DE2657841A1 - Inkrementales verfahren zur zeitsynchronen uebertragung von analogwerten ueber eine mehrkanalfernsteuerung - Google Patents

Description

• Inkrementales Verfahren zur zeitsynchronen Übertragung
• von Anaiogwerten über eLne Mehrkanalfernsteuerung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Fernsteuerschaltungen sind in der modernen Unterhaltungselektronik nicht mehr wegzudenken. Vorwiegend werden derartige Fernsteuerungen in Verbindung mit Fernsehempfangsgeriten eingesetzt, um dem Zuschauer beim Fernsehen eine Anpassung der variablen Größen, wie Lautstärke, I311dllelligkeit, Kontrast und dergleichen, sowie eine Kanalumschaltung nach den individuellen Wiinschen zu ermöglichen, ohne daß er direkt am Fernsehapparat diese Geritefunktionen schatten muß. I)arüber hinaus werden auch andere Funktionen an einem Fernsehgerät über Fernbedienungen, seien es drahtlose oder drahtgebundene, vorgenommen.
• Es ist bei Einsatz einer Fernsehspielschaltung in einem Fernsehgeriit üblich, die Funktionen der Fernsehspielschaltung über eine dralitgebundene Fernbedienung zu betätigen. Es ist auch vorgeschlagen worden, diese Bedienung drahtlos zu ermöglichen, um ortsunabhängiger zum Fernsehgerät hin sein zu könnten. Bei der letzteren Spiel schaltung handelt es sich um solche, bei denen Zielfleck- und Suchflecksymbole willkürlich oder zwangsläufig auf dem Bildschirm veränderbar sind.
• Die bekannten Fernsteuerungen für diese Geräte sowie zur Funktionssteuerung anderer Funktionen in anderen Geräten bedienen sich solcher Verfahren, bei denen eine zeitliche Größe, nämlich die Berührungszeit einer Einstelltaste, entweder direkt übertragen und ein zeitanaloges Signal als Stellgrößeverwendet wird oder aber zur Ansteuerung eines Zählers verwendet wird, dessen Zählstellung als Endstellung in die Geräteschaltung zur Einstellung der entsprechenden Größe übertragen wird. Eine direkte Analogwerteinstellung ist lediglich bei drahtgebundenen Fernbedienungen möglich und praktiziert.
• Es ist aber auch bereits vorgeschlagen worden (TTL-Kochbuch, Texas Instruments Deutschland GmbH, i. Auflage 1972, Seie 302 und ff.), einen einstellbaren Analogwert nach Digitalumwandlung als Di gital größe. zu übertragen, wobei der entsprechende Digitalwert einer Analoggröße direkt seriell oder parallel über entsprechende Sendestufen an die Empfängerschaltung übertragen und dort ausgewertet wird. Zwar weist dieses Verfahren gegenüber dem bekannten zeitabhängigen Verfahren den Vorteil auf, daß ein Analogwert direkt einstellbar ist, und damit eine dauernde Überwachung der Änderung der Gerätefunktionen in visueller oder akustischer Hinsicht entfällt; ihm haftet aber der Nachteil an, daß für die Übertragung mehrere Kanäle notwendig sind, da der Informationsinhalt binär codiert ist und jeder Ausgang des Zählers einzeln abgefragt werden muß. Für die Übertragung selbst ist es außerdem notwendig, daß die Ausgänge verschieden moduliert werden und ein entsprechender Oszillator zwecks Übertragung bei Betätigung einer Funktionstaste anschwingt.
• Solche Fernbedienungen weisen eine hohe Energieaufnahme auf, sofern die Geräte funktionen laufend geändert werden.
• Letzteres ist dann der Fall, wenn über eine solche Fernbedienung die Spielschaltungen in einem Fernsehgerät betätigt werden sollen, da die miteinander Spielenden ihre Zielflecksymbole laufend in ihrer Lage auf dem Bildschirm verändern.
