DE2802787A1

DE2802787A1 - Verfahren zur fernsteuerung und vorrichtung zur ausfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2802787A1
Application number: DE19782802787
Authority: DE
Inventors: Hans De Vries; Johannes A H Wessendorp
Original assignee: Zellweger Uster AG
Current assignee: Zellweger Uster AG
Priority date: 1977-05-31
Filing date: 1978-01-23
Publication date: 1978-12-07
Also published as: AU3665978A; CH615304A5

Description

Verfahren zur Fernsteuerung und Vorrichtung zur Ausführung
des Verfahrens Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fernsteuerung und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere auf ein Verfahren zur Fernsteuerung der An- und Abschaltung von iastobjekten an bzw.
von einem Starkstromnetz auf Grund hochfrequent ausgestrahlter Fernsteuersignale und auf eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.
Aus der Rundsteuertechnik sind bereits Fernsteuerverfahren bekannt, nach welchen Fernsteuerbefehle als vorzugsweise tonfrequente Signale einem Starkstromnetz überlagert werden und von einer beliebig grossen Zahl an dieses Starkstromnetz angeschlossener Fernsteuerempfänger empfangen werden. Solche Fernsteuerbefehle werden üblicherweise sendeseitig kodiert und empfangsseitig dekodiert und danach durch ein dem Fernsteuerempfänger und dem fernzusteuernden Lastobjekt zugeordnetes Schaltorgan zur Ausführung gebracht.
Bei den bekannten Rundsteuersystemen besteht zwischen der Sendeanlage und den einzelnen Empfängern eine nur sehr geringe Dämpfung des Signalpegels, wobei an den verschiedenen Anschlussstellen der Fernsteuerempfänger nur geringfügige Pegelunterschiede auftreten, beispielsweise etwa im Verhältnis von 1 : 2. Im Hinblick auf den hohen Störpegel des als Uebertragungskanal verwendeten Starkstromnetzes sind aber sehr beachtliche Leistungen für die Fernsteuersignale erforderlich. Ueblicherweise werden Leistungen von etwa 10 - 50 kW pro Sender verlangt und es erweist sich in vielen Fällen als erforderlich, die Fernsteuersignale an mehreren Stellen des Starkstromnetzes simultan einspeisen zu müssen.
Nachteilig an diesem bekannten System ist daher der hohe sendeseitige Aufwand. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn ein räumlich ausgedehntes Gebiet erfasst werden muss.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde diese Nachteile zu vermeiden und ein Fernsteuersystem zu schaffen, welches ohne oder mit nur geringem sendeseitigem Aufwand erlaubt eine grosse Anzahl von Fernsteuerempfängern in einem grossen Gebiet zu erreichen und ausserdem den empfängerseitigen Aufwand im Rahmen an sich bekannter an das Starkstromnetz gebundener Fernsteuerempfänger zu halten.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fernsteuerung der An- und Abschaltung von Lastobjekten in einem Starkstromnetz auf Grund von hochfrequent ausgestrahlten Fernsteuersignalen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass sendeseitig die Fernsteuersignale als ausserordentliche Modulation der ordentlichen Modulation eines für eine andere Aufgabe vorgesehenen Hochfrequenzsenders zugefügt werden, wobei für die ausserordentliche Modulation und die ordentliche Modulation unterschiedliche Modulationsparameter verwendet werden und dass empfangsseitig die durch die ausserordentliche Modulation erzeugten Komponenten des Empfangssignals aufgrund ihrer unterschiedlichen Modulationsparameter von der ordentlichen Modulation abgetrennt und nach ihrer Auswertung als Steuersignal einem Schaltorgan für die Zu- oder Abschaltung eines Lastobjektes an das bzw.
vom Starkstromnetz zugeführt werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Ausführung des genannten Verfahrens.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden beispielsweise erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Fernsteuerempfängers; Fig. 2 ein Schaltbild eines Hochfrequenzteils; Fig. 3 ein Schaltbild eines Niederfrequenzfilters.
In allen Figuren sind für entsprechende Teile gleiche Hinweiszeichen verwendet.
