anspruch 1, dadurch gekennz e i c hne t, . daf; Detektoreinrichtungen vorhanden sind, die feststellen, wenn eine bestimmte vom Empfänger erzeugte Frequenzdifferenz innerhalb vorgegebener Grenzen liegt und damit anzeigen, daß das Dif'ferenzsignal die richtige Frequenz aufweist.

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3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dal? die zum Empfang der frequenzidenfcifizierten Signale geeigneten Empfangseinrichtungen für eine zweite vorgegebene Zeitdauer während dem Ansprechen eines jeden der ausgewählten piezoelektrischen Elemente aus der Vielzahl der Elemente eingeschaltet werden.

4. system nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorhanden sind, um zwischen dem Ansprechen der frequenzidentifizierten oignale und dem zweiten V/obbelsignal zu unterscheiden und eine wechselstromförmige Differenzfrequenz festzustellen, und daß Einrichtungen zum Feststellen einer wechselstromförmigen Frequenz am Ausgang des Diskriminators vorhanden sind.

5· System nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß Zähleinrichtungen vorhanden sind, um die Haibwellen der Differenzfrequenz am Ausgang des Diskriminators auszuzählen, um festzustellen, daß die Anzahl der Hälbwellen innerhalb festgelegter Grenzen liegt.

6. oystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichne t, dai Einrichtungen zur zeitmäßigen Bestimmung einer jeden Halbwelle der Wechselstromförmigen Differenzfrequenz vorhanden sind, um festzustellen, daß die wechselstromförmige Differenzfrequenz innerhalb vorgegebener Grenzen liegt.

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7. oystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, da' die Zähleinrichtungen die Halbwellen der wechselstromförmigen Differenzfrequen?. auszählen.

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