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Zur
Beurteilung von Ton- und/oder Bildsendungen, von Life-Darbietungen,
von audio-visuellen Medien im allgemeinen, sind Verfahren bekannt,
bei denen die Zuschauer bzw. Zuhörer
der Darbietung, die Probanden, mittels verstellbarer Reaktionsgeber spontan,
unabhängig
voneinander und ablaufsimultan ihren momentanen Eindruck hinsichtlich
Interesse, Zustimmung, Unterhaltungswert, Spannung etc. an der Darbietung
mitteilen.
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Beim
Verfahren nach
DE 36
30 424 C2 werden von einem Zentralgerät laufend die Schieberstellungen
der von den einzelnen Probanden betätigten Reaktionsgeber über elektrische
Leitungen, abgefragt, Mittelwert und Streuung dieser Rückmeldungen
werden am Zentralgerät
unmittelbar dargestellt, die Einzelwerte werden zur weiteren Auswertung
in wählbaren
Intervallschritten gespeichert. Dabei wird den Probanden in aller
Regel gemeinsam eine audio-visuelle Darbietung zur Erfassung von
Rückmeldungen
präsentiert.
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Das
Verfahren nach
DE 44
01 571 C2 unterscheidet sich vom Verfahren nach
DE 36 30 424 C2 dadurch,
dass einzeln für
jeden Reaktionsgeber mittels Erfassungseinheit die Schieberstellungen
im Zeitablauf autark erfasst und digitalisiert gespeichert werden,
wobei eine Vorbereitungsphase vorausgeht, in der die Erfassungseinheiten
durch einen zentralen Rechner programmiert und synchronisiert werden, und
entsprechend eine Auswertephase nachfolgt, in der die in den Erfassungseinheiten
gespeicherten Daten vom zentralen Rechner ausgelesen und zugeordnet
werden. In einer Ausgestaltung des Verfahrens senden die Erfassungseinheiten
unmittelbar drahtlos, unter Nutzung bestehender Funktelefonnetze
die digitalisierten Daten an eine Zentralstation, sodass eine Auswertung
am Ort der Sendung praktisch synchronisiert mit dieser Sendung erfolgen
kann.
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In
dieser speziellen Ausgestaltung der
DE 44 01 571 C2 kann die Auswertung praktisch
synchron zur Sendung erfolgen, es erfordert aber eine der Vielzahl
der Erfassungsgeräte
entsprechende Anzahl von Funkmodems und sicheren Übertragungsstrecken,
Investitionen und laufende Kosten. Im Verfahren nach der
DE 36 30 424 C2 ist
die synchrone Erfassung der Reaktionsgeberstellungen durch die Verbindungen
mit der Zentraleinheit direkt gelöst, der dabei erforderliche
Aufbau und Abbau der Verkabelung bei wechselnden Veranstaltungsorten
und einem größeren Kreis
von Probanden erschweren aber den Einsatz. Die bei einer aufgebauten
Anordnung gegebene feste Positionierung der Reaktionsgeber schränkt eine
flexible Anordnung über
den Verlauf einer Untersuchung hinweg ein.
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An
diesem Punkt setzt die vorliegende Erfindung an.
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Aufgabe
der Erfindung ist es demzufolge, ein Verfahren aufzuzeigen, um die
Rückmeldungen
der Probanden auf audiovisuelle Darbietungen drahtlos und ablaufsynchron
in einer effektiven und sicheren technischen Lösung an eine Zentrale zu übermitteln, während die
Probanden diese Darbietung anschauen und/oder anhören. Dabei
soll die Signalübertragung
von den Sendern zur Zentrale eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen, vergleichbar
der des oben zitierten festverdrahteten Systems.
