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Schaltungsanordnung zum Übermitteln der Kennung von Sendern in Funksprechanlagen
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Übermitteln der Kennung von
Sendern in Funksprechanlagen mit mehreren Sendestationen und mindestens einer die
Kennungen überwachenden EmpfangsstationD wobei die Sendestationen jeweils mit einem
Kennungsgeber ausgestattet sind und die Empfangsstation einen Auswerter aufweist.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines praktischen Anwendungsbeispiels
erläutert, bei dem die-Sendestationen Taxen sind und die Empfangsstation von einer
Taxifunkzentrale gebildet wird, an der erkannt werden soll, wann und welche Taxe
ihren Sender eingeschaltet hat. Die Erfindung ist auf eine solche Anwendung jedoch
keineswegs beschränkt. Sie ist generell dort einsetzbar, wo mehrere Sendestationen
miteinander und/oder mit mindestens einer empfangenden Station (Zentralstation)
in Funksprechverkehr treten können.
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Es ist bekannt, Taxen mit Sendern für den Sprechfunkverkehr auszurüsten
und jedem Sender einen Ruftongeber zuzuordnen, der beim
Einschalten
des Senders selbsttdtig wirksam wird, um eine dem betreffenden Sender zugeordnete
Kennung über den Sprechfunkkanal zu übermitteln. Diese Kennung geht in der Funkzentrale
an einen Auswerter, der die Kennung identifiziert. Auf Grund dessen kann der Operator
in der Funkzentrale sofort feststellen, wer sendet. Der Taxifahrer braucht nicht
erst umständlich seine Kennummer von Hand durchzugeben. Eine mißbräuchliche Benutzung
des Senders kann leicht erkannt werden.
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Bei bekannten Scnaltungsanordnungen der vorliegend betrachteten Art
wird die Kennung in dezimaler Form mit Hilfe von zehn unterschiedlichen Frequenzen
übertragen, won denen jede einer Dezimalziffer zugeordnet ist. Jede Kennung besteht
aus fünf Tönen. Da für die Übertragung nur der Sprechfunkfrequenzbereich, im allgemeinen
ein Bereich von etwa 300 Hz bis 3 kHz, zur Verfügung steht, ist eine sehr hohe Selektivität
erforderlich, um zwischen den einzelnen Ruftönen unterscheiden zu können. In der
Praxis liegt die erforderliche Selektivität bekannter Schaltungsanordnungen in der
Größenordnung von 20 Hz. Dies bedingt verhältnismäßig lange Einschwingzeiten der
Schwingkreise. Entsprechend ist jeder der Töne der Funfton-Ruffolge 40 bis 60 ms
lang. Infolgedessen beträgt die Sendezeit für die gesamte Kennung bis zu 5 x 60
ms = 300 ms. Berücksichtigt man ferner, daß bei solchen Systemen in der Regel die
Sprechdauer selbst recht kurz ist, so bedeutet eine Kennungssendezeit in der Größenordnung
von 300 ms, daß der Sprechfunkkanal für einen relativ hohen Prozentsatz der Gesamtdauer
durch die Kennungsübermittlung für den eigentlichen Sprechverkehr
blockiert
ist.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zu Grunde, eine Schaltungsanordnung
zu schaffen, die es erlaubt, die Kennungen innerhalb kürzerer Zeitspannen durchzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst9
daß der Kennungsgeber eine die Kennung in einem Dualcode, vorzugsweise BCD-Code,
darstellende Folge von Signalen gleicher Dauer und einer von zwei Frequenzen liefert
sowie daß der Auswerter mit zwei auf die beiden Kennungsfrequenzen abgestimmten
Filtern versehen ist.
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Da erfindungsgemäß für die Kennung nur zwei Frequenzen, von denen
die eine einer logischen "0" und die andere einer logischen t'1" entspricht, über
den Sprechfunkkanal übertragen werden müssen, reicht für eine sichere Erkennung
in der Empfangsstation eine wesentlich kleinere Selektivitt als bei den bekannten
Fünfton-Rufanlagen aus. Die Bandbreite der auf die beiden Kennungsfrequenzen abgestimmten
Filter kann in der Größenordnung von 300 bis 400 Hz liegen. Sie beträgt damit mehr
als das Zehnfache der Bandbreite der bekannten Einrichtung, Entsprechend der größeren
Bandbreite ist die Einschwingzeit der Schwingkreise kürzer. Die Kennungssignale
können infolgedessen in entsprechend rascherer Aufeinanderfolge übermittelt werden.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung
ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie
aus den Unteransprüchen.
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In den beiliegenden Zeichnungen zeigen: Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild
eines Gebers, Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild eines Auswerters, und Fig.
3 schematische Darstellungen von verschiedenen bei dem Auswerter nach Fig. 2 auftretenden
Signalen.
