DE2625282A1

DE2625282A1 - Elektronische schliesseinrichtung

Info

Publication number: DE2625282A1
Application number: DE19762625282
Authority: DE
Inventors: John T Fowler; Robert R Perron
Original assignee: Illinois Lock Co
Current assignee: Illinois Lock Co
Priority date: 1975-06-11
Filing date: 1976-06-04
Publication date: 1976-12-30
Also published as: NL7606176A; US3979647A; NO761966L; CA1043443A; AU1478376A; BE842748A; SE7606595L; GB1525033A; LU75152A1; DK258976A; JPS5222000A; FR2314335A1

Description

MÜLLER-BORE · GROENIXG · DEDFEL · SCHÖN · HERTEL

PATEN T A Ji VV Ä LTB

DR, ViOLFGANO MÜLLER-BORIS (PATENTANWALT VON 1927-1»75) HANS W. QROENINQ, DIPL.-INO. DR. PAUL DEUFEL.DIPL-CHEM, OR. ALFRED SCHUN, DIPL₁-CH¹EM. WERNER HERTEL₁DIPL₁-PHYs.

I 29-1

The Illinois Lock Company
Div. of Eastern Company

301 West Hintz Road
Wheeling, Illinois 6OO9O,USA

Elektronische Schließeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine elektronische Schließeinrichtung, insbesondere ein induktiv mit einem Schlüssel gekoppeltes Schloß, wobei der Schlüssel Impulsfolgen an das Schloß abgibt, das auf eine bestimmte Impulsfolge anspricht und daraus Leistung zum Öffnen des Schlosses durch den Schlüssel gewinnt.

Es gibt bereits elektronische Schließeinrichtungen, und zwar in den verschiedensten Formen. Im allgemeinen wird der Schlüssel oder eine kodierte Einrichtung in eineröffnung im Schloß der Schließeinrichtung positioniert. Das Schloß weist dann alle Kodes bis auf einen bestimmten zurück. Bei elektronischen

Schlössern kann der Schlüssel in verschiedenster Weise kodiert sein. Z.B. können gestanzte Löcher vorgesehen sein, die elektrischen Sonden im Schloß entsprechen. Es werden auch Leiterstreifen verwendet, die den Stromkreis mit dem Schloß schließen. Es gibt auch einen elektromagnetischen Kode am Schlüssel, der durch eine mit diesem zusammenwirkende Schaltung im Schloß erfaßt wird.

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SIKBEItTSTR. 4 · POB 800 720 · SOOO MtTXCHEN' 80 · KABET,: MTJEBOPAT · TEL. (089) 471070 · TELEX 5-32059

Eine bekannte elektronische Schließeinrichtung hat einen Schlüssel mit einer Spule oder einem Ferritstab, während das Schloß eine entsprechende Spule aufweist. Wenn der Schlüssel in unmittelbare Hähe des Schlosses gebracht wird, wird ein innerer Stromkreis im Schloß selbst geschlossen, um dieses zu öffnen.

Diese Schließeinrichtungen sind aufwendig, weshalb nicht nur ihre Herstellung, sondern auch ihre Wartung verhältnismäßig teuer ist. Wohl haben andere elektronische Schließeinrichtungen gewisse Vorteile, doch treten die folgenden grundsätzlichen Nachteile auf.

Erstens erfordert eine elektronische Schließeinrichtung eine Stromversorgung. Bei einigen bestehenden Schließeinrichtungen, befindet sich die Stromversorgung im Schloß der Schließeinrichtung. Das ist häufig unzweckmäßig und unpraktisch,.bei bestimmten Anwendungen, wenn das Schloß selbst einer Stromversorgung nicht zugänglich ist.

Viele Schließeinrichtungen sind im allgemeinen für eine große Anzahl von auswechselbaren oder unkodierbaren Schlüsseln ausgelegt, die nur für eine relativ kleine Anzahl von Schlössern passen. Diese Schlösser haben einen komplizierten Aufbau, ganz abgesehen von der ebenfalls vorhandenen Stromquelle. Dies ist unzweckmäßig und unpraktisch, wenn nur ein Schlüssel für viele Schlösser paßt und die Schlösser selbst der Gefahr eines Mißbrauchs ausgesetzt sind und sich an Orten befinden, die einer Stromversorgung nicht zugänglich sind.

