DE2530812C3 - Digitales Impulsübertragungsverfahren für eine Infrarot-Fernbedienung - Google Patents

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

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

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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

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Claims (7)

Patentansprüche:

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.