• Es hat sich gezeigt, das die bekannten Verfahren der drahtlosen Fernbedienung nur dann sinnvoll erscheinen, wenn die einzustellenden Größen nicht laufend variiert werden müssen und damit eine dauernde Änderung der Einstellung des Analogwertgebers nicht gegeben ist0 Im anderen Falle ist die Leistungsbilanz der Fernbedienung so schlecht, daß entweder der Energieversorgungsteil der Fernbedlenung zu aufwendig wird oder aber die den Strom liefernden Zellen schnell verbraucht werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren.
• zu entwickeln, das energiekostensparend eine Fernbedienung ermöglicht, die zudem schnelle Zugrtrfszeiten aufweist und die eine direkte Änderung der Einstellgrößen sofort als Änderung der einzustellenden elektrischen Größe im fernzubedienenden Gerät bewirkt.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach der Im Kennzeichen des Anspruchs l wiedergegebenen Lehre gelöst.
• Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sowie Ausbildungen einer Einrichtung zur Verwirklichung des Verfahrens und deren Unterarten sind in den Unteransprüchen beschrieben, Der wesentliche Vorteil bei der Anwendung des Verfahrens liegt darein, daß vom Fernbedienungsgeber die Änderungen des Zählerstandes durch die polarisierten Taktimpulse direkt übertragen werden und damit dem Zähler in der Empfängerschaltung als Auswertimpulse zur Verfügung stehen. Es werden somit Abweichungen in positiver oder negativer Richtung stets direkt übertragen, ausgewertet und zur Beeinflussung der entsprechenden Stellgrößen im Gerät eingegeben.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Fig.
• l und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels, das in Blockschaltbildform dargestellt ist, näher beschrieben.
• In Fig. l ist ein Fernbedienungsgeber dargestellt, der nach dem Verfahren arbeitet und alle die hierfür notwendigen Einrichtungen aufweist. Unter Fig. 2 ist der zum Empfang und zur Auswertung der vom Geber ausgesendeten Stell informationen notwendige Empfänger dargestellt, der im Fernsehgerät oder als Adapter mit diesem verbindbar ist und die Stellgrößen im Fernsehgerät entsprechend dem Analogwert am Geber verändert.
• Der Fernbedienungsgeber in Fig. l besteht aus einem Analogwertgeber - es können auch mehrere sein, die über Umschalter miteinander verbunden sind oder separate Folgeschaltungen aufweisen -, einem Operationsverstärker 2, der als Summierschaltung dient, einem Digitalanalogwandler 3, der eine dem Zählerstand eines Digitalzählers 4 entsprechende Vergleichsspannung erzeugt, einer Vergleicherschaltung 5, einem Taktgenerator 6 und einer Sende stufe 7 sowie Funktionsgebern 8 und 9. Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Am Analogwertgeber l wird eine Eingangsspannung eingestellt, die am Operationsverstärker 2 anliegt.
• Dieser Eingangsspannung wird eine Vergleichs spannung summiert, die vom Digitalanalogwandler 3 in Abhängigkeit vom Zählerstand als Vor- und Rückwärtszähler ausgebildeten Digitalzählers 4 abgeleitet ist. Bei Ungleichheit der Eingangsspannung und der Vergleichsspannung im Operationsverstärker liefert der nachgeschaltete,am Taktgenerator 6 angeschlossene Vergleicher 5 ein Signal, das je nach Polarität den Taktimpuls an den Vor-(V) oder Rückeingang (R) des Vor- und Rückwärts-Digitalzählers 4 legt. Der Zähler ls läuft so lange, bis die Eingangsspannung und die Vergleichsspannung übereinstimmen. Die in ihrer Polarität festgelegten Taktimpulse werden gleichzeitig an die Eingänge A und B der Sendestufe 7 des Fernbedienungsgebers gelegt. Die Impulse werden hierin nach bekannten Verfahren einem Übertragungsmedium aufmoduliert und an die in Fig. 2 dargestellte Empfängerschaltung übertragen.