Eine andere Schwierigkeit bei elektronischen Schließeinrichtungen besteht darin, daß die den Schlüssel aufnehmende öffnung im Schloß unbefugten Einwirkungen ausgesetzt ist. Das Einsetzen von Fremdkörpern in die schlüsselaufnehmende Öffnung eines komplizierten elektronischen Schlosses kann dieses stark beschädigen oder überhaupt viele herkömmliche elektronische

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Schlösser durch Unterbrechen des Kontakts oder Zerstören der elektromagnetischen Fühler zerstören. Derartigen zerstörenden unbefugten Eingriffen sind alle Schlösser an öffentlich zugänglichen Orten ausgesetzt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung der aufgezeigten Schwierigkeiten eine elektronische Schließeinrichtung anzugeben, deren Schloß einfach aufgebaut ist, keine eingebaute Strömversorgung erfordert und verhältnismäßig sicher' vor unbefugten Einwirkungen ist, während der Schlüssel die Stromversorgung zum Betrieb der Schließeinrichtung enthält und das Schloß ohne Einsetzen in eine Öffnung von ihm öffnen kann.

Erfindungsgemäß' wird eine induktiv gekoppelte binäre Schließeinrichtung angegeben, bei welcher der Schlüssel eine Folge von binären Impulsen an das Schloß abgibt. Das Schloß öffnet bei Empfang einer bestimmten Folge von Impulsen den Schloßriegel.

Der Schlüssel hat einen frequenzveränderlichen Taktgeber oder einen Zeitgeber, der Impulsean einen Generator für Impulseveränderlicher Dauer abgibt. Diese Impulse, werden in den einen Eingang einer Verknüpfungsschaltung und in einen Generator für eine kodierte Impulsfolge eingespeist, der seinerseits einen Inverter und mehrere Teile aufweist, die umschaltbar miteinander verbunden sind.Die AusgangsSignaIe vom Generator für kodierte Impulsfolge werden in die Verknüpfungsschaltung eingespeist. Das Ausgangssignal der Verknüpfungsschaltung wird verstärkt und in eine Induktivitätseinrichtung eingespeist. Die Induktivitätseinrichtung befindet sich derart im Schlüssel, daß sie in unmittelbarer Nähe einer Empfangs-Induktivitätseinrichtung im Schloß angeordnet werden kann.

Das Schloß der Schließeinrichtung hat eine Empfangs-Iiiduktivitätseinrichtung, mit dieser verbundene Dioden, um Gleichstromleistung

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für den Schloßbetätigungs-Motorstromkreis zu erzeugen, und eine Schloß-Verknüpfungsschaltung. Signale von der Empfangs-Induktivitätseinrichtung werden in die Schloß-Verknüpfungsschal tung eingespeist. Wenn die vorgewählte Impulsfolge empfangen wird, werden diese von der Verknüpfungsschaltung zum Schloßbestätigungs-Motor durchgelassen, so daß dieser in einer Richtung umläuft, um die Schloßriegel zu öffnen. Wenn jedoch die Verknüpfungsschaltung eine Impulsfolge ungleich der vorgewählten Impulsfolge erfaßt, lassen die Signale den Schloßbetätigungs-Motor in der entgegengesetzten Richtung umlaufen, so daß das Schloß geschlossen bleibt.

Erfindungsgemäß weist also die Schließeinrichtung einen Schlüssel auf, der Signale sendet und gleichzeitig das Schloß mit Strom versorgt. Bei Empfang einer gewählten Impulsfolge öffnet sich das Schloß. Wenn jedoch eine falsche Impulsfolge empfangen wird, bleibt das Schloß geschlossen.

