DE2021743A1 - Anordnung zur UEbertragung kodierter Gruppen von Impulszuegen - Google Patents

Description

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

Wigan, Lance« (England) P 13 - 2

Anordnung aur Übertragung kodierter Gruppen von Impulszügen

Die Erfindung betrifft eine aus einem Sender und einem Empfänger bestehende Anordnung eur Übertragung kodierter Gruppen von Impulsatigen, wobei der Code durch die Zahl der zu den einzelnen Impuls züge η gehörenden Einseiimpulse bestimmt ist.

Bekannte Anordnungen dieser Art benutzen dezimal arbeitende Zähleretuföη, um die jeweilige Zahl der dem speziellen Code entsprechenden Impulse jsu erfassen. Diese Anordnungen sind einerseits durch den dezimalen Aufbau der Zähler, andererseits durch den größtenteils elektromechanischen Aufbau der Vorrichtung störanfällig und relativ langsam im Betrieb. Ferner eignen sich diese Anordnungen oehlecht für die Herstellung in einer Massenfabrikation,,

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine aus einem Sender und einem Empfänger bestehende Anordnung aur Übertragung kodierter Gruppen von Impulszügen anzugeben, welche eine sichere und störungsfreie Arbeitsweise erlaubt, welche hohe Übertragungsgeschwindigkeiten zuläßt, welche billig und rationell in der Herstellung und einfach in der Wartung ist₀ Diese Aufgabe wird für eine eingangs zitierte Anordnung erflndungegemäfl dadurch gelöst, daß der Sender zum Übertragen der Impulsgruppen in einer vorgegebenen Zeit eingerichtet ist und daß der Empfänger Mittel enthält, die nur auf die in die vorgegebene Zeit fallenden Impulsgruppen ansprechen»

„ 2 -

09885/1894 BADORfOINAL

PATENTANWALT BODE . 4033 HÖSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Sender zur Übertragung von Impulszügen konstanter Dauer eingerichtet. Durch diese Maßnahme wird ein einheitliches Impulszugraster erreicht, das sowohl einfache Sender- als auch einfache Empfängerschaltungen bedingt <,

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist der Sender zur Übertragung von Impulszügen mit konstantem Abstand der Impulszüge voneinander, bei variabler, codebedingter Länge der einzelnen Impulsztige eingerichtet. Diese Ausführungsart ist besonders dann vorteilhaft, wenn eine besonders gute Ausnutzung des Übertragungsmediums angestrebt wird oder wenn die Übertragung aus anderen Gründen in möglichst kurzer Zeit stattfinden soll.

Weiterhin ist es besonders Torteilhaft, wenn die Übertragung mittels Lichtsignalen erfolgt» Diese Maßnahme ermöglicht die Verwendung des beschriebenen Systems unabhängig von bestehenden nationalen Vorschriften bezüglich der Genehmigung von Punkübertragungen. Weiterhin ist es, Insbesondere bei Verwendung von Lichtimpulaen, besonders vorteilhaft, wenn die Impulsanstiegszeit kleiner ist als die Impulslänge der einzelnen Impulse. Auf diese Weise entfallen kostspielige Anordnungen zur Regeneration eines verzerrten oder unvollständig übertragenen Empfangs s i gnals.

Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens enthält der Empfänger einen binären Zähler zur Zählung der Impulse innerhalb jeweils eines Impulszuges und eine mehrstufige Schaltvorrichtung, wobei je eine Stufe der Schaltvorrichtung zum Ansprechen auf einen der Impulszüge ausgelegt 1st, und wobei die Stufen parallel an den Zähler ange-

009885/1 8 94

PATENTANWALT BODE · 4033 HöSEL ■ POSTFACH ■ TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

geschlossen sind. Ferner sind den Stufen der Schaltvorrichtung Speicher angeschaltet, welche bei Auftreten eines dem Code entsprechenden Signals auf den Auegangsleitungen des Zählers dieses Signal über eine vorbestimmte Zeit speichern. Außerdem ist ein Zeitglied vorgesehen, das aum Sperren der Schaltvorrichtung dient, wenn eine unkorrekte Impulsgruppe auftritt. Durch die Auslegung des Zählers und der anderen Sehaltgruppeη als binär arbeitende Schaltungsteile läßt sich ein sehr einfacher, raumsparender und billiger Aufbau der Anordnung erreichen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens weisen die Stufeneingänge der Schaltvorrichtung je eine Summationsschaltung auf, welche entsprechend dem für die betreffende Stufe gewählten Code so an den Zähler angeschlossen ist, daß bei Übereinstimmung des Ausgangssignals am Zähler mit dem gewählten Code der Pegel am betreffenden Stufeneingang der Schaltvorrichtung einen vorgegebenen Wert erreichte Durch diese Maßnahme läßt sich auf einfache Weise eine hohe Sicherheit gegen Störsignöle eder unberechtigtes Benutzen der Anordnung durch eine stufenweiae Aktivierung der Empfangsschaltung erreichen.

Die beschriebene Anordnung läßt eich besonders vorteilhaft zur Steuerung von Garagentoren* von kommerziellen Sicherheitsanlagen wie Türen, Tore, Treesore, Einlaß von nur bestimmten Personengruppen in abgegrenzte Gebiete, ferner für die Fernsteuerung von Maschinen und Anlagen, insbesondere in gefährdeten Gebieten, sowie für die Verkehrskontrolle oder die Schaltung von VerkehrBiiignalanlagen verwenden c

009885/1894 BAD

PATENTANWALT BODE . 4033 HÖSEL . POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

Vorteilhaft wirkt sich die Tatsache aus, daß sich die einzelnen Stufen der beschriebenen Anordnung jeweils nach dem Empfang eines Irapulszuges selbst auf den Empfang eines nächsten Impulszuges vorbereiten, wodurch eine erste Folge von Impulszügen empfangen werden kann und daraiifhin die Anordnung selbsttätig in eine Bereitschaftsstellung zum Empfang der nächsten Folge übergetit.

im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläuterte Es zeigenϊ

Fig« 1 das Blockschaltbild einer Empfängeranordnung,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des Verzßgerungsgliedes gemäß der Ausführung nach Fig. 1,

Fig. 3 das Schaltbild einer Senderanordnung,

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Empfängeranordnung,

Fig. 5 ein zweites Ausführungnbeiapiel einer Senderanordnung,

Fig, 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Empfängeranordnung,

Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Senderanordnung,

Fig. 8 eine vollständige, aus einem Sender gemäß Fig. 7 und einem Empfänger gemäß Fig. 6 bestehende Anordnung, und

Fig. .9 ein weiteres Ausführungsb©ispiel einer Empfängeranordnung.

.. 5 „

009885/ 18 9 4

PATENTANWALT BODE ■ 4033 HOSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 . TELEX 8585166

Sie In Flg. 1 gezeigte Empfängeranordnung besteht aus einem Photodetektor 11 _t der bei Verwendung von Llchtimpulsen entsprechend den gesendetenSignalen anspricht und ein elektrisches Signal abgibt« Ferner ist eine Zählereohaltung 12 vorgesehen,welcher die empfangenen Signale zugeführt werden* sowie eine aus mehreren Stufen bestehende Schaltvorrichtung 13, Die Schaltvorrichtung 13 enthält im vorliegenden Beispiel drei Stufen '!3a. Jede Stufe enthält ein Codiernetzwerk, das aus einem Codedetektor 13b» einer Torsohaltung 14 und einer zeitgesteuerten Verriegelungeschaltung 13o besteht· Der Codedetektor 1st äo an den Zähler 12 angeschlossen, daß er auf einen einem voreingestellten Wert entsprechenden Zählerstand des Zählers 12 anspricht. Die erste Stufe des Codiernetzwerkee bereitet eine Schaltung zum Ansprechen der zweiten Stufe vor," die zweite Stufe eine solche zum Anspreoneη der dritten Stufe,, während die dritte Stufe ein Steuersignal über einen Transistorschalter 13d abgibt«

Der Photode.tektor 11 ist an den Eingang einer Differenzier-.- und Verstärkerschaltung 1.5 angeschlossen, mit der eine Impulsformerschaltung 16 verbunden ist. Diese Impulsformersehaltung enthält im gezeigten Aueführungebeispiel eine monoetabile Kippschaltung, welche eine relativ kurze Kipp-Periode aufwelet und die im Ausführungsbeispiel als aus zwei Invertern bestehende integrierte Schaltung ausgeführt ist.

Die Aufgabe der Differenzier- und Verstärkerschaltung 15 besteht darin, die Wirkung von langsam ansteigenden Impulsen zu reduzieren, welche dem eigentlichen Nutzeignal tiberlagert sind. Solche Störeignale können bei Verwendung von Licht ale Übertragungemedium durch zufällig in der Nähe befindlich·, nicht zum System gehörende Lichtquellen, wie Straßen- oder

009885/1894

BAD ORIGINAL PATENTANWALT BODE . 4033 HÖSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 . TELEX 8585166 Autobeleuchtung, hervorgerufen werden.

