DE2062957A1 - Tonfrequenz Rufanlage - Google Patents

Description

ß VM'efaiiicfin München, den - '- ¹^ 197(1

FANTRON CORPORATION In Little Rock, V.St.A.

Tonfrequenz-Rufanlage

Die Erfindung betrifft eine Tonfrequenz-Rufanlage, bei der in der Sendestation eine Signalfolge von Tonfrequenzen erzeugt wird und in den Empfangsstationen Vorrichtungen zum Erkennen der Tonfrequenzsignale vorgesehen sind.

Die Uebertragung von Informationen von einer Station zu einer anderen In Form von Tönen oder Tonfcombinaticnen vir<3 im Fernsprech-, Pernschreib- und Fernmeßwesen in großem Umfang angewandt» Z. B, erzeugt ein Fernsprechteilnehmer durch Betätigung von WShltasten eine Seihe von Tonfrequenzen, die Im Amt entziffert werden, um die-gewünschte Su!nummer eines anderen Teilnehmers oder andere Informationen zu bestimmen. Soll diese betreffende Folge von lonfreqaenzen erneut übertragen vernier, so muß die ? rvnsnrft. chrMwiev abermals 3fev3hlt werden. Aehrliche Vorrichtunger. ^;j/er^er: in Pernschreib- und Fernmeßar.lagen verwertet, Oaa· Verf-.-hr-'Sn besteht: i^mer darin, ΊaΓ. e:ne Impulsfolge ^erschie-ener

Frequenzen im Sender erzeugt und im Empfänger entschlüsselt wird. Diese Anlagen sind im allgemeinen ziemlich kompliziert aufgebaut und erfordern eine umfangreiche Umschalttechnik, wenn die Frequenzen gewechselt werden sollen. Auch können im allgemeinen für kleine und große Anlagen nicht die gleichen Konstruktionsprinzipien angewandt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tonfrequenz-Rufanlage der eingangs geschilderten Art zur Verfügung zu stellen, die einfacher aufgebaut ist und bei der die jeweils verwendeten Tonfrequenzen bzw. Frequenzfolgen leicht abgeändert werden können.

Zu diesem Zweck sind erfindungsgemäß in der Sendestation mehrere auf je eine feste Frequenz eingestellte Tonfrequenzerzeuger und eine Vorrichtung zur programmierten Einschaltung der Tonfrequenzerzeuger nacheinander vorgesehen; ferner enthält die Empfangsstation mehrere nacheinander in bestimmter Reihenfolge wirksam gemachte Detektoren für die einzelnen Tonfrequenzen und eine Anzeigevorrichtung für den Empfang einer vollständigen Signalfolge.

Das Programm läßt sich nun leicht in jeder gewünschten Weise abändern. Vorzugsweise enthält die Programmierungsvorrichtung mehrere hintereinander geschaltete Zeit-

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schalter, deren Betrieb jeweils durch den vorhergehenden Zeitschalter ausgelöst wird, und einen Auslöser für den ersten Zeitschalter, Jeder Zeitschalter ist mit einem ihm zugeordneten 'ionfrequenzerzeuger verbunden, so daß die Tonfrequenzer- euger nacheinander von den Zeitschaltern in der vorgeschriebenen Reihenfolge eingeschaltet und mit dem Senderausgang verbunden werden.

Zum Erkennen der Tonfrequenzfolgen in einem Empfänger ist vorzugsweise eine Mehrzahl nacheinander wirksam gemachter Filter vorgesehen, die je auf einen bestimmten Frequenzbereich abgestimmt sind. Jedem Filter ist ein Detektor nachgeschalte , dessen Ausgang mit dem Eingang des nachfolgenden Filters verbunden ist und dieses so lange sperrt, bis der betreffende Detektor arbeitet.

Die Programmi ^Vorrichtung in der Sendestation und die Entzifferungsvorri-chtung in der Empfangsstation sind stark erweiterungsfähig, so daß die Anlage sowohl für geringen, als auch für großen Umfang brauchbar ist.

Vorzugsweise enthält die Sendestation mehrere Oszillatoren in Brücken-T-Schaltung, deren Ausgänge einem gemeinsamen Sendeverstärker zugeführt werden. Eine Reihe von ProgrammwMh.lschaltern ist von Hand betätigbar, um die Betriebsfrequenzen und damit die von den Oszillatoren erzeugten Töne zu bestimmen» Die Erzeugung und Sendung der Ton-

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.Frequenzen wird von einer Schaltung gesteuert, die ein Tastenfeld zur Einleitung und Wiederholung der Sendung und eine Mehrzahl von Zeitschaltern aufweist. Die Zeitschalter bewirken die Betätigung der Oszillatoren für bestimmte Zeitspannen und mit vorgeschriebenen Intervallen zwischen den erzeugten Tönen.

Ein Ausführungrsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Hierin sind

Fig. IA, IB, 2A, 2B und 3, die nach dem Schema der Fig. zusammengehören, ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Tonfrequehzsenders, und zwar zeigen Fig. IA und IB die Tonfrequenzerzeuger und den gemeinsamen Verstärker, Fig. 2A und 2B die Programmschaltung und Fig. 3 die Wählschalter für die Betriebsfrequenz der Oszillatoren,

Fig. 2C zeigt eine Abänderung, bei der ein Intervallschalter auf Wunsch in die Programmschaltung nach Fig₄ 2A und 2B eingeschaltet werden kann,

Fig. 5A und 5B, die nach Fig. 6 zusammengehören, zeigen eine erfindungsgemäß konstruierte Empfangsanlage, Fig. 5A bezieht sich auf einen gemeinsamen Begrenzer für die Filterkreise und Fig. RB zeigt die entsprechenden Detektorschaltungen und die Anzeigevorrichtung.

