DE2552507C3 - Informationsübertragungseinrichtung, insbesondere für das Eisenbahnwesen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Informationsübertragungseinrichtung insbesondere für das Eisenbahnwesen, bei der als Sendeeinrichtung jeweils eine Lumineszenzdiode fir optische Strahlung einer vorgegebenen Frequenz aus einer Vielzahl möglicher Frequenzen vorgesehen ist, wobei die optische Strahlung mit Hilfe eines Wechselstroms mit einer der zu übertragenden Information entsprechenden Frequenz moduliert wird und wobei als Empfangseinrichtung zum Rückgewinnen der Information jeweils ein auf die jeweilige Frequenz der optischen Strahlung der zugehörigen Sendeeinrichtung abgestimmter optischer Strahlungsempfänger vorgesehen ist

Damit Eisenbahnzüge sicher verkehren können, ist es nötig, Informationen von der Strecke zum Fahrzeug zu übertragen.

Eines der ältesten Informationiiübertragungssysteme bedient sich optischer Lichtsignal«:, aus deren Form und Farbe der Fahrzeugführer die nötigen Streckeninformationen ermittelt Während dabei die Lichtsignale dahingehend sicherungstechnisch überwachbar sind, ob sie den zu übertragenden Informationen entsprechen, ist eine direkte Überwachung des Verhaltens des die Information erhaltenden Fahrzeugführers üblicherweise nicht vorgesehen.

Aus der DE-OS 14 55357 ist es zur Vermeidung dieser Gefahr bereits bekannt, mit Hilfe elektromagnetischer Einrichtungen die optische Strahlung der gebräuchlichen Signallaternen gemäß dem zu übermittelnden Signalbegriff mit einer Frequenzmodulation zu versehen. Einrichtungen an Bord eines Fahrzeuges sind dann in der Lage, selbst die optischen Signalbegriffe zu erkennen, von beliebigen anderen Lichtstrahlungen zu unterscheiden und die von den Signallaternen ausgesendete Information unabhängig vom Fahrzeugführer zu entschlüsseln. Der Fahrzeugführer hat bei Verwendung dieser Einrichtung nur noch eine Überwacherfunktion. Diese bekannte technische Einrichtung bedient sich der vorhandenen optischen Signale für den Fahrzeugführer. Sie weist durch ihren komplizierten Aufbau eine große Störanfälligkeit auf.
Aus der DE-AS 1564681 ist es bekannt, für die

ίο Übertragung von Lichtsignalen Lumineszenzdioden zu verwenden. Bei einer Einrichtung gemäß dieser DE-AS wird ein hohes MaB an Sicherheit, wie es insbesondere im Eisenbahnwesen erforderlich ist, erreicht, indem durch das Prinzip der Ruhestromüberwachung ein

is Bauteildefekt sofort angezeigt werden kann, so daß betriebsgefährdende Zustände vermieden werden. Jeder Bauteilausfall führt jedoch sofort zu einem Totalausfall der Anlage, wie es im Interesse einer hohen Verfügbarkeit nicht wünschenswert ist

Um diesen Nachteil zu mindern, ist es nahegelegt, nach dem Prinzip der Verdoppelung zwei vom selben Eingangssignal beaufschlagte optische Sender und zwei zugeordnete Empfänger vorzusehen, die, wie es aus der DE-OS 22 30658 für Duplexbetrieb offenbart ist, mit optischer Strahlung verschiedener Frequenz arbeiten.

Es erweist sich dabei jedoch von Nachteil, daß eine Störung, z. B. durch eine Stoßwelle, auch wenn diese nur sehr kurzfristig besteht, den ordnungsgemäßen Betrieb beider Lumineszenzdioden verhindern würde. Ferner würden auch langfristige Störungen, z. B. durch ein starkes Feld, in den meisten Fällen den ordnungsgemäßen Betrieb beider Lumineszenzdioden blockieren, so daß auch in diesem Fall ein Aufrechterhallen der Informationsübertragung nicht möglich ist

JS Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung für die optische Übertragung eines möglichst großen Informationsvohimens zu schaffen, die zuverlässiger als die bekannten oder durch den Stand der Technik nahegelegten Einrichtungen arbeitet

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Lumineszenzdiode jeder Sendeeinrichtung eine weitere Lumineszenzdiode zum Aussenden optischer Strahlung einer anderen Frequenz aus der Anzahl der vorgesehenen Frequenzen antiparallel geschaltet ist, daß in der zugehörigen Empfangseinrichtung ein weiterer auf diese andere Frequenz abgestimmter optischer Strahlungsempfänger vorgesehen ist und daß die Empfangseinrichtung aus dem Au&gangssignal mindestens eines Strahlungsempfängers die Informa-

so tion rückgewinnt

Als besonders vorteilhaft erweist sich dabei der einfache Aufbau der Einrichtung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert

F i g. 1 zeigt eine auf die wesentlichsten Bauteile reduzierte Informationsübertragungseinrichtung.
In Abhängigkeit von der Zeit (zeigt
F i g. 2 den Verlauf des die Sendeeinrichtung speisenden Wechselstromes /1,

Fig.3 die Beleuchtungsstärke B des von der Empfangseinrichtung empfangenen optischen Sendesignals und

Fig.4 die Ausgangsspannung Ul des von der Empfangseinrichtung gewonnenen Ausgangssignals.

bs In F i g. 1 sind als Sendeeinrichtung an der Strecke zwei antiparallel geschaltete Lumineszenzdioden L 1 und L 2 vorgesehen, die von einem Wechselstrom /1 angesteuert werden. Die Lumineszenzdiode L1 strahlt

im Durchflußbetrieb Licht der Frequenz FI ab, die Lumineszenzdiode LI Licht der Frequenz FI. Als Empfangseinrichtung auf einem Fahrzeug sind zwei antiparallel geschaltete Fotozellen Fl und F2 vorgesehen. Die Fotozelle Fl liefert beim Empfang von Licht mit der Frequenz /1 und die Fotozelle FI beim Empfang von Licht der Frequenz /2 eine Richtspannung. Am Ausgang der Empfangseinrichtung ist als Ausgangssignal die resultierende Ausgangsspannung UI abgreifbar.