Es ist also im Gegensatz zu früher zum Betätigen der Schließeinrichtung keine Öffnung mehr nötig, so daß auch keine öffnung mehr durch Versuche, das Schloß aufzubrechen, beschädigt werden kann. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel hat das Schloß selbst keine innere Stromversorgung, so daß der Anbringungsort des Schlosses weit weg von einer Stromquelle unproblematisch ist. Das Schloß hat einen relativ einfachen Aufbau, so daß viele Schlösser für eine Betätigung mit einem einzigen Schlüssel gebaut werden können.

Die Erfindung gibt also eine induktiv gekoppelte elektronische Schließeinrichtung,an, bei der der Schlüssel einen taktgesteuerten Generator für Impulse veränderlicher Dauer hat und eine veränderliche Impulsfolge in eine Induktivitätseinrichtung eingespeist wird. Das Schloß der Schließeinrichtung hat einen induktiven Aufnehmer, der alle bis auf eine vorgewählte Impulsfolge zurückweist, die empfangenen Signale in Gleichstrom umsetzt und einen Motor zum Öffnen des Schlosses speist.

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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht des Schlüssels und des Schlosses, wie sie zusammenwirken, um die Schließeinrichtung zu betätigen;

Fig. 2 das Schaltbild eines Bausteins des Schlüssels;

Fig. 3 den Verlauf von Impulsen an verschiedenen Punkten der Schaltung von Fig. 2;

Fig. 4 das genauere Schaltbild der elektronischen Schaltung im Schlüssel und

Fig. 5 den Verlauf von Impulsen an verschiedenen Punkten in der Schaltung von Fig. 4.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektronischen Schließeinrichtung, die mit 10 bezeichnet ist. Ein Schlüssel 12 befindet sich in Arbeitsstellung in bezug auf ein Schloß 14.

Der Schlüssel 12 enthält gemäß Fig. 1 eine Stromversorgung 16, einen Elektronikbaustein 18 und eine Schlüssel-Induktivitätseinrichtung 20. Vorzugsweise kann die Stromversorgung 16 ein Trockenzellen-Batterieelement oder eine andere geeignete Gleichstromversorgung sein. Ein Schalter 40 am Schlüssel 12 dient zum Öffnen oder Schließen des Schlosses. Das Schloß 14 hat äußere Gehäuseteile 24 und 25. Innerhalb der Gehäuseteile 24 und 25 befindet sich eine Schloß-Induktivitätseinrichtung 22, ein Motor 26,ein Getriebe 28 und eine Kurvenscheibe 30. Der Motor 26, das Getriebe 28 und die Kurvenscheibe 30 sind mit den Gehäuseteilen 24 und 25 durch einen geeignet geformten Halter 27 oder irgendeine Verbindungseinrichtung verbunden.

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Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel sollte der Gehäuseteil 24 aus einem im wesentlichen unmagnetischen Werkstoff hergestellt ■ sein. Kunststoffe und gewisse Edelstahle, die kaum magnetisierbar sind, werden vorzugsweise verwendet. Falls andere Werkstoffe für den Gehäuseteil benutzt werden, sollten diese sehr schlecht leitend sein, um Wirbelstromverluste klein zu halten.

Fig. 2 zeigt das Schaltbild des Elektronikbausteins 18 und der Induktivitätseinrichtung 20 im Schlüssel 12. Der Elektronikbaustein 18 hat einen Taktgeber 32, der Taktimpulse an einen Generator 34 für Impulse veränderlicher Dauer abgibt. Das Ausgangssignal vom Generator 34 wird aufgeteilt, nämlich ein Teil Verknüpfungsgliedern44 und 46 und ein anderer Teil einem Inverter 46 zugeführt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Verknüpfungsglieder 44 und 46 UND-Glieder, jedoch können auch andere Verknüpfungsglieder verwendet werden. Das Ausgangssignal des Inverters 36 wird in einen ersten Teiler und einen Schalter 40 eingespeist. Der erste Teiler 38 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Zweifach-Teiler, jedoch ist jeder geeignete Teiler anwendbar.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Ausgangssignal vom Teiler 38,vorzugsweise das invertierte Ausgangssignal, dem einen Pol des Schalters 40 zugeführt. Der Schalter 40 erlaubt die Wahl zwischen dem Ausgangssignal unmittelbar vom Inverter 36 und dem Ausgangssignal vom Teiler 38 als Eingangssignal für einen zweiten Teiler 42. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Teiler 42 ebenfalls ein Zweifach-Teiler. Wie bereits im Zusammenhang mit dem ersten Teiler ausgeführt wurde, kann jedoch jeder geeignete Teiler angewendet werden.