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Z_unächst soll an Hand der Fig. IA bis 4 die in der Sendestation befindliche Codiervorrichtung für die Tonfrequenzfolge beschrieben werden. Diese enthält zwei Oszillatorschaltungen 10 und 34 in Brücken-T-Schaltung, die mit einem gemeinsamen Ausgangsverstärker 57 bis 63 verbunden sind. An dessen Ausgangsklemmen 72 und 73 kann eine Fernleitung od. dgl. angeschlossen werden.

Die Codiervorrichtung enthält ferner einen getastetenVeraqgarangsschalter 77 zur Einschaltung der Oszillatoren 10 und 34, zwei Zeitschalter 103 und 126, die den Oszillatoren 10 bzw. 34 zugeordnet sind, und einen Intervallschalter 116 bis 124 zur Steuerung des Intervalls zwischen aufeinanderfolgenden Betätigungen der Oszillatoren 10 und 34.

Schließlich enthält die Codiervorrichtung eine Reihe von Frequenzwählern 149 bis 152, die unter dem Einfluß der Zeitschalter 103 und 126 betätigt werden, um die Frequenzwahl mittels der Schaltfelder 175 bis 177 in Fig. 3 zu steuern. Jedes Schaltfeld 175 bis 177 enthält mehrere (hier 10) zweipolige Umschalter, um eine Mehrzahl von Widerstandselementen 178 bis 197 über die Frequenzselektoren 149 bis 152 wahlweise mit den Oszillatoren 10 und 34 zu verbinden.

Im Betrieb wird ein Sendetaster » 78 (Fig. 2A) mit dem Kontaktstück 79 und den beiden Festkontakten 80 und 81 geschlossen, um das positive Potential von der Plusleitung 99

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über die Relaiskontakte 84 und 85, die Widerstände 8 9 und

91 auf die Basis eines Transistors 82 zu geben, der ein Relais 83 einschaltet, parallel zur Relaiswicklung 83 ist eine Anzeigelampe 88 geschaltet, deren Aufleuchten den Beginn der Sendung anzeigt. Perner liegt parallel zur Relaiswicklung 83 eine Diode 87 zur Unterdrückung von Schaltströmen.

Beim Anziehen des Relais 83 bewirkt der Haltekontakt 84, daß der Transistor 82 über den Festkontakt 86 und den Widerstand

92 weiter mit positivem Potential versorgt wird.

Ferner gelangt die positive Spannung über Kontakt 86 auf einen Ladekreis, bestehend aus einem Widerstand 93 und einem Kondensator 94, dessen Klemmen als Prüfpunkte TP zugänglich sind. Die Aufladung des Kondensators 94 dient als zeitabhängige Funktion für die Auslösung des Zeitschalters 103 für den ersten Ton mittels zweier Transistoren 97 und 101.

Die Basis des Transistors 97 ist mit dem Kondensator 34 über eine Zenerdiode 95 und mit dem Emitter und Erde über einen Widerstand 96 verbunden. Der Kollektor des Transistors 97 ist über einen Widerstand 98 an die positive Leitung 99 und über einen Widerstand 100 an die Basis des Transistors 101 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 101 ist unmittelbar mit der positiven Leitung 99 verbunden, während sein Kollektor über den Widerstand 102 geerdet ist,

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Mit der Anlegung °ines positiven Potentials an den Kondensator 94 beginne dieser sich aufzuladen. Wenn die Ladespannung den Durchbruchswert der Zenerdiode 95 erreicht, beginnt diese zu leiten und schaltet über den Widerstand 96 den Transistor 97 ein. Der Zeitpunkt der Oeffnung des Transistors 97 hängt von den Werten 3es Widerstandes 93, des Kondensators 94 und der Durchbruchsspannung der Zenerdiode 95 ab. Sobald der Transistor 97 geöffnet ist, gelangt das Potential an die Verbindungsstelle der Widerstände 98 und 100, wodurch der Transistor IQl ebenfalls leitend wird und ein positiver Impuls an seinem Kollektor auftritt.

Dieser positive Impuls wird auf den ersten Zeitschalter 103 gegeben, und zw*r gelangt ei' über einen Kopplungskondensator 104 und einen Widerstand 105 auf die Basis eines Transistors 106. Der Transi tor 106 ist mit einem weiteren Transistor

110 als monostabile "Kippschaltung geschaltet, indem ihre Emitter geerdet und ihre Kollektoren über Widerstände 107 und 112 an die positive Leitung 199 angeschlossen sind. Ferner ist der Kollektor des Transistors 106 über Kondensator 108 und Widerstand 109 mit der Basis des Transistors 110 verbunden. Die Basis des Transistors 110 ist weiter über einen Widerstand

111 an die positive Leitung 99 angeschlossen. Ein Widerstand 113 verbindet den Kollektor des Transistors 110 mit der Basis des Transistors 106 und ein Kondensator 114 verbindet Basis und Emitter des Transistors 106. -

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Der auf die Basis des Transistors 106 gegebene positive Impuls bewirkt dessen Sättigung, wodurch die linke Seite des Kondensators 108 praktisch geerdet wird. Dadurch en ta" dt sich der Kondensator 108 in die Basis des Transistors 110 und sperrt diesen, so daß an seinem Kollektor ein positives Potential auftritt, das über den Widerstand 113 auf die Basis des Transistors 106 gegeben wird. Der Transistor 110. wird für eine Zeitspanne gesperrt, die von den Werten des Kondensators 108, des Widerstandes 109 und des Widerstandes 111 abhängt. Während der Sperrzeit des Transistors HO wird eine positive Spannung über einen Transistor 115 und die Klemme E auf einen der Eingänge ß, H, I und J (Fig. 3) der Frequenzwähler 149 bis 152 (^ig. 2B) gegeben. Welche dieser Eingänge gewählt wird, hängt von den Wählschaltern der Codewählgruppen 175 bis 177 ab.

