DE2140538A1 - Selbstregulierende Fahrzeugdetektoranlage - Google Patents

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Patentanwalt

D-8 München 26, Postfach 4
Telefon 0811/2925 55

München, den 1Γ.. August la71

Mein Zeichen; P 1278

Anmelder: Joseph L. Brickner

2247 South Grand Avenue Santa Ana, California 92705 U.S.A.

Selbstregulierende Fahrzeugdetektoranlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine Detektoranlage zur Anzeige der Anwesenheit von Fahrzeugen, bei der dureh ein an einer im Belag der Fahrbahn einer Straße oder Hochstraße eingebetteten induktiven Ansprechschleife vorüberfahrendes Fahrzeug die Induktivitätswerte und andere Parameter dieser Schleife verändert ₉ und bei der diese Veränderungen dazu verwendet werden, ein Aus« gangssignal zu erzeugen, das die Anwesenheit des Fahrzeuges anzeigt.

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Detektoranlagen mit induktiven Schleifen dieser Art sind schon bekannt.

Die !Funktion dieser bekannten Anlagen beruht auf der Verschiebung der Eigenresonanzspitze der induktiven Ansprechschleife, die durch die Bewegung eines Fahrzeuges über die Schleife verursacht wird. Derartige bekannte Anlagen sind aber in unzulässiger Weise gegen Verschiebungen der Eigenresonanzspitze der Ansprechschleife empfindlich, die durch ungewollte Faktoren, wie ZpB«, Feuchtigkeit, Temperaturveränderungen usw. bedingt sind. Ausserdem sind diese Anordnungen teilweise gegenüber derartigen ungewollten Faktoren empfindlich, soweit sie sich auf den Kapazitätsbelag der Leitungen zwischen der Schleife und dem eigentlichen Detektorkreis auswirken. Hinzu kommt der Nachteil, daß bei ihrer Installation die Schleife und die Zuleitungen oder der Detektorkreis abgestimmt werden müssen» Die mit der Abstimmung verbundenen Probleme werden dadurch vergrößert, daß die einzelnen bekannten Anlagen bezüglich Schleifenfläche, Leitungslänge, der Nachbarschaft zu massiven Metallkörpern und so weiter erheblich voneinander abweichen, was bedeutet, daß die frequenzabhängigen Teile dieser Anlagen einen extrem breiten Abstimmbereich aufweisen müssen, damit sie einem ausreichend großen Anteil in Frage kommender Detektoranlagen angepaßt werden können« Darüberhinaus wird bei derartigen bekannten Detektoranlagen mit frequenzabhängigen Induktionsschleifen das Abstimmen dadurch erschwert, daß bei den höheren Spannungswerten, die von den Eingangskreisen benötigt werden, über die die Kopplung zu den Ansprechschwellen zustandegebracht wird, die Neigung zu Nebensprecheffekten und Streuungen

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besteht.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Fahrzeugdetektoranlage anzugeben, deren Arbeitsweise von der Lage der Eigenresonanzspitze der zugehörigen induktiven Ansprechschleife unabhängig ist«, Darüberhinaus soll durch die Erfindung eine Fahrzeugdetektoranlage angegeben werden, bei der die Ansprechschleife bei niederen Spannungen arbeitet, wodurch Uebensprecheffekte weitgehend vermieden werden können₀ Ausserdem soll die eine induktive Ansprechsehleife aufweisende Detektoranlage selbstregulierend sein, so daß die schädlichen Auswirkungen der Leckleitung zur Erde weitgehend vermieden sind. Die Empfindlichkeit der Ansprechschleifen dieser Anlagen soll dabei von ihrer Güte unabhängig sein.

Ausserdem soll die Anlage unabhängig von Yeränderungen des Kapazitätsbelages der Zuleitungen und unabhängig von anderen ihr anhaftenden Instabilitäten der Resonanzfrequenz sein.

Die Erfindung betrifft daher eine Fahrzeugdetektoranlage« Diese ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen eine Signalschwingung abgebenden Oszillator, durch einen an den Oszillator angekoppelten niehtabgestimmten, die Signalschwingung abnehmenden Sehaltkreis, der Koppelelemente zur Ankopplung einer Induktionsschleife enthält und der in der Lage ist, die Signal schwingung mit in Abhängigkeit von einem Gleichspannungsrückkoppelsignal und von der Bewegung eines Fahrzeuges in die Nachbarschaft der Induktionsschleife abhängiger Amplitude weiterzugeben, durch an den nichtabgestimmten Schaltkreis ange-

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koppelte Demodulatorelemente, die die Erzeugung eines der Amplitude der Signalschwingung entsprechenden Gleichspannungsrückkoppelsignals veranlassen, durch Steuerelementes, die die Amplitude der Signal schwingung in Abhängigkeit toil dem Gleichspannungsrückkoppelsignal steuern,

sowie durch Sückkoppelelemente, die das Grleichspannungsrückkoppelsignal den Steuerelementen zuführen*.

Die Erfindung bezieht sich also auf Konstruktionsmerkmale sowie auf Merkmale, die die Kombination einzelner Elemente und deren Anordnung betreffen und wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit 5 Figuren näher erläutert«

Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Fahrzeugdetektoranlageβ

Die Fig. 2 zeigt ein dem Vergleich der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Anlage mit demjenigen bekannter Anlagen dienendes Diagramm,

Die Fig. 3A und 3B zeigen zusammengelegt das detaillierte Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Die Fig. 4 zeigt ein der Erläuterung der Arbeitskennlinien eines zweiten Ausführungsbeispieles dienendes Diagramm.

Die Fig. 5 zeigt, zusammengelegt mit der Fig. 3A das Schaltbild des zweiten Ausführungsbeispieles der Erfindung«

Wie man aus der fig· 1 ersieht, weist die erfindungsgemäße Fahrzeugdetektoranlage einen epannungsgeregelten

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Festfrequenzoszillator 10 auf, d.h_o einen Oszillator, dessen Ausgangssignalamplitu.de sich in Abhängigkeit von der Amplitude eines empfangenen Signals ändert, wogegen seine Frequenz fest ist, d_eh_e im wesentlichen unverändert bleibt. Bin Beispiel für einen derartigen Oszillator ist der bekannte Phasenschieberoszillator₀ Das Ausgangssignal des spannungsgeregelten Festfrequenzoszillators 10 wird der Eingangselektrode eines Konstantstromverstärkers 14 zugeführt«, Das Ausgangssignal dieses Verstärkers 14 wird an die Primärwicklung eines nichtabgestimmten Impedanzwandlers 18 weitergegeben und erregt hiermit die induktive Ansprechschleife 20, die mit der Sekundärwicklung des Impedanzwandlers 18 verbunden ist. Wenn ein Fahrzeug sich über die induktive Schleife 20 bewegt, wird die durch die Schleife verursachte Lastimpedanz verringert, da das Fahrzeug, das mit der Schleife 20 induktiv gekoppelt ist, eine KurzSchlußwindung darstellt, die der Schleife Energie entzieht. Ausserdem wird durch die Anwesenheit des Fahrzeuges die Induktivität der Schleife 20 verringert, womit auch der induktive Blindwiderstand abnimmt. Die Anwesenheit eines Fahrzeuges über der Schleife 20 hat also insgesamt eine Verringerung der effektiven Impedanz zur Folge« Der nichtabgestimmte Impedanzwandler ist_s wie weiter untea beschrieben werden wird, so gewählt, daß er die effektive Impedanz der induktiven Anspreehschleife an die Impedanz des Detektorkreises_p von den lingangsklemmen her gesehen_s an die die Primärwicklung des Impedanzwandlers 18 angeschlossen ist, anpaßte Es wird daher die Beeinflussung des Detektorkreises, die durch die Veränderung der Impedanz der Schleife 20, hervorgerufen durch die Anwesenheit eines Fahrzeuges über der Schleife 20, zu einem Maximum gemacht, es ver-