Die Ausgangssignale vom zweiten Teiler 42, nämlich ein invertiertes und ein nicht-invertiertes, werden in die Verknüpfungsglieder 44 und 46 eingespeist. Die Aus gangs signale von den

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Verknüpfungsgliedern 44 und 46 werden einem Verstärker 4 8 zugeführt. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Verstärker 4 8 ein Zwei-Transistoren-Verstärker, der das Signal von Verknüpfungsgliedern 44 und 46 verstärkt und anschließend in eine Spuleneinheit 20 einspeist. Die elektrische Speisung der Transistoren und der Verknüpfungsglieder im Elektronikbaustein erfolgt durch die Stromquelle 16. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Schalter 40 die Wahl von einem oder beiden der Teiler 38 und 42 gestattet.

Die Schaltung des Schlosses 14 ist insgesamt in Fig. 4 gezeigt. Eine Induktivitätsspuleneinheit 22 empfängt die Signale vom Schlüssel 12. Ein Kondensator 60 bildet.zusammen mit der Spuleneinheit 22 einen Resonanzkreis und dient gleichzeitig zum Glätten der empfangenen Signale. Die von der Induktionsspuleneinheit 22 empfangenen Signale werden einer ersten und einer .. zweiten Diode 62 bzw. 64' zugeführt, um eine Gleichstromversorgung zu bilden und mittels einer Leitung 71 Leistungs- oder Endverstärkern 86 und 88 zugeführt. Die Signale von den Induktionsspulen 22 werden auch an einer dritten und einer vierten Diode 66 bzw. 6 8 angelegt und dann durch ein RC-Filter 69 an eine Leitung 70 weitergeleitet, wo die Gleichstromleistung zur Versorgung der Verknüpfungsschaltung des Schlosses 14 dient. Schließlich werden die von der Induktionsspuleneinheit 22 empfangenen Signale in die Verknüpfungsschaltung des Schlosses 14 eingespeist. Das eine Ende der Induktionsspuleneinheit 22 ist an ein Flipflop 72 angeschlossen, während das Signal vom anderen Ende der Induktionsspuleneinheit 22 einem Flipflop 74 zugeführt wird. Der Ausgang des Flipflops 72 ist an den Eingang des Flipflops 74 angeschlossen, und der Ausgang des Flipflops 74 ist mit einer fünften Diode 76 verbunden. Der Ausgang der fünften Diode 76 ist an den Eingang eines Demodulators 78 angeschlossen, der hier die Diode 76, einen Kondensator und einen Widerstand umfaßt. Der Ausgang des Demodulators 78 ist mit dem Eingang, eines Inverters 80 verbunden, dessen Ausgang an den Eingang des Leistungs Verstärkers 86 und einen Inverter 82 angeschlossen ist. ·

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Der Ausgang des Inverters 82 ist an den Eingang des Leistungsverstärkers 88 angeschlossen. Die Leistungsverstärker 86 und 88 sind beim bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel transistorisierte verstärker. Der Ausgang der Leistungsverstärker 86 und 88 ist an den Motor 26 angeschlossen.

