DE2253798A1

DE2253798A1 - Niederfrequenz-verstaerker, begrenzer und filtersystem fuer einen empfaenger in einem ueberwachungs- und warnsystem fuer luftreifen mit unterdruck

Info

Publication number: DE2253798A1
Application number: DE2253798A
Authority: DE
Inventors: William Robert Brobeck; Charles Eugene Hill
Original assignee: Avco Corp
Current assignee: Avco Corp
Priority date: 1972-09-15
Filing date: 1972-10-31
Publication date: 1974-03-28
Also published as: JPS4966364A; GB1378918A; US3818435A; DE2253798B2; DE2253798C3

Description

PATENTANWALT D-1 BERLIN 33 3O. ΙΟ. 1972 MANFRED MIEHE falkenried4

Telefon: (0311) 76 0950 Diplom-Chemiker · Telegramme: PATOCHEM BERLIN

2253798 us/16/2030

R-98-F-9

AVCO CORPORATION Suite 1800, 1014 Vine Street, Cincinnati, Ohio 45

USA

Niederfrequenz-Verstärker, Begrenzer und Filtersystem für einen Empfänger in einem überwachungs- und Warnsystem für Luftreifen mit Unterdruck

Es wird ein Verstärker, Begrenzer und Filterkreis mit verbessertem Durchlaßbereich für ein überwachungs- und Warnsystem für Luft-. reifen mit Unterdruck geschaffen. Der Schaltkreis weist eine Vielzahl an Transistoren auf, die betriebsfähig zum Definieren von Verstärkerstufen, Begrenzern und Filtersystemen zum Schwächen von Signalen an beiden Seiten des. Durchlaßbereiches verbunden sind. Der Schaltkreis weist verbesserte Begrenzer auf, die in Kombination mit den Durchlaßbereichs-Charakteristika des Verstärkers dazu dienen, die Ausgangssignale außerhalb des NF-Durchlaßbereiches auf einen Wert zu begrenzen, der zu niedrig ist, um eine Warnanzeige abzugebender letzte stromab Transistor weist einen Widerstand in einem Schaltkreis auf, der an die Kollektorelektrode desselben angeschlossen ist, sowie weitere Widerstände, die zwischen dessen Emitter und Erdung geschaltet sind, wodurch der Transistor in d<be Lage versetzt wird, als ein wirksames Filter zu dienen, um sowohl eine Verstärkung als auch eine hohe Durchlaßfilterwirkung zu ergeben.

Bei einem überwachungs- und Warnsystem für Luftreifen mit Unterdruck, das einen Fühler aufweist, der einen Unterdruck in einem Luftreifen feststellt, der an einem zugeordneten Fahrzeug vermittels eines drehbaren Stützteils angeordnet ist und einen

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an dem drehbaren Abstützteil und damit drehbar orsfest angeordneten Sender aufweist, wobei der Sender durch den Fühler betätigt und in die Lage versetzt wird, impulsmodulierte Ausgangssignaleö mit einer Radiofrequenz aufgrund eines Unterdrucks abzugeben. Es ist wichtig, daß ein dem Sender zugeordneter Empfänger die von dem Sender abgegebenen Ausgangssignale zuverlässig aufnimmt.

Es ist daher wichtig, daß der Empfänger falschen Alarm kleinstmöglich hält, und zwar durch Unterdrücken potentieller falscher Alarmeingänge, einschließlich Energiezuführungsstörungen, die durch die elektrische Ausrüstung des Fahrzeuges, einschließlich des Starters, der Hupe, des Scheibenwäschers, der Scheibenwischer, Zündschlüsselalarm etc. erzeugt werden; RF-Signale, die durch natürliche atomsphärische elektrische Störungen, wie statische Störungen, erzeugt werden; RF-Signale, die durch die oben beschriebene elektrische Ausrüstung des Kraftfahrzeuges erzeugt werden; RF-Signale, die durch außerhalb des Fahrzeuges vorliegende elektrische Ausrüstungen erzeugt werden; stimm* modulierte als auch kontinuierliche Wellensignale innerhalb eines ausgewählten RF-Transmissionsbandes und modulierte als auch RF-Signale kontinuierlicher Welelenlänge außerhalb des ausgewählten Bandes.

Die Erfindung betrifft einen verbesserten Verstärker, Begrenzer und Filterkreis mit einen verbesserten Durchlaßbereich und ein Uberwachungs- und Warnsystem für Luftreifen mit Unterdruck, das einen derartigen Schaltkreis in einem dafür bestimmten Empfänger anwendet, um falsche Alarmeingänge der oben beschriebenen Art praktisch auszuschalten. Der Schaltkreis weist eine Vielzahl an Transistoren auf, die betriebsfähig zum Definieren von Verstärkerstufen, Begrenzern und Filtersystemen zum Schwächen von Signalen an beiden Seiten des Durchlaßbereiches verbunden sind. Der Schaltkreis weist verbesserte Begrenzer/ die in Kombination mit den Durchlaßbereichs-Charakteristika des Verstärkers dazu dienen, die Ausgangssignale außerhalb des NF-Durchlaßbereiches auf einen Wert zu unterdrücken, der zu niedrig ist, um eine Warnanzeige abzugeben. Der letztestromab

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Transistor weist einen Widerstand in einem Schaltkreis auf, der an tue Kollektorelektrode desselben angeschlossen ist, sowie weitere.Widerstände, die zwischen dessen Emitter und Erdung geschaltet sind, wodurch der dritte Transistor in die Lage versetzt wird, als ein wirksames Filter zu dienen, um sowohl eine Verstärkung als auch eine hohe Durchlaßfilterwirkung zu ergeben.

