DE2309995B2 - Fernbedienungseinrichtung mit einem Sender und einem Empfänger - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernbedienungseinrichtung mit einem Sender und einem Empfänger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Fernbedienungseinrichtung ist bekannt (DE-PS 9 52 536). Die Fernbedienungseinrichtung arbeitet demnach bereits mit zwei Signalen unterschiedlicher Frequenz. Dennoch kann es hier zu Störungen durch atmosphärische Erscheinungen, vorbeifahrende Kraftfahrzeuge u.dgl. kommen, durch die Frequenzan eingestreut werden, auf die der Empfänger der Fernbedienungseinrichtung fehlerhaft anspricht und ein vom Benutzer beabsichtigtes Steuersignal erzeugt.

Um ein solches Fehlverhalten auszuschließen, sind auch schon Fernbedienungseinrichtungen bekannt (GB-PS 11 00 716), bei denen zusätzlich zu den Signalen zur Erzeugung beabsichtigter Steuersignale ein Sicherheitstonsignal übertragen wird, das eine Fehlfunktion der Fernbedienung ausschalten soll. Durch das Erfordernis einer zusätzlichen Sicherheitstonübertragung vom Sender zum Empfänger wird aber ein höherer Aufwand für die grundsätzlich möglichst einfach zu haltende Fernbedienung verursacht. Überdies können während der Übermittlung des Sicherheitstons vorn Sender zum Empfänger eingestreute Störungen neuerlich zu einem fehlerhaften Funktionieren der Fernbedienungseinrichtung Anlaß geben.

Schließlich ist es auch schon bekannt (US-PS 28 71 463), zur Unterscheidung unterschiedlicher Befehle im Empfänger eine Trennung zweier Frequenzsignale vorzunehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Fernbedienungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart komplexe Bedingungen für die Erzeugung eines Steuersignals in der Fernbedienungseinrichtung selbst zu schaffen, daß zufällig auftretende Störsignale· von der Fernbedienungseinrichtung nicht ungewollt als Steuersignale fehlintcrpretiert werden können. Die Lösung dieser Aufgabe ist dem Kennzeichen des Anspruchs 1 zu entnehmen. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Man erkennt, daß hier für Verhältnisse gesorgt wird, die eingestreute Störsignale wirkungslos bleiben lassen. Das wird einmal durch die Verwendung des Frequenzdiskriminators mit einer spezifischen S-förmigen Frequenzkennlinie, dann durch das zeitabhängige Verhalter, des monostabilen Multivibrators und schließlich durch die nachgeschaltete Logikschaltung erreicht, bei der es sich zweckmäßig um ein UND-Tor handelt. Die Logikschaltung ist also so aufgebaut, daß sie nur bei Anliegen eines Signals an beiden Eingängen ein Steuersignal durchläßt. Da an einem Eingang der Logikschaltung der Frequenzdiskriminator, am anderen Eingang der monostabile Multivibrator angeschlossen ist, so geschieht folgendes: Enthält die Störung nur die erste Frequenz oder nur die zweite Frequenz, so gelangt jeweils nur an den einen der beiden Eingänge der Logikschaltung ein Signal. Diese läßt also ein Steuersignal nicht durch. Das wird durch die Wirkung des monostabilen Multivibrators erreicht. Fallen gleichzeitig zwei Störwellen, die eine mit der ersten, die andere mit der zweiten Frequenz ein, so bewirkt die Frequenzkennlinie des Frequenzdiskriminators, daß am mit seinem Ausgang verbundenen Eingang der Logikschaltung kein Signal anliegt und somit kein Steuersignal erzeugt werden kann. Fallen schließlich Störwellen der ersten bzw. der zweiten Frequenz zu unterschiedlichen Zeitpunkten ein, so wird wiederum durch den monostabilen Multivibrator sichergestellt, daß nicht gleichzeitig an beiden Eingängen der Logikschaltung Signale vorliegen. Die Schaltung ist also so ausgestattet,

daß ein Steuersignal tatsächlich nur dann erzeugt wird, wenn vom Sender zum Empfänger eine Signalfolge übermittelt wird, wie sie konstruktionsbedingt für die Erzeugung eines Steuersignals vorgesehen ist.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben werden. Darin zeigt:

F i g. 1 eine Blockschaltung einer herkömmlichen Fernbedienungseinrichtung,

Fig.2 eine Blockschaltung einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 3a bis 3d den Ausgangsspannungsverlauf in Teilen der in F i g. 2 dargestellten Schaltung,

F i g. 4 die Kennlinie des in der Schaltung der F i g. 2 vorgesehenen Frequenzdiskriminators,

F i g. 5 die Frequenzkennlinie des Bandpaßverstärkers und des Begrenzers im Empfänger nach F i g. 2,

F i g. 6 eine schematische Darstellung des Betriebsablaufs in der Schaltung der F i g. 2,

F i g. 7 und 8 konkretisierte elektrische Srhaltbilder,

Fig. 9a und 9b den SignaJverlauf in den Hauptteilen der Schaltung der F i g. 7,

Fig. 10 eine Blockschaltung eines Teils einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 11a bis He den Ausgangssignalverlauf in verschiedenen Teilen der in Fig. 10 dargestellten Schaltung und

Fig. 12 eine Blockschaltung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Bei herkömmlichen Fernsehempfängern usw. konnte zur Fernsteuerung eine Fernbedienungseinrichtung mit dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau vorgesehen sein. Bei der in dieser Figur dargestellten Anordnung wird das von einem Sender 1 erzeugte Signal einer bestimmten Frequenz über eine Sendeantenne 2 ausgestrahlt. Das ausgestrahlte Signal a wird von einer Empfangsantenne 3 aufgefangen und durch einen Verstärker 4 verstärkt. Ein Bandpaßfilter 5 entnimmt aus dem verstärkten Signal eine vorbestimmte Frequenzkomponente und führt diese einem Detektor 6 zu, der ein Steuersignal b liefert.

Bei einem solchen System kommt es indessen leicht zu einer fehlerhaften Funktionsweise infolge äußerer Störungen, die durch atmosphärische Erscheinungen, Kraftfahrzeuge usw. hervorgerufen werden. So kann sich unter Umständen ein abgeschalteter Fernsehempfänger selbsttätig wieder anschalten.

Es sollen nun Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden, bei denen dieser Fehler beseitigt ist.

Fig.2 zeigt einen Sender 11 zur Erzeugung eines Signals c mit Bereichen zweier unterschiedlicher Frequenzen, die durch mechanische oder elektrische Umschaltung gebildet sind, und aus einer Sendeantenne 12 zur Ausstrahlung dieses Signals. Der Empfänger besteht aus einer Empfangsantenne 13 für den Empfang des ausgestrahlten Signals c, einem Bandpaßverstärker 14, einem Begrenzer 15, einem Frequenzdiskriminator 16, einem monostabilen Multivibrator 17 zum Verzögern des Signals und einem UND-Tor 18, dem das Signal und das verzögerte Signal zugeführt werden, worauf ein Ausgangssignal d erhalten wird. Das Ausgangssignal tierscheint in der Empfängereinheit nur dann, wenn von der Sendereinheit ein bestimmtes Signal ausgestrahlt wird.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform soll im folgenden anhand der F i g. 3 bis 6 beschrieben werden. Es sei davon ausgegangen, daß der Sender ein Signal erzeugt, dessen Frequenz einer Änderung von /i nach /₂ unterliegt, wie dies durch den Kurvenzug in Fig.3a dargestellt ist. Dieses Signal hat also in der Zeitspanne von to bis fi eine erste Frequenz f\ und in der Zeitspanne von t\ bis fe eine zweite Frequenz ij. Das von der Empfangsantenne 13 empfangene Signal wird zur Beseitigung eines Rauschens in den ungewünschten Bändern, eines Impulsrauschens und eines amplitudenmodulierten Rauschens durch den Bandpaßverstärker 14 und den Begrenzer 15 geleitet. Das verarbeitete Signal wird dem Frequenzdiskriminator 16 zugeführt, der die in F i g. 4 gezeigte Frequenzkennlinie zwischen der Frequenz des Eingangssignals und des Ausgangs hat. Wird dem Frequenzdiskriminator 16 also das in F i g. 3a dargestellte Signal zugeleitet, so erzeugt er ein Signal wie das der F i g. 3b. Durch das Signal zwischen ro und fi wird der monostabile Multivibrator 17 getriggert und liefert hierauf den in F i g. 3c dargestellten Ausgang. Die Umkehrperiode ίο bis 6 des monostabilen Multivibrators 17 wird bekanntlich durch den Widerstand und die Kapazität für die Festlegung der Zeitkonstante bestimmt. Da der demodulierte Ausgang des Frequenzdiskriminators 16 von fi bis i3 negativ ist, wie dies aus F i g. 3b hervorgeht, wird infolgedessen von fi bis ti das UND-Tor 18 geöffnet und liefert somit das in Fig.3d dargestellte Steuersignal. Der Ausgang des monostabilen Multivibrator;; 17 kehrt zum Zeitpunkt /2 jedoch wieder auf den Nullpegel zurück und das UND-Tor 18 ist daher von h an wieder geschlossen. Der Ausgang des UND-Tores 18 ändert sich also im Verlauf der

1» Zeitspanne von fo bis h in der in F i g. 6 gezeigten Weise. Das Steuersignal d wird demzufolge in der Zeitspanne von fi bis ^ aus dem Signal der beiden Frequenzen f\ und Z₂ erzeugt.
Es sollen nun die Fehlfunktionsmöglichkeiten erörtert werden. Wie bereits erwähnt wurde, werden die Störwellen in den unnötigen Bändern, also in Fig.5 unter /Ό. und oberhalb /cw, sowie das Impulsrauschen und das amplitudenmodulierte Rauschen aufgrund der Frequenzbandcharakteristik des Bandpaßverstärkers 14 und der Amplitudenbegrenzungscharakteristik des Begrenzers 15 beseitigt. Geht eine Störwelle ein, die der Frequenzkomponente f\ entspricht, so wird nur der Ausgang des monostabilen Multivibrators 17 negativ, aber das UND-Tor 18 öffnet sich nicht. Erscheint dagegen eine Störwelle, die der Frequenzkomponente /2 entspricht, so verbleibt der Ausgang des Multivibrators 17 auf dem Nullpegel, und das UND-Tor 18 öffnet sich ebenfalls nicht.

Sollten gleichzeitig Störwellen eingehen, die den Frequenzkomponenten f\ und h entsprechen, so behält der demodulierte Ausgang wegen der in Fig.4 gezeigten Charakteristik des Frequenzdiskriminators 16 den Nullpegel bei, und das UND-Tor 18 bleibt geschlossen.

Ist eine Störwelle eingegangen, die der Frequenzkomponente f\ entspricht, und geht nach dem Zeitpunkt h eine weitere, der Frequenzkomponente h entsprechende Störwelle ein, so kommt es hierdurch nicht zu einer Fehlbetätigung, da der Ausgang des Multivibra-

fao tors 17 bereits wieder auf den Nullpegel zurückgegangen ist.

Wie aus den obigen Darlegungen hervorgeht, kann diese Ausführungsform nur durch ein Signal in Betrieb genommen werden, dessen Frequenz sich während der

Hi Zeitspanne fo bis fi von f\ in /2 ändert (eine Inbetriebnahme unterbleibt, falls sich die Frequenz von h in /Ί ändert). Eine Fehlbetätigung ist daher nur selten möglich.
Es sollen nun die baulichen Einzelheiten der in F i g. 2

dargestellten Ausführungsform beschrieben werden.

F i g. 7 zeigt den Schaltungsaufbau des Senders und Fig.8 den des Empfängers. Man erkennt eine Stromquelle 21, einen Schalter 22, einen Schalttransistor 23, dessen Basis mit einer aus einem Widerstand 24 und ^r> einem Kondensator 25 bestehenden Zeitkonstantenschaltung verbunden ist, einen Transistor 26, der Teil eins Colpitts-Oszillators 32 ist, zu dem ein durch Kondensatoren 27,28 und 29 sowie durch eine Spule 30 bestimmter Resonanzkreis gehört, einen Kondensator in 31, der den Kondensatoren 27 und 29 parallelgeschaltet werden kann, und einen Verstärkertransistor 33.

Es soll im folgenden die Wirkweise der Schaltung der F i g. 7 erläutert werden. Der Transistor 23 geht nach dem Schließen des Schalters 22 mit einer gewissen !■> Verzugszeit in den Durchlaßzustand über, da die Zeitkonstantenschaltung vorgesehen ist, die durch den Widerstand 24 und den Kondensator 25 gebildet wird. Es sei in diesem Zusammenhang auf F i g. 9 Bezug genommen. Wird der Schalter 22 zum Zeitpunkt ίο in die Einschaltstellung gebracht, so erhöht sich das Basispotential des Transistors 23 also mit der durch den Widerstand 24 und den Kondensator 25 festgelegten Zeitkonstante in der in Fig.9a gezeigten Weise, bis schließlich die Schwellenspannung des Transistors 23 2^r> (Punkt a in Fig. 9a) erreicht wird. Hierauf wird der Transistor 23 leitend. Da an den Kollektor des Transistors 23 der Kondensator 31 gelegt ist, wird dieser Kondensator jetzt auf der einen Seite geerdet. Das andere Anschlußende des Kondensators 31 wird den Resonanzkondensatoren 27, 28 und 29 des Colpitts-Oszillators 32 parallelgeschaltet, dessen Schwingungsfrequenz nun einen niedrigen Wert annimmt. Wenn der Schalter 22 zum Zeitpunkt fo umgelegt wird, schwingt der Colpitts-Oszillator bis zum Zeitpunkt fi in der in r> F i g. 9b gezeigten Weise mit einer Frequenz, die durch den durch die Spule 30 und die Kondensatoren 27, 28 und 29 gebildeten Resonanzkreis bestimmt wird, doch erniedrigt sich die Schwingungsfrequenz vom Zeitpunkt ίι an, wenn nämlich der Kondensator 31 den Kondensatoren 27, 28 und 29 parallelgeschaltet wird. Die Schwingungsfrequenz läßt sich auch vom Zeitpunkt ίι an erhöhen, wenn man den Kondensator 25 und den Widerstand 24 gegeneinander vertauscht.

Eine solche Wirkungsweise läßt sich auch erzielen, wenn man den Schalter 22 als zweipoligen Schalter ausbildet und sich der Zweistufenumschaltung bedient. In diesem Fall wird der Schalter jedoch kompliziert und aufwendig. Auch kann es sich dann als schwierig erweisen, die Umschaltperiode von ίο bis fi konstant zu w halten, oder es kann sich ein schlechter Kontakt ergeben.

Ist im Aufbau des Schwingkreises der Transistor 23 vorgesehen, wie dies bei der Ausführungsform der F i g. 7 der Fall ist, so können Signale zweier « unterschiedlicher Frequenzen durch Umlegen des Schalters 22, der nur einen Pol hat und nicht aufwendig ist, mit Sicherheit entlang der Zeitachse verändert werden. Auch kann die Umschaltperiode von ίο bis fi konstant gehalten werden.

Das von dem Colpitts-Oszillator 32 erzeugte Signal wird durch den Transistor 33 verstärkt und über die Sende-Antenne 12 ausgestrahlt.

F i g. 8 zeigt die Einzelheiten des Schaltungsaufbaus des Empfängers, wobei zur Bezeichnung entsprechender Bauteile die gleichen Bezugszahlen verwendet sind wie in F i g. 2. Man erkennt einen Bandpaßverstärker 41, einen Transistor 42, der den Begrenzer bildet, Transistoren 43 und 44, die einen monostabilen Multivibrator 17 bilden, Pufferdioden 45 und 46 und Widerstände 47, 48 und 49 zur Pegeleinstellung zwischen den Stromkreisen.

Bei der obigen Ausführungsform erfolgt die Fernbedienung durch eine einzige Frequenzänderung. Sind im Empfänger mehrere monostabile Multivibratoren mit unterschiedlicher Verzögerungszeit vorgesehen, so kann der Fernbedienungsvorgang mit mehreren Frequenzänderungen ablaufen.

Fig. 10 zeigt den Grundaufbau eines solchen Empfängers. Im Sender werden die Frequenzen f\ und £ in vorbestimmten Zeitspannen gewechselt, so daß man ein Signal mit Signalanteilen der Frequenzen /i, /j und f\ erhält, wie dies in Fig. 11a dargestellt ist. Das von der Antenne empfangene und durch den Bandpaßverstärker 14 sowie den Begrenzer 15 abgeleitete Signal wird über eine Leitung 51 einem Fequenzdiskriminator 52 zugeleitet. Der Frequenzdiskriminator52 erzeugt das ir Fig. lib dargestellte Signal, das einem UND-Tor 55 einerseits direkt und zum anderen über monostabile Multivibratoren 53 und 54 zugeführt wird. Die monostabilen Multivibratoren 53 und 54 erzeugen die ir Fig. lic bzw. lld dargestellten Signale. Von derr UND-Tor 55 wird daher das in Fig. He dargestellte Steuersignal erhalten. Das Steuersignal beruht in diesen· Fall also auf dem gleichzeitigen Vorhandensein von dre Signalen, so daß eine Fehlbetätigung um so sicherei ausgeschlossen wird.

Wie aus dem Gesagten hervorgeht, läßt sich insbesondere durch einen mehrmaligen Wechsel zweiei Frequenzen /1 und /j eine Wirkung im Sinne dei Verhinderung von Fehlbetätigungen hervorbringen, die der durch das Wechseln zwischen einer Vielzah unterschiedlicher Frequenzen erzielbaren Wirkung nahezu gleichwertig ist. Auch wenn man nur mit zwe Frequenzen arbeitet, kann also ein Fernbedienungssy stern mit einfachem Aufbau und hervorragender Eigenschaften geschaffen werden.

Obenstehend wurde ein System beschrieben, bei den zur Signalübertragung vom Sender zum Empfänger mi elektromagnetischen Wellen gearbeitet wird, doch kanr auch ein System mit Signalübertragung durch Ultra schallwellen geschaffen werden. Eine solche Ausfüh rungsform ist in F i g. 12 dargestellt, wobei hier statt dei Sende- und Empfangsantenne der Ausführungsform dei Fig. 2 ein Lautsprecher 61 und ein Mikrophon 6; vorgesehen sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Fernbedienungseinrichtung mit einem Sender und einem Empfänger, von denen der Sender ein ■> Dauersignal erzeugt, in dem zumindest einmal ein erstes Signal und ein zweites Signal abwechseln, von denen das erste Signal aus einer ersten Frequenz für eine bestimmte Zeitdauer und das zweite Signal aus einer zweiten Frequenz für eine bestimmte Zeit- to dauer besteht, weiter mit einer Vorrichtung zum Senden des Dauersignals zum Empfänger, und mit einem das Dauersignal empfangenden und daraus ein Steuersignal ableitenden Empfänger, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger einen Frequenzdiskriminator (16) aufweist, dessen Ausgangsamplitude in Abhängigkeit von der Frequenz einen S-förmigen Verlauf hat derart, daß sein Ausgangssignal bei der erste Frequenz die eine Polarität und bei der zweiten Frequenz die andere Polarität besitzt, daß ein monostabiler Multivibrator (17) vorgesehen ist, der durch das der ersten Frequenz zugeordnete Ausgangssignal des Frequenzdiskriminators aus seiner Ruhelage kippbar ist und nach einer vorgegebenen Eigenzeit zurückkippt. die größer ist als die Zeitdauer des ersten Signals, aber kleiner als die Summenzeitdauer beider Signale, und daß eine Logikschaltung (18) nachgeschaltet ist, die ein Steuersignal nur dann durchschaltet, wenn der Frequen;.diskriminator ein Ausgangs- Jo signal der anderen Polarität vor Ablauf der Eigenzeit des monostabilen Multivibrators abgibt.

2. Fernbedienungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (11) einen Schalter (22), einen durch das Umlegen des Schalters » (22) mit elektrischer Energie versorgbaren, mit der ersten Frequenz als Schwingfrequenz einsetzenden Oszillator (32), einen durch das Umlegen des Schalters (22) allmählich aufladbaren Kondensator (25) und ein beim Erreichen eines vorgegebenen Spannungswertes der Klemmenspannung des Kondensators (25) schaltbares Schaltelement (23) aufweist, durch das die Schwingfrequenz des Oszillators (32) von der ersten auf die zweite Frequenz veränderbar ist.

3. Fernbedienungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Frequenzdiskriminator (16) ein Bandpaßverstärker (14) mit einem die erste und die zweite Frequenz enthaltenden Paßband vorgeschaltet ist, zwischen den und den Frequenzdiskriminator (16) zur Amplitudenbegrenzung des Ausgangs des Bandpaßverstärkers (14) ein Begrenzer (15) geschaltet ist.

4. Fernbedienungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der monostabile Multivibrator (17) nur durch ein Signal positiver oder negativer Polarität ansteuerbar ist.

5. Fernbedienungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübermittlung vom Sender (11) zum Empfänger bo durch elektromagnetische Wellen bzw. Ultraschallwellen erfolgt.