Die Ausgänge der Frequenzwähler 149 bis 152 (Fig. 2B) verbinden einen frequenzbestimmenden Widerstand entweder mit dem Oszillator 10 öder dem Oszillator 34 (in diesem Falle dem Oszillator 10) und mit Erde. Wird z. B. schälter lila (Hg. 3) in der unteren Stellung geschlossen, So gelangt das positive Potential an der Klemme E über den Schalter 17la. Mr Klemme ι des Frequenzwählers 151* Dieses Potential öffnet den Transistor 160, so daß seine Klemme C geerdet wird. Klemme C führt zur SchaItergruppe 177. ist in dieser.%. H* Schalter 171f in die untere Schalterstellung umgelegt, so kömmt das Erdpotential der Klemme C an die linke¹ Klemme eines frequehz-

bestimmenden Widerstände sl84, dessen andere Klemme über eine Anschlußklemme IC zum Oszillator 10 führt. Die Erdung der Klemme K über den Widerstand 184 leitet den Betrieb des Oszillators 10 ein.

Der Oszillator 10 enthält eine überbrückte T-Schaltung mit einem frequenzbestimmenden Element, nämlich einem der.an der Klemme K angeschlossenen Widerstände 178 bis 187 (Fig. 3), einer Anzahl Kondensatoren 11 bis 14, einer Reihe von dazu parallel geschalteten Widerständen 15 bis 18 und zwei parallel geschalteten Kondensatoren 19 und 20, die zwischen Erde und die Verbindungsstelle der Widerstände 17 und 18 eingeschaltet sind. Außer der Eingangsklemme K besitzt die Schaltung weitere Eingangsklemmen L, M und N, die über die SchaItergruppe 175 wahlweise miteinander verbunden werden können. Die Schalter 165 bis 170 in der SchaItergruppe 17 5 können bestimmte Widerstände der überbrückten T-Schaltung kurzschließen und dadurch deren Betriebsfrequenz ändern.

An die überbrückte T-Schaltung ist eine Kettenschaltung von Transistoren 21 bis 24 angeschlossen, den-en die Vorspannungen über Widerstände 26 bis 31 zugeführt werden. Die Kettenschaltung ist einerseits an Erde und andererseits an eine . über den Leiter 25 zugeführte geregelte Gleichspannung angeschlossen. 7cm Emitter des Ausgangs — /.Transistors 24 führt i-ilt.-· Äiirkküpplangsverbindung zn der überbrückt-·η T-.^c;cha Ltuf'j an der Verbindungsstelle zwischen den ?fmd»n-

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satoren 11 und 12 und dem Widerstand 15.

Die Frequenz des ersten Tons und seine Dauer werden durch die Zeitspanne bestimmt, während deren die Klemme E positiv bleibt; diese ist ihrerseits, wie erwähnt, von der Zeitkonstante der monostabilen Kippstufe mit dem Kondensator 108 abhängig. Beide Oszillatoren 10 und 34 sind nur während derjenigen Zeiten in Betrieb., in denen ein frequenzbestimmender Widerstand mit den betreffenden Klemmen K und R der Oszillatoren verbunden und geerdet ist.Am Ende der Einschaltzeit der von den Transistoren 106 und 110 gebildeten Kippstufe wird Transistor 106 gesperrt, so daß sein Kollektor ein positives Potential annehmen kann, wodurch ein positiver Impuls auf die Basis eines Transistors 118 (Fig. 2B) gelangt. Der Transistor 118 gehört zu einem Intervallschalter und ist über¹-die Klemmen X, Z und einen Kondensator 116 mit Serienwiderstand 117 an den Transistor 106 angeschlossen. Der Intervallschalter enthält zwei Transistoren 118 und 122, die über Widerstände 120, 123 und 124 mit der positiven Leitung 99 verbunden sind und eine monostabile Multivibratorschaltung ähnlich derjenigen des Zeitschalters 103 bilden. Hierzu sind die Transistoren über Kondensator 119, Widerstand 121 und Widerstand 125 miteinander verbunden. Durch den positiven Impuls vom Kollektor des Transistors 106 wird der moriostabile Kippkreis angestoßen und bleibt" während eines durch die Größe der erwähnten Bauelemente bestimmten Intervalls gekippt.-Dadurch Λ/ird das Zeitintervall zwischen -ler Beendigung "eines

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Tonfrequenzimpulses und dem Beginn des nächsten Impulses bestimmt, denn der Intervallschalter liegt zwischen dem Zeitschalter 103 für den ersten Ton und dem Zeitschalter 126 für den zweiten Ton, so daß er die Betätigung des zweiten Zeitschalters 126 entsprechend verzögert.

Am Ende des Verzögeruiigsintervails nimmt der Kollektor des Transistors 118 ein positives Potential an, so daß ein positiver Impuls Über die Ader mit den Klemmen V und Y, den Kopplungskondensator 127 und den Widerstand 128 auf die Basis eines Transistors 129 im Zeitschalter 126 für den zweiten Ton gelangt. Der zweite Zeitschalter 126 enthält wieder zwei als monostabile Multivibrator geschaltete Transistoren 129 und 133 mit einem Kondensator 131, einem Widerstand 132 und einem Widerstand 136. Als Arbeitswiderstände für die Zuführung des positiven Potentials dienen die Widerstände 130, 134 und 135. An der Ausgangskiemme F des Zeitschalters 126 tritt wie in den oben geschilderten Fällen ein positiver Ausgangsimpuls vorbestimmter Dauer auf. Dieser Impuls wird ebenso wie der Impuls an der Ausgangsklemme E des ersten Zeitschalters 103 über die Schaltergruppe 175 dem Oszillator 34 zugeführt, um diesen während einer bestimmten Zeit zum Schwingen anzuregen.

Der Oszillator 34 hat den gleichen Aufbau wie der Oszillator 10 und arbeitet in gleicher Weise. Er enthält eine überbrückte T-Schaltung mit Kondensatoren 35 bis 38, Widerständen 39 bis 42 und Querkondensatoren 43 und 44. Daran schließt sich eine

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Kette von Transistorverstärker^ 45 bis 48 mit Vorwiderständen 50 bis"55. An einer Klemme R der überbrückten T-Schaltung kann einer der Widerständet 185 bis ig? mittels» der Frequenzwähler 149 bis 152 angeschlossen werden, Die Klemmen O; P und 0 lassen sich mittels der.Schaltergruppe 175 wahlweise miteinander verbinden.

