DE2943913A1

DE2943913A1 - Verfahren zum empfang impulsfoermiger lichtsignale

Info

Publication number: DE2943913A1
Application number: DE19792943913
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dr.-Ing. 3000 Hannover Griese
Original assignee: Sennheiser Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Sennheiser Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 1979-10-31
Filing date: 1979-10-31
Publication date: 1981-05-14

Description

Verfahren zum Empfang impulsförmiger Lichtsgnale
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Empfang impulsförmiger Lichtsignale bei zusätzlich vorhandenem Störlichtanteil, bei welchem Verfahren die von einer optoelektronischen Wandlereinrichtung erzeugten InpuIsspannungen oder Impulsströme einen Amplitudensieb zugefiihrt werden und insbesondere auf die Steuerung der Schwellen dieses Am plitudensiebes Bei der Übertragung von Nachrichten über Licht, beispielsweise Infrarotlicht, werden vorzugsweise Impulsmodulationsverfahren eingesetzt.
Bei Zeitmodulationen kommt es darauf an, die von der optoelektronischen Wandlereinrichtung abgegebenen Impulse von Rauschstörungen so gut wie möglich zu befreien Im allgemeinen wird so verfahren, daß die Impulse durch eine Regelung, die auf die Impulsspitzen anspricht, auf eine nahezu konstante Amplitude stabilisiert werden und daß ein nachfolgendes Aplatudensieb so dimensioniert ist, daß aus der Mitte der Impulse ein schmaler Amplitudenbereich herausgeschnitten wird. Im allgemeinen sind die hier vorhandenen Impulsflanken besonders steil und ergeben den besten Rauschabstand. Es gibt jedoch Fälle, wo derartige Regelungen schwer durchzuführen sind und es ist bei Lichtübertragungen meistens auch so, daß die maximale Steilheit der Impulse nicht mit der Mitte der Impulsflanke zusammenfällt.
Zur Verstärkung der von einem Sender abgestrahlten Lichtimpulse ist in der deutschen Offenlegungsschrift 27 14 540 vorgeschlagen worden, einen Transponder vorzusehen. Beim Einsatz eines solchen Transponders erhält der Empfänger je nach Standort entweder Direktimpulse vom Primärsender oder zusätzlich plötzlich ein- oder aussetzende starke Impulse vom Transponder.
Diese Impulse mit sehr unterschiedlicher Amplitude würden Empfänger der oben beschriebenen Art nicht ausregeln können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Empfang von Lichtsignalen zu schaffen, das es gestattet, in einer einfachen Schaltungsanordnung gleichermaßen gut Lichtimpulse mit sehr niedriger oder sehr hoher Intensität bei hohem Rauschabstand aufzunehmen. Bei der Lösung dieser Aufgabe wird davon ausgegangen, daß das Rauschen der Empfänger fast ausschließlich Lichtrauschen (Quantenrauschen) ist, das nur vom Störlichtanteil abhängt.Dies,§törlicht kann Gleichlicht oder auch ein mit verhältnismäßig tiefen Frequenzen, z.B. der Netzfrequenz oder deren Oberwellen moduliertes Licht sein. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Verfahrens beziehungsweise Schaltungsanordnungen zur Durchführung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.
Es zeigen die Fig. 1 ein Diagramm mit einer verrauschten Impulsfolge und Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.
Das Prinzip des Verfahrens nach der Erfindung wird in Fig. 1 anschaulich gemacht. Mit den Bezugszahlen 1 u. 2 sind typische Spannungsformen gezeigt, wie sie am Ausgang einer optoelektrischen Wandlereinrichtung durch Lichtimpulse erzeugt werden. Charakteristisch ist die integrale Form mit steiler Anfangsflanke und flacher Rückflanke, wie sie durch den Obertragungsweg in bekannter Weise hervorgerufen werden. Diesen Impulsen ist eine Rauschspannung 3 bzw. 4 mit unterschiedlicher Amplitude überlagert.
Der Schwellenwert 5 bzw. 6 des Amplitudensiebes wird so eingestellt, daß er über dem Rauschpegel, beispielsweise bei 3 liegt. Die hierzu notwendige und unten im einzelnen beschriebene Schaltungsanordnung ist jedoch so ausgelegt, daß der Schwellenwert weitgehend unabhängig von der Impulsamplitude ist. Erhöht sich der Rauschpegel, wie es beispielsweise im Bereich mit der Bezugszahl 4 dargestellt ist, so würden die Rauschspitzen, deren Spitzenamplituden höher als der ursprüngliche Schwellenwert sind, Störsignale erzeugen. Erfindungsgemäß wird daher der Schwellenwert in Abhängigkeit von der Rauschamplitude angehoben. Durch eine Steuerung wird der ursprüngliche Schwellenwert 5 auf den Schwellenwert 6 angehoben. Das Rauschen ist natürlich ein statistischer Vorgang mit entsprechend verteilten Amplituden. Es wird niemals völlig vermieden werden können, daß einzelne Rauschspitzen in den Durchlaßbereich des Amplitudensiebes geraten und hörbar werden.
