DE2333296A1

DE2333296A1 - Demodulator

Info

Publication number: DE2333296A1
Application number: DE19732333296
Authority: DE
Inventors: Claude Neuville
Original assignee: Compteurs Schlumberger SA
Current assignee: Compteurs Schlumberger SA
Priority date: 1972-06-30
Filing date: 1973-06-29
Publication date: 1974-01-10
Also published as: JPS4967082A; FR2191375B1; CH576214A5; ATA577673A; NL7309163A; AU5759673A; IT986615B; AT325706B; AU470254B2; BE801753A; FR2191375A1; GB1434037A; US3852677A; AR197341A1

Description

Demodulator

Die Erfindung bezieht sich auf Demodulatoren und insbesondere auf Demodulatoren für Fernsteuerungssignale.

Bei bestimmten Fernsteuersystemen, beispielsweise bei den Rundsteuersystemen sind die ausgesendeten Ströme mit der Fernsteuerungsfrequenz den Netzfrequenzströmen überlagert, die durch ein Energieversorgungsnetz fliessen· Die Fernsteuerungsfrequenz beträgt beispielsweise 175 Hz, während die Netzfrequenz 50 Hz beträgt.

Die Fernsteuerung verschiedener Empfänger von einer Zentrale aus macht beispielsweise von Impulsfolgen Gebrauch, die so codiert sind, daß sie entsprechend der Codierung jeweils nur auf bestimmte Empfänger selektiv einwirken.

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Zur Steuerung der Empfänger ist es daher notwendig, die Fernsteuerungsfrequenz von der Netzfrequenz und deren Oberwellen zu trennen. Diese Trennung kann beispielsweise durch Filterung erfolgen. Die in einem bestimmten Code ausgesendeten Impulse mit der Fernsteuerungsfrequenz müssen anschließend demoduliert werden, und damit sie von eventuellen StörSignalen des Netzes unterschieden werden können, müssen ihre Eigenschaften hinsichtlich Amplitude und Dauer geprüft werden.

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Demodulators, der in vollkommener Weise für die Demodulation solcher Rundsteuerungsimpulse geeignet ist und sich insbesondere für eine Ausbildung als monolithische integrierte Schaltung eignet.

Nach der Erfindung ist ein Demodulator für Impulse, die durch Signale mit einer bestimmten Frequenz moduliert sind, mit einem bistabilen Speicher, der an einem ersten Steuereingang die Signale empfängt,und mit einem ersten Zähler, dessen Nullstelleingang an den Ausgang des bistabilen Speichers angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Zähler vorgesehen ist, der die Signale an seinem Nullstelleingang empfängt, und daß der Ausgang des zweiten Zählers mit dem zweiten Steuereingang des bistabilen Speichers verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig.1 das Blockschaltbild des prinzipiellen Aufbaus des Demodulators nach der Erfindung und

Fig.2 Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des Demodulators von Fig.1.

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Bei der in Fig.1 dargestellten Anordnung ist eine Leitung vorhanden, die beispielsweise aus zwei Leitern 1 und 2 gebildet ist, über die ein Netzfrequenzstrom von beispielsweise 50 Hz fließt, dem Impulse überlagert sind, die durch Signale moduliert sind, deren Frequenz im allgemeinen höher als die Frequenz des über die Leiter 1 und fliessenden Stromes ist,beispielsweise 175 Hz beträgt. Diese Steuerimpulse ermöglichen die Fernsteuerung von verschiedenen an die Leiter 1 und 2 angeschlossenen Empfängern. Die Frequenz der die Fernsteuerimpulse bildenden Signale ist im allgemeinen von einem ganzzahligen Vielfachen der Netzfrequenz verschieden. Der Fernsteuerungsfrequenzwähler, der die Trennung dieser Impulse von dem Leitungsstrom ermöglicht, ist durch ein parallel an die Leiter 1 und 2 angeschlossenes Filter 3 gebildet. Dieses Filter besteht beispielsweise aus einem ersten Resonanzkreis, der durch die Serienschaltung einer Kapazität 4 und einer Selbstinduktivität 5 gebildet und auf die Modulationsfrequenz der ΡβΓηΞΐβ^Γυ^εΙπιρμΙεβ abgestimmt ist. Nach dieser ersten Filterung wird das an den Klemmen der Selbstinduktivität 5 erhaltene Signal an eine erste piezoelektrische Pille 6 angelegt, die auf eine Schwingzunge 7 aufgeklebt ist, die auf die Modulationsfrequenz der Fernsteuerungsimpulse abgestimmt ist. Auf der anderen Seite der Schwingzunge 7 ist eine zweite piezoelektrische Pille 8 angebracht, die im wesentlichen der ersten Pille 6 gegenüberliegt.

Der Ausgang des Filters 3 ist durch die Klemme der zweiten piezoelektrischen Pille 8 gebildet.

Das am Ausgang des Filters 3 erhaltene Signal wird dem Eingang des Demodulators 100 zugeführt, der vorzugsweise am Eingang eine Schwellenschal-cung9 aufweist, die beispielsweise durch einen Schwellenverstärker 10 gebildet sein

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kann, dessen erster (positiver) Eingang mit der Ausgangsklemme der .pille 8 verbunden ist, und dessen zweiter (negativer) Eingang, dessen Potential den Schwellenwert für den Durchgang des Signals durch diesen Verstärker festlegt, an den Abgriff eines Spannungsteilers angeschlossen ist, der beispielsweise durch zwei in Serie geschaltete Widerstände 11 und 12 gebildet ist, die beispielsweise zwischen einem Punkt positiven Potentials und einem Punkt negativen Potentials angeschlossen sind. Diese Schwellenschaltung 9 kann gegebenenfalls, falls erforderlich, einen Abwärts-Impedanzwandler enthalten, der durch einen Spannungsteiler gebildet ist, der an den Ausgang des Verstärkers 10 angeschlossen ist und beispielsweise aus zwei Widerständen 13 und 14 besteht, die den Ausgang des Verstärkers 10 mit dem Punkt negativen Potentials verbinden,sowie aus einem Transistor 15,dessen Basis an den Verbindungspunkt der beiden Widerstände 13 und 14 angeschlossen ist, dessen Emitter auf das negative Potential gelegt ist und dessen Kollektor über einen Widerstand mit dem Punkt positiven Potentials verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 15 bildet die Ausgangsklemme der Schwellenschaltung 9·

Der Ausgang dieser Schwellenschaltung ist einerseits mit einem ersten Steuereingang eines bistabilen Speichers und andrerseits mit dem Nullstelleingang eines ersten Zählers 18 verbunden.

Der Zähleingang des ersten Zählers 18 ist mit dem Ausgang eines Taktgebers 19 verbunden, der elektrische Bezugsimpulse mit einer gegebenen Frequenz liefert. Diese Bezugsimpulse können beispielsweise aus dem Leitungsstrom erhalten werden. Der Ausgang des ersten Zählers 18 ist mit dem zweiten Steuereingang des bistabilen Speichers 17 verbunden.

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Der Ausgang des bistabilen Speichers 17 ist mit dem Nullstelleingang eines zweiten Zählers 20 verbunden, der beispielsweise durch ein Register mit. mehreren Kippschaltungen gebildet ist, dessen Zähleingang an den Taktgeber 19 angeschlossen ist. Der Ausgang des Zählers 20 bildet den Ausgang des Demodulators.

Die Wirkungsweise dieses Demodulators soll an Hand der Diagramme von Fig.2 erläutert werden. Übereinkunftsgemäß soll in der folgenden Beschreibung als »■Zählzeit" die Zeit bezeichnet werden, die.ein Zähler vom Augenblick des Beginns der Impulszählung an benötigt, bis er an seinem Ausgang einen Impuls abgibt.

Das am Ausgang des Filters 3 erhaltene Signal ist im Diagramm (A) von Fig.2 dargestellt, das einen Impuls der Dauer t₂-t>, zeigt, der aus Signalen mit einer bestimmten Frequenz gebildet ist, deren Hüllkurve E die Form eines Fernsteuerungsimpulses bestimmt. Der beschriebene Demodulator ermöglicht es, am Ausgang einen Rechteckimpuls zu erhalten, vorausgesetzt, daß der seinem Eingang zugeführte Impuls eine ausreichende Dauer und Amplitude hat. Der zwischen denZeitpunkten t^ und ±2 liegende Impuls wird dem Eingang der Schwellenschaltung 9 zugeführt, deren Schwellenwert entsprechend der Darstellung im Diagramm (A) durch die Qerade bestimmt ist, die parallel zur Abszissenachse liegt und die Ordinate V_ hat. Wenn somit diese Signale dem Eingang der Schwellenschaltung zugeführt werden, liefert diese am Ausgang Rechteckimpulse , welche die gleiche Frequenz wie die den Fernsteuerungsimpuls bildenden Signale haben, wobei jedoch die Schwellenschaltung diese Impulse nur dann liefert, wenn die Amplitude der den Fernsteuerungsimpuls bildenden Signale größer als die Schwellenspannung V₈ ist, die durch den aus den beiden Widerständen 11 und 12 gebildeten Spannungsteiler bestimmt ist. Die von der Schwellenschaliung abgegebenen Rechteckimpulse sind im Diagramm (B) von Fig.2 dargestellt. ₃₀₉₍^_2/070C

Wenn die Schwellenschaltung an ihrem Ausgang wenigstens einen Impuls abgibt, -steuertdieser einerseits den bistabilen Speicher 17 so, daß er aus dem Ruhezustand in den Arbeitszustand geht, wie bei α im Diagramm (C) von Fig.2 dargestellt ist, und er stellt andrerseits den ersten Zähler auf Null zurück, der dann die Zählung der vom Taktgeber gelieferten Bezugsimpulse beginnt. Nach jedem von der Schwellenschaltung abgegebenen Impuls geht der Zähler aufNull und anschließend zählt er erneut die vom Taktgeber gelieferten Impulse. Wenn dagegen die Schwellenschaltung für eine Zeit, die größer als die Zählzeit des Zählers 18 ist, keine Impulse mehr liefert, gibt der Zähler 18 dann einen Impuls ab, der dem zweiten Steuereingang des bistabilen Speichers 17 zugeführt wird, der dadurch automatisch in seinen Anfangszustand zurückgestellt wird, wie im Diagramm (C) von Fig.2 bei ß dargestellt ist. Die Rückstellung des bistabilen Speichers 17 in seinen Ruhezustand erfolgt nach Ablauf einer Zeit τ (Diagramm (C) von Fig.2) nach dem letzten von der Schwellenschaltung 9 abgegebenen Impuls; diese Zeit τ ist höchstens gleich der Zählzeit des Zählers 18.

Man hat somit am Ausgang des bistabilen Speichers 17 einen Rechteckimpuls erhalten, dessen Länge im wesentlichen gleich der Länge des am Ausgang des Filters 3 erhaltenen Fernsteuerungsimpulses ist, selbst wenn im Innern dieses Fernsteuerungsimpulses einige Signale nicht die erforderliche Amplitude hatten. Zu diesemZweck ist die Zählzeit des Zählers 18 so bestimmt, daß sie mehrere Signale des Fernsteuerungsimpulses umfaßt. Bei einer praktischen Ausführung des beschriebenen Demodulators hatiie der Zähler beispielsweise eine Zählzeit von 4 Impulsen, die vom Taktgeber 19 mit der Frequenz 50 Hz geliefert wurden; diese Zählzeit umfaßte somit etwa 14 Signale bei einem Fernsteuerungsimpuls, der in diesem Fall etwa 175 Signale umfassen mußte. Wenn somit aus irgendeinem Grund weniger

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als 14 Signale am Ausgang der Schwellenschaltuig fehlten, wurde der Fernsteuerungsimpuls dennoch erfaßt.

Es muß auch "bestimmt werden, ob die Dauer des am Ausgang des bistabilen Speichers erhaltenen Impulses ausreichend groß ist, damit dieser Impuls ein Fernsteuerungsimpuls sein kann. In der Praxis haben diese Fernsteuerungsimpulse eine Dauer, die etwa eine Sekunde beträgt.Um sicherzustellen, daß es sich bei diesen Impulsen wirklich um Feimsteuerungsimpuls: und nicht um Störimpulse handelt.wird für den am Ausgang des bistabilen Speichers erhaltenen Impuls eine Mindestdauer vorgeschrieben. Zu diesem Zweck wird unterstellt, daß es sich beim Ausgangimpuls des bistabilen Speichers um einen Impuls der Fernsteuerungsimpulsfolge handelt, wenn die Dauer dieses Ausgangsimpulses etwa 40% oder mehr der Dauer der theoretisch über die Leitung übertragenen Impulse beträgt. Zum Überprüfen der Dauer des Ausgangsimpulses des bistabilen Speichers ist dessen Ausgang mit dem Nullstelleingang des zweiten Zählers 20 verbunden, dessen Zähleingang an den Ausgang des Taktgebers 19 angeschlossen ist, der die Bezugsimpulse liefert. Das normalerweise am Ausgang des bistabilen Speichers vorhandene Signal erzwingt dauernd den Zählerstand Null des zweiten Zählers 20. Wenn der erste; Impuls den bistabilen Speicher- in seinen Arbeitezustand bringt, beginnt der Zähler 20 mit der Zählung der Ausgangsimpulse des Taktgebers 19; wenn der Zähler 20 am Ende seiner Zählzeit ankommt, die gleich hO% der Dauer der Fernsteuerungsimpulse ist, ohne daß der bistabile Speicher in seinen Ruhezustand zurückgekehrt ist, liefert der Zähler 20 dann an seinem Ausgang einen Impuls nach einer Zeit t,, gerechnet vom ersten Ausgangsimpuls der Schwellenschaltung bzw. dem Augenblick der Einstellung des bistabilen Speichers in seinen Arbeitszustand (Diagramm (D) von Fig.2). ¥enn an-

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schließend der bistabile Speicher in seinen Ruhezustand zurückkehrt, stellt er den Zähler 20 auf Null zurück, und er hält ihn in diesem Zustand. In diesem Fall erscheint am Ausgang des Zählers 20 ein Rechteckimpuls, der im Diagramm (D) von Fig.2 dargestellten Form, und dieser Impuls bestätigt, daß dem Eingang des Demodulators 100 ein Impuls aus Signalen mit einer bestimmten Frequenz zugeführt worden ist, der eine ausreichende Amplitude und Dauer hat. Wenn dagegen der bistabile Speicher in seinen Ruhezustand zurückgekehrt ist, bevor der zweite Zähler 20 am Ende seiner Zählung angekommen ist, stellt das Ausgangssignal des bistabilen Speichers den Zähler 20 auf Null zurück, und es hält ihn dauernd in diesem Zustand, ohne daß ein Signal am Ausgang des Zählers 20 erschienen ist; dadurch werden Impulse unterdrückt, die mit größter Wahrscheinlichkeit Störimpulse sind.

Patentansprüche

Claims

Patentansprüche

(1. Demodulator für Impulse, die durch Signale mit einer bestimmten Frequenz moduliert sind, mit einem bistabilen Speicher, der an einem ersten Steuereingang die Signale empfängt, und mit einem ersten Zähler, dessen Nullstelleingang an den Ausgang des bistabilen Speichers angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Zähler vorgesehen ist, der die Signale an seinem Nullstelleingang empfängt, und daß der Ausgang des zweiten Zählers mit dem zweiten Steuereingang des bistabilen Speichers verbunden ist.
2. Demodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählzeit des zweitenZählers wenigstens gleich der Dauer von zwei Perioden der Signale der Impulse, aber kleiner als die Dauer der Impulse ist.
3. Demodulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählzeit des ersten Zählers größer als die Zählzeit des zweiten Zählers und gleich einem Bruchteil der Mindestdauer der Impulse ist.

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