DE2241811A1 - Verfahren und anordnung zur synchronisation des betriebs von entfernt angeordneten, elektrisch betaetigbaren anlagen - Google Patents

Description

·?ΛΤ E N Υ Λ N V Λ Ι..Τ E D IV L. ~ J N' G. E \Υε ICKMAN Κ,· ^ .....°

D/PL.-InG. H. ^ElCKMANN₅ DlPL.-PilYS. Dr. K. FlNCKE .-InG. F. A.WEICKMANN, Dl PL.-ClIEM. B. HüHER

DXIII 8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 800 820

MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER -18 3921/22

<983921/22·

MAKDRKL IEDUSSRIES ISG., P.O.Box36306, Houston, Texas, V.St.A.

Verfahren und Anordnung zur Synchronisation des Betriebs von entfernt angeordneten, elektrisch bstätigbaren Anlagen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Synchronisation des Betriebs von entfernt angeordneten, elektrisch betbtigburen Anlagen/ insbesondere aur digitaler Basis.

Dokcnnte Anordnungen zur Synchronisation eines oder mehrerer Generatoren für seismische Signale basieren auf der Aussencung eines Tons, wobei das Ende, der TonUbertraguny festgestellt und als Synchronircpuls interpretiert wird. Allerdings begrenzen dr.'bfci Radio-Übertragungsbandbreiten die zvx Verfügung stehenden Tonfrequenzen auf 'Wollonltlngon/ welche gleich den 90forderten Synchronisatior.sseitfehlem sind; c!as fuhrt dozu, daß bekannto /nordnungen dieser Art nur begrenzt vorv/ondbar sind.

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Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art werden die vorgenannten Nachteile erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß zur Bildung eines Synchronsignals und eines Code-Signals ein vorgegebener Binärcode aus "12-und "O"-Bits gebildet wird, daß der vorgegebene Binärcode am Ort der elektrisch betätigbaren Anlagen als Funktion des Synchronsignals decodiert wird und dal} der decodierte Binärcode mit dem ursprunglichen Code verglichen wird, um am Ort der Anlagen synchronisierte Nullzeitsignale zu erzeugen, wenn eine Code-Anpassung vorhanden ist.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist eine Anordnung zur Durchfuhrung des vorstehend definierten Verfahrens durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

einen digitalen Codierer zur Phasencodierung einer Folge von binären "I¹¹- und "O"-Bits auf einem Trägerton, einer Einrichtung zur Übertragung des Trägertons und durch einen digitalen Decodierer am Ort der elektrisch betätigbaren Anlagen zur Aufnahme des Übertragenen Trägertons sowie zur Phasenerfassung und Demodulation der Folge von binären "1"- und "O"-Bits zwecks Bildung einer Zeitsteuorunterbrechung.

Im Rahmen der Erfindung ist also eine Anordnung zur Radio-Übertragung einer decodierten Sequenz vorgesehen, welche im mittleren Tonbandbreitenbereich von 500 Hz bis 2 500 [Iz mit hoher Auflösung (+ 1/2 msec) decodiert werden kann. Die decodierte Sequenz dient an einer Vielzahl von Empfängerstationen zur genauen Triggerung von elektrisch betütigbaren Anlagen, wie beispielsweise seismischen Signalgeneratoren.

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Speziell wird ein Ton mit einer Frequenz von 1 250 Hz mit einer Ziffernfolge (8 Ziffern bilden einen Binärcode aus "1"- und "O"-Bits) mittels eines Zweiphasenverfahrens moduliert, wobei Ziffernsymbole,welche eine "12 und eine "0" darstellen, entgegengesetzte Polaritäten des Tons von 1 250 Hz hervorrufen.

Die Übertragung der Zifferngruppe wird an den Empfängerstationen decodiert und in entsprechende Schie beregister eingetaktet. Jedes Schieberegister wird mittels einer Vergleichsschaltung decodaert, welche eine Eingangs-Decodierfingerscheibe fUr die programmierbar binär codierte Gruppe und eine feste Logik fUr die fest binär-codierte Gruppe enthalten kann. Die Taktsignale, welche die Information im Schieberegister schieben, werden von dem Träger mit einer Frequenz von 1 2 50 Hz abgeleitet und in einer phasenfesten Schleife zurückgewonnen. Die Taktsignale aller Empfängerstationen sind in der Phase fest auf den einzigen, ursprünglich ausgesendeten Ton bezogen und daher zeitlich genau synchronisiert. Um sicherzustellen, daß alle Empfängerstationen in einer Zeitsynchronisation decodieren, wird vor jeder Codeübertragung ein Phasenabgeleich- und Synchronton Übertragen.

V/eitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfuhrungsformen anhand der Figuren. Es zeigt:

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung für eine seismische Forschungsgesamtanlage;

Fig. 2 und 3 jeweils ein Schaltbild des Codierers bzw. Decodierers gemäß der Erfindung; und

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Fig. 4A - 4F jeweils ein Signaldiagramm von in der Schaltung nach Fig. 2 erzeugten Signalen.

