DE2429066C3

DE2429066C3 - Fernbedienungssystem mit Übertragung mehrerer Informationen

Info

Publication number: DE2429066C3
Application number: DE2429066A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. 3000 Hannover Knuth; Wulf-Christian Dipl.- Ing. 3005 Hemmingen Streckenbach
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1974-06-18
Filing date: 1974-06-18
Publication date: 1980-09-18
Also published as: DE2429066B2; BE830014A; DE2429066A1; ZA753661B

Description

Die Erfindung betrifft ein Fernbedienungssystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Übertragung von Informationen kann bekanntlieh dadurch erfolgen, daß diese einem als Träger dienenden Signal aufgeprägt werden, indem das Signal codiert wird. Durch die Veröffentlichung »Funk-Technik« 1967, Nr. 17, Seite 654-658, ist ein Fernsteuersystem bekannt, bei dem die Informationen in einer periodisch wiederholt ausgesendeten Impulsfolge enthalten sind. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Impulsen beinhaltet jeweils eine Information. Die Impulsabstände sind durch die Bedienung des Fernsteuersenders veränderbar. Es ist bei diesem Übertragungssystem vorgesehen, daß das Signal ununterbrochen ausgesendet wird. Im Empfänger wird mit dem übertragenen Signal eine Regelschaltung angesteuert. Durch die ständige Wiederholung der ausgesendeten Impulsfolgen ergibt sich für die einzelnen Informationen eine bei der Fernsteuerung von Modellen (z. B. Flugoder Schiffsmodellen) ausreichende Genauigkeit. Für die Fernbedienung beispielsweise von Fernsehgeräten jedoch sind derartige Fernsteuersysteme kaum geeignet.

so Im Gegensatz zur Funktion eines Fernsteuersystems ist es bei einem Fernbedienungssystem erforderlich, zu bestimmten vom Bedienenden vorgegebenen Zeitpunkten Befehle bzw. Informationen zur Änderung der Einstellung des zu bedienenden Gerätes zu übertragen und auszuführen. Zwischen diesen Zeitpunkten bleibt die Einstellung des Gerätes unverändert. Die Informationen müssen schon bei einer einmaligen Aussendung des Fernbedienungssignals mit hoher Auflösung und großer Genauigkeit übertragen werden können. Bei einer ununterbrochenen Aussendung der Informationen würde die Batterie des Senders unnötig beansprucht. Für die Fernbedienung sind aus diesen Gründen anders arbeitende Systeme eingeführt worden, die zur Schonung der Senderbatterie nur bei der Betätigung des Fernbedienungssenders ein Signal abstrahlen und die mit einer wesentlich größeren Genauigkeit arbeiten.

Durch die DE-OS 22 17 560 ist beispielsweise eine Ultraschallfernbedienung für Fernsehgeräte bekannt.

Bei diesem bekannten System setzt sich das von einem Ultraschallwandler im Falle einer Betätigung des Senders abgestrahlte Signal aus zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Frequenzen zusammen, die in ihrem Wert und in ihrer jeweiligen Dauer codiert sind. Die zu übertragende Information ist enthalten in dem Zeitunterschied zwischen der übertragung des ersten Ultraschallsignals mit der ersten Frequenz und des zweiten Ultraschallsignals mit der zweiten Frequenz.