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Der
Lösung
der Aufgabe dient die durch den Patentanspruch 1 definierte Erfindung.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Erfindung unterscheidet sich vom nächstkommenden Stand der Technik
wie folgt:
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Die
DE 44 01 571 C2 in
einer zur vorliegenden Erfindung nächstliegenden Ausgestaltung
ist auf die Erfassung der Rückmeldungen
von Probanden gerichtet ist, die sich an verschiedenen Orten, in
der Regel in ihrer häuslichen
Umgebung befinden und bestimmte Sendungen anschauen bzw. anhören. Die Einheiten
der Reaktionsgeber bestehend aus Schieberegler mit Erfassungseinheit,
Modem und angeschlossenem Funktelefon übermitteln die Information (Schieberstellung) über Kommunikationsabläufe eines
Funktelefonnetzes, die an einer zentralen Empfangsstation am Ort
der Sendung wieder zusammengeführt,
insgesamt dargestellt und gespeichert werden. In der vorliegenden
Erfindung werden die Rückmeldungen
der Probanden über
Reaktionsübermittlungs-Einheiten, Schieberegler
mit Erfassungseinheiten und integriertem Sender, in einer festen
Sende- Folge der
einzelnen Einheiten über
nur eine Übertragungsstrecke
an eine Zentralerfassungseinheit übermittelt, wobei ein externer
Taktgeber über
Funkimpulse die Reaktionsübermittlungseinheiten
und die Zentralerfassungseinheit koordiniert, beide sind mit entsprechenden
Empfangsmodulen ausgestattet. Der externe Taktgeber bestimmt die
Startpunkte der Zeitintervalle (im folgenden 'Basiszeitintervall' genannt). Die codierte Information
der einzelnen Reaktionsgeber wird in einer Folge ein-eindeutig zugeordneter
Rastersegmente des Basiszeitintervalls, in denen jeweils nur einer
der Reaktionsgeber aktiv ist, übertragen.
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Die
DE 36 30 424 C2 ,
auf die in obengenannter
DE
44 01 571 C2 Bezug genommen wurde, beinhaltet eine festverdrahtete
Lösung
eines Verfahrens zur Erfassung und Darstellung der Rückmeldungen von
Probanden auf eine Reizfolge. Die vorliegende Erfindung nimmt auf
die
DE 36 30 424 C2 Bezug,
die spezielle Aufgabe und deren Lösung gehen darüber hinaus.
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Die Übertragung
der Rückmeldungen
von Fernseh-Zuschauern in einer zeitlichen Rasterung auf von einer
Station ausgestrahlte Sendungen wird in
US 45 91 906 beschrieben, wobei in
das Videosignal codierte Fragen eingefügt sind und der horizontale
Strahlrücklauf
die Dunkelpause (15750 mal pro Sekunde) genutzt wird, codierte Antworten
als unmodulierte HF-Impulse bestimmter Frequenz an die Station zu
senden. Die Eingabe der Ja/Nein- oder Multiple-Choice-Antworten erfolgt über das
Tastenfeld eines Zusatzmoduls, die Abfrage auf ein Startsignal der
Station hin, ab dem jedes Zusatzmodul/Fernsehgerät einer der Dunkelpause in
Folge zugeordnet ist. In der vorliegenden Erfindung werden die Startsignale
durch einen externen Taktgeber gesetzt, sie sind von Signalen einer
Fernsehstation unabhängig
wie auch der Abstand der Takte, die Dauer des Basiszeitintervalls.
Der Einsatz des Verfahrens ist nicht auf das Fernsehen beschränkt wie
US 45 91 906 , sondern einsetzbar
zur Aufzeichnung beliebiger gleichzeitiger Wahrnehmungen von Personen
auf äußere Reize
hin. Für
die Übertragung
der Rückmeldungen steht
ganze Rasteranteile des Basiszeitintervalls zur Verfügung, sie
kann wesentlich störsicherer
erfolgen als eine Übertragung
in der kurzen Dunkelpause des Fernsehsignals bei
US 45 91 906 .