Die Oszillatoren 10 und 34 sind über Widerstand 33 und Kondensator 76 bzw. Widerstand 56 und Kondensator 57 gemeinsam mit einem Ausgangsverstärker verbunden. Dieser enthält zwei Transistoren 58 und 62 mit Vorwiderständen 59, 60, 61 und 63. Der Transistor 62 ist als Emitterfolger geschaltet. Der Widerstand 63 stellt ein Potentiometer dar, von dem zwei Blockkondensatoren 64 und 65 und ein Widerstand 66 zu den Ausgangsklemmen 67 und 68 führe«. Dort kann die codierte Tonfrequenzkombination für beliebige Zwecke (z. B. zur Ueberwachung) abgenommen werden, Zur Anpassung an eine Fernleitung von z. B, 600 Ohm ist ferner ein Transformator 69 mit Primärwicklung 70 und Sekundärwicklung 71 vorgesehen, an dessen Ausgangsklemmen 72 und 73 die Fernleitung angeschlossen werden kann,

Um das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Tonfrequenzimpulsen abzukürzen bzw, zu beseitigen, kann ein Schalter 381 nach Fig. 2C zwischen den Punkten X und Z bzw. V und Y in Fig. 2A und Fig. 2B eingeschaltet werden. In der dargestellten Stellung enthält der Schalter 381 einen am Kontakt-

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stück 383 anliegenden Kontaktarm 382 und einen am Kontaktstück 386 anliegenden Kontaktarm 385. Er gibt damit die gleichen Verbindungen wie in Fig. 2A und 2B. Wir-d der Schalter dagegen umgelegt, so daß die beweglichen Kontakte 382 und 38 5 über die Kontaktstücke 384 und 387 kurzgeschlossen werden, so wird der Punkt X des Zeitschalters 103 unmittelbar mit dem Punkt Y des Zeitschalters 126 verbunden, d. h. der Intervallzeitschalter wird umgangen und die Tonfrequenzsignale folgen unmittelbar aufeinander.

Zur Aenderung der Länge der einzelnen Tonfrequenzimpulse, d.h. der Zeitkonstante der Zeitschalter 103 und 126, können Kondensatoren 38O und 377 den Kondensatoren 106 und 131 zugeschaltet werden. Durch diese Parallelschaltung wird die Gesamtkapazität und damit die Zeitkonstante der betreffenden Zeitschalter erhöht. Dasselbe Ergebnis könnte durch Umschaltung von einem zu einem anderen Kondensator oder auch Umschaltung der im gleichen Zweig liegenden Serienwiderstände beispielsweise mittels eines Drehschalters erreicht werden.

Da im vorliegenden Beispiel nur zwei Oszillatoren mit zugeordneten Zeitschaltern vorgesehen sind, ist die Erzeugung des Tonfrequenzsignals mit dem Rückkippen des zweiten Zeitschalters 126 beendet. Gegebenenfalls könnten weitere Zeitschalter in gleicher Weise angestoßen werden, wie der Zeitschalter 126 durch die Rückkehr des Zeitschalters 103 in den Ruhezustand angestoßen wird.

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Im vorliegenden Falle wird der beim Rückkippen am Kollektor des Transistors 129 auftretende positive Impuls über die. Leitung 139 (Fig. 2A) und den Kondensator 140, sowie den Widerstand 141 auf die Basis eines Transistors 142 gegeben, der sich im Tastkreis 77 befindet. Dieser positive Impuls macht den Transistor 142 leitend, so daß die positive Vorspannung an der Basis des Transistors 82 zusammenbricht und der Transistor 82 gesperrt wird. Dadurch wird die Speisespannung der Wicklung 83 unterbrochen und das Relais kehrt ^₅, in seine Ruhelage zurück. Dadurch wird der Haltekreis aufgelöst, indem das Kontaktstück 84 zum Kontakt 8 5 zurückkehrt,

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so daß die Ausgangslage wieder hergestellt ist.

Ist die Sendetaste 78 noch geschlossen, so wird die vollständige Signalfolge so lange wiederholt, als die Taste betätigt bleibt.

Zwischen Basis und Emitter des Transistors 142 liegt noch eine Diode 143, um Störungen zu verhindern, wenn negative Impulse an der Basis des Transistors auftreten sollten.

Der positive Rückstellimpuls wird ferner über einen Widerstand

146 der Basis eines Transistors 147 zugeführt.. Der Transistor

147 wird ebenfalls durch eine Diode 145 und einendazu parallelen Widerstand 144 geschützt. Durch den positiven Impuls wird der Transistor 147 leitend und führt dadurch etwaige Restladungen vom Kondensator 94 über einen Widerstand 148 ab. ,

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Dadurch wird gewährleistet, daß bis zum Beginn der nächsten Sendefolge nach jeder Schließung der Taste 78 bzw. dem Ende der vorhergehenden Sendefolge (falls die Taste 78 noch geschlossen ist) die gleiche Verzögerung eingehalten wird.

Die Programmwahl geschieht im einzelnen folgendermaßen.

Wie erwähnt, läßt sich die Frequenz der Oszillatoren 10 und 34 durch frequenzbestimmende Widerstände verändern, die an den Punkten K und R angeschlossen werden können. Sind die Stellen L, M und N des Oszillators IO nicht verbunden, wie in Fig. IA dargestellt, so ergibt sich eine erste Gruppe von Tonfrequenzen, die durch die Menge der vorhandenen frequenzbestimmenden Widerstände (Fig. 3) bestimmt wird. Sind dagegen die Punkte L, M und N miteinander verbunden, so ergibt sich mit den gleichen Widerständen eine zweite Tonfrequenzgruppe.