Die Zeitkonetante der Differenzierschaltung ist auf die Anstiegszeit der verwendeten Nutzsignalimpulse abgestimmt.

Die scharf begrenzten Ausgangssignale der Differenzier- und Verstärkerschaltung 15 steuern die Impulsformersehaltung 16, welche die empfangenen Signale wieder in Reohtecksignale umformt. Vom Ausgang der Impuleformersohaltung 16 werden die regenerierten Signale dem Zähler 12 zugeführt, sowie auf eine monostabile Kippschaltung 1? geleitet, welche eine relativ lange Zeitkonstante aufweist. Diese Schaltung ist als eine aus zwei Invertern sowie diskreten Schaltelementen 18 bestehende integrierte Schaltung aufgebaut. Die Kippschaltung wird durch den ersten empfangenen Impuls ausgelöst und fällt nach einer voreingestellten Zelt ab, die etwas geringer ist als eine Impulszuga-Periode, aber «gr^öer ist als die maximale zeltliche Dauer der effektiv auftretenden Impulse während einetr Periode in einem mittleren Impulszug. Nach Abfallen der Kippschaltung gibt diese ein Rückstellimpuls über eine Leitung 17a auf den Zähler 12 ab.

Die Schaltelemente 18 bestehen aus einem Kondensator 18a, während eine Widerstandesehaltung 18b aus einem Widerstand 18c von im Beispiel 68 kOhm, einer parallel liegenden Begrenzerdiode 18d und der Baaia-Kollektorverbindung eines Transistors 18e besteht, die mit einem Widerstand 18f von im Beispiel 100 kOhm in Reihe liegt. Diese Schaltung stellt eine hochohmige Ladesohaltung für den Kondensator 18a dar.

Der Zähler 12 enthält vier Zählerstufen, 12a, 12b, 12o und 12d, die je aus zwei mit dem Eingang verbundenen HAND-

009885/1894

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL . POSTFACH ■ TELEFON 02102-61701 . TELEX 8585166

Schaltungen, aie im Beispiel als integrierte Schaltungen ausgeführt sind, bestehen. Diese Schaltungen besitzen Anschlüsse für komplementäre Ausgangssignale, d.h. daß jede Schaltung neben dem normalen Ausgangesignal auch das invertierte Signal auf einem gesonderten Ausgang zur Verfügung hat. Sie entsprechenden Ausgänge sind an die verschiedenen Code-Detektoren 13b angeschlossen, welche je ein Summationsnetzwerk 19, das aus Dioden besteht, einen Kondensator 2o sowie einen Entladewiderstand 2oa enthalten. Dabei ist der Kondensator 2ο nicht dazu bemessen, um die auftretenden Zwischenwerte des Zählers nach einem normalen Zählvorgang zu speichern, sondern um eine Warte-Funktlon auszuführen. Diese Wartefunktion tritt dann auf, wenn der Zähler eine bestimmte Position erreicht hat und ihm keine weiteren Impulse zugeführt werden. Die Schaltung gibt dann ein konstantes Ausgangssignal oder Warte-Signal ab, bis sie wieder neu eingestellt wird»

Die Codierung der Schaltungsanordnung geschieht durch entsprechendes Anschließen der zum Summationsnetzwerk gehörenden Dioden an jeweils einen der beiden Ausgänge jeder Zähler-Btufe» Wenn auf allen diesen ausgewählten Ausgangsleitungen ein Signal auftritt, wird über das zugehörende Summationsnetzwerk der entsprechende Kondensator 2o aufgeladen« Aufgrund eineσ auf der Leitung 17a auftretenden RuckstellImpulseswird die Ladung vom Kondensator 2o über eine zugehörige Transietor-Torschaltung H und über einen Inverter 13e auf die zugeordnete zeitgesteuerte Verriegelungsschaltung 13c geleitet, so daß ein in der Verriegelungschaltung angeordneter Kondensator 21 sich entlädt» Durch den entladenen Kondensator 21 wird ein Transistor 22 im leitenden Zustand gehalten, so daß über das Summationsnetzwerk des zur nach-

009885/1894

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

folgenden, Stufe gehörenden Code-Detektors dl© Aufladung des zugehörigen Kcmcleneataxe 2o eingeleitet wird. Der zur Verrie ge lungs !-schaltung gehörende Kondensator 21 wird daraufhin aufgeladen5 und zwar Über die Basis-Emitter-Verbindung des Transistors 22, der ssu diesem Zweck für die Dauer von 1, bis 2 Impuazugs-Perioden im leitenden Zuotand gehalten wird. Diese.Zeit wird so gewählt, daß ein Kondensator 2o durch einen während der nächsten Impulsaugsperiode auftretenden richtigen Zählerstand und eventuell noch in der nachfolgenden Impulssmgsperlode aufgeladen wird, daß aber jede darauffolgende Aufladung des Kondensators2o über den Widerstand 2oa abgeleitet wird, bevor die Ladung über den zugehörigen Transistor 14 weitergeleitet werden kann«

Pur ein© 8oo ms lange Gruppe von drei Impulszügen weist jader Impulszug eine weniger ala 2oo ms dauernde Impulsfolge mit einer Impulswl#a®rholungßfreciuenz von loo s"° giuf» Bei einem vierstufigen Zähler 12 kann jeder Impulszug zweckmäßigerwoioe bis asu \b Einzelimpuls© enthalten, so daß eine minimale Paus© zwischen den einzelnen Imptlszügen von etwa go ins a-aftriito Für -Si η see Auaftihrungafreispiel besitzt die monost&öils Kippschaltung *·6 sw^okmäßigerweise eine Kipp- zet.t von etwa 2 Me B ms, dio Kippschaltung 17 eine solche von etv/a 113 mts, wobei eine beidseitige Tolurana von 24· ms erlaubt ist, so daB die Stabllltfttsanforderungen an die Schaltung rolatlv gering s:Lr*d_n V/eiterhin weisen in diesem Ausführung-si'oeispiel üle V«r«figerurigseehaltungen eine Verzö,grungB^r.5eit von ^!*tva 23a Mis 35o me auf, wobei auch hier die Toleranz nicht «ng "bomdaßen min muß₀ Duroh die Vorzögerungsischalf-iiig wird die Anordnung vor einem Ansprechen auf ImpulsssUgi» mit größeren L-eeretellen oder Lüoken zwischen den Gruppen bewahrt« Außerdem wird duroh dies«» Verzögerungs-

00988 B / 1 ρ 9 ti

BAD QIrWJAt

PATENTANWALT BODE ■ 4033 HÖSEL -POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

schaltungen ein Ansprechen auf äußere Störsignale wesentlich erschwert. Auf diese Weis© spricht die Anordnung auf Gruppen von je drei Impulszügen an, während andere Signale abgewiesen werden.

Wenn die Empfängeranordnung -eine Folg© von Impulsgruppen empfängt, welche die richtigen drei Impulszüge aufweisen, kann die Anordnung an jeder beliebigen Stelle des Impulazuges starten» in diesem Fall stellt die Anordnung einen unrichtigen ImpulBssug oder eine unrichtige Gruppe fest, wird in der Wartestellung gehalten und bleibt für die nächste Impulsgruppe empfangebereit. Wegen der großen Anzahl der möglichen Kombinationen ist es für ©inen Unberechtigten" nahezu unmöglich,, alle Kombinationsfalle durchzuprobieren, um den gewünschten Erfolg zu erzielen. Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit der Anordnung kann ein weiterer Zähler vorgesehen sein» der die Arbeiteschritte der Kippschaltung 17 zählt und der bei tibarsohreiten einer voreingestellten Zah,l, beispielsweise bsi Überschreiten von acht Schritten, ein Alarmsignal abgibt, wenn er nicht rechtzeitig durch· ein richtiges Ansprachen der Anordnung rückgestellt worden ist. Das Alarmsignal kann einen akustischen Alarm oder einen. Schalter zum Unterbrechen der Schaltungeanordnung auslösen. Es kann solange wirksam bleiben, bis die Anordnung manuell zurückgestellt wird.