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Die
Erfindung ist nun in den Zeichnungen dargestellt und nachfolgend
anhand der Zeichnungen erläutert.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 Informationsfluß im Gesamtsystem durch
Reaktionsübermittlungseinheiten
und Zentralerfassungseinheit
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2 Signalfolge
der im Zeitraster des Basisintervalls übermittelten Information der
Reaktionsgeber
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3 Reaktionsübermittlungseinheit:
Drahtlose Übermittlung
der codierten Reaktionsgeberstellung
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4 Zentralerfassungseinheit:
Aufnahme, Decodierung und Zusammenfassung der drahtlos übermittelten
Signale
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1 zeigt
den Informationsfluß des
Systems, ausgehend vom dargebotenen audio-visuellen Medium (1),
als Film, Fernseh- oder Video-Darbietung, Life-Veranstaltung, Hörfunksendung,
Vortrag etc., dessen Reizfolge auf eine entsprechende Anzahl von
Zuschauern/Zuhörern
(2), im folgenden Probanden genannt, einwirkt, die über zugeordnete
Reaktionsübermittlungseinheiten
(3) durch manuelles Verstellen eines Reaktionsgeber-Schiebers
laufend ihre Rückmeldungen
abgeben, die wiederum drahtlos an eine Zentralerfassungseinheit
(4) übermittelt und
als aufbereitete Datenkette an einen weiteren Rechner (5)
zur Darstellung und Speicherung übergeben
werden.
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2 zeigt
für ein
Ausführungsbeispiel
die von den Reaktionsübermittlungseinheiten
(3) pro Zeitintervall bestimmter Dauer (1 oder 2 Sekunden),
im folgenden 'Basiszeitintervall' genannt, laufend
in einem festen Zeitraster erzeugte Signalpuls-Folge in Form der
ersten vier Signalpulse ab Beginn des Basiszeitintervalls in einer
Rasterung der Teilintervalle von je 15 ms. Dabei sind in 2 oben
die Schieberstellungen der Reaktionsgeber Nr. 1 bis 4 als Mittelwertpositionen über das
vorhergehende Zeitintervall (1 oder 2 Sekunden) skizziert, darunter
die von den Reaktionsübermittlungseinheiten
(3) ausgesandten Signalpulse, codiert als Pulslänge einer
der Trägerfrequenz
der drahtlosen Sender aufgebrachten Modulations-Frequenz F1 (z.B.
10 kHz) ab Beginn des jeweiligen Teilintervalls von 15 ms, gefolgt
von einer anschließend
bis zum Ende des Teilintervalls aufgebrachten Modulations-Frequenz
F2 (z.B. 8 kHz). In 2 unten ist der zusammenhängende Pulszug, wie
er von der Zentralerfassungseinheit (4), die auf die Trägerfrequenz
der drahtlosen Sender abgestimmt ist, empfangen wird, zusammen mit
den wiederum als Zahlenwerte decodierten Pulslängen der Modulationsfrequenz
F1 aus dem Wertebereich {8 ... 63} dargestellt.
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3 zeigt
für ein
Ausführungsbeispiel
den Aufbau einer Reaktionsübermittlungseinheit
(3). Die Schieberstellung des Reaktionsgebers (30),
die jeweils die aktuelle Rückmeldung
des zugeordneten Probanden abbildet, wird mittels Analog/Digital-Wandler
(31) laufend digitalisiert, vom Rechner/Mikrocontroller
(32) über
eine entsprechende Ablaufsteuerung (ROM) erfasst und für die Dauer
eines Basiszeitintervalls zwischengespeichert RAM). Das über die
Empfangsantenne (34), den Zeitsignalempfänger (35)
und die Signalaufbereitung (36) übermittelte Signal eines Zeitsignalsenders
wird ebenfalls vom Rechner/Mikrocontroller (32) mittels
Ablaufsteuerung erfasst, bei Initialisierung der Einheiten (3)
auf den Sekundentakt bzw. auf die volle Minute synchronisiert, anschließend in
regelmäßigen Sekunden-Abständen abgefragt,
und bestimmt so als genauer 1- oder 2-Sekundentakt die Synchronität der Basiszeitintervalle
der Reaktionsübermittlungseinheiten
(3) untereinander und mit der Zentralerfassungseinheit (4).
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Der
Rechner/Mikrocontroller wird in seinem Ablauf getaktet durch einen
Quarzoszillator (33) engtolerierter Frequenz, dessen Genauigkeit
die erforderliche synchrone Rasterung in die gleichabständigen Teilintervalle
(15 ms) bestimmt, die für
die korrekte Sendefolge und Codierung in den Reaktionsübermittlungseinheiten
(3) und Zuordnung und Decodierung in der Zentralerfassungseinheit
(4) bestimmend ist.