Ein Äusführungsbeispiel· der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht und erläutert beispielsweise ein Kraftfahrzeug, das mit einer Ausführungsform des überwachungs- und Warnsystems für den Unterdruck von Luftreifen ausgerüstet ist, bei dem der NF-Verstärker, Begrenzer und Filterkreis nach der Erfindung in dessen Empfänger vorgesehen sind; -

Fig. 2 eine schematische Ansicht des beispielsweisen Systems, wie es bei dem Fahrzeug nach Figur 1 angewandt wird;

Fig. 2A eine *öggebrochene Ansicht einer typischen Anordnung mit einer Meßvorrichtung, einem Sender und Batterie, die das System nach Fig. 2 aufweist, wobei die Anordnung an der Nabe eines Reifens des Fahrzeugs gemäß Fig. 1 angeordnet ist;

Fig. 2B ein schematisches Diagramm, das deutlich zeigt, wie jede Empfangsantenne ein anwendbares Signal lediglich während eines Winkelteils jeder Umdrehung des zugeordneten Senders emfpängt;

Fig. 3 und 4 schematishhe elektrische Diagramme der zwei Ausrführungsformen des verbesserten elektrischen Schaltkreises nach der Erfindung.

Unter Bezugnahme auf die Figur 1 der Zeichnungen, die ein Kraftfahrzeug wiedergibt, wird in dem vorliegenden Beispiel ein vierrädriges Personenkraftfahrzeug 30 allgemein bekannter Bauart dargestellt. Es liegen vier Radanordnungen 32 vor, und jede Radanordnung 32 besteht aus einer drehbaren Stütze in Form einer Nabe oder Felge 33, wobei jede Nabe 33 einen zugeordneten schlauchlosen Reifen in allgemein bekannter Art trägt,

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der auf einen vorherbestimmten Druck aufgepumpt ist unter Anwenden eines geeigneten Strömungsmittels, wie Normalluft. Jede Radanordnung ist um eine zugeordnete mittlere Drehachse 35 drehbar, wodurch die zugeordnete Nabe 33 und Reifen 34 in ähnlicher Weise um eine derartige Achse in allgemein bekannter Weise drehbar vorliegen. Das Fahrzeug 30 wird durch einen geeigneten Motor angetrieben, der üblicher Weise zwei der Radanordnungen 32, entweder die beiden vorderen oder hinteren, antreibt, und bei dem Fahrzeug 30 wird gemäß beispielsweiser Ausführungsform eines erfindungsgemäßen überwachungs- und Warnsystems für den Unterdruck der Reifen angewandt, das hier in allgemeiner Weise das Bezugszeichen 36 trägt. Ein derartiges System dient dazu, den Fahrer des Fahrzeugs 30 in dem Fall eines abnorm niedrigen Strömungsmitteldrucks, bei diesem Beispiel des Luftdrucks, in jedem der vier Reifen 34 und in einer Art und Weise zu warnen, wie es weiter unten im einzelnen erläutert ist.

Zwecks vereinfachter Darstellung wird das beispielsweise System 36 hier an einem Fahrzeug in Form eines Personenkraftwagens erläutert, der vier schlauchlose Reifen aufweist, deren jeder auf einen vorherbestimmten Druck aufgepumpt ist. Es versteht sich jedoch, daß das System auch auf alle Arten an Fahrzeugen voll anwendbar ist, bei denen entweder schlauchlose oder mit Schlauch arbeitende Luftreifen oder dgl. in Anwendung kommen, einschließlich Busse, Lastwagen, Anhänger und ähnliche Fahrzeuge .

Das System 36 weist vier Feststellvorrichtungen oder Meßvorrichtungen 37, siehe die Fig. 2, auf und jede Meßvorrichtung 37 wird durch eine zugeordnete Radanordnung 32 getragen und ist vorzugsweise an der Nabe 33 der entsprechenden Radanordnung ortsfest eingebaut. Die ins Einzelne gehende Bauart und Betriebsweise einer typischen Meßvorrichtung 37 wird weiter unten erläutert.

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Das System 36 weist eine Mehrzahl an Sendern 40 auf, deren jeder in Arbeitsverbindung mit einer zugeordneten Meßvorrichtung 37 steht und hierdurch in Funktion gesetzt wird und bei diesem Beispiel ist die Meßvorrichtung 37 und Sender 40, die einer speziellen Radanordnung 32 zugeordnet sind, mit einer unabhängigen Energiequelle in Form einer Batterie 41 versehen und die Meßvorrichtung 37, der Sender 40 und die Batterie jeder speziellen Radanordnung sind als eine einzige Einheit oder Anordnung vorgesehen, die, siehe die Fig. 2A, das Bezugszeichen 42 trägt. Die Anordnung 42 kann in geeigneter Weise im Inneren der zugeordneten Nabe 33 vermittels Gewindebolzen, Verschweißen oder dgl. eingebaut sein, und in praktischer Hinsicht wird die Anordnung 42 und somit der zugeordnete Sender 40 an einer Stelle angeordnet sein, die radial im Abstandsverhältnis D bezüglich der Drehachse 35 der Radanordnung 32, siehe die Figuren 1 und 2A steht.

Die Meßvorrichtung 37 besteht aus einem abgedichteten unter Druck stehenden halbkugelförmigen Dom, der in einer praktisch vorherbestimmten Weise eine Einbuchtung aufweist, sobald derselbe einem Außendruck ausgesetzt wird, der größer als ein vorherbestimmtes Minimum ist. Die Einbuchtung dient als ein normalerweise offener elektrischer Schnappschalter, der durch "Ölkannen"-Wirkung sich immer dann schließt, sobald der äußere Luftdruck unter den vorherbestimmten Minimaldruck abfällt, der tatsächlich der minimale Luftdruck ist, welcher erforderlich ist, um ein zufriedenstellendes Arbeiten des zugeordneten Reifens 34 sicherzustellen.

Der Sender 40, der hier auch die Bezeichnung Oszillator 40 trägt, wird durch die Schnappwirkung der zugerordneten Meßvorrichtung 37 betätigt, wodurch die zugeordnete Batterie 41 die elektrische Energie für den Oszillator 40 liefert. Der Oszillator 40 ist ein selbstpulsierender Oszillator, der ein RF.-Signal mit ausgeprägter, leicht identifizierbarer Charakteristik trägt, um so falsche Alarme auszuschalten.

