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Tonfrequenzrundsteuerempfänger
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Tonfrequenzrundsteuerempfänger
nach dem Impulsintervall- und/oder Kombinationsverfahren, in dem netzsychronisiert
erzeugte Auswerteimpulse mit den empfangenen Befehlsimpulsen eines Senders verglichen
werden, bei dem nach Abgabe eines Startimpulses zeitlich aufeinanderfolgend netzsynchronisierte
Sendeschritte vorgegeben werden, auf die entsprechend dem Befehl Tonfrequenzimpulse
in einem Impulsbild zeitlich definiert verteilt sind, wobei durch den Empfang des
im jeweiligen Empfänger eingestellten Impulsbildes nachgeordnete Schaltelemente
entsprechend betätigt werden und wobei im Epfänger ein Taktgenerator vergesehen
ist.
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Ein derartiger Tonfrequenzrundsteuerempfänger ist bekannt (DE-OS 28
31 771). Voraussetzung für die richtige Ausführung der Schaltbefehle ist bei diesem
Empfänger der Gleichlauf zwischen dem Sender und dem Empfänger. Bei Ausfall der
Netzspan-nung werden durch eine Speicherschaltung dieses Tonfrequenzrundsteuerempfängers
nach einer vorgegebenen Zeit alle dem Empfänger nachgeschalteten Relais abgeschaltet.
Wahlweise kann bei dem bekannten Tonfrequenzrundsteuerempfänger eine Schaltung vorhanden
sein, die nach Wiederkehr der Netzspannung die an den Tonfrequenzrundsteuerempfänger
angeschlossenen Relais zunächst ausschaltet.
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Bekannt ist weiterhin ein Tonfrequenzrundsteuerempfänger, der eine
überwachungsschaltung für die Netzfrequenz enthält. Bei einer Spannungsunterbrechung
bringt diese Schaltung den Empfänger in seine Ruhestellung.
Nur
durch einen neuen Startimpuls kann der Empfänger dann wieder aktiviert werden (DE-PS
11 66-333). Der bekannte Empfänger wird auch bei kurzzeitigen Netzspannungsausfällen
in die Ruhestellung zurückgesetzt. Solche kurzzeitigen Spannungsausfälle treten
beispielsweise bei einem örtlichen Kurzschluß oder einer Kurzunterbrechung zur Kurzschlußfortschaltung
auf.
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Derartige kurze Spannungsunterbrechungen werden häufig am Ort des
Rundsteuersenders nicht festgestellt. Wenn eine Spannungsunterbrechung im Empfänger
während des Befehlsempfangs eintritt, führt dies bei der bekannten Anordnung dazu,
daß der Befehl nicht oder nur zum Teil ausgeführt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tonfrequenzrundsteuerempfänger
der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzuentwickeln, daß die Befehlsausführung
eines Befehls nach Wiederkehr einer kurzzeitigen Spannungsunterbrechung ohne Befehlswiederholung
erfolgen kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Taktgenerator
(9, 17), der Taktimpulse mit einer Frequenz erzeugt, die der Frequenz der Netzspannung
proportional ist, von einem Energiespeicher (6) gespeist wird und daß die Taktimpulse
des Taktgenerators (9, 17) nach dem Ausfall der Netzspannung bis zu-einer vorgebbaren,
von der Spannungswiederkehr beendeten Zeit zur Synchronisation des Empfängers (1)
mit einer der Netzfrequenz entsprechenden Frequenz verwendet werden.
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Bei dieser Anordnung können kurzzeitige Netzspannungsunterbrechungen
am Ort des Empfängers nicht die weitere Befehlsausführung verhindern.
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Es treten daher die gewünschten Schaltmaßnahmen ein. Die Zuverlässigkeit
bei der Befehlsausführung wird demnach erhöht.
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Vorzugsweise ist der Energiespeicher des Taktgenerators ein Kondensator
im Netzgerät für die Speisung des Empfängers. Diese Anordnung zeichnet sich durch
ihren geringen schaltungstechnischen Aufwand aus.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist der Energiespeicher ein
über die Netzspannung aufladbarer Akkumulator. Mit dieser Anordnung
kann
die Synchronisation bei Netzspannungsausfall über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten
werden, der von der Ladekapazität des Akkumulators abhängt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß der Taktgenerator
den Taktgenerator eines im Empfänger verwendeten Mikroprozessors umfaßt, dessen
Taktfrequenz auf die Netzfrequenz heruntergeteilt wird.