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Unmittelbar
vor Beginn des jeder Reaktionsübermittlungseinheit
(3) zugeordneten Teilintervalls werden die im Vorläuferintervall
gespeicherten Digitalinformationen der Schieberstellungen und ggf.
eines zusätzlicher
Tasters als Zahlenwerte aus dem Bereich {0 ... 63} gemittelt und
ab Beginn des zugeordneten Teilintervalls als Signalpuls entsprechender Dauer,
der Pulslänge
einer Modulationsfrequenz F1 (z.B. 10 kHz), gefolgt von einer zweiten,
benachbarten Modulationsfrequenz F2 (z.B. 8 kHz) durch den HF-Sender
(37), dessen Trägerfrequenz
von einem Quarzoszillator (38) engtolierter Frequenz erzeugt wird,
drahtlos über
die Sendeantenne (39) an die Zentralerfassungseinheit übermittelt.
Die genannte Modulation kann unmittelbar über TTL-Rechteck-Signale der
F1 bzw. F2 entsprechenden Periodendauer, vorzugsweise aber unter
Einfügung
eines entsprechenden Tiefpaß-Filters
zwischen den Port-Ausgang des Rechners/Mikrocontrollers (32)
und den Modulations-Eingang des HF-Senders (37) durch Sinussignale
erfolgen.
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4 zeigt
für ein
Ausführungsbeispiel
den Aufbau der Zentral-Erfassungseinheit (4). Das über die
Empfangsantenne (40) und die auf die Trägerfrequenz der Reaktionsübermittlungseinheiten
(3) abgestimmte HF-Empfangseinheit (41) gewonnene Niederfrequenzsignal
der von den Reaktionsübermittlungseinheiten
(3) gesendeten Signalpulsfolge wird durch die nachgeschalteten
Niederfrequenz-Bandpaß-Filter
(411) und (412) der Mittenfrequenzen F1 und F2
(entsprechend den benannten Modulationsfrequenzen F1 und F2 der
Reaktionsübermittlungseinheiten
(3)) bzgl. der Leistungsanteile P'F1 und P'F2 in einem engen Bereich um die Mittenfrequenzen
F1 und F2 mittels nachfolgender Analog/Digital-Wandler (421)
und (422) laufend entsprechend der Rastergliederung des
Basiszeitintervalls vom Rechner/Mikrocontroller (42) mittels
Ablaufsteuerung (ROM) erfasst, ausgewertet und zwischengespeichert
(RAM). Dabei wird in der Zentralerfassungseinheit (4),
analog zu den Reaktionsübermittlungseinheiten
(3), über
eine Empfangs antenne (44), einen Zeitsignalempfänger (45)
und eine Signalaufbereitung (46) der Takt der Basiszeitintervalle über die
empfangenen und aufbereiteten Signale des Zeitsignalsenders mit
den Basisintervallen der Reaktionsübermittlungseinheiten (3)
synchronisiert, bei der Initialisierung der Zentralerfassungseinheit
(4) eingehend und anschliessend regelmäßig im 1- oder 2-Sekundentakt.
Dies erfolgt wiederum durch den Rechner/Mikrocontroller (42) über ein
entsprechendes Ablaufprogramm (ROM), getaktet durch einen Quarzoszillator
(43) engtolerierter Frequenz, der wiederum auch die Genauigkeit
der Rasterung in die Teilintervalle für die Auswertung der Signalpulsfolge
bestimmt.
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Pro
Basiszeitintervall wird so in der Zentralerfassungseinheit (4)
eine die Stellungen der Reaktionsgeber kennzeichnende Zeichenkette,
bestehend aus Zahlenwerten des Bereichs {0 ... 63}, aus der pro Teilintervall
ermittelten Pulslänge
der Modulationsfrequenz F1 bis zum Übergang zur Modulationsfrequenz
F2 decodiert und über
die serielle Datenausgabe (47) an einen weiteren Rechner
(5) (siehe 1) zur Darstellung und Datenspeicherung
weitergegeben.
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Von
den Erfordernissen der Anwendung her und unter Abwägung der
produzierten Datenmenge über
den Zeitraum einer audio-visuellen Darbietung hinweg, erscheint
ein Basiszeitintervall von einer oder zwei Sekunden sehr geeignet.