In FIg₃ 2 1st ein weiteres Ausführungsbeispiel der Verzögerungssöhaltung gaaeigt. Zunächst sei darauf hingewiesen, daß auf der Leitung 17a ein. RUckstellimpuls erscheint, während die Kippschaltung 17 sich im inaktiven Zustand befindet. Daher weist der Rückstöllimpuls einen Anstiegs- und eine Abotiegsflanke auf. Die Abstiegsflanke des RÜckstell-

- 10 - :;" ■■■ ■■■■■■:■

00 98 8 57189A

PATENTANWALT BODE . ^4033 HDSEL · POSTFACH - TELEFON 02102-61701 . TELEX 8585166

- 1o

Impulses fällt mit dem Auslösebsginn der Kippschaltung 17 zusammen, also wenn ein Impuls von dar Bmpfangsanordnung aufgenommen wurde* Ein vom Transistor H übertragener Impulo bringt einen weiteren Transistor 7o1 in den leitenden Zustand, wodurch dia Aufladung eines Kondensators 7o2 beginnt ₃ Die Transietoren 14 und To1 bleiben solange leitend, bis der Kondensator 2o entladen ist oder bis das Ende eines Rüokstellimpulses auftritt, je nach dem, welches Ereignis zuerst, eintritt. Ein Widerstand 7o3 leitet fortlaufend die Ladung vom Kondensator 7o2 ab. Normalerweise iat der RÜckstellimpuls verhältnismäßig kurzzeitig, da er die Differenz zwischen der Impulszugsperiode und der Kipp-Periode der Kippschaltung 17 darstellt, Wenn jedoch zwischen zwei Impulszügen eine längere Pause auftritt; ist auch der Rttokstellimpuls entsprechend lang. Der Widerstand 7o3 ist so bemessen, daß der Kondensator nur in*dem zweiten erwähnten Fall entladen wird» Ein Transistor 7o4 wird mit Beendigung des Rückstellimpulses in den leitenden Zustand versetzt, worauf eine auf dem Kondensator 7o2 eventuell vorhandene Ladung eine bistabile Kippschaltung 7o5 umschaltet, worauf dar nachfolgende Detektor bzw» die Summationssohaltung 19 aktiviert wird, Dia bistabile Kippschaltung 7o5 wird durch die Abstiegsflanke des darauffolgenden Rtickstellimpulses zurückgestellt. Durch eine Verringerung des Wertes des Kondensators 7o2 kann die Toleranz der Schaltung erweitert werden.

Die in Fig. 3 gezeigte Senderanordnung umfaßt eine astabile Kippschaltung 41, welche auf eine Kipp-Periode von beispielsweise 2oo ms eingestellt ist. An dieser Kippschaltung ist ein Zähler 42 angeschlossen, der beispielsweise aus einer zweistufigen, gemäß einem Gray-Code betriebenen Anord-

- 11 -

009885/1894

PATENTANWALT BODE · 4033 HOSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

nung bestehtc Ferner ist an die erste Kippschaltung 41 eine astabile Kippschaltung 43 angeschlossen, die als Taktimpulsgenerator dient. Den gleichen Zweck würde auch jeder beliebige andere Rechteckgenerator erfüllen. Ein Monitor 44 dient zur Zählung der von der astabilen Kippschaltung 43 abgegebenen Impulse« Der Monitor betreibt eine Sperrschaltung 45 zur ünterbrechnung der Abgabe weiterer Impulse.

Vom Zähler 42 werden nacheinander vier Stufen 45a, 45b, 45c und 45d der Sperraehaltung 45 angesteuert. Wenn eine dieser Stufen UbeijCode«Dioden 46 vom Monitor 44 ein passendes Eingangssignal erhält,gibt die Sperrschaltung ein Sperrsignal auf eine Leitung 4oe ab. Die Dioden sind in Fig. 3 gestrichelt eingezeichnet_f da ihre Zahl von dem jeweils verwendeten Code abhängt, Das Sperrsignal bleibt solange auf Leitung 45e bestehen, bis die bistabile Kippschaltung 42 erneut von der Kippschaltung 4¹· angestoßen wird und der Monitor durch eine Triggerschaltung 44a gleichzeitig mit dem Anstoßen der Kippschaltung 42 rückgestellt wird.

Diß von der Kippschaltung 43 angegebenen Impulse schalten einen Thyristor 4?&. der beispielsweise ein Stroboskop 43b oder eine ander« Lichtblitze erzeugende Vorrichtung, wie beispielsweise ein. G&iliuin-Areienid oder Phosphit-Scintillator direkt oder indirekt steuert.

Die gesamte Senceranordnung läßt sich in einem handlichen kleinen Gerät unter bringen«

Zur Verhinderung eines unberechtigten Eingriffes in die Anordnung sind di.w .Dioden 46 in einem vorfabrisierten Einschub untergebracht.

- 12 -

00988 5/1894 JäAD

PATENTANWALT BODE · 4033 HOSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

Zur schnellen Veränderung des verwendeten Codes können mehrere solche DiodeneinsehÜbe vorgesehen sein« Besonders vorteilhaft ist die gleichzeitige Anordnung mehrerer solcher EinschÜbe bei Verwendung der Anordnung in der Fernsteuerung«. In diesem Fall muß die Empfängeranordnung mehrere Schaltvorrichtungen 13 enthalten, welche die Anordnung parallel betreiben können, oder es könnte eine gemeinsame Endstufe 13a vorgesehen sein, die parallel von je einer auf eine bestimmte Gruppe ansprechende Stufe betrieben wird.

Das in Fig. 4 gezeigte Ausführungsbeispiel einer Empfängeranordnung enthält einen Photo-Detektor 1o1_t einen auf die Ausgangssignale des Photo-Detektors ansprechenden Zähler und ein Schrittschaltregister 113o Dieses Schrittschaltregister besteht aus drei Stufen 114, die im folgenden als Detektor bezeichnet werden und die an den Zähler 112 so angeschlossen sind, daß sie auf bestimmte Zählerstände ansprechen, Der erste Detektor bereitet eine Schaltung zur Inbetriebsetzung des zweiten Detektors durch öffnen eines normalerweise geschlossenen Kontaktes 113a vor, während der zweite Detektor eine Schaltung zur Inbetriebsetzung des dritten Detektors durch öffnen eines Kontaktes 113b vorber reitet und die dritte Stufe ein Steuersignal duroh Sohliessen eines Kontaktes 113c abgibt« Die ersten beiden Detektoren aktivieren außerdem über normalerweise geöffnete Kontakte 113d Schaltungen, um sich selbst betriebsbereit zu halten.

An den Ausgang des Photo-Detektors ist eine Differenzier- und Verstärkerschaltung 111a sowie eine Impulsformerechaltung 115 in Form einer monostnbilen Kippschaltung angeschlossen. Dieθβ Kippschaltung weist eine gegenüber den verwendeten Nutzimpulsen geringe Kippzeit auf.Von der Impulsformer-

- 13 -

009885/1894 BADORlQiNAL

PATENTANWALT BODE . 4033-HDSEj, · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 . TELEX 8585166

202T743 ; - 13; «·■'■■ _: ■ ■

schaltung 115 aus werden die Impulse dem Zähler 112 zugeführt, sowie auf eine monostabil© Kippschaltung 116 geleitet, die . eine relativ lange Kipp-Periode aufweist und die durch den ersten auftretenden Impuls ausgelöst und nach einer voreingestellten Zeit, die ungefähr einer Impulszugslänge entspricht , wieder zurückfällt und den Zähler 112 über die Leitung 116a zurückstellt. Die Impulse werden einer Verzögerungsschaltung 117 zugeführt, die über Leitung 117a das Schrittschaltregister 113 und Transistor 117Vnach einer für eine korrekt empfangen© vollständige Impulsgruppe ausreichen*» de Zeit rückstellt,

Der Zähler 112 enthält vier Zählstufen 112a, 112b, 112c und 112d, die alle komplementären Ausgangssignale abgeben_s d.h« daß jede Stufe neben ihrem normalen Ausgangssignal auch ein invertiertes Ausgangssignal abgeben kann,, Die entsprechenden Ausgänge sind über Summationanetzwerke 119 so an die verschiedenen Detektoren angeschlossen, daß ein in der Detektorschaltung enthaltener Kondensator II9& die Schaltung nur in den Pausen zwischen den Impulszügen zum Ansprechen bringt,

Angenommen, es trete eine 80ο ms dauernde Gruppe von drei Impulszügen von je weniger als 2oo ms Dauer auf, wobei die Einze!impulse eine Pulswiederholungefrequenz von 100 »"* aufweisen, so enthält bei Verwendung eines vierstufigen jeder Impulszug zweekmäßigerweise bis zu 15 Impulsen,..00 daß zwischen den Impulszügen ©ine Pause von etwa 5o m& auftreten kann. Die monostabile Kippschaltung 115 kann beispielaweiee eine Kippzeit von 5 ms aufweisen, während die Kippschaltung 116 eine solche von etwa 175 ms mit einer beideeitigen Toleranz von 24 ms aufweist.

; -14 ..■■■.■■ : ■■■■.