Fig. 1 zeigt einen Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Anordnung, in der eine Codierer-Senderanordnung 12 eine entfernt angeordnete Hauptanlage zur Codierung einer binären Folge von "1^M- und "0"-Bits bildet. Der Code wird als Ton auf eine Vielzahl von Empfängerstationen 14 Übertragen, welche jeweils eine Empfänger-Decodiereranordnung enthalten. Als Beispiel wird die vorliegende Erfindung hier in Verbindung mit der Regelung des Betriebs mehrerer seismischeer Wahlquellen betrieben. Die Erfindung ist jedoch auch in allen anderen Fällen anwendbar, in denen eine genaue Synchronisation des Betriebs von entfernt angeordneten, elektrisch betätigbaren Anordnungen erforderlich ist.

In Fig. 2 ist ein Codierer 16 der erfindungsgemäßen Synchronisationsanordnung dargestellt· Um die Ausfuhrungen zu erleichtern, ist das Schaltbild in verschiedene Blocks eingeteilt, wobei auf bestimmte Teile des Schaltbildes generell Bezug genommen werden kann. Zur weiteren Erleichterung der Erläuterungen wird auf spezielle Frequenzen, Binärcodes, usw. Bezug genommen. Es ist jedoch zu bemerken, daß es sich dabei lediglich um Beispiele handelt, welche fUr den jeweils speziellen Anwendungsfall modifiziert werden können.

In der Schaltung nach Fig. 1 wird ein Taktgenerator 18 durch einen Kristalloszillator 20 mit zugehörigen Kreisen und einem Teiler 22 gebildet, welcher eine vorgegebene Senderfreqeenz von beispielsweise 1,25 kHz liefert. Im vorliegenden Beispiel liefert

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der Kristalloszillator ein Signal mit einer Frequenz von 10 kHz auf den Teiler 22, welcher dieses Signal zur Bildung des Signals mit einer Frequenz von 1,25 kliz durch 8 teilt. Offensichtlich können zur Erzeugung anderer Senderfrequenzen auch andere Kristalle verwendet werden, wenn nur die Forderungen hinsichtlich der Senderbandbreite beachtet werden.

Das vom Teiler 22 abgegebene Signal mit einer Frequenz von 1,25 kHz wird in einem Verstärker 24 mit vorgegebener Verstärkung eingespeist, welcher beispielsweise ein Ausgangssignal von + 10 V in Form eines symmetrischen Rechtecks liefert. Das Ausgangssignal des Verstärkers 24 wird auf ein, ein rechteckförmiges in ein sinusförmiges Signal Überführendes Filter 26 gegeben, das bei einer Frequenz von 1,25 kHz beispielsweise eine Dämpfung von 12 db besitzt. Dieses Filter 26 erzeugt aus dem vom Verstärker 24 gelieferten rechteckförmigenSignal ein sinusförmiges Signal.

Das vom Filter 26 abgegebene sinusförmige Signal wird auf einen sinusförmige in rechteckförmige Signale Überführenden Konverter 28 gegeben, welcher eine hohe Verstärkung in der Größenordnung von beispielsweise 2 000 besitzt. Aufgrund dieser hohen Verstärkung arbeitet der Konverter 20 als Null-Durchgangsdetektor, um ein rechteckförmiges Signal zu erzeugen, das gegenüber dem vom Filter 26 abgegebenen sinusförmigen Signal keine phasenverschiebung aufweist.

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Das rechteckfürmige Signal mit einer Frequenz von 1,25 klIz wird vom Konverter 2G in einen Taktteiler 30 eingespeist, der durch einen icliiebezähler 32 und einen Ziffernzähler 34 gebildet wird. Üer Schiebezähler teilt das rechteckfürmige Eingangssignal zur Bildung eines Verschiebungstaktes (auf einer Leitung 3ό) durch u, das Über ein Nand-Gatter 3(3 auf eine Datenlogik 40 und speziell auf ein darin befindliches Schieberegister 42 gegeben wird. Weiterhin wird das rechteck förmige Signal durch den Üchiebezähler 32 zur Bildung eines Ziffernfolgetaktes (auf einer Leitung 46) durch 16 geteilt, der in den Ziffernzühler 34 sowie mehrere logische Gatter der Datenlogik 40 eingespeist wird. Der Ziffernzähler 34 teilt das Ausgangssignal des Schiebezählers 32 um Ιό, wodurch eine Zählung der Übertragenen Ziffernanzahl stattfindet. Es ist zu bemerken, daß die Schaltung vor dem Abschalten der Folge von Übertragenen Ziffern die doppelte Anzahl von notwendigen Ziffern, d.h. 16 und nicht 8, zählt; damit wird es möglich, nach den vorfgegebenen Codeziffern Nullen fUr 8 Ziffernperioden zu Übertragen.

