DE2738423C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine opto elektronische Fernsteuerung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 2.The invention relates to a circuit arrangement for an opto electronic remote control according to the preamble of the claim 1 or 2.
Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus "Grundig Technische Informationen", 1976, H. 1/2, S. 689-702, bekannt.Such a circuit arrangement is from "Grundig Technical Information ", 1976, H. 1/2, pp. 689-702.
Der Betriebszustand von Fernsehempfängern mit optoelektronischer Fernsteuerung (IR-Fernsteuerung) darf nicht vom Rauschen beeinflußt werden. Insbesondere muß verhindert werden, daß der Fernsehempfänger vom Rauschen ein- bzw. ausgeschaltet wird oder während des Betriebs von einem Empfangskanal zum anderen umschaltet.The operating state of television receivers with optoelectronic remote control (IR remote control) must not be from Noise can be affected. In particular, it must be prevented that the television receiver is switched on or off by the noise becomes or during operation from a receiving channel to other switches.
Daher ist bei einer Schaltungsanordnung zur Amplitudenregelung für IR-Fernsteuerung eine große Sicherheit gegen Fehlschaltungen erforderlich.Therefore, in a circuit arrangement for amplitude control for IR remote control, great security against incorrect switching required.
Aus "Funkschau" 1976, Heft 8, Seiten 303 bis 304, ist ein Empfänger für eine optoelektronische Fernsteuerung bekannt mit einer Fotodiode, einem integrierten Verstärker mit Eingangs schwingkreis, einer Schmitt-Trigger-Schaltung, einem Decoder und einem Digital-Anaolg-Wandler bzw. einer Einrichtung zur Kanalwahl. Aus "Der Elektormeister + Deutsches Elektrohandwerk" 1976, Heft 21, Seiten 1406 bis 1407, ist ein Empfangsteil für eine optoelektronische Fernsteuerung bekannt mit einer Fotodiode, einem nachgeschalteten selektiven Kreis zur Ver hinderung von Übertragungsstörungen, mit zwei integrierten Operationsverstärkern, deren Verstärkungsgrade wegen der Gegenkopplungsnetzwerke eine Bandpaßcharakteristik aufweisen, mit einer weiteren Verstärkerstufe mit nachgeschaltetem Dmodulator und Impedanzwandler. Dabei bewirken zwei weitere, als monostabile Kippstufe zusammengeschaltete Transistoren die zur Weiterverarbeitung im Decoder erforderliche Impulsformung. Keines dieser beiden bekannten Empfangsteile kann in Abhängigkeit vom jeweils aktuellen Signal-/Rausch-Verhältnis eine jeweils optimale Empfindlichkeit aufweisen.From "Funkschau" 1976, Issue 8, pages 303 to 304, is a Known receiver for an optoelectronic remote control a photodiode, an integrated amplifier with input resonant circuit, a Schmitt trigger circuit, a decoder and a digital analog converter or a device for Channel selection. From "Der Elektormeister + Deutsches Elektrohandwerk" 1976, Issue 21, pages 1406 to 1407, is a receiving part known for an optoelectronic remote control with a Photodiode, a downstream selective circuit for ver prevention of transmission interference, with two integrated Operational amplifiers, the degrees of amplification because of Negative feedback networks have a bandpass characteristic, with a further amplifier stage with a downstream dmodulator and impedance converter. Two more, than monostable multivibrator interconnected transistors for Further processing in the decoder required pulse shaping. Neither of these two known receiving parts can be dependent one of the current signal-to-noise ratio each have optimal sensitivity.
Aus "Internationale elektronische Rundschau", 1966, Heft 12, Seiten 681 bis 687, ist ein Empfangsverstärker bekannt, bei dem ein steiler Impulsanstieg erzielt werden soll. Zu diesem Zweck ist ein Weg für die Gegenkopplung vorgesehen. Dabei gibt es keine zwei Wege für den Steuerpfad mit verschiedenen Grenz frequenzen. Dabei ist keine Rede von einer optimalen Empfind lichkeit in Abhängigkeit vom jeweiligen Signal-/Rausch-Verhältnis. Bei diesem bekannten Empfangsverstärker gibt es keine optimale Verstärkung und keinen optimalen Schwellwert in Abhän gigkeit vom jeweiligen Signal-/Rausch-Verhältnis.From "Internationale Elektronische Rundschau", 1966, Issue 12, Pages 681 to 687, a receiving amplifier is known in which a steep increase in momentum is to be achieved. To this end a way for negative feedback is provided. There is no two ways for the control path with different limits frequencies. There is no question of optimal sensitivity depending on the respective signal / noise ratio. There are none in this known receiving amplifier optimal gain and no optimal threshold depending on depending on the respective signal / noise ratio.
