DE2530812C3 - Digitales Impulsübertragungsverfahren für eine Infrarot-Fernbedienung - Google Patents
Digitales Impulsübertragungsverfahren für eine Infrarot-FernbedienungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein digitales Impulsübertragungsverfahren für eine Infrarot-Fernbedienung gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiges digitales Impulsübertragungsverfahren ist bereits in der älteren deutschen Patentanmeldung
gemäß DE-PS 25 03 083 vorgeschlagen worden, wonach jeder Steuerbefehl in einer Impulsformerstufe in ein
Wort aus mehreren, unter sich gleich langen Impulsen mit unterschiedlichen, die Information des jeweiligen
Steuerbefehls darstellenden Impulsabständen umgewandelt wird. Diese Impulse tasten einen Infrarolgeber
einer HF-Sendestufe nur während der Impulsdauer, wobei das Verhältnis der zeitlichen Summen ailer von
der HF-Sendestufe getasteten Impulse eines Wortes zur Wortlänge zwischen 1:50. und 1:500 liegt, und daß die
Wortlänge derart gewählt ist, daß der Worttakt des empfangenen und decodierten Wortes direkt zum Stellen
eines vielstufigen Digitalanalogwandlers zur Fernbedienung von Analogfunktionen verwendbar ist.
Im Betrieb hat es sich gezeigt, daß diesem Verfahren der Nachteil anhaftet, daß die notwendige Störsicherheit
zur einwandfreien Funktionseinstellung nicht gewährleistet ist, da in das Zeitraster der Impulse einfallende
Fremdimpulse durchaus eine Beinflussung der zu steuernden Größe bewirken können.
Ein anderes digitales Impulsübertragungsverfahren für eine Infrarot-Fernbedienung ist bekannt aus »Das
TTL-Kochbuch - herausgegeben von Texas Instruments Deutschland GmbH, Applikationslabor«, 1973,
S. 307. Gemäß der dort angeführten Schaltungsanordnung zur Durchführung eines Verfahrens, das zur
Umschaltung von einem Empfangskanal auf einen anderen dient, ist als Sende- und Empfangsglied eine
infrarotstrahlende GaAs-Diode und ein Si-Fototransisior
vorgesehen. Jedem Kanal, und damit jeder Bedientaste, wird eine Zahl &eegr; von 1 bis zur Anzahl der wählbaren
Kanäle zugeordnet. Um den Kanu &eegr; anzusteuern,
wird ein Impulspaket mit &eegr; Impulsen durch die Infrarotübertragungsstrecke
übertragen. Die Anzahl der Impulse wiederholt sich nach einer Pausenzeit so lange
wieder, bis die entsprechende Bestäiigungstaste losgelassen
wird. Der Empfänger, der als Empfangsorgan
&iacgr;&ogr; einen Silizium-Fototransistor aufweist, zählt die
Impulse eines Impulsintervalls - die folgenden sind identisch und bleiben wirkungslos - und steuert den
dieser Impulsreihe zugeordneten Kanal im Kanalwähler an. Die Wirkungsweise der Schaltung beruht darauf,
daß die Anzahl der Impulse codiert wird, welche einen HF-Sender auftasten, der trägerfrequente Signale zur
Ansteuerung der GaAs-Diode entsprechend der Auftastzeit aussendet. Die Empfängerschaltung empfängt
das ausgestrahlte Infrarotlicht und setzt dieses, entsprechend den ausgesendeten Impulsen, in Gleichstromimpulse
um, die einer Decodierschaltung zugeführt und decodiert werden. Die so gewonnenen Signale mit einer
Anzahl von &eegr; Impulsen werden einer Zählerstufe zugeführt,
die direkt auf die Abstimmeinheit des Empfängers einwirkt und eine Fortschaltung von Kanal zu
Kanal bewirkt. Die codierte Ausstrahlung ist notwendig, um die Geräteschaltung vereinfachen zu können.
