DE2407497B2

DE2407497B2 -

Info

Publication number: DE2407497B2
Application number: DE2407497A
Authority: DE
Inventors: Nicolaas Van Hilversum Tol (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1973-02-28
Filing date: 1974-02-16
Publication date: 1978-04-20
Also published as: FR2219476A1; JPS5415199B2; GB1451832A; DE2407497A1; US3918057A; DE2407497C3; JPS49117892A; AU6585074A; NL162494B; BE811602A; FR2219476B1; NL162494C; CA1032639A; NL7302764A; SE398680B

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Identifizieren von Fahrzeugen, wie Autobussen, mit einer im Fahrzeug untergebrachten Antwortstelle, die beim Empfang eines von einer Abfragestelle gegebenen Abfragesignals über einen Sendeoszillator ein Signal aussendet, das mit einer Kodereihe moduliert ist, die die Antwortstelle kennzeichnet, welcher Kode in einer Logikschaltung erzeugt wird, wobei die Energie für die Antwortstelle von einer Einbaubatterie geliefert wird ''^r> und die Versorgung der Logikschaltung über ein im Ruhezustand der Schaltung gesperrtes Gatter erfolgt.

Eine Anordnung mit den genannten Merkmalen ist aus der US-PS 36 56 159 bekannt.

Diese bekannte Anordnung weist jedoch einige Nachteile auf. Zwar wird dort die Energie für die Antwortsielle von einer Einbaubatterie geliefert, und ein Teil der Versorgung der Antwortstelle erfolgt über ein im Ruhezustand der Schaltung gesperrtes Gatter, doch ist dafür ein anderes Teil für die Versorgung der Antwortstelle immer eingeschaltet, um ein empfangenes Abfragesignal detektieren zu können. Dadurch ist die für die Abfragestelle benötigte Energie zu groß und diese bekannte Anordnung daher nicht gut für die, Identifizierung von Fahrzeugen geeignet.

Eine ähnliche Anordnung ist auch aus der US-PS 32 99 424 bekannt. Diese verwendet eine passive Antwortstelle, und es wird nur von der Abfragestelle nach der Antwortstelle Energie übertragen. Die für die Informationsübertragung notwendige Energie liefert die Abfragestelle. Bei Anordnungen zum Identifizieren von Fahrzeugen, die nicht schienengebunden sind und somit keiner festen Bahn folgen, hat eine derartige Weise der Energieversorgung für die Antwortstelle in der Praxis jedoch den Nachteil, daß die von der Abfragestelle zu liefernde Energie zu groß sein müßte.

Zwar wäre es im Prinzip möglich, die Energie für die Antwortstelle aus dem bereits vorhandenen Akkumulator des Fahrzeuges selbst zu beziehen. Jedoch hat auch dies Nachteile, weil es einen Eingriff in das elektrische System des Fahrzeuges erfordert.

Die einzige praktische Lösung ist daher, die Antwortstelle mit einer eigenen Energiequelle in Form einer zusätzlichen Einbaubatterie zu versehen. Um jedoch eine lange Lebensdauer, z. B. fünf Jahre, dieser Batterie zu gewährleisten, ist es notwendig, möglichst wenig Energie aus dieser Batterie zu beziehen und insbesondere dafür zu sorgen, daß im Ruhezustand die Anordnung völlig stromlos ist, abgesehen von einem vernachlässigbar kleinen, aber unvermeidlichen Leckstrom.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine derartige Anordnung zu schaffen, deren Strombedarf außerordentlich gering ist. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß der Sendeoszillator derart eingestellt ist, daß er im Ruhezustand stromlos ist und beim Empfang eines Abfragesignals mit einer Stärke über einem gewissen Schwellenwert von selbst zu schwingen anfängt und daß Mittel, die darauf ansprechen, zum Betätigen des Gatters und weitere Mittel zum Blockieren des Sendeoszillators und des Gatters am Ende der Kodereihe vorgesehen sind.

Zweckmäßige Ausgestaltungen einer derartigen Anordnung ergeben sich aus der nachiolgenden Beschreibung sowie aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 in schematischer Form ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antwortgebers,
. F i g. 2 ein Beispiel eines Oszillators, der sich eigens zum gesetzten Ziel eignet, und

F i g. 3 eine graphische Darstellung.

Der Antwortgeber nach der Fig. 1 enthält einen Sendeoszillator TO, eine bistabile Triggerschaltung BS, ein Gatter P und eine Logikschaltung LC, die auf konventionelle Weise eingerichtet sein kann.