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Bei dem Oszillator findet ein Oszillatorschwingkreis mit einer Spule Anwendung, die im größtmöglichen Ausmaß nicht abgeschirmt und unbehindert ist zwecks Ausbilden eines äußeren nahen magnetischen Wechselfeldes, wodurch eine derartige Spule als sendende Antenne angewandt wird. Jeder Sender 40 liegt in Arbeitsverbindung mit einer zugeordneten der vier ortsfesten Empfangsantennen 43 des Systems 36 vor, und die Antennen 43 werden weiter unten im einzelnen erläutert.

Für bestimmte Anwendungsgebiete, wo es sich als zweckmäßig erweisen kann, sich der entsprechenden Lizensierung der Postbehörden zu bedienen, d.h. in Deutschland entsprechend den Radiofrequenzen von 26,97 - 27,27 Megahertz (Mhz), kann die Oszillatorfrequenz innerhalb dieser Bandbreite liegen, und der Sender 40 führt sodann zu einer Nahfeldsendung. Die mittlere Frequenz in diesem Bereich liegt bei 27,12 MhZ und dies entspricht einer Wellenlänge von 11,05 m, und diese Distanz ist wesentlich größer als die für das erfindungsgemäße System 36 erforderliche Distanz zwecks Überbrücken einer Entfernung von einer Nabe 33 einer Radanordnung 32 des das System 36 benutzenden Fahrzeugs bis zu einer Stelle an dem Fahrzeug, wo wahrscheinlich eine Antenne für das System angeordnet wird.

Das Anwenden der Nahfeldsendung hat ausgeprägte Vorteile dahingehend, daß die Nahfeldzone des stationären Feldes von größerer Stärke als sich bewegendes Feld ist, und die Schwächung des stationären Feldes pro Entfernungseinheit ist größer als für das sich bewegende Feld, wodurch eine Interferenz mit benachbarten elektrischen Vorrichtungen sowie elektrischen Vorrichtungen des Fahrzeuges hintenangehalten wird. Da die übertragung oder Sendung im wesentlichen als die Kopplung zwischen einer stationären Spule an einer Empfangsantenne 43 und einer sich drehenden Spule eines zugeordneten Senders 40 betrachtet werden kann, wird weiterhin

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eine derartige übertragung oder Sendung durch den Kopplungsfaktor- bestimmt, wodurch eine maximale magnetische Kopplung zu einer maximalen übertragung oder Sendung führt.

Aufgrund praktisch wirtschaftlicher Überlegungen und der Einfachheit, mit der ein Unterdruck in einem umlaufenden Reifen festgestellt-wird, wird jede Senderanordnung 42 und zugeordneter Sender 40 vorzugsweise exzentrisch, wie weiter oben angegeben, angerodnet, und zwar mit der Entfernung D gegenüber der Drehachse 35 der zugeordneten Radanordnung 32 und der Nabe 33. Die Anordnung 32 besitzt jedoch geringes Gewicht - etwa 25 g - und das Gewicht derselben läßt sich so leicht durch die üblichen kleinen Auswuchtgewichte für Kraftfahrzeugreifen auswuchten, soweit dies erforderlich ist.

Aufgrund der exzentrischen Anordnung verändert sich der weiter oben angegebene Kopplungsfaktor zwischen dem umlaufenden Sender 40 und der ortsfesten Spule der zugeordneten Empfangsantenne 43 erheblich bei dem Umlaufen jeder Radanordnung, da die Veränderung der Entfernung zwischen derartigen Spulen, die Veränderung in der relativen Orientierung zwischen den Spulen und die Unterschiede in der Abschirmung zwischen den Spulen und bei unterschiedlichen relativen Lagen derselben vorliegt.

Aufgrund dieser Faktoren weist das von dem Sender 40 ausgesendetec&usgangssignal eine ausreichende Stärke auf, um nur während eines Teils jeder Umdrehung oder Umlauf der zugeordneten Radanordnung 32 verwendbar, zu sein. Anders ausgedrückt, ergibt sich, daß aufgrund der Anordnung der Empfangsantenne 43 an einer ortsfesten Stelle an dem Fahrzeug benachbart zu der Radanordnung 42 die Antenne 43 ein anwendbares Ausgangssignal von dem Sender nur während eines Teils jeder vollständigen Umdrehung des daran vorbeilaufenden Senders empfängt. Da jedoch bekannt ist, daß das magnetische Nahfeld sich umgekehrt mit der dritten Potenz der Entfernung ändert, wird sodann das während eines Teils der Umdrehung empfangene Signal wesentlich stärker als das Signal sein, das empfangen würde, wenn eine konstantere Sende entfernung vor-

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liegt. Das System wendet einen Empfänger 45 an, der in Arbeitsverbindung mit jeder Empfangsantenne 43 durch ein zugeordnetes koaxiales Kabel 46 steht und bei dem Empfänger findet eine spezielle Anordnung zum Vergrößern der effektiven Zeitdauer der anwendbaren Teile der Ausgangssignale ausgehend von dem Sender 40 Anwendung, um so einen zugeordneten Anzeiger 47 des Systems 36 in Funktion zu setzen oder in anderer Weise zu erregen, und ein derartiger Anzeiger steht in Arbeitsverbindung mit dem Empfänger 45 in einer weiter unten erläuterten Weise.

Der Anzeiger 47 kann jede geeignete Bauart aufweisen. So kann ein derartiger Anzeiger z.B. in Form eines Lichtes vorhanden sein, das optisch beobachtet wird oder ein derartiger Anzeiger kann in Form eines akustischen Anzeigers, wie einer Klingel oder eines Summers vorliegen.

Das System 36 weist zusätzlich zu den Batterien 41 Anordnungen 42 auf und besitzt weiterhin für den zugeordneten Empfänger 45 eine Energiequelle. Eine derartige Energiequelle ist hier in allgemeiner Weise durch das Bezugszeichen 50 wiedergegeben und steht in geeigneter Arbeitsverbindung mit dem Empfänger 45, siehe das Bezugszeichen 51. Die Energiequelle 50 kann jede geeignete Energiequelle sein, und bei diesem Beispiel handelt es sich um die übliche Batterie des Fahrzeuges 30.