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ringert sich also die Amplitude des am Punkt 24 auftretenden Oszillatorsignals, sobald ein Fahrzeug sich über die induktive Schleife 20 bewegte Es muß noch darauf !angewiesen werden, daß im Gegensatz zu bekannten Anlagen der Detektorkreis gemäß vorliegender Erfindungen so aufgebaut und angeordnet ist, insbesondere durch entsprechend sorgfältige Wahl des nichtabgestimmten, der Anpassung dienenden Impedanzwandlers 18, daß er noch sehr kleine Impedanzänderungen, die durch die Anwesenheit eines Fahrzeugs über der Schleife 20 hervorgerufen sind, feststellen kann, sofern die Arbeitsfrequenz des Oszillators weitgenug unterhalb der Resonanzfrequenz der Schleife 20 und des mit ihr verbundenen Eingangskreises liegt. In diesem Zusammenhang wird auf Fig. 2 verwiesen, wo zwei stark idealisierte Kurven eingezeichnet sind, die den Impedanz/Frequenz-Verlauf der induktiven Schleife 20 zeigen. Die ausgezogene Kurve 28, die bei der Frequenz P ein Maximum annimmt, stellt die Charakteristik der induktiven Schleife 20 im Falle der Abwesenheit eines Fahrzeuges dar, wogegen durch die gestrichelte Kurve 30 die Impedanz/Frequenz-Charakteristik der Schleife im Falle der Anwesenheit eines Fahrzeuges gezeigt istο Man erkennt aus der Fig„ 2, daß der Impedanzabfall 32, der durch die Anwesenheit eines Fahrzeuges über der induktiven Schlaufe 20 verursacht wird im Falle der Erregung der Schleife mit einer bei bekannten Anordnungen üblichen Frequenz P, die nahezu gleich der Resonanzfrequenz von Schleife 20 und zugeordnetem Eingangskreis ist (z»B_o 100 kHz), mehrfach größer als der Impedanzabfall 34 ist, der bei Anwesenheit eines Fahrzeuges über der Schleife 20 zu verzeichnen ist, wenn die Schleife mit einer unterhalb der Resonanzfrequenz liegenden Frequenz I erregt wird, wie sie für

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die vorliegende Erfindung charakteristisch ist (z_oB₀ 35 kHz)ο Trotzdem lassen die Torteile in Bezug auf Stabilität, Anpassungsfähigkeit an eine Vielzahl verschiedener vorhandener Ansprechschleif en*, nsw_os wie sie vorstehend erläutert worden sind₉ die erfiadungsgemäße Anlage bekannten frequenzabhängigen Pahrgeugdetektoranlagen überlegen sein_e

Wie man weiterhin aus !ig· 1 ersieht ₉ wird das am Punkt 24 auftretende Signal daai Eingang eines Signalgleichrichters 38 zugeführt« Dieser Sigaalgleiehrichter wandelt Weehselstromsignale in ßleielistroasignale entsprechender Amplitude mm, er wird audh. Detektor genannt,und erzeugt ein 6-leichpotential auf. Leitung 42, das der Amplitude des Oszillatorsignals an Punkt 24 entspricht. Eaehdem das auf Leitung 42 auftretende Signal den Stromverstärker 46 passiert hat, gelangt es an einen der Eingänge des Operationsverstärkers 50, der als SuBmierverstärker geeclaaltet ist« Eine Bezugsspannungsquelle 54 liefert ein® feste Spannung an den anderen Eingang des Operationsverstärkers 50· Der Operationsverstärker 50 vergleicht die Jail seinen beiden oben erwähnten Eingängen zugeführten Signale und liefert an die Leitung 58 ein Signal, das deren Differenz entspricht. Dieses Differenzsignal auf der Leitung 58 wird dem Abtastspeieher 62 zugeführt. Dieser Abtastspeicher dient dazusein amplitudenabhängiges Rückkopplungssignal an den Äpannungsgeregelten Festfrequenzoszillator 10 über die Leitung 66 zu liefern_e Ausserdem dient er dazu, über die Leitung 74 ein Helaisbetätigungssignal an den Seiaistreiber 82 zu liefern. Die Anlage enthält ausserdem einen Betriebsartsehalter 78, der dazu dient die Schaltkreisverbindungen sowohl im Abtastspeicher 62 als auch im Relaistreiber 8.2 zu ändern_o

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Wenn sich, der Betriebsartschalter 78 in seiner Pulsstellung "befindet, wird das auf Leitung 74 gelieferte Signal dem Eingang eines 100 ms Pulsformerkreises zugeführt, so daß das dem Eingang des Relaistreiberverstärkerkreises 82 zugeführte Signal/TÜO ms Puls ist, der ^edes Mal auftritt, wenn ein Fahrzeug 70 sich über die induktive Anspreehschleife 20 bewegt. Es zieht daher das Ausgangsrelais 86 jedes Mal kurz an, sotä.d sich ein Fahrzeug über die Schleife 20 bewegt und sofern der Betriebsartschalter seine Puls-Stellung einnimmt. Der Abtastspeicher 62 ist so beschaffen, daß, ebenfalls unter der Voraussetzung der Puls-Stellung des Betriebsartenschalters 78, das auf Leitung 66 auftretende, der Spannungsregelung dienende Rückkopplungssignal Veränderungen des auf Leitung 58 auftretenden Differenzsignals folgte Auf diese Weise ändert sich, sofern der Betriebsartschalter 78 seine Puls-Stellung einnimmt,, die Amplitude des vom ipannungsgesteuerten Festfrequenzoszillator gelieferten Signals in Abhängigkeit von der Änderung der effektiven Impedanz der induktiven Anspreehschleife 20a Gleichzeitig dient bei dieser Puls-Stellung des Schalters 78 der Abtastspeicher 62 dazu, langsame Veränderungen der Schleifenimpedanz, die die Folge eines Frequenzganges infolge von Feuchtigkeit, Temperaturänderungen oder ähnlichem sind, von sohnellen Impedanzänderungen zu unterscheiden, die aus der Bewegung eines Fahrzeuges über die Schleife resultieren. Das bedeutet, daß langsame Änderungen des Differenzsignals auf Leitung 58, die z.B. die Folge der Veränderung von Schleifenparametern sind, kein Ausgangssignal des Abtastspeichers 62 ausreichender Größe zur Folge haben, das in der Lage wäre, den Relaistreiber 62 zum Erregen des Relais 86 zu bringen. Andererseits bringen schnelle Änderungen des Differenzsignals auf

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Leitung 58 den Abtastspeicher 62 dazu, auf Leitung 74 ein Signal zu erzeugen, dessen Amplitude ausreicht, den Relaistreiber 82 zur Erregung des Relais 86 zu veranlassen. Das bedeutet also, daß, sofern der Betriebsartenschalter 78 sich in seiner Puls-Stellung befindet, die Anordnung gemäß Mg₀ 1 ein kurzzeitiges Schließen des zwischen den Klemmen 90 und 94 des Relais 86 angeschlossenen Stromkreises, z«B. für 100 ms jedesmal dann veranlaßt, wenn ein !Fahrzeug über die induktive Ansprechschleife 20 fährt, ein derartiges Schließen des Stromkreises zwischen den Klemmen 90 und 94 jedoch unterbleibt, wenn die Schleifenparameter sich verändern, ohne daß ein Fahrzeug die Schleife 20 passiert.