Auch dieses Verfahren ist gegen fremde Infrarotlichtimpulse nicht schützbar, da die Empfängerschaltung
alle anliegenden Infrarotlichtimpulse decodiert und, falls diese fälschlicherweise als Zählimpulse erkannt
werden, der Zählstufe zufuhrt, die dann eine Kanalumschaltung bewirkt. Infrarotlichtimpulse, die auswertbar
sind, können z. B. dann auftreten, wenn in dem geschlossenen Raum zugleich von dem nachrichtentechnischen
Gerät, z. B. Fernsehgerät, mittels Infrarotlichtmodulation der Ton zu einem Infrarotlicht-NF-Empfänger
übertragen wird. Der uncodierte übertragene Infrarotlichtimpuls zur Zählung für die Zählschaltung
und zur Steuerung des Kanalselektors ist aus dem Infrarotlichtgemisch bei gleicher Trägerfrequenz praktisch
nicht eindeutig selektierbar. Das Verfahren wird somit ebenfalls nicht den hohen Anforderungen an eine
Steuersicherheit gerecht.
In dem Katalog der Firma ITT INTERMETALL semiconductors »Integrierte Schaltungen für die Konsumelektronik«,
1974/75, sind auf den Seiten 18 ff. die Sende- und Empfängerbausteine SAA 1000 und SAA 1010
für eine 15-Kanal-Ultraschall-Fembedienung für Fernsehempfänger
beschrieben. Von einem Referenz-Quarz-Oszillator wird dabei der codierten Befehlseingabe
entsprechend über einen Einstellteiler im Sende-IC SAA 1000 in Verbindung mit einem Festteiler jedem
Einstellbefehl eine gesonderte Ultraschallfrequenz zugeordnet, die über das Mikrofon ausgegeben wird.
Der Abstand zweier benachbarter Ultraschallfrequenzen beträgt dabei 692,7 Hz. Die so ausgesendeten Ultraschallfrequenzen
werden von dem Empfängerbaustein SAA 1010 selektiert und in Befehlscodes zur Einstellung
der Funktionssteller und Kanalumschalter umgesetzt. Mit dem Takteingang des Empfängerbausteins ist
ein Quarzoszillator verbunden, der einen Farbhilfsträgerqusrz
enthält. Diese Frequenz wird im IC durch 16 geteilt. Der gesamte IC arbeitet synchron an der so
erzeugten Taktfrequenz von etwa 277 kHz. Die Genauigkeit dieser Frequenz bestimmt die Auswertgenauigkeit
der empfangenen Ultraschallsignale.
Die Taktfrequenz bestimmt beim Dauersignal den
Die Taktfrequenz bestimmt beim Dauersignal den
Zeitabstand aufeinanderfolgender Ausgangsimpulse zur Einstellung der Funktionssteller und leitet zugleich
die Meßzeitenerfassung ein, wobei Befehle in bestimmten Abstandsgrenzen zwischen zwei Ultraschallimpulsen
nicht ausgewertet werden (zeitliche Fensterschaltung). Es soll damit verhindert werden, daß Störfrequenzen
über 55,4 kHz und unter 27,7 kHz wirksam werden.
Bei diesem Tür Ultraschall-Fernbedienungen ausgelegten
Konzept wird keine Pulscodemodulation angewendet. Die Steuerbefehle sind bestimmten Ultraschallfrequenzen
zugeordnet. Die gebündelten Zeitraster dienen letztendlich zur Bestimmung der Anzahl
der gleichwertigen Einstellbefehie empfängerseitig, ohne daß die Anzahl von der Senderseite vorgegeben ,5
ist. Das Verfahren ist ein rein analoges Zeitverfahren, bei dem in Abhängigkeit von der Zeitdauer des jeweiligen
Anliegens einer Ultraschallfrequenz Einstellbefehle im Empfänger erzeugt und einer Zählschaltung
zugeführt werden.
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem
digitalen Impulsübertragungsverfahren eingangs genannter Art, bei dem die Steuerbefehle pulscodemoduliert
von einem Fernbedienungsgeber mittels Infrarotlicht übertragen werden, Sicherungssysteme vorzusehen,
die eine eindeutige Selektion der Steuerbefehle und deren Zuordnung ermöglichen, wobei eine
direkte Einstellung durch die Wortbefehle gewährleistet sein soll.
Die Aufgabe wird erfindungsgeniäß nach der im
Kennzeichen des Anspruchs 1 wiedergegebenen Lehre gelöst.