Jeder Sender 40 wird durch das Anzeigen eines Unterdrucks erregt, wie es durch die Meßvorrichtung 37 festgestellt wird. Derselbe bildet sodann kontinuierliche pulsierende Ausgangssignale aus. Im allgemeinen werden lediglich während bestimmter Zeitintervalle diese Signale ausreichende Stärke besitzen, um leicht durch eine zugeordnete Empfangsantenne empfangen zu werden, wie dies nunmehr insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2B erläutert wird.

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Bei Bedingungen, wo das Fahrzeug 30 stillsteht, wird das von einem Sender 40 kommende Signal durch den Empfänger 45 verarbeitet und kann den Anzeiger 47 in Funktion setzen, wobei es sich z.B. um eine Anzeigelampe 47 handelt, so daß die Lampe 47 in Abhängigkeit von der relativen Lage des Senders 40 und der empfangenen Antenne 43 an- oder abgeschaltet ist. In denjenigen Fällen, wo das Fahrzeug 30 sich mit relativ geringer Geschwindigkeit bewegt, wird die Anzeigelampe 47 aufeinanderfolgende angeschaltet und abgeschaltet. Es wurde jedoch gefunden, daß die Lampe 47 in diesem Fall ausreichend lange angeschaltet ist, um eine volle Helligkeit derselben sicherzustellen und umgekehrt gilt dann, wenn diese Lampe abgeschaltet ist, daß dieselbe vollständig verlöscht. Bei der Bewegung des Fahrzeuges mit niedrigen Geschwindigkeiten wird somit der Lichtimpuls voll sichtbar sein und die niedrige Impulswiederholungsgeschwindigkeit wird zu einem Flackern der Lampe 47 führen. Wenn sich das Fahrzeug 30 mit einer höheren Geschwindigkeit bewegt, kann die Lampe 47 eine Zeitspanne lang abgeschaltet sein, die nicht ausreichend ist, um eine volle Helligkeit sicherzustellen. Diese Arbeitsweise der Lampe bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten in Kombination mit höheren Impulswiederholungsgeschwindigkeiten bedingt durch eine schnellere Umdrehung führt zu einem Verringern des Flackerns, jedoch kann die wahrnehmbare gesamte Lichtmenge gegebenenfalls nicht ausreichend sein, um als entsprechende Anzeige zu dienen.

Um diese Situation zu unterstreichen, wird auf die Figur 2B bezug genommen, anhand derer ersichtlich ist, daß für jede volle Radumdrehung der Sendepegel ausreichend hoch ist, um die Anzeigelampe 47 in Funktion zu setzen oder zum Leuchten zu bringen, und zwar über X°, während die Lampe über die restlichen 36OX° verlöscht. Beispielsweise kann sich X auf

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30° belaufen, und in diesem Falle, wird die Anzeigelampe
etwa elfmal länger als die Leuchtperiode dunkel sein. Es
ergibt sich somit, daß ein in einem Luftreifen einer gegebenen Größe arbeitender Sender 40 ein Signal erzeugt, das eine spezielle Impulsfrequenz besitzt, die durch die Sendecharakteriatika des Senders und die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird. Es ergibt sich weiterhin, daß die Arbeitsweise des Anzeigers 47 wesentlich dadurch verbessert werden kann, wenn
die Zeitspanne, innerhalb derer der Anzeiger angeschaltet
ist relativ zu der Zeitspanne, innerhalb derer derselbe ausgeschaltet ist, vergrößert wird. Insbesondere kann hierdurch die Leistungsfähigkeit des Anzeigers 47 wesentlich verbessert werden, wenn die wirksame Zeitspanne eines durch jede
Empfangsantenne 43 empfangenen anwendbaren Signals vergrößert wird, und dies kann vermittels einer Arbeitsweise erzielt
werden, die üblicherweise als Impulsdehnung bezeichnet wird
und somit ist eine Anordnung für eine derartige Impulsdehnung in dem Empfänger 45 vorgesehen.

Der Empfänger 45 hält falsche Alarme dadurch hintenan, daß
möglicherweise zu falschen Alarmen führende Eingänge zurückgewiesen werden, einschließlich Energiequellenstörungen, wie sie durch die elektrische Ausrüstung des Fahrzeuges 30 erzeugt werden, einschließlich des Starts, der Hupe, des Fensterwäschers, der Windschutzscheibenwischer, Starteralarme usw., sowie weiterhin Signalen mit Radiofrequenz, die durch natürliche atmosphärische elektrische Störungen, wie statische Elektrizität erzeugt werden, sowie weiterhin Signale
mit RF, die durch die oben erwähnte elektrische Ausrüstung
des Fahrzeuges 30 erzeugt, sowie RF Signale, die durch elektrische Ausrüstungen außerhalb des Fahrzeugs erzeugt werden, sowie stimmodulierte und Signale mit kontinuierlicher
Wellenlänge innerhalb des ausgewählten Sendebandes mit Radiofrequenz; sowie modulierte Signale und RF-Signale kontinuierlicher Wellenlänge außerhalb des ausgewählten Bandes.

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Andererseits ergibt der Empfänger 45 sehr verläßlich ein Warnsignal in Form eines RF-Signals und aktiviert den Anzeiger 47, sobald ein derartiges Warnsignal bezüglich eines ünterdrucks empfangen wird, wobei dieses Signal alle der folgenden Eigenschaften aufweist: dasselbe liegt in dem ausgewählten RF-Band, ist ein RF-Signal, das mit der vorherbestimmten Frequenz pulsiert/ die durch den selbstpulsierenden Oszillator definiert ist, sowie ein RF-Signal ist, das mit einer Geschwindigkeit und einer Impulsbreite pulsiert, die durch den Drehwinkel X bestimmt wird, über den ein erkennbares Signal in Kombination mit der Drehgeschwindigkeit einer zugeordneten Radanordnung 32 des Fahrzeugs 30 empfangen wird.

Der Empfänger 45 weist ein RF-Durchlaßband auf, das auf ein Minimum verringert ist, welches mit einem sicheren Einschluß des ausgewählten RF-Bandes unter allen Umweltsbedingungen verträglich ist und besitzt eine Anordnung, die die oben erwähnten falschen Alarmeingänge hintenanhält oder ausschaltet unter gleichzeitigem Sicherstellen des Erkennens eines Signals, das einen Unterdruck im Reifen anzeigt, wie anhand der folgenden Beschreibung im einzelnen erläutert. Insbesondere weist der Empfänger 45 eine Summierungsvorrichtung 53 auf, die RF-Signale von einer RF-Sendeleitung 46 in dem Fall eines Unterdrucks in einem hier zugeordneten Fahrzeugreifen empfängt, und derartige Signale werden sodann einem RF-Verstärker 54 zugeführt. Bei dem Verstärker 54 wird eine Mehrzahl von mit zwei Transformatoren gekoppelten Stufen angewandt, die abgestimmte Primärwicklungen und nicht abgestimmte Sekundärwicklungen besitzen unter Verstärken des RF-Signals, wodurch die RF-Verstärkung bei einem Minimum im Hinblick auf die gewöhnlich hiermit verbundenen relativ hohen Kosten und Regenerationsprobleme gehalten wird. Die von dem RF-Vestärker 54 kommenden Signale werden einem

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Dioden-Amplituden-Detektor 55 zugeführt, der in Vorwärtsrichtung betrieben wird, zwecks Erleichtern der Fähigkeit desselben bei sehr niedrigen Signalpegeln zu arbeiten, und an den Detektor 55 schließt sich ein Niederfrequenz-Verstärker (NF), Begrenzer und Filterkreis 56 an, der dazu dient, unzweckmäßige Signale zu schwächen. Der Kreis 56 ist eine Kombination aus einem NF-Begrenzer- und Bandpaßverstärker, der NF-Signale auf Frequenzen außerhalb des vorbeschriebenen Frequenzbandes des Oszillators daran hindert, einen Pegel zu erreichen, der den Anzeiger in Funktion setzen könnte. An den Kreis 56 schließt sich ein Gleichrichter-Integratorkreis 57 an, der die NF-Impulse in demlmpulszug integriert. Dieser Schaltkreis stellt sicher, daß ein Impulszug und nicht so sehr Störspitzen für das Infunktionsetzen des Anzeigers erforderlich ist, wobei der kürzeste einwandfreie Impulszug ausreichend ist, um die gleichgerichtete Spannung einen Pegel erreichen zu lassen, der nachfolgende Kreise in dem Empfänger in Funktion setzt. Der Kreis 57 dient damit dazu, die Wirkung der Störspitzen auszuschalten und ein verläßlicheres Arbeiten zu ergeben, je länger die erforderlihe Integrationszeit gemacht werden kann. An den Kreis 57 schließt sich ein Impulsdehner und Anzeigekontrollkreis 58 an, und dieser Kreis ist insbesondere zweckmäßig, um die Wirkung kurzer Impulszüge zu überwinden. Der Kreis 58 dient als ein Mittel, um die wirksame Zeitdauer der anwendbaren Ausgangssignale zu vergrößern, die dem RF-Empfanger 45 durch die Empfangsantennen 43 zugeführt werden und stellt sicher, daß ein zufriedenstellendes Anzeigesignal dem Anzeiger 47 zugeführt wird unter Ausbilden einer ausgeprägten Anzeige. Der Impulsdehner 58 ist arteigen eine regenerative Vorrichtung, wodurch derselbe ebenfalls die Empfindlichkeit des RF-Empf ängers erhöht, da jedes Signal, das in der Lage ist, den Impulsdehner in Funktion zu setzen, zu einem gesättigten Ausgangssignal führt. Der Kreis 58 setzt den Anzeiger 47 in

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Funktion und warnt den Fahrer des Fahrzeugs 30 in dem Fall eines Unterdrucks in irgendeinem der Fahrzeugreifen. Der Empfänger 45 weist ebenfalls eine geeignete Anordnung in der Energiequelle 51 desselben für ein Filtern derselben auf unter Verringern der Störungen in der Energiezuführungsleitung auf ein tolerierbares Maß.

Nach Beschreiben der allgemeinen Arbeitsweise des Systems 36 in Verbindung mit dem hier beispielsweise dargestellten Fahrzeug 30 wird nun im Einzelnen eine Erläuterung zweiwer weiterer beispielsweiser Ausführungsformen des NF-Verstärkers, Begrenzer und der Filterkreise gegeben, wie sie allgemein durch die Bezugszeichen 56A und 56M beschrieben sind, die in dem Empfänger 45 praktisch austauschbar mit dem Kreis 56 unter geringfügiger Abwandlung der zugeordneten Kreise, wobei derartige Modifikationen leicht durch den einschlägigen Fachmann ausgeführt werden können.

NF-Verstärker, Begrenzer und Filterkreis 56M

Der Kreis 56M gemäß der Figur 4 weist in geeigneter Weise angeordnete Signalbegrenzer kombiniert mit Hochfrequenz- und Niederfrequenz-Filtern auf zwecks Begrenzen des Frequenzbandes, innerhalb dessen die NF-Signale in der Lage sind, den Anzeiger 47 in Funktion zu setzen. Der Kreis 56M weist eine aktive Filterfunktion auf, die dazu dient, einen niederfrequenzten Bereich wegzunehmen, der normalerweise als "Knie"¹ bezeichnet wird und bei angenähert 28 kHz liegt. Weiterhin sind alle Kopplungskondensatoren bezüglich ihrer Kapazität tolerant gemacht, um so ein Maximum an niederfrequenter Schwächung zu erzielen, wie weiter unten erläutert.

Der Kreis 56M weist beispielsweise eine Mehrzahl an drei Verstärkerstufen in Form von drei Transistoren oder Verstärkern auf, deren jeder das Bezugszeichen 220 aufweist.

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Die Verstärker 220 stehen mit ihrem Kollektor oder Ausgangselektrodenkreisen unter der Belastung der Kondensatoren in Form der Kondensatoren 221. Jeder Kondensator 221 ist zwischen den Kollektor- oder Ausgangselektroden des zugeordneten Transistors oder Verstärkers und der Erdung geschaltet und die Kondensatoren 221 schwächen oder verhindern ein Frequenz ansprechen, das jenseits oder über dem Arbeitsfrequenzbereich der Eingangsimpulse liegt. Die zusammenwirkende Anordnung der den Verstärker 220 zugeordneten Bauelemente ist dergestalt, daß die Verstärkung des letzten Verstärkers etwa die Hälfte der Verstärkung des ersten Verstärkers 220 in dem Kreis ausmacht.

Der Schaltkreis 56M weist eine Mehrzahl an Kopplungskondensatoren auf, deren jeder das Bezugszeichen 222 trägt, und dieselben dienen dazu, die niederfrequenten Signale zu schwächen oder auszuschalten. Der Kondensator 222 ist stromauf bezüglich der Basis jedes Verstärkers 220 geschaltet, während ein anderer Kondensator 222 mit dem Kollektor jedes Verstärkers 220 zusanunengeschaltet ist.

Der Schaltkreis 56M weist ein Paar Dioden 223 und 224 zwischen den ersten und zweiten Verstärkern 220 und ein weiteres Diodenpaar 223 und 224 zwischen dem zweiten und dem dritten Verstärker auf, und jeder Diodensatz 223 und 224 begrenzt die Größe des Signals für den Schaltkreis 56M dadurch, daß die Spannung innerhalb eines Grenzwertes gehalten wird, der durch die Charakteristika oder Eigenschaften der Dioden bestimmt wird, wobei jedes Diodenpaar 223 und 224 den nachfolgend geschalteten Verstärker 220 gegenüber einem Signal schützt, das zu groß ist.

Der Schaltkreis 56M besitzt ebenfalls einen Vorbelastungswiederstandskreis von dem Kollektor des ersten Verstärkers 220 zu der Basis eines derartigen Verstärkers, und ein derartiger Vorbelastungswiderstandskreis weist Widerstände

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225, 226, 230 und 231 auf, die durch einen Kondensator entkoppelt sind. In ähnlicher Weise besitzt der zweite Verstärker 220 einen Vorbelastungswiderstands-Rückkopplungskreis von dessen Kollektor zu dessen Basis, der Widerstände besitzt, die ebenfalls als 225, 226, 230 und 231 bezeichnet sind, sowie einen Entkopplungskondensator 227. Es versteht sich, daß die Bauelemente 225-227 für jeden Verstärker nicht notwendigerweise die gleichen elektrischen Werte besitzen müssen.

Der Schaltkreis 56M weist ebenfalls eine Gleichstrom-Vorspannung bezüglich jedes Verstärkers 220 in dem Kreis auf, und für den ersten Verstärker 220 wird diese Gleichstromvorspannung durch die Widerstände 225 und 226 sowie die Widerstände 230 und 231 erbracht. In ähnlicher Weise wird die Gleichstromspannung für den zweiten Verstärker 220 durch die zugeordneten Widerstände 225 und 226 sowie die Widerstände 230 und 231 erbracht.

Der Schaltkreis 56M weist eine dritte NE-Verstärkerstufe auf, die einen dritten Transistor 220 besitzt, der ebenfalls als ein aktives Hochpaßfilter dient. Das aktive Filter weist herkömmliche Bauart auf, siehe die Veröffentlichung "A Practical Method of Designing RC Aktive Filters" von R.F. Sallen und E.L. Key, IRE Transactions-Circuit Theory, März 1955. Der zugeordnete Kreis weist einen Widerstand 228 an dem Kollektor des dritten Transistors 220 und einen Widerstand 240 zwischen dessen Emitter und der Erdung auf, wodurch der dritte Verstärker oder Transistor 220 sowohl als Hochpaßfilter als auch Verstärker dient. Die Gleichstromvorspannung wird durch die Widerstände 234 und 235 geliefert.

Es ergibt sich somit, daß der Schaltkreis 56M die gewünschte Verstärkung, Begrenzung und Filterung ergibt, wobei gleichzeitig sichergestellt wird, daß ein Kontrollsignal lediglich dann innerhalb eines eng begrenzten Bandes ausge-

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sandt wird und falsche Alarme oder dgl. praktisch in Fortfall kommen. Der Schaltkreis 56M kann mit dem Schaltkreis 55 durch die Leitung 146M und Erdung sowie mit dem Schaltkreis 57 durch die Leitung 164M und Erdung geschaltet werden. Die Energie wird dem Schaltkreis 56M durch die Leitung 163M zugeführt und es ist eine Energieleitung 145M zwischen den Schaltkreis 56M und Schaltkreis 55 geschaltet.

NF-Verstärker, Begrenzer und Filter 56A

Der NF-Verstärker, Begrenzer und Filterkreis 56A ist in der Fig. 3 gezeigt und weist z.B. zwei Verstärkungsstufen auf unter Anwenden von Transistoren oder Verstärkern 150A und einen Begrenzungskreis, der wesentlich durch zwei Dioden 190A und 191A in Parallelschaltung verstärkt worden ist im Gegensatz zu der veränderlichen Belastung zwischen den NF-Verstärkern 150A. Bei dieser Schaltkreiskonfiguration werden die bekannten Diodencharakteristika eine Widerstandsimpedanz bilden, die wesentlich größer für kleine positive und negative Spannungen ist, als dies für höhere Werte zutrifft. Wenn somit diese Diodenkonfiguration als ein Nebenschlußelement in ein Kopplungsglied eingeführt wird, wird hierdurch in wirksamer Weise eine Begrenzung positiver und negativer Spannungsauslenkungen bewirkt und hierdurch ergibt sich eine Begrenzung der Signalamplitude in der erforderlichen Weise. Weiterhin sind die zwei Dioden 192A und 193A parallel in Form einer Gegenschaltunggeschaltet, in den Kreis zwischen dem Kollektor und der Basis des zweiten Verstärkers 150A als gegengekoppelt angeordnet. Bei einem Anwenden in diesem Kreis wird die hohe Impedanz der Diodenkonfiguration in wirksamer Weise die Gegenkopplung bei kleinen negativen und positiven Spannungen ausschalten. Jedoch wird die Gegenkopplung und somit die begrenzende Funktion wesentlich wirksamer bei höheren Spannungsauslenkungen .