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Der Geber nach Fig. 1 weist einen Oszillator 10, vorzugsweise einen
quarzstabilisierten Oszillator, auf, der ein Signal von 260 kHz abgibt. An den Oszillator
10 sind ein erster und ein zweiter Frequenzteiler 11 bzw. 12 angeschlossen. Der
Frequenzteiler 11 teilt die Oszillatorfrequenz auf 2,6 kHz herunter, während die
Oszillatorfrequenz mittels des Frequenzteilers 12 auf 1,625 kHz geteilt wird. Die
Ausgänge beider Frequenzteiler 11, 12 sind mit einer Gatterstufe 13 verbunden, Dem
Frequenzteiler 11 ist ferner ein dritter Frequenzteiler 14 nachgeschaltet, der das
Ausgangssignal des Frequenzteilers 11 nochmals durch 8 teilt. Am Ausgang des Frequenzteilers
14 erscheint infolgedessen ein Signal, dessen Periodendauer von 3,076 ms dem Achtfachen
der Periodendauer der vom Frequenzteiler 11 gelieferten ersten Kennungsfrequenz
f1 sowie dem Fünffachen der Periodendauer der vom Frequenzteiler 12 abgegebenen
zweiten
Kennungsfrequenz f2 entspricht Der Ausgang des dritten Frequenzteilers 14 ist an
einen Zähler 15 angeschlossen, dessen Zählausgänge ihrerseits mit einem Multiplexer
16 verbunden sind. Der Multiplexer 16 weist programmierbare Eingänge 0,- 1 -. n
auf. Sein Ausgang 17 steht mit der Gatterstufe 13 in Verbindung. Mit dem Ausgang
des Frequenzteilers 14 ist ferner eine Differentiationsstufe 18 verbunden, deren
Ausgang an Rückstelleingdnge 19 und 20 der Frequenzteiler 11 bzw 12 angeschlossen
ist Der Geber arbeitet wie folgt: Die jeweils 3,076 ms langen Impulse am Ausgang
des Frequenzteilers 14 werden in der Differentiationsstufe 18 differenziert.
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Mittels dieses differenzierten Signals werden zu Beginn jeder Periode
von 3,076 ms Dauer die beiden Frequenzteiler 11 und 12 gleichzeitig auf 0 zurückgestellt
An den Ausgängen der Frequenzteiler 11 bzw. 12 treten infolgedessen immer phasengleiche
Signale auf, wobei bei den genannten Teilerverhdltnissen in jeden 3,076 ms-Zeitraum
acht volle Schwingungen der ersten Kennungsfrequenz und fünf volle Schwingungen
der zweiten Kennungsfrequenz fallen. An den Eingängen 0 bis n des Multiplexers 16
ist die Kennung des betreffenden Gebers fest einprogrammiert. Für diesen Zweck liegen
vorbestimmte Eingänge auf logisch 0 und andere Eingänge auf logisch 1 Die Multiplexereingönge
werden vom Zähler 15 im Takt des Ausgangssignals des Frequenzteilers 14 abgefragt.
Dabei
werden die Werte der programmierten Eingänge 0 bis n auf den Multiplexerausgang
17 geschaltet. Entsprechend der vorprogrammierten Kennung schaltet der Multiplexer
16 die Gatterstufe 13 entweder für die erste oder die zweite Kennungsfrequenz auf.
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Am Ausgang 21 der Gatterstufe 13 erscheint infolgedessen eine Folge
von Signalen gleicher Dauer (im vorliegenden Ausführungsbeispiel 3,076 ms), die
entweder die erste oder die zweite Kennungsfrequenz haben.
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Der in Fig. 2 veranschaulichte Auswerter weist zwei Filter 26, 27
auf, von denen das eine auf die erste Kennungsfrequenz (2,6 kHz) und das andere
auf die zweite Kennungsfrequenz (1,625 kHz) abgestimmt ist. Das Filter 26 ist über
eine Gleichrichterstufe 28 an den Pluseingang eines Differenzverstärkers 29 angeschlossen,
während der Ausgang des Filters 27 über eine Gleichrichterstufe 30 mit dem Minuseingang
des Differenzverstärkers 29 in Verbindung steht. Dem Differenzverstärker 29 ist
ein Schmitt-Trigger 31 nachgeschaltet, an den ein Schieberegister 32 angeschlossen
ist. Der Ausgang des Schmitt-Triggers 31 steht ferner mit einem Zeitverzögerungsglied
33 in Verbindung.
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Ein Oszillator 34 liefert ein Signal, dessen Frequenz 260 kHz beträgt
und das in einem nachgeschalteten Frequenzteiler 35 durch 800 geteilt wird. Die
Dauer der Impulse am Ausgang des Frequenzteilers 35 ist daher gleich der Dauer der
Impulse am Ausgang des Frequenzteilers 14 des Gebers. Der Starteingang 36 des Frequenzteilers
35 steht mit dem Zeitverzögerungsglied 33 über eine Differetiationsstufe
37
in Verbindung. Der Ausgang des Frequenzteilers 35 ist über eine weitere Differentiationsstufe
38 an den Takteingang 39 des Schieberegisters 32 angeschlossen. Dem Schieberegister
ist eine Anzeigestufe 40 nachgeschaltet.