Fig. 3 und 5 zeigen den ImpulsverlauC an verschiedenen Punkten in der Schaltung des Schlüssels 12 bzw. des Schlosses 14. Die Impulse von Fig. 3a treten am Ausgang des Generators 34 für Impulse veränderlicher Dauer auf. Die Impulse in Fig. 3b erscheinen am Ausgang des Inverters 36. Es ist ersichtlich, daß die Impulse gemäß Fig. 3a dem einen Ende der Schaltung aus den beiden UND-Gliedern 44 und 46 zugeführt werden. Die in Fig. 3b abgebildeten invertierten Signale werden in den Schalter 40 und den Teiler 38 eingespeist. Fig. 3c und 3d zeigen den Impulsverlauf am Ausgang des Teilers 42, wenn der Schalter 40 den Teiler 38 überbrückt. In Fig. 3e und 3f sind die Ausgangssignale der UND-Glieder 44 und 46 gezeigt, wobei der Schalter 40 dieselbe Stellung wie eben beschrieben einnimmt. Wenn der Schalter so liegt, daß der Ausgang des Teilers 38 mit dem,Eingang des Teilers 42 verbunden ist, treten am Ausgang des Teilers 42 die in Fig. 3g und 3h gezeigten Signale auf. Die Ausgangssignale von den UND-Gliedern 44 und 46 sind_f wenn der Schalter 40-eine solche Stellung einnimmt, daß der Ausgang des Teilers 38 mit dem Eingang des Teilers 42 verbunden ist, in FIg₁ 3i und j abgebildet. Diese Impulse werden durch den Verstärker 48 verstärkt und in die Sende-Induktionsspuleneinheit 20 eingespeist.

Fig. 5 zeigt den Verlauf verschiedener Impulse an bestimmten Punkten in der Schloß-Schaltung. In Fig. 5a sind die Impulse abgebildet, die an den . .Zähl.eingängen der Flipflops 72 und empfangen werden, wenn der Schalter 40 so liegt, daß er das Signal gemäß Figur 3e durchläßt,wenn der Schalter 40 diese Stellung einnimmt,ha.t der am Rücksetz-Eingang der Flipflops 72 und 74 empfangene Impuls den Verlauf gemäß Fig. 5b. Fig. 5c zeigt die

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Aus gangs impulse vom JE¹ lip flop 72, wie sie in das Flipflop 74 eingespeist werden, wenn der Schalter 40 die oben erläuterte Stellung einnimmt. Fig. 5d und 5e zeigen das Ausgangssignal des Flipflops 74 bzw. des Demodulators 78, wenn der Schalter den Teiler 38 überbrückt. Wenn der Schalter 40 so gelegt ist, daß der Ausgang des Teilers 38 mit .dem Eingang des Teilers verbunden ist, haben die Eingangsimpulse am Zähleingang der Flipflops 72 und 74 den Verlauf gemäß Fig. 5f. Die Rücksetzimpulse, die in die Flipflops 72 und 74 eingespeist werden, sind in Fig. 5g zu sehen. Es ist also ersichtlich, daß der Zähler in dieser Stellung des Schalters 40 zusätzlich um Eins weiterzählt. Fig. 5h und Fi zeigen die Eingangssignale der Flipflops 72 bzw. 74, wenn der Schalter 40 so gelegt ist, daß er beide Teiler38 und 42 koppelt.In Fig^j ist das Ausgangssignal des Demodulators 78 abgebildet.