Der Oszillator 34 arbeitet in gleicher Weise wie Oszillator 10, aber mit anderen Frequenzgruppen. Sind also die Punkte 0, P und Q miteinander verbunden, so wird eine dritte Gruppe von Tonfrequenzen erzeugt, während bei nicht miteinander verbundenen Punkten 0, P und Q eine vierte Gruppe von Tonfrequenzen erzeugt wird, wobei diese beiden Gruppen voneinander und von den beiden Frequenzgruppen des Oszillators 10 verschieden sind. Wie erwähnt, sind die Ausgänge beider Oszillatoren mit einem gemeinsamen Verstärker verbunden, der die. gewünschten nacheinander erklingenden Töne auf die Uebertragungsleitung gvbt, 09828/1308 ^^

In der beschriebenen Weise kann ein dreistelliger Code erzeugt und tibertragen werden. Die einzelnen Ziffern desselben werden durch die Schalteinrichtung nach Pig* 3,bestimmt. Werden mehr als drei Stellen gewünscht, so lassen sich weitere Zeitschalter zwischen den Punkten S und T (Pig.2A) und weitere Frequenzwähler entsprechend den Frequenzwählern 149 bis 152 (F¹Ig. 2B) einfügen. Weitere Oszillatoren können zur Erzeugung weiterer Frequenzgruppen entsprechend den zusätzlichen Frequenzwäh!vorrichtungen herangezogen werden. Ebenso können selbstverständlich weitere Intervallschalter verwendet werden.

Da der zu übertragende Code durch die von Hand zu betätigenden Schalter gemäß Fig. 3 mechanisch gespeichert wird, bleibt der Code nach der Sendung erhalten und kann nachgeprüft werden. Der gleiche Code kann beliebig oft wiederholt werden, ohne daß er jedesmal von neuem eingegeben werden muß.

Nunmehr wird die in der Empfangsstation untergebrachte De-codierungsvorrichtung an Hand der Fig* 5A, SB und 6 beschrieben. Sie enthält einen Begrenzungsverstärker 201, der zwei Tonfrequenzfilter 212 und 265speist. Jedem dieser Filter ist ein Detektorkreis 232 bzw» 283 zugeordnet, der beim Empfang einer von dem zugeordneten Filter durchgelassenen Tonfrequenz ein entsprechendes Anzeigesignal abgibt.

Für jeden Ton in einer Frequenzfolge ist ein Filter vorgesehen. Für jeden Ton, der einem anderen Ton der Frequenafolge

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folgt, befindet sich in dem vorhergehenden Detektorkreis (hier 212) eine Torschaltung (hier 245), die beim Empfang des entsprechenden Tons eine Sperre für den Empfang des nächstfolgenden Tones aufhebt.

An den letzten Detektorkreis ist eine Endschaltung angeschlossen, die sowohl einen kurzen Ausgangsimpuls als auch eine lang dauernde Ausgangsspannung abgibt. Um bei Tonfrequenzwahl die Bedienungsperson zu benachrichtigen, daß die Decodiervorrichtung eine vollständige Signalfolge empfangen hat, kann ein entsprechender Wecker vorgesehen sein.

Im einzelnen enthält der begrenzende Verstärker 201 zwei Eingangsklemmen 199 und 200 zur Verbindung mit dem Uebertragungsmedium, über das ein Signal 198 ankommt. Die Klemme 200 ist über den Kondensator 203 geerdet, während die Klemme 199 über einen Kondensator 202 und einen Widerstand 204 mit der Basis eines Transistors 207 verbunden ist. Die Basis des Transistors 207 ist über Widerstand 20 5 geerdet und über Widerstand 206 mit der positiven Leitung 231 verbunden. Der Kollektor des Transistors 207 ist ebenfalls über einen Widerstand 208 mit der positiven Leitung verbunden und der Emitter ist über einen Widerstand 210 mit parallel geschalteten Kondensator 209 geerdet.

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— Io —

Das empfangene Signal 198 wird in dieser Spaltung verstärkt und begrenzt und dann vom Kollektor des Transistors 207 über einen Kopplungskondensator 211 auf das erste Tonfre- ■ quenzfilter 212 gegeben. .

Im Tonfrequenzfilter 212 gelangt das Signal über einen Eingangswiderstand 213 zu einer überbrückten T-Schaltung, die zwei Serienwiderstände 214 und 215 enthält, welche mit der Basis eines Transistors 221 verbunden sind. Ferner enthält die überbrückte T-Schaltung einen Kondensator 220, der die Verbindungsstelle der Widerstände 214 und 215 mit Erde verbindet, und zwei in Serie, geschaltete Kondensatoren 217 und 218, die parallel zu den Widerständen 214 und 215 liegen. Schließlich enthält die überbrückte T-Schaltung 216 einen Widerstand 219, der die Verbindungsstelle der Kondensatoren 217 und 218 mit Erde verbindet.

Das Filter 212 enthält ferner eine Transistorkette 221 bis

224 mit Vorwiderständen 226 bis 229 und Kollektorwiderständen

225 und 230. Vom Emitter des Transistors 224 führt eine Rückkopplung zur Eingangsklemme der überbrückten T-Schaltung 216. -■■·■■

Das Tonfrequenzfilter 212 ist auf die vom ersten Tonfrequenzoszillator, also in diesem Falle vom Oszillator 10 erzeugte Frequenz abgestimmt. < : :_?

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Nach Verstärkung dieser Frequenz wird das Signal auf den .Detektorkreis 232 gegeben, und zwar gelangt es tibeajden Kopplungskondensator 233 und den Widerstand 234 auf die Basis eines Transistors 237. Diese Basis ist über Widerstände 235 und 236 mit der positiven Leitung 231 bzw. Erde verbunden, während ein Widerstand 238 den Kollektor dieses Transistors mit der positiven Leitung verbindet und ein Widerstand parallel zu einem Kondensator 240 die Verbindung des Emitters mit Erde herstellt.