Bei einem durch die Zeitschrift »Funkschau« 1973, Heft 18, Seite 657—677 bekannten Fernbedienungssystem, das nach dem beschriebenen Prinzip gemäß DE-OS 22 17 560 arbeitet, bestimmt die Frequenz des ersten Ultraschalltones die Art der Information, ob also z. B. ein Kanal gewählt (Schaltfunktion) oder eine Analogfunktion bei dem Fernsehgerät durchgeführt werden soll, während die Zeitdauer des ersten Ultraschalltones die Kanalzahl bzw. die Art und Richtung der Analogfunktion, d. h. also die spezielle Information der zuvor erkannten Art, festlegt. Der zweite sich unmittelbar anschließende Ultraschallton, der hier nicht von Interesse ist, bewirkt die Ausführung der zuvor erkannten Funktion. Die Auswertung der Zeitdauer des ersten Ultraschalltones erfolgt bei dieser bekannten Schaltung dadurch, daß während seiner Zeitdauer ein Multivibrator eingeschaltet wird, der Impulse definierter Periodendauer erzeugt. Diese Impulse werden von einem elektronischen Zähler gezählt, dessen Zählerstand sich in Abhängigkeit von der Zeitdauer des Ultraschalltones einstellt und dadurch die decodierte Information darstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das zuletzt beschriebene, bekannte System der Übertragung von Informationen zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch I angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die bei dem erfindungsgemäßen System angewandte Aufteilung in Zeitbereiche bringt den Vorteil, daß nur eine Auswertung der Zeitdauer des ersten übertragenen Signals erforderlich ist.

Bei dem bekannten System muß dagegen auch eine Auswertung der Frequenz vorgenommen werden, was wegen der benötigten Resonanzkreise relativ aufwendig ist.

An Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführuiigsbeispiels wird die Erfindung bei einer Empfangsschaltung für die Ultraschallfernbedienung eines Fernsehgerätes näher beschrieben.

Das von einem Mikrophon I empfangene Ultraschallsignal besteht aus zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Frequenzen f\ und h- Für die weiteren Betrachtungen ist im wesentlichen nur das Signal der Frequenz f\ von Interesse, welches die Informationen bestimmt. Der zweite Teil des Ultraschallsignals mil der Frequenz f₂ bewirkt wie bei dem bekannten System die Ausführung der übertragenen Information.

Dem Mikrophon 1 ist ein Empfangsteil 2 nachgeschaltet, welches unter anderem je einen auf die Frequenz f\ bzw, h abgestimmten Resonanzkreis enthält und eine Trennung der beiden Frequenzen f\ und /j vornimmt. An dem Ausgang 3 des Empfangsteils 2 erscheinen Rechteckschwingungen der Frequenz f₂, während an dem Ausgang 4 Rechteckschwingungen der Frequenz (\ b5 auftreten. Es ist weiier'hin ein Monoflop 5 vorgesehen, welches von dem Signal an dem Ausgang 4 getriggert wird und als Folge davon eii,en Impuls über die Leitung 10 an Rücksetzeingänge 9 von Zählerstufen J1,12,13,14 abgibt. Durch diesen Impuls (Rest-Impulse) werden die Zählerstufen 11,12,13,14 zu Beginn des Signals auf den Zählerstand »Null« gesetzt und zum Zählen freigegeben.

Von dem Ausgang 4 gelangen die Schwingungen der Frequenz S\ zu einem UND-Gatter 7. Über eine nicht dargestellte Schaltung wird erreicht, daß an dom Eingang 6 des UND-Gatters 7 eine logische »I« liegt, solange die Frequenz /2 nicht empfangen wird. Anderenfalls ist an dem Eingang 6 eine logische »0« vorhanden, das UND-Gatter 7 also gesperrt. Dadurch wird gewährleistet, daß mit Beginn der Frequenz /2 keine Schwingungen mehr über das UND-Gatter 7 gelangen können, so daß eventuell vorhandene Echos der Frequenz f\ ohne Einfluß sind (bekannt durch DE-OS22 17 560).