00 9 88 57 1894
»AD

. PATENTANWALT BODE . 4033 HOSEL ■ POSTFACH · TELEFON 02102-61701 . TELEX 8585166

-14-

Die Verzögerungsschaltungen weisen eins Verzögern ngszeit von beispielsweise 600 ms auf, wobei eine relativ weite Toleranz zulässig ist. Die VerzÖgerurgsschaltung verhindert ein Ansprechen der Anordnung auf Impulszüge, die eine unzulässig lange Pause zwischen den Iinpulszügen aufweisen, sowie auf zufällig auftretende Impulssignale.

Die in Fig. 5 gezeigte Senderanordnung enthält einen aatabilen Taktimpulsgenerator 121 mit einstellbaren Mitteln zur

P Steuerung desselben. Diese Kittel umfassen drei monostabile Kippschaltungen 122, deren Kippzeiten über variable Bauele- * mente, wie beispielsweise Widerstände 122a, einstellbar sind. Diese Kippschaltungen werden nacheinander durch eine vierstufige Schaltvorrichtung 123 ausgelöst, wobei die Schaltvorrichtung von einer astabilen, Kippschaltung 124 betrieben wird* Die Kippschaltung 124 liefert Impulse in Abständen von beispielsweise 2oo ms an die Schaltvorrichtung 123_Λ die. vier mögliehe Zustände aufweist,, Von diesen dienen drei zur Serienanschaltung der Stufen über geeignete Dekodiervorrichtungen, beispielsweise die Dekodierschaltung 123a und die Kippschaltung 122, welche drei Rechtecksignale vorge-

b gebener länge, an den Pulsgenerator 121 abgibt, der wiederum mit der Aussendung von Impulsen beginnt, bis die Recht-Qcksignale abfallen. Dabei ist die Länge der Rechtecksignale so ausgewählt, daß ein. Impwlassug mit ainer gewuenschten Ansahl vom EingelimpulB©a ausgesendet wird. Die gesamte An-■ Ordnung kann als integrierte Schaltung aufgebaut sein, die nur wenige diskrete Elemente enthält» Die Impulse werden verstärkt uad einer optisohen Süaderaaordnung, wie beispielsweise QtnQT EatlataigiSlawp®, beispielsweise in einem Stroboskop oder einem telliumphosphit oder Areenltacintilla-, tor zugeführt.

. - 15 -

988S/1894

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL -POSTFACH · TELEFON 02102-61701 -TELEX 8585166

Zur Absicherung gegen äußere,unerwünschte Eingriffe sind die Widerstände 122a vorfabriziert und in Form einer Steckeinheit ausgeführt.

In den Pig» 6 und 7 sind Anordnungen beschrieben, die sich zur Herstellung als LS!-Schaltungen (Large Scale Integration) eignen. Ferner wird ein leicht modifiziertes Übertragungsverfahren angewendet , bei dem anstelle einer festen Impulszugsperiode die Pause zwischen den einzelnen Impulezügen eine feste Länge aufweist*

• In der Anordnung gemäß Fig. 6 ist ein Impulsgenerator 5o1 vorgesehen, dessen Impulsfolgefrequenz durch Eingangs-Schaltungsanordnungen 5o2 eingestellt wird. Der Ausgang des Taktimpulsgeneratore 5oi ist einem^vierstufigen Teiler 5o3 zugeführt.

Die am Empfänger ankommenden Signal® werden von einer Photozelle 5o7 aufgenommen und über einen mit dieser verbundenen Differenzier- und Verstärkerschaltung einem weiteren Verstärker 5o8 zugeführt _? sowie von diesem an eine Impuleformer· schaltung 5o9 geleitet. Durch die Differenzierschaltung werden die Nutzsignale gegenüber langsam ansteigenden Impulsen herausgehoben. Die Ausgangseignale der Impulsformerschaltung 5o9 werden als Rückstellimpulse dem Generator 5o1 Bowie der Teilerschaltung 5o3 zugeführt. Ferner stellen die Signale eine bistabile Kippschaltung 51o zurück. Eingestellt wird die Kippschaltung 51 ο durch einen Taktimpuls» der von der Schaltung 5o3 festgestellt worden ist. Daraufhin ergeht ein Ausgangesignal an den Zähler 511. Dieser Zähler zählt von einem voreingestellten Zählerstand zurück· Die Voreinstellung geschieht durch eine aus Oodier-Dioden '

00 9885/1894

PATENTANWALT BODE . 4033 HOSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

- 16 -

bestehende Anordnung 513 in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal eines vierstufigen Schrittschaltregisters 5H. Der Zähler 511 kann auf Null zurückgestellt werden, und zwar durch einen Rückstellirapuls, der über eine Leitung 5o5 von der Schaltung 5o3 empfangen wird* Der Zähler 511 gibt ein Aus gangs signal ab, wenn er auf einen voreingestelltooi Wert, beispielsweise Null, zurückgeschaltet hat. Dieses Ausgangssignal wird einer NAND-Schaltung 515 zugeführt, die über eine Leitung 52o einen zweiten Eingangsimpuls von der Teilerschaltung 5o3 empfängt. In der Leitung 52o ist eine UND-Schaltung 52oa angeordnet, die nur dann ein Eingangssignal von der Leitung 52o auf die NAND-Sehaltung 515 weiterleitet, wenn die Teilerschaltung 5o3 den Zählerstand "zwei? anzeigt.

Der Ausgang der NAND-Sehaltung 515 führt Über eine Leitung

516 ein Auegangssignal an die S ehr it ta ehalt vor rieht ung 5H. Diese wird um eine Stufe weiter geschoben. Ferner wird das Ausgangesignal der Schaltung 515 über eine ODER-Schaltung

517 und eine Verzögerunge- und Impuleformereohaltung 518 über die Ausgänge 514a des Schrittθehaltregisters der Diodenanordnung 513 zugeführt, um die Codeeinstellung im Zähler 511 zu ändern. Die vierte Stufe der Teilersohaltung 5o3 gibt einen Rückstel!impuls an das Register 5H ab und versieht die ODER-Schaltung 517 mit einem weiteren Eingangssignal, um den ersten Zählerstand in den Zähler 511 einzugeben. In einem vierten Schritt gibt das Register 5H ein Auagangesignal an einen Ausgangsverstärker 519 zur Steuerung weiterer Schaltungen. Während des Betriebes dee Taktimpulsgenerators 5o1 stellen an der Photozelle.ankommende Impulse den Generator 5o1 in Bereitschaft für die näoheten Taktimpulse. Auf diese Weise wird der Taktimpulegenerator mit den

- 17 -

009885/1894

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701'. TELEX 8585166

, ; - π - ■ ■■ .'.■■■ 7 '.

ankommenden Impulsen synchronisiert. In der Teilerschaltung 5o3 werden die Taktimpulse gezählt. Sobald diese Schaltung aber einen einzigen Taktimpuls feststellt, wird sie auf Null zurückgestellt. Auf diese Weise wird nur die erste Stufe der Teilerschaltung benutzt. Bei einer zwisohen den Impulszügen auftretenden Lücke werden keine HÜekstellimpulse, für die bistabile Kippschaltung 51ο abgegeben, worauf diese kein Signal an den Zähler 511 abgibt und dieser auf seinem letzten Zählerstand stehen bleibt. Ferner wird die Teilerschaltung nicht rttckgestelltp Baraufhin zählt diese über "eins" hinaus, worauf die zweite Stufe in Punktion tritt, und ein Impuls zur Öffnung der NAND-Sehaltung 515 und aur Weiterschaltung des Registers 5H abgegeben wird, Darauf-^ hin veranlaßt die Verzögerungsschaltung 518, daß ein neuer Zählerstand in dem Zähler eingestellt wird, worauf die NAND-Schaltung 515 kein Nullsignal feststellt. Kurz darauf spricht die Photozelle auf einen neuen Impulszug an, worauf der gesamte beschriebene Vöigwig wiederholt wird*

Wenn eine Impulsgruppe abgeschlossen 1st, schaltet die Teilerschaltung auf "vier", um den Zähler zurückzustellen, woraufhin ein Zählerstand "acht" einen Rückstellimpuls zur Rück·* Stellung des Registers 514 veranlaßt und die erste Zähleretuf e im Zähler 511 auf die nächste Impulsgruppe vorbereitet. Ils ist möglich, die NAND-S ehalt ung 515 zum Sperren dee Impuleformera 5o9 su benützen. Dies 1st dann wichtig, wenn nach langen Pausen sporadische Signale in der Mitte einer Pause auftreten, die dann ausgeblendet werden. Der Impulsformer 5o9 könnte durch einen Zählerstand "vier" oder '¹BoQhB" gum Beispiel, reohtzeitig zurückgestellt werden, um einen neuen Impulszug aufeunehmen.