Im Gegensatz zu den bekannten Rundsteuersystemen,wo tonfrequente Signale einer Starkstromleitung bzw. der zugehörigen Netzspannung überlagert werden, wird gemäss vorliegender Erfindung mit modulierten Hochfrequenzsignalen gearbeitet, welche von einem für eine andere Aufgabe vorgesehenen Sender ausgestrahlt werden. Dadurch entfällt der bei bekannten Rundsteuersystemen erforderliche sehr erhebliche Aufwand für die Sender vollständig. Die Ausnutzung eines für eine andere Aufgabe bestimmten Hochfrequenzsenders, beispielsweise eines für normale Radioprogramme bestimmten Rundfunksenders für die zusätzliche Aufgabe der Fernsteuerung der Zu- und Abschaltung von Lastobjekten an bzw. von einem Starkstromnetz ist nun nicht ohne weiteres möglich, vielmehr muss den besonderen Verhältnissen der vom genannten Sender zu übertragenden ordentlichen Modulation, d.h. des Rundfunkprogramms in gebührender Weise Rechnung getragen werden. Es wäre beispielsweise nicht zulässig, dass die simultane Uebertragung von Fernsteuerbefehlen von den Empfängern der ordentlichen Modulation, also der Sprache-und Musik-Modulation des Rundfunksenders ebenfalls gehört würden, ebenso dürfen in der ordentlichen Modulation möglicherweise auftretende Tonfrequenzen keinen störenden Einfluss auf die zu übertragenden Fernsteuerbefehle, also auf die ausserordentliche Modulation, ausüben können.
Die Entkopplung von ausserordentlicher und ordentlicher Modulation kann nun durch die Anwendung unterschiedlicher Modulationsparameter erzielt werden. Beispielsweise könnten bei einem für die ordentliche Modulation (Rundfunkprogramm) mit Amplitudenmodulation arbeitenden Rundfunksender die Fernsteuerbefehle als ausserordentliche Modulation durch, vorzugsweise geringfügige, Frequenz- oder Phasenmodulation übertragen werden. Ein genügend kleingehaltener Frequenz-bzw. Phasenhub würde in normalen Amplitudenmodulationsrundfunkempfängern zu keinem den Fernsteuerbefehlen entsprechenden niederfrequenten Störsignal führen.
Es ist aber auch möglich, und zwar mit sendeseitig geringerem Aufwand für den Unterschied der Modulationsparameter für die ordentliche und ausserordentliche Modulation unterschiedliche Frequenzbereiche zu benützen, beide Modulationen jedoch mit der gleichen Modulationsart, beispielsweise Amplitudenmodulation zu übertragen.
Im erstgenannten Fall können für den Empfang der ordentlichen Modulation, d.h. des Rundfunkprogramms normale Amplitudenmodulationsrundfunkempfänger vorgesehen bzw. weiterhin benützt werden, wogegen für den Empfang der Fernsteuerbefehle, d.h. für die Auswertung der zusätzlich übertragenen ausserordentlichen Modulation Frequenzmodulationsempfänger bzw. Phasenmodulationsempfänger vorzusehen wären. Solche Frequenzmodulations- bzw. Phasenmodulationsempfänger sind dadurch gekennzeichnet, dass sie in an sich bekannter Art einen frequenzselektiven Eingangsteil, einen diesem nachgeschalteten Amplitudenbegrenzer und einen diesem Begrenzer nachgeschalteten Frequenz- bzw. Phasendiskriminator aufweisen. Der genannte Diskriminator gibt an seinem Ausgang eine dem sendeseitig eingegebenen Fernsteuerbefehl entsprechende tonfrequente Impulssequenz ab, welche in aus der Rundsteuertechnik hinlänglich bekannter Weise dekodiert und zu einem Steuersignal für das fernzusteuernde Schaltorgan umgeformt werden kann.
Nachteilig an dieser vorstehend beschriebenen Lösung ist natürlich, dass der für eine andere Aufgabe bestimmte Sender, beispielsweise der amplitudenmodulierte Rundfunksender, durch schaltungsmässige Eingriffe so modifiziert werden muss, dass er zusätzlich zur Amplitudenmodulation auch für simultane Frequenz- bzw. Phasenmodulation für die ausserordentliche Modulation, d.h. die Fernsteuerbefehle, geeignet wird.
Wenn auch diese Massnahme der schaltungsmässigen Aenderung eines vorhandenen Senders für den Fachmann keine besonderen Schwierigkeiten bereitet, so ist doch zu bedenken, dass solche Eingriffe im allgemeinen unerwünscht sind. In der Regel sind nämlich die Rundfunksender und die Starkstromnetze unterschiedlichen Unternehmen bzw. Institutionen zugeordnet.