Die Zahl der in einer Untersuchung eingesetzten Reaktionsgeber kann,
abhängig
von der Form der Untersuchung von einem Dutzend bei einer Gruppendiskussion
bis zu einigen Hunderten bei einem Vortrag, einer Kinodarbietung
etc. gehen. Für
ein erstes Ausführungsbeispiel
wird daher übereinstimmend
mit der Darstellung in 2 ein Basiszeitintervall von
einer Sekunde, eine Anzahl von 64 Reaktionsgebern und eine Teilintervall-Länge von
15 ms angesetzt. Eine vollständige Signalpulsfolge
erstreckt sich somit 960 ms und es verbleibt ein Rest-Intervall von 40
ms zur Synchronisierung des Sekundentakts über den Zeitsignalempfang und
für ggf.
Prüfsignale.
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Durch
Ausdehnen des Basiszeitintervalls von einer auf zwei Sekunden kann
bei sonst gleichen Bedingungen die Anzahl von Reaktionsgebern pro Übertragungsstrecke
(einheitliche Trägerfrequenz, eine
Zentralerfassungseinheit) von 64 auf 128 verdoppelt werden.
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Sollte
die Anzahl von 128 Reaktionsübermittlungseinheiten
pro Untersuchung dennoch nicht ausreichen, kann diese durch Nutzung
weiterer Übertragungsstrecken
(Trägerfrequenzen
und Zentralerfassungseinheiten) auf entsprechende Vielfache ausgebaut
werden.
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Der
Ablauf in den einzelnen Reaktionsübermittlungseinheiten (3)
und die bereits angesprochene Pulslängen-Codierung sollen nun eingehender für ein Ausführungsbeispiel
beschrieben werden.
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In
einer den Reaktionsübermittlungseinheiten
(3) jeweils ein-eindeutig zugeordneten Reihenfolge innerhalb
des Basiszeitintervalls wird von der jeweiligen Einheit (3)
ein Signalpuls der Länge
von 15 ms als F1- und F2-modulierte
Trägerfrequenz
ausgestrahlt, währenddessen
die übrigen
Einheiten (3) auf dieser Übertragungsstrecke nicht senden.
Ab Beginn des Raster-Teilintervalls wird der HF-Sender (37)
aktiviert, die Trägerfrequenz
des Senders wird über
ein vom Rechner/Mikrocontroller erzeugtes Rechteck-Signal bzw. ein
davon abgeleitetes Sinus-Signal der Frequenz F1 (10 kHz) moduliert,
von 0 bis 4.0 ms als Einschwingphase und Startphase, darauf folgt
von 4.0 bis 10.3 ms die Codierphase, wobei der Wertebereich bzgl.
der Schieberstellung (und ggf. Taster) diesen von {0 ... 63} in
0.1 ms-Schritten ein-eindeutig zugeordnet ist, ebenfalls mit F1-Modulation,
bis zu einem bestimmten Zeitpunkt, z. B.: 4.0 + 3.6 = 7.6 ms bei
Reaktionsgeber in Mittenstellung (Zahlenwert 36), ab diesem Zeitpunkt
bis zum Ende des Teilintervalls von 15 ms, mit F2-Modulation (8
kHz).
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Die
Umschlagpunkte der Modulation von F1 nach F2 liegen je nach Tastenfunktion
und mittlerer Schieberstellung bei 4.0 ms bei betätigter Taste
(Zahlenwert 0), bzw. zwischen 4.8 ms (Schieberstellung unten, Zahlenwert
8) und 10.3 ms (Schieberstellung oben, Zahlenwert 63), falls die
Taste nicht betätigt wurde.
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Die
so übermittelte
codierte Reaktionsgeberstellung repräsentiert jeweils dessen Mittelwert über einen
zurückliegenden
Zeitraum von der Dauer des Basiszeitintervalls. Dieser Zeitraum
kann unmittelbar vor der Übermittlung
abschließen,
das gemittelte Resultat der aufsummierten digitalen Information
wird damit unmittelbar übertragen,
allerdings mit einem Zeitversatz bzgl. des Erfassungszeitraums der
einzelnen Reaktionsgeber. Alternativ dazu kann auch das Erfassungsintervall
für alle
Reaktionsgeber identisch und synchron dem Basiszeitintervall sein,
dann erfolgt die Übertragung
mit unterschiedlichem Zeitversatz. ebenfalls maximal von der Dauer
eines Basiszeitintervalls. Die im ersten Fall durch die Überlappung
der von den einzelnen Reaktionsübermittlungseinheiten
(3) erfassten und gemittelten Zeitintervalle verursachten
genannten Zeitverschiebungen können in
der Auswertung durch die Zentralerfassungseinheit (4) in
Form von Linearkombinationen der Nachbarintervalle ausgeglichen
werden.