In Fig.2 ist ein sinusförmiger, symmetrischer, die Sendeeinrichtung speisender Wechselstrom Ji in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt Bei einer Schaltung der Lumineszenzdioden Li und LI gemäß F i g. 1 erregt eine positive Halbwelle des Wechselstromes JX die Lumineszenzdiode Li, eine negative Halbwelle die Lumineszenzdiode L 2. Bei Vernachlässigung der Schwellwertspannungen der Lumineszenzdioden L1 und L1 und Annahme einer direkten Proportionalität von Amplitude des speisenden Wech- selstromes Ji und resultierendem Lichtstrom ergibt sich an einer im festen Abstand von der Sendeeinrichtung angeordneten Empfangseinrichtung eine Beleuchtungsstärke B, die in Abhängigkeit von der Zeit t nach Art einer gleichgerichteten Sinuskurve ausgebildet ist 2s Bei jedem Nulldurchgang des periodischen Wechselstromes J1 erfolgt dabei ein Wechsel der Lichtfrequenz /lund/2.

Wenn als Empfangseinrichtung gemäß F i g. 1 zwei antiparallel geschaltete Fotozellen Fl und F2 vorgesehen sind und vereinfachend angenommen wird, daß die Fotozellen Fl und F2 jeweils ohne Schwell wert eine von der Beleuchtungsstärke B linear abhängige Gleichspannung abgeben, ergibt sich eine resultierende Ausgangsspannung 1/2, wie sie in F i g. 4 dargestellt ist Die Ausgangsspannung UI hat, von einem Dämpfungsfaktor abgesehen, unter Annahme der genannten idealisierten Verhältnisse, denselben zeitlichen Verlauf wie der speisende Wechselstrom /1.

Die zu fibertragende Information ist allein durch die Frequenz des speisenden Wechselstromes /1 verschlüsselt AmDUtüdenschwankungen der Ausgangsspannung (72, die beim technischen Einsatz, insbesondere durch die unterschiedliche Länge des Übertragungsweges und Umwelteinflüsse wie Nebel und Schnee, verursacht werden, sind daher ohne Einfluß auf die Informationsübertragung.

Es erweist sich als vorteilhaft, diese Modulationsfrequenz durch periodisches Zählen der Nulldurchgänge der Ausgangsspannung UI zu ermitteln, da dann in einfacher Weise auch bei Ausfall einer Lichtfrequenz, beispielsweise durch einen Bauteildefekt, allein aus der Frequenzmodulation der verbliebenen Lichtfrequenz die zu übertragende Information ermittelt werden kann.

Störlicht mit Anteilen der Lichtfrequenz /1 oder /2, sofern die Fotozellen Fl bzw. F2 nicht übersteuert werden, eine Gleichspannungskomponente für die Ausgangsspannung i/2, die jedoch durch einfache technische Maßnahmen, beispielsweise Einsatz eines Übertragers, eliminiert werden kann. Gleichspannungskomponenten der Ausgangsspannung UI durch Störlicht mit Anteilen der Lichtfrequenzen f\ und /2 sind einander entgegengerichtet so daß sie sich zumindest teilweise kompensieren.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt sondern anstelle der Lumineszenzdioden L1 und L1 sowie der Fotozellen F1 und F2 kann eine Reihen- oder Parallelschaltung jeweils gleichsinnig gepolter Lumineszenzdioden bzw. Fotozellen verwendet werden, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Informationsübertragungseinrichtung weiter zu erhöhen.

Ferner können an die Stelle der Fotozellen beliebige andere optische Strahlungsempfänger treten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Informationsübertragungseinrichtung, insbesondere für das Eisenbahnwesen, bei der als Sendeeinrichtung jeweils eine Lumineszenzdiode für optische Strahlung einer vorgegebenen Frequenz aus einer Vielzahl möglicher Frequenzen vorgesehen ist, wobei die optische Strahlung mit Hilfe eines Wechselstroms mit einer der zu übertragenden Information entsprechenden Frequenz moduliert wird und wobei als Empfangseinrichtung zum Rückgewinnen der Information jeweils ein auf die jeweilige Frequenz der optischen Strahlung der zugehörigen Sendeeinrichtung abgestimmter optischer Strahlungsempfänger vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lumineszenzdiode (L 1) jeder Sendeeiinrichtung eine weitere Lumineszenzdiode (L 2) zum Aussenden optischer Strahlung einer anderen Frequenz (72) aus der Anzahl der vorgesehenen Frequenzen antiparaUeJ geschaltet ist, daß in der zugehörigen Empfangseinrichtung ein weiterer auf diese andere Frequenz (f2) abgestimmter optischer Strahlungsempfänger vorgesehen ist und daß die Empfangseinrichtung aus dem Ausgangssignal mindestens eines Strahlungsempfängers die Information rüickgewinnt

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als optische Strahlungsempfänger antiparallel geschaltete Fotozellen (Fl, Fl) vorgesehen sind.