Wenn der Detektorkreis 232 anspricht,, erzeugt er einen positiven Gleichstromimpuls, der über einen Kondensator 241 und eine Diode 243 auf die Basis des Transistors 248 der Torschaltung 245 gegeben wird. Eine Diode 242 schließt negative . Ausschläge kurz und ein Kondensator 244 wird durch die Ausgangsspannung des Detektors teilweise aufgeladen, um eine positive Vorspannung am Transistor 248 mit aufrechtzuerhalten.

Die Torschaltung 245 enthält zwei Transistoren 248 und 254, deren Kollektorelektroden über Widerstände 249 und 255 mit der positiven Leitung 231 verbunden sind. Die Basiselektroden der Transistoren 248 und 254 sind über Widerstände 247 und 252 geerdet, während die Emitter unmittelbar geerdet sind. Der Kollektor des Transistors 248 ist über Kondensator 250 und Widerstand 251 mit der Basis des Transistors 254 gekoppelt.

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Das positive Signal vom Detektofkreis bewirkt eine Sättigung des Transistors 248 und eine Entladung des normalerweise geladenen Kondensators 2 50.

Venn der empfangene Ton beendet ist, kehrt die beschriebene Schaltung in ihre Ruhelage zurück, wobei der Kondensator sich über einen Stromkreis auflädt, der die Widerstände 249, 2 51 und 252 enthält. Dadurch gelangt ein positives Potential an die Basis des Transistors 254, so daß dieser Transistor leitend wird und seinerseits im wesentlichen das Erdpotential über einen Widerstand 2 56 auf die Basis des Transistors gibt. Diese war vorher durch die Widerstände 255, 256 und 2 57 positiv vorgespannt gewesen. Diese positive Vorspannung wird nun überwunden und der Transistor 260 wird für ein Intervall gesperrt, das durch die Zeitkonstante des Kondensators 250 und seines Ladekreises bestimmt wird.

Bevor der Transistor 260 gesperrt wurde, konnte das Erdpotential über ihn und über einen Widerstand 261 und eine Leitung 262 auf einen Widerstand 263 am Eingang des Tonfrequenzfilters 212 übertragen werden. Diese Erdung über den Widerstand 263 verhindert ein Ansprechen der nachfolgenden Filter und Detektorkreise (hier der Kreise 265 und 283).

Zur Erzeugung einer geregelten Gleichspannung für den Betrieb der Decodiereinrichtung dient ein Kegelkreis 306, der auch für die Gleichspannungserzeugung in der Codiereinrichtung

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verwendet werden könnte. Der Regelkreis enthält eine Diode 388 und einen Kondensator 389, die parallel zu den Klemmen einer Gleichspannungsquelle liegen. Die Diode 388 ist in Reihe mit der positiven Leitung 231 in den Emitterkollektorkreis eines Transistors 392 eingeschaltet. Eine Zenerdiode 390 und ein Widerstand 391 bewirken geregelten Betrieb des Transistors 392, während ein Kondensator 393 den positiven Leiter 231 von den Einwirkungen von Schaltspannungen und hochfrequenten Störungen entkoppelt.

Weitere Filter entsprechend den Tonfrequenzfiltern 212 und 265 und weitere Detektor- und Torschaltungen können eingefügt werden, um weitere Codestellen auszuwerten.

Wenn der Transistor 260 gesperrt wird, wird die Erdung des Eingangs des Filters 265 über die Leitung 262 aufgehoben, so daß das begrenzte und verstärkte Eingangssignal über einen Widerstand 264 zum Filter 265 gelangen kann. Dieses erkennt die von dem Oszillator 34 erzeugte Frequenz und gibt eine entsprechend verstärkte Ausgangsspannung auf den zweiten Detektorkreis 283.

Das Filter 265 ist in gleicher Weise aufgebaut wie das Filter 212 und enthält eine überbrückte T-Schaltung 268, bestehend aus der T-Schaltung der Widerstände 266 und 267 und des Kondensators 272, sowie der T-Schaltung der Kondensatoren 269, 270 und des Widerstandes 271. Die Widerstände

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266 und'267 sind parallel zu den Widerständen 269 und 270 geschaltet und liegen in Serie zwischen dem'"Eingangswiderstand 264 und der Basis eines Transistorverstärkers 273.

Das Filter 265 enthält ferner eine Transistorkette 273, 276 mit zugehörigen Vorspannungs- und Koppelwiderständen 277 bis 282. Zwischen dem Emitter des Transistors 276 und dem Eingang des Filterkreises in der Verbindungsstelle der Widerstände 264 und 266 besteht eine Rückkopplung.

Das vom Filter 265 gelieferte und verstärkte signal wird über einen Kondensator 284 und einen Widerstand 28 5 auf die Basis eines Transistors 289 im zweiten Detektorkreis 283 gegeben. Dieser Detektorkreis arbeitet in gleicher Weise wie der Detektorkreis 232 und liefert einen positiven Impuls über einen Widerstand 297 auf die Basis eines Transistors

299 in der Endstufe 296. Die Basis des Transistors 299 ist über einen Kondensator 298 mit Erde verbunden, während die Emitterelektrode desselben unmittelbar geerdet ist. Der Kollektor des Transistors 299 liegt in Reihe mit der Relaiswicklung

300 und einer Diode 304, sowie der Diode 388 in der Spannungsregelschaltung 306. Eine ausreichende Aufladung des Kondensators 295 durch den positiven Ausgangsimpuls des Detektors 283 bewirkt die Sättigung des Transistors 299 und damit die Erregung der Relaiswicklung 300, so daß die Kontakte 302, 303 sich schließen und eine Erdung der Klemme 303' bewirken, welche den Empfang der richtigen Cod«kombination anzeigt.