Aus den bereits eingangs genannten "Grundig Technische Informationen", 1976, Heft 1/2, Seiten 689 bis 702, ist eine Schaltungsanordnung für eine optoelek tronische Fernsteuerung der eingangs genannten Art bekannt. Bei diesem bekannten Empfängerbaustein wird mit dem Regler (k) eine Signalamplitude von 2 V ss eingestellt. Auch bei diesem be kannten Empfängerbaustein wird der Verstärkungsfaktor nicht in Abhängigkeit vom jeweils aktuellen Signal-/Rausch-Verhältnis gesteuert. Auch bei diesem bekannten Empfängerbaustein gibt es nur einen Weg im Steuerpfad für den Verstärkungsfaktor. Und dieser eine Weg hat nichts mit einer optimalen Empfindlichkeit in Abhängigkeit vom jeweiligen Signal-/Rausch-Verhältnis zu tun. Bei diesem bekannten Empfängerbaustein soll Rauschen vielmehr durch Einfügung einer Filterscheibe unterdrückt werden. Bei diesem bekannten Empfängerbaustein gibt es keine optimale Verstärkung und keinen optimalen Schwellwert in Abhängigkeit vom jeweils aktuellen Signal-/Rausch-Verhältnis. Bei diesem bekannten Empfängerbaustein wird mit Hilfe eines Regelverstärkers die Ausgangsamplitude dieses Regelverstärkers durch die Regelung selbst konstant gehalten. Damit soll vor allem verhindert werden, daß bei Eingangssignalen mit großer Amplitude durch Übersteuerung eine Fehlauswertung des Fernsteuerbefehls erfolgt. Außerdem muß auch bei fehlendem Eingangssignal bzw. fehlendem Fernsteuerbefehl verhindert werden, daß der Regelver stärker auf so große Ausgangssignale geregelt wird, daß das Rauschen Fehlschaltungen verursacht. Zu beachten ist hierbei noch, daß bei optoelektronischen Fernsteuerungen im Gegensatz zu Fernsteuerungen mit Radiowellen oder Schall starke Schwankungen in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur auf treten. Der bekannte Empfängerbaustein hat folgende Nachteile: bei richtiger Nutzsignalauswertung ist der Ausgangspegel des Regelverstärkers bezüglich des Schwellenwerts des Schwellenwert detektors bereits festgelegt. Ist dann die Verstärkung bei fehlendem Nutzsignal zu groß, so ist die Sicherheit gegen Fehl schaltungen nur gering. Eine Verdopplung der Verstärkung bedeutet nämlich einen Anstieg der Fehlerwahrscheinlichkeit um mehrere Größenordnungen. Andererseits führt aber eine zu geringe Verstärkung zu einem Empfindlichkeitsverlust. Außerdem bedeutet z. B. eine Halbierung der Verstärkung gegenüber der optimalen Verstärkung, daß die Fläche der beim Fernsehempfänger vorgesehenen Fotodioden zum Empfang des Fernsteuerbefehls ver vierfacht werden muß.From the "Grundig Technical Information" already mentioned at the beginning, 1976, number 1/2, pages 689 to 702, a circuit arrangement for an optoelectronic remote control of the type mentioned at the beginning is known. In this known receiver module, the controller (k) sets a signal amplitude of 2 V ss . Even with this known receiver module, the gain factor is not controlled as a function of the current signal / noise ratio. With this known receiver module, too, there is only one path in the control path for the gain factor. And this one way has nothing to do with an optimal sensitivity depending on the respective signal-to-noise ratio. In this known receiver module, noise should rather be suppressed by inserting a filter disk. In this known receiver module there is no optimal amplification and no optimal threshold value depending on the current signal / noise ratio. In this known receiver module, the output amplitude of this control amplifier is kept constant by the control itself with the aid of a control amplifier. Above all, this is to prevent the remote control command from being incorrectly evaluated in the case of input signals with a large amplitude due to overdriving. In addition, even if there is no input signal or no remote control command, it is necessary to prevent the Regelver from being regulated more strongly to such large output signals that the noise causes switching errors. It should also be noted that, in contrast to remote controls with radio waves or sound, strong fluctuations occur with optoelectronic remote controls depending on the ambient temperature. The known receiver module has the following disadvantages: if the useful signal evaluation is correct, the output level of the control amplifier is already defined with respect to the threshold value of the threshold value detector. If the gain is too high when there is no useful signal, the security against incorrect circuits is only low. A doubling of the gain means an increase in the probability of error by several orders of magnitude. On the other hand, too little amplification leads to a loss of sensitivity. In addition, z. B. a halving of the gain compared to the optimal gain that the area of the photodiodes provided at the television receiver for receiving the remote control command must be quadrupled.