Die logischen Gatter 44 sind ihrerseits Über ein Hand-Gatter an einen Polaritätswähler 48 und speziell an einen ersten Pegellonverter 50 und einen zweiten Pegelkonverter 52 angeschaltet. Das sinusförmige Signal mit einer Frequenz von 1,25 kHz wird weiterhin vom Filter 26 in den Polaritätswähler 48 und speziell in einen nichtinvertierenden Puffer 56 und einen invertierenden Verstärker 58 mit der Verstärkung 1 eingespeist. Die Ausgangssignale des Puffers 56 und des Verstärkers 58 werden auf Feldeffekttransistor-

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Schalter 60 und 62 gegeben, welche durch die Pegelkonverter 52 und 50 gesteuert werden*

Im Polaritätswühler 48 koppelt der nicht invertierende Puffer 56 das sinusförmige Signal vom Filter 26 auf den Feldeffekt-Transistor-Schalter 60. Der invertierende Verstärker 58 verstärkt das sinusförmige Signal in der gleichen Meise wie der Puffer 56; in bezug auf das Äusgangssignal des Puffers 56 liefert jedoch ein um 180 in der Phase verschobenes Ausgangssignal. Der Verstärker 58 koppelt das um 180 in der Phase verschobene sinusförmige Signal auf den Feldeffekttransistor-Schalter 62. Die Pegelkonverter 50 und 52 legen als Funktion der Über die logischen Gatter 44 der Datenlogik 40 gelieferten Signale fest, welcher der Feldeffekttransistor-Schalter 60 oder 62 in Betrieb ist. Der über die Feldeffekttransistor/60 /Schalter oder 62 gelieferte resultierende Code-Ton wird ztsx Aus-Sendung auf einen Sender 64 gegeben.

Das Ausgangssignal des Ziffernzählers 54, welcher die Anzal der zu sendenden Ziffern zählt, wird auf eine Sender-Zeittaktschaltung 66 gegeben. Speziell ist eine Ziffernzähllleitung 67 an einem Start-Flip-Flop 68 angekoppelt, welcher zur Beendigung der Sender-Zeittaktsequenz dient. Zum Zeitpunkt, in dem der Start-Fiip-Flop 68 gestellt wird (Fig. 4A) wird ein verzögernder monostabiler Tonmultivibrator 70 getriggert, der dann einen Impuls mit einer Dauer von 300 msec liefert (Fig. 4B). Wenn der monostabile Multivibrator 70 seinen niedrigen Signalzustand annimmt, so triggert er einen monostabilen Phasenmultivibrator

fUr 300 msec. (Fig. 4). Nimmt der monostabile Multivibrator 72 seinen niedrigen Signalzustand an, so triggert er seinerseits einen monostablien Multisynchronvibrator 74 für ein Zeitintervall von 400 msec (Fig. 4D).DAs Ausgangssignal des monostabilen Synchronmultivibrators wird auf eine Leitung 76 abgegeben.

Wenn der Start-Flip-Flop 68 mittels einer lokalen oder einer entfernt angeordneten Startschaltung 77 gestellt wird, so schaltet er den Sender 64 ein. Während der Zeit, in welcher der verzögernde monostabile Tonmultivbrator 70 eingeschaltet ist, wird jedoch kein Ton auf den Sender 74 gegeben. Diese Maßnahme dient zur Bildung einer Verzögerung, welche während der UnterdUrckung der Empfangsstationen die Möglichkeit zum Arbeiten gibt.

Wenn der monostabile Phasenmultivibrator 72 fUr 300 msec, getriggert wird, so wird der nicht invertierte Ton vom Puffer 56 Über den Feldeffekttransistor-Schalter 60 durch den Sender 64 Übertragen. Das bedeutet, daß in einer Zeit von 300 msec ein Ton mit einer Frequenz von 1,25 kHz ausgesendet wird. Sodann triggert der monostabile Synchronmultivibrator den Sender 64 für 400 msec über die Leitung 76 und die Datenlogik 44, so daß ein Ziffernfolgeton mit einer Frequenz von 78,125 liz ausgesendet wird, welcher sich abwechselnd aus Ziffernsymbolen "1" und "0" zusammensetzt. Während des Schaltintervalls des monostabilen Synchronmultivibrators schaltet jede "0"- auf der Leitung 46 den nichtinvertierten Ton vom Puffer 56 und jede "1" auf der Leitung 46 den um 180 invertierten Ton vom Verstärker 58 auf den Sender 64 zur Aussendung. Am Ende des Impulses vom monostabilen

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Synchronmultivibrator wird ein Codesteuer-Flip-Flop 78 durch die Hinterflanke des Synchronimpulses mit 400 msec Dauer getaktet. Der Codesteuer-Flip-Flop 78 ermöglicht das Stellen eines Code-Flip-Flops 80 beim ersten Schiebetaktsignal, das über den Schiebezähler 32 auf die Leitung 36 geliefert wird.