Über das UND-Gatter 7 gelangen die Rechteckschwingungen der Frequenz f\ zu dem Zähleingang 8 der Zählerstufe 11, die zusammen mit den Zählerstufen 12, 13, 14 eine Zählerkette bildet. Die 7''ilerstu?e 11 ist beispielsweise als ein bekannter 4-Bii-Binär Zähler ausgebildet, der bis sechszehn zählt und bei Erreichen dieses Zählerstandes an seinem mit D bezeichneten Ausgang einen Zählimpuls (Übertrag-Impuls) an den Zähleingang 8 der nächsten Zählerstufe 12 abgibt. Diese Zählerstufe zählt ebenso wie die nachfolgende Zählerstufe 13, bis zehn, wobei nach jeweils zehn Zählimpulsen an deren Zähltingängen 8 ein Zählimpuls an den D-Ausgängen auftritt. Die letzte Zählerstcfe 14 ist z. B. ein 3-Bit-Binär Zähler mit drei Ausgängen A, B, C. Die logischen Zustände an diesen Ausgängen A, B, C kennzeichnen den jeweiligen Zeitbereich. Nachdem 1600 (16 · 10 · 10) Perioden des empfangenen Signals der Frequenz f, gezählt worden sind, erhält die letzte Zählerstufe 14 einen Zählimpuls an ihrem Zähleingang 8 und nimmt den Zählerstand »Eins« an. An den Ausgängen A. B, D stellen sich die logischen Zustände »1«, »0«, »0« ein, die den Zeitbereich I kennzeichnen. Erst nach weiteren 1600 Perioden, also insgesamt nach 3200 Perioden, gelangt ein weiterer Zählimpuls zur Zähleritufe 14. Die logischen Zustände an den Ausgängen A, B, C sind dann »0«, »1«, »0«. Sie kennzeichnen den nun beginnenden Zeitbereich II. In der gezeigten Schaltung ist also ein Zeitbereich durch die Zeitdauer von 1600 Perioden gegeben. Es ist zu erkennen, daß der jeweilige Zählerstand der Zählerstufe 14 jeweils einen Zeitbereich charakterisiert. Der Zeitbereich I wird nach 1600 Schwingungen erkannt und endet mit dem Beginn des Zeitbereiches Il bei 3200 Schwingungen usw.

Nachfolgend werden die Zeitbereiche auch als sogenannte Gruppen bezeichnet, da ein Zeitbereich durch p'mi Gruppe (Anzahl) von Perioden des Ultraschallsignals der Frequenz /i repräsentiert wird.

Jeder Gruppe — a!so jedem Zeitbereich — ist eine bestimmte Art von Informationen zugeordnet. Beispielsweise bedeute·, die Gruppe I, daß Analogfunktionen (Lautstärke, Helligkeit usw.), ausgeführt werden sollen. Der Gruppe I; können gewünschte Spezialfunktipnen (Ein, Aus usw.) zugeordnet sein, während weitere Gruppen III und IV Schaltfunktionen für die Programmwahl charakterisieren.

Es wurde bereits erwähnt, daß die Ausgänge A. B, C der Zählerstufe 14 die Gruppeneinteilung festlegen. Die Ausgänge A, B, C sind mit einer der Anzahl der Gruppen entsprechenden Anzahl von Decodern verbunden, von denen in der Zeichnung beispielsweise zwei

Decoder 15 und 16 dargestellt sind. Eis sei angenommen, daß der Decoder 15 der Gruppe I zugeordnet ist. Das bedeutet, daß er nach Abzählen von 1600 Perioden, wenn der Zählerstand der letzten Zählerstufe 14 gleich »Eins» ist, anspricht und das ihm nachgeschaltete UND-Gatter 20 öffnet, indem an dessen oberen Eingang eine logische 1 liegt. Werden mehr als 3200 Perioden der Frequenz f\ empfangen und gezählt, wird das UND-Gatter 20 gesperrt. Es spricht nun der der Gruppe Il zugeordnete Decoder 16 an, der das UND-Gatter 21 öffnet.