Um eine störungsfreie Fernbedienung mittels Infrarotlicht zu gewährleisten, werden bei diesem Verfahren
.die Informationen des Senders und die des Empfängers jeweils von einem frequenzstabilisierten Oszillator
abgeleitet, die die gleichen oder geleilte Grundfrequenzen
aufweisen. Durch analoge Frequenzteilung im Empfängerteil ist es möglich, eine Impulskette als
Impulsfenster abzuleiten, in die die empfangenen Impulse der codierten Einstellinformation fallen müssen,
um für die Funktionseinsteilung ausgewertet werden zu können. Dabei wird die Phasenlage der erzeugten
Impulsfenster mit der Phasenlage der empfangenen Impulse verglichen. Die Breite der Impulsfenster richtet
sich nach der Konstanz der Quarzoszillatoren, und zwar der des Senders als auch der des Empfängers. Nach
einem weiteren Verfahrensschritt werden die empfangenen Einstellimpulse nicht direkt mit den Fensterimpulsen
in ihrer Phasenlage verglichen, sondern lediglich eine differenzierte Impulsflanke, wodurch die Einstellfenster
besonders schmal ausgebildet werden können und Störimpulse jeder Art sofort zum Setzen einer
Verriegelungsschaltung erfaßt werden.
Eine erhöhte Sicherheit in der Übertragung einer Einstellinformation ist gewährleistet, wenn die abgestrahlte
Energie der Infrarotsenderdiode sehr hoch ist
Weitere Verfahrensschritte, die sich als vorteilhaft erwiesen haben, sind in den Unteransprüchen 2 bis 6
beschrieben.
Bei Anwendung eines Verfahrens nach Anspruch 6 können mit ein und derselben Fernbedienung verschiedenartige
Geräte fernbedient werden, ohne daß eine gegenseitige Störung oder eine Bedienung zweier
Geräte gleichzeitig erfolgt. Besonders vorteilhaft ist eine solche Ausbildung, wenn die Fernbedienung
sowohl für ein Fernsehgerät als auch Rundfunkgerät benutzt wird.
Der Einsatz des Verfahrens ist aber nicht nur auf diese beiden nachrichtentechnischen Geräte beschränkt, so
können auch andere Funktionssteuerungen bei anderen Geräten in gleicher Weise vorgenommen werden.
Eine Schaltung zur Durchführung des Verfahrens ist mit seinen Einzelmerkmalen als mögliche Ausbildung
unter Anspruch 7 wiedergegeben. Die Schaltung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher
beschrieben. In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 einen Infrarotsender mit einem Encoder zur Übertragung von 30 Schaltbefehlen,
F i g. 2 das in F i g. 1 enthaltene Impulsteil im Detail,
F i g. 3 Impulsdiagramme der im Impulsteil erzeugten
Impulsfolgen,
F i g. 4 einen Infrarotempfänger mit im Blockschaltbild dargestelltem Empfängerteil, Impulsformerteil und
der eigentlichen Auswertschaltung,
F i g. 5 die in F i g. 4 dargestellte Auswertschaltung in Detaildarstellung und
F i g. 6 Impulsdiagramme von Impulsfolgen in der Auswertschaltung nach F i g. 5.
An Hand der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Infrarot-Sender- und Empfängerschaltungen werden
nachfolgend nur die für die Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen wesentlichen Bauelemente
und Baugruppen im einzelnen beschrieben.
Der Infrarotsender nach Fig. 1 weist als Infrarotemitter eine Infrarot-Sendediode 1 auf. Die Ansteuerung
dieser Sendediode 1 erfolgt über zwei Treiberstufen mit den Transistoren 2 und 3 sowie einer Endstufe
mit einem Transistor 4. Der Endtransistor 4 ist so ausgelegt, daß er einen besonders hohen Spitzenstrom
durchschalten kann, da die Sendediode 1 kurzzeitig mit hohem Strom belastet wird. Der erste Treibertransistor
2 wird von einem HF-Impulsteil 5, das in Fig.2 ausführlich dargestellt ist, über einen Entkopoelkondensator
6 angesteuert. Das Impulsteil 5 ist eingangsseitig mit einem Encoder verbunden, der von den Betätigungstasien
Il wahlweise getastet wird. Das System sieht die
Möglichkeit vor, 60 (2 ■ 30) Einstellinformationen digital zu übertragen. Dazu sind sechs bits notwendig. Die
Logikzustände »L« und »H« zur Codierung eines Wortes einer Einstellinformation werden durch unterschiedliche
Abstände zwischen Impulsen (kurz/lang) bestimmt. Der Abstand für L beträgt in dem
ausgeführten Beispiel ungefähr 4,6 ms, für H ungefähr 9,2 ms. Die Länge für ein Wort (Einstellinformationsbefehl)
beträgt in dem ausgeführten Beispiel ungefähr 74 ms (8 ■ H). Die Länge der die HF auftastenden
Impulse, auf die später eingegangen wird, beträgt ca. 144 ms.