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In
den nicht für
den Sendevorgang reservierten Teilintervallen (63 von 64 bei Basiszeitintervall
1 Sekunde, bzw. 127 von 128 bei Basiszeitintervall 2 Sekunden) erfolgt
die Abfrage der Reaktionsgeber-Stellungen (30) über Analog/Digital-Wandler
(31) und die Aufsummierung dieser Werte. Im Teilintervall unmittelbar
vor dem Sende-Teilintervall erfolgt die Mittelwertbildung, dieser
Mittelwert wird wie beschrieben pulslängen-codiert im spezifischen
Sende-Intervall der Reaktionsübermittlungseinheit
(3) drahtlos übermittelt.
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Im
bereits genannten Restintervall von 40 ms, nach Durchlauf einer
Serie von 64 Teilintervallen je 15 ms, am Ende des vollen Sekundentakts,
erfolgt die Erfassung und präzise
Abstimmung auf das Zeitzeichensignal. Wie erwähnt wird bereits bei Initialisierung
der Einheiten (3) zunächst
auf diese Zeitsignale synchronisiert, sodaß in der weiteren Abfolge die
laufende Überprüfung und
Abstimmung der Synchronität
in diesem Restintervall von 40 ms sicher erfolgen kann.
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Der
Ablauf in der Zentralerfassungseinheit (4) orientiert sich
ebenfalls am Basiszeitintervall, das synchron zu den Basiszeitintervallen
der Reaktionsübermittlungseinheiten
(3) verläuft,
mit einer diesen gleichartigen Gliederung in gleichabständige Teilintervalle.
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In
dieser Gliederung wird nach erfolgter Initialisierung mit Einstellung
der Zentralerfassungseinheit (4) auf den Sekundentakt des
Zeitzeichensenders die Signalpulsfolge im Takt der Teilintervall-Rasterung
(15 ms) über
Leistungsterme der Frequenzanteile um die Mittenfrequenzen F1 und
F2 der Sender-Modulation ausgewertet, wobei in Fortführung des
für die
Reaktionsübermittlungseinheiten
(3) beschriebenen Ausführungsbeispiels
ab Beginn jedes Teilintervalls für
die Einschwingphase der Bereich 0 bis 2.0 ms angesetzt wird, in
der Startphase im Bereich von 2.0 bis 4.0 ms in Zweig F1 die mittlere
Leistung P'F1'ref ermittelt wird,
in der Codierphase von 4.0 bis 10.3 ms im Zweig F1 der Leistungsverlauf P'F1'(t) und im Zweig
F2 der Leistungsverlauf P'F2'(t) registriert wird
und schließlich
in der Abschlußphase zwischen
10.3 u. 13.0 ms die mittlere Leistung R'F2'ref
im Zweig F2 bestimmt wird. Nach Normierung des Verlaufs von P'F1'(t) anhand P'F1'ref und des Verlaufs
von P'F2'(t) anhand P'F2'ref kann daraus zumeist
unmittelbar der Übergang
F1→F2 erkannt
werden. Erforderlichenfalls lassen sich durch Faltungsoperationen
dieser Verläufe
mit der Reihe der möglichen
Funktionen P'F1'V(t) und P'F2'V(t) auch bei stärkerem überlagertem Rauschen und/oder
Fremdsignalen, d.h., bei ungünstiger Übertragungsstrecke,
eine Erkennung des Übergangs F1→F2 erreichen.
Zur Durchführung
dieser Berechnungen steht der Endbereich der Teilintervalle von 13.0
bis 15.0 ms zur Verfügung,
in dem die Auswertung des Signalpulses nicht mehr relevant ist und
somit auch die Abstrahlung des HF-Senders abklingen kann.