Da Rundfunksender, wie erwähnt, im allgemeinen nicht von der gleichen Trägerschaft betrieben werden wie die Starkstromnetze, wird es meist nicht gestattet, schaltungsmässige und betriebsmässige Eingriffe in eine Sendeanlage vorzunehmen, m.
diese für die Fernsteuerübertragung gewünschte Aenderung der Modulationsart zu ermöglichen. Die Zustimmung zur Benützung des für eine andere Aufgabe bestimmten Senders für die Ausstrahlung der ausserordentlichen Modulation (Fernsteuerbefehle) ist hingegen leichter zu erreichen, wenn hierzu einerseits keinerlei schaltungsmässige Eingriffe in die Sendeanlage vorgenommen werden müssen und andererseits die simultane Uebertragung von Fernsteuerbefehlen keinerlei Beeinträchtigung der Rundfunkübertragung verursacht.
Im Gegensatz zum vorher beschriebenen ersten Fall wird daher gemäss dem nunmehr zu beschreibenden zweiten Fall, sowohl für die ordentliche Modulation (Rundfunkprogramm) als auch für die ausserordentliche Modulation (Fernsteuerbefehl) die gleiche Modulationsart, nämlich Amplitudenmodulation vorgesehen.
Es genügt deshalb, wenn beide Signale simultan dem ohnehin vorhandenen Modulationseingang des vorhandenen Senders zugeführt werden. Selbstverständlich müssen auch in diesem zweiten Fall unterschiedliche Modulationsparameter angewandt werden, um die Entkopplung von ordentlicher und ausserordentlicher Modulation sicherzustellen.
Die ordentliche Modulation (Rundfunkprogramm) eines amplitudenmodulierten Rundfunksenders umfasst etwa den Nieierfrequenzbereich von 100 - 5000 Hz, höchstens jedoch etwa 70 - 10 000 Hz. Frequenzen oberhalb dieses Bereiches werden üblicherweise aus Gründen der Verminderung der Störung von Nachbarsendern bereits sendeseitig stark unterdrückt. Es ist daher kaum durchführbar für die hier vorgesehenen Fernsteuerbefehle, also die ausserordentliche Modulation,Frequenzen oberhalb des durch die Rundfunkübertragung belegten Tonfrequenzbereiches zu benützen. Dagegen können Frequenzen unterhalb des für die Rundfunkübertragung vorgesehenen Frequenzbereiches durchaus in Frage kommen. Frequenzen unter etwa 70 Hz kommen in der ordentlichen Modulation eines Rundfunksenders praktisch nicht vor und es können daher beispielsweise für Fernsteuerzwecke Frequenzen im Bereiche von etwa 10 - 20 Hz für die ausserordentliche Modulation vorgesehen werden.
Dabei ist jedoch zu beachten, dass so tiefe Frequenzen in üblichen Modulationsverstärkern von Rundfunksendern meist nur mit reduzierter Amplitude verarbeitet werden können. Es ist daher vorteilhaft,die ausserordentliche Modulation nicht nur bezüglich ihres Frequenzbereiches gegenüber der ordentlichen Modulation unterschiedlich zu wählen, sondern auch bzgl. ihres Modulationsgrades.
Während nun die ordentliche Modulation bei Amplitudenmodulationsrundfunksendern mit einem maximalen Modulationsgrad von etwa 95% betrieben wird,ist gemäss vorliegendem Ausführungsbeispiel für die ausserordentliche Modulation ein stark reduzierter Modulationsgrad von beispielsweise nur etwa % vorgesehen. Hierdurch wird erreicht, dass der Modulationsteil des Rundfunksenders durch die, genau genommen ausserhalb des Frequenzbereiches der Rundfunkmodulation liegenden,Fernsteuerbefehle keinesfalls übersteuert wird.
Dadurch könnte nämlich infolge Intermodulation die ausserordentliche Modulation Störungen im Empfang des Rundfunkprogramms verursachen.
Besondere Schwierigkeiten entstehen daher bei der genannten Wahl der Modulationsparameter für die ausserordentliche Modulation auf der Sendeseite icht. Hingegen sind für die Empfangsseite besondere Vorkehren zu treffen, um eine zuverlässige Rückgewinnung der in dem Empfangssignal enthaltenen zusätzlichen, d.h. ausserordentlichen Modulation, welche den zu übertragenden Fernsteuerbefehlen entspricht, sicherzustellen.