Während fünf bit zur Auswertung der entsprechenden Einstellinformation verwendet werden, dient 1 bit
zur Festlegung der verwendeten Logik, so daß zwei Übertragungsstrecken, z. B. für ein Rundfunk- und ein
Fernsehgerät mit je 30 Einstellinformationsmöglichkeiten, zur Verfügung stehen und durch programmierbare
Belegung des Schieberegisters mit »L« oder »H« wählbar sind.
Der Encoder ist aus mehreren parallelgeschatteten Schaltkreisen (z.B. aus den handelsgebräuchlichen
Schaltkreisen TMS 3702 A und 3702 B) aufgebaut (7a, 7b, 7 c, 7d). Die Verbindung untereinander erfolgt nach
bekannten Maßnahmen. Angesteuert werden die Codierschaltungen durch Betätigung der zugeordneten
Betätigungstasten 11, die durch kleine Ziffern an den Eingängen der Schaltkreise 7a bis 7e symbolisch
dargestellt sind. Da die verwendeten IC nur eine Wahl zwischen den Ziffern O bis 31 gestatten, werden in dem
Beispiel zur Übertragung von 60 Einstellinformationen die fehlenden Ziffern durch interne Umschaltung der
Logik codiert. Mit dem Encoder ist ein Abschalter verbunden, der aus einem Gatter 8 und einem Inverter 9
besteht, über den ein Schalttransistor 10 betätigt wird, über dessen Kollektor die Versorgungsspannung des
Impulsteils 5 geschaltet wird. Die Abschaltung erfolgt durch das Signal logisch »H« für alle fünf bit, die
anliegen, wenn keine Taste betätigt wird. Der Abschalter sorgt dafür, daß im Ruhezustand der
Batteriestromverbrauch vernachlässigbar ist
Sämtliche Informationen für die Funktion des Infrarotsenders werden in dem HF-impuistei! 5 von
einem Quarzoszillator (4,433619 MHz) abgeleitet. Die Verwendung eines Quarzoszillators ist notwendig, da es
sich erwiesen hat, daß bei gleichzeitiger Infrarot-Tonübertragung Störungen bei der Fernbedienung auftreten
können und diese nur eliminiert werden können, wenn im Empfänger eine synchrone Torimpulsfolge
erzeugt wird, die ebenfalls von einem Quarz abgeleitet wird. Der Quarzoszillator-IC 12 in Fig.2 (z.B. TMS
3835) enthält einen programmierbaren Teiler, mit dem die Oszillatorfrequenz durch 80 geteilt wird. Damit
ergibt sich eine Sendefrequenz von ca. 55,42 kHz. In
einem nachgeschalteten Frequenzteiler 13, 14 erfolgt eine Teilung durch 256, woraus sich ein Takt (»L«-Takt)
von ca. 4,6 ms ergibt, der im Impulsdiagramm 1 (F i g. 3) dargestellt ist. Aus diesem L-Takt wird nach einer
weiteren Teilung in einem Frequenzteiler 1:16 der Worttakt von ca. 74 ms abgeleitet Der L-Takt am
Ausgang D des Frequenzteilers 14 wird über einen Taktunterbrecher 16 einem sogenannten Taktumschalter
17 zugeführt Der Taktumschalter läßt entweder den L-Takt direkt durch oder teilt diesen durch zwei und
erzeugt damit die unter 4, F i g. 3 dargestellte Impulsfolge aus L- und &EEgr;-Takten, deren Folge durch die
Programmierung des Schieberegisters 18 bestimmt ist, dessen Ausgang Q entsprechend gesteuert wird
(Impulsdiagramm 8, Fig.3). Unter 2, Fig.3 ist die
Impulsfolge dargestellt, die von dem dritten Frequenzteiler 15 abgreifbar ist und dem Eingang des
Schieberegisters 18 zugeführt wird. Diese impulsfolge bereitet das Schieberegister 18 vor. Ein Resetimpuls,
dargestellt unter 3, F i g. 3, wird dem Zähler 19 zugeführt und dient dazu, bei der logischen Zahl 0 eine
Rückstellung des Zählers 19 zu e.-wirken.
