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Verfahren zur Fernübertragung von einzelnen oder mehreren Befehls-
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impulsen zu den Schaltstellen elektronischer Geräte = = = Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Fernübertragung von Befehlsimpulsen zu Schaltgeräten
und zur Rückmeldung des Vollzuges zur Befehlsstelle, bei dem einzelne oder mehrere
simultan gegebene Signale in einem eine Vielzahl von Befehlsgebern, wie Tasten,
Schaltern und dgl., enthaltenden Bediengerät erzeugt, in sequentielle Signale umgewandelt
und zu den Steuereingängen der Schaltgeräte übertragen werden.
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Derartige Verfahren sind insbesondere für Fernsehstudioanlagen von
Bedeutung, bei denen eine Vielzahl von Geräten, wie beispielsweise Kreuzschienen,
Filmübertragungsanlagen, Magnetbandmaschinen, Kommunikationsanlagen und dergl. wahlweise
von verschiedenen Befehlsstellen ein- bzw. ausgeschaltet werden soll.
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Da die bisher verwendeten Verfahren verhältnismäßig komplizierte Schaltanlagen
mit vieldrahtigen Signalleitungen einen relativ hohen Schaltungs- und Montageaufwand
erfordern und sich außerdem im praktischen Betrieb als störanfällig erwiesen haben,
ferner nur mit verhältnismäßig großen Schwierigkeiten an veränderte Betriebsverhältnisse
oder geänderte Aufstellung der zu schaltenden Geräte angepaßt werden können, hat
sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Fernübertragung elektrischer
Befehlsimpulse anzugeben, welches statt viele Kanäle umfassender Übertragungsstrecken
nur einen oder wenige Kanäle benötigt und die Anwendung einer universellen Elektronik
und einer einfachen Bauweise erlaubt, so d+ die genannten Nachteile überwunden bzw.
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vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art
dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß auf der Befehlsseite und in der Schaltgerätegruppe
je ein Signalumformer sowie je eine zum Senden und zum Empfangen von Impulsen umschaltbare
S/E-Stufe vorhanden ist, daß zwischen diesen beiden S/E-Stufen eine vorgegebene
Anzahl periodisch wiederkehrender, durch Intervalle getrennter Impulse abwechselnd
in beide Richtungen übertragen wird, daß jedem in einem Bedienungsgerät befindlichen
Befehlsgeber und jedem zugehörigen Relais eines Schaltgerätes ein Einzelimpuls dieser
Impulsfolge zugeordnet ist, daß in dem Signalumformer auf der Befehlsseite bei aktiviertem
Befehlsgeber ein Hilfsimpuls erzeugt und in den Zwischenraum zwischen dem zugeordneten
Impuls und einem benachbarten Impuls eingesetzt wird, daß der Hilfsimpuls beim Empfang
in der S/E-Stufe auf der Schaltgeräteseite selektiert, im dortigen Signalumformer
in ein Simultansignal umgewandelt wird und in dem zugehörigen Realis des Schaltgerätes
den vorgesehenen Schaltvorgang auslöst, daß hiernach die S/E-Stufe auf Senden und
die der Befehlsseite zugehörige S/E-Stufe auf Empfang umgeschaltet wird, daß nach
dem Vollzug des vorgesehenen Schaltvorganges in die dem Bediengerät zugeführte Impulsfolge
wiederum der Hilfsimpuls eingeführt wird und dieser in einer Anzeigevorrichtung
des Bediengerätes eine Anzeige auslöst, und daß die Umschaltung der S/E-Stufen durch
Startsignale einer von den periodisch wiederkehrenden Impulsen stark verschiedenen
Form oder Dauer vorgenommen wird.
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Weitere Ausgestaltungen und Fortbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Im nachstehenden wird die Erfindung in Verbindung mit den Ausführungsbeispiele
ausgeführter Anlagen sowie Impulsreihen darstellender Figuren erläutert. In den
zum Teil schematisch vereinfacht gezeichneten Figuren sind einander entsprechende
Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigt: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anlage zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 ein Schaltbild einer größeren Anlage mit
zahlreichen Bedien- und Schaltgeräten, Fig. 3 A - E einige Formen der in den Anlagen
gemäß Fig. 1 und 2 auftretenden Impulse, Fig. 4 ein ausführlicheres Blockschaltbild
einer Befehlsstellengruppe der Anlage nach Fig. 1.