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Vielfach werden Mikroprozessoren über einen externen Taktgenerator
gespeist, der eine konstante Frequenz hat. Dieser Taktgenerator wird vorteilhafterweise
während der Netzspannungsunterbrechungen zur Erzeugung der Synchronisiertakte ausgenutzt.
Da der Taktgenerator eine hohe Frequenz hat, wird die das netzfrequente Synchrönisiersignal
durch Teilung erzeugt. An Frequenzstabilität-geht hierdurch nichts verloren.
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Bei einer günstigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Taktgenerator
des Mikroprozessors an einen Frequenzteiler angeschlossen i-st, der als Zähler ausgebildet
und zyklisch fortschaltbar ist und der durch ein der Netzspannung proportionales
Signal synchron mit der Netzfrequenz zurücksetzbar ist. Der Ausgang des Zählers
stellt die Synchronisierimpulse sowohl bei vorhandener Netzspannung als auch bei
kurzzeitigen Spannungsunterbrechungen zur Verfügung. Es ist deshalb im Falle der
Netzspannungsunterbrechung die sofortige Synchronisierung mittels des Taktgenerators
möglich.
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Vorzugsweise ist ein erster Amplitudendiskriminator mit einer die
Netzspannung auf Unterschreiten eines unteren Grenzwertes überwachenden Schwelle
vorgesehen, durch den eine Impulslängendiskrimination veränderbar ist, wenn der
untere Grenzwert unterschritten wird. Die Netzspannungsunterbrechungen können während
des Empfangs eines Befehlsimpulses auftreten, dessen Dauer hierdurch verkürzt wird.
Da zur Unterscheidung der Befehlsimpulse von Störimpulsen eine Impulslängendiskrimination
durchgeführt wird, können die durch Netzspannungsausfälle in ihrer Dauer reduzierten
Befehlsimpulse nicht weiterverarbeitet werden.
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Mit der vorstehend erläuterten Maßnahme werden auch die durch eine
Netzspannungsunterbrechung verkürzten Befehlsimpulse erkannt und führen zu entsprechenden
Schaltmaßnahmen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein die Netzspannung
auf Überschreiten einer oberen Grenze in Konjunktion mit einem empfangenen Start-
oder Befehlsimpul.s überwachender Amplitudendiskriminator vorgesehen, durch den
die Impulsprüfung des Start- bzw. Befehlsimpulses bis zu dessen Ende mit reduzierten
Werten durchgeführt wird. Wenn bei- Spannungswiederkehr bereits ein Befehlsimpuls
ansteht, dann verhindert diese Anordnung, daß dieser in seiner Länge verkürzte Befehl
wegen der Impulslängenprüfung nicht ausgeführt wird.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in einer Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels -nä-her erläutert.
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Ein Tonfrequenzrundsteuerempfänger 1, der in der Zeichnung in einem
Blockschaltbild dargestellt ist, enthält einen Anschluß 2 für die Netzleitung, die
nicht näher dargestellt ist. Dem Anschluß 2 ist ein Bandpaß 3 nachgeschaltet, zu
dem ein nicht näher dargestellter Begrenzea'nebst Impulsformer gehören. Mit dem
Anschluß 2 ist weiterhin ein Netzteil 4 verbunden, das einen Gleichrichter 5 und
einen Kondensator 6 als Energiespeicher enthält. Das Netzteil 4 wird über eine Leitung
7 von Bandfilter 3 aus gesteuert.
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Das Netzteil 4 speist einen Mikroprozessor 8, einen Taktgenerator
9, einen Frequenzteiler 10 und zwei Amplitudendiskriminatoren 11, 12. Ein Eingang
des Mikroprozessors 8 ist an den Ausgang des Bandpasses 3 angeschlossen. Der Mikroprozessor
8 hat mehrere Ausgänge, an die über Leitungen 13 jeweils Verstärker 14 angeschlossen
sind, die Relais 15 speisen. Die Verstärker 14 werden ebenfalls vom Netzteil 4 mit
Betriebsspannung versorgt. Der Taktgenerator 9 speist den Mikroprozessor 8, bei
dem es sich um eine kommerziell verfügbare, beispielsweise 16 bit Adreßbreite aufweisende
Einheit handeln. kann, die eine Ein-, Ausgabelogik, eine zentrale Verarbeitungseinheit,
einen Daten- und einen Programmspeicher enthält. Mit dem Mikroprozessor 8 ist weiterhin
einProgrammierfeld 16 verbunden. Über das Programmierfeld 16 wird das Impulsbild
des Mikroprozessors 8 eingestellt. Der Taktgenerator 9 speist weiterhin einen Frequenzteiler
17, der über einen Impulsformer 18 an den Anschluß 2 gelegt ist. Bei dem Frequenzteiler
17 handelt es sich vorzugsweise um einen zyklisch umlaufenden Zähler, durch den
die Taktfrequenz des Taktgenerators 9 auf die Netzfrequenz reduziert
wird.