• Die am Ausgang C anliegenden Wellen sollen dies symbolisieren. Als Träger kann dabei einerseits Ultraschall dienen oder auch Infrarotlicht bzw. andere Ubertragungsmedien. Vom Zähler 4 wird ferner über einen Ausgang ein Mittelwert abgegriffen, d. Ii. daß bei Verstellen des Analogwertgebers l auf eine Normstellung eine Information direkt an den Eingang D der Sende stufe 7 gegeben wird, die ein Rückstellen des Zählers in der Empfängerschaltung auf einen definierten Normenwert, der dem des Analogwertes im Fernbedienungsgeber entspricht, zurücksetzt. Gleichzeitig wird die Vergleichsstufe 5 gesperrt.
• Zusätzlich sind Funktionsgeber 8 und 9 vorgesehen, die an den Eingängen E und F der Sende stufe direkt angeschlossen sind. Selbstverständlich können auch hier mehrere Funktionsgeber vorhanden sein. Z.B. können in Verbindung mit Fernsehspielen über die Funktionsgeber 8 und 9 Fernsehspiele ausgewählt werden.
• Die ausgesendeten modulierten Signale werden in der in Fig. 2 dargestellten Empfängerschaltung ausgewertet, welche aus einer Empfängereingangsschaltung 10 besteht, in der die in ihrer Polarität bestimmten Taktimpulse zurückgewonnen und einer Steuerschaltung li zugeleitet werden, die über die beiden Ausgänge mit den Eingängen des Vor- und Rückwärts-Digitalzählers 12 verbunden sind, wobei die Taktimpulse positiver Polarisation den Zähler in positiver und bei Anliegen von Taktimpulsen negativer Polarisation in negativer Richtung zählen lassen. Weicht die Grundstellung des Zählers 12 von der des Analoggebers ab, so zählt der Zähler 12 bei maximaler Einstellung des Analogzählers in positiver oder negativer Richtung entsprechend bis zu der höchsten Zählstellung, d.h.
• zur maximalen oder minimalen Zählstellung, wobei die Steuerlogik sofort den Zählvorgang blockiert, wenn die Maximalzählstellung bzw. Minimalzählstellung am Zähler 12 erreicht ist. Bei erneutem Einstellen, d.h. bei Abweichen der Einstellung des Analogwertgebers von den Maximaiwerten eriolgt dann eine synchrone Einstellung am Zähler 12 und damit eine synchrone Einstellung der Gerätefunktion in dem Gerät entsprechend der Stellung des Analogwertgebers. Bei Überschreiten des Mittelwertes bzw. der Normstellung des Zählers erfolgt ein Setzen des Zählers auf den Normenwert über einen zusätzlichen Eingang, der über den getrennten Kanal D des Senders angesteuert wird. Bei Wegfall dieser zusätzlichen Maßnahme, die den Vorteil hat, daß zur Synchronisation der Einschaltstellung und der Zählstellung des Digitalzählers 12 keine Maximalwerte agenommen werden müssen, muß die Synchronisation nach dem beschriebenen Verfahrensschritt hergestellt werden. Die Blockierung der Steuerschaltung li erfolgt über den eingezeichneten Rückkopplungsweg vom Digitalzäh-ler 12. Dem Digitalzähler 12 ist ein Digitalanalogwandler 13 nachgeschaltet, an dessen Ausgang eine dem am Analoggeber eingestellten Analogwert entsprechende Stellgröße anliegt, die direkt zur Beeinflussung der entsprechenden Gerätefunktion verwendet wird. Die übrigen Ausgänge H und J der Empfängerschaltung dienen zum Setzen anderer Gerätefunktionen, z.B. der bei Betätigung der Tasten 8 und 9 ausgelõsten.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist aber nicht nur auf das dargestellte Aus-führungsteSspiel beschränkt So ist es zB. möglich1 Jeder Gerätefunktion einen gesonderten Binärzähler 12 zuzuordnen. Auch können die anliegenden Zählinformationen bei entsprechender Ausbildung der Steuerschaltungen für die 7u bedienenden Gerätefunktionen direkt an die diesen Gerätefunktionsschaltungen eigenen Digitalzählern angelegt werden. In diesem Fall kann auch der nachgeschaltete Digital analogwandler wegfallen. In Jedem Fall wird aber, da das Verfahren darauf beruht, die Änderung der Zählerstellungen, die bei Änderung der Einstellung des Analogwertgebers i durch Fortzählung von Impulsen erfolgt, direkt Xbertragen und damit sofort registriert. Die Zugriffszeiten sind also sehr kurz, wobei für die Übertragung kein Zählerendatand abgetastet werden muß, sondern die Zähl-Impulse direkt zur Auswertung gelangen Dies hat den Vorteil, daß für die 8bertragung der Zählimpulse nur geringe Leistungen notwendig sind, so daß eine Fernbedienung auch dann funktionsbereit ist, wenn eine relativ kleine Betriebsspannungsspannungsquelle zur Verfügung steht, wobei eine hohe Betriebsdauer gewährleistet istt

Claims (13)

1. Patentansprüche g Inkrementales Verfahren zur zeitsynchronen über tragung von Analogwerten über eine Mehrkanalfernsteuerung zur Steuerung variabler Größen insbes.