■ ■ ■■'.' '^; " - 18 ■-■ ' : ^:

009885/1894

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL . POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit der gezeigten Anordnung kann das Schrittschaltregister eine größere Anzahl von Stufen enthalten, odar aber der Ausgang des Verstärkers 519 zur Vorbereitung einer zweiten Schaltanordnung benutzt werden, so daß die Anzahlder möglichen Kombinationen erhöht wird, wobei im Falle von zwei vierstufigen Schrittschaltregistern zehn Millionen Kombinationen möglich sind.

Sie in Fig. 7 gezeigte Senderanordnung enthält einen astabilen Taktimpulsgenerator 541, dessen Schwlngungsfrequenz von Zeitkomponenten 542 bestimmt wird, so daß er ungefähr die 1,5-fache Frequenz des.Generators 5o1 aufweist. Der Ausgang dieses Generators 541 wird über eine Torschaltung 554 einer vierstufigen Zelt- oder Teilersohaltung 533 zugeführt« Von der zweiten und der vierten Stufe der Schaltung 543 werden Signale abgegriffen und über eine UND-Schaltung 546 auf eine ODEH-Sehaltung 54? geleitet. lon der dritten Stufe der Schaltung 543 werden ebenfalls Signale abgegriffen und auf Bin® UND-Schaltung 545.und danach auf eine ODER-Schaltung

547 geführt„ Der Ausgang der ODER-Schaltung 547 wird zum Weitersehalten eines vierstufigen Schrittschaltregletere

548 benutzt« Von der vierten Stufe dieses Registers wird ein Signal abgegriffen, um die UND-Schaltung 545 zu sperren.

Der Ausgang der ODSR-SchaltuHig 547 ist ferner über eine Verzh'gerungs·* und Impulefonaersohaltumg 549 über das Schrittschaltregister 548 auf ieseea Ausgang geführt» wobei die betreffenden Ausgänge v©a a©ifl Schrlttsohaltregister aue werden.

Des in dem DiodennetBwerk 55o festgelegte Code, der duoh die ausgewählten Ausgang® der Schaltung 54.8 bestimmt 1st, wird

885/18 9 4

PATENTANWALT BODE · 4033 HOSEL · POSTFACH ■ TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

- 19 -

in einen Zähler 551 eingegeben«, Dieser Zähler 551 empfängt ein Eingangesignal über eine UND-Sohaltung 542 von dem Taktimpulögenerator 54-1. Der Zähler 551 zählt auf Null zurück. Wenn Null erreicht ist, wird eine bistabile Kippschaltung 543 eingestellt, die ein Sperrsignal an die Torsohaltung

552 sowie ein Vorbereitungssignal an die UND-Schaltung 544 liefert. Der Ausgang der UND-Schaltung 552 1st über einen Verstärker 554 an eine Stroboskopanordnung oder auf eine Lichtblitzanordnung geführte Vom Ausgang der Verzögerungs- und Impulsformerschaltung 549 wird ein Signal abgegriffen und über eine weitere Verzögerungssohaltung 546 zur Rückstellung der bistabilen Kippschaltung 553 und der Zähloder TeHerschaltung 543 benutzt, nachdem ein neuer Zählerstand in den Zähler 551 eingegeben worden isteVom Ausgang der Torschaltung 546 wird ein synchronisierendes Ausgangssignal abgegriffen, das über eine Impulsformerschaltung geleitet und zur Synchronisierung anderer Impulsgeneratoren benutzt wird»

Nachdem in den Zähler 551 ein Zählerstand eingegeben worden ist, und der Taktimpulsgenerator läuft, wird die Torschaltung 544 geschlossen und die Torsohaltung 552 geöffnet. Die Taktimpulse werden direkt dem Ausgangsverstärker 554 und dem Zähler 551 zugeführt. Wenn der Zähler/auf Null angekommen ist, wird die Torsohaltung 552 geschlossen und die Torschaltung 554 geöffnet, Jetzt können keine Impulse nehr am Ausgangsverstärker ankommen. Die Impulse werden jedooh in der Schaltung 543 gezählt und wenn der Zähler den Stand "vier" erreioht, wird das Schrittsohaltregister 548 weitergeechaltet und daraufhin ein neuer Zählerstand in den Zahler 511 eingegeben. Daraufhin wird die bistabile Kippschaltung

553 rückgestellt, so daß die Torschaltung 552 wilder geöffnet

- 2o -

009885/1894

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

und die Torschaltung 554· geschlossen wird* Die Impulse werden Jetzt abgegeben» bis der Zähler auf Null zurückgezahlt hat. Nachdem das Register 548 dreimal weitergeschaltet worden ist, tritt ein Zählerstand Null für die vierte Zähler-Stufe im Zähler 551 auf. Daraufhin wird die bistabile Kippschaltung 553 im Ein-Zustand belassen, woraufhin die Torschaltung 552 nicht geöffnet und die Torschaltung 554 nicht geschlossen wird. Die Schaltung 543 wird jedoch rückgestellt, worauf ein Zählerstand "zehn" in der Schaltung 543 erscheint, da die Torsohaltung 545, die jetzt ein Sperrsignal vom Auegang der vierstufigen Schrittschaltanordnung 548 empfängt. Bei Auftreten des Zählerstandes "zehn" wird ein Signal von der Torschaltung 546 abgegeben, um das Sohrlttsohaltregister 548 in seine ursprüngliche Position zurückzustellen und um die Senderanordnung für eine nachfolgende Übertragung von drei Impulszügen vorzubereiten.

Fig. 8 zeigt die vollständige Anordnung eines Senders und eines Empfängers bei Verwendung einer vollintegrierten Bauweise, wie sie anhand der Fig. 6 und 7 soeben beschrieben worden ist· Die Senderanordnung umfaßt einen an eine Batterie angeschlossenen Gleichspannungswandler <?o1, der mit einen Zerhacker 9o2 und einem Transformator 9o3 bestückt ist. Der Gleichspannungswandler 9o1 besitzt zwei Gleichspannungeausgänge $ eine Hochspannungsleitung zur Versorgung der Blitzlampe 9o5 und eine relativ niedrige Ausgangsspannung zur Versorgung der Schaltung gemäß Fig. 7. Die Schaltung der Fig. 7 1st mit Block 9o6 bezeichnet. Die Kondensatoren 9o7 und 9o8 sind Zeitglieder für den astabilen Taktimpulegenerator. Die Dioden 9o9 entsprechen dem Oodiar-Diodennetzwerk 55o. Die Ausgangeimpulse passieren einen Kondensator 91 ο sowie eine Begrenzerdiode 911, die beide an einen Thyristor

- 21 -

009885 / 189

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL -POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

912 angeschlossen sind, der zur Entladung dee Kondensators

913 gezündet wird und einen Stromimpuls auf einen Hochspannungstransformator 9 H leitet, wodurch die Blitzlichtlampe 9o5 durch Entladung eines Kondensators 9o5a gezündet wird«. ".-·■■

Der zugehörige Empfänger wird ebenfalls mit einer Batterie betrieben. In diesem Fall braucht keine Hochspannung erzeugt zu werden, weshalb die Batterie direkt an die Schaltungs· anordnung angeschlossen ist. Der Photo-Detektor und der Differentiator sind direkt als integrierte Schaltungen ausgeführt und über einen Kondensator 921 mit der Eingangeschaltung verbunden. Zeitbestimmende Widerstände 922 und 923 sind zur Festlegung der Impulsfolgefrequena dee astabilen .!Eaktimpulsgenerators vorgesehen. 2ur einfacheren Handhabung ist die Codierschaltung ebenfalls als diskretes Bauteil angeordnet« Zur Verstärkung der von der integrierten Schaltung kommenden Ausgangssignale ist ein Verstärker-928 vorgesehen«,

Es sei darauf hingewiesen» daß neben der integrierten Schaltung nur wenige diskrete Elemente vorhanden sind, wodurch sich die Anordnung billig herstellen läßt.

Insbesondere bei Verwendung der Anordnung für fernsteuerung®« zwecke oder wenn aus anderen Gründen die Übertragungsgeschwindigkeit relativ hoch angesetzt werden soll» ist ea zweckmäßig, gemäß dem in den Fig. 6 und 7 gezeigten Aus«- führungsbeiepi«! die ImpulaiBug-Wioderholungefrequene. nioht ν fest zu wählen, wie es in den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 5 gezeigt ist, sondern sie. von-der .Zahl tor in jedem einzelnen Impulszug vorhandenen. Sinaeliupulae-.

009885/1894

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

20217A3

- 22 -

abhängig zu machen.