Der als Frequenzteiler verwendete Zähler 17 gibt jeweils bei einem bestimmten Zählstand
ein Synchronisiersignal über eine Leitung 19 an einen Eingang des Mikroprozessors
8 ab. Beispielsweise ist dies der Zählstand null. Der Impulsformer 18 ist an den
Rücksetzeingang des Zählers angeschlossen. Der Zähler wird also in jeder Netzperiode
auf null zurückgesetzt, wobei ein Synchronisierimpuls auftritt. Bei einem Taktgenerator
9 von hoher Konstanz der abgegebenen Frequenz wird ebenfalls mit der Periode der
Netzfrequenz der Zählstand null erzeugt..
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Durch die Synchronisation über den Impulsformer 18 ergibt sich zu
einem eindeutigen Zeitpunkt der Zählstand null. Eine Synchronisation auf der Empfängerseite
ist bei Ausfall der Netzspannung auch mit von der Netzspannung verschiedenen Frequenzen
möglich, wenn die Frequenzen der Netzspannung proportional sind. Die Frequenzen
dieser Taktimpulse können ein Mehrfaches oder ein Bruchteil der Netzfrequenz sein,
z. B. 25 oder 100 Hz.
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Die Amplitudendiskriminatoren 11 und 12 überwachen die Ausgangsspannung
des Netzteils 4. Die Schwelle des Amplitudendiskriminators 11 ist so eingestellt,
daß bei Unterschreiten der Ausgangsspannung und damit der Netzspannung unter einen
vorgebbaren Wert eine Meldung erzeugt wird.
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Dieser vorgebbare Wert entspricht der Unterbrechung der Netzspannung.
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Wenn die Netzspannung unterbrochen ist, gibt der an einen Eingang
des Mikroprozessors 8 angeschlossene Diskriminator 11 ein entsprechendes Signal
ab.
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Die Schwelle des Amplitudendiskriminators 12 ist so eingestellt, daß
bei Überschreiten der Ausgangsspannung des Netzteils 4 und damit der Netzspannung
über einen vorgebbaren Wert eine weitere Meldung erzeugt wird. Der Eingang des Amplitudendiskriminators
12 ist über ein UND-Glied 20 an das Netzteil 4 und den Ausgang. des Bandfilters
3 angeschlossen. Wenn daher nach Spannungswiederkehr bei gleichzeitigem Empfang
eines Befehlsimpulses die eingestellte Schwelle des Amplitudendiskriminators 12
überschritten wird, gelangt eine entprechende Meldung an einen Eingang des Mikroprozessors
8.
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Das am Programmierfeld 16 eingestellte Impulsraster wird bei Anschaltung
des Tonfrequenzrundsteuerempfängers an das Netz im Datenspeicher des Mikroprozessors
8 gespeichert. Bei Empfang einer Rundsteuer- Befehlsimpulsfolge
im
Mikroprozessor 8 wird-eine vom Inhalt einer dem jeweiligen Impuisraster zugeordneten
Speicherzelle abhängige Verknüpfung im Zentralabteil durchgeführt. Damit treten
Impulse für das jeweilige Impulsraster in Synchronismus mi-t dem erwarteten Befehlstelegramm
auf.
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Sofern die Prüfung des Startimpulses.ggf. der darauf folgenden Impulspause
auf vorgeschriebene Längen positiv verläuft, werden die empfangenen Impulse mit
dem vom Programmierfeld vorgegebenen Impulsraster verglichen. Bei Ubereinstimmung
wird über die Leitung 13.und den nachgeschalteten Verstärker ein Steuersignal an
das jeweils angewählte Relais 15 abgegeben.
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Die Synchronisierung des Mikroprozessors 8 erfolgt über den Frequenzteiler
17.
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Wenn durch einen Netzspannungsausfall die Stromversorgung zum Netzgerät
4 und die Eingabe eines Befehl-stelegramms über den Bandpaß 3 unterbrochen wird,
entlädt sich der Kondensator 6 erst nach einer gewissen Zeit.