Es wird nun zunächst der Aufbau eines Fernsteuerempfängers beschrieben, welcher geeignet ist aus hochfrequenten Empfangssignalen,welche sowohl eine ordentliche Modulation (Rundfunkprogramm) als auch eine ausserordentliche Modulation (Fernsteuerbefehl) aufweisen, die der ausserordentlichen Modulation entsprechenden Fernsteuerbefehle zurückzugewinnen.
Folgende Parameter seien dabei angenommen: Vorhandener Rundfunksender für Amplitudenmodulation für das zu übertragende Rundfunkprogramm mit einem Tonfrequenzbereich von maximal 50 Hz bis 10 000 Hz, maximaler Modulatlonsgrad für die ordentliche Modulation (Rundfunkprogramm) 95, zusätzliche ausserordentliche Amplitudenmodulation im Frequenzbereich unter 30 Hz mit reduziertem Modulationsgrad von Trägerfrequenz des Rundfunksenders im sogenannten Mittelwellenbereich, d.h. zwischen 520 kEs.und 1560 kHz liegend, Fernsteuerbefehle als kodierte Befehle in der Form von Impulssequenzen einer Tonfrequenz von 15 Hz dem Modulationseingang des Rundfunksenders zugeführt.
Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines solchen Fernsteuerempfängers. Der Fernsteuerempfänger als Ganzes ist mit 1 bezeichnet. Dem Fernsteuerempfänger 1 ist ein Schaltorgan 2, beispielsweise ein Kipprelais nachgeschaltet zur ferngesteuerten Anschaltung bzw.
Abschaltung eines Lastobjektes 3, beispielsweise eines Heisswasserspeichers, an ein Starkstromnetz 4. Der Eernsteuerempfänger 1 ist selbst ebenfalls an das Starkstromnetz 4 angeschlossen und weist einen nicht gezeichneten Stromversorgungsteil auf, um die verschiedenen elektronischen Bauteile des Fernsteuerempfängers in an sich bekannter Weise mit Strom zu versorgen.
Der Fernsteuerempfänger 1 enthält beispielsweise eine an sich bekannte Ferritantenne als Bestandteil eines auf die zu empfangenden Hochfrequenzschwingungen abgestimmten Eingangskreises. Der Fernsteuerempfänger 1 kann aber zusätzlich auch einen Antennenanschluss 5 aufweisen. Der Fernsteuerempfänger 1 kann über den Anschluss 5 an eine zusätzliche Antenne 6 angeschlossen sein. Als zusätzliche Antenne 6 könnte beispielsweise auch eine Ankopplung an das Starkstromnetz 4 in Frage kommen. Hierbei ist aber zu beachten, dass sendeseitig die Hochfrequenzsignale frei ausgestrahlt werden und nicht etwa wie bei der Rundsteuertechnik dem Starkstromnetz unmittelbar aufgeprägt werden. Trotz allfälliger Benützung der Starkstromleitung als zusätzliche An-Antenne handelt es sich also im vorliegenden Fall um eine hochfrequente, strahlungsmässige Signalübertragung und nicht um eine leitungsgebundene Signalübertragung.
Vorzugsweise ist ein Empfangsteil 7 des Fernsteuerempfängers in an sich bekannter Ueberlagerungsschaltung (Superheterodyn) mit einem Hilfsoszillator 8 ausgeführt. Der Empfangsteil 7 weist als Selektionsmittel beispielsweise LG-Kreise und/oder piezoelektrische Filter oder dergleichen auf. Es ist jedoch zu beachten, dass zufolge des sehr tief gewählten Frequenzbereiches für die ausserordentliche Modulation die entsprechenden Seitenbänder so dicht an der Trägerfrequenz liegen, dass eine hochfrequente oder zwischenfrequente Abtrennung derselben von der ordentlichen Modulation praktisch unmöglich ist.
Demzufolge erscheint ausgangsseitig eines im Empfangsteil 7 enthaltenen an sich bekannten Demodulators sowohl eine dem trägerfrequenten Signal entsprechende Gleichspannungskomponente, als auch ein Gemisch aus niederfrequenten Signalen, herrührend sowohl von der ordentlichen als auch von der ausserordentlichen Modulation. Bei genügend kleiner hoch- bzw. zwischenfrequenter Bandbreite des Empfangsteils 7 ist es jedoch durchaus möglich, wenigstens einen Teil, hauptsächlich die höheren Frequenzen,der ordentlichen Modulation,mindestens teilweise zu unterdrücken.