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Eine einfache Anlage, bei der das Verfahren der Erfindung angewendet
ist, besteht nach Fig. 1 aus einem Bediengerät 1 mit Tasten ii und Rückmeldelampen
12, einen Signalumformer 2, einer Sende-Empfangsstufe 3, einem Übertragungskabel
4, einer weiteren Sende-Empfangsstufe 3', einer Signalumformerstufe 2' und dem Schaltgerät
1' mit Relais 13' und Rückmeldekontakten 14'. In Fig. 1 und 2 sind Tasten, Lampen
und die am anderen Ende der Anlage dargestellten Relais und Rückmeldekontakte aus
Gründen der Übersichtlichkeit nur in der Einzahl gezeichnet. Es können jedoch mehrere
hundert solcher Einheiten vorhanden sein. Dementsprechend sind auch die Verbindungsleitungen
zwischen dem Bediengerät 1 und dem Impulsformer 2 ebenso wie die zwischen dem Schaltgerät
1' und dem Impulsformer 2' vielfach vorhanden.
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Die Funktion der Anlage ist wie folgt: Das Bediengerät 1 führt dem
Signalumformer 2 über Mehrfachleitungen Steuersignale zu, wobei jeder einzelnen
Befehlstaste eine Leitung zugeordnet ist.
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Ebenso steht jeder Rückmeldelampe 12 eine Leitung zum Signalumformer
zur Verfügung. Da die Tasten 11 und auch die Rückmeldelampen 12 gleichzeitig aktiviert
sein können, fließen über die Leitungen zum Signalumforder 2 simultane Signale,
vorzugsweise Gleichstromsignale. Der Signalumforder 2 ist so beschaffen, daß er
einerseits von links, d.h. vom Bediengerät 1 kommende Signale
in
sequentielle Signale, andererseits von rechts, d.h. von der noch zu besprechenden
Stufe 3 kommende sequentielle Signale in simultane, auf die Verbindungsleitungen
zu den Rückmeldelampen 12 verteilte Signale umwandelt.
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Der Signalumformer 2 enthält in der Ausgaberichtung im wesentlichen
adressierbare Speicher, in die mit Hilfe der Abfrageimpulse die aus der Sende-Empfangsstufe
ankommende sequentielle Information eingespeichert wird und an den Ausgängen der
Speicher als Parallelinformation ansteht. In der Eingaberichtung des Signalumformers
werden die parallel anstehenden Informationen der Befehlstasten in eine sequentielle
Information umgewandelt und an die Sende-Empfangsstufe 3 weitergegeben.
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Die mit dem Signalumformer 2 verbundene, zum Senden und Empfangen
umschaltbare S/E-Stufe 3 besteht im wesentlichen aus einem Umschalter und einem
Impulsgenerator, von dem die Impulsfrequenz der sequentiellen Impulse sowie die
Umschaltfrequenz von Senden auf Empfang abgeleitet werden. Eine durch den Pfeil
S angedeutete äußere Synchronisierung kann z.B. den Vertikalimpulsen einer Fernsehsendung
entnommen sein, sie ist jedoch nicht zwingend nötig. Durch Umschaltung des S/E-Gerätes
wird abwechselnd im Takt der Umschaltimpulse eine Folge von Signalimpulsen, deren
Phasenlage und Anzahl der Nummer und Anzahl aktivierter Befehlstasten entspricht,
von der Übertragungsleitung 4 entnommen oder über dieselbe ausgesendet.
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Die am anderen Ende der Übertragungsleitung 4 vorgesehene Schaltstellengruppe
(1', 2', 3') ist praktisch gleichartig zu der geschilderten Befehlsstellengruppe(l,
2, 3) ausgebildet. Eine S/E-Stufe 3' dient zum Umschalten zwischen Senden und Empfang
im Gegentakt zu dem Takt der Stufe 3. Eine Signalumwandlungsstufe 2' bewirkt die
Umwandlung von sequentieller in simultane Signalfolge und umgekehrt; in dem Schaltgerät
1' werden die Simultansignale
empfangen und aktivieren die einzelnen
Betriebskontakte der anhängenden Geräte oder Netzwerke, außerdem werden die von
den Rückmelderelais 13 geschaltetenen Signalströme über Kontakte 14' an die S/E-Stufe
3' zurückgegeben.
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Für einen Fernsteuervorgang ergibt sich dann im wesentlichen etwa
folgender Ablauf: Zustand 1 Im Gerät 1 werden eine Anzahl Tasten gedrückt, denen
z.B. die landen Nummern 3, 4 und 9 entsprechen mögen. Im Gerät 2 werden daher in
einem Speicher die den Nummern 3,4 und 9 entsprechenden Kontakte belegt.
