DE2138876C3 - Verfahren und Anordnung zur digitalen Steuerung von Bedienungsfunktionen mittels Strom- oder Spannungsstufen In Rundfunk und/oder Fernsehgeräten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein im Oberbegriff des Anspruchs I i-ngcgebcncs Verfahren.

Derartige .Steuerverfahren dienen da/u, mechanische Einstellvorgänge zu vermeiden, die insbesondere bei Anwendung von Fernbedieniingsschaltungcn zu erheblichem Aufwand führen

Es sind zum Beispiel nach der deutschen Patentschrift 10 59 508 bereits elektronische Informationsspeicher bekannt, die unter anderem auch /ur Speicherung von Spanniingswerten für die stufenweise Steuerung von Bedienungsfunktionen in Rundfunk- und Fernsehgeräten dienen. Nach dieser Patentschrift ist auch die Anwendung von »Vielfachanordnungcn von bistabilen Flip-Flop-Stufen« bekannt (Spalte !, Zeile 15). Weiterhin ist bereits erwähnt (Spalte 8, Zeile 35), daß der genannte Informationsspeicher vier bis fünf Flip-Flop-Stufen ersetzen kann. Die in/wischen entwickelte Technik integrierter Schaltkreise liefert bereits ein wirtschaftliches Verfahren für derartige Vielfachanordnungen.

Darüber hinaus ist ein Verfahren zur digitalen Steuerung von Bedienungsfunktionen mittels Stromoder Spannungsstufen in Rundfunk- und/oder Fernsehgeräten bekannt, bei dem die Stufen in einer Richtung nacheinander durch Vorwärtszählimpulse am Zähleingang einer digitalen Zählschaltung oder eines digitalen Informationsspeichers gebildet werden, wobei die Gesamtzahl der Zählschrille durch einen vollständigen Zählzyklus bestimmt ist (Funk-Technik 19/1, Nr. 9. Seile 330-333).

Hierbei erfolgt jedoch eine Ein/elwahl und keine Verwendung eines Zählzyklus auf die vorletzte Einstel-

ung. Auch kann dies nichl durch einen einfachen Tastendruck erreicht werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine besonders wirtschaftliche Lösung der Steuerung von Bedicnungsfunklionen in Rundfunk- und/oder Fernschgeräten mit Hilfe einer Vielfachanordnung von bistabilen Füp-Fiop-Siufen in an sich !-jkannier Zähl- bzw. Teilerschaltung und eine entsprechende Anordnung zur Vor- und Rückwärtssteuerung von fernbedienbaren Bedienungsfunktionen mit Hilfe eines Vorwäriszählcrs /u schalen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das Anwendungsgebiet der Erfindung umfaßt alle an Rundfunk- und/oder Fernsehgeräten von Hand auszuführenden Bedienungsfunktionen, die eine mehrstufige oder auch kontinuierliche Einstellung erfordern. Von diesen Bedienungsfunktionen seien hier besonders erwähnt: Lautstärke-, Helligkcits-. Kontrast-, Farbton- und Frequenzeinstellung oder Kanalwahl. Bereichsumschaltung, Fernbedienung. Vor- und Rüekwärtssieuerung usw.

Die Vorteile der Ei findung bestehen insbesondere darin, daß durch sie einfache Vorwärtszähler zum Rückwärtszählen gebracht und gleichzeitig elektronische Endstellungen erzielt werden. Em weiterer Vorteil ist es. daß die Rückzählburst-Erzeugung für beliebig viele Zählschaltungen mitbenutzt werden kann. Dazu können besonders preiswerte integrierte Schaltkreise benutzt werden. Eine billige integrierte Schaltung kann somit mehrfach, zum Beispiel für eine digitale Ultraschall- oder Lichi- oder HF-Fcrnstcuerung, für Fernsehempfänger eingesetzt werden. Der Bedienende braucht nur den gewünschten Koirmuindoimpuls auszulösen. Die gewünschte Einstellung vor oder hinter der Ausgangsstufe erfolgt dann automatisch durch die Anordnung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Für die durch Einzelimpulse fernsteuerbare Wahl von Fernseh- oder Rundfuiikkanälen, zum Beispiel (Patentanmeldung P 19 b5 223.4) »Tastschaltung für eine programmierte Frequenzwahl in Rundfunk- und Fernsehgeräten«, kann die Rüekwärissieueriing durch einen ((V- 1)-Burst erfolgen und die ferngesteuerte Kanal-45 wahl somit auf diese Art vor- und rückwärts gesteuert werden.

