-
Auswerteschaltung für den Selektivruf in Empfängern Die Erfindung
bezieht sich auf eine Auswerteschaltung für den aus mehreren aufeinanderfolgenden
Tonfrequenzen bestehenden Selektivruf in Empfängern der drahtlosen Nachrichtentechnik,
insbesondere für den Funksprechverkehr, mit den folgenden bekannten Merkmalen: 1.
Auf die Tonfrequenzen abgestimmte Schwingungskreise sind von einem Schaltregister
aus mit je einem Schalttransistor oder dgl. zeitlich nacheinander einschaltbar.
-
2. Die Wechselspannung des jeweils eingeschalteten Schwingungskreises
wird gleichgerichtet und die erhaltene Gleichspannung schaltet über ein Zeitkonstantenglied
nach einer vorbestimmten Zeit, nämlich der Auswertezeit, das Schaltregister fort.
-
3. Das Schaltregister enthält an seinem Fortschalt- und Rücksetzeingang
Schaltkreise mit komplementären FeldeffekttransistoPen 4. Das Schaltregister wird
über ein weiteres Zeitkonstantenglied mit größerer Zeitkonstante dann in seinen
Ruhezustand rückgesetzt, wenn nach einer oder mehreren empfangenen richtigen Tonfrequenzen
eine falsche Tonfrequenz empfangen wird.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Auswerteschaltung
so zu vereinfachen, daß die räumlichen Abmessungen des
Gerätes mit
dieser Schaltung kleiner werden, was z.B. bei Funksprechgeräten wichtig ist. Bei
Batteriebetrieb ist ferner eine Verringerung des Stromverbrauches erwünscht.
-
Die Erfindung löst diese Aufgabe bei der oben beschriebenen Auswerteschaltung
dadurch, daß das Zeitkonstantenglied für die Auswertung des Seltktivrufes ohne Einfügung
einer impulsformenden Kippschaltung mit Schwellwert am Fortschalteingang des Schaltregisters
liegt oder/und daß das Zeitkonstantenglied für die Rücksetzung des Schaltregisters
in den Ruhezustand ohne Einfügung einer impulsformenden Kippschaltung mit Schwellwert
am Rücksetzeingang des Schaltregisters liegt.
-
In dem Falle, daß der Empfänger Teil eines Sende-Empfangs-Gerätes
ist, besteht die Möglichkeit, daß man in bekannter Weise das für den Selektivruf
im Sender notwendige Zeitkonstantenglied auch zur Auswertung des Selektivrufes im
Empfänger ausnutzt.
-
Dann wird die Erfindung nur für die Rücksetzung benutzt.
-
Die beiden Alternativen der Erfindung gründen sich auf die Erkenntnis,
daß bei Verwendung eines Schaltregisters mit Schaltkreisen mit komplementären Feldeffekt-Transistoren
an seinen Eingängen (Fortschalt- und Rücksetzeingang) erstens der Schwellenwert
dieser Schaltkreise ausnutzbar ist, so daß die bisher üblichen zusätzlichen Schwellwertschaltungen
vor den genannten Eingängen entbehrlich sind, und zweitens eine Impulsformung zur
Flankenversteilerung vor dem Fortschalt- und Rücksetzeingang fortfallen kann. Eine
Flankenversteilerung war bei den ursprünglich gebräuchlichen Schaltregistern, die
mit bipolaren Transistoren aufgebaut waren, unbedingt notwendig, weil beim Anlegen
einer langsam ansteigenden Spannung die Eingangsschaltung am Fortschalt- und Rücksetzeingang
zu Eigenschwingungen neigte, die ein zuverlässiges Schalten verhinderten. Dieser
ungünstige Zustand mußte also so schnell wie möglich bis zu einem durch
den
vorhergehenden Impulsformer festgelegten Schwellenwert durchlaufen werden, bei dem
das Schaltregister sicher fortschaltete bzw. zurücksetzte.