Der Oszillator TO und der Trigger ßSsind mit einer Einbau-Versorgungsbatterie Ba direkt verbunden, während die Versorgung der Logikschaltung LC über das Gatter P erfolgt, das durch den Trigger BS derart

gesteuert wird, daß es im Ruhezustand der Schaltung und des Triggers ßSgesperrt ist.

Der Oszillator TO kann prinzipiell auf bekannte Weise eingerichtet sein, z. B. als Hai tley- oder Colpitts-Oszillator mit einem Oszillatorkreis, dessen Selbstinduktivität L aus einem umwickelten Ferritstab FA besteht. Der Oszillator enthält weiter einen oder mehrere Transistoren, die derart eingestellt sind, daß in der Ruhelage der Oszillator gesperrt ist, d. h. die Transistoren sind gesperrt. iu

Der Trigger BS ist weiter auf bekannte V/eise derart eingerichtet, daß er wenigstens im Ruhezustand nur einen äußerst geringen, in der Praxis vernachlässigbar kleinen Strom zieht.

Im Ruhezustand liefert die Batterie Ba somit nahezu keinen Strom.

Es sei angenommen, daß die Antwortstelle in den Bei eich einer nicht gezeichneten Abfragestelle kommt.

Die Abfragestelle sendet periodisch, z. B. ^Omal in der Sekunde, während kurzer Zeit, z. B. 2 ms, ein Abfragesignal, dessen Frequenz der Frequenz entspricht, auf die der Oszillatorkreis des Oszillators TO abgestimmt ist, z. B. 100 kHz.

Dieses Abfragesignal induziert über eine Antenne FA eine Schwingung in den Oszillatorkreis, derart, daß die Drosseischweile des Transistors überschritten und der Transistor (oder die Transistoren) des Oszillators TO leitend wird und über die im Oszillator vorhandene Rückkopplung die Schwingung verstärkt wird. Der Oszillator wird ins Schwingen versetzt und schwingt auch dann noch, nachdem das Abfragesignal wieder verschwunden ist.

Unter dem Einfluß dieser Schwingung oder einer auftretenden Gleichstromänderung wird der Trigger in den Arbeitszustand gebracht, wodurch das Gatter P betätigt und die Logikschaltung LCgespeist wird.

Beim Überwechseln in den Arbeitszustand führt der Trigger BS über den Leiter RTder Logikschaltung LC einen Impuls zu, wodurch sie in einen gewissen Anfangszustand versetzt wird.

Die Logikschaltung enthält einen Taktimpulsgenerator CL, der der mit einer Kodierschaltung CD zusammenarbeitenden Zählschaltung TS periodisch Impulse zuführt. Der Zähler TS durchläuft periodisch einen bestimmten Zyklus und tastet dabei nacheinander die verschiedenen Abschnitte der Kodierschaltung CD ab, die entsprechend dem zu bildenden Kode eingestellt sind jedesmal beim Erreichen einer gewissen Endstellung gibt der Zähler einen Impuls an den Impulszähler DV ab, der vier Stellungen einnehmen kann. Der Impulszähler DV steuert die Kodierschaltung CD derart, daß in der ersten Stellung ein für alle Antwortstellen gleicher Startkode, in der zweiten und dritten Stellung der die betreffende Antwortstelle kennzeichnende Kennungskode oder Identifikationskode gebildet wird; in der vierten Stellung wird ein Stoppkode gebildet, der für alle Antwortstellen gleich ist.

Die über die Kodierschaltung CD gebildete Kodereihe wird dem Modulator MD zugeführt, der den e>o Sendeoszillator TO entsprechend moduliert.

In der vierten Stellung des Impulszählers DVgibt der Zähler TS in einem bestimmten Augenblick über das Gatter ζ) und den Leiter STeinen Impuls zum Trigger ÖS weiter, wodurch er in die Ruhelage zurückkehrt und »'■< das Gatter P sperrt, während weiter durch diesen Impuls der Oszillator TO gesperrt wird, z. B. Dämpfung des Oszillatorkreises.

Der Startkode bildet für die Abfragestelle das Zeichen, daß das Abfragesignal beantwortet wird. Vorzugsweise werden der Kodereihe Paritätszeichen zugeführt, so daß in der Abfragestelle untersucht werden kann, ob ein störungsfreies Antwortsignal empfangen wird.