Ausführungsbeispiclc der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. !a ein Schaltbild, teilweise als Blockschaltbild dargestellt, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fi g. Ib eine zugehörige Zustiindstabelle,

F i g. 2 ein Blockschaltbild zur Erzeugung eines Rückzählbursts sowie ein zugehöriges Impulsdiagramm.

Es sei vorausgeschickt, daß bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 η binär codierte Zählstufen verwendet werden, deren η Ausgänge über η verschiedene Leitwerte an einen gemeinsamen Ausgang führen, wobei an den ersten Ausgang de.· kleinste Leitwert angeschlossen ist und jeder Leitwert eines nachfolgenden Ausgangs doppelt so groß ist und daß die gewünschte Bedienungsfunktion an diesem gemeinsamen Ausgang gesteuert wird. Bekanntlich liefern solche Anordnungen mit jedem Zählimpuls am Eingang der Zählkette am gemeinsamen Ausgang 2" verschiedene Kombinationen der Leitwerte mit einer Stillung, die dem kleinsten Leitwert entspricht. Daraus ergibt sich die analoge Stufung des Stromes am gemeinsamen Ausgang.

Die beispielsweise binäre Zählkette nach Fig. la bes'eht aus drei hintereinandergeschaltetcn Zahl-Flip-Hops Fi, F₂ und F, mit dem Zählzyklus N=2" = 2^J = 8. Der erste positive Impuls am Eingang A IaIJt alle Flip-Flop-Ausgänge 0, Cund D auf das Pluspotential + springen. Die nächsten ZählimpuLe am Zähleingang A führen dazu, daß der Ausgang B mit jedem folgenden Impuls sein Potential zwischen + und 0 wechselt, während dieser Wechsel am Ausgang C bei jedem zweiten Impuls und am Ausgang D bei jedem vierten Impuls erfolgt, woraus sich das bekannte Frequenzteilerverfahren erkennen läßt. Die an den Ausgängen B, C und D auftretenden Zustände in Abhängigkeit von dem Impulswechsel am Eingang A zeigt die Tabelle der Fig. Ib, wobei in der ersten Spalte die Impulswcchel am Eingang A in Vorwärtsrichtung mit den Positionsnummern 1. bis 8. gezählt werden. An den drei Ausgängen ergeben sich dabei auch acht verschiedene Kombinationsmöglichkeiten.

Bei der in diesem Beispiel gewählten Flußrichtung der Entkopplungsdioden Ch, Du und /Λ können die Leitwerte G, IG und 4G nur von Strom durchflossen werden, wenn an den zugehörigen Ausgängen B, C und D das + -Potential auftritt, wobei sich die hindurehflielienden Ströme an dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Leitwerte addieren. Die gewählte Codierung der Leitwerte führt zu einer linearen Stufenfunktion des gemeinsamen Stromes unter der Voraussetzung einer gleichen unJ konstanten Spannung an den Leitwerten, wobei der Strom der jeweiligen Summe der Leitwerte proportional ist. Die Stillung der Leitwerte G\_v·. i'>t für die zugehörige Zählposition in der Spalte vier der Tabelle Fig. Ib abzulesen, der Leitwert liegt /wischen 7 6" und 0 mit der jeweiligen .Stufendifferenz von 1 G.

Die Kombination der Leitwerte bestimmt den Basisstrom im Transistor 7j. Der Widerstand Rt beeinflußt die Größe und Nichtlinearitäi der Stufenfunkiion und dient auch zusammen mit Ii, zur Arbeitspunkt- und Kennlinienwahl für den Transistor Ti. Bedienungsschaluingen mit positivem Potential gegen den Bezugspunkt, deren Strom oder Spannung geregelt weiden sollen, können direkt oder indirekt an den Kollektor K angeschlossen werden. Wenn keine galvanische Ankopplung erforderlich ist, kann selbstverständlich auch eine kapazitive Zuführung gewählt werden und K über einen Hill'swi· !erstand mit Spannung versorgt werden. Für andere Polaritäten kann selbstverständlich ein komplementärer Transistor gewählt werden, ebenso die Anpassung :in die erforderlich»: Regclcharakteristik durch die Kennlinienwahl de; Transistors, durch Phasenumkehr oder durch eine mehrstufige Transisiorschaluing oder durch eine Span niingssteuerung am Transistoreingang, wozu der Wider stand Rt, entsprechend dimensioniert wird. Der Ersatz eines Transistors dtircn andere Verstärker- ode Halbleiteranordnungen (Dioden) ist ebenfalls möglich In bestimmten Fällen kann die Regelspannung aucl direkt vor dem Widersland Ra entnommen werder Entnimmt man dort eine Regelspannung, so bestimm der FuUpiinkiwiderstand R₁-, die Parabelform sowie dl· Anfangs- und Endwene eier Stiifenfunktion.