Nachdem eine Gruppe und damit die Art der übertragenen Information durch die Ausgänge /\. B, C der Zählerstufe 14 festgelegt ist, wird die Zeitdauer des übertragenen Signals der Frequenz /Ί, d. h.. die spezielle Information innerhalb der Gruppe bestimmt. Innerhalb der eine Gruppe kennzeichnenden Anzahl von Perioden sind bestimmten Perioden sogenannte Kanäle zugeord-

hängen davon ab, an welcher Stelle, d.h., nach wieviel Perioden innerhalb einer Gruppe, die Zeitdauer des

Signals der Frequenz f\ endet. Die Kanäle I, II. Ill η

der Gruppe weiden beispielsweise dadurch bestimmt, daß 1600 + π ■ 160 Perioden (η = 1, 2. 3 ... 8) gezählt werden, so daß 160 Perioden je einem Kinal entsprechen. Es wird, nachdem eine den Anfang einer Gruppe kennzeichnende Anzahl von Perioden gezählt worden ist, nach jeweils 160 Perioden ein den Kiinal darstellender Impuls erzeugt. Dies geschieht durch die Zählerstufe 12, dessen Ausgang Cüber einen Inverter 17 mit den AND-Gattern 20, 21 verbunden ist. An dem genannten Ausgang C liegt eine logische »1«, wenn der Zählerstand der Zählerstufe 12 vier, fünf, sechs oder sieben ist, und eine logische »0« bei den anderen möglichen Zählerständen. Der Ausgang C wird nach jeweils 160 Perioden einmal überlaufen, so daß am Ausgang C der Zählerstufe 12 jeweils ein Impuls erscheint. Für die Dauer der Impulse weist der Ausgang Cden logischen Zustand»!« auf. Wie dem Ausführungsbeispiel entnommen werden kann, liegt am Ausgang 18. wenn der Zähler einmal durchlaufen ist eine logische »I«. Wenn nun an dem Ausgang Cder Zählstufe 12 eine logische »1« liegt, so gelangt über den Inverter 17 eine logische »0« zum UND-Gatter 18, so daß in dieser Zeit am Ausgang 18 eine logische »0« liegt. Innerhalb der ersten Gruppe beginnt demnach der 1. Impuls nach 1664 Perioden und endet nach 1728 Perioden. Erst bei 1824 Perioden beginnt ein zweiter Impuls. Zwischen dem abgestrahlten Signal der Frequenz f\ und dem ausgewerteten Signal besteht also ein Versatz. Dies ist von Vorteil, da sons« das Fehlen einer einzigen Ultraschallschwingung zu einer Fehlschaltung führen würde. Wenn z.B. 1760 abgestrahlte Ultraschallschwingungen empfangen werden, wird innerhalb der Gruppe I dem Ausgang C nur ein Impuls entnommen. Der gewählte Versatz berücksichtigt, daß auf der Übertragungsstrekke Ultraschallschwingungen verlorengehen oder durch Echos und Reflexion hinzukommen können.

Wird z. B. der Kanal II der Gruppe I von einem nicht dargestellten Ultraschallsender abgestrahlt, so gelangen über das Mikrophon 1 1920 (1600 + 2 · 160) Perioden der Frequenz f, zur Zählerkette. Nach 1600 Perioden wird das AND-Gatter 20 vom Decoder 15 durchlässig gemacht. Zu diesem Zeitpunkt weisen die Zählerstufen 11, 12 und 13 den Zählerstand Null auf. Die restlichen 320 Perioden werden nun in die Zählersiufen U, 12, 13 hineingezählt und überlaufen zweimal den Ausgang C der Zählerstufe IZ dem somit zwei Impulse entnommen werden. Diese gelangen über den Inverter 17 und da« UND-Gatter 20 zu dessen Ausgang 18. der mit einer nicht gezeigten Auswerteschaltung für die Informatio nen der Gruppe I verbunden ist. Die Auswerteschaltung > erkennt die den beiden Impulsen, also dem Kanal Il zugeordnete spezielle Funktion, deren Ausführung, wie anfangs erwähnt, durch den nachfolgenden Signaltei der anderen Frequenz fi bewirkt wird. In dei beschriebenen Art wird also der jeweilige Kanal durch

ίο den Ausgang Cder Zählerstufe 12 bestimmt, indem die Zeitdauer vom Beginn dei Gruppe bis zu dem innerhalt der Gruppe liegenden Ende des Signals der Frequenz f ermittelt wird.