Wenn andererseits der Betriebsartschalter 78 seine Anwesenheits-Stellung einnimmt _t ist der oben erwähnte pulsformende Kreis kurzgeschlossen. Das bedeutet, daß der Relaistreiber 82 nicht darauf beschränkt ist kurze Aktivierungsimpulse an das Relais 86 zu liefern, sondern in der Lage ist, das Relais 86 bis zu ungefähr 10 Minuten (das ist die Periode des Abtastspeichers 62) in Abhängigkeit von der Art der Signale zu beeinflussen, die ihm über die Leitung 74 zugeführt werden» Gleichzeitig wird, sofern sich der Betriebsartenschalter 78 in seiner Anwesenheitsstellung befindet, das Langzeitspeichernetzwerk des Abtastsspeichers 62 wirksam geschaltet« Dieses Netzwerk beginnt sich zu entladen, wenn ein fahrzeug sich über die Induktionsschleife 20 bewegt, wodurch die Spannung auf der Leitung 58 sich im positiven Sinne ändert. Während sich das Langzeitspeichernetzwerk auf diese Weise auf einen vorbestimmten Wert entlädt,, tritt am Eingang des Relaistreibers 82 ein Signal auf, dessen Amplitude ausreicht, das Relais 86 im Ansprechzustand, d.h. den Stromkreis zwischen den Anschlüssen 90 und 94

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im geschlossenen Zustand zu halten. Wenn also bei dieser Stellung des Betriebsartenschalters 78 ein Fahrzeug für längere als die durch das Langzeitspeichernetzwerk bestimmte Zeit, d_oh_o langer als 10 Minuten, über der Induktionsschleife 20 verbleibt, wird dieses Netzwerk auf den vorherbestimmten Wert eatladen. Dies bedeutet, daß das Eingangssignal des Relaistreibers 82 auf einen Wert abfällt, der auch das Relais 86 abfallen läßt, wodurch der zwischen den Klemmen 90 und 94 angeschlossene Stromkreis unterbrochen wirdo Wenn dagegen bei dieser Stellung des Schalters 78 ein Fahrzeug sich über die induktive Schleife 20 bewegt und sich von ihr vor Ablauf der durch das LangzeitSpeichernetzwerk bestimmten Zeit wieder wegbewegt, lädt sich dieses Netzwerk wieder schnell auf. Dieses schnelle Wiederaufladen des Netzwerkes hat dieselben Folgen, das Rückkopplungssignal auf Leitung 66 nimmt nämlich wieder seinen Ruhewert an und das Relais 86 fällt ab, d„h. der Stromkreis zwischen den Klemmen 90 und 94· wird geöffnet»

In der Abwesenheits-Stellung wie auch in der Puls-Stellung dient der Abtastspeicher 62 dazu zwischen langsamen Veränderungen der Schleifenimpedanz, die aus einer feuchtigkeitsbedingten oder temperaturbedingten Drift resultieren und zwischen schnellen Schleifenimpedanzänderungen zu unterscheiden, die aus der Bewegung eines Fahrzeuges über die Schleife 20 resultieren.

Während das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anlage, wie es vorstehend beschrieben wurde und wie es nachstehend anhand der Fig. 3A und 3B noch im einzelnen beschrieben werden wird, einen spannungsgeregelten Festfrequenzoszillator 10 aufweist, dessen

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Ausgangssignalamplitude durch ein Rückkopplungssignal auf Leitung 66 verändert wird, sind auch Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anlage mcg.ich, sie werden weiter unten im einzelnen beschrieben, "bei denen statt dessen ein Festfrequenzoszillator verwendet wird, dessen Ausgangssignal nicht verändert wird« Bei diesen alternativen Ausführungsbeispielen werdeidie Signale auf Leitung 66 über eine Leitung 98 dem Konstantstromverstärker 14 zugeführt, so daß die Selbstregulierung des Kreises durch Veränderung des Arbeitspunktes des Konstantstromverstärkers in Abhängigkeit von dem durch den Abtastverstärker 62 gelieferten Rückkoppliangssignal zustandegebracht wird_e Das Rückkopplungssignal wird in diesem Falle über die alternative Rückkopplttngsleitung 98 einem geeigneten Netzwerk innerhalb des Konstantstromverstärkers 14 zugeführt_o

Nach der vorstehenden Beschreibung der Arbeitsprinzipien bestimmter Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäSen Anlage anhand von Fig. 1 werden nunmehr einzelne Schaltkreise der erfindungsgemäßen Anlage näher beschriebene

Zunächst wird auf die Fig«, 3A und 3B Bezug genommen, die zusammengelegt einen ins Einzelne gehenden Scnaltplan eines Teilschaltkreises der erfindungsgemäßen Anlage darstellen.

Bei der Anordnung gemäß den Fig. 3A und 3B wird die Spannung E auf der Sammelschiene 100, die positiv gegenüber Erde ist, mittels einer an sich bekannten Versorgungsquelle erzeugt, deren Art im Hinblick auf die erfindungsgemäßen Maßnahmen beliebig ist«,

Die Sammelschiene 102 wird auf Erdpotential, im folgenden mit G- bezeichnet, gehalten«,

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Die erfindungsgemäße Detektoranlage kann auch, obwohl dies nicht dargestellt ist, anstelle eines Relaisausganges einen Halbleiterausgang, oder auch beides haben, wozu dieser Halbleiterausgang entsprechend den Lehren der vorliegenden Erfindung vom Relaistreiber 82 versorgt wird.

Entsprechend den erfindungsgemäßen Merkmalen ist der Kondensator 106, der der Sekundärwicklung des der Anpassung dienenden Impedanzwandlers 18 parallel geschaltet ist, kein Abstimmkondensator«, Er dient vielmehr lediglich dazu, hochfrequente Störsignale kurzzuschließen und ergibt zusammen mit der Induktivität der Induktionsschleife 20 keine Resonanz bei der festgelegten Arbeitsfrequenz des spannungsgeregelten Oszillators 10.

Der Oszillator 10 ist ein an sich bekannter Phasenschieberoszillator,, Entsprechend den bekannten Eigenschaften derartiger Ereise bleibt die Oszillatorarbeitsfrequenz trotz Änderungen der Last, d.h₀ unabhängig davon ob sich über der Schleife 20 ein Fahrzeug befindet oder nicht, konstant. Entsprechend den Merkmalen der Erfindung kann die Arbeitsfrequenz des Oszillators 10 beispielsweise bei 35 kHz liegen im Gegensatz zu den beträchtlich höheren Arbeitsfrequenzen bekannter frequenzabhängiger Schleifendetektoranlagen.

Die Spannungsamplitude des Ausgangssignals von Oszillator wird in ebenfalls bekannter Weise durch die Größe des Rückkopplungssignals auf der Rückkopplungsleitung 66 bestimmte

Das Ausgangssignal des Oszillators 10 tritt auf den Leitungen 108 und 110 auf und wird den Eingängen des

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Konstantstromtreibers 14 zugeführt. Der Konstantstromtreiber 14 für den Schleifenstrom enthält einen Transistor 112, dessen Basiselektrode mit der Leitung 108 verbunden ist, auf der das Ausgangssignal des Oszillators 10 auftritt. Der Emitterelektrode des Transistors 112 wird über den Widerstand 114 von der Sammelschiene 112 Erdpotential zugeführt. Die Kollektorelektrode des Transistors 112 ist direkt mit dem Punkt 24 verbunden, dem von der Sammelschiene 100 das Potential E über die Parallelschaltung der Primärwicklung des Impedanzwandlers 18 und eines Widerstandes zugeführt wird, der beispielsweise einen Widerslandswert von 10 kOhm aufweisen kann.

Typische Widerstandswerte für die Widerstände 116 und 118 sind 10 kOhm und der Kondensator 120 hat beispielsweise eine Kapazität von 30 pF.

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Gemäß einem Merkmal der Brfindung ist der Oszillator 10 in Epoxydharz vergossen, wodurch seine Drift "geglättet" wird, das bedeutet, daß er nur gegenüber langsamen Temperaturänderungen, nicht aber gegenüber kurzdauernden Temperaturänderungen bzw, Temperatursprüngen empfindlich ist»

Der Impedanzwandler kann entsprechend den der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien beispielsweise 2 Wicklungen niedriger Kapazität aufweisen, die von einem toroidförmigen Kern aus Permalloy getragen werden. Die Primärwicklung 122 weist etwa 1000 Windungen auf, wogegen die Sekundärwicklung 124 83 Windungen aufweist₀ Der Kondensator 106, der wie schon erwähnt, kein Abstimmkondensator ist, sondern nur zur Ableitung hochfrequenter Störsignale dient, hat beispielsweise einen

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Kapazitätswert von 0,01

Die Parallelschaltung des Widerstandes 126 (z_oB_o 10 kOhm) und der Primärwicklung 122 des Impedanzwandlers 118 ist als Last an den Konstantstromverstärker 14 angeschlossen. Die Verluste der induktiven Anspreehschleife 20 sowie der Leitung von der Schleife bis zum Impedanzwandler 18 kommen als Last für den Konstantstromtreiber 14 hinzu.