-
Später ging man dazu über, in der oben beschriebenen Auswerteschaltung
die neuen Schaltregister mit komplementären Feldeffekt-Transistoren an den Eingängen
zu verwenden, weil damit eine erhebliche Stromersparnis erzielt werden konnte. Diese
neuen Schaltregister, die im Handel als integrierte Schaltung in IÇomplementär-MOS-Technik
erhältlich sind, waren für die digitale Technik entwickelt worden, so daß man sie
dementsprechend auch im vorliegenden Fall digital also mit Impulsformern vor dem
Fortschalt- und Rücksetzeingang, ansteuerte. Die Erfindung zeigt,
daß (Wie auch analog, also im vorliegenden Fall mit einer am Ausgang eines Zeitkonstantengliedes
stetig sich ändernden Spannung1ansteuern kann, weil das erwähnte Gebiet des Auftretens
von Eigenschwingungen bei den neuen Schaltregistern nicht auftritt.
-
Ferner läßt sich, wie die Erfindung zeigt, ausnutzen, daß die neuen
Schaltregister auch bei Ansteuerung mit einer sich langsam ändernden Spannung erst
bei einem bestimmten Schwellvert ansprechen. Allerdings darf die Anderung nicht
beliebig langsam erfolgen, jedoch reicht die beim Selektivruf vorkommende Schnell
ligkeit der Änderung gut aus.
-
Die Zeichnung zeigt in Fig. i ein Ausführungsbeispiel für die beiden
Alternativen der Erfindung. In Fig. 2 ist der Spannung verlauf des Zeitkonstantengliedes
9,10 für die Auswertung und in Fig. 3 ist der Spannungsverlauf des Zeitkonkantengliedes
14,15 für die Rücksetzung des Schaltregisters dargestellt.
-
Die Schaltung nach Fig. 1 ist eine empfängerseitige Seloktivrufschaltung
zum Auswerten des Selektivrufes, der aus mehreren zeitlich aufeinanderfolgenden
verschiedenen Tonfrequenzen besteht.
Die Tonfrequenzen werden dem
Eingang E zugeführt und am Ende der letzten richtigen Tonfrequenz wird der Lautsprecher
vom Ausgang A aus eingeschaltet. Die empfangenen Tonfrequenzen werden von der Eingangsklemme
E transformatorisch auf die Schwingkreisspule i übertragen, die mit mehreren Anzapfungen
für die verschiedenen Tonfrequenzen versehen ist und mit dem Kondensator 2 einen
Schwingungskreis bildet. Uber jeweils einen der Schalttransistoren 3,4,5, von denen
nur drei dargestellt sind (es sind in der Regel fünf),wird die erforderliche Anzapfung
mit dem Fußpunkt des Schwingkreiskondensators 2 verbunden und dadurch der Schwingungskreis
geschlossen. Die Basiselektroden der Schalttransistoren 3, 4,5 werden von den Ausgängen
des Schaltregisters 6 (auf der linken Seite) gesteuert, das aus einem Dualzähler
mit Decoder besteht.
-
Das Schaltregister seinerseits wird von der Auswerteschaltung gesteuert,
die im unteren Teil der Fig. 1 liegt. Der Transistor 7, der als Kollektorgleichrichter
arbeitet, richtet die jeweils empfangene Tonfrequenz gleich. Die erhaltene Gleichspannung
macht den im Ruhezustand gesperrten Transistor 8 leitend, wodurch der Kondensator
9 über den Widerstand 10, die zusammen das Zeitkonstantenglied für die Auswertung
bilden, innerhalb von 40 ms aufgeladen wird. Der Punkt P, der mit dem Fortschalteingang
des Schaltregisters 6 verbunden ist, kommt dadurch auf Erdpotential, so daß das
Schaltregister 6 für die nächste Fortschaltung vorbereitet wird. Bisher war der
gestrichelt gezeichnet Schaltungsteil 11 erforderlich. Er bestand aus einer Schwellwertschaltung
in Form eines impulsgebers, auch Taktgeber genannt, der für eine Versteilerung der
Schaltspannung sorgte und zugleich eine Schwelle für die Fortschaltung des Schaltregisters
bildete. Dieser Impulsgeber il ist jedoch gemäß der einen Alternative der Erfindung
entbkhrlich, wenn man als Schaltregister ein solches mit komplementären Feldeffekt-Transistoren
in den Schaltkreisen am Eingang des Schaltregisters verwendet, wie oben beschrieben
wurde. Am Ende des ersten
richtigen Tones, der 70 ms lang gesendet
wird, fällt die vom Transistor 7 gelieferte Gleichspannung fort, so daß der Transistor
8 gesperrt wird. Dadurch findet eine schnelle Entladung des Kondensators 9 über
den Widerstand 12 und die Diode 13 statt, so daß der Punkt P schnell wieder auf
ein positives Potential kommt, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. In diesem Augenblick
wird das Schaltregister fortgeschaltet, so daß statt des Transistors 3 der Transistor
4 leitend wird.
