DE3333611A1 - Verfahren zur uebertragung binaer kodierter daten - Google Patents

Description

• Verfahren zur Übertragung binär kodierter Daten
• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung binär kodierter Daten gemäß dem Oberbegriff des vorliegenden Patentanspruchs.
• Es ist bekannt, zur Fernbedienung von Fernsehgeräten Infrarot-(IR-)Strahlung zu verwenden. Dabei können vom Zuschauer mit Hilfe eines mit Tasten versehenen Steuergeräts verschiedene Fernsehprogramme gewählt sowie Lautstärke, Helligkeit und Farbsättigung verändert werden.
• Die Steuerung erfolgt dabei über eine Anzahl von Befehlen in binär kodierter Form, vgl. dazu Datenbuch 1978/79 von Siemens "Integrierte Schaltungen in der Unterhaltungselektronik", Seiten 241 bis 261. zu . Die Kodierung erfolgt durch ein Phasenlage-Verfahren (Biphasen-Code), vgl. die genannte Literaturstelle, Zeit-Diagramm 1 auf Seite 247. Das bedeutet, daß in einem vorgegebenen Zeitrahmen (Dauer eines Intervalls etwa 1 ms) entweder in der ersten Hälfte oder der zweiten Hälfte der Dauer eines Intervalls dieses Zeitrahmens ein L-Signal ausgesendet wird, je nachdem, ob das entsprechende Binärzeichen in dem Telegramm, das jeweils die gleiche Intervall-Länge besitzt, L oder 0 ist. Das Telegramm enthält ein Startzeichen. Die IR-Impuise werden mit einer Frequenz von ca. 30 kHz getastet. Die Telegramme werden in bestimmten Zeiten laufend wiederholt.
• Trotz der Tastung basiert diese Phasenmessung auf einer Amplitudenauswertung der übertragenen 30 kHz-Impulse und ist damit für Amplitudenstörungen störanfällig.
• Es ist weiter eine optische Datenübertragung bekannt aus der Zeitschrift "Elektronik' 1979, Seiten 61 bis 65 durch den dortigen Aufsatz "Aus der Praxis der optischen Datenübertragung", bei der binär codierte Daten übertragen werden. Der Sender arbeitet mit drei verschiedenen Lichtstrompegeln, wobei der niedrigste nie eingeschaltet wird, um höhere Schaltgeschwindigkeiten zu erreichen. Die Kodierung besteht in zeitlich kurzen Impulsen, positiv oder negativ, je nach auftretendem L- oder O-Signal am Eingang, bezogen auf den mittleren Lichtstrompegel (Bild 2, mittlere Kurve). Zweck dieser Kodierung ist es, den Strom durch die lichtemittierende Diode möglichst in der Nähe des Mittelwertes (mittlerer Lichtstrompegel) zu halten, damit die Wärmeentwicklung in ihr zeitlich einigermaßen konstant ist.
• Das beschriebene Verfahren ist jedoch gegen Störimpulse anfällig, so daß die zu übertragenden Daten leicht verfälscht werden können, ohne, daß dies im Empfänger festgestellt werden kann. Es ist ferner durch die DE-PS 26 30 665 ein Verfahren zur Übertragung von Nachrichten durch Impulsfrequenzmodulation bekanntgeworden, bei dem die mittlere Impulsfolgefrequenz der ausgesandten Impulse in Abhängigkeit vom Frequenzhub derart verändert wird, daß sie mit zunehmendem Frequenzhub zu höheren Frequenzen verschoben wird. Dieses Verfahren wird vorzugsweise bei Übertragungsverfahren mit Infrarotstrahlung verwendet. Es werden dazu frequenzmodulierte Stromimpulse gleicher Länge ausgesendet.
• Es handelt sich bei diesem Verfahren jedoch um kein Verfahren zur Übertragung binär kodierter Daten. Das Verfahren ist ferner relativ aufwendig.
• Es ist schließlich durch die DE-OS 23 42 345 eine Einrichtung zur optischen Übertragung einer Information bekanntgeworden, bei der der Lichtstrahl mit einer Trägerfrequenz moduliert wird, die ihrerseits mit der zu übertragenden Information frequenzmoduliert wird.
• Diese Einrichtung dient in erster Linie dazu, den Ton eines Fernsehgerätes oder auch eines Rundfunkgerätes auf mit Lichtempfängern versehene Kopfhörer zu übertragen.
• Diese Einrichtung bezieht sich ebenfalls nicht auf die Übertragung binär kodierter Daten. Bei diesem Verfahren sind ferner besondere Siebmittel zur Störlichtunterdrükkung nötig.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das eine hohe Störsicherheit besitzt und darüber hinaus ohne besondere Maßnahmen unverzüglich die Feststellung eines Senderausfalls ermöglicht.
• Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Verfahrensmerkmale gelöst.
• Durch die Verwendung einer frequenzmodulierten HF wird die Übertragung gleichlichtstörunanfällig und besonders sicher. Da stets eine der beiden Eckfrequenzen im Empfänger vorliegen muß, läßt das gleichzeitige Ausbleiben beider Eckfrequenzen sofort und ohne besondere Kontrollmaßnehmen auf eine Störung im Sender, insbesondere auf dessen Ausfall schließen.
• Durch die Filterung können mehrere sichtbare oder IR-Über- tragungskanäle nebeneinander betrieben werden.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung wird mittels des nachstehend beschriebenen Blockdiagramms anhand der Zeichnung näher beschrieben.
• In der Figur ist ein Blockdiagramm zum Verfahren für die Übertragung binär codierter Daten mittels IR-Strahlung dargestellt.
• Die Einrichtung stellt eine Datenaufbereitungseinrichtung dar, in der Daten für die Übertragung zu einem seriellen Datenstrom formatiert werden, z.B. ein Mikroprozessor mit einer seriellen Schnittstelle USART. Das Datensignal kann sowohl sinusförmig (Darstellung 2) als auch rechteckförmig (Darstellung 3) gebildet werden. Die Modulationsfrequenz ist (10 kHz (Niederfrequenz NF). In der Einrichtung 4 wird auf geeignete Weise eine hochfrequente Schwingung mit der Periode THF, HF C 200 kHz, z.B.
• durch programmierte Teilung einer Quarzfrequenz, erzeugt, die mittels der vorgenannten NF frequenzmoduliert wird.
• Bei Modulation mit einer sinusförmigen NF entsteht eine Hochfrequenz FM gemäß der Darstellung 5. Bei Modulation mittels eines rechteckförmigen NF-Signals entsteht eine Hochfrequenz gemäß der Darