DE2338613B2 - Signalgenerator - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft Signalgeneratoren, die in einem Fernbedienungssystem beispielsweise jener Art verwendet werden können, bei dem eine Leuchtdiode zur Aussendung eines Lichtsignals zur Fernsteuerung des Umschaltens der Kanäle, der Lautstärke usw. in einem Fernsehempfänger vorgesehen ist, mit einer signalerzeugenden Schaltung, der ein Transistor nachgeschaltet ist, und mit einer Last.

Bei den nach dem Stand e'er Technik bekannten Fernbedienungssystemen, bei denen es sich bei dem Fernsteuersignal um ein Lichtsignal handelt, ist der zur Fernsteuerung verwendete Lichtsignalgeber für gewöhnlich als gesonderte Einheit ausgebildet und weist eine eigene Stromquelle in Form einer Batterie auf. Ist also der Leistungsbedarf hoch, so wird die Batterie schon bald verbraucht, so daß der Lichtsignalgeber dann kein Lichtsignal von der für die Fernsteuerung erforderlichen Intensität mehr auszusenden vermag. Auch hatten die nach dem Stand der Technik bekannten Lichtsender große Abmessungen und ein hohes Gewicht und waren daher unbequem zu handhaben. Wird als lichtaussendendes Element eine Leuchtdiode verwendet, so pflegen sich auch die Unregelmäßigkeiten in der Lichtemissionscharakteristik stark auszuwirken, und in diesem Fall sind bei der Fernbedienung ein fester Steuerbereich sov/ie eine gleichbleibende und zuverlässige Wirkweise nicht zu gewährleisten.

Aus der DT-OS 19 48 858 ist eine Wechseispannungsquelle mit einer signalerzeugenden Schaltung, der ein Transistor nachgesthaltet ist, und mit einer Last bekannt. Diese bekannte Schaltungsanordnung enthält jedoch keinen Hinweis auf eine Möglichkeit zur Konstanthaltung der Ausgangsspannung oder des Ausgangsstromes bei Verringerung der Spannung der Stromquelle.

Aus der DT-AS 20 58 891 ist eine Schaltungsanordnung zum Schutz gegen Überlastung für die Transistoren einer Leistungsendstufe bekannt. Ein Hinweis auf eine Möglichkeit zur Konstanthaltung der Ausgangsspannung oder des Ausgangsstromes eines Signalgenerators bei Verringerung der Spannung der Stromquelle ist jedoch auch dieser Druckschrift nicht zu entnehmen.

Es wurde bereits eine Oszillatorschaltung mit einem Verstärker, einem Amplitudenbegrenzer und einem abgestimmten Ausgangskreis angeregt. Diese Schaltung verwendet Zenerdioden zur Amplitudenbegrenzung, welche zu hohe Amplituden abschneiden und dadurch die am Ausgang erscheinende Signalform verändern. Außerdem enthält auch diese Schaltung keinen sachlichen Hinweis auf eine Möglichkeit zur Konstanthaltung der Ausgangsspannung oder des Ausgangsstroms eines Signalgenerators bei Verringerung der Spannung der Quelle.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Signalgenerator zu schaffen, bei dem die Amplitude des erzeugten Signals unabhängig von Änderungen im betrieblichen Verhalten der Stromquelle konstant gehalten werden kann.

Diese Aufgabe ist durch die Lehre des Anspruchs I gelöst.

Ein mit der Erfindung erzielter Vorteil ist darin zu sehen, daß bei Verwendung einer Leuchtdiode als Last stets eine hinreichend hohe Strahlungsstärke oder -intensität des Lichtsignais aufrechterhalten werden kann, so daß bei Verwendung des Signalgenerators als Bestandteil eines Lichtsignalgebers die Fernsteuerfunktion auch beim Aufbrauchen der Batterie über längere Zeit hinweg erhalten bleibt.

Im Rahmen der Erfindung lassen sich ausgezeichnete betriebliche Wirkungen erzielen, so daß ein exakt und zuverlässig arbeitendes, ausfallsicheres Fernbedienungssystem geschaffen werden kann, wenn man auf der Empfangsseite des Fernsteuersystems einen Resonanzkreis vorsieht, dessen Frequenz die gleiche ist wie die Modulationsfrequenz des von dem Lichtsender ausgesandten Lichtsignals.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Zusammenhang der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen. Darin zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild eines bei einem Fernbedienungssystem vorgesehenen Fernbedienungs-Lichtsenders,

F i g. 2 den Signalverlauf eines die Leuchtdiode in der Anordnung der F i g. 1 durchfließenden Ansteuerungsstroms,

F i g. 3 eine graphische Darstellung der zwischen dem Mittelwert eines die gleiche Leuchtdiode durchfließenden Stroms und dem Widerstandswert des in F i g. I gezeigten Regelwiderstandes bestehenden Beziehungen,

F i g. 4 eine graphische Darstellung der zwischen der Strahlungsstärke des von dieser Leuchtdiode ausgesandien Lichts und der Spannung der in F i g. 1 gezeigten Batterie bestehenden Beziehungen unä

Fig.5 ein Schaltbild eines bei dem die Erfindung verkörpernden Fernbedienungssystem vorgesehenen, ferngesteuerten Empfängers.

In F i g. 1 ist ein Lichtsignalgeber für die Aussendung eines Lichtsigrials zur Fernbedienung eines Fernsehempfängers bei der Kanalumschaltung gezeigt. Das Lichtsignal wird von einer bei diesem Signalgenerator als Last vorgesehenen Leuchtdiode 1 ausgesandt, die zwischen einen S'.rornquellenschalter 2 und den Emitter eines Schalttransistors 3 gelegt ist. Der Kollektor des Schahtransistors 3 ist an eine Batterie 4 gelegt, die als Stromquelle dient. Ein Ansteuerungsstrom fließt also nur dann von der Batterie 4 durch die Leuchtdiode 1, wenn der Schalter 2 geschlossen ist und wenn sich der Transistor 3 im Durchlaßzustand befindet, worauf die Leuchtdiode zur Aussendung eines Lichtsignals aufleuchtet. Der Schalter 2 wird geschlossen, wenn die Umschaltung der Kanäle in einem Fernsehempfänger vorgenommen werden soll. Die Batterie 4 besteht für gewöhnlich aus zwei hintereinandergeschalteten 1,5-Voh-Trockenzellen. Die Leuchtdiode 1 kann einen Gailium-Arsen-Halbleiter enthalten, falls ein Lichtsignal im Infrarotbereich ausgesandt werden soll, oder einen Gallium-Phosphor-Halbleiter, falls die Aussendung eines Lichtsignals im sichtbaren (grünen) Wellenlängenbereich erwünscht ist. Doch kann natürlich auch jede andere geeignete Leuchtdiode verwendet werden. Bei diesem System ist ferner ein Sinusoszillator 5 vorgesehen, der dazu dient, einen Ansteuerungsstrom durch die Leuchtdiode 1 fließen zu lassen und so bei einem einfachen Aufbau der Anordnung ein in besonderer Weise moduliertes Lichtsignal zu erzeugen. Dieser Schwingkreis umfaßt einen Schwingtransistor 6, der einen üblichen Hartleyoszillator darstellt, einen zwischen den Kollektor und die Basis des Transistors 6 gekoppelten Transformator 7, Kondensatoren 8, 9 und 10 sowie Vorspannungswiderstände 11 und 12. Seine Schwingungsfrequenz ist auf ungefähr 40 kHz eingestellt. Mit der Einstellung auf diesen Wert von 40 kHz wird eine möglichst weitgehende Ausschaltung von Steuerungsfehlfunktionen bezweckt, die durch Störlicht hervorgerufen werden, ausgehend von der Tatsache, daß Fremdlicht (Störlicht) kaum Lichtkomponenten enthält, die mit einer so hohen Frequenz intensitätsmodulier'. sind. Der Schwingungsausgang des Sinusoszillators 5 wird über eine als Bestandteil des Schwingungstransformators 7 vorgesehene Ausgangsspule T abgegeben und über einen Regelwiderstand 13 als Steuersignal zwischen der Basis und dem Emitter des Schahtransistors 3 aufgedrückt. Der Regelwiderstand 13 ist zur Einstellung des Steuerpegels de? Transistors 3 vorgesehen. Ferner ist zur Herabsetzung der Stromquellenimpedanz ein Kondensator 14 vorgesehen.

Wird bei diesem Aufbau der Schalter 2 im Zuge eines Fernbedienungsvorgangs geschlossen, beispielsweise also zur Kanalumschaltung in einem Fernsehempfänger, so wird ein Stromdurchgang durch den Schwingtransistor 6 zur Sinusschwingungserregung des Sinusoszillators 5 bewirkt, und die so in der Ausgangsspule T des Transformators 7 erzeugte Sinusschwingung wird dem Schalttransislor 3 zwischen der Basis und dem Emitter zugeführt. Der Transistor 3 geht in den leitenden Zustand über, sobald sein Basispotential über das Kontak\potential von 0,6 bis OJ Volt hinaus höher ist als das EmmerpotentiaL wodurch ein Ansteuerungsstrom bewirkt wird, der im wesentlichen eine in der einen HaJbwelle gleichgerichtete Sinuswellenform hat, wie sie in F i g. 2 gezeigt ist Beim Auftreten dieses Ansteuerungsstroms sendet die Leuchtdiode 1 intermittierend Impulslicht aus, d. h., es erscheint ein zur Fernsteuerung geeignetes Lichtsignal, bestehend aus einer Lichtimpulsfolge mit einer Folgefrequenz von 40 kHz.

Das aus der Ausgangsspule T des Schwingungstransformators 7 entnommene Sinusschwingungs-Ausgangssigna! wird über den Regelwiderstand 13 der Basis-Emitter-Bahn des Schalttransistors 3 zugeführt. 1st die Amplitude des über de·· Basis-Emitter-Bahn erscheinenden Signals groß genug, um eine Sättigung des Schaitiransistors 3 zu bewirken, so kann der Mittelwert des die Leuchtdiode 1 durchfließenden Ansteuerungsstroms durch Änderung des Widerstandswertes des Regelwiderstandes 13 in der Weise verändert werden, wie dies die durchgezogene Kurve 15 in F i g. 3 zeigt. Genauer gesagt, in dem Bereich der Widerstandswerle des Regelwiderstandes 13 von 0 bis etwa 2 Kiloohm (Α-Bereich) nimmt der Ansteuerungsstrom mit steigendem Widerstandswert zu, während er in dem Widerstandsbereich über 2 Kiloohm (ß-Bereich) mit steigendem Widerstandswert abnimmt. Diese Beziehung stellt sich ein, weil der Ansteuerungsstrom mit steigendem Widerstandswert infolge des verringerten Basisstroms des Schalttransistors 3 in der durch die Kennlinie 16 wiedergegebenen Weise abnimmt, während andererseits der Ansteuerungsstrom bei einer so erfolgenden Verringerung des Basisstroms wegen der Erhöhung der Basis-Emitter-Spannung über dem Schalttransistor 3 infolge der steigenden Impedanz, die der Ausgangsspule 7' parallel geschaltet ist, in der durch die Kennlinie 17 wiedergegebenen Weise zunimmt, wobei diese Kurven eine entgegengesetzte Neigung haben und jeweils eine Sättigungskennlinie darstellen. In Anbetracht dieser gegensinnigen Charakteristiken ist der Bereich der Widerstandswerte des Regelwiderstandes 13 so Festgelegt, daß er mit dem obenerwähnten .4-Bereich zusammenfällt. Sinkt also nun die Spannung der Batterie 4 ab, wenn s^;ch die Batterie verbraucht, so nimmt auch die Amplitude des Sinusschwingungsausgangs des Sinusoszillators 5 ab, wodurch sich der Basisstrom des Schalttransistors 3 verringert, so daß sich die Impedanz erhöhl, was eine Erhöhung (oder zumindest jedenfalls keine Verringerung) der am Transistor angelegten Basis-Emitter-Spannung zur Folge hat, die sich dahingehend auswirkt, daß der Schalttransistor 3 von einem Stärkstmöglichen Strom durchflossen wird. Bei dem Spannungsrückgang der Batterie 4 nimmt anderseits auch die Anoden-Katoden-Spannung über der Leuchtdiode 1 ab, was sich im Sinne einer Verringerung des Ansteuerungsstroms in der Leuchtdiode 1 auswirkt. Durch eine entsprechende Einstellung der Amplitude des Schwingungsausgangs des Sinusoszillators 5 und eine entsprechende Festlegung der Eigenschaften des Schahiransistors 3, des Widerstandswertes des Regelwiderstands 13 und der Eigenschaften der Leuchtdiode 1 in dem Sinne, daß die obengenannten gegensinnigen Änderungen einander aufheben, läßt sich also einem starken Abfallen der Strahlungsstärke oder -intensität des zur Fernsteuerung benutzten Lichtsignals auch dann vorbeugen, wenn die Spannung der Batterie 4 infolge des Aufbrauchens der Batterie unter den vorgesehenen Wert sinkt. In Fig.4 stellt die Kurve 18 die Strahlungsstärkecharakteristik eines herkömmlichen Lichtsignalgenerators dar, aus der hervorgeht, wie sich

die Strahlungsstärke mit fallender Batteriespannung verringert, während es sich bei der Kurve 19 um die entsprechende Kennlinie für die oben beschriebene erfindungsgemäße Anordnung handelt. Wie aus F i g. 4 zu entnehmen ist, läßt sich die Strahlungsintensität im Rahmen der Erfindung auch bei abnehmender Batteriespannung noch in einem beträchtlichen Umfang aufrechterhalten. Dies bedeutet eine erhebliche Verlängerung der Betriebsdauer des erfindungsgemäßen Signalgenerators im Vergleich zu dem nach dem Stand der Technik bekannter! Signalgenerator.

Bei der Anordnung der F i g. 1 wird das Schwingungsausgangssignal des Schwingkreises 5 über den Regelwiderstand 13 zwischen der Basis und dem Emitter des Schalttransistors 3 zugeführt, doch läßt sich eine ähnliche Wirkweise auch durch Zuführung des Schwingungsausgangssignals zwischen der Basis des Schalttransistors 3 und der Katode der Leuchtdiode 1 erzielen, wie dies in der Figur durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist.

Wie aus den obigen Darlegungen hervorgeht, kann die Strahlungsstärke des zur Fernsteuerung dienenden Lichtsignals bei dem erfindungsgemäßen Fernbedienungsübertrager im Sinne der Aufrechterhaltung der Fernsteuerleistung über eine längere Zeitspanne auch bei dem verbrauchsbedingten Spannungsabfall der als Stromquelle benutzten Batterie noch in einem beträchtlichem Umfang beibehalten werden. Auch kann die Batterie für eine längere Zeitspanne benutzt werden, was in wirtschaftlicher Hinsicht vorteilhaft ist. Da auch eine teilweise aufgebrauchte Batterie noch weiterverwendet werden kann, genügt es, eine Batterie mit kleinen Abmessungen, geringem Gewicht und geringer Leistung vorzusehen, so daß auch der Lichtsignalgeber selbst klein und leicht sein kann. Durch Einstellung des Widerstandsregclbereichs des Regelwiderstandes 13 auf den obenerwähnten Α-Bereich lassen sich die Unregelmäßigkeiten im l.ichtemissionsverhalten der Leuchtdiode 1 kompensieren, was die Möglichkeit bietet, schon im Herstellungsgang gleichbleibende Leistungseiger.schaften der Erzeugnisse sicherzustellen. Ein wesentlicher Vorteil ist ferner darin zu erblicken, daß der Ansteuerungsstrom für die Leuchtdiode mit Hilfe eines einfachen Sinusoszillators und eines Schalttransistors geregelt wird, ohne daß es hierzu eines Impulsgenerators von kompliziertem Aufbau bedarf, wie bei den bekannten Anordnungen, so daß also bei Vermeidung eines unnötigen baulichen Aufwandes ein einfacher. kleiner Schaluingsaufbau vorgesehen und einer vorzeitigen Batterieaufzehrung entgegengewirkt werden kann.

In F i g. 5 ist ein Empfänger gezeigt, der mit der obigen Fernbedienungseinrichtung gesteuert wird. Dieser

to Empfänger umfaßt einen Phototransistor 20, dem das Lichtsignal zugeführt wird, einen an dem Kollektor des Phototransislors 20 vorgesehenen Resonanzkreis 21, einen Verstärkertransistor 22, eine Gleichrichterschaltung 23, einen Schalttransistor 24, ein an den Kollektor des Schalttransistors 24 gelegtes Relais 25 und eine Schaltung 26, bei der es sich um den Kanalwähler eines Fernsehempfängers handeln kann, der fernbedient werden soll. Bei diesem Aufbau ist die Abstimmfrequenz des Resonanzkreises 21 so festgelegt, daß sie gleich der Schwingungsfrequenz des oben beschriebenen Sinusoszillators 5 des Lichtsenders ist. Der Resonanzkreis 21 erzeugt eine Sinuswelle also nur dann, wenn das zur Fernsteuerung benutzte, von der obenerwähnten Leuchtdiode 1 ausgesandte Lichtsignal in dem Phototransistor 20 eingeht, d.h. ein mit der gleichen Frequenz wie der Schwingungsfrequenz des Sinusoszillators 5 moduliertes Lichtsignal, worauf die so erzeugte Sinuswelle durch den Transistor 22 verstärkt und durch die Gleichrichterschaltung 23 gleichgerichtet wird, mit deren Ausgang dann der Schalttransistor 24 angesteuert wird. Beim Ansteuern des Transistors 24 wird das Relais 25 zur Steuerung der Schaltung 26 betätigt, beispielsweise also zur Vornahme der Kanalumschaltung in einem Fernsehempfänger. Geht in dem Phototransistor 20 ein Leichtsignal ein, das mit einer anderen als der genannten Frequenz moduliert ist, so liefert der Resonanzkreis 21 kein Ausgangssignal, so daß eine Falschsteuerung also nicht zu befürchten steht.

Die obige Beschreibung betrifft einen Lichtsignalgeber, doch sei betont, daß die Erfindung in einem breitgesteckten Rahmen natürlich auch auf andere Signalgeneratoren verschiedener Art Anwendung finden kann, bei denen andere Verbraucher vorgesehen sind als eine Leuchtdiode, beispielsweise etwa Widerstände.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

13 Patentansprüche:

1. Signalgeneraior mit einer signalerzeugenden Schaltung, der ein Transistor nachgeschaltet ist, und mit einer Last, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungsquelle (4) sowohl mit der signalerzeugenden Schaltung (5) als auch mit den beiden Enden einer, aus dem Transistor (3) und der Last (1) bestehenden Reihenschaltung verbunden ist und daß der Ausgang der signalerzeugenden Schaltung (5) mit der Basis und dem Emitter des Transistors (3) über eine Kopplungsschaltung verbunden ist, die in Reihe mit der Basis des Transistors (3) einen Widerstand (13) enthält, der derart eingestellt ist, daß er trotz Verringerung der Spannung der Spannungsquelle (4) oder trotz Verringerung des Ausgangssrgnals der Schaltung (5) eine Verringerung des Stromflusses durch die Last (1) verhindert.

2. Signalgenerator nach Anspruch 1, dadurch ge- ic kennzeichnet, daß es sich bei dem Widerstand (13) um einen Regelwiderstand handelt.

3. Signalgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als signalerzeugende Schaltung (5) ein Sinusoszillator vorgesehen ist.

4. Signalgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Last (1) eine Leuchtdiode vorgesehen ist und daß der Signalgenerator zur Erzeugung eines Fernsteuerung - Lichtsignals dient.

5. Signalgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Last (1) eine Leuchtdiode vorgesehen ist und daß der Signalgenerator nur während einer Halbperiode des Ausgangssignals des Sinusoszillators (5) zur Erzeugung eines zur Fernsteuerung dienenden Impulslichtsignals betätigbar ist.

6. Signalgenentor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinusoszillator (5) einen Schwingungstransformator (7) enthält, der eine Ausgangsspule (7') aufweist, und daß das Signal der Ausgangsspule (7') dem Trans-stor (3) aufdrückbar ist.