Aus den am Ausgang D des Frequenzteilers 13 und den an den Ausgängen A, B, C, D des zweiten
Frequenzteilers 14 anliegenden Signalen werden über das Gatter 31 ca. 144 &mgr;5 lange Impulse (Fig.3, 5)
gewonnen, die zusammen mit dem Schieberegistertakt vom Schieberegister 18 über ein weiteres Gatter 20 die
Ausgangsimpulsfolge (6, Fig.3) — entsprechend der
Wortcodierung (4, F i g. 3) — erzeugen. Diese Impulse werden von einem weiteren Gatter 21 HF-getastet,
wobei die HF-Frequenz direkt vom Quarz-Oszillator 12 abgeleitet wird. Die so gewonnenen Ausgangsimpulse
werden der in F i g. 1 dargestellten Ansteuerstufe und Endstufe des Impulssenders zugeführt.
Aus dem Worttaktgeber (Frequenzteiler 15) wird die logische Ziffer 15 (2, Fig.3) zum Laden (Übernahme
der Encoderinformation) des Schieberegisters 18 sowie die Ziffer 0 (3, Fi g. 3) zur Rückstellung des Impulsz .hlers
19 decodiert (Gatter 22 und 42). Der Impulszähler 19 zählt die über das Schieberegister 18 codierten
Impulse (6, F i g. 3). Da der erste Impuls in die Resetzeit des Zählers fällt, wird er nicht mitgezählt. Dadurch wird
der mit der codierten Ziffer 6 nach dem 7. Impuls der Takt über den Taktunterbrecher (7, F i g. 3) ausgeschaltet.
Die Aussendung des nächsten Wortes beginnt mit dem Resetimpuls 0 für den Impulszähler 19.
Das Oszillogramm 9, Fig.3, zeigt einen einzelnen
NF-Tastimpuls von ungefähr 144 &mgr;&bgr; Dauer. Das
Oszillogramm 10 zeigt die durch diesen Impuls getastete und von der Diode ausgesendete HF.
&iacgr;&ogr; In Fig.4 ist ein Blockschaltbild einer Infrarot-Empfängerschaltung
dargestellt. Die Empfängerschaltung besteht aus einer Si-Fotodiode 23, einer hiermit
verbundenen Empfängerschaltung 24, welche mit bekannten Grundschaltungen aufgebaut ist, einer
Impulsformerstufe 25 und einer Auswertschaitung 26, die im wesentlichen für die Durchführung des
Verfahrens ausschlaggebend ist Es wird davon ausgegangen, daß die Schaltungsdetails der Baugruppen 24,
25 bekannt sind und einen üblichen Aufbau aufweisen.
Die Auswertschaltung 26 hingegen weist Merkmale auf, die für die Durchführung des Verfahrens unerläßlich
sind. Deshalb geht nachfolgende Beschreibung hierauf ausführlicher ein. Die am Ausgang des Impulsformers 25
anliegenden im HF-Empfangsteil gewonnenen und in einer Schmitt-Triggerstufe der Impulsformerstufe einer
Impulsformung unterzogenen Impulse werden an einen Flip-Flop FFl (Fig.5]i geleitet Die Flip-Flop-Schaltung
FFl wird durch den ersten Impuls gesetzt (F i g. 6, Impulsdiagramm 2). Diese gibt über ein Gatter G1 die
Teilerkette des Oszillators Öse frei, der auf einer
Eigenfrequenz von 4,433619 MHz analog zum Quarzoszillator des Impulssenders schwingt. Durch Teilung der
Grundfrequenz in einem Frequenzteiler 27 (1 :1280, ca.
3,46 kHz) und Decodierung von Ziffer 0 und 15 erhält man die Set- und Resetimpulse für eine Flip-Fiop-Schaltung
FF2. Über die Flip-Flop-Schaltung FF2 werden exakte Impulsfenster (Breite ca. 288 &mgr;5 bei entsprechender
Dimensionierung) im Abstand der »L-Frequenz« (4.6 ms) erzeugt (F i g. 7, Impulsdiagramm 4). Die
Impulsfenster sind in Fig.7, Impulsdiagramm 4 noch einmal dargestellt, sowie die Ableitung der Reset- und
Setimpulse aus der Grundfrequenz 4,433619 MHz. In diese Impulsfenster müssen die empfangenen Impulse
fallen, was durch Verknüpfung über das Gatter Ci durch Phasenvergleich vorgenommen wird. Durch
Differenzieren in einer diesem Gatter vorgeschalteten Differenzierstufe wird zum Phasenvergleich lediglich
eine Impulsflanke, z. B. die Vorderflanke, der empfangenen Impulse ausgewertet (Fig.6, Impulsdiagramm 3).