Prinzipiell kann der bistabile Trigger entfallen. Die Steuerspannung des Gatters P kann dann z. B. über einen Gleichrichter aus der Oszillatorschwingung direkt hergeleitet werden.

Die Oszillatorschaltung nach Fig. 2 enthält zwei Transistoren 7*1 und T2 der entgegengesetzten Typen npn Lind pnp.

Die Emitterelektroden sind miteinander und über einen Widerstand R 1 mit einem kapazitiven Abzweigungspunkt s des Oszillatorkreises L—C2—C3 verbunden. Die Kollektorelektroden der Transistoren sind mit der positiven bzw. mit der negativen Klemme der Batterie Ba verbunden. Die Hauptstrombahnen der Transistoren liegen somit in Serie zwischen den Batteriepolen. Die Basiselektroden sind gleichfalls miteinander und mit dem Verbindungspunkt g der Selbstinduktivität L und des Kondensators C2 verbunden. Der dritte Verbindungspunkt a des Schwingkreises ist über den Kondensator C4 mit einem der Batteriepole verbunden. Der Kondensator C 4 hat eine hohe Kapazität, so daß der Punkt a für Wechselströme mit den Kollektorelektroden der Transistoren kurzgeschlossen ist. Es ist zu bemerken, daß weiter keine galvanische Verbindung zwischen den Batterieklemmen und den Emitterelektroden der Transistoren besteht. Diese Elektroden werden also ein schwebendes Potential annehmen, und zwar wird als Folge der Ungleichheit der Leckströme dieses Potential ungefähr gleich dem einer der Batterieklemmen sein.

Um dieses Potential besser festzulegen, kann gegebenenfalls über hohe Widerstände eine Polarisationsspannung an die Elektroden gelegt werden, aber dies gibt wieder eine Belastung der Batterie und ist prinzipiell überflüssig. Wird nämlich ein Signal in den Schwingkreis induziert, so ändert sich als Folge der Diodenwirkung der Kollektor-Basis-Übergänge von Ti und T2 die Spannung an C 4 sich derart, daß, solange eine bestimmte Amplitudenschwelle nicht überschritten wird, aus der Batterie keine Energie bezogen wird. Beginnt der Oszillator zu schwingen, so stellt sich die Spannung an CA schnell auf die Hälfte der Batteriespannung ein. Die Amplitude des Signals im Schwingkreis wird dann genau gleich der Hälfte der Batteriespannung sein. Nach dem Sperren des Oszillators ändert sich die Spannung an C4 langsam, bis das ursprüngliche Gleichgewicht wiederhergestellt ist.

Die graphische Darstellung nach F i g. 3 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Strom durch die Transistoren und den Spannungen an den Verbindungspunkten g und 5. Wenn der Spannungsunterschied zwischen g und s gleich Null ist, sind beide Transistoren gesperrt. Wenn die Spannung der Basiselektrode höher ist als die der Emitterelektroden, leitet der Transistor 7*1, und der Transistor 7"2 ist gesperrt. Wenn der Spannungsunterschied negativ ist, leitet der Transistor 72 und ist der Transistor T1 gesperrt. Die Transistoren sind somit nie gleichzeitig in leitendem Zustand.

Gehen wir jptzt davon aus, daß es im Schwingkreis keine Schwingung gibt und später durch ein Abfragesignal eine Schwingung in den Schwingkreis induziert wird. Die Spannung Vg- Vs (F i g. 3b), sie ist die Spannung am Kondensator C2, wird wechselweise

positiv und negativ. Hierdurch werden die Transistoren TX und T2 wechselweise leitend, wodurch in der einen Halbperiode dem Punkt sStrom über den Transistor T\ (Fig.3c) zugeführt und in der nächsten Halbperiode wieder über den Transistor T2 (F i g. 3d) entzogen wird. Es wird somit an den Punkt s ein Wechselstrom angelegt, der die Gleichstromeinstellung der Transistoren nicht beeinflußt. Dieser Strom fließt über den abgestimmten Kreis und den Kondensator C 4 zu den Kollektorelektroden zurück und verstärkt die im Schwingkreis vorhandene Schwingung. Der Oszillator beginnt somit zu schwingen, wobei über den Kondensator C5 ein Signal zum Steuern des bistabilen Triggers SSund damit des Gatters ^abgegeben wird.

Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise kann bemerkt werden, daß als Folge des umlaufenden Stromes im Schwingkreis sich die Punkte g und a in bezug auf den Punkt s gegenphasig verhalten. Die Punkte g und a sind mit den Basiselektroden bzw. mit den Kollektorelektroden verbunden, während der Punkt 5 mit den Emitterelektroden verbunden ist. Der Oszillator ist also im Grunde eine Dreipunktschaltung vom Colpitts-Typ.

Der Oszillator kann auch als Hartley-Oszillator durch Verbinden der Emitterelektroden mit einem Abgriff der Selbstinduktivität statt mit dem kapazitiven Abzweigungspunkt 5 ausgeführt werden. Dabei ist es notwendig, durch Zwischenschalten eines Kondensators dafür zu sorgen, daß die Emitterelektroden ein schwebendes Potential aufweisen, das sich selbst auf einen solchen Wert einstellt, daß die beiden Transistoren im Ruhezustand gesperrt sind.

Der Oszillator wird mit Hilfe des Transistors 7~3 in Reihe mit dem Kondensator Cl frequenzmoduliert Das modulierende Signal wird der Steuerelektrode (gate) des als Feldeffekttransistors ausgeführten Transistors über die Klemme MDzugeführt.

Ein Transistor dieses Typs arbeitet wie ein echter Schalter, d. h. in leitendem Zustand können darüber Ströme in beiden Richtungen fließen.

Normalerweise ist der Transistor To gesperrt. Beim Leitendwerden schaltet der Transistor To den Kondensator Cl für Wechselströme parallel zum abgestimmten Kreis, so daß die Frequenz herabgesetzt wird, z. B. von 10OkHz auf 9OkHz. Es sei bemerkt, daß dabei der Transistor kein Gleichstrom durchfließt und daß auch keine Änderung in der Gleichstromeinstellung der Transistoren Π und 7"2 auftritt.

Am Ende der Kodereihe wird der Feldeffekttransistor 74 unter der Steuerung des Stoppsignals an dei Klemme ST leitend (T3 ist in diesem Augenblick gesperrt), wodurch über den Widerstand R 1 und der Kondensator Cl der Kreis gedämpft wird und dei Oszillator in den Ruhezustand zurückkehrt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Identifizieren von Fahrzeugen, wie Autobussen, mit einer im Fahrzeug untergebrachten Antwortstelle, die beim Empfang eines von einer Abfragestelle gegebenen Abfragesignals über einen Sendeoszillator ein Signal aussendet, das mit einer Kodereihe moduliert ist, die die Antwortstelle kennzeichnet, welcher Kode in einer Logikschaltung erzeugt wird, wobei die Energie für die Antwortstel-Ie von einer Einbaubatterie geliefert wird und die Versorgung der Logikschaltung über ein im Ruhezustand der Schaltung gesperrtes Gatter, erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendeoszillator (TO) derart eingestellt ist, daß er im '5 Ruhezustand stromlos ist und beim Empfang eines Abfragesignals mit einer Stärke über einem gewissen Schwellenwert von selbst zu schwingen anfängt und daß Mittel (BS), die darauf ansprechen, zum Betätigen des Gatters (P) und weitere Mittel ^o zum Blockieren des Sendeoszillators und des Gatters am Ende der Kodereihe vorgesehen sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator. (TO) über die mit dem Oszillatorkreis gekoppelte Serienschaltung aus einem Kondensator (Ci) und der Hauptstrombahn eines Feldeffekttransistors (T3) frequenzmoduliert wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Blockieren des Oszillators (TO) durch Dämpfung des Oszillatorkreises über die Serienschaltung aus der Hauptstrombahn eines Feldeffekttransistors (T4) einem Widerstand (R 2) und einem Kondensator (C 1) erfolgt.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (TO) zwei Transistoren (Ti, Γ2) vom entgegengesetzten Typ (npn und pnp) enthält, deren Hauptstrombahnen miteinander zwischen den Batteriepolen ( + , —) in Serie geschaltet sind, und daß die miteinander verbundenen Emitter- ⁴ⁱ⁾ elektroden mit einem ersten Punkt (s) des Oszillatorkreises (L, C 2, C 3) und die Basiselektroden miteinander und mit einem zweiten Punkt (g) des Oszillatorkreises verbunden sind, während ein dritter Punkt (a) des Oszillatorkreises mit einem (—) der Batteriepole gekoppelt ist, wobei sich der zweite und der dritte Punkt hinsichtlich der Schwingung in bezug auf den ersten Punkt gegenphasig verhalten.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verbundenen Emitterelektroden ein schwebendes Gleichstrompotential aufweisen.