In der Praxis genügt es jedoch, wenn der Schwellenwert um einen Faktor 3 bis 5 ueber dem Effektivwert des Rauschens liegt.
In Fig. 2 ist ein einfaches Beispiel fur eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die optoelektronische Wandlereinrichtung besteht hier aus einer Gruppe nicht empfindlicher Dioden. Der Strom durch diese Dioden ist der eintreffenden Lichtmenge direkt proportional Der Dioden-Arbeitswiderstand 8 ist durch eine Induktivität 9 überbrückt, um die Schaltung gegen tieffrequente Störungen unempfindlich zu machen. Die gleiche Wirkung hat auch der Kondensator BQ, Uber den die am Arbertswiderstand 8 anstehenden Nutzspannungsimpulse einem Verstärker 11 zugeführt werden.
In einer Reihenschaltung mit der Diodengruppe 7 und den Bauelementen 8 und 9 ist eine aus dem Widerstand 12 und dem Kondensator 13 gebildete Parallelschaltung angeordnet. An diesem RC-Glied entsteht eine Spannung, die bei geeigneter Bemessung der Zeitkonstante des RC-Gliedes im wesentlichen vom Störlichtanteil und damit, wie bereits oben beschrieben, vom Rauschen abhängt Die Nutzspannung wird dem Verstärker 11 und anschließend einem Komparator 14, der als Amplitudensieb eingesetzt ist, zugeführt. Die Komparaborschwel wird durch die Spannung gesteuert, die von dem RC-Gl mit den Bezugszahlen 12 und 13 geliefert wird und im wesentlichen vom Störlichtanteil abhängig ist. Am Ausgang 15 des Komparators entstehen somit nur Spannungsimpulse, wenn die Amplituden der Eingangsimpulse größer sind als der jeweilige vom Rauschen abhängige Schwellenwert des Komparators.
Bei der praktischen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Schwellenwert des Komparators auch geringfügig mit der Amplitude der empfangenen Lichtimpulse ansteigen. Jedoch hängt dies vom Impuls-Pausenverhältnis der ausgesandten Lichtimpulse ab, die bei bekannten Obertragungsverfahren bei ungefähr 1:50 liegen. Daraus ergibt sich, daß die Impulshöhe den Schwellenwert des Komparators nur in geringem Maße anhebt. Dieser Effekt ist jedoch keineswegs unerwünscht, er führt dazu, daß bei sehr kräftigen Impulsen die Gefahr verringert wird, daß Störimpulse Geräusche erzeugen. Die in Fig. 2 dargestellte Schaltungsanordnung ist nur beispielhaft für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung. Die Schaltungsanordnung kann im einzelnen auch in anderer Weise konzipiert werden. Erfindungswesentlich ist nur, daß der Schwellenwert weitgehend von dem Gleichstromanteil oder dem niederfrequent modulierten Stromanteil des durch die Empfangsdioden 7 fließenden Stromes bestimmt wird und nicht durch die Höhe der Signalimpulse.
Um eine gute Rundum-Empfindlichkeit von Empfängern zu gewährleisten, kann es zweckmäßig sein, mehrere Empfangsdioden in einem Empfänger anzuordnen und sie in verschiedene Richtungen auszurichten. Es kann dann vorkommen, daß einige der Empfangsdioden sehr viel Gleichlicht aufnehmen und den Schwellenwert des Komparators so hoch verlagern, daß Nutzimpulse kaum noch empfangen werden können. In diesem Falle ist es vorteilhaft, mehrere Empfangsschaltungen der vorgeschlagenen Art mit jeweils einer optoelektronischen Empfangseinrichtung vorzusehen, und die Schaltungen lediglich jeweils am Ausgang 15 der jeweiligen Komparatoren miteinander zu verbinden. Auf diese Weise wird dafür gesorgt, daß das Störlicht, das auf einzelne Empfangsdioden fällt, unwirksam bleibt.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Empfang impulsförmiger Lichtsignale bei zusätzlich vorhandenem Störlichtanteil, bei welchem Verfahren die von einer optoelektronischen Wandlereinrichtung erzeugten Impulsspannungen oder Impulsströme einem Amplitudensieb zugeführt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schwelle des Amplitudensiebes durch eine vom Störlicht abhängige Spannungs- oder Stromgröße derart gesteuert wird, daß mit zunehmendem Störlichtanteil der Schwellenwert angehoben wird.
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 optoelektronische Wandlereinrichtung lichtempfindliche Dioden als Sensoren enthält und zur Steuerung der Schwelle des Amplitudensiebes der durch die Dioden fließende Strom herangezogen wird.
3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens 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 als Amplitudensieb ein Komparator verwendet wird.
4. 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 Anfangsflanken der Impulse zur Rückgewinnung des NF-Signals ausgewertet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t durch die Verwendung von mehreren optoelektronischen Wandlereinrichtungen mit nachgeschalteten Amplitudensieben, deren elektrische Ausgänge zusamnengeschaltet sind, damit eine Diversity-Wirkung erzielt wird.