Aus DE-OS 20 01 747 ist eine Eingangsschaltung zur Störspan nungsunterdrückung bekannt, bei der das Eingangssignal über einen als Integrator geschalteten Verstärker auf eine elek tronische Steuerung gegeben wird.From DE-OS 20 01 747 is an input circuit for Störspan voltage suppression known, in which the input signal over an amplifier connected as an integrator to an elec tronic control is given.
Aus DE-PS 11 49 440 und aus "Siemens-Zeitschrift" 1960, Heft 10, Seiten 578 bis 581 ist ein Dreipunktregler zur Erfassung und Ausregelung des Regelfehlermittelwertes mit minimaler Schalthäufigkeit bekannt. Wenn eine Regelgröße vorübergehende Abweichungen zeigt, die nach kurzer Zeit von selbst wieder ver schwinden (statistische Schwankungen), werden diese Abwei chungen dabei nicht ausgeregelt. Die Regelung wird dabei auf einen mittleren Wert der Regelgröße bezogen. Ein dabei vorge sehener Regelkreis besitzt einen Integrierverstärker und einen einzigen Weg zur Gegenkopplung im Sinne einer Rückführung des Integrierverstärkers in seiner Nullage auf den Eingang dieses Integrierverstärkers. Auf diese Weise führen vorübergehende Ab weichungen nicht zum Ansprechen, solange die vorgegebene Zeit fläche unter Berücksichtigung der Vorzeichen nicht über schritten wird.From DE-PS 11 49 440 and from "Siemens-Zeitschrift" 1960, issue 10, Pages 578 to 581 is a three-point controller for acquisition and regulation of the control error mean value with minimal Switching frequency known. If a controlled variable is temporary Deviations shows that ver after a short time again disappear (statistical fluctuations), these deviations not corrected. The scheme is based on an average value of the controlled variable. A featured here The control loop has an integrating amplifier and one only way of negative feedback in the sense of a feedback of the Integrating amplifier in its zero position on the input of this Integrating amplifier. In this way, temporary leads not to respond as long as the given time not taking into account the sign is taken.
Bei keiner bekannten Schaltungsanordnung für eine optoelektronische Fernsteuerung gibt es zwei Wege für den Steuerpfad mit verschiedenen Grenzfrequenzen. Keine der bekannten Schal tungsanordnungen für eine optoelektronische Fernsteuerung besitzt eine optimale Empfindlichkeit in Abhängigkeit vom jeweiligen Signal-/Rausch-Verhältnis.In no known circuit arrangement for an optoelectronic Remote control there are two ways for the control path with different cut-off frequencies. None of the known scarf Arrangements for an optoelectronic remote control has an optimal sensitivity depending on the respective signal / noise ratio.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2 zu schaffen, bei der jeweils eine optimale Empfindlichkeit der Schaltungsan ordnung dadurch erzielt wird, daß einerseits die Verstärkung bei fehlendem Nutzsignal nicht zu groß ist und daß andererseits kein Empfindlichkeitsverlust entsteht.The object of the invention is to provide a circuit arrangement according to the To create the preamble of claim 1 or claim 2, at which each an optimal sensitivity of the circuit order is achieved in that on the one hand the reinforcement is not too large in the absence of a useful signal and on the other hand there is no loss of sensitivity.
Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung nach dem Anspruch 1 bzw. dem Anspruch 2 gelöst.This task is accomplished by a circuit arrangement according to the Claim 1 and claim 2 solved.
Durch die Erfindung wird in Abhängigkeit vom jeweils aktuellen Signal-/Rausch-Verhältnis ein optimaler Wert für den Verstär kungsfaktor bzw. für den Referenzwert der Schwellenwertschaltung erzielt.The invention is dependent on the current Signal / noise ratio an optimal value for the amplifier factor or for the reference value of the threshold switching achieved.
Bei der Erfindung wird ein kombiniertes Signal am Ausgang des Verstärkers aufgeteilt auf zwei Wege. Das Rauschen wird dabei stärker kompensiert als das Nutzsignal. Das Rauschen soll stark unterdrückt werden. Das Nutzsignal soll nicht übersteuern dürfen. In the invention, a combined signal at the output of the Amplifier divided into two ways. The noise is there compensated more than the useful signal. The noise is said to be strong be suppressed. The useful signal should not overdrive allowed to.
Bei der Erfindung wird also die Störgröße des Regelkreises auf zwei verschiedene Weisen verarbeitet. Der eine Weg spricht auf das Rauschen an. Er hat eine niedrige Grenzfrequenz und einen großen Übertragungsfaktor. Der andere Weg spricht in erster Linie auf das Nutzsignal an. Die Grenzfrequenz dieses Weges ist höher, während der Übertragungsfaktor niedriger ist.In the invention, therefore, the disturbance variable of the control loop processed two different ways. One way speaks the noise. It has a low cutoff frequency and one large transmission factor. The other way speaks primarily to the useful signal. The cutoff frequency of this path is higher while the transmission factor is lower.
Bei der zweiten Lösung wird an Stelle der Informationsverarbeitung im Regelkreis der Schwellen- beziehungsweise Referenzwert des Schwellenwertdetektors gesteuert.The second solution replaces information processing in the control loop the threshold or reference value controlled by the threshold detector.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß beide Wege in einem Filter zusammengefaßt sind.In a development of the invention it is provided that both Paths are combined in a filter.
Dadurch ergibt sich ein einfacher Aufbau, der besonders zur In tegration geeignet ist.This results in a simple structure that is particularly suitable for use in tegration is suitable.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß für die Grenzfrequenz f g1 des Kanals mit dem kleineren Übertragungs faktor gilt:Another development of the invention is that for the cut-off frequency f g1 of the channel with the smaller transmission factor:
mit t M=Breite eines Impulses des Modulationssignals oder des zur Steuerung vorgesehenen Vorimpulses. with t M = width of a pulse of the modulation signal or of the pre-pulse provided for control.
Schließlich ist auch vorteilhaft, daß für die Grenzfrequenz f g2 des Kanals mit dem großen Übertragungsfaktor gilt:Finally, it is also advantageous that the following applies to the limit frequency f g2 of the channel with the large transmission factor:
mit t M=Breite eines Impulses des Modulationssignals oder des zur Steuerung vorgesehenen Vorimpulses.with t M = width of a pulse of the modulation signal or of the pre-pulse provided for control.
Zusätzlich zur Informationsverarbeitung im Regelkreis kann auch der Schwellenwert des Schwellenwertdetektors gesteuert werden.In addition to information processing in the control loop, too the threshold of the threshold detector can be controlled.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher er läutert. Es zeigen:The invention is based on the drawing he he purifies. Show it:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Fig. 1 shows a first embodiment of the invention, and
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 2 shows a second embodiment of the invention.