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Die Kollektor-Belastungswiderstände beider NF-Verstärkerstufen oder Transistoren 150A stehen durch die Kondensatoren 194A unter Kapazitätsbelastung, wodurch das Frequenzansprechen jenseits oder über dem Frequenzband des Senders 40 hintenangehalten wird. Der Kreis 56A weist ebenfalls eine Mehrzahl an Kopplungskondensatoren 195A zusätzlich zu den Kopplungskondensatoren 161A auf, und die Werte der Kopplungskondensatoren bestehend aus den Kondensatoren 16IA und 195A werden geringstmöglich gehalten, um so das NF-Ansprechen unter dem Impulsfrequenzband des Senders 40 zu verringern.

Der Kreis 56A weist eine dritte NF-Verstärkerstufe auf, bei der ein Transistor oder Verstärker 197A angewandt wird, die ebenfalls als ein aktives Hochpaßfilter wirkt. Der Transistor 197A ersetzt das Filtern der hohen Frequenzen, wie sie durch die gemeinsame Wirkung der Kondensatoren 194A und eines geerdeten Kondensators 200A bedingt werden, der mit der Basis des Transistors 197A zusammengeschaltet ist. Der zugeordnete Kreis für den Transistor 197A ergibt einen Widerstand in Form eines Widerstandes 198A in dem Kreis von dem Kollektor des Verstärkers 197A und eines Widerstandes 199A zwischen dessen Emitter und Erdung, wodurch der Verstärker 197A sowohl eine Verstärkung als auch Hochpaßfilterwirkung ausübt. Das zusätzliche Begrenzen und Filtern des Kreises 56A führt zu einem besser definierter. NF-Durchlaßband. Der Kreis 56A kann mit dem Schaltkreis 55 durch die Leitung 146A und Erdung und mit dem Schaltkreis 57 durch die Leitung 164A und Erdung verbunden sein. Dem Schaltkreis 56A wird Energie durch die Leitung 163A zugeführt und eine Energieleitung 145 ist zwischen die Schaltkreise 56A und 55 geschaltet.

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Claims

- 18 Patentansprüche

IJ Verstärker, Begrenzer und Filterkreis mit einer Banddurchlaßfrequenz, gekennzeichnet durch eine Vielzahl an Verstärkerstufen (15OA,197A,22O), Filterkreise (194A, 195A, 161A,2OOA, 221, 222, 228, 240) für das Schwächen von Signalen auf Frequenzen zu beiden Seiten des Durchlaßbereiches, einen Amplitudenbegrenzungskreis (19OA,191A,192A,193A,223,224), wobei der Verstärker-, Filter- und Begrenzungskreis (56Ä,56M) zusammenwirkend die Ausgangsamplitude der Signale auf Frequenzen außerhalb des Durchlaßbereiches an einem überschreiten eines vorherbestimmten Schwellenwertes hindern.
2. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte stromab Stufe (197A,22O) der Verstärkerstufen in Form eines aktiven Hochpaßfilters (195A, 197A, 198A, 199A, 220, 222, 228,240) vorliegt.
3. Schaltkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochpaßfilter durch einen Transistor (197A,22O) mit einem Widerstand (198A,228) gekennzeichnet ist, der in einem Schaltkreis vorliegt, der mit dessen Kollektorelektrode und einem weiteren Widerstand (199A) geschaltet ist, der zwischen dessen Emitterelektrode und der Erdung verbunden ist, wobei ermöglicht wird, daß das aktive Hochpaßfilter sowohl eine Verstärkung als auch eine Filterung bedingt.
4. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl Kopplungskondensatoren (195A, 161A, 222} vorgesehen ist, die in Arbeitsverbindung zwischen den Verstärkerstufen (15OA,19IA,22O) verbunden sind und zum Schwächen der Signale unter dem Durchlaßbereich dienen.
5. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkreis durch Belastungskondensatoren (194A, 200A,221) gekennzeichnet ist, die von jeder der Ausgangselektroden der Verstärkerstufen an die Erdung angeschlossen sind, die Belastungskondensatoren die Signale oberhalb

des Durchlaßbereithes schwächen. _ .« _

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6. Schaltkreis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkreis durch eine Mehrzahl an Kopplungskondensatoren (ISlA,195A,222) gekennzeichnet ist, die in Arbeitsverbindung zwischen den Verstärkefstufen für das Schwächen der Signale unterhalb de» Durchlaßbereiches und den Belastungskondensatoren (194A, 200A, 221) geschaltet sind, die von jeder der Ausgangselektroden der Verstärkerstufen mit der Erdung verbunden sind,- die Belastungskondensatoren die Signale oberhalb des Durchlaßbereiches schwächen.
7. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar Dioden.(190A,191A,223,224) parallel entgegengesetzt der Erdung zwischen ersten und zweiten Stufen der Verstärkerstufen geschaltet ist, das Diodenpaar dazu dient, die Größe jedes von der zweiten Stufe gelieferten Signals zu begrenzen.
8. Schaltkreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Paar Dioden (223,224) parallel entgegengesetzt der Erdung zwischen den zweiten und dritten Stufen der Verstärkerstufen geschaltet ist, das zweite Diodenpaar die Größe jedes von der dritten Stufe gelieferteil Signals begrenzt.
9. Schaltkreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Diodensatz (192A,193A) parallel entgegengesetzt als ein degenerativer Rückkopplungsweg zwischen den Eingangs- und Ausgangs-Schaltkreisen der zweiten Stufe der Verstärkerstufen geschaltet ist, um so die Größe jedes von der dritten Stufe abgegebenen Signals zu begrenzen.
10. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Diodenpaar (223,224) parallel entgegengesetzt der Erdung zwischen die ersten und zweiten Stufen (22O) der Verstärkerstufen geschaltet ist und ein zweites Diodenpaar (223,224) parallel entgegengesetzt der Erdung zwischen die zweiten und dritten Stufen, der Verstärkerstufen geschaltet ist, wobei jedes der Qiodenpaare die Größe jedes