Durch das Stellen des Code-Flip-Flops 80 wird der Voreinstellzustand vom Schieberegister 42 abgeschaltet, wodurch die 8 in diesem Schieberegister 42 gespeicherten Ziffern ausgespeichert werden können, wodurch wiedermum fUr jede logische "12 eine Phasenverschiebung von 180 im Ton hervorgerufen wird.

Im Codierer 16 nach Fig. 1 wird daher ein Ton mit einer Frequenz von 1,25 kHz durch 8 Ziffern moduliert, welche einen Binärcode aus Ziffernsymbolen "I¹* und "0" bilden. Die 8 Ziffern werden in zwei Vierergruppen aufgeteilt und können als zwei binär codierte Zahlen angesehen werden. Eine Gruppe ist dabei auf eine binär codierte Zahl von 12 festgelegt. Die andere Gruppe ist beispielsweise durch eine durch eine Bedienungsperson betütigbare Eingangsfingerscheibe 82 programmierbar, wodurch sich 10 Codierungskombinationen ergeben. Bei der Fingerscheibe 82 handelt es sich um eine konventionelle binär codierte Dezimalfingerscheibenanordnung, wie sie beispielsweise durch die Firmen EECO oder DIGITRAN hergestellt wird.

D.e Ziffernzeiten ergeben sich aus einer Rückwärtszählung des Grundtaktes von 1,25 kHz, wobei jede Ziffer 8 Grundtaktzeiten umfaßt. Daher stellt ein Zifferncode mit abwechselnden Ziffernsymbolen von ¹¹I¹* und ^irG" (im vorliegenden Beispiel) die vorer-

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wähnte Frequenz von 78,125 Hz dar. Der Ton mit 1,25 IdIz wird durch eine Zweiphasenanordnuncj (Polaritätswühler 4Q usw.) mit denZ iffernfolgen moduliert, so daß eine eine "1"- darstellende Ziffer eine Polarität des Tons mit 1,25 WIz und eine eine "0" darstellende Ziffer die entgegengesetzte Polarität des Tons ergibt. Wie erwähnt, wird die Polarität des HiIfsträgers in den Nullduchrgängen geschaltet, so daß Übergangserscheinungen so klein wie möglich gehalten werden. Die gesendete Zifferngruppe wird an den in Fig. 3 dargestellten Empfängerende decodiert.

In Fig. 3 ist ein Decodierer 90 gemäß der Erfindung dargestellt, wobei das Schaltbild zur Erleichterung der Erläuterung der Schaltkreis in Blockform aufgeteilt ist. Der Decodierer 90 enthält einen in seiner Verstärkung automatisch regelbaren Verstärker 92 konventioneller Art, wie er zur Aufrechterhaltung einer konstanten Ausgangsspannung verwendet wird. Der vom Verstärker 92 abgegebene ..usgangston wird auf einen Vervielfacher 93 gegeben, welche r in einem Frequenzverdoppler 94 enthalten ist. Auf diesem Frequenzverdoppler wird ein zeitlich in der Phase invertiertes Eingangssignal von 1,25 KHz gegeben, wobei sich durch Quadrierung des Signals ein sinusförmiges Ausgangssignal mit einer Frequenz von 2,5 kHz ergibt, in dem keine Phasenumkehr mehr enthalten ist.

Während des Impulses vom oben erwähnten monostabilen Phasenmultivibrator 72 (Fig. 4C und Fig.2) wird der gesendete Ton Über den Frequenzverdoppler 94 nach Fig. 3 auf einen Tondetektor 95 gegeben, welcher durch eire Phasenschleife gebildet wird und das Vorhandensein des Tons von 2,5 kHz feststellt.

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Der Tondetektor 96 triggert seinerseits einen monostabilen Phasenraultivibrator 98 mit einer Impulsdauer von 200 msec. Damit wird weiterhin eine Rückstellung eines Phasen-Flip-Flops 100 Über ein Nadn-Gatter 101 möglich«

Das vom Frequenzverdoppler abgegebene sinusförmige Signal von 2,5 kHz wird in einen Taktgenerator 102 und speziell in eine Phasenschleife 104 eingespeist» Diese Schleife 104 arbeitet bei einer Frequenz von 2,5 MIz, co clai3 das Eingangssignal und die Schleifensignale aufgrund dieser phasenfesten Schleife 104 synchron bei einer Phasenverschiebung von 90 gehalten werden. Das Ausgangssignal der phasenfesten Schleife 104 wird auf einen Verstärker 106 gegeben. Der Taktgenerator 102 liefert ein rechteckförmiges Signal mit einer Frequenz von 2,5 kHz auf den vorerwähnten Phasen-Flip-Flop 100»