   in nachrichtentechnischen Geräten, wie Fernsehempfangsgeräte, mittels einer drahtlos Steuerbefehle übertragenden Fernbedienung, die einen Analog-Digital-Umsetzer, bestehend aus einem getakteten Vergleicher, einem Vor- und Rückwärtszähler und einem den Vergleicher taktenden Taktgenerator, und einen Digitalanalogwandler zur Umsetzung der Zählerstellung in einen Analogwert aufweist, der als Vergleichsspannung einem Operationsverstärker zugeleitet wird, an dessem zweiten Eingang ein Analogwertgeber angeschlossen ist urd der über seinen Ausgang den Vergleicher steuert, verbunden mit einer Sendereinheit, zB. Infrarotlicht- oder Ultraschallmodulator, und einer Empfangseinrichtung im oder am nachrichtentechnischen Gerät, das die empfangenen Signale direkt als Steuersignale elektronischen Stellgliedern zuleitet oder durch Digitalanalog-Umwandlung in Analogwerte umwandelt, die zur Einstellung der gewünschten Gerätefunktion verwendet werden, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die den Zählerstand des Vor-und Rückwärtszählers in der Fernbedienung entsprechend der Stellung des Analogwertgebers verändernden Vor- oder Rückwärtszählimpulse parallel zum Setzen des Zählers zeitsynchron übertragen und in einer Auswertschaltung im Empfänger ausgewertet und den Stellorganen des nachrichtentechnischen Empfgangsgerätes als Stellgröße mittel- oder unmittelbar zugeführt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die übertragenen, in ihrer Polarität im Vergleicher festgelegten Taktimpulse in einer Zählschaltung im Fernsteuerempfänger des Gerätes gezählt werden und daß der Zählerstand den Digitalwert zur Einstellung einer kontinuierlich veränderbaren elektrischen Größe im Empfänger bildet.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Vor- und Rückwärtszähler der Empfängerschaltung mit einem Digitalanalogwandler verbunden ist, der den eingestellten Digitalwert in einen Analogwert umsetzt, der als variable Stellgröße direkt den Stellorganen zugeführt wird.
4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß am Analogwertgeber an der Fernbedienung ein NormeW-wert einstellbar ist und daß in dieser Stellung über einen zusätzlichen Übertragungskanal ein Setzimpuls übertragen wird, der in der Empfangsschaltung als Stell information den Digitalzähler auf einen definierten Zählerstand rückstellt, von dem aus entsprechend der Veränderung der Stellung des Analogwertgebers auf der Geberseite die im Vergleicher polarisierten Zählimpulse in der Zählerschaltung des Empfängers eine Vor- oder Rückwärtszählung bewirken.
5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h II e t, daß weitere Übertragungskanäle orgesehen sind, über die zusätzliche Einstellinformationen übertragbar sind.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche l bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t1 daß zur Übertragung von Analogwerten von verschiedenen Analogwerteinstellern ein Umschalter vorgesehen ist1 der den Taktgenerator und die Vergleichsschaltung bei Betätigung eines Analogwertgebers an diesen anschließt, wobei gleicllseitig ein Kennimpuls über tragen wird, der die Empfängerschaltumg zum Empfang der entsprechenden Analogwerte vorbereitet, die entweder über im Empfangsteil vorgesehene Umschaltcr direkt als Stellgröße den Stellgliedern zugeführt wird oder aber in zu.geordneten Zählerschaltungen gezählt werden, deren Ausgänge entsprechend den Stellinformationen an die entsprechenden Stellglieder der Schaltung angeschaltet werden.