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Das Signalgemisch läuft am Eingang 42 des Auswerters ein. Eine Senderkennung
beginnt mit einem Signal der einen sowie einem darauffolgenden Signal der anderen
Kennungsfrequenz f1 bzw. f2.
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Zu Beginn der Kennung erscheinen daher am Ausgang der Filter 26.
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und 27 Signale entsprechend den Fig, 3a und 3b Die Signale am Ausgang
der Gleichrichterstufen 28 und 30 stellen im wesentlichen die Einhüllenden der Signale
gemäß Fig. 3a und 3b dar. Am Ausgang des Differenzverstärkers 29 tritt ein Signal
entsprechend Fig. 3c auf.
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Bei einem vorbestimmten Spannungspegel U1 der ersten von "1" nach
"O" gehenden Flanke des Ausgangssignals des Differenzverstärkers 29 wird der Schmitt-Trigger
31 gestartet. Das Zeitverzögerungsglied 33 bewirkt eine Zeitverzögerung des Ausgangssignals
des Schmitt-Triggers 31 von tv, die ungefähr gleich der halben Dauer der einzelnen
Kennungssignale ist. Das verzögerte Signal wird mittels der Differentiationsstufe
37 differenziert (Impuls J1 gemäß Fig. 3d) und startet über den Eingang 36 den Frequenzteiler
35. Die Ausgangssignale des Frequenzteilers 35 werden differenziert. Mittels der
differenzierten Signale (Impulse 12 in Fig. 3e) wird das Schieberegister 32 über
den Takteingang 39 weitergeschaltet.
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Bei der beschriebenen Scholtungsauslegung werden also die Ausgangsimpulse
des Differenzverstdrkers 29 bzw. des Schmitt-Triggers 31 in einem der Dauer der
Einzelsignale entsprechenden Takt zu Zeitpunkten abgefragt, die auf Grund der Verzögerungszeit
t im v wesentlichen in der Mitte der Ausgangsimpulse des Schmitt-Triggers 31 liegen.
Dadurch ist gewshrleistet, daß die Abfragung immer zu Zeitpunkten erfolgt, zu denen
das System sicher eingeschwungen ist Es können sich keine Phasenfehler störend bemerkbar
machen.
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Die Auswertesicherheit ist besonders hoch. Weil jedes der Gebersignale
eine ganzzahlige Anzahl von Schwingungen der beiden Kennungsfrequenzen umfaßt, die
Kennungsfrequenzen angesichts der geschilderten Rückstellung der Frequenzteiler
11 und 12 immer phasengleich auftreten und der Abfragezeitpunkt aus der ersten von
"1" nach "0" gehenden Flanke des Ausgangssignals des Differenzverstärkers 29 abgeleitet
ist, liegt der Abfragezeitpunkt mit hoher Sicherheit fest.
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Die beschriebene Anordnung kann in mannigfaltiger Weise weitergebildet
werden. Beispielsweise kann für eine Alarmauslösung in der Funkzentrale dadurch
gesorgt werden, daß ein zusätzliches Bit der Kennung geandert wird. Läuft beispielsweise
in der normalen Kennung ein bestimmtes Bit auf "0", kann durch entsprechende Änderung
der Programmierung des betreffenden Eingangs des Multiplexers 16 dafür gesorgt werden,
daß dieses Bit im Alarmfall als "1" gesendet wird. Der Sender kann für diesen Zweck
über einen Schalter eingeschaltet werden, der in der einen Schaltstellung die Kennung
ohne Alarmanzeige und in einer anderen Stellung
die Kennung mit
Alarmanzeige abgehen ldßt.
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Der Auswerter kann ferner mit einem Zusatzgerät ausgestattet sein,
das die Anzeige vorwählbarer Kennungen sperrt. Dadurch kann erreicht werden, daß
nicht zugelassene Sender bei der Auswertung unberücksichtigt bleiben.
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Bei der erfindungsgemdßen Anordnung liegen die Signale sofort in einem
für die Anzeige geeigneten Code vor. Die Kennungssignalfolge braucht nicht erst
umstandlich in eine anzeigbare Form gebracht zu werden. Ein besonderer Frequenzabgleich
(C- bzw.
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L-Abgleich) ist nicht erforderlich. Auch eine Lautsprechersperrung
ist nicht nötig. Zusätzlich zur Identifizierung des Senders kann die Kennung nicht
nur mit einem Alarmzeichen sondern auch mit mehreren-zusätalichen Zeichen versehen
werden, um der Zentrale beispielsweise unterschiedliche Einsatzarten kenntlich zu
machen, ohne daß eine entsprechende Durchsage erforderlich ist.
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Dem kommt beispielsweise besondere Bedeutung zu, wenn die vorliegend
beschriebene Schaltungsanordnung bei Polizei- oder Notdienstfahrzeugen verwendet
wird.