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Nach
kompletter Auswertung einer Serie von 64 Teilintervallen je 15 ms
mit den entsprechenden Sendepulsen folgt auf die volle Sekunde hin
das Restintervall von 40 ms. Ab Beginn dieses Restintervalls werden
die decodierten 64 Reaktionsgeberstellungen aus dem Wertebereich
{0 ... 63} zu einer Zeichenkette zusammengefasst und mit vorangestellter Zeitinformation,
Codierungen und ggf. zusammenfassenden Werten jeweils über die
serielle Datenausgabe (47) als Zeichenkette an einen weiteren
Rechner übertragen.
Anschließend
folgt wie bei den Reaktionsübermittlungseinheiten
(3) in diesem Restintervall die Erfassung und präzise Abstimmung
auf das Zeitzeichensignal.
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Falls
pro Übertragungsstrecke
und Zentralerfassungseinheit (4) anstelle von 64 Reaktionsübermittlungseinheiten
(3) die Anzahl von 128 Einheiten (3) vorgesehen
sind, entsprechend der Verdopplung des Basiszeitintervalls von einer
auf zwei Sekunden, wird pro Sekunde alternierend die Zeichenkette
bzgl. der Reaktionsgeber 1 ... 64 und die Zeichenkette bzgl. der
Reaktionsgeber 65 ... 128 übertragen.
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Die
erforderliche Synchronität
und Übereinstimmung
der Zeitraster in den Reaktionsübermittlungseinheiten
(3) und in der Zentralerfassungseinheit (4) orientiert
sich an der Auflösung
des Frequenzwechsel-Zeitpunkts F1→F2 (4.0 ... 10.3 ms) in Bezug
auf den zugeordneten Zahlenwert aus dem Bereich {0 ... 63). Unter
dem Ansatz, daß sich
die Zeitraster-Variation im kritischen Bereich gegen Ende des Basiszeitintervalls
in einer Änderung
des Zahlenwertes um maximal ein Digit äußern darf, folgt eine maximal
tolerierbare Zeitraster-Differenz von 100 us, d.h. eine maximal
tolerierbare Einzelabweichung von 50 us. Bezogen auf ein Basiszeitintervall
von einer Sekunde, entspricht dies einer Anforderung von +–50 ppm
bzgl. der Frequenzübereinstimmung
der Quarz-Oszillatoren (33) der Reaktionsübermittlungseinheiten
(3) untereinander und mit dem Quarz-Oszillator (43) der Zentralerfassungseinheit
(4). Bei Verdopplung des Basiszeitintervalls von einer
Sekunde auf Sekunden ist diese Anforderung auf +–25 ppm zu verschärfen.
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An
die Übereinstimmung
des Sekundentaktes für
die einzelnen Reaktionsübermittlungseinheiten
(3) und die Zentralerfassungseinheit (4) müssen entsprechend
höhere
Anforderungen gestellt werden, damit auch die Folge der Zeitraster
den Anforderungen gemäß synchron
bleibt.
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Die
Nutzung eines zentralen Sekundentaktes ist ein geeignetes Mittel.
Dazu werden vorteilhaft die vom Zeitsignalsender DCF77 ausgesandten
Sekundenmarken mittels entsprechender Zeitzeichenempfänger-Module
(35) und (45) genutzt, wobei dieser Sekundentakt über einen
Impulsformer (46) auf einen Port- oder Interrupt-Eingang
der Rechner/Mikrocontroller (32) und (42) geht.
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Der
Träger
des DCF77 ist bekanntlich mit Sekundenmarken amplitudenmoduliert.
Zu Beginn jeder Sekunde, mit Ausnahme der 59. Sekunde, die mit der
nächstfolgenden
Marke die volle Minute kennzeichnet, wird die Trägeramplitude für die Dauer
von 0.1 bzw. 0.2 Sekunden auf ein Viertel abgesenkt, wobei diese
unterschiedliche Dauer als logisch "0" bzw. "1" zur Übermittlung der digitalen Echtzeit
etc. dient. Die verwertbare Genauigkeit des Sekundentakts wird durch
die abfallende Flanke des von DCF77 abgestrahlten Trägers zu
Beginn der Sekundenmarke bestimmt, die von den Zeitsignalempfängern (35)
und (45), nach Literaturquellen (PTB) auf 0.1 bis 0.2 ms reproduzierbar
ist.