Ein Fahrzeug, das sich über die Schleife 20 bewegt verringert die Lastimpedanz, da es, induktiv an die Schleife 20 gekoppelt, eine KurζSchlußwindung darstellt, durch die der Schleife Energie entzogen wird. Es wird ausserdem auch die Induktivität der Schleife 20 durch die Anwesenheit eines darüber befindlichen Fahrzeuges verringert. Das Gesamtergebnis der Anwesenheit eines Fahrzeuges oberhalb der Schleife 20 ist daher die Abnahme der Amplitude des Oszillatorausgangssignals, das am Punkt 24 auftritt,,

Der Signalgleichrichter 38 ist in Form eines sogenannten Diodendemodulators bzw. Diodendetektors aufgebaute Typische Werte für die Bestandteile des Signalgleichrichters 38 sind: Kondensator 130 (0,15 /iF); Kondensator 132 (0,22^F); Widerstand 134 (lOMOhm)} Kondensator 136 (0,22

Unter Berücksichtigung der Arbeitsweise des Signalgleichrichters 38a als Demodulator oder Detektor in der Anox'dnung gemäß den Fi g₀ 3A und 3B kann die vom spannungsgeregelten Oszillator 10 abgegebene Schwingung als Trägerschwingung angesehen werden und die Amplitudenänderungen des Oszillatorausgängsaxgnals, die am Punkt erscheinen und von der Anwesenheit oder Abwesenheit von

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Fahrzeugen im Bereich der Induktionsschleife 20 sowie von der Drift der Kreisparameter einschließlich der Parameter der Schleife 20 -und der sich von dort zur eigentlichen Detektorschaltung erstreckenden Leitung abhängen, können als Ursache der Modulationshüllkurve angesehen werden. Man erkennt, daß aufgrund der "bekannten Prinzipien solcher Demodulationskreise eine Grleichspannungskomponente, deren Amplitude sich in Abhängigkeit von der Amplitude der am Punkt 24 auftretenden Oszillatorspannung ändert, auf der Leitung 42 auftritt₀ Das Signal auf der Leitung 42 wird der Basiselektrode des Transistors des Stromverstärkers 46 direkt zugeführt. Wie man aus der Mg. 3A ersieht, ist der Stromverstärker 46 von "bekannter Art, sein Ausgangs signal wird über die Leitung 138 abgegeben. Der Stromverstärker 46 ist nicht invertierend. Der Widerstand HO kann einen typischen Wert von 10 kOhm aufweisen«,

Das Ausgangssignal des Stromverstärkers 46 wird über die Leitung 138 und den Widerstand 142 der Eingangsklemme 2 des Operationsverstärkers 50 zugeführt. Ein typischer Widerstandswert des Widerstandes 142 beträgt ein k0hm_o

Der Operationsverstärker 50 ist hier als integrierter Schaltkreis in Form eines Chips aufgebaut, der unter der Standardbezeichnung "709" bekannt isto Das Ausgangssignal des Chips 50 wird gemäß einer typischen Ausführungsform auf den Eingang 2 über einen Widerstand von 150 kOhm rückgekoppelt» Ausserdem besteht eine Verbindung zwischen den Klemmen 8 und 1 des Chips 50 und zwar über ein Reihen-RC-Glied, das den Widerstand I46 und den Kondensator 148 enthält« Typische Werte für diese Schaltelemente sind: Widerstand I46, 1,5 kOhm;

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Kondensator 148, 100OpP. Bin Kondensator 150 ist zwischen den Klemmen 5 und 6 des Chips 50 angeschlossen. Ein typischer Kapazitätswert für diesen Kondensator beträgt 1000 pi¹*

Der Klemme 3 des Chips 50 wird mittels eines Spannungsteilers,.der aus den Widerständen 152 und 154· besteht, eine Bezugsspannung zugeführt_o Die Widerstände 152 und 154 sind in Reihe geschaltet und zwischen die Sammelsehienen 100 und 102 angeschlossene Die eigentliche Bezugsspannungsquelle 54 wird durch ihren Yerbindungspunkt dargestellt. Typische Werte für die beiden Widerstände 152 und 154 betragen 4,7 kOhm.

Dioden 156 und 158 werden in bekannter Weise dazu verwendet, Spannungsunterschiede zwischen den Klemmen 2 und des Ghips 50 zu begrenzen, d.h. den im Zusammenhang mit Operationsverstärkern bekannten Zustand des ^HMachschlagens" zu verhindern«

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, wird das Eingangssignal für den Abtastspeicher 62 am Punkt 58 abgenommene Bevor der Abtastspeieher 62 im einzelnen beschrieben wird, sollen jedoch die Signalverhältnisse am Punkt 58 erläutert werden, Das dort auftretende Signal ist durch einen Ruhewert (kein Fahrzeug befindet sich über der Schleife 20) gekennzeichnet. Der Ruhewert dieses Signals hängt von der Impedanz der jeweils verwendeten Schleife ab, mit der der erfindungsgemäße Schaltkreis verbunden ist« Lediglich als Beispiel kann angenommen werden, daß der Ruhespannungswert des Signals am Punkt 58 etwa bei einer Spannung von Plus 10 V liegt. Wenn jedoch sich ein Fahrzeug über die Induktionsschleife 20 bewegt, steigt das

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Potential am Punkt 58 bis zu + 20 V an«

Es sei noch bemerkt, daß der Betriebsartenschalter 78 aus zwei mechanisch, betätigten einpoligen, einarmigen Schaltern 78A und 78B besteht. Der Schalter 78A ist während der Puls-Stellung geschlossen und während der Anwesenheitsstellung geöffnete Der Schalter 78B- dagegen ist während der Anwesenheitsstellung geschlossen und während der Puls-Stellung geöffnete

Das langzeitspeiehernetzwerk des Abtastspeichers 62 besteht aus dem Kondensator 160 und dem Widerstand 162 (lig. 3B)_β Um die gewünschte lange Speicherzeit zu erzielen, soll der Kondensator 160 eine Kapazität von 5 /üJ? und der Widerstand 162 einen Widerstandswert von 30 000 MOhm aufweisen. TTm Leckströme in ausreichendem Maße zu vermeiden, muß der Kondensator 160 ein Dielektrikum auf Polycarbonatbasis oder eines ähnlichen synthetischen Stoffes aufweisen.

Wie weiter unten noch beschrieben werden wird, weist der Abtastspeieher 62 alternativ einen Kurzzeit-G-Kreis auf, der einen Kondensator 160 und einen Widerstand aufweist, dessen Widerstandswert 4»7 MOhm beträgt.

Basis- und Kollektorelektroden des Transistors 166 sind mit den Klemmen des Schalters 78A verbunden. Der Emitter dieses Transistors ist isoliert, d.h„ mit keinem anderen Punkt der Schaltungsanordnung verbunden. Man sieht also, daß er als Diode verwendet wird, die in diesem lalle bekanntermaßen eine wesentlich höhere Sperrstromimpedanz als die meisten echten Dioden aufweist« Bei der Erläuterung des vorliegenden Kreises wird der Transistor

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166 als Äquivalenzdiode bezeichnet, deren Anode direkt mit Punkt 167 und deren Kathode direkt mit Punkt 165 verbunden ist. Da der Schalter 78A direkt über dieser Äquivalenzdiode liegt, ist der Punkt 165 in der Puls-Stellung, wenn also der Schalter 78A geschlossen ist direkt mit dem Punkt 167 verbunden, wogegen in der Anwesenheits-Stellung, wenn der Schalter 78A geöffnet ist, die besagte Iquivalenzdiode als zwischen den Punkten 165 und 167 eingefügt betrachtet werden kann«,

Der Abtastspeicher 62 enthält ausserdem noch einen Metalloxyd-Feldeffekttransistor 168 (MOSTET).Gemäß einem Merkmal der Erfindung handelt es sich bei dem MOSPET 168 um einen des Typs 3N128, der von der Radioeorporation of America hergestellt wird_e Ein Entstörungskondensator 170 ist zwischen der Torelektrode und der Quellenelektrode dieses Transistors angeschlossen. Sein typischer Kapazitätswert beträgt 700 pi*»

Der Entstörkondensator 172 hat einen typischen Kapazitätswert von 0,22

Es ist ausserdem noch ein Hysterese-Widerstand 174 vorgesehen, der die dem Ausgangsrelais zugeführten Stromimpulse rechteckig macht bzw« vereinheitlicht und damit verhindert, daß das AusgangsreDaLs prellt oder, sofern ein Halbleiterausgang vorgesehen ist, verhindert, daß Störimpulse entstehen.