Die Fensterbreite der Fensterimpulse ist unabhängig von der Impulsbreite der empfangenen Impulse somit
ausschließlich nur noch von der Frequenzkonstanz der Oszillatoren abhängig. Außerhalb der Fenster liegende
Störimpulse führen über ein weiteres Gatter G 4 zum Reset des Schieberegisters 28. Die Impulsabstandsdiskrimination
(L/H-Erkennung) erfolgt durch Zählung der vom Quarz abgeleiteten L-Frequenz, dargestellt im
Impulsdiagramm 6, F i g. 6. Der Zähler 41 wird von den Empfangsimpulsen, die nach dem Durchlaufen der
Impulsfenster durch eine Flip-Flop-Schaltung FF3 wieder in L- und &EEgr;-Impulse definierter Breite
umgewandelt werden (Impulsdiagramm 5, Fig.6),
jeweils zurückgesetzt Bei langem Impulsabstand fehlt jedoch der Reset-lmpuls, so daß der Zähler 41 den Stand
1 annimmt (= logisch H). Die Reset-Impulse sind nicht
exakt synchron der Zählflanke, deshalb entstehen Störimpulse (Impulsdiagramm 7, Fig.6), die durch.
Verknüpfung mit dem Fenster über G 5 beseitigt
9
werden können. Die dadurch verlorene Pauseninformation
wird über ein Gatter G 6 wieder hinzugefügt
Die L/H-lnformationen (Impulsdiagramm 9, Fig.6)
werden vom Flip-Flop FF4, das die Informationsänderung gegenüber der Übernahmeflanke verzögert, auf
den Informationseingang des Schieberegisters 29 gegeben, wo sie jeweils vom nächsten Clockimpuls
übernommen werden. Als Clockimpulse dienen die Empfangsimpulse (Impulsdiagramm 5, Fig.6). Die
Wortpausenerkennung erfolgt analog zur L/H-Erkennung, für die der Zählerstand 3 verwendet wird, der
durch das Gatter 2 gewonnen wird. Durch diesen Impuls wird das Flip-Flop 1 zurückgesetzt und die Freigabe der
Oszillatorfrequenz beendet Um die Störfestigkeit des Systems zu erhöhen, wird nur dann decodiert, wenn &pgr;
zwei aufeinanderfolgende Worte übereinstimmen. Deshalb sind zwei Schieberegister 29,28 vorgesehen, in die
seriell eingelesen wird. Gleiche Ausgänge werden über Komparatoren 30, 34 verglichen, nur bei Übereinstimmung
erfolgt eine Decodierung der Information. Zusätzlich werden die empfangenen Impulse während
der Set-Zeit vom Flip-Flop FFl gezählt Nur bei Anliegen von sieben Impulsen (6-bit-Information), also
beim Zählerstand sieben des Zählers 32 (Impulsdiagramm 10, Fig.3) kann die Freigabe des Decoders
erfolgen, welcher nicht dargestellt ist Da das 6. bit programmierbar ist, um eine Fernseh-Rundfunkanwendung
gleichzeitig zu ermöglichen, muß der jeweilige Schieberegisterausgang mit dem programmierten Zustand
verglichen werden (Systemprogrammierung). Erst bei Übereinstimmung der verschiedenen Bedingungen
erfolgt die Freigabe des Decoders über das Gatter GlO (Impulsdiagramm 11, Fig. 6). Damit wird der
5-bit-Wortinhalt eines Schieberegisters übernommen und decodiert Bei Zurücksetzung des Flip-Flops 1 wird
durch Differenzieren ein Reset-Impuls für die Teiler
(Zähler und Schieberegister) gewonnen (Impulsdiagramm 12, F ig. 6).
Die beschriebene Schaltung ist nur ein Beispiel möglicher Ausführungen. Bei Anwendung von MOS to
oder TTL-Schaltkreisen verschiedenster Art sind Abweichungen vom Aufbau möglich. Durch Integration
mehrerer Baugruppen in einen Gesamtbaustein ist eine weitere Vereinfachung des Aufbaus zu erzielen.