Das beschriebene Beispiel ist in der Zeichnung unter näher dargestellt. Auf der Zeitachse ί sind die Gruppen und Il gezeigt, die je einen Zeitbereich von IbOC Perioden des Ultraschallsignals der Frequenz f umfassen. Mit fo ist der Beginn des übertragender U!truSchu!!5!T!2!s bezeichnet. Die θΓϋ^ηηί* ι ^*^ρσϊππ nach 1600 Perioden zur Zeit t\ und endet nach weiterer 1600 Perioden zur Zeit J₁ mit dem Beginn der Gruppe I (deren Ende bei U liegt). Die einzelnen Gruppen könner auch — anders als in der Zeichnung — zeitlicr voneinander getrennt sein. Wird dei Kanal II dei Gruppe I abgestrahlt, so endet das Signal der Frequenz f\ zur Zeit ti innerhalb der Gruppe I. Der Kanal Il is durch die Zeitdauer vom Beginn t\ der Gruppe I bis zui Zeit fj'>stimmt.

Die Gruppen- bzw. Kanaleintcilung kann wie folg

jo gewählt werden:

Gruppe I

1600 + π ■ 160 Λ — Perioden mit π = 1.2... .8

Gruppe Il

3200 + η ■ 160/Ί - Perioden mit η = 1.2... .8

Gruppe III und IV

4800 + m ■ 160/; - Perioden mit ni = 1.2.... 16

Während zwischen den Gruppen I und Il bzw. Il um III ein größerer Zwischenraum (2 Impulse = 320 /Ί Perioden) besteht, gehen die Gruppen III und l\ unmittelbar ineinander über, so daß an den 8. Kanal de Gruppe III der 1. Kanal der Gruppe IV ohn< Zwischenraum anschließt. Zu den vier angegebener Gruppen gehören vier Decoder und nachgeschalteti UND-Gatter. In der Zeichnung sind zur besserer Übersicht nur zwei Decoder 15, 16 mit UND-Gatterr 20. 21 dargestellt. Ein Decoder und UND-Gatter bilder zusammen praktisch eine Torschaltung, die gewährlei stet, daß nur nach Erreichen des den Anfang der Gruppi entsprechenden Zählerstandes der Zählerstufc 14 bi zum Ende der Gruppe die den Kanal bestimmender Impulse vom Ausgang C zur zugehörigen Auswerte schaltung gelangen.

Wenn vom Mikrophon 1 Störsignale der Frequenz / empfangen werden, gelangen diese zunächst wie eil Nutzsignal in die Zählerkette und werden gezählt Un Fehlschaltungen zu vermeiden, wird das UND-Gatter '. gesperrt, wenn an dem Ausgang A der Zählerstufe eini »1«, an B eine »0« und an C eine »1« liegt. Weiten Störsignale können daher nicht mehr zu den Zählerstu fen 11,12,13,14 gelangen. Gleichzeitig werden mit den genannten Zählerstand der Zählerstufe 14 die bein Überlaufen der einzelnen Gruppen in den Decodern 15 16 eingespeicherten Informationen gelöscht, so daß eii Störsignai der anderen Frequenz /i zu diesem Zeitpunk ohne Einfluß ist.