Ein Anschluß eines Widerstandes I56, dessen Punktion weiter unten beschrieben wird, ist direkt mit dem Punkt 58 verbunden. Ein typischer Wert für den Widerstand 176 beträgt 2t kOhm.

Der ausgangsseitige Teil des AbtastSpeichers 62 weist eine Diode 178 auf, die die Zuführung zur Basis 182 eines

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Transistors 186 darstellt. Die Ausgangsspannung dieses Transistors stellt die Emittervorspannung für einen zweiten Transistor 188 dar, der mit einem weiteren Transistor 198 in Kaskade geschaltet ist.

Das Ausgangsspannungsteilernetzwerk im Kollektorkreis des Transistors 188 weist die Widerstände 190 und auf, die typische Widerstandswerte von 22 kOhm "bzw. 10 kOhm aufweisen« Der Emittervorspannungswiderstand 194 hat einen typischen Widerstandswert von 10 kOhnw

Der Transistor 198 ist mit dem Transistor 188 zum Zwecke der Versteilerung der Ausgangssignale des Transistors in Kaskade geschaltete Diese Ausgangssignale werden dem Relaistreiber 82 zugeführt₀ In der Puls-Stellung, wenn der Schalter 78B geöffnet ist, werden die Ausgangssignale des Transistors 198 an das pulsformende Netzwerk weitergegeben, das aus dem Kondensator 200 und den Widerständen 202 und 204 "besteht. Auf diese W_eise sind in der Puls-Stellung die dem Relaistreiber 82 sugeführten Signale Pulse, deren Weite durch die Parameter des erwähnten pulsformenden Netzwerkes bestimmt ist«, Die beispielsweisen Schaltkreiswerte dieses Netzwerkes sind: Kondensator 200, 5 /uPj Widerstand 202, 22 kOhm; Widerstand 204» 6,8 kOhm. Bei dieser Dimensionierung haben die dem Relaistreiber zugeführten Pulse eine Pulsbreite von ungefähr 100 ms.

Geeignete Widerstandswerte für die im Relaistreiber enthaltenen Widerstände sind« Widerstand 212, 10 kOhm; Widerstand 215, 22 kOhm; Widerstand 220, 10 kOhm} Widerstand 225, 10 kOhm.

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Funktionsweise des Abtastspeichers:

Puls-Stellung: In dieser Stellung ist der Schalter 78a geschlossen und die Punkte 165 und 167 sind direkt miteinander verbunden, also kurzgeschlossen. Der Schalter 78B ist geöffnet und das pulsformende Netzwerk 200, 202, 204 ist zwischen dem Ausgang des Transistors 198 und dem Eingang des Relaistreibers 82 wirksam geschaltet. Es sei angenommen, daß wenigstens für einige Sekunden kein Fahrzeug sich über der Induktionsschleife 20 oder in deren Nähe befunden hat, und daß daher die Spannung am Punkt 58 (Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 50) ihren Ruhewert angenommen hat, der für diese Beschreibung als Beispiel zu +10 V angenommen wird₀ Da das Kurzzeitspeichernetzwerk 160, 164 sich unter den dann herrschenden Umständen aufgeladen hat, ist die Spannung am Punkt 167 etwa gleich der Spannung am Punkt 58_o Die Spannung des Punktes 167 liegt jedoch auch an der Torelektrode des MOSfET 168, der als Quellenfolger geschaltet ist. Entsprechend den bekannten Eigenschaften von Quellenfolger-MOSFET-S_chaltkreisen unterscheidet sich die Spannung am Punkt 167 von der an der Quellenelektrode des MOSFET um die Tor-Quellenspannung₀ Die Anode der Diode 178 ist mit der Quellenelektrode des MOSFET 168 direkt verbundene Die Kathode dieser Diode 178 ist direkt an die Basiselektrode 182 des Transistors 186 angeschlossen. Es wirkt also die Diode 178 in bekannter Weise zur Vorspannungserzeugung, sie dient auch dazu den Tor-Quellenspannungsabfall wieder herzustellen, indem sie das Potential an der Basiselektrode 182 des Transistors 186 dem Potential an der Torelektrode des MOSFET 168 und damit dem Potential an Punkt 167 immer direkt nachfolgen läßt. Der MOSFET 168 wird wegen der bekannten Eigenschaft einer sehr hohen Eingangsimpedanz verwendet, weswegen er es möglich macht,

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die Spannung an der unteren Belegung des Speicherkondensators 160 "abzufragen", ohne daß dieser Speicherkondensator 160 rasoh entladen wirdoEo.es ist vor allem in der Anwesenheit-Stellung wichtig, die von der Konstanz über längere Zeiträume des langzeitspeichernetzwerkes 160, 162 abhängig ist_e Das Rückkopplungssignal auf der Rückkopplungsleitung 66 wird von der Quellenelektrode des MOSFET 168 abgenommen und weicht daher vom Potential am Punkt 167 lediglich um die Tor-Quellenspannung des MOSPET 168 ab. Da angenommen worden ist, daß der Schaltkreis gemäß den Fig. 3A und 3B sich in seinen Ruhezustand (kein Fahrzeug) eingependelt hat, folgt daraus, daß die Amplitude des Ausgangssignals von Oszillator 10 unter dem Einfluß des Rückkopplungssignals auf der Rückkopplungsleibung 66 einen Ruhewert angenommen hat, der zum Teil durch die Ruheimpedanz (kein Fahrzeug) der induktiven Ansprechschleife 20 bestimmt ist» Es wird nun in diesem eingependelten Zustand sowie für die Puls-Stellung die Arbeitsweise der Transistoren 186 und 188 näher betrachtet« Die Basis des Transistors 188 ist mit dem Punkt 58 (Ausgang des Operationsverstärkers 50) über den 'Widerstand 176 angeschlossen. Wie weiter unten erläutert werden wird, gleicht das Potential an der Basiselektrode 182 des Transistors 186 etwa dem Potential an Punkt 167. Unter der Voraussetzung, daß der Schaltkreis sich in seinen Ruhezustand eingependelt hat, fällt über dem Widerstand 164 praktisch keine Spannung ab und das Potential an Punkt 58 gleicht etwa demjenigen an Punkt 167.. Aufgrund der Konzeption des die Transistoren 186 und aufweisenden Netzwerkes reicht das Ausgangssignal des Transivstora 188 für den PaIL, daß die Vorspannung an seiner Basis etwa der Vorspannung an der Basis 182 des Transistors 186 gleicht, nicht EUS_xUm das Relais 86 zum Anzug zu bringen (unter der Voraussetzung, daß der Schalter 7BE geschlossen ist). Mit anderen Worten, das

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die Transistoren 186 und 188 enthaltende Netzwerk ist so eingerichtet, daß der Transistor 186 die Vorspannung des Transistors 188 bestimmt und auf diese Weise das Ausgangssignal des Transistors 188 einen "Relais-Offen-Wert¹¹ annehmen läßt, wenn die den Basiselektroden dieser Transistoren zugeführten Signale etwa gleich groß sind_e