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Dieser
Zeittakt, der sämtliche
Reaktionsübermittlungseinheiten
(3) und die Zentraleinheit (4) des Systems steuert,
kann auch durch einen entsprechenden Sender im Nahbereich der Einheiten
(3), ggf. von der Zentralerfassungseinheit (4)
gesteuert, erzeugt werden, wobei durch zusätzliche Signalcodierung Parameter-Information
bzgl. Basiszeitintervall etc. übermittelt
und die Untersuchung anwendungsbezogen angepaßt werden kann.
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Die
im Ausführungsbeispiel
angeführten Wertedimensionierung
ist der geplanten Anwendung entsprechend gewählt, daneben gibt es aber weitere sinnvolle
Varianten, die im beanspruchten Verfahren ebenfalls inbegriffen
sein sollen.
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Die
im skizzierten Ausführungsbeispiel
beschriebene Pulslängen-Codierung
und -Übertragung bietet
bei bestimmter Senderleistung ein hohes Maß an Übertragungssicherheit. Insbesondere
im Vergleich zu einer seriellen digitalen Übertragung, z.B. als 8-Bit-Code
mit einem Start-Bit,
6 Daten-Bit und einem Stop-Bit ist die gewählte Pulslängencodierung mittels zweier
Modulationsfrequenzen F1 und F2 bei vorgegebenen Störbedingungen
deutlich überlegen, da
bei Auswertung der Signalpulsfolge mit den oben genanntenn Abtastverfahren
die Signalerkennung demgegenüber
deutlich angehoben werden kann und sich Störeinflüße durch eine gewisse Ungenauigkeit
des decodierten Zahlenwertes äußern, während bei
der seriellen digitalen Übertragung
durch Störeinflüße Fehler
in allen Bitpositionen auftreten und damit der ermittelte Zahlenwert
insgesamt unsicher wird. Gleichwohl soll auch diese Form der Codierung
als mögliche
Ausführungsform
des Verfahrens einbezogen sein.
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Die
Ergänzung
des verstellbaren Schiebers der Reaktionsübermittlungseinheit durch eine
oder mehrere Tasten zur Kennzeichnung bestimmter Ereignisse und
Reaktionen wurde bereits im obigen Ausführungsbeispiel für eine Taste
beschrieben, dies kann entsprechend erweitert werden und und stellt für manche
Anwendungen eine praktisch sinnvolle Ausgestaltung dar.
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Neben
den kontinuierlich einstellbaren Stellgliedern der Reaktionsgeber,
die unbetätigt
in ihrer Position verbleiben, ist es für manche Anwendungen sinnvoll,
die Stellhebel durch eine Federkraft in Richtung Mittenposition
zu drücken,
sodaß der
Betätigung
durch den Probanden in die eine oder andere Richtung ein gewisser
Widerstand entgegengesetzt wird.
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Eine
weitere sinnvolle Ausführungsform
der Stellglieder ist in Form druckempfindlicher linearer Elemente
gegeben, wobei durch entsprechende Finger-Positionierung auf einem
solchen Element ein bestimmter positions-abhängiger elektrischer Widerstand
resultiert, der außerdem
noch abhängig
ist vom Druck, mit dem der Finger auf dem Sensor aufliegt. Ein derartiges
Sensorelement ist somit in der Lage, zwei interessierende Größen abzubilden,
einmal die zweckbestimmte Position auf einer Skala entsprechend
der vorgenommenen Rekationsgeber-Einstellung, zum anderen eine physiologische
oder auch emotionale Komponente durch den registrierten aufgewandten
Fingerdruck.
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Das
führt schließlich zu
einer weiteren Variante von Reaktionsgebern, die neben der laufenden Registrierung
der Position der Schieberstellung der in den Hand des jeweiligen
Probanden befindlichen Reaktionsübermittlungsheit
auch unmittelbar physiologische Daten wie Hauttemperatur oder Pulsfrequenz
der Probanden durch entsprechend angebrachte oder damit verbundene
Sensoren erfassen.