Durch den Phasen-Flip-Flop 100 wird das Signal mit 2,5 kHz durch 2 geteilt, um ein reines Taktsignal mit einer Frequenz von 1,25 kHz zu bilden, das zur Demodulation des ankommenden Signals von der Codierer-Senderanordnung gemßäß der Erfindung dient. Zu diesem Zweck wird das rechteckförmige Taktsignal mit 1,25 IdIz auf einen Verstärker 108 gegeben, in dem es verstärkt und bipolar gestaltet wird_f Dieser wiedergewonnene Takt mit einer Frequenz von 1,25 kl!z wird auf einen einen Vervielfacher 111 enthaltenden Phasendemodulator 110 gegeben und durch das vom in seiner Verstärkung automatisch geregelten Verstärker 92 gelieferten ankommenden sinusförmigen Signal von 1,25 kHz vervielfacht. Das resultierende Ausgangssignal vrird auf ein Filter- und Verstärker-

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netzwerk 112 gegeben, das ein eine "O" darstellende Nullausgangsspannung liefert, wenn die auf den Demodulator 110 gegebenen Signale außer Phase sind. Das Netzwerk 112 liefert eine eine "1" darstellende positive Spannung, wenn die Eingangssignale des Demodulators 110 in Phase sind. Währendder Zeit, in der die Eingangssignale in Phase sind (Darstellung einer "1") und während des Vorhandenseins der Phasenperiode von 200 msec, nach Fig. 4C, wird der Phasen-Flip-Flop wie oben erwähnt Über das Nand-Gatter 101 zurückgestellt, wodurch die beiden Eingangssignale des Demodulators 110 außerPhase gelangen, wodurch sich die richtige Phasenlage im System ergibt.

Die Ausgangssignale des Phasenmodulators 110 werden auf einen Synchrongenerator 116 gegeben, welcher auf einer Frequenz von 78,125 Hz schwingt. Dieser Synchrongenerator 116 enthält nach Art des Taktgenerators 102 eine Phasenscheife 118 und einen an diese angekoppelten Verstärker 120. Bei Aufnahme der Synchronziffern, welche die vom Sender 64 nach Fig. 2 ausgesendeten abwechselnden Ziffernsymbole ¹¹I*¹ und "0" umfassen, wird die Phasenschleife 118 auf eine Phasenverschiebung von SO synchronisiert. Das sich dabei am Ausgang des Synchrongenerators 116 ergebende rechteckförmige Signal mit 78,125 Hz triggert einen monostabilen RUckstell-Synchronmultivibrator 122, welcher einen Synchron-Rückstellimpuls von etwa 100 Nanosekunden Dauer erzeugt. Dieser Impuls liegt aufgrund der durch den Synhrongenerator 116hervorgerufenen Phasenverschiebung von 90 etwa in der Mitte jeder Ziffer.

Ein aus einem Teilernetzwerk 126 und einem Nand-Gatter 128 gebil-

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deter Register-Taktgenerator 124 nimmt den auf den Phasen-Flip-Flop 100 gegebenen wiedergewonnenen Takt auf. Wenn das Teilernetzwerk 126 alle Ziffernsymbole "1" aufgenommen hat, so wird die letzte "1" der 16 Ziffernsymbole "1" über das Nand-Gatter 128 ausgespeist, wodurch sich ein l-aus-16-Takt ergibt. Dieser l-aus-16-Takt dient zur Zeittaktung eines Serienregisters 130.

Hinsichtlich der Zeittaktsequenz des monostabilen Phasenmultivibrators 98 wird am Ende des Impulses mit 200.msec Dauer ein monostabiler Synchronmultivibrator 132 eingeschaltet, wodurch die Rückstellung des Teilernetzwerkes 126 des Registertaktgenerators 124 möglich wird.

Während der Synchronzeit von 400 msec Dauer des monostabilen Multivibrators 132 wird der monostabile Synchron-RUckstellmultivibrator 122 eingeschaltet, so daß das Teilernetzwerk bei jedem Rückstellimpuls auf Null gestellt wird. Am Ende des Synchronimpulses von 400 msec Dauer wird der Synhronrückstellimpuls vom Teilernetzwerk 126 abgeschaltet, so daß das Register-Ta'ktausgangssignal des Generators 124 etwa in der Mitte eines Ziffernintervalls auftritt. Weiterhin wird am Ende des Synchronimpulses von 400 msec Dauer ein monostabiler Datenmultivibrator 134 getriggert, welcher das Freigabe-Eingangssignal vom Serienregister 130 abschaltet, so daß die Datenziffern vom Filter- und Verstärkernetzwerk 112 in Serie in das Serienregister 130 eingegeben und an parallelen Ausgängen 136 dieses Registers verglichen werden können. Ein Vergleichskreis 138, welcher beispielsweise eine der Anordnung 82 nach Fig. 2 entsprechende Fingerscheibenanordnung sein kann,

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bildet einen Vergleich zu den vorbestimmten Folgen von 8 Ziffern vom Serienregister 130; bei Feststellung von Folgen von 8 Ziffern wird ein Implus erzeugt, welcher einer Nullzeit entspricht.