Das erfindungsgemäße System läßt sich in einfache

Weise auch auf mehr als vier Gruppen erweitern, indem weitere Decoder mit zugehörigem UND-Gatter an die Ausgänge A. B. C der letzten Zählerstufc 14 angeschlossen werden. Maximal können an die lct/te Zählerstufe 14 eine dem maximalen Zählerstand dieser Zählerstufe entsprechende Anzahl von Decodern angeschlossen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen jf

ii

Claims

Patentansprüche;

I. Fernbedienungssystem mit Übertragung mehrerer Informationen mittels eines Fernbedienungssignals, das zwei Signale aufweist, von denen das erste Signal eine Information über die An des auszuführenden Befehls und eine Information über den speziellen Befehl innerhalb der gewählten Art beinhaltet und das zweite Signal die Ausführung des übertragenen Befehls auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des ersten Signals für die verschiedenen Befehlsarten gleich ist, daß für das erste Signal mehrere vorbestimmbare Zeitbereiche definiert sind, daß die Zeitdauer des ersten Signals jeweils so gewählt ist, daß sie in einem der Zeitbereiche endet, und daß Mittel (14, 15, 16) vorgesehen sind, durch die festgestellt wird, in welchem der definierten Zeitbereiche das Ende des ersten Signals liegt, und daß durch den Zeitbereich, innerhalb dessen Grenzen das Ende des ersten Signals liegt, die Information über die Art des durchzuführenden Befehls bestimmt ist.
2.System nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß einem ersten und/oder zweiten Zeitbereich Informationen für analoge Funktionen und einem oder mehreren weiteren Zeitberaichen Informationen für Schaltfunktionen zugeordnet sind.
3. System nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß sich an das Ende eines Zeitbereiches unmittelbar der Anfang des nächsten Zeitbereiches anschließt.
4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende eines Zeitbereiches und der Anfang des nächsten Zeilbereic^es voneinander getrennt sind.
5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer und die Zeitbereiche unmittelbar durch Zählen der Periodenzahl der Schwingungen des Signals festgestellt werden.
6. System nach Anspruch I,dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Zeitdauer jeweils am Anfang eines Zeitbereiches beginnt.
7. Decodierschaltung für ein System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zähler (11, 12, 13, 14) vorgesehen ist, der die Anzahl der Perioden des Signals zählt und bei Erreichen des den Anfang eines Zeitbereiches entsprechenden Zählerstandes eine diesem Zeitbereich zugeordnete Torschaltung(15,2O;16,21)öffnet.
8. Decodierschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Perioden, die nach Erreichen des den Anfang eines Zeitbereiches entsprechenden Zählerstandes gezählt werden, Impulse abgeleitet sind, die über ein dem Zeilbereich zugeordnetes UND-Gatter (20, 21) einer Auswerteschaltung zugeführt sind und die eine Information der zum Zeitbereich zugehörigen Art bestimmen.
9. Decodierschaltung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler aus der Reihenschaltung mehrerer Zählerstufen (11, 12, 13, 14) besteht, und daß der Zählerstand der let/ten Zählerstufe (14) den Zeitbereich bestimmt, und daß die Ausgänge (A. B, C) der letzten Zählerstufe (14) mit einer der Anzahl der Zeitbereiche entsprechenden Anzahl von Decodern (15, 16) verbunden sind, die je eines der UND-Gatter (20,21) ansteuern.
10. Decodierschaltung nach Anspruch 9, dadurch

gekennzeichnet, daß ein so gewählter Ausgang (C) einer vor der letzten Zählerstufe (14) angeordneten anderen Zählerstufe (12) über einen Inverter (17) mit dem UND-Gatter (20, 21) verbunden ist, daß nach jeweils einer innerhalb des Zeitbereiches liegenden vorbestimmten Anzahl von Perioden ein Impuls an die Auswerteschaltung gelangt
11. Decodierschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung des Einflusses von Störsignalen ein in der Zuleitung zur ersten Zählerstufe (U) liegendes UND-Gatter (7) bei Erreichen eines bestimmten Zählerstandes der letzten Zählerstufe (14) gesperrt ist und die Information der Decoder (15,16) gelöscht werden.
12. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an die Zeitdauer des übertragenen Signals auftretende Echos in bekannter Weise dadurch unterdrückt werden, daß anschließend an das Signal ein zweites Signal mit anderer Frequenz übertragen wird, das im Empfänger den Übertragungsweg für das erste Signal sperrt.