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Während der Entladung versorgt der Kondensator 6 den Mikroprozessor
8, den Taktgenerator 9, den Frequenzteiler 17, die Amplitudendiskriminatoren 11
und 12 sowie die Verstärker 14 mit Betriebsspannung, die langsam abfällt. Diese
Bauteile arbeiten daher so lange weiter, bis die Betriebsspannung eine kritische
Schwelle unterschreitet. Während dieser Zeit erzeugt der Taktgenerator 9 über den
Frequenzteiler 17 die Synchronisierungsimpulse für den Mikroprozessor 8. Der Mikroprozessor
8 gibt daher weiterhin Impulse ab, die dem jeweils eingestellten Impulsraster entsprechen.
Wenn die Netzspannung wiederkehrt, bevor die Betriebsspannung für die Bauteile 8,
9, 11, 12, 14, 17 die kritische Schwelle unterschritten hat, wird der Kondensator
wieder aufgeladen, so daß die Betriebsspannung wieder auf ihren Nennwert ansteigt.
Da wiederum Netzschwingungen vorhanden sind, bewirken diese anstelle der Impulse
des Taktgenerators 9 die Synchronisation des Mikroprozessors 8. Die Synchronisierung
des Mikroprozessors 8 mit der Netzfrequenz ist daher durch den kurzzeitigen Ausfall
der Netzspannung nicht zerstört worden. Wenn die Spannungsunterbrechung während
eines Befehistelegramms auftritt, werden daher die vor und nach der Unterbrechung
empfangenen Impulse in entsprechende Schaltmaßmahmen der Relais 15 umgesetzt.
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Die Entladezeit des Kondensators 6 kann bei Netzspannungsausfall verlängert
werden, indem vorzugsweise einzelne Stromverbraucher, wie z. B.
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Verstärker 14, von der Betriebsspannung getrennt werden. Dies kann
über einen in der Stromzuleitung für diese Verbraucher angeordneten kontaktlosen
Schalter erfolgen, der vom Amplitudendiskriminator 11 betätigt wird.
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Es kann auch ein vom Netzgerät 4 gespeister Akkumulator vorgesehen
sein, der bei Netzspannungsausfall den Mikroprozessor-8, den Taktgenerator, den
Frequenzteiler 17 und die Amplitudendiskriminatoren 11, 12 speist.
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Mit einem solchen Akkumulator läßt sich eine größere Zeitspanne überbrücken
als mit dem Kondensator 6.
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Im Mikroprozessor wird die Dauer der empfangenen Start- und Bef.ehlsimpulse
auf eine vorgegebene Dauer hin überprüft. Damit sollen Störimpulse nicht weiterverarbeitet
werden. Wenn der Amplitudendiskriminator 11 den Ausfall der Netzspannung meldet,
dann wird im Mikroprozessor 8 die Prüfung der Start- und Befehlsimpulse auf die
Impulsdauer hin mit reduzierten Prüfwerten durchgeführt. Tritt die Unterbrechung
der Netzspannung gerade während eines solchen Impulses auf, so wird dieser noch
als gültiger Impuls weiterverarbeitet.
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Wenn bei Spannungswiederkehr der Rest eines bereits gesendeten Start-oder
Befehlsimpulses am Eingang 2 empfangen wird, dann meldet der Amplitudendiskriminator
12 dem Mikroprozessor 8, daß der Restimpuls nicht der vollen Impulslängenprüfung
unterworfen werden darf. Ein solcher Impuls wird deshalb zur Auslösung entsprechender
Schaltmaßnahmen weiterverarbeitet. Die Weiterverarbeitung der bei Spannungsausfall
abgeschnittenen oder bei Spannungswiederkehr angeschnittenen Impulse ist deshalb
möglich, weil die Wahlscheinlichkeit, daß längere Störimpulse gerade während eines
Spannungsausfalls oder bei Spannungswiederkehr auftreten, sehr gering ist.
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Es ist nicht unbedingt notwendig, daß die vom Taktgeber 9 des Mikroprozessors
8 über dem Frequenzteiler 17 erzeugten Impulse exakt in-Synchronismus mit der Netzschwingung
sind. Eine geringfügige Abweichung zerstört den Synchronismus während des Netzspannungsausfalls
nicht.
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Nach Wiederkehr der Netzspannung wird der Synchronismus wieder erzwungen.