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Die Oeffnung des Transistors 299 ergibt das Auftreten des .Erdpotentials an der linken Klemme des Kondensators 307. Dieser entlädt sich infolgedessen über einen Widerstand und den Basis-Emitterkreis eines Widerstands 340, so daß dessen normale positive Vorspannung über einen Basiswiderstand 309, die den Transistor 340 geöffnet hält, überwunden wird. Der Kollektor dieses Transistors nimmt deshalb die Spannung der positiven Leitung 231 an, die über einen Widerstand 342 auf die Basis des Transistors 299 rückgekoppelt wird. In der Sperrzeit des Transistors 340 wird also der Transistor 299 über die Widerstände 341 und 342 positiv vorgespannt, wodurch die Relaiswicklung 300 so lange erregt bleibt, wie es die Zeitkonstante des Kondensators 307 und des Widerstandes erlaubt.

Der positive Impuls'am Kollektor des Transistors 340 lieJert über die Widerstände 343 und 344 und den Kondensator 345 ein Oeffnungssignal für die Steuerelektrode eines gesteuerten Gleichrichters 346, dessen Kathode geerdet ist und dessen Anode über eine Anzeigelampe 347 und einen Schalter 348 mit der Leitung 349 und dem positiven Pol der Spannungsquelle verbunden ist. Der Oeffnungsimpuls macht den gesteuerten Gleichrichter leitend, so daß die Lampe 347 aufleuchtet.

parallel zur Lampe 347 ist über die Adern 3 51 und^;-351' ein-e Wobbler-Schaltung 354 angeschlossen. Diese enthält einen freischwingenden Multivibrator mit den Transistoren 3 56

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und 3'6O, den Kopplungskondensatoren 359 und 362 und den Widerständen 365, 361 und 357, 358. An diesen Multivibrator ist ein Unipolar-Transistor 368 angeschlossen,, dessen eine Basiselektrode -über einen Widerstand 367 mit der Leitung 3 und dessen andere Basiselektrode über einen Widerstand mit der Leitung 351' verbunden ist. Die Emitterelektrode des Unipolar-Transistors ist· in einen Kondensatorladekreis einbezogen, der aus einem Widerstand 364, einem Kondensator 365 und einem Widerstand 366 in Serienschaltung zwischen den Leitungen 3 51 und 351' besteht. Der Unipolar-Transistor und die zugehörigen Schaltelemente bilden deshalb einen Sägezahn-Oszillator, der die Zündung des Unipolar-Transistors' bewirkt, wenn ein ausreichendes Potential an der oberen Klemme des Kondensators 365 sich aufgebaut hat.·

Ein von der Kollektorelektrode des Transistors 360 des Multivibrators zur Emitterelektrode des Unipolar-Transistors 368 führender Kopplungswiderstand 363 dient zur Modulation von dessen Betrieb, wodurch sich eine Wobbel-Frequenz am Widerstand 367 ergibt, der den Basisemitterkreis eines Transistors 270speist. Der Kollektor des Transistors 370 ist über zwei in Serie geschaltete Kondensatoren 372 und 373 mit einem hochohmigen Ausgang 374 und einem niederohmigen Ausgang 375 gekoppelt, um eine hörbare Anzeige bzw. einen Alarm zu geben, wenn eine vollständige Tonfrequenzfolge empfangen und decodiert wurde.

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Das hier verwendete Tonfrequenzfilter vom überbrückten T-Typ hat eine Reihe von Vorteilen. Wenn es als selektives Filter oder als Oszillator-Hochfrequenzfilter verwendet wird, läßt sich stabiles Verhalten in einem weiten Temperaturbereich erzielen und es können auch niedrige Resonanzfrequenzen mittels raumsparender frequenzbestimmender Komponenten verwendet werden. Auch kann die ganze Schaltung als Mikroschaltung ausgeführt werden, denn der ganze Schaltungsaufbau gestattet die Herstellung unter Verwendung eines Substrats und die Anwendung anderer platzsparender Techniken. Ferner können, die frequenzbestimmenden Elemente in einfacher Weise unter den Filtern ausgetauscht werden, ohne daß weitere Einstellungen vorgenommen werden müssen und es werden nur handelsübliche, billige Bauteile verwendet.

Die überbrückte T-Schaltung gestattet ferner elektronische Umschaltung der frequenzbestimmenden Komponenten und selektive elektronische Umschaltung vom Betrieb als Empfangsfilter zum Betrieb als Oszillatorschwingkreis. Die Frequenz kann oberhalb und unterhalb einer mittleren Frequenz verschoben werden, indem für jede gewünschte Frequenzänderung nur eine Klemme eines Widerstandes umgeschaltet wird» wobei parallelbetrieb ohne Zieherscheinungen von benachbarten Schaltungen ohne weiteres möglich ist, selbst wenn eine benachbarte Schaltung einen LC-Kreis enthält.

Bei der Verwendung al» Bandfilter gestattet die beschriebene Schaltung Einstellbarkeit de» Gütefaktors und eine verstell-

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bare Bandbreiteneinstellung, die gegebenenfalls von Hand
oder selbsttätig eingestellt werden kann. '

Bei der Verwendung als Tonfrequenzgenerator kann die Mittelfrequenz um bestimmte Prozentsätze nach oben oder unten
verschoben werden, so daß die gleichen die Gruppenfrequenz
bestimmenden Widerstände in zwei oder mehr Gruppen verwendet werden können. Dies geschieht durch das Umschalten zweier
Widerstände imFilterteil. Ferner kann die Schwingung elektronisch oder mechanisch ein- und ausgeschaltet werden und die volle Ausgangsleistung mit der Sdllfrequenz läßt sich innerhalb einer Schwingungsperiode erreichen.