Die nicht immer oder nur /11 einem Teil erfordcrli chen Kondensatoren C) und C> bilden mit ihre Vorwiderständen I/G. I/2G. 1/4G". R_h, Ra, bee'.iifluU durch den Eingangswidersiand des Transistors T\. eine

Tief ρ« ß zur Unterdrückung störender Spannungs- oder Stromsprünge.

Die Vorwärtszählimpulse /A werden /um Beispiel, von der Klemme A\ kommend, dem Eingang A der Zählkette über die Kollektor-Emitter-Strecke des npn-Transistors T₂ /ugefiihri. Dabei verläuft die Zählfunktion in Vorwiirtsrichtung entsprechend der Positionsnunicricrung in Spalte eins der Tabelle E ig. Ib von oben nach unten. Solange auch nur einer der Ausgange B. Coder D positiv ist, erhall die Basis des Transistors 7} über den .strombegrcnzendcn Widerstand Rs und die Dioden D\, lh und D₁ ihren Einschaltsirom. und die Vorwärlszählimpulse U₁ gelangen über den Transistor 7j zum Zähleingang A. Sobald aber nach Erreichen der Zählposition 8. (Spalte cms der Tabelle Fig. Ib) alle Ausgänge Ii. C und D am O-Potential liegen, wird der Transistor 7> und damit auch die Zufuhr von Vorwärtszählimpulscn gesperrt. Durch Vorwärls-/ählimpulse ist es jetzt nicht mehr möglich, den Zähler von seiner Position 8. auf die Position l.zu stellen, wie es ohne diesen elektronischen »Anschlag« geschehen wäre.

Umgekehrt können jedoch clic Rüekzählbursts Ua. die bei dieser Schaltung für /V= 8 /u Siebenfach-Bursts werden, von der Klemme A; kommend, über die Emitter-Kollektor-Strecke von T, an den Zählcingang A gelangen, solange auch nur einer der Ausgänge Ii. C und I) das O-Potcntial aulweist und von der Basis des Transistors 71 über die strombegrenzenden Widerstände R] und R; sowie mindestens eine der Dioden lh. I)-, oder IX Basisstrom abfließen kann. MrM wenn sämtliche Ausgänge B. C und I) in der Zählposition I. auf das + -Potential schalten, wird 7Ί gesperrt, und in dieser Position kann kein Rückzählbursl mehl' den Zähleingang A erreichen. Der Zähler kann durch Rüekzählbursts nicht von Position I. auf Position 8. gebracht werden und besitzt so auch in Kückzählriehiiing seinen elektronischen Anschlag.

Da der Rückzählvorgang stets über den entgegengesetzt gerichteten Extremwert der nicht gewünschten Einstcllrichtung führt, wird die Impulsfolge innerhalb eines Rückzählbursis schneller gewühlt als die Impulslolge einzelner Vorwärtszählimpulse. Ist jedoch die physikalische oder physiologische Reaktion zwischen /vci aufeinanderfolgenden Stufen wesentlich träger als der Ablauf eines Rück/ählvorganges, so sind weitere Maßnahmen nicht erforderlich.

Da die Rückwärtszähluiig mit ledern Burst über die eigene eingefügte elektronische Sperre nie hinauskäme, muß diese elektronische Sperre für die schnellen Impulse innerhalb eines Bursts umgangen werden. Aus diesem Grunde ist die Sperrspannung für die elektronische .Schaltstrecke, die den Rückzählbursi an den Eingang der Zählkette leitet, wie im nachstehenden noch näher beschrieben wird, über eine Verzögerungsleitung (zum Beispiel über mindestens ein ÄC-Glied) zugeführt. Die dadurch erzielte Abschallverzögcrung sollte größer sein als der größte zeitliche Abstand zweier benachbarter Impulse innerhalb eines Rüekzählbursls und kurzer als die Pause zwischen zwei Rückzählbursts.

Damit innerhalb eines Rückzählbursts. der je ebenfalls stets über die Zählpositkm 1. führt, keine Selbstblockadc eintritt, wird daher mit der Verzögerungszcilkonstante RiCi verhindert. daK die den Transistor T\ sperrende Spannung überhaupt auftriii. wenn mil ausreichender Schnelligkeit von der Position 1. ;nrf die Position 2. Jiuifresch.iliel wird, l.rst wenn .k-r Riickzählburst auftritt, der die Rückstellung vo Position 2. auf Position 1. (über eine schnell 7lach-Vorwärtszählung) bewirkt, ermöglicht die ζ fordernde Burst-Pause der in Position I. entstehende sperrenden Spannung ihre Wirkung auf den Transisto 7|, solern die Pause langer gewählt wird als dii Verzögern ngsdau er.