7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a a u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die übertragenen, in ihrer Polarität fest von der jeweiligen Stellung des Analogwertgebers und der Zählstellung des Digitalzählers in der Gebereinheit abWängigenTaktiiiipulse einer der Zählerschaltung in der Empfangseinrichtung zugeordneten Steuerschaltung zugeführt werden, die bewirkt, daß die entsprechenden Taktimpulse an den Vor- bzw. Rüclrzähleingang des Zählers gelegt werden, und daß gleichzeitig verhindert wird, daß Taktimpulse einer bestimmten Polarität getaktet werden, wenn der Zähler seine Endstellung in der entsprechenden Zählrichtung erreicht hat, so daß bei Endstellung des Analogwertgebers und bei nicht übereinstimmender Ausgangsstellung der Zähler im Fernbedienungsgeber und im Empfänger eine maximale Stellung in positiver oder negativer Zählrichtung erreichbar ist.
8. 8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h einen oder mehrere Analogwertgeber an der Fernbedienung zur Einstellung definierter Analogwerte für die einzelnen Bedieniunktionen, einen Vergleicher, der die am Analogwertgeber eingestellte Spannung mit einer von einem Digitalzähler durch Digitalumwandlung gewonnene Vergleichsspannung vergleicht und der mit mit einem Taktgenerator verbunden ist und bei Ungleichheit der Eingangsspannung und der Vergleichsspannung Taktimpulse liefert, die je nach Polarität an den Vor- oder Rückzähleingang des Digitalzählers gelegt werden, der so lange getaktet wird, bis die Eingangsspannung und die Vergleichsspannung übereinstimmen, wobei die Vor- bzw. Rückwährts-Zählimpulse Je einem Ubertragungskanal in einer Sendeeinheit der Fernbedienung zugeführt werden, die zeitsynchron die einzelnen Taktimpulse durch Modulation auf einen ausgewählten Träger, z.B. Infrarotlicht, Ultraschall oder andere Ubertragungsmedien, überträgt, mit einer Fernbedienungsempfangseinrichtung, in der die empfangenen Signale aufgearbeitet und die in ihrer Polarität vorgegebenen Taktimpulse zurückgewonnen werden, die über eine Steuerschaltung einen der zu steuernden Funktion zugeordneten Digitalzähler takten, dessen Zählstellung oder der durch Umwandlung in einem nachgeschalteten Digitalanalogwandler in eine analoge Stellgröße umgewandelt den Steuerbefehl bildet, der die Einstellung der Funktion durch Anlegen an das zugeordnete Stellglied bewirkt.
9. 9. Verfahren und Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß eine nach dem Verfahren arbeitende Fernsteuerung zum uebertragen von Analogwerten zum Einstellen kontinuierlich veränderbarer Größen in Fernsehspielschaltungen dient, wobei durch den Analogwertgeber Suchfleck- oder Ziel flecksymbole auf dem Bildschirm analog verschiebbar sind.
10. 10. Verfahren und Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Fernsteuerung nach dem Verfahren zur Einstellung der kontinuierlich einstellbaren variablen Größe in einem Fernsehempfangsgerät dient, z.B. Furbssittigung, helligkeit und dergl.
11. 11. Analogwertgeber für eine Einrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Analogwertgeber aus einem Stellwiderstand besteht.
12. 12. Analogwertgeber fiir eine Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a du r c h g e k e n n -z e i c h n e t, dan der Analogwertgeber aus einem Sensorsehalter besteht, der in Abhängigkeit von der zeitlichen Betatigung desselben eine Analogspannung erzeugt, die mit der aus dem Zähler gewonnenen Vergleichsspannung verglichen wird und den Vergleicher ansteuert.
13. 13. Analogwertgeber nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei Betätigung des Sensorschalters ein Taktgenerator eingeschaltet wird, dessen Taktimpulse als Stellgröße direkt iibertragen werden.