In an sich bekannter Weise kann die genannte Gleichspannungskomponente zur automatischen Verstärkungsregelung des Hochfrequenzteils 7 herangezogen werden.
Der Empfangsteil 7 ist so ausgebildet, dass er an seinem Ausgang 9 neben der genannten Gleichspannungskomponente das erwähnte Gemisch aus niederfrequenten Signalen, hingegen an seinem weiteren Ausgang 10 lediglich die Gleichspannungskomponente abgibt. Diese Gleichspannungskomponente ist ein Mass für die am Demodljlator anstehende Empfangssignalstärke.
Das am Ausgang 9 anstehende Signalgemisch wird einem Eingang 11 eines Siederfrequenzfilters 12 zugeführt, in welchem durch niederfrequente Selektionsmittel die Abtrennung bzw. Rückgewinnung der als ausserordentliche Modulation übertragenen Fernsteuerbefehle erfolgt.
Das Niederfrequenzfilter 12 hat die Aufgabe, aus dem zugeführten Signalgemisch die der ausserordentlichen Modulation des Sendesignals entsprechenden tonfrequenten Impulssequenzen, d.h. die kodierten Fernsteuerbefehle, zurückzugewinnen. Zu diesem Zwecke kann es mit entsprechenden Niederfrequenzfilterkreisen ausgerüstet sein, welche beispielsweise in der Form aktiver RC-Filter ausgeführt sein können. Vorzugsweise enthält das Niederfrequenzfilter 12 mindestens ein Hochpassfilter zur Unterdrückung der Gleichspannungskomponente sowie ein Tiefpassfilter, vorzu.gsweise höherer Ordnung, zur Unterdrückung der aus der ordentlichen Modulation stammenden niederfrequenten Signalkomponenten.
An seinem Ausgang 13 gibt das Niederfrequenzfilter 12 immer dann, wenn dem Sendesignal des Rundfunksenders ein Fernsteuerbefehl als ausserordentliche Modulation zugeführt wird, eine dem Fernsteuerbefehl entsprechende niederfrequente Impulssequenz ab.
Diese niederfrequente Impulssequenz wird vom Ausgang 5 einem Eingang 14 eines Gleichrichters 15 zugeführt, vorzugsweise einem Vollweggleichrichter,um eine dem ursprünglichen Fernsteuerbefehl entsprechende Gleichspannungs- Impuls-Impulslücke-Sequenz zu erhalten, welche vom Gleichrichter 15 an dessen Ausgang 16 abgegeben wird.
An sich könnte eine solcher Art erhaltene Gleichspannungs-Impuls-Sequenz, welche einem Fernsteuerbefehl entspricht, in aus der Rundsteuertechnik bekannter Weise einem Dekodierer zugeführt werden, um bei Richtigbefund des dekodierten Fernsteuerbefehls das dem Fernsteuerempfänger 1 und dem Lastobjekt 3 zugeordnete Schaltorgan 2 zu steuern. Aus Gründen der Uebertragungssicherheit ist es jedoch vorteilhaft, die genannte Gleichspannungs- Impuls-Sequenz vom Ausgang 16 des Gleichrichters 15 an einen Eingang 17 eines Pegelvergleichers 18 zu führen. Der Pegelvergleicher 18 stellt eine Schwellwertstufe dar, deren Ansprechpegel durch Zuführung der am Ausgang 10 des Empfangsteiles 7 verfügbaren Gleichspannungskomponente an einen Eingang 19 des Pegelvergleichers 18 laufend der am Empfangs ort festgestellten Empfangssignalstärke angepasst wird. Der Pegelvergleicher 18 ist dabei so dimensioniert, dass er nur solche Impulssequenzen durch den Pegelvergleicher 18 durchlaufen lässt, welche einen Modulationsgrad von annähernd 5% aufweisen bzw. erreichen.
Durch diese Massnahme wird vermieden, dass die aus der ausserordentlichen Modulation zurückgewontlene Gleichspannungs- Impuls-Sequenz durch Störsignale tiefer Frequenz beeinträchtigt werden.
Eine vom Pegelvergleicher 18 als gutbefundene Impulssequenz gibt er an seinem Ausgang 19a an einen Eingang 20 eines aus der Rundsteuertechnik bekannten Dekodierers 21 ab.
Wird eine empfangene Impulssequenz vom Dekodierer 21 als gut befunden, so gibt er an seinem Ausgang 22 ein Steuersignal ab für die Steuerung des ihm nachgeschalteten Schaltorgans 2 zur Anschaltung bzw. Abschaltung des dem Fernsteuerempfänger 1 zugeordneten Lastobjektes 3 an die bzw. von der Starkstromleitung 4.