Wenn also der Schlüssel 12 sich in einer Stellung befindet, in der er mit dem Schloß 14 zusammenwirkt, wird ein Signal vom Schlüssel 12 zum Schloß 14 gesendet. Wenn der Schalter 40 den ersten Teiler 38 überbrückt, versorgen die vom Schloß 14 empfangenen Impulse den Motor 26 und die Verknüpfungsschaltung. Die Verknüpfungsschaltung erfaßt die Impulse und veranlaßt den Umlauf des Motors in einer Richtung. Wenn der Motor 26 in dieser Richtung umläuft, bleibt das Schloß geschlossen. Wenn jedoch der Schalter 40 so eingestellt ist, daß der erste Teiler 38 zur Sender-Schaltung gehört, speisen zwar auch die vom Schloß empfangenen Impulse den Motor und die Verknüpfungsschaltung. In diesem Fall erzeugt jedoch die Verknüpfungsschaltung ein Signal, das ein Umlaufen des Motors 26 in der entgegengesetzten Richtung zu vorher veranlaßt. Wenn der Motor 26 in, dieser Richtung umläuft, öffnet sich das Schloß. Es ist ersichtlich, daß sich das Schloß nur öffnet, wenn die gewählten charakteristischen Doppelimpulse gemäß Fig. 3i und 3j vom Schloß 14 empfangen werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Elektronische Schließeinrichtung, gekennzeichnet durch einen Schlüssel (12) mit einem Generator (32) zur Erzeugung einer Anzahl elektrischer Signale und. mit einer ersten Induktivitätseinrichtung (20) , die elektrisch mit dem Generator (32) gekoppelt ist; durch ein Schloß (14) mit einer zweiten Induktivitätseinrichtung (22), die induktiv mit der ersten Induktivitätseinrichtung (2O) koppelbar ist, wenn sich der Schlüssel (12) in einer bestimmten Lage zum Schloß (14) befindet mit einem an die zweite Induktivitätseinrichtung angeschlossenen Signalunterscheider, der die elektrischen Signale vom Generator zur Unterscheidung eines bestimmten elektrischen Signals aus der Anzahl der elektrischen Signale vom Generator empfängt, mit einem Motor, der in elektrischer Antriebsverbindung mit dem Signalunterscheider steht, und mit einem vom Motor antreibbaren Schloßriegel, der vom Motor zwischen einer verriegelten- und einer nicht verriegelten Stellung bewegbar ist.

2. Schließeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator des Schlüssels (12) ferner aufweist: einen Impulsgenerator (32) und einen damit elektrisch verbundenen Impulsdauersteller (34), mehrere verknüpfungsglieder (44, 46), von denen jeweils ein Eingang mit dem Ausgang des Impulsdauerstellers (34) verbunden ist, einen ersten Inverter (36), der an den Ausgang des Impulsdauerstellers (34) angeschlossen ist, einen ersten Teiler (38), der an den Ausgang der ersten Inverters (36) angeschlossen ist, einen mit dem Ausgang des ersten Inverters (36) und dem Ausgang des ersten Teilers (38) verbundenen Schalter (40), einen zweiten Teiler (42), der mit dem Schalter (40) verbunden ist.

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so daß der Eingang des zweiten Teilers (42) wahlweise entweder mit dem Ausgang des ersten Inverters (36) oder mit dem Ausgang des ersten Teilers (38) verbindbar ist, wobei der zweite Teiler (42) eine Anzahl Ausgänge aufweist, die mit dem Eingang mehrerer Verknüpfungsglieder (44, 46) verbunden sind, einen ersten Verstärker (48), der an die Ausgänge der Verknüpfungsglieder (44, 46) und an den Eingang der ersten Induktivitätseinrichtung (20) angeschlossen ist, sowie eine elektrische Stromversorgung (16), die mit dem ersten Verstärker (48) verbunden ist (Fig. 2).

3. Schließeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalunterscheider des Schlosses (14) ferner aufweist: einen Kondensator (60) an der zweiten Induktivitätseinrichtung (22), eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Diode (62,64,66,68), die mit der zweiten Induktivitätseinrichtung (22) verbunden sind, ein erstes und ein zweites Flipflop (72, 74), deren Zähleingang mit dem einen Ende der zweiten Induktivitätseinrichtung (22) verbunden ist, während die übrigen Eingänge der beiden Flipflops (72, 74) an das andere Ende der zweiten Induktivitätseinrichtung (22) angeschlossen sind, wobei ein Ausgang des ersten Flipflops (72) an den einen Eingang des zweiten Flipflops (74) angeschlossen ist, eine fünfte Diode (76), die mit dem Ausgang des zweiten Flipflops (74) verbunden isjt, einen Demodulator (78), der mit dem Ausgang der fünften Diode (76) verbunden ist, einen zweiten Inverter (80), der an den Ausgang des Demodulators (78) angeschlossen.ist, einen zweiten Verstärker (86), der mit dem Ausgang des zweiten Inverters (80) verbunden ist, einen dritten Inverter (82), der mit dem Ausgang des zweiten Inverters (80) verbunden ist, und einen dritten Verstärker (88), der an den Ausgang des dritten Inverters (82) angeschlossen ist (Fig. 4).

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