Ein Regelverstärker 1 liegt am Ausgang eines Vorverstärkers 2, der den Fotodioden nachgeschaltet ist, die den Fernsteuerbefehl empfangen. Der Ausgang des Regelverstärkers 1 ist mit einem ge gebenenfalls zusätzlich steuerbaren Schwellenwertdetektor 3 verbunden, dessen Ausgang an den Eingang einer Fernseh-Steuerschaltung 4 ange schlossen ist. Der Ausgang des Regelverstärkers 1 ist weiterhin über eine Diode 6 mit zwei Wegen zur Rückkopplung verbunden. Der eine Weg führt über einen Widerstand 7 und einem diesem paral lelgeschalteten Kondensator 8 zu einem Addierer 9. Der andere Weg führt über einen Widerstand 11 ebenfalls zum Addierer 9, wo bei dem Widerstand 11 ein weiterer Widerstand 12 und ein Konden sator 13 nachgeschaltet sind. Der eine Weg mit dem Widerstand 7 hat eine Zeitkonstante in der Größenordnung von 30 · 10-3 s, während der andere Weg mit dem Widerstand 11 eine Zeitkonstante in der Größenordnung von 10-3 s aufweist. Der Ausgang des Ad dierers 9 ist an einen Eingang des Regelverstärkers 1 ange schlossen.A control amplifier 1 is connected to the output of a preamplifier 2 , which is connected downstream of the photodiodes that receive the remote control command. The output of the control amplifier 1 is connected to a possibly additionally controllable threshold detector 3 , the output of which is connected to the input of a television control circuit 4 . The output of the control amplifier 1 is also connected via a diode 6 to two paths for feedback. One path leads via a resistor 7 and a capacitor 8 connected in parallel to an adder 9 . The other way leads via a resistor 11 to the adder 9 , where another resistor 12 and a capacitor 13 are connected downstream of the resistor 11 . One way with the resistor 7 has a time constant in the order of 30 · 10 -3 s, while the other way with the resistor 11 has a time constant in the order of 10 -3 s. The output of Ad dierers 9 is connected to an input of the control amplifier 1 .
Schließlich ist ein Eingang des Addierers 9 an einen Störlicht änderungssperre aus einem Kondensator 14 und einem Widerstand 16 angeschlossen, die zum Beispiel dann kein Nutzsignal überträgt, wenn gerade eine Lampe eingeschaltet wird. Ein Anschluß 20 des Kondensators 14 wird dabei mit Gleichspannung proportional zum Störlicht beaufschlagt. Die Störlichtänderungssperre aus dem Kondensator 14 und dem Widerstand 16 kann gegebenenfalls entfallen, oder es kann auch die Bandbreite des einen Kanals mit dem Widerstand 7 amplitudenabhängig gemacht werden.Finally, an input of the adder 9 is connected to an interfering light barrier from a capacitor 14 and a resistor 16 which, for example, does not transmit a useful signal when a lamp is being switched on. A terminal 20 of the capacitor 14 is supplied with DC voltage proportional to the stray light. The interfering light barrier from the capacitor 14 and the resistor 16 can optionally be omitted, or the bandwidth of the one channel with the resistor 7 can also be made dependent on the amplitude.
Die beiden Wege mit dem Widerstand 7 beziehungsweise dem Widerstand 11 können zu einem Filter zusammengefaßt werden, wodurch die Herstellung der Schaltungsanordnung in integrierter Technik erleichtert wird.The two paths with the resistor 7 or the resistor 11 can be combined to form a filter, whereby the manufacture of the circuit arrangement in integrated technology is facilitated.
Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, in dem einander entsprechende Teile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind wie in Fig. 1. FIG. 2 shows another exemplary embodiment of the invention, in which parts that correspond to one another are provided with the same reference numerals as in FIG. 1.
An Stelle des Regelverstärkers 1 ist hier ein gewöhnlicher Ver stärker 21 vorgesehen. Zwischen dem Ausgang des Addierers 9 und dem Steuereingang des steuerbaren Schwellenwertdetektors 3 be findet sich ein Glied 23 mit einem der gewünschten Anwendung optimal angepaßten Übertragungsfaktor, das die Referenzspannung für den Schwellenwertdetektor abgibt.Instead of the control amplifier 1 , an ordinary amplifier 21 is provided here. Between the output of the adder 9 and the control input of the controllable threshold detector 3 there is a link 23 with a transmission factor which is optimally adapted to the desired application and which emits the reference voltage for the threshold detector.
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