Die Fig. 2 zeigt ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Hochfrequenzteils 4. Ein auf die zu empfangende Frequenz abgestimmter Eingangskreis 23 wird von einer Ferritantenne 24 und einem Kondensator 25 gebildet. Der Eingangskreis 23 ist transformatorisch an eine Mischstufe 26 angekoppelt. Der Mischstufe 26 wird ausserdem das vom Oszillator 8 erzeugte Oszillatorsignal zugeführt, welches um die Zwischenfrequenz gegenüber der zu empfangenden Frequenz verschoben ist.
Aus Gründen der Langzeitstabilität ist es vorteilhaft für die Stabilisierung der Oszillatorfrequenz ein piezoelektrisches Element 27 zu verwenden. Solche Elemente sind heute zu Preisen erhältlich, welche unter dem Preis für einen LC-Kreis liegen und somit wirtschaftlich tragbar.
Die Mischstufe 26 ist über ein auf die Zwischenfrequenz aDgestimmtes Bandfilter 28 mit einem Zwischenfrequenzverstärker 29 gekoppelt. Auf den Zwischenfrequenzverstärker 25 folgt ein auf die Zwischenfrequenz abgestimmter Ausgangskreis 30, detn ein Demodulator 31 folgt.
Eine an eine Sekundärwicklung 32 des Ausgangskreises 30 angeschlossene Diode 33 liefert an den Ausgang 9 des Hochfrequenzteils 7 sowohl eine der Stärke der Trägerfrequenz entsprechende Gleichspannungskomponent,als auch ein Gemisch niederfrequenter Signale. Diese niederfrequenten Signale rühren sowohl von der ordentlichen, als auch von der ausserordentlichen Modulation her.
Mittels einer weiteren Diode 34 wird eine der Stärke der Trägerfrequenz entsprechende Gleichspannung für die automatische Verstärkungsregelung erzeugt, welche in einem Regelspannungsverstärker 35 verstärkt und sowohl dem Zwischenfrequenzverstärker 29 als auch der Mischstufe 26 zugeführt wird.
Durch diese automatisch wirkende Verstärkungsregelung wird ein von den Unterschieden der Stärke des Empfangssignals nur relativ wenig abhängige Grösse sowohl der Gleichspannungskomponente als auch der Niederfrequenzsignale erzielt. Immerhin ist bei sehr schwach einfallendem Empfangssignal sowohl mit einer merkbaren Abnahme der Grösse der Gleichspannungskomponente,als auch der Niederfrequenzsignale zu rechnen.
Während am Ausgang 9 das Gemisch aus Gleichspannungskomponente und den verschiedenen Niederfrequenzsignalen erscheint, wird dem Ausgang 10 über ein Tiefpassglied 36 nur die Gleichspannungskomponente zugeführt.
Die Fig. 3 zeigt ein Schaltbild für ein Ausführungsbeispiel für ein hiederfrequenzfilter 12. Wie früher erwähnt, besteht die Aufgabe des Niederfrequenzfilters darin, aus der durch Demodulation zurückgewonnenen Niederfrequenz die der ausserordentlichen Modulation, d.h. den Fernsteuerbefehlen entsprechende Komponente zurückzugewinnen. Da der Frequenzabstand zwischen den Seitenbändern des hochfrequenten Signals, welche der ausserordentlichen Modulation entsprechen zur Trägerfrequenz relativ sehr klein ist, beispielsweise nur 15 Hz bezogen auf einige 100 kHz Trägerfrequenz beträgt, erfolgt die Trennung der ausserordentlichen Modulation von der ordentlichen Modulation empfangsseitig mit Hilfe eines geeigneten Niederfrequenzfilters. Der Durchlassbereich dieses Niederfrequenzfilters liegt im vorliegenden Fall etwa zwischen 10 und 20 Hz, so dass die Frequenz der den Fernsteuerimpulsen entsprechenden Tonfrequenzimpulsfolge von 15 Hz auch noch bei relativ schneller Tastung vom Filter durchgelassen wird.
Das Niederfrequenzfilter hat gegen die tiefen Frequenzen hin eine Dämpfung von etwa 20 db pro Dekade, hingegen fällt die Uebertragungskurve ab etwa 20 Hz aufwärts mit etwa 80 db pro Dekade.