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Die Schalter stehen in der Stufe 3 auf Empfang und in einer Stufe
3' auf Senden, aber da im Schaltgerät 1' alle Schalter 14' noch in Ruhestellung
stehen, werden von der Stufe 3' nur Ruhesignale gesendet.
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Zustand 2 Die Tasten des Bediengerätes 1 bleiben weiter gedrückt,
aber im Impulsformer 2 werden die Speicherkontakte von Impulsen der Reihe nach abgefragt,
und an den den Nummern 3, 4 und 9 entsprechenden Kontakten ergeben sich Impulssignale.
Das SiE-Gerät 3 arbeitet jetzt als Sender, das Gerät 3' als Empfänger. Über die
Leitung 4 wird nun eine Nachricht entsprechend dem Speicherinhalt von 2 übertragen
und in dem Speicher des Informationsspeichers 2' eingespeichert.
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Zugleich werden durch an die Speicherkontakte angeschlossene relativ
träge Treiber stufen die den Nummern 3, 4 und 9 entsprechenden Schalter am Schaltgerät
1' erregt.
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Zustand 3 Damit sind die entsprechenden Rückmeldekontakte 14t erregt
und bei einer Senderichtung von 3' nach 3 gelangen in den Ausgangsspeicher der Impulsformerstufe
2 entsprechende Rückmeldesignale. Sie werden über Treiberstufen den Rückmeldelampen
12 zugeführt und bestätigen den Vollzug der Befehle.
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Solange eine Befehlstaste gedrückt ist, kommen auch Vollzugssignale
vom Schaltgerät zurück, beim Loslassen der Befehlstasten fallen auch die Schalterrelais
etc. ab bzw. werden in ihre Ausgangsstellung (Schaltzustand) zurückgebracht, welche
sie beim Betätigen der Befehlstaste verlassen haben. In manchen Fällen kann es jedoch
nützlich sein, einrastende Tasten oder entsprechende elektronische Vorrichtungen
im Impulswandler zu verwenden, so daß ein eingegebenes Programm so lange bestehen
bleibt, bis es durch einen zweiten Tastendruck oder durch das Drücken einer Löschtaste
aufgehoben wird.
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Die Baueinheiten 1, 2 3 bzw. 1', 2', 3' können in Form von Steckkarten
mit genormten Kontaktreihen zu Geräten zusammengesetzt werden, die nur noch durch
Koaxialkabel verbunden zu werden brauchen, um eine Fernsteueranlage zu bilden. Dabei
können noch Bediengeräte mit unterschiedlichen Anzahlen von Befehlstasten, z.B.
100, 10, 146 an verschiedenen Orten aufgestellt und mittels gemeinaamer Signalformer
und S/E-Stufen zusammengefaßt werden. Andererseits könnenauchmehrere Fernsteueranlagen
mit je bis zu 256 Befehlstasten und mit eigenen Koaxialkabeln gemeinsam synchronisiert
werden. Eine solche Großanlage ist in Fig.2 gezeigt. Hier sind vier Fernsteuernetze
mit Koaxialkabeln dargestellt. Die Fernateuernetze erhalten ihre Synchronisierung
nur einmal im Gerätebereich 5, welcher z.B. die S/E-Geräte 3' und die Signalumformer
2' umfaßt, durch Zuführung entsprechender durch einen Pfeil S angedeuteter Impulse.
Die einzelnen Schaltfelder können den verschiedendsten Zwecken dienen, z.B.
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können Anzeigetafeln, Kreuzschienenverteiler, Neßfelder, Maschinensätze
durch solche verkoppelten Fernsteuerungsnetze geschaltet werden.
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Im folgenden werden nun anhand der Fig.3 A - E einige Formen der in
der Anlage auftretenden Impulse besprochen. Solange keine Befehlslmpulse vorliegen,
wird über das Kabel 4 die in Fig.3A dargestellte Impulsfolge übertragen. Sie besteht
im wesentlichen aus einer vorgegebenen Anzahl periodisch wiederkehrender, durch
Intervalle getrennter Impulse Z.
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Am Anfang der Zeile läuft ein aus zwei Impulsen unterschiedlichen
Abstandes bestehendes Startsignal voran, aus welchem die Umschaltimpulse zum Wechseln
der Senderichtung abgeleitet werden. Von dem zweiten der beiden Impulse aus werden
die nachfolgenden Impulse Z gezählt, was in Fig.3A durch Zahlen O - 8 angedeutet
ist. Die Schraffierung in den Zwischenräumen zwischen den Impulsen Z bedeutet, daß
in diesen Bereichen die den einzelnen Tasten zugeordneten Befehlsimpulse bzw. Rückmeldeimpulse
eingesetzt werden.