Es sei nun angenommen, daß in der Puls-Stellung sich ein Fahrzeug über die induktive Ansprechschleife 20 bewegt. Wie vorstehend erläutert nimmt dann das Potential an Punkt 58 nahezu sofort einen wesentlich positiveren Wert bezüglich Erde an, als dies im Ruhezustand der Fall ist. Entsprechend den Eigenschaften des Kurzzeitspeichernetzwerkes 160, 164 kann das Potential an der Basiselektrode 182 des Transistors 186 jedoch nicht sofort dem positiven Potentialanstieg an Punkt 58 folgen,, Es nimmt vielmehr, dies kann beim Schaltkreis gemäß den Figo 3A und 3B empirisch eingestellt werden, das Potential an Punkt 182 einen den Potential an Punkt gleichenden Wert erst nach einem Zeitintervall in der Größenordnung von 100 ms an_e (Man sieht, daß dieses Intervall wesentlich kleiner als die Zeitkonstante des Kurzzeitspeichernetzwerkes 160, 164» d_oh, 24 Sek. ist, die durch die dynamischen Eigenschaften der Rückkopplungsschleife und durch den hohen Verstärkungsgrad des Operationsverstärkers 50 bedingt ist„) Entsprechend den Eigenschaften des die Transistoren 186 und 188 enthaltenden Netzwerkes steigt das Ausgangssignal des Transistors 188 während dieses Intervalls auf einen "Relais-Anzugswert" an, d.h.«, wenn die Basis des Transistors 188 positiver als die Basis 186 ist. Unter der Voraussetzung, daß der Puls-Zustand angenommen wird, ist der

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Schalter 78Β geöffnet und das Ausgangssignal des Transistors 188, das den'!Relais-Anzugswert" annimmt, wird durch den Transistor 188 weiter verstärkt und dem pulsformenden Netzwerk 200, 202, 204 zugeführt, bevor es an die Basis des Relaistreibertransistörs 208 gelangt. Aufgrund der Eigenschaften des pulsformenden Netzwerkes hat daher das vom Relaistreiber dem Relais 86 zugeführte Signal die Form von Impulsen mit einer Dauer von 100 ms und das Relais 86 zieht für eine dementsprechend kurze Zeitspanne an.

Aufgrund olienstehender Ausführungen erkennt man, daß im Puls-Betrieb die Schaltungsanordnung gemäß den Pig. 3A und 3B, nachdem sie sich in ihren Ruhezustand eingependelt hat, das Relais 86 kurzzeitig zum Anzug "bringt, wenn ein Fahrzeug sich über die Schleife 20 bewegt, und daß nach einer Neutralisationszeitspanne in der Größenordnung von 100 ms das Relais 86 erneut als Reaktion der Bewegung eines zweiten Fahrzeuges über die Schleife 20 kurzzeitig anzieht, unabhängig davon ob das erste Fahrzeug seine Stellung über der Schleife 20 verlassen hat oder nicht«,

Anwesenheitsbetrieb; Im Anwesenheitsbetrieb ist der Schalter 78A geöffnet und der Transistor 166 arbeitet als Sperrspannungsdiode, die zwischen den Punkten und 167 angeschlossen ist, und zwar mit der Anode an' den Punkt 167. In diesem Anwesenheitsbetrieb ist ausserdem der Schalter 78B geschlossen, so daß das pulsformende Netzwerk 200, 202, 204 wirkungslos ist und das Relais solange seinen Anzugszustand einnehmen kann, als das Ausgangssignal des Transistors 188 den "Relaisansprechwert" annimmt. Es sei angenommen, daß der Schalt-

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kreis gemäß den Fig. 3A und 3B sieh in diesem Anwesenheits-Betrieb in seinen Ruhezustand (kein Fahrzeug) eingependelt hat, und daß dann ein Fahrzeug sich über die Induktionsschleife 20 bewegte Wie vorstehend erläutert, steigt dann die Spannung an Punkt 58 praktisch unmittelbar in positiver Richtung gegenüber Erde an„ Es wird daher die Spannung an der Basiselektrode des Transistors 188 ebenfalls praktisch unmittelbar positiver, und das Relais 86 zieht an_o Da der Schalter 78B geschlossen ist, bleibt das Relais 86 solange angezogen, als das Ausgangssignal des Transistors 188 den "Relais-Anzugswert" annimmt. Im Gegensatz zum Puls-Betrieb nimmt das Potential an Punkt 182 nicht nach einer kurzen Zeitspanne (einigen wenigen 100 ms) einen dem Poteniaal an Punkt 52 gleichenden Wert an, da der Transistor 166 den Stromkreis des Kurzzeitspeichernetzwerkes 160, 164 sperrt und daher das Potential an Punkt 182 stattdessen durch das Langzeitspeichernetzwerk 160, 162 bestimmt wird, wobei vorausgesetzt ist, daß das Fahrzeug für eine dem effektiven Verzögerungsintervall des Langzeitspeichernetzwerkes gleichende Zeitspanne über der Schleife 20 verbleibt₀ Mit "effektives Verzögerungsintervall¹¹ des Langzeitspeichernetzwerkes ist das Zeitintervall gemeint, das dann beginnt, wenn aufgrund der Bewegung eines Fahrzeuges über die Schleife 20 das Potential an Punkt 50 anzusteigen beginnt, und das dann endet wenn der Kondensator 160 über den Widerstand 162 soweit aufgeladen ist, daß das Potential an Punkt 182 gerade den Wert erreicht hat, bei dem das Ausgangssignal des Transistors 188 vom "Relais-Anzugswert" in den "Relais-Offen-Wert" übergeht. Das effektive Relaisverzögerungsintervall des Langzeitspeichernetzwerkes gemäß Fig. 3B beträgt ungefähr 10 Minuten, am Ende dieses Intervalls fällt das Relais 86 ab und der

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Schaltkreis geht wieder in seinen Ruhezustand zurück, auch wenn sich immer noch ein Fahrzeug über der Schleife befindet.

Wenn andererseits das Fahrzeug seine Position über der Schleife 20 verläßt bevor das effektive Verzögerungsintervall des Langzeitspeiehernetzwerkes beendet ist, wird das Potential an Punkt 58 auf seinen Ruhewert verschoben, wodurch die Basis-Kollektorstrecke des Transistors in Durchlaßrichtung beansprucht wird und damit eine schnelle Entladung des Speicherkondensators 160 ermöglicht. Es öffnet sich daher im Anwesenheitsbetrieb das Relais 86 unmittelbar nachdem ein Fahrzeug seine Position über der Schleife 20 verlassen hat bevor das effektive Verzögerungsintervall des Langzeitspeichernetzwerkes beendet ist. Der Schaltkreis nimmt dann seinen Ruhezustand an«

Es ist also festzustellen, daß der oben beschriebene Schaltkreis eine selbstregelnde Fahrzeugdetektoranlage darstellt, die zusammen mit schon vorhandenen oder neu installierten induktiven Schleifen verwendet werden kann, und deren Funktion unabhängig von der Lage der Eigenresonanzspitze der Ansprechschleife ist, und die darüberhinaus die oben erwähnten Vorteile aufweist.

Anhand der Figo 4 und 5 wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert ₉ das gegenüber dem ersten AusführungsbeJspiel noch gewisse Vorteile aufweist. Zunächst liegt die Empfindlichkeit des zweiten Ausführungsbeispieles höher, da die Eigenresonanzfrequenz der induktiven Schleife (sowie, sofern vorhanden, des ihr parallel geschalteten Kondensators) niedriger als die Oszillatorfrequenz liegt, und somit der nachteilige

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Effekt der Oberschwingungen des Oszi11 at orausgangssignals, die nahe bei der Eigenresonanzfrequenz der Schleife liegen, ausgeschaltet wird_o Ausserdem, und das ist wohl der wichtigste Vorteil, kehrt die Anordnung gemäß des zweiten Ausführungsbeispieles nach einer kurzzeitigen Unterbrechung der Versorgungsspannung sehr schnell wieder zur Arbeitsbereitschaft zurück, wogegen beim ersten Ausführungsbeispiel wesentlich längere Zeiten vergehen, bevor der stabile Ruhezustand nach einer solchen Unterbrechung wieder hergestellt ist.

Entsprechend Fig. 4, die im Vergleich mit Pig« 2 und der dazugehörigen Beschreibung besser verständlich ist, kennzeichnet die senkrecht verlaufende gestrichelte linie P die Eigenresonanzfrequenz der Induktionsschleife bzw. der Induktionsschleife zusammen mit dem unter Umständen vorgesehenen parallel geschalteten Kondensator. Der Vergleich von Mg. 4 und Fig. 2 ergibt, daß die vertikale gestrichelte Linie 11 in Fig. 4 die Oszillatorfrequenz, nämlich 35 kHz kennzeichnet, die in Fig. 2 mit I bezeichnet ist. Die Bezeichnungsweise ist in Fig. 4 zur Unterscheidung von der Oszillatorfrequenz des zweiten Ausführungsbeispieles in dieser Art gewählt worden.