Diese Charakteristik lässt sich beispielsweise mit einem Aufbau gemäss Fig. 3 verwirklichen.
Dem Eingang 11 des Niederfrequenzfilters 12 folgt ein Tiefpass erster Ordnung 37, diesem ein Trennverstärker 38. Dem Trennverstärker 38 folgen ein Hoch- und Tiefpass erster Ordnung 39, darauf folgt ein weiterer Trennverstärker 40, welchem ein Tiefpass zweiter Ordnung 41 folgt, dessen Ausgang mit dem Ausgang 13 des Niederfrequenzfilters 12 verbunden ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel des Niederfrequenzfilters 12 sind die verschiedenen Filterstufen unter Zuhilfenahme von Operationsverstärkern realisiert. Da solche Operationsverstärker eine sogenannte Offset-Spannung aufweisen und diese nicht ohne weiteres stabil ist, insbesondere durch Temperatureinflüsselerändert wird, empfiehlt es sich in der in Fig. 3 angegebenen Weise die Offset-Spannung der Stufen 39 und 40 zu kompensieren durcheinen die Stufen 41 und 40 überbrückenden Verstärkertiefpass 42.
Da Tief- und Hochpässe der vorstehend genannten Art an sich aus der Literatur bekannt sind, handelt es sich in einem gegegebenen Fall lediglich um die exakte Dimensionierung derselben. Dies kann dem Fachmann überlassen werden, so dass sich hier weitere Angaben erübrigen. Als zwingende Bedingung für das Tiefpassfilter ergibt sich jedoch, dass seine Durchlasscharakteristik im Bereich zwischen der höchsten für die ausserordentliche Modulation verwendeten Frequenz und der tiefsten für die ordentliche Modulation verwendeten Frequenz eine Dämpfung von wenigstens 40 db pro Dekade aufweist. Das Niederfrequenzfilter 12 muss daher insgesamt im genannten Bereich durch einen Tiefpass höherer Ordnung gekennzeichnet sein.
Es ist selbstverständlich auch möglich, die ausserordentliche Modulation, d.h. die Steuerbefehle, in der Art der Frequenzumtastung (Frequency-shift) zu übertragen. Diese Modulationsart kann an sich als bekannt vorausgesetzt werden, so dass sich hier weitere Angaben erübrigen. Auf der Empfangsseite müsste in einem solchen Fall das Niederfrequenzfilter 12 entsprechend ausgebildet sein. Es wäre beispielsweise möglich für die Rückgewinnung der einen Fernsteuerbefehl darstellenden Impulssequenz zwei auf die beiden Nennfrequenzen abgestimmte aktive RC-Filter oder N-Pfadfilter vorzusehen. Würde die Frequenzschubtastung der ausserordentlichen Modulation in an sich bekannter Weise sendeseitig an die Netzfrequenz gebunden, so könnte auf der Empfangsseite auch eine Triggerung der Taktgeneratoren für die N-Pfadfilter mit Hilfe der Netzfrequenz erfolgen.
Siehe hiezu Schweizer Patente Nr. ¼:4() 608 und b66 086.
Die vorliegende Erfindung,nach welcher Fernsteuersignale für die An- oder Abschaltung von Lastobjekten in einem Starkstromnetz als ausserordentliche Modulation eines für eine andere Aufgabe bestimmten Hochfrequenzsenders ausgestrahlt werden,weist gegenüber den bekannten Rundsteuersystemen folgende Vorteile auf: 1.) Wegfall des sendeseitigen Aufwandes; 2.) Räumlich sehr grosse Reichweite; 3.) Sehr hohe Uebertragungssicherheit; 4.) Die Anwendung unterschiedlicher Modulationsparameter für die ausserordentliche und die ordentliche Modulation des in Frage kommenden Senders erlaubt einen relativ einfachen und preiswerten Aufbau der in Frage stehenden Empfänger, was im Hinblick auf deren grosse Zahl von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung ist.

Claims

Patentansprüche 0 Verfahren zur Fernsteuerung der An- und Abschaltung von Lastobjekten in einem Starkstromnetz aufgrund von hochfrequent ausgestrahlten Fernsteuersignalen, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß sendeseitig die Fernsteuersignale als außerordentliche Modulation der ordentlichen Modulation eines für eine andere Aufgabe vorgesehenen Hochfrequenzsenders zugefügt werden, wobei für die außerordentliche Modulation und die ordentliche Modulation unterschiedliche Modulationsparameter verwendet werden und daß empfangsseitig die durch die außerordentliche Modulation erzeugten Komponenten des Empfangssignals aufgrund ihrer unterschiedlichen Modulationsparameter von der ordentlichen Modulation abgetrennt und nach ihrer Auswertung als Steuersignal einem Schaltorgan für die Zu- oder Abschaltung eines Lastobjektes an das bzw.