Die Erhöhung der Übertragungsgeschwindigkeit ist besondere dann wünschenswert, wenn mehrere Steuerfunktionen etwa gleichzeitig ausgeführt werden sollen«'Beispielsweise ist es in Kransteuerungsanlagen wünschenswert, dem Kran etwa gleichzeitig in Ost-West, Nord-Südrichtung und/oder auf·» bzw. abwärts zu bewegen.Obwohl es prinzipiell denkbar ist, eine Anordnung zu schaffen, die von einer Kontrollfunktion zur nächsten weiterschaltet, während sie die erste Kontrollfunktion so lange bestehen läflt, bis sie widerrufen wird, übersteigt die dazu erforderliche Zeit das wünschenswerte Minimum. Bei Kransteuerungsanlagen ist es beispielsweise wünschenswert ₉ ©in® Steuervorrichtung vorzusehen, die in der Hand gehalten werden kann und die mohr^r© Bedienungsknopfe zur Auslösung der betreffenden Steuerfuaktionen enthält. Beispielswels© können bei einer solchen Anordnung sechs Knöpf® vorgesehen sein, von denen drei gleichzeitig gedrückt werden können» Innerhalb dieser Anordnung sind sechs Senderanordnung©«, gemäß Hg» 7 vorgesehen. Die Verzögerungs- und ImpulsformersQhaltungen 547 ruf©n In diesem Pail die verschiedenen Taktimpulsgeneratoren auf und erlauben damit eint sequentielle Abtastung der Druckknöpfe» worauf dem Empfänger ©ine Serie von Befehlea, beispielsweise zum Bewegen des Kranes ßaofa weMs_? liaks₉ vom®, rückwärts, auf- " wärts oäar ©fewlrts g©g@"te©a wteio Der Smpfanger anthält bei« sQ ©iaa. Am©i?imiiai sur I⁵SSt st ©llung» ob Pulse am &akoaH©B und mms Aiiolisimg ©ia©© Breasmeohaaleiius, w©'Mi di©{! Ei ©fet its? fall 1©1?₀ Itaret! di© Ba?@asv©ririohtung wfs?äe d©2? S"rasa sm ©4e©b ®.m£pss1g>Xi©klie&@*ä Halt geewumgen ^ei?äea_e Bi©g©s?" Fall wtedö wn&h ©iatr©tea₀ wean la ©iaem

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL · POSTFACH -TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

, 20217^3 -

Während die Anordnung gemäß den Pig. 6 und 7 als integrierte Schaltungen aufgebaut sind, ist es zweckmäßig, die Dioden entsprechend dem gewählten Code anzuschließen und auf diese Weise auch eine Möglichkeit zur Änderung des Codes zu besitzen. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, die Codier-Dioden diskret anzuordnen. Es sei jedoch betont, daß es prinzipiell auch möglich, ist, die Dioden auf einem Halbleiterchip anzuordnen und die Auswahl durch geeignete Verbindungen zu treffen»

Die Auswahl des verwendeten Übertragungsverfahrens hängt von dem jeweiligen Zweck, zu dem die Anordnung verwendet werden soll, ab« Auch ist das eine oder andere Übertragungsverfahren nicht unbedingt an eine bestimmte Ausführungeform der Anordnung, beispielsweise LSI (Large Scale Integration) oder Aufbau in diskreten Komponenten, gebunden. Als Beispiel dafür, daß sich die Anordnung mit einem festen Abstand zwischen den Impulszügen auch aus diskreten Elementen aufbauen läßt, ist eine solche Empfängeranordnung in Pig. 9 dargestellt.

Wie in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen, ist ein Photo-Detektor 8oT vorgesehen, der mit einem differenzierenden Verstärker und einer Impulsformerschaltung 8o2 verbunden ist. Die ankommenden Impulse entladen einen Kondensator 8o3 und betätigen einen Zähler 8o4. Die Ausgänge des Zählers 8o4 sind mit einem Codiernetzwerk 8o5 verbunden, das dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn ein richtiges Zählsignal vom Zähler vorliegt. Die Ladung auf dem Kondensator 8o3 wird von zwei Schmitt-Triggern 8o7 und 8o9 abgetastet..

Wenn an dem Kondensator 8o3 keine Impulse mehr auftreten, lädt sich dieser auf und lust die Schaltungen 8o7 und an-

0.0 98-8-5/1'89 ORIGINAL

PATENTANWALT BODE . 4033 HÖSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 ■ TELEX S585166

- 24 -

schließend die Schaltung 806 nach dem Auefallen von einer bestimmten Zahl Impulsen aue. Die Ausgänge der Schmitt-Trigger 8o7 und 808 sind mit Leitungen 809 und 810 verbunden· in einer UND-Schaltung 511 werden die Ausgangssignale aus der Leitung 809 mit einem korrekten Zählersignal auf dem Kondensator 806 verknüpft und zum Schalten einer bistabilen Kippschaltung 812 benutzt» die eine UND-Schaltung 813 im nachfolgenden Detektornetsjwerk 8o5 offenhält. Die bistabile Kippschaltung 812 wird nur von einem von der UND-Schaltung 811 kommenden Signal eingeschaltet. Die Kippschaltung 812 wird duroh einen Impuls auf der Leitung 810 rückgestellt· Von jeder Kippschaltung 812 werden Signale abgegriffen und in einer UND-Schaltung 812a miteinander verknüpft. Diese Anordnung gilt für eine Vorrichtung, welche die Übertragung von drei Codes erlaubt. Es ist auch möglich, mehrere solcher, je drei Codes enthaltenden Einrichtungen mit einem gemeinsamen Zähler 8o4 und gemeinsamen Schmitt-Trigger 8o7 und zu betreiben.

Ein System, das eine Empfängereinrichtung gemäß den Fig. 1, 4» 6 oder 9 und eine Senderanordnung gemäß den Fig. 3» 5 oder 7 enthält, wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zur Öffnung von Garagentoren verwendet. Daneben eignet sich die Anordnung für die verschiedensten Zwecke beispielsweise zum Verschließen von Türen, Toren, Tresoren und dergleichen. Obwohl das bevorzugte Ausführungsbe!spiel für 336o Kombinationen vorgesehen ist, kann eine größere Kombinationsmöglichkeit einfach duroh Änderung der Impulswiederholungefrequenz erreicht werden. Dasselbe Ziel läßt aioh duroh Ändern der Zahl der Impulse in einem Impulszug oder duroh Ändern der Impulszügelänge erreichen. Die Anordnung kann mit einer weiteren Sicherheit duroh Anordnung einer Sperr-

- 25 -

009 885/1894

PATENTANWALT BODE . 4033 HOSEL . POSTFACH . TELEFON 02102-61701 . TELEX 8585166

;: -. ■■■■■■ V ;-25 - \ ■ . :;■ ■;■::;':■;■

schaltung versehen werden, welche die Empiängereinrichtung sperrt, sobald zuwiederholten Malen falsche Signale empfangen werden. Ferner läßt sich ein Sperr-Relais vorsehen, das dann anspricht, wenn eine bestimmte vorher festgelegte Zahl in das Register eingegeben wird»

Auf spontan auftretende Störsignale spricht die Anordnung nicht an, gleichgültig ob diese Signale zufällig oder gewollt auftreten, es sei denn, daß es sich nur um verhältnismäßig geringfügige Abweichungen der Impulsfolgefrequenz, der Anstiegszeit oder der Impulszugslänge bei einem System mit festen Impuls zugsfreq,uenzen handelt. Die beschriebene Anordnung eignet sich daher vorzüglich für automatische Fernsteuerung und als Ersatz für solche Anordnungen, die auf Funkfrequenzen betrieben werden. Ferner eignet sich die allerdings auf die Übertragung auf Sichtweite beschränkte optische Anordnung in solchen Fällen, in denen Radioübertragung wegen zu hoher Kosten, wegen Interferenzproblemen oder aus anderen Gründen nicht möglich oder wünschenswert -ist. - " ^: .'.■■ .. ; ■ ■■■..;.

Besonders vorteilhafte Anwendungen der beschriebenen Anordnung sind die Steuerung von Kranen, insbesondere solchen in Häfen, in denen normalerweise die Steuerung durch einen in Äer Nähe der Last befindlichen Beobachter erfolgt.

Ferner läßt eich eine Steuerung von Terkehreeignalanlagen durch ein bewegtes Auto erreichen, ohne daß irgendwelche äußeren Verbindungen notwendig sind. Schließlich lassensieh beispielsweise in der Fertigungseteuerung Untereinheiten von einer Muü&reinheit steuern. Außerdem ist es möglich, Auf diese Weise eine Kanalwahl an Ferneehempfängern voreiraenmsn. Bei all diesen Anwendungsbeiepielen können mehrfach kodierte

; . - 26 - "■; .■■■;■.■■'. ■ ' ; / ■■■■.

009885/189A

PATENTANWALT BODE · 4033 HOSEL . POSTFACH · TELEFON 02102-61701 . TELEX 8585166

•TELEX 8585166

- 26 Systeme benutzt werden.