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Claims (24)

2Ü62957 München, den 21 Γϊ»?2 Ρ 194 FANTEON COEPORATION in Little Rock, V.St.A. Patentansprüche

1.j Tonfrequenz-Rufanlage, bei der in der Sendestation eine Signalfolge von Tonfrequenzen erzeugt wird und in einer oder mehreren Empfangsstationen Vorrichtungen zum Erkennen der Tonfrequenzsignale vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sendestation mehrere auf je eine feste Frequenz eingestellte Tonfrequenzerzeuger (10, 34) und eine Vorrichtung (103, 126) zur aufeinanderfolgenden Einschaltung derselben für bestimmte Zeitspannen vorgesehen sind, sowie daß die Empfangsstation mehrere nacheinander in bestimmter Reihenfolge wirksam gemachte Detektoren (232, 283) für die einzelnen Tonfrequenzen und eine Anzeigevorrichtung (347, 375) für den Empfang einer vollständigen Signalfolge enthält.

2. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mit den Tonfrequenzerzeugern verbundene Schaltmittel (177) zur Wahl der Betriebsfrequenz der einzelnen Tonfrequenzerzeuger.

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3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen gemeinsamen Ausgangsverstärker (58, 62) für die Tonfrequenzerzeuger.

4. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Programmschaltung zur Erzeugung der Tonfrequenzfolge, bestehend aus den einzelnen Tonfrequenzerzeugern zugeordneten Zeitschaltern (103, 126), die nacheinander betätigt werd en.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zeitschalter von dem vorhergehenden Zeitschalter nach Beendigung der Betätigung desselben angestoßen, wird und daß eine sich nach dem Einschalten selbsthaltende Tastvorrichtung (77) für den ersten Zeitschalter (103) vorgesehen ist, sowie daß vom letzten Zeitschalter (126) eine Rückstelleitung (139) zu der Tastvorrichtung führt.

6. Anlage nach Anspruch 4.oder 5, gekennzeichnet durch einen zwischen aufeinanderfolgende Zeitschalter eingefügten Intervallschalter (118, 122), der eine bestimmte Verzögerung zwischen dem Ausschalten des vorhergehenden Tonfrequenzerzeugers und dem Einschalten des nachfolgenden Tonfrequenzerzeugers bewirkt.

7. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastvorrichtung (77) ein Relais (83), «inen Taster (79) zum

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Einschalten des Relais und einen vom Relais betätigten Verzögerungsschalter (94, 97) für den Anstoß des ersten Zeitschalters (103) enthält.

8. Anlage nach Anspruch 7 rnit einem Kondensator als verzögerndem Element des Verzögerungsschalters, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Rückstellimpuls vom letzten Zeitschalter (126) ein Stromkreis (147) zur restlosen Entladung des Kondensators (94) geschlossen wird.

9. Anlage nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch einen vom Taster (78) betätigten elektronischen Schalter (82) im Haltekreis des Relais (83), der durch den Rückstellimpuls über die Rückstelleitung (139) unterbrochen wird.

10. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Vorrichtungen (377) zur Veränderung der Einschaltzeiten der Zeitschalter.

11. Anlage nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Schalter (282) zur Umgehung des Intervallschalters (118, 122).

12. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Tonfrequenzerzeuger (z. B. 10). einen OsziHatorkreis in Form einer überbrückten T-Schaltung (11 bis 20) mit mehreren selektiv einschaltbaren frequenz-· bestimmenden Elementen (178 bis 187) enthält und daß zum

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selektiven Einschalten der frequenzbestimmenden Elemente eine Vielzahl von Codewählschaltern (17 5, .176, 177) vorgesehen ist.

13. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zeitschalter einen monostabilen Kippkreis enthält.

14. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastvorrichtung (77) einen Wiederholungsschalter (142) zum wiederholten Aussenden der gleichen Signalfolge aufweist.

15. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger mehrere nacheinander wirksam werdende Tonfrequenzfilter (212, 265) aufweist, die je auf einen bestimmten Frequenzbereich abgestimmt sind und denen je ein Detektorkreis (232, 283) zugeordnet ist, sowie daß jeder vorhergehende Detektorkreis derart mit dem Eingang des nachfolgenden Tonfrequenzfilters verbunden ist, daß er das Wirksamwerden desselben so lange sperrt, bis er selbst betätigt wurde.

16. Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß den Tonfrequenzfiltern eine als begrenzender Verstärker ausgebildete Empfangsschaltung (201) vorgeschaltet ist, daß vom Ausgang dieser Empfangsschaltung eine Serienschaltung von Impedanzen (263, 264) zum Eingang des letzten Tonfrequenz-

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filters (265) führt, wobei jeder zweite Verbindungspunkt dieser Impedanzen mit dem Eingang (213) eines Tonfrequenzfilters verbunden ist, während zu den dazwischen liegenden Verbindungspunkten jeweils eine Leitung (262) führt, die von einem normalerweise geschlossenen Schalter (260) herkommt, der ein sperrendes Bezugspotential an die betreffende Verbindungsstelle anlegt, jedoch durch Betätigung des vorhergehenden Detektorkreises (232) geöffnet wird.

17. Anlage nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch eine

an den letzten Detektorkreis (283) angeschlossene Endschaltung (296).

18. Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Endschaltung ein vom Ausgangssignal des letzten Detektorkreises (283) eingeschaltetes Relais (300) enthält, dessen Kontakte (302, 303) ein Bezugspotential als Ausgangssignal auf eine Ausgang skiemme (303¹) geben.

19. Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe einen gesteuerten Gleichrichter (346) zum Einschalten einer Alarmvorrichtung (347, 354) enthält.

20. Anlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmvorrichtung eine Anzeigelampe (347) aufweist.

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21. Anlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmvorrichtung einen Tonfrequenzgenerator (354) enthält.

22. Anlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonfrequenzgenerator aus einem Wobbler besteht.

23. Anlage nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Detektorkreis eine Torschaltung (245) nachgeschaltet ist, die mit der Empfangsschaltung (20l) und dem nachfolgenden Tonfrequenzfilter (265) verbunden ist und den Ausgang der Empfangsschaltung auf das entsprechende Tonfrequenzfilter gibt. .'. _;

24. Anlage nach einem"der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Tonfrequenzfilter eine aktive überbrückte T-Schaltung (214 bis 22O₅ 266 bis 272) enthält.

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