45 Hierzu 7 Blatt Zeichnungen
50
55
60
65
Claims (7)
1. Digitales Impulsübertragungsverfahren für eine Infrarot-Fernbedienung, z. B. für ein Fernsehgerät,
bei dem die Einstellinformation nach dem PCM-Verfahren von Impulsen von unterschiedlichen
Abständen übertragen wird, welches Impulspaket nach einer definierten Pausenzeit so lange wiederholt
wird, bis die Bedientaste des Fernbedienungsgerätes losgelassen wird, wobei jede Einstellinformation
aus einem Wort aus einer Impulsfolge mit definierten Impulsabständen und/oder einem Vielfachen
hiervon besteht und wobei während einer Impulsdauer eine HF-Sendestufe aufgetastet wird,
die einen Infrarotgeber, z. B. eine Gallium-Arsenid- .-5 Diode, steuert, der die trägerfrequenzmodulierten
Signale ausstrahlt, die von einem zugeordneten Infrarotempfänger mittels einer Infrarot-Empfangsanordnung
mit einem fotosensitiven Element, z. B. einer Silizium-Fotodiode, empfangen und decodiert
werden, welche decodierten Signale mit einer Anzahl von &eegr; Impulsen einer Zählstufe zugeführt
werden, die direkt auf die Stellglieder des fernbedienten Gerätes zur Einstellung der gewünschten
Gerätefunktion einwirken, dadurch gekennzeichnet,
daß im Infrarotsender alle Informationen von einem frequenzstabilisierten Oszillator
(Quarzoszillator) (12, Fi g. 2) abgeleitet werden, daß
alle Steuerinformationen der Empfängerschaltung ebenfalls von einem frequenzstabilisierten Oszillator
(Quarzoszillator) (Öse, F i g. 5) mit gleicher oder
bereits geteilter Grundfrequenz analog der des Oszillators (12, Fig. 1) des Senders durch Teilung
der Frequenz abgeleitet werden, daß mit dem ersten empfangenen Impuls (1, Fig. 6) eines Wortes eine
Impulsfolge aus Impulsen mit definierter schmaler Impulsbreite (Fensterbreite) (4, Fig. 6) gestartet
wird, welche Impulse einen Abstand aufweisen, der dem Grundtakt des empfangenen Wortes oder
einem von der Grundtaktfrequenz abgeleiteten Takt (6, Fig. 6) entspricht, und daß die empfangenen
Impulse (1, Fig. 6) der codierten Einstellinformation erst dann an die Decodierschaltung weitergeleitet
werden, wenn die Impulse (1, Fig. 6) in die im Empfänger gebildeten Impulsfenster (4, F i g. 6) fallen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundtaktfrequenz (6, Fig. 6) im
Empfänger in einem Impulszähler (41, Fig. 5) gezählt wird, welcher Zähler (41, Fig. 5) von den
Impulsen (1, F i g. 6) der Einstellinformation zurückgesetzt wird, wenn diese in die Impulsfenster (4,
Fig. 6) fallen und den definierten kurzen Abstand des Grundtaktes aufweisen, und welcher Zähler (41,
Fig. 5) nicht zurücksetzt, wenn ein langer Impulsabstand vorliegt, und daß am Ausgang des Zählers
(41, Fig. 5) Informationen anliegen, die einem im Sender erzeugten Wort entsprechen, und daß diese
Informationen an die Dekosierschaltung durchgeschaitet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von den empfangenen Impulsen
eines Wortes (1, Fig. 6) jeweils eine Flanke eines jeden Impulses (1, Fig. 6) differenziert wird
und die so gewonnenen Nadelimpulse (3, F i g. 6) in ihrer Phasenlage gegenüber den Impulsfenstern (4,
Fig. 6) mit diesen verglichen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Wortihformationen (1, Fig.6) zur Einstellung einer Gerätefunktion in
verschiedene, empfängerseitig vorgesehene Schieberegister
(28,29, Fig. 5) seriell eingelesen werden,
wobei gleiche Ausgänge der Schieberegister (28,29, F i g. 5) über K.omparatoren(30,34, F i g. 5) miteinander
verglichen werden, über welche die Decodierstufen angesteuert werden, wenn die in den Schieberegistern
(28,29, F i g. 5) gesetzten Worte übereinstimmen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche Verriegelung
ein Impulszähler (32, F i g. 5) vorgesehen ist, in welchem die empfangenen Impulse (1, Fig.6)
gezählt werden, um festzustellen, ob die Ist-Anzahl mit der Soll-Anzahl der Impulse eines codierten
Wortes übereinstimmt
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer
Fernbedienung zur parallelen oder seriellen Ansteuerung verschiedener Geräte, z. B. Fernseh- und
Rundfunksempfangsgeräte, mittels eines oder mehrerer freigehaltener Bits des verwendeten Codes
eine Programmierung oder Umschaltung der Logik erzielt wird.
7. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch folgende Merkmale:
a) Eine Frequenzteilerschaltung (13,14,15, F i g. 2)
in dem Infrarotsender teilt die Frequenz eines frequenzstabilisierten Oszillators (Quarzoszillator)
(12, Fig.2) in Grundtakte (L-Takte), Worttakte, Tastimpulse zur Auftastung einer
HF-Sendestufe und liefert die HF-Impulse zur Ansteuerung des Infrarotgebers (1, F i g. 1).
b) Ein digitales Schieberegister (18, Fig.2), das
über seine Paralleleingänge (A bis F, Fig.2) gesetzt wird, welche Paralleleingänge (A bis F,
Fig.2) mit einer von den Bedientasten (11, Fig. 1) bei Betätigung diesem aufgesteuerten
Codierstufe verbunden sind, steuert einen Taktumschalter (17, Fig.2), der einzelne
Impulse des Grundtaktes ungeteilt oder geteilt seriell durchschallet, wobei die Impulsfolge aus
»L«- und »H«-Takten mit der der gewählten Logik entsprechenden Impulsbreite besteht,
welche Logik durch die Programmierung des Schieberegisters (18, Fig.2) bestimmt ist, und
daß die Impulsfolge (Fig.3) das Wort einer Einstellinformation bildet.
c) Die Impulse (4, Fig.3) nach Merkmal b tasten
eine Gatterschaltung (20, Fig. 2), der weitere Eingangsimpulse (5, Fig.3) definierter kurzer,
durch Frequenzteilung nach Merkmal 1 und Verknüpfung gewonnener Zeitdauer anliegen,
wodurch am Ausgang des Gatters (20, F i g. 2) Tastimpulse (6, F i g. 3) in der vom Schieberegister
codierten Impulsfolge abgreifbar sind, die in einem weiteren Gatter (21, F i g. 2) HF-getasict
werden und der Sendediodc (1, F;g. 1)
zuführbar sind.
d) Aus dem Worttakt (6), F i g. 3) werden Informationen zur Ansteuerung und zur Rückstellung
eines Impulszählers (19, Fig.2) abgeleitet, der die über das Schieberegister (18, Fig.2)
codierten Impulse (6, Fig.3) zählt, von denen
der letzte Impuls über einen Taktunterbrecher (16, Fig.2) nach Ablauf der Impulsfolge eines
Wortes den Taktumschalter (17,Fi g. 2) sperrt
e\ Eine Eingangsschaltung des Infrarotimpulsempfängers
wandelt die empfangenen Impulse in Gleichspannungsimpulse (1, Fig.6) um, von
denen der erste Empfangsimpuls die Teilerkette (27, F i g. 5) eines Quarzoszillators (Öse, F i g. 5)
im Empfänger freigibt.
f) Ein Frequenzteiler (27, Fig.5) teilt die Frequenz
des Empfängeroszillators (Öse, Fig.5)
analog der Frequenz des Senderoszillators (12, F i g. 2), wobei durch Teilung Impulsfenster (4,
Fig.6) gebildet werden, deren Abstände der Grundtaktfrequenz (L-Takt) des Senders entsprechen.
g) Die durch Phasenvergleich in die nach Merkmal f gebildeten Impulsfenster fallenden empfangenen
Impulse oder hiervon durch Differenzierung einer Impulsflanke abgeleiteten Impulse
werden für die Folgeschaltung ausgewertet
h) Die außerhalb der Impulsfenster liegenden Störimpulse werden einem Gatter (G 4, F i g. 5)
zugeführt, das eine Rücksetzung des Informationsschieberegisters (28,29, F i g. 5) auslöst und
diese verriegelt bis der Setzvorgang durch Anliegen des ersten Impulses des nächsten
Wortes erfolgt
i) Eine Decodierschahung decodiert das eine Einstellinformation darstellende codierte Wort
das den Einstellgliedern zur analogen oder digitalen Einstellung der entsprechenden Gerätefunktion
zugeführt wird.
Priority Applications (6)
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