Am rechten Ende der Figo 4 ist eine zweite vertikale verlaufende gestrichelte Linie 12 eingetragen. Sie kennzeichnet die Oszillatorfrequenz des zweiten Ausführungsbeispieles der Erfindung ο

Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist also im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel die Oszillator-Ruhefrequenz (12) größer als die Eigenresonanzfrequenz P der induktiven Schleife (mit oder ohne Parallelkondensator), wogegen

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._ζη. 21A0538

"beim ersten Ausführungsbeispiel die Ruheoszillatorfrequenz (11) niedriger als die Eigenresonanzfrequenz P liegt.

Wie links aussen in Figo 5 dargestellt ist, dienen zur Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung die dementsprechend zusammengelegten Fig. 3A und 5·

Die einzige Änderung die im Schaltkreis gemäß Figo 3 entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung vorzunehmen ist, liegt in der Änderung der Parameter des Oszillators 10 in der Art, daß dessen Ruhefrequenz HO kHz beträgt, was in an sich für den Fachmann bekannter Weise erreicht wird_e

in Die Fig. 5 und 3A werden so, wie es/Fig. 5 links oben gezeigt ist aneinander gelegt, daß die Linien 100, 138, 162 dieser Figuren aneinander stoßen«, Immer wenn bei der Beschreibung dieser kombinierten Figur ein Bestandteil derselbe wie derjenige in den in ähnlicher Weise zusammengelegten-Fig. 3A und 3B ist, wird zur Bezeichnung daeselbe Bezugszeichen verwendet.

So wird beispielsweise derselbe Transistor 112 (Figo 3A) in beiden Ausführungsbeispielen verwendet. In entsprechender Weise kann derselbe MOSFET 168 im ersten (Fig. 3B) wie auch im zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 5) verwendet werden«,

Um Bestandteile des zweiten Ausführungsbeispiels, die im ersten Ausführungsbeispiel nicht enthalten oder anders angeordnet bzw«, auf andere Weise angeschlossen sind, unterscheiden zu können, werden diese mit Bezugs-

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zeichen versehen, die mit der Ziffer 3 (d„h. also mit 300, 302, 304, 306 usw„) bezeichnet sind_o So ist z_oB. die Zenerdiode 300 (Fig. 5) ein Schaltelement, das sieh nur im zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung befindet» Als weiteres Beispiel wird der Kondensator 336 erwähnt, der beim Schaltkreis gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels zwar in anderer Weise angeordnet und angeschlossen ist, dessen elektrische Werte und dessen Aufbau jedoch dieselben wie diejenigen des beim ersten Ausführungsbeispiel vorgesehenen Kondensators 172 sind.

Der Kondensator 322 ist vorzugsweise von derselben Art wie der Kondensator 16O₀ Der Widerstand 328 ist vorzugsweise von derselben Art wie der Widerstand 162„ Dies gilt auch für den als Diode verwendeten Transistor 340 in Bezug auf die Diode 166, er ist jedoch, wie aus Mg. 5 hervorgeht, in entgegengesetzter Polung angeschlossen,,

Die Zenerdiode 300 ist eine 3 Volt Zenerdiode der Typenbezeichnung 1F703o

An dieser Stelle muß darauf hingewiesen werden, daß beim Schaltkreis gemäß des ersten Ausführungsbeispieles die Bewegung eines Fahrzeuges über die Induktionsschleife 20 ein Ansteigen der Spannung am Ausgang 6 des Operationsverstärkers 50 zur Folge hat. Im Gegensatz hierzu bewirkt die Bewegung eines Fahrzeuges über die Induktionsschleife 20 beim zweiten Ausführungsbeispiel ein Abfallen der Spannung an diesem Ausgang»

Aufgrund dieses Unterschiedes in der Arbeitsweise der beiden Ausführungsbeispiele müssen die Signale an den

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Basen der Vergleicher-Transistoren 186 und 188 invertiert werden. Die hierzu notwendigen Veränderungen der Schaltungsanordnung sind aus Mg. 5 ersichtlich.

Ausserdem ist es notwendig sicherzustellen, daß die Basis des Transistors 186 im Ruhezustand, d_oh. wenn sich kein Fahrzeug über der Induktionsschleife 20 befindet, eine positive Vorspannung erhalte Diese Notwendigkeit ergibt sich aus der Forderung, daß dieser Transistor im Ruhezustand leitend sein muß,

Zu diesem Zwecke ist auch das aus der Zenerdiode 300 und dem Widerstand 302 bestehende Netzwerk vorgesehen» Es ist noch darauf hinzuweisen, daß der gemeinsame Verbindungspunkt der Zenerdiode 300 und des Widerstandes über einen Strombegrenzungswiderstand 176 mit der Basis des Vergleichertransistors 186 verbunden ist« Der Widerstandswert des Widerstandes 176 ist derselbe wie derjenige des gleichbezeichneten Widerstandes im ersten Ausführungsbeispiel (Mg₀ 3B)₀ Aufgrund der bekannten Regeleigenschaften einfacher, eine Zenerdiode und Widerstandselemente enthaltender Netzwerke liegt die Basis 182 (bzw. 350) des unteren Vergleichertransistors 186 zu jeder Zeit auf einem Potential, das sich aus dem Potential des Ausgangs 58 des Operationsverstärkers und dem im wesentlichen konstanten Spannungsabfall über der Zenerdiode 300 ergibt.

Wie obenstehend erläutert, fällt bei der Bewegung eines Fahrzeuges über die Induktionsschleife 20 das Potential am Punkt 308 der Schaltungsanordnung gemäß des zweiten Ausführungobeispieles ab«,

Demzufolge nimmt auch das Potential am Punkt 306 ab„

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Da der Punkt 306 über den Strombegrenzerwiderstand mit der Basis des unteren Vergleichertransistors 186 verbunden ist, nimmt immer dann wenn sich ein Fahrzeug über die Induktionsschleife bewegt das Potential der Basis 182 dieses unteren Vergleichertransistors 186 ab.

Hierdurch wird der Leitfähigkeitszustand dieses Transistors 186 schlagartig unterbrochen.

Was dagegen das Potential an der Basis des oberen Vergleichertransistors 188 anbetrifft, so ergibt sich aus den Eigenschaften des Schaltkreises, daß bei einer Bewegung eines Fahrzeuges über die Induktionsschleife 20 das Basispotential für eine kurze Zeitspanne, auf deren Länge noch weiter unten eingegangen wird, unverändert bleibtο

Dieses Zeitintervall wird durch die RC-Zeitkonstante des RC-Netzwerkes 322, 164 bestimmt.

Dem obenstehend erläuterten Abfall des Potentials am Punkt 308 folgt der Potentialabfall am Punkt 167 aufgrund des langsamen Ladungsverlustes des Kondensators 322 des RC-Fetzwerkes nicht unmittelbar.

Die Torelektrode des MOSFET 168 ist jedoch mit diesem Punkt 167 direkt verbunden. Dieser MOSFET 168 wird, wie oben schon erläutert in Quellenfolgeschaltung betrieben» Es ist bekannt, daß bei dieser Betriebsart das Potential der Quelle S dem Potential der Torelektrode langsam folgt.

Die Basis des oberen Vergleichertransistors 180 ist direkt an den Verbindungspunkt 356 angeschlossen, der seinerseits mit der Quelle S des MOSFET 168 direkt in

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Verbindung steht. Man sieht daher, daß dann wenn ein Fahrzeug sich über die Induktionsschleife 20 bewegt, die Basis des oberen Vergleichertransistors 188 für eine Zeitspanne, die durch die Zeitkonstante des Netzwerkes 322, 164 bestimmt wird, den Ruhepotentialwert beibehalte

Die Zeitkonstante des Netzwerkes 322, 164 ist vorzugsweise dieselbe wie diejenige des Netzwerkes 160, 164, das vorstehend im Zusammenhang mit Figo 3B beschrieben wurde ο Es sei bemerkt, daß der Kondensator 322 ein Polycarbonat-Kondensator ist, der sich durch eine sehr hohe Leckstromimpedanz auszeichnet.