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innerhalb eines Grenzbereiches liegenden Signals begrenzt, der durch die Diodencharakteristika in jedem Paar bestimmt wird, um es so zu ermöglichen, daß jedes Diodenpaar seine Stromab-Verstärkerstufe vor einem zu großen Signal schützt.
11. Schaltkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Diodenpaar (223,224) parallel entgegengesetzt der Erdung zwischen die ersten und zweiten Stufen der Verstärkerstufen geschaltet ist, und ein zweites Diodenpaar (223,224) parallel entgegengesetzt der Erdung zwischen die zweiten und dritten Stufen der Verstärkerstufen geschaltet ist, wobei jedes der Diodenpaare die Größe jedes innerhalb eines Grenzbereiches liegenden Signals begrenzt, der durch die Diodencharakteristika in jedem Paar bestimmt wird, um es so zu ermöglichen, daß jedes Diodenpaar seine Stromab-Verstärkerstufe vor einem zu großen Signal schützt.
12. Schaltkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß ein erstes Diodenpaar (190A,191A) parallel entgegengesetzt der Erdung zwischen die ersten und zweiten Stufen (150A,150A) der Verstärkerstufen, und ein zweites Diodenpaar (192A,193A) parallel entgegengesetzt dir als eine degenerative Rückkopplung zwischen die Ausgangs- und Einlaßschaltkreise der zweiten Stufe geschaltet ist, um es so zu ermöglichen, daß jedes Diodenpaar seine Stromab-üerstärkerstufe vor einem zu großen Signal schützt.
13. Uberwachungs- und Warnsystem für Luftreifen mit Unterdruck, gekennzeichnet durch eine Meßvorrichtung (37? die einen Unterdruck in einem Lufreifen mißt, der an einem zugeordneten Fahrzeug vermittels einer drehbaren Stütze (33) angeordnet ist, einen Sender (40), der an der drehbaren Stütze befestigt ist und hiermit umlaufen kann, wobei der Sender (40) durch die Meßvorrichtung (37) so in Funktion gesetzt wird, daß pulsmodulierte Ausgangssignale mit Radiofrequenz mit einer vorherbestimmten Impulsfolgegeschwindigkeit aufgrund des Vorliegens eines Unterdrucks ausgebildet

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werden, eine Empfangsantenne (43), die an einer ortsfesten Stelle an dem Fahrzeug benachbart zu dem Reifen befestigt ist, einen Empfänger (45) und Leitungen (46), die die Empfangsantenne (43) mit dem Empfänger (45) verbinden, eiaen Anzeiger (47) in Arbeitsverbindung mit dem Empfänger (45) unter Infunktionsetzen durch den letzteren, und Verstärker, Begrenzer und einen Filterkreis (56,56A,56M) in dem Empfänger (45), der sicherstellt, daß pulsmodulierte Ausgangssignale eine ausreichende Aktivierung des Anzeigers (47) aufgrund des Unterdrucks bedingen, wobei der Schaltkreis (56A,56M) durch eine Vielzahl an Verstärkerstufen (15OA,197A,22O), einen Filterkreis (161A,194A,195A,200A,221,222,228,240) zum Schwächen von Signalen auf Frequenzen beiderseits des Durchlaßbereiches , sowie einen Amplituden-Begrenzungskreis (19OA,191A,192A,193A,223,224) gekennzeichnet ist, der in Arbeitsverbindung Signale auf Frequenzen außerhalb des Durchlaßbereiches an dem überschreiten eines vorherbestimmten Schwellenwertes, der zum Infunktionsetzen des Anzeigers (47) erforderlich ist, zu hindern.
14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Stromab-Stüfe (197A,22O) der Verstärkerstufen in Form eines aktiven Hochpaßfilters (195A,197A, 198A,199A, 220,222,228,240) vorliegt.
15. System nach Ansprch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochpaßfilter einen Transistor (197A,22O) mit einem Widerstand (198A,228) aufweist, der in einen Schaltkreis geschaltet ist, der an dessen Kollektorelektrode und einen weiteren Widerstand (199A) geschaltet ist, der zwischen der Emitterelektrode und der Erdung verbunden ist wobei sichergestellt wird, daß das aktive Hochpaßfilter sowohl als Verstärker als auch als Filer dient.
16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkreis des Schaltkreises (56A,56M) . eine Mehrzahl an Kopplungskondensatoren (16IA,195A,222)

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in Arbeitsverbindung zwischen den Verstärkerstufen (15OA,197A, 220) verbunden aufweist, die zur Schwächung von Signalen unterhalb des Durchlaßbereiches dienen, sowie Belastungskondensatoren (194A,20OA,221) aufweist, die von den Ausgangselektroden der aktiven Elemente der Verstärkerstufen geschaltet sind, wobei die Belastungskondensatoren Signale oberhalb des Durchlaßbereiches schwächen.
17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis weiterhin durch ein Paar Dioden (19OA,191A,223,224) gekennzeichnet ist, die parallel entgegengesetzt der Erdung zwischen die ersten und zweiten Stufen (15OA,15OA,220,2207 der Verstärkerstufen geschaltet sind, das Diodenpaar dazu dient, die Größe jedes von der zweiten Stufe abgegebenen Signals zu begrenzen.
18. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis durch ein weiteres zweites Diodenpaar (223,224) gekennzeichnet ist, die parallel entgegengesetzt der Erdung zwischen der zweiten (220) und der dritten Stufe (220) der Verstärkerstufen geschaltet ist, das zweite Dioenpaar die Größe jedes von der dritten Stufe abgegebenen Signals begrenzt.
19. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Diodensatz (192A,193A) parallel entgegengesetzt als ein degenerativer Rückkopplungsweg zwischen den Ausgangs- und Eingangssignalen der zweiten Stufe (15OA) der Verstärkerstufen geschaltet ist, wobei die Größe jedes von der dritten Stufe (197A) abgegebenen Signals begrenzt wird.

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