vom Starkstromnetz zugeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n zei c hn e t , daß als Modulationsparameter für die ordentliche Modulation Amplitudenmodulation und für die außerordentliche Modulation Frequenz- bzw. Phasenmodulation angewendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t., daß sowohl für die ordentliche, als auch für die außerordentliche Modulation Amplitudenmodulation angewendet wird, daß jedoch für die außerordentliche Modulation ein außerhalb des Frequenz bereiches der ordentlichen liegender Frequenzbereich benützt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß für die außerordentliche Modulation ein Modulationsgrad gewählt wird, welcher kleiner ist als der maximale Modulationsgrad der ordentlichen Modulation.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß eingangsseitig der Modulationsgrad der außerordentlichen Modulation überwacht und bewertet wird und nur solche demodulierte Signale ihrer Auswertung zugeführt werden, welche einem vorgegebenen Modulationsgrad entsprechen.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß empfangsseitig das selektiv ausgewählte und verstärkte Empfangssignal in seiner Amplitude begrenzt sowie einem Frequenz- bzw. Phasendiskriminator zugeführt wird, wonach das Ausgangssignal des Diskriminators dekodiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß für die außerordentliche Modulation Frequenzschubtastung in einem außerhalb des Frequenzbereiches der ordentlichen Modulation liegenden Frequenzbereich angewendet wird.
8. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n -z e i c h n e t einerseits durch einen modulierbaren Hochfrequenz sender an dessen Modulationseingang außer den Modulationssignalen für die ordentliche Modulation des Sendesignals auch Modulationssignale, welche Fernsteuerbefehlen entsprechen, für die außerordentliche Modulation des Sendesignals zuführbar sind, wobei die außerordentliche Modulation gegenüber der ordentlichen Modulation unterschiedliche Modulationsparameter aufweist und andererseits durch mindestens einen auf die Frequenz des Sendesignals des Hochfrequenzsenders abgestimmten Fernsteuerempfänger, welcher so ausgebildet ist, daß er nur auf die Modulationsparameter der außerordentlichen Modulation anspricht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Fernsteuerempfänger für den Empfang von Frequenzmodulations- bzw. Phasenmodulationssignalen ausgebildet ist, einem selektiven, verstärkenden Empfangsteil, einen diesem nachgeschalteten Amplitudenbegrenzer, einen diesem nachgeschalteten Frequenz- bzw. Phasendiskriminator und einen diesem nachgeschalteten Dekodierer aufweist, dessen Ausgang mit einem Schaltorgan (2) zur An- bzw. Abschaltung eines Lastobjektes an ein bzw. von einem Starkstromnetz in Verbindung steht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Fernsteuerempfänger einen selektiven, verstärkenden Hochfrequenzteil (7), einen diesem nachgeschaltetes Niederfrequenzfilter (12), einen diesem nachgeschalteten Gleichrichter (15), einen diesem nachgeschalteten Pegelvergleicher (18) zur Bewertung des Modulationsgrades aufweist, dem ein Dekodierer (21) folgt, dessen Ausgang mit einem Schaltorgan (2) zur An- bzw. Abschaltung eines Lastobjektes (3) an ein bzw. von einem Starkstromnetz (4) in Verbindung steht. (Fig. 1, Fig. 2).
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 10, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Niederfrequenzfilter (12) einen Durchlaßbereich unterhalb des Frequenzbereiches der ordentlichen Modulation aufweist und einen Tiefpaß mindestens zweiter Ordnung aufweist . (Fig. 3).
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 11, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß im Niederfrequenzfilter (12) mindestens zwei Stufen durch einen diese überbrückenden Verstärkertiefpaß bezüglich ihrer Offset-Spannungen kompensiert sind.
13.Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Fernsteuerempfänger für die Demodulation frequenzschub-getasteter Fernsteuersignale ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 13, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß Filter in der Art von N-Pfadfiltern vorgesehen sind, deren Durchlaßfrequenz in Abhängigkeit von der Netzfrequenz gesteuert ist.