Man erkennt also, daß die obenstehend erläuterten Änderungen des Schaltkreises dazu dienen die Vorspannung für die Basiselektroden der Vergleichertransistoren 186 und 188 derart einzurichten, daß die Funktion dieser Transistoren und damit auch der Ausgangskreise, an die sie angeschlossen sind, gegenüber der Funktionsweise desselben Schaltkreises gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unverändert ist.

Aus Vorstehendem erkennt man, daß die eingangs formulierte Aufgabe zufriedenstellend gelöst wird. Da an der vorstehend beschriebenen Anlage verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, versteht es sich, daß der Inhalt der Beschreibung und der dazugehörigen Figuren lediglich zur Erläuterung eines Beispieles dienten und nicht eine Beschränkung darstellen sollten«,

Insbesondere ist darauf hinzuweisen, daß obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit einer Anlage offenbart wurde, die einen spannungsgeregelten Festfrequenzoszillator

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enthält, umfaßt die erfindungsgemäße Lehre auch Ausführungsbeispiele, die einen Festfrequenzoszillator aufweisen, der eine Schwingung konstanter Amplitude lieferte Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel wird beispielsweise das Rückkopplungssignal auf der Rückkopplungsleitung 66 einem Magnetverstärker zugeführt, der als Spannungs-Impedanzwandler arbeitete Dieser Magnetverstärker dient dazu, die Emitterimpedanz des Konstantstromtreibers zu ändern, wodurch die Amplitude des Wechseispannungssignals an Punkt 24 der Schaltungsanordnung wieder hergestellt wird, nachdem ein Fahrzeug sich über die Induktionsschleife 20 bewegt hat. Im übrigen ist die Funktionsweise der Schaltungsanordnung dieselbe wie die obenstehend beschriebene«

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel mit einem eine konstante Amplitude liefernden Oszillator ist ein aus Halbleitern aufgebauter Spannungs-Impedanzwandler anstelle des Magnetverstärkers verwendet.

Gemäß einem geänderten Ausfünrungsbeispiel steht der Anpassungsimpedanzwandler 18 nicht mehr direkt mit der zur induktiven Schleife führenden Leitung in Verbindung, sondern ist stattdessen dem Emitterwiderstand des Konstantstromteibers parallel geschaltet, in welchem Pail ein geeigneter Kondensator zwischen dem einen Leitungsende und dem entsprechenden Anschluß des Emitterwiderstandes eingefügt sein muß.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Fahrzeugdetektoranlage, gekennzeichnet durch einen eine Signalschwingung abgebenden Oszillator (10), durch einen an den Oszillator angekoppelten nichtabgestimmten, die Signalschwingung abnehmenden Schaltkreis (14, 18), der Koppelelemente zur Ankopplung einer Induktionsschleife (20) enthält und der in der Lage ist, die Signalschwingung mit in Abhängigkeit von einem Grleichspannungsrückkoppelsignal und von der Bewegung eines Fahrzeuges in die Nachbarschaft der Induktionsschleife (20) abhängiger Amplitude weiterzugeben, durch an den nichtabgestimmten Schaltkreis (14, 18) angekoppelte Demodulatorelemente (38), die die Erzeugung eines der Amplitude der Signalschwingung entsprechenden Gleichspannungsrückkoppelsignals veranlassen, durch Steuerelemente die die Amplitude der Signalschwingung in Abhängigkeit von dem Grleichspannungsrückkoppelsignal steuern, sowie durch Rückkoppelelemente, die das Gleichspannungsrückkoppelsignal den Steuerelementen zuführen,.

   2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Oszillatorschwingung immer kleiner als die Resonanzfrequenz der Induktionsschleife (20) ist.

   3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Oszillatorschwingung immer kleiner als die Resonanzfrequenz der Parallelschaltung der Induktionsschleife (20) und eines Kondensators (106)

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   4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Oszillatorschwingung immer größer .als die Resonanzfrequenz der Induktionsschleife (20) ist ο

   5ο Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Oszillatorschwingung immer größer als die Resonanzfrequenz der Parallelschaltung der Induktionsschleife (20) und eines Kondensators (106) ist.

   6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (10) ein spannungsgeregelter Festfrequenzoszillator ist, dessen Signalamplitude durch das Gleichspannungsrückkoppelsignal gesteuert wird, und daß die Rückkoppelelemente dieses Rückkoppelsignal dem Oszillator (10) zuführen.

   7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtabgestimmte Schaltkreis einen zur Anpassung dienenden Impedanzwandler (18) aufweist, dessen Sekundärwicklung (124) die Induktionsschleife (20) und ein Kondensator (106) parallel geschattet ist, dessen Kapazität einen derartigen Wert hat, daß sich zusammen mit der Induktivität der Schleife (20) keine Resonanz im Bereich der Oszillatorschwingung ergibt.

   8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtabgestimmte Schaltkreis einen Halbleiterkonstantstromtreiber (14) aufweist, der einen Transistor (112) enthält, in dessen Kollektorzuleitung eine Impedanz (122, 124, 126, 106) liegt, der die Induktionsschleife (20) parallel geschaltet ist.

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   9. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Rückkoppelelementen ein Widerstands-Kondensator-Netzwerk (160, 162; 164) gehört, das ein Steuersignal erzeugt, welches der Torelektrode eines Metalloxydfeldeffekttransistors (168) (MOS]?E!E) zugeführt wird, der in Quellenfolgeschaltung "betrieben ist, und daß das Gl eich spannung srückkoppelsignal am Ausgang des MOSFET-Quellenfolgers (168) abgenommen wird, dessen hohe Eirgangsimpedanz Leckstromentladungen des Kondensators (160) klein hält.

   10. Anlage nach einem der Ansprüche 6 "bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Demodulatorelemente (38) ein der Amplitude der vom nichtabgestimmten Schaltkreis (H, 18) abgegebenen Signalschwingung entsprechendes erstes Gleichspannungsrüekkoppelsignal erzeugen, daß sie einen Operationsverstärker (50) umfassen, der als Summierverstärker dieses erste Grleichspannungssignal mit einer Bezugs spannung vergleicht und dabei ein zweites amplitudenabhängiges Grleichspannungssignal erzeugt, daß der das Rückkoppelsignal erzeugende Schaltkreis einen Speicherkondensator (160) und einen als Diode geschalteten, zwischen diesem Speicherkondensator (160) und dem Operationsverstärker (50) angeschlossenen Transistor (166) aufweist, über den die Spannungsänderungen der einen Polarität des zweiten G-leichspannungssignals geleitet werden, um den Speicherkondensator aufzuladen, und daß der ausserdem noch in dem das Rückkoppelsignal erzeugenden Schaltkreis enthaltende MOSPET (168) das Grleichspannungssignal vom Speicherkondensator (160) als Steuersignal an den Oszillator (10) weitergibt, wobei leckstromentladungen des Speicherkondensators weitgehend vermieden sind«

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   11o Anlage nach, einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennaeichnet, daß der niehtabgestimmte Schaltkreis (H, 18) eine Signalschwingung abgibt, deren Amplitude er in Abhängigkeit von einem GIeichspannungsrückkoppelsignal und von der Bewegung eines Fahrzeuges in die Nachbarschaft der Induktionsschleife (20) ändert, und daß die Rückkoppelelemente das von den Demodulator elementen der Signalschwingungsamplitude entsprechend erzeugte Gleichspannungerückkoppelsignal dem nichtabgestimmten Schaltkreis (H, 18) zuführen.

   12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Rüekkoppelelementen ein Widerstands-Kondensator-Netzwerk (162, 160) gehört, das ein Steuersignal erzeugt, welches der Torelektrode eines in Quellenfolgeschaltung betriebenen MOSi¹ET (168) zugeführt wird, von dessen Ausgangselektrode das G-leichspannungsrückkoppelsignal abgenommen wird, wobei der hohe Eingangswiderstand des MOSi¹ET (168) die Leekstromentladung des Kondensators (160) dieses Netzwerkes klein hält.

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