-
Wenn dievier folgenden Tonfrequenzen richtig sind, also jeweils in
Resonanz mit dem wirksamen Schwingungskreis sind, wird das Schaltregister bis zum
Ende fortgeschaltet und der Lautsprecher vom Ausgang A aus eingeschaltet.
-
Ist jedoch eine empfangene Tonfrequenz falsch, und damit nicht in
Resonanz, so wird die in Fig. 1 oben dargestellte Rücksetzschaltung wirksam. Sie
enthält ein Zeitkoniantenglied, das aus dem Kondensator 14 und dem Widerstand 15
besteht und eine größere Zeitkonstante hat als das Auswerte-Zeitkonstantenglied
9,10. Bevor der erste Ton empfangen wird, ist der Transistor 16 leitend, so daß
der Kondensator 14 über den Transistor 16 kurzgeschlossen wird. Beim Einschalten
des Gerätes wird nämlich das Schaltregister 6 von der Klemme + der Batterie aus
über den Kondensator 17 und die Leitung 18 in den Ruhezustand gssetzt.
-
Dadurch erhält vom Schaltregister 6 aus die Basis des Transistors
3 eine positive Vorspannung, damit dieser Transistor 3 für in Empfang des ersten
Tones leitend wird. Die positive Vorspannung gelangt außerdem über die Diode 19
zur Basis des Transistors 16, der dadurch leitend wird, so daß die Aufladung des
Kondensators 14 verhindert wird. Dieser Zustand bleibt während der ganzen Dauer
des ersten Tones erhalten (Fig. 3).
-
Am Anfang des zweiten Tones fällt durch das Fort schalten des Schaltregisters
6 auf den Transistor 4 die positive Spannung an der Basis des Transistors 3 weg,
so daß auch der
Transistor 16 gesperrt wird und damit die langsame
Aufladung des Kondensators 14 über den Widerstand 15 beginnt. Nach Fig. 3 steigt
die Ladespannung des Kondensators 14 in Fig. 1 auf ein positives Potential an, bis
am Ende des zweiten Tones durch die schnelle Entladung des Kondensators 9 über den
Widerstand 12 (infolge Sperrung des Transistors 8 durch Fortfall der vom Transistor
7gelieferten Gleichspannung) ein positiver Impuls vom Verbindungspunkt des Widerstandes
12 mit der Diode 13 über den Kondensator 24 und die Diode 20 zur Basis des Transistors
16 geschickt wird, über den sich der Kondensator 14 schnell entladet (abfallende
Flanke in Fig. 3). Anschließend beginnt wieder die Aufladung des Kondensators 14.
Dieses Mal sei angenommen, daß der dritte Ton falschist. Deshalb wird nach 70 ms
kein positiver Impuls an die Basis des Transistors 16 geliefert.
-
Der Kondensator 14 wird infolgedessen weiter aufgeladen, wie in Fig.
3 rechts dargestellt ist, bis die Spannung am Punkt Q in Fig. 1 so groß geworden
ist, daß sie nach 120 ms zum Rücksetzen des Schaltregisters 6 (über die Leitung
18) in den Ruhezustand ausreicht. Damit sind wieder die Transistoren 3 und 16 leitend
gemacht und es beginnt nach Empfang des nächsten Rufsignals der Vorgang von neuem.
Die Rücksetzspannung am Punkt Q wirkt gemäß der anderen AMernative der Erfindung
bei Verwendung eines Schaltregisters 6 mit komplementären Feldeffekt-Transistoren
in den Schaltkreisen am Eingang des Schaltregisters unmittelbar, also ohne Zwischenschaltung
des bisher erforderlichen, gestrichelt gezeichneten Impulsformers (Taktgebers) 21
auf den Rücksetzeingang des Schaltregisters.
-
Damit am Ende der richtigen Tonfolge keine volle Aufladung des Kondensators
14 (wie in Fig. 3 rechts) und damit keine Rücksetzung stattfindet, wird am Ende
der Tonfolge vom Schaltregister 6 aus über die Diode 22 der Transistor 16 leitend
gemacht und dadurch der Kondensator 14 kurzgeschlossen.
-
Die Diode 23 dient zum Entladen des Kondensators 24.