Wird der Rückzählvorgang jedoch als gestör empfunden, beispielsweise durch ein Knacken bei dei

ίο Einstellung der Lautstärke oder durch Hclligkeitssprün ge bei der Helligkeitsregelung, so ist es zweckmäßig eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgcmä Wen Verfahrens zu wählen, bei der die Übertragung dei Strom- oder Spannungsstufcn durch ein Tiefpaßliltei zur Unterdrückung steiler Änderungen erfolgt. In der Praxis genügt hierzu beispielsweise ein einfaches /fC'-Glied zur Eliminierung wahrnehmbarer Lautstärke- oder Helligkeitssprünge.

I'ig. 2 stellt ein Schaltungsbeispiel für die Erzeugung eines Rückzählbursts dar für den praktischen Wert /V = 8. In diesem EaIIc ist es ein /lach-Burst. Die Taste 7!S"gibl einen Einschallimpuls an den Multivibrator M. Die Taste 7TS" kann auch elektronisch sein und zum Beispiel auf ein Kommandosignal einer fernbedienung ansprechen. Das Einschalten des Multivibrators M kann durch kurzzeitiges Einschalten seiner Betriebsspannung erfolgen. Mit der Vorderflanke des ersten positiven Muliivibratorimpulses springen die Ausgänge Ii. fund I)' der digitalen binären Zählkette /',. l''₂ und /Ί auf positives Potential. Das im unteren Teil der I i g. 2 dargestellte Diagramm gibt die Spannungsverläufe an den Punkten A'. B'. C" und I)' an, wobei /Λ die Spannung bei A'. U_n für den Punkt B'. U, für den Punkt fund l.'i, für den Punkt I)' bedeutet. Über dem mit seinem Kollektor an der Vcrsorgungsspannungsquclle liegenden Transistor 7"₄ wird der Betriebszustand des Multivibrators aufrechterhalten, auch nachdem TS unterbricht, solange Basisstrom über mindestens eine der Dioden D₁₁₁, D_n und I)_n sowie über den strombegrenzenden Widersland R₇ fließt. Der Basisstrom wird abgeschaltet, sobald mit der Vorderflanke des 8. Impulses alle Ausgänge H'. C"'und D'auf das O-Poieniial springen. Damit hört auch die Impulserzeugung des Multivibrators M auf. Die noch hindurchireiende Schaltspitze kann durch das Glied R_KC_K am Ausgang lh lürdcn Rückzählburst unterdrückt werden.

Der /fache Burst kann aber auch mit einer etwas einlachcrcn Schaltung erzeugt werden, indem man die Diode D₁₁₁ und das Glied R_HC_H entfallen läßt. Das Abschalten würde dann mit der Vorderflaiike des 7.

Impulses eintreten, wird jedoch durch das Verzöge-

rungsfilter R₇C) so lange hinausgeschoben, bis auch

noch der 7. Impuls am Ausgang U₇ erscheint.

Während der Zähler bei Anwendung von acht

Zählimpulsen wieder auf seiner Anfangsstcliung und damit bereit für den nächsten Burst ist. würde er bei der letztgenannten Schaltung nicht in der Anfangsposition für die nächste Bursterzeugung stehen und müßte erst in diese Position gebracht werden. Dazu können die Tür

solche Zählschaltungen empfohlenen Rückslcllschaltungen benutzt werden, wobei beispielsweise sämtliche Zählerein- und -ausgängc über Diodenstrecken kurzzeitig auf das O-Potential gebracht werden. Wo es möglich ist. kann auch die Betriebsspannung für den Zähler

gleichzeitig mit der Betriebsspannung für den Multivibrator mit der gleichen Schaltung (75 und Ti) ein- und abgeschaltet werden, wodurch ebenfalls eine Rückstel lung auf den Anfangszustand erfolgt.

zi

cses Ausführungsbeispiel gestalte! auch, den l)-fach-Burstgenerator gemeinsam gleichzeitig oder umschaltbar für beliebig viele digitale enungsschaltungcn zu benutzen, wobei auch der ittzyklus /Vumschaltbar sein kann.