Besteht keine Sichtverbindung zwischen Sender und Empfänger, oder ist das dazwischen liegende Medium optisch nicht trans» parent, kann eine akustische Signalübertragung vorgesehen sein. Ferner können für größere Entfernungen Laserstrahlen als Medium benützt werden. Mit dieser Anordnung ist es theoretisch sogar möglich, Raumfahrzeuge zu steuern.

Mit der beschriebenen Anordnung wird es ferner möglich, tine Personensuchanlage aufzubauen oder eine Straßenlaternensteuerung zur Schaltung nur ausgewählter Gruppen von solchen Laternen aufzubauen. Es ist außerdem denkbar, daß sowohl die gezeigte Senderanqrdnung als auch die beschriebene Empfängeranordnung separat verwendet werden können» Beispielsweise kann die Senderanordnung dazu benutet werden, Flugzeuge oder Schiffe vom Boden aus zu identifizieren· Sie Empfängeranordnung kann zur Steuerung von Motorfahrzeugen benutzt werden, indem Licht- oder akustische Impulse vom Fahrzeug aus auf die Straße gerichtet werden, die ein Ge« biet mit einem reflektierenden oder absorbierenden Medium aufweisen» Auf diese Weise kann eine Geschwindigkeitskontrolle über die sich ändernde Impulszugelänge der reflektierten Impulse oder eine Richtungskontrolle durch, entsprechende Codierung und Programmierung innerhalb des Fahrzeuges vorgesehen sein.

GemäS einem weiteren Äuaführungsbelspiel könnten Fahrzeuge alt den beeoteiebeEea, Anorinußgen derart ausgestattet sein, üsJ eine Setaäera&orclnung am hinteren Esad® des Fahrzeuge» öEä ein© Empfänge^anordnung mn äoseen vorderer Seite angeordnet BiEa₀ Dana würde die Benderanordnung zusammen mit

009885/1894

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

der Bremsbetätigung ausgelöst werden, während der Empfänger auf dieses Signal anspricht und die Bremsbetätigung imnachfolgenden Fahrzeug auslOst„ um Auffahrunfälle zu verhindern.

Heben den beschriebenen Anwendungsfällen läßt sich die Anordnung in Verbindung mit anderen Sicherheitsvorrichtungen verwenden« indem an den Ausgang der Empfängeranordnung eine elektrisch betätigbare Verriegelungsvorrichtung angeschlossen wird. Außerdem kann die zu verschließende Einrichtung durch eine fernseheinrichtung zusätzlich überwacht werden, wobei der Durchgang jeweils nur für eine Person bemessen ist und er sich nach Fassieren selbsttätig wieder schließt. Ferner kann die Senderanordnung tragbar angeordnet sein und mit einer fest angeordneten Empfängerschaltung zusammen wirken, die nicht sichtbar angeordnet ist. In diesem Fall muß die Senderanordnung in die richtige Position gegenüber der Empfängeranordnung gebracht werden, um die gewünschte Funktion auszulösen. Bei Anstrahlen anderer möglicher Positionen könnte ein Alarmsignal ausgelöst werden, Ferner könnte die Empfänger·' anordnung mit einer zeitgesteuerten Bewegungsvorrichtung gekoppelt sein, von der nur dazu berechtigte Personen wissen, zu welchem Zeitpunkt sich die Anordnung an welcher Stelle befindet.

Ferner läßt sich mit der beschriebenen Anordnung eine Prozessteuerung durchführen» Beispielsweise wird bei dem Auffüllen von Benzintanks die Überwachung von Temperatur und Füllstand im Tank notwendig. Dies könnte mit Hilfe der beschriebenen Anordnung dadurch erfolgen, daß die Temperatur- oder Füllstandswerte die Codierung der Senderimpulse ändern und daß am Empfänger aus diesen Signalen die V/e rte wieder rückgewonnen werden. Ferner kann eine RückÜbertragung an die Messtelle stattfinden, wobei das rückübertragene Signal Steuervorrichtungen betätigen kann, ■ :■■■■ ^: . ■■' ■- 28 -

00 9885 / 189/i

PATENTANWALT BODE . 4033 HÖSEL.. POSTFACH . TELEFON 02102-61701 . TELEX 8585166

- 28 -

Eine erhöhte. Sicherheit der beschriebenen Anordnung läßt sich ferner dadurch erreichen, daß beispielsweise auf der einen Seite eine aus zwei Sendern und einem Empfänger bestehende Anordnung, auf der anderen Seite eine aus zwei Empfängern und einem Sender bestehende Anordnung vorgesehen sind, derart, daß die erste Anordnung ein kodiertes Signal aussendet, das von der zweiten Einheit erkannt werden muß, woraufhin diese ein weiteres kodiertes Signal an die erste Anordnung rücküberträgt« Wird dieses Signal von der ersten jr Anordnung für richtig befunden, überträgt diese wiederum ein kodiertes Signal an die zweite Anordnung, wodurch die eigentliche Steuerfunktlon ausgelbst wird»

Insbesondere bei Verwendung der beschriebenen Anordnung zur Betätigung von Tresortüren, ist es zweckmäßig, die Empfänger anordnung auf einem relativ kleinen Durchmesser Innerhalb der Tür anzuordnen, diese jedoch mit einer größeren Öffnung zu versehen, beispielsweise in Form eines großen Fensters, so daß es unberechtigten Personen nicht ohne weiteres möglich ist, die richtige Stelle für die Auslösung des Mechanismus zu entdecken»

In einem weiteren Anwendungebeispiel in dem die beschriebene Anordnung zur Steuerung von Fahrzeugen verwendet wird, 1st es möglich, die Fahrzeuge von einer zentralen Stelle aus mit fest kodierten Befehlsprogrammen für beispielsweise Fahren, Halten und dergl* zu versehene Ferner kann an einer Abtaststelle die Identität der Fahrzeuge festgestellt werden. Auf diese Weise können auch berechtigte von unberechtigten Fahrzeugen getrennt werden, was entweder automatisch oder manuell geschehen kann. Es 1st außerdem möglich, ein entsprechendes Signal an das Fahrzeug rüokzuübertragen, so daß

- 29 -

00988 5/1894

PATENTANWALT BODE . 4033 HÖSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

- 29 -

dieses mit klaren Anweisungen über sein weiteres Verhalten versehen ist. Besonders vorteilhaft läßt sich eine solche
Anordnung in Öllagern anwenden, in denen bestimmte Sicherheitsvorrichtungen im Zusammenhang mit Transportfahrsseugen unbedingt zu beachten sind.

00988571894

Claims (22)

PATENTANWALT BODE . 4033 HOSEL . POSTFACH . TELEFON 02102-61701 . TELEX 8585166 Patentansprüche:

1. Aus einem Sender und einem Empfänger bestehende Anordnung zur Übertragung kodierter Gruppen von Impulszügen, wobei der Code durch die Zahl der zu den einzelnen Impuls züge η gehörenden Einzelimpulse bestimmt ist» dadurch gekennzeichnet, daß der Sender zum Übertragen der Impulsgruppen in einer vorgegebenen Zeit eingerichtet ist und daß der Empfänger Mittel enthält, die nur auf die in die vorgegebene Zelt fallenden Impulsgruppen ansprechen.

2« Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender zur Übertragung von Impulszügen konstanter Dauer eingerichtet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender zur Übertragung von Impulszügen mit konstantem Abstand der Impulszüge voneinander, bei variabler, codebedingter Länge der einzelnen Impulszüge, eingerichtet 1st»

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung mittels Lichtsignalen erfolgt.

5. Anordnung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, öaß die Impulsanstiegszeit kleiner 1st als die Impulslänge der einzelnen Impulse.

'0 09885/1894

PATENTANWALT BODE · 4033 HöSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

6. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e η nzeichnet, daß der Empfänger einen binären Zähler (12,112,511,8o4) zur Zählung der Impulse innerhalb jeweils eines Impulsauges und eine mehrstufige Schaltvorrichtung (13,113,514,811,812) enthält, wöbei je ©ine Stufe der Schaltvorrichtung zum Ansprechen auf einen der Impulszüge ausgelegt ist und wobei die Stufen parallel an den Zähler (12,112,511,8o4) angeschlossen sind, daß den Stufen der Schaltvorrichtung (13,113,514» 811,812) Speicher (2o,119a,515,8o6) angeschaltet sind, welche bei Auftreten eines dem Code entsprechenden Signals auf den Ausgangsleitungen des Zählers dieses Signal über eine vorbestimmte Zeit speichern, und daß ein Zeitglied (21,22,117,5o3,8o3,7o1-7o5) vorgesehen ist zum Sperren der Schaltvorrichtung, wenn eine unkorrekte Impulsgruppe auftritt.