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Fig.3B zeigt eine Folge von Abfrageimpulsen,mit deren Hilfe die Informationsinhalte
an den einzelnen Schaltstellen, Speichern oder Meldestellen erkannt und weitergegeben
werden. Die hierdurch abgeleiteten und in die Impulsfolge der Fig.3A einzusetzenden
Hilfsimpulse W sind in Fig.3C dargestellt. Sie entsprechen im gezeigten Fall einer
Aktivierung der Befehlstasten 3 und 4. Es ergibt sich eine Impulsfolge der Form
der Fig.3D mit Befehlsinformation anden Stellen 3 und 4.
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Fig.3E zeigt zwei Impulareihen in verkleinerter Darstellung.
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Aus ihr geht hervor, daß die Startsignale U1 und U2 zwischen den Impulareihen
beim Senden und Empfangen verschieden sind.
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Z.B. beträgt die Dauer des beim Sendenvonder Befehlsseite aus gegebenen
Startsignales fünf Impulsabstände statt zehn beim Senden von der Schalterseite aus.
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Wird das Startsignal als solches erkannt, so wird ein Kennimpuls erzeugt,
der je nach Länge des Startsignals den Schalter des S/E-GerGtes, z.B. 3', auf Senden
oder Empfangen stellt. In analoger Weise stellt auf der Befehlsseite im S/E-Gerät
3 ein entsprechender Kennimpuls den Schalter auf Empfangen oder Senden.
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In Fig.4 ist eine vollständige Station dargestellt, die wahlweise
für die Befehls- oder die Empfangsseite verwendet werden kann. In Fig.4 sind diejenigen
Baugruppen, welcher der 1, 2 oder 3 in Fig.1 entsprechen, durch gestrichelt gezeichnete
Linien
zusammengefaßt: diese zusammengefaßten Baugruppen sind in Übereinstimmung mit Fig.l
jeweils mit 1, 2 bzw. 3 bezeichnet. Das auf dem Kabel 4 in Pfeilrichtung ankommende
Signal durchläuft die Signalanpassung 37 und wird über die Leitung 38 der Baugruppe
31 zugeführt. Dort wird ein Synchronsignal erzeugt, das einen freilaufenden, quarzgesteuerten
Taktgenerator 32 synchronisiert. Die Baugruppe 31 kann durch Zuführung einer äußeren
Synchronfrequenz bei S, etwa der Vertikalimpulsfrequenz eines Fernsehstudios, in
Takt gehalten werden. Das von der Baugruppe 31 ausgehende Synchronsignal aktiviert
außerdem in der Baugruppe 34 die Startsignalerkennung sowie die sogenannte Telegrammüberwachung.
Bei Erkennung des Startsignals wird ein Kennimpuls erzeugt, welcher - je nachdem,
welcher Art das Startsignal ist - den elektronischen Schalter 35 auf Empfangen bzw.
Senden schaltet. Der Kennimpuls wird außerdem über die Leitung 35' zur Baugruppe
33 geführt und bewirkt, daß dort der vom Taktgenerator 32 über die Leitung 32' zugeführte
sogenannte Abfragetakt zur Baugruppe 22 geleitet wird.
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Gleichzeitig wird der Kennimpuls auch der Baugruppe 36 zugeführt und
gibt dort die Befehlsselektierung und Auswertung frei.
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Wird in Baugruppe 34 bei der Telegrammüberwachung eine Störung erkannt,
so werden die durch den Xennimpuls angeregten und freigegebenen Funktionen wieder
gesperrt, also die Baugrppen 33, 35 und 36 entsprechend gesteuert, so daß keine
falschen Informationen zur Ausgabe in die Baugruppe 22 gelangen können.
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Wenn der Schalter in Baugruppe 35 auf Empfang geschaltet ist, gelangt
das Telegramm über die Leitung 35 E zur Baugruppe 22, von wo die Ausgabe erfolgt.
Ist hingegen der Schalter in Baugruppe 35 auf Senden geschaltet, so gelangt das
Telegramm über die Leitung 35 S von der Baugruppe 23 über diesen Schalter und die
Leitungsanpassung 37 zur Gegenanpassung der nicht dargestellten Gegenstation.
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L e e r s e i t e