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur digitalen Steuerung von Bedienungsfursktionen mittels Strom- oder Spannungsstufen in Rundfunk- und/oder Fernsehgeräten, bei dem . die Stufen in einer Richtung nacheinander durch Vorwärtszählimpulse am Zähleingang einer digitalen Zählschaltung oder eines digitalen Informationsspeichers gebildet werden und bei dem die Gesamtzahl der Zählschritte durch einen vollständigen Zählzyklus bestimmt ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellung um jeweils eine Stufe über den gleichen Zähleingang in der gleichen Richtung durch einen Burst von (N- I) Impulsen erfolgt, wobei Ndie Gesamtzahl der Zählschritte ist, und daß die Vorwärtszählimpulse und die Rückzählburst jeweils über getrennte, sieuerbare Schaltstrekkon zugeführt werden, die bei Erreichen der jeweiligen Endstellung selbsttätig gesperrt werden.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch !,gekennzeichnet durch die Verwendung von η binär codierten Zählstufen (Fi. F₃. Fj. Fig. f), deren π Ausgänge (B. C. D) über η verschiedene Leitwerte (G, 2G. AG) an einen gemeinsamen Ausgang (Schaltungspunkt Rt, R*) führen, wobei an den ersten Ausgang (B)der kleinste Leitwert (G) angeschlossen ist und jeder Leitwert eines nachfolgenden Ausgangs doppelt so groß ist und die Bedienungsfunktion an diesem gemeinsamen Ausgang gesteuert ist. wobei «die Anzahl der Stufen der Flip-FlOp(Fi, F₂, F₃) ist.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Ausgang (Schaltungspunkt Rt,, R4) mit der Steuerelektrode eines Verstärkerelementes (7")) verbunden ist und eine Strom- und/oder Spannungsverstärkung und gegebenenfalls eine Kurvenkorrektur für die Bedienungsschaltung mittels einer Strom- und/oder Spannungssteuerung erfolgt.

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines binären Zählers die Steuerung der elektronischen Strecken (T₂, Ti) für die Vorwärtszählimpulse (U₁) und Rückzählburst (Uk) in der Weise erfolgt, daß die Vorwärtszählrichtung gesperrt ist. wenn alle Ausgänge (B, C. D) der Zählkette (Fi. F₂. Fj) positiv sind und die Rückzählrichtung gesperrt bleibt, wenn alle Ausgänge der Zählkette O-Potential aufw eisen.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß positive Zählimpulse (UJ für die Vorwärtszählrichtung über die Emitter-Kollektor Strecke eines npn-Transistors [T₂) und für die Rückwärtszählrichtung als Rückzählburst (U_K) über die Kollektor-Emitter-Strecke eines pnp-Transistors (7"i) dem einzigen Zähleingang (A) zugeführt sind und wobei die η Ausgänge (B, C. D)der η Zählstufen (Fi, F₂, Fj) über η Dioden (D₁. D₂, D₁) in Flußrichtung mit der Basis des npn-Transisiors (7":) verbunden sind und weitere η Dioden (D₄, D*,. D_b) in Flußrichtung von der Basis des pnp-Transistors (Ti) an die Ausgänge (B, C, D)der Zählstufen (F₁, F₂, Fj) führen und der Strom gegebenenfalls durch je einen vor den Basiselektroden liegenden Widerstand (R, bzw. Ri) begrenzt ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5. dadurch

gekennzeichnet, daß die Sperrspannung fur du elektronische Schaltstrecke (71), die den Rückzähl burst (Uh) an den Eingang (A)der Zählkette (F,, F₃ Fi) leitet, über eine Verzögerungsehaltung (R₂. (\ zugeführt ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung aus einem /?C-Glied (R₂. Ci) oder mehreren fiC-GIiedern besteht.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß /ur Erzeugung des (Λ/-IJ-fach-Rückzählburst (Ur) ein mit einem Kommandoimpuls einschaltbarer Taktimpulsgenerator, insbesondere Multivibrator (M, Fig. 2), vorgesehen ist, der seine Ausgangsimpulsc (Ua) gleichzeitig an die elektronische Schaltstrccke (71) für den Rückzählburst (Ur) vor dem Zähleingang (Vi) der Zählkette (Fi, F₃, F₁) liefert und an eine zusätzliche Zählschaltung (F',, F₃, F'j), die den Taktimpulsgenerator (M) nach seinem (/V— l)-tcn Impuls und gegebenenfalls die eigene Betriebsspannung abschaltet.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Zählschaltung (F',. F₃. F'j) binär codiert ist.

10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9. dadurch gekennzeichnet, daß der (N- 1)-fach-Burstgenerator (Fig. 2) gemeinsam gleichzeitig und/oder umschaltbar für beliebig viele digitale Bedienungsschal· tungen dient und auch der Schrittzyklus N umschaltbar ist.