7. Anordnung nach Anspruch 6, da d u roh ge kennzeichnet, daß die Stufeneingänge der Schaltvorrichtung ( 13, Ή 3, 5 U, 81 1 ,812) 3e eine Summationsschaltung ( 19,119,513) aufweisen, welche entsprechend dem für die betreffende Stufe gewählten Code so an den Zähler angeschlossen 1stg daß bei Übereinstimmung des Ausgangssignals am Zähler mit dem gewählten Code der Pegel am betreffenden Stufeneingang der Schaltvorrichtung einen vorgegebenen Wert erreicht.

8. Anordnung nach Anspruch 7, d a d u roh g β k β η η-z e 1 ohne t, daß die Summatlonsschaltung (19,119, 513) zwischen dem Zähler und dem Speicher (2o) angeordnet ist, daß jeder Stufe (13a) der Schaltvorrichtung (13,113, 514,811,812) ein solcher Speioher (2o) zugeordnet ist

:-;32 - ■ ^: ;.■- .-"■■.■■

009885/189 4

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL ■ POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

und daß der Speicher aus einem Kondensator besteht.

9. Anordnung nach Anspruch 8, d. a ά u r c h gekennzeichnet, daß der Speicher (2o) mit einer Torschaltung (H) verbunden ist, welche naoh Ablauf der dem Speicher (2o) vorgegebenen Speicherzeit das im, Speicher (2o) gespeicherte Signal an die nachfolgende Stufe der Schaltvorrichtung (13,113,5H,811,812) zur Betätigung derselben weiterleitet,

10. Anordnung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß nach Ansprechen der letzten Stufe der Schaltvorrichtung (13,113,514,811,812) an deren Ausgang ein als Nutzsignal dienendes Auegangssignal ansteht.

11. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,, daß ein© monostabile Kippschaltung (17) vorgesehen ist, deren Kipp~Periode der maximalen Länge der auftretenden Irapulszüge entspricht und die für die Zuführung eines RUckstellimpulses nach Ablauf der Zeit mit dem Zähler (12,112,511,8o4) verbunden ist, und daß der Multivibrator durch den ersten empfangenen Impuls ausgelöst wird.

12. Anordnung nach den Ansprüchen 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereingang der Torsohaltung (H) mit dem den Rücketellimpuls liefernden Ausgang der monostabilen Kippschaltung (1?) verbunden ist.

- 33 *

009885/1894

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL · POSTFACH -TELEFON 02102-61701· TELEX 8585166

■■■.■ : -33 - :■■/■. ', ; ■

13. Anordnung nach Anspruch 12, dad u r e h ge k e η nzeich η e t, daß den T or schaltungen (H) Verssögerungsglieder (21) nachgeschaltet sind, welche eine Aktivierung der nachfolgenden Stufe der Schaltvorrichtung für die Dauer von ein bis zwei Impulszuglängen auslösen.

14. Anordnung nach Anspruch 13» dad u ro h g e k θ. Q azeichnet, daß die Verzögerungsglieder aus einer bistabilen Kippschaltung (7o5) bestehen, welche in der EIN-Position die nachfolgende Stufe der Schaltvorrichtung aktiviert, daß ein Kondensator (7o2) vorgesehen ist, dem das Stufeneingangssignal, ausgelöst durch die Anstiegsflanke des vom Zähler kommenden Rtickstelliiapulsee, zugeführt wird, daß die bistabile Kippschaltung (7o5) durch dieselbe Anstiegsflanke des Rückstellimpulses rückgestellt wird, daß der Kondensator (7o2) die bistabile Kippschaltung (7o5) aufgrund eines ihm zugeführten Stufeneingangssignals und bei Auftreten der Anstiegsflanke des Rücksteilimpulses EIN-schaltet, und daß ein Entladewiderstand (7o3) an den Kondensator angeschlossen ist, wodurch die bistabile Kippschaltung (7o5.) nicht EIN-gesehaltet wird, wenn die Anstiegsflanke des Rückstellimpulses um mehr als eine Impulszuglänge verzögert wird (Fig. 2 ).

15. Anordnung nach Anspruch ß, d a du r c h g β k β η n- z e ich a. et, daß die SehaltVorrichtung (514) bei ihrem Ansprechen den Zähler (511) auf denjenigen Zählerstand zurückstellt, der die Schaltvorrichtung beim nachfolgenden Impulsäug zum Ansprechen bringt, und daß der ■ Zahler ein Signal abgibt, wenn der Zählerstand auf Null oder auf einen vorgegebenen Wert zurückgestellt worden ist, ..■■. ■ - · ■'-...■■■■-■■■■' ;■■■

■■'■■-. 34 - :

009885/1894

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL · POSTFACH ■ TELEFON 02102-6)701 . TELEX 8585166

- 34 -

16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß an den Auegang des Zählere (511) eine Torschaltung (515) angeschlossen ist, deren !zweiter Eingang an Anordnungen (5o3»52o) zur Feststellung des Fehlens von Eingangesignalen angeschlossen ist, und daß die Torschaltung nur dann ein Ausgangssignal an die Schaltvorrichtung (5H) abgibt, wenn kein Eingangssignal vorliegt.

ι ■ ■■ ■ .

17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die !Torschaltung (515) ein Sperrsignal zur Unterdrückung von Störsignalen abgibt.

18. Anordnung nach Anspruch 15; daduroh gekennzeichnet, daß ein Taktimpulsgenerator (5o1) vorgesehen ist, der mit den empfangenen Impulsen synchronisiert ist, und daß der Ausgang des Taktimpulegeneratore einer Teilerschaltung (5o3) zugeführt ist, welche durch die empfangenen Impulse solange rückgestellt wird, wie Eingangsimpulse vorliegen, und die danach steuernde Schaltimpulse abgibt.

19. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender einen freilaufenden Taktimpulsgenerator (4-1) und einstellbare MIttel (43*44,45) zum An- und Abschalten des Taktimpulsgenerator· zur Erzeugung einer Gruppe von Impulszügen enthält«

20. Anordnung nach Anspruch 19, daduroh g β Ic · a a«

ti lohnst , daS die ®iast®llfeareti Mittel einen Zähler (44) flit die ZUsilimg d®s? -wem Taktlmpuleg«n«rator * kommenden Impulse umfassen» daS eine Sparteohaltung (49)

• 35 009885/1894

PATENTANWALT BODE · 4033 HDSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 -TELEX 8585166

■;. -35 - _: · ■■■.■

vorgesehen ist, welche mehrere nacheinander aktivierbare Stufen umfaßt, und daß die Stufen so angeschlossen sind, daß.sie auf einen vorbestimmten Wert des Zählere ansprechen und den Taktimpulsgenerator sperren.

21. Anordnung nach Anspruch 19, d ad u rc h g © ken nz ei oh η e t, daß die einstellbaren Mittel mehrere monostabile Kippschaltungen (122) enthalten, welche nacheinander aktivierbar sind,, und welche einstellbare Zeitkonstanten aufweisen, und daß die Ausgangesignale dieser Schaltungen als Steuerimpulse verschiedener zeitlicher Längen dem Impulsgenerator (121) als Steuerimpulse augeführt werden.

22. Anordnung nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k β η n~ zeichne t» daß die einstellbaren Mittel einen Zähler (44), eine Torschaltung (43), welche aufgrund eines vorbestimmten Zählerstandes gesperrt wird, Mittel (46) zur Einstellung des Zählers und Mittel (45,46) zur Änderung des vorbestimmten Zählerstandes nach jedem Sperren der Torschaltung (43) aufweisen.

23» Anordnung nach Anspruch 19, dadurch g e k e η η-z e i c h η e t» daß die einstellbaren Mittel zwei Torsehaltungen (952*544) enthalten, welche wechselweise geöffnet werden» um die Taktimpuls« einer Teilerechaltung (543) oder einem Ausgang (554) und einem Zähler

(551) ZUBUfUhren, wobei der Auegang und die Torschaltung

(552) See Zählers gesohloeeen und die Torsohaltung (544) der Teilerschaltung geöffnet wird, wenn ein einen vorgegebenen Zählerstand anzeigendes Signal vorliegt, und daß die einstellbaren Mittel ein Schieberegister (546)

■■■■'■ ■: ;■■ ^: . - 36 - ■ ■■ :

009885/189

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

- 36 -

umfassen, das durch Zählsignale der Teilerschaltung weitergeschaltet wird, um den Sanier auf die Abgabe eines Signals vorzubereiten, nachdem ein vom augenblicklichen Zählerstand verschiedener Zählerstand aufgetreten war, und um danach die zum Ausgang und zum Zähler gehörenden Torschaltungen zu öffnen und die zur Teilerschaltung gehörende Torschaltung zu schließen.

24· Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Empfängereingang eine Verstärkerschaltung (15) angeschlossen ist, wobei dem Verstärker eine Impulsformerschaltung zugeordnet ist, welche Störsignale unterdrückt.

009885/189/.