An den monostabilen Datenmultivibrator 134 ist ein einen Sperr-Flip-Flop 140 enthaltender Sperrkreis angeschaltet, welcher eine RUcktriggerung des monostabilen Phasenmultivibrators 98 fUr eine Periode von 400 msec, durch den Tondetektor 96 verhindert.

Die Aussendung der Zifferngruppe wird also am Empfangsende durch die Schaltung nach Fig. 3 decodiert und in das Serienregister 130 eingegeben, das seinerseits durch den Vergleichskreis 138 decodiert wird. Dieser Vergleichskreis kann eine Decodier-Fingerscheibe fUr die programmierbare Binärcode-Gruppe und eine feste Logik fUr die feste Binär-Codiergruppe gemäß Fig. 2 oben enthalten. Die Taktsignale, welche die Information in das Register 130 eingeben, werden vom Hilfsträger mit 1,25 WIz abgeleitet und durch die Phasen-Schleife 104 zurückgewonnen. In allen Empfängerstationen sind die Taktsignale in der Phase fest auf den ausgesendeten Ton bezogen.

Der Tonträger wird durch Synchron-Amplitudendemodulation demoduliert. Um den Träger ohne Polaritätsumkehr zurückzugewinnen, wird die Trägerfrequenz Über den Frequenzverdoppler 94 verdoppelt.Das Ausgangssignal wird zur Entfernung der ^leichspannungskomponente wechselstrommäßig angekoppelt und dann in die phasenfeste Schleife 104 eingegeben, welche ein reines rechteckförmiges Signal mit 2,5 kHz liefert.Der Phasen-Flip-Flop 100 dient zur Tei-

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lung des Signals durch 2, um ein reines Signal mit 1,25 kHz zu erzeugen, das dann zur Synchrondemodulation des ankommenden Signals Über den Verstärker 108 und den Phasendemodulator 110 dient·

Der Demodulator 110 ist ein integrierter.Vervielfacher, in dem der modulierte Träger mit dem vorerwähnten tmmodulierten zurückgewonnenen Träger multipliziert wird. Das Ausgangssignal wird über das Netzwerk 112 gefiltert, um den größten Teil des Trägers zu entfernen, wodurch Gleichspannungswerte verbleiben, welche die Ziffernsymbole "1" und "O¹¹ des Zifferncodes darstellen; Um sicherzustellen, daß alle Empfängerstationen zeitlich synchron codieren, wird, wie oben anhand von Fig. 2 erläutert, vor der Aussendung jedes Codes ein Phasenabgleich- und Synchronton ausgesendet.Dieser Phäsenabgleichton wird zunächst für etwa 300 msec ausgesendet. Das Vorhandensein der Frequenz von 1,25 kHz wird durch den Frequenz-Tondetektor festgestellt, welcher das Arbeiten der folgenden Zeittaktschaltung möglich macht. Die Dnpfängerkreise arbeiten in einer Sequenz von 3 Arbeitszuständen.

Zunächst handelt es sich dabei um einen Phasenabgleiehzus tand, in dem der Träger mit einer Polarität/ welche Ziffernsymbole ¹¹O" darstellt, übertragen wird. Dabei wird die Polarität des Demodulators 110 überprüft und die Polarität des wiedergewonnenen Trägers erforderlichenfalls geändert, um den ankommenden Träger in der richtigen Phase zu demodulieren. Sodann arbeitet die Empfänger- und Senderanordnung automatisch in einem zweiten der

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drei Zustand·, welch·* ·1η·η Synchronzustand darstellt, der etwa für 400 m«c andauert. Mlhrend dieser Zeit wird der Tröger nit einer Trägerfolg· moduliert, welche sich abwechselnd auf Ziffernsynbolen "1" und "0" zusammensetzt. Dieses Signal wird im Empfänger durch den Demodulator 110 demoduliert und in der Phasenschleife 118 des Synchrongenerators 116 zurUckgebildet. In der Phasenschleife 118 wird ein Vervielfacher als Phasendetektor und ein VCX)- verwendet, um ein rechteckförmiges Signal zu erzeugen, das die gleiche Frequenz von 78,125 Hz wie die gesendeten Ziffern y und ¹¹O" besitzt und um 90° phasenverschoben ist.

Die Taktsignale, welche die Einspeisung der Zifferninformation in das Serienregister 130 mit 8 Bit bewirken, werden durch Ab» Wartezahlen des Signals mit 2,5 Khz vom Frequenzverdoppler 94 erzeugt. Das Ausgangssignal des Zahlers 126 besitzt die genaue Ziffernzeitfolge, wobei der gesamte Zähler im vorerwähnten Arbeitszustand 2 mit dem Ausgangssignal des Zifferngenerators snychronisiert wird. Dies fuhrt zu Taktsignalen, welche in allen Empfängerstationen synchronieiert sind und aufgrund der Phasenverschiebung von 90 etwa in die Mitte der Ziffernzeit fallen.

Das :,ystem geht sodann in den Arbeitszustand 3 Über, in dem die tatsächliche codierte Sequenz ausgesendet wird.DA alle empfangenen Taktsignale synchronisiert sind, wenn die letzte Ziffer der Gruppe von acht Ziffern in das Serienregister 130 gelangt, sieht der Vergleichskreis 138 den richtigen Code, wobei alle Empfängeranordnungen bei dem zur letzten bzw. achten Codeziffer gebärenden Taktsignal eingeschaltet werden. Diese Zeit ist die vorerwähnte

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Nullzeit.

Aus den vorstehenden Ausfuhrungen ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Anordnung aus zwei Gründen in hohem Maße rauschunempfindlich ist. Erstens ist die Zweiphasenmodulation mit mäßiger Filterung des demodulierten Ausgangssignals in hohem Maße rausch« unempfindlich, da es unwahrscheinlich ist, daß das Rauschen zu einer so ausreichend langen Trägerphasenumkehr führt, daß die Filterwirkung verloren geht. Zweitens werden die zur Synchronisation der Taktsignale dienenden Signale vom Aussendesignal abgeleitet und durch spannungsgesteuerte Oszillatoren, welche in phasenfesten Schleifen arbeiten, zurückgewonnen. Dies führt zu reinen Signalformen der gleichen Frequenz wie die mittlere ankommende Frequenz. Synchronisationsstörungen aufgrund von Rauschen bei der Übertragugn werden durch die Zeitkonstante der phasenfesten Schleifen wesentlich reduziert. Diese mit den Filtervorgängen in den Schleifen verbundenen Zeitkonstanten stellen sicher, daß sich die spannungsgesteuerten Oszillatoren auf die mittlere Frequenz einpendeln und durch Augenblicksänderungen aufgrund des Rauschens oder aufgrund von Modulationskontponenten relativ unbeeinflußt bleiben.

Als Kopplung zwischen Codierer und Decodierer der erfindungsgemäßen Anordnung wurde vorstehend eine Radiosenderverbindung angegeben. Die Kopplung zwischen Codierer und Decodierer kann jedoch auch durch eine von Hand hergestellte Leitungsverbindung erfolgen« Schließlich ist¹ es auch möglich, die Signalübertragung vom Codierer zum Decodierer in der erfindungsgemäßen Anordnung mittels Uberland-Teldfönleitungen vorzunehmen.

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Claims (3)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Synchronisation dos Uetriebs von entfernt angeordneten, elektrisch betätigbaren Anlagen, dadurch gekennzeichnet, duß zur LJildung eines Synchronsignals und eines Code-Signals ein vorgegebener Binärcode aus "1"- und "0"-Oits gebildet wird, daß der vorgegebene Binärcode am Ort der elektrisch betütigbaren Anlagen als Funktion des Synchronsignals decodiert wird und daß der decodierte Binärcode mit der.iursprUnglichen Code verglichen wird, um am Ort der Anlagen synchronisierte Nullzeitsignale zu erzeugen, wenn eine Codeanpassung vorhanden ist.

2. Verfahren nach Anspruch I₇ dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des vorgegebenen Binärcodes ein Ton vorgegebener Frequenz erzeugt wird, und daß der Ton mit einem Ziffern code aus "1- und "0"- Bits moduliert wird, wobei eine eine ¹¹I" darstellende Ziffer eine Polarität und eine "0" darstellende Ziffer die andere Polarität des Tons erzeugt und wobei der Code das Synchron- und das Code-Signal bildet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Decodierung des Binärcodes der Ton an jeder elektrisch betätigbaren Anlagezur Bildung von Polaritäten, welche die Ziffern "1" und "0" des Zifferncodes repräsentieren, demoduliert wird, daß zur Synchronisation des Betriebs der elektrisch betätigbaren Anlagen das dem Codesignal vorhergehende Synchronsignal festgestellt wird und daß das Code-

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signal lft \·4·χ tltlttfiteli t*tatlffe*r*rt Mt*m §tt «Udwnf £*f synchronisiert·« Nuilx«ittifftul# ffstfttttUt wit*!,

Jo. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ton vorgegebener Frequenz mit einer Vielzahl von Ziffern moduliert wird, welche mehrfach bin#är codierte Zahlen umfassen, wobei eine der binär codierten Zahlen fest ist und das Synchronsignal darstellt und eine andere der binär codierten Zahlen programmierbar ist und dall Codesignal darstellt und wobei Ziffernfolgen von einer Abwärtszählung des

Tontaktes abgeleitet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Demodulation des Tons in den elektrisch betätigbaren Anlagen der demodulierte Tor* mit der Ziffernfolge als Funktion der fest binär codierten Zahl in ein Schieberegister eingegeben wird und daß die synchronisierten Nullzeitsignale in den elektrisch betätigbaren Anlagen dann erzeugt werden, wenn die programmierbare binär codierte Zahl während des Codevergleichs in das Schieberegister eingegeben wird.

6. Anordnung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen digitalen Codierer (12) zur Phasencodierung einer Folge von binären ^Ml"- und ¹¹O"-Bits auf einem Trägerton, einer Einrichtung zur Übertragung des Trägertons und durch einen digitalen Decodierer (l4) am Ort der elektrisch betätigbaren Anlagen zur Aufnahme des übertragenen Trägertons sowie zur Phasenerfassung und Demodu-

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lotion der Folge von binären "1^M- und "O"-Bit» zwecks Bildung einer ZeitSteuerunterbrechung.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Codierer (12) einen Generator (18) zur Erzeugung eines Trägertons vorgegebenerFrequenz und eine an den Generator (18) angekoppelte Modulationsschaltung zur Modulation des Trägertons mit einer vorgegebenen, von der Tonfrequenz abgeleiteten Ziffernfolge aufweist, wobei die Ziffern einen Binärcode aus "l^M-und ^"-Ziffern darstellen.

8. Anordnung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Decodierer (14) eine Schaltung zur Decodierung des Übertragenen modulierten Trägertons, ein Schieberegisters zur Aufnahme des decodierten Tons und einen eine phasenfeste Schleife enthaltenden Kreis zur Erzeugung eines Taktsignals aus dem Trägerton aufweist, wobei das Taktsignal zur Einspeisung des decodierten Tons in das Schieberegister auf dieses gegeben wird.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der binäre Code aus ¹¹I"- und "0"-Ziffern einen Phasenabgleichton, einen Synchronton und einen Zifferncodeton bildet, welche vom Codierer (12) in vorgegebener Folge Über die Übertragungseinrichtung auf den Decodierer (14) gegeben werden.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (18) zur Erzeugung des Trägertons

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einen Kristalloszillator (20) aufweist, der an ein ein rechteckförmiges in ein sinusförmiges Signal umwandelndem Filter (26) zur Erzeugung eines an den Trägerton angepaßten sinusförmigen Signals angekoppelt istj und daß der Codierer _ \ (12) weiterhin einen an das Filter (26) angekoppelten Takt-, teiler (30) zur Erzeugung eines Verschiebungstaktsignals, eine_; Ziffernfolge-Taktstufe (34), eine an den_;Taktteiler (30 ) und-die Ziffernfolge-Taktstufe (34).angekoppelte Datenlagik (14) zur Speicherung eines programmierbaren Teils des Zif.ferncode-Tons, eine an die Datenlogik (14), das Filter (.26) und die übertragungseinrichtung angekoppelten Polaritätswähler (48).zur Erzeugung abwechselnder "IV- und "O"-Ziffern des. . Dinür,codes sowie einen an den- Taktteiler (30),. die L;c.tenloyik ('K))-und, den. polaribütsiviiiTler (4i>) angekoppelten- ZeL L-tttktkr.eis· ,(66), zur S.teueruny eier .<b..o.r tragung des ^,hqsen.toiir», des Synchrpntons und des Zifforncodetpns aufweist.- , '

11. Anordnung nach einem der. Ansprüche ό bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß der Decodierer (14) folgende Komponenten au E- ,. weist:

einen Taktgenerator (102) mit einer phasenfesten Schleife (104) zur Erzeugung eines Taktsignals mit einer der Trägertonfre- . quenz entsprechenden Frequenz, - . - _;..--..-■_ einen an den Taktgenerator .(102) angekoppelten Demodulator (llO) zur Decodierung des den Phasenton, den Synchronton und den Zifferncodeton entsprechenden Binärcodes, ..-.-. . einen an den Demodulator (llO) angekoppelten, eine phasenfeste Synchronschleife (118). aufweisenden Synchrongenerator zur Erzeugung eines um 90 phasenverschobenen Phasensyncbron-

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RUckttellimpulses,

einen an die phasenfeste Synchronschleife (113) angekoppelten Registertaktgenerator (124)

ein an den Demoduldtor (.110) angekoppeltes Register (130) zur Aufnaiicio des decodierten Binärcodes als Funktion eines Über den Rtgistertaktgenerator (124) gelieferten liegistertaktsignals,

einen an das Register (130) angekoppelten Vergleichskreis . (138) zur Auswahl einesprogrammierbaren Zifferncodes, welcher dem im Codierer (12) vorgegebenen programmierbaren Code entspricht,

und einen -an den Registertaktgenerator (124), den Taktgenerator (lOl) und «lua iieyister (Ι3θ) angekoppelten Decodier~Zcittu!;tkrciu jjf steuerung der Folge des l'iiusuntons, des Synchron-Liiiui unil des Zifferncodotons, wobui das lUjyister (130) boi AuFnniimo ites Zifferncode tons vom UemoduLator (l20) oin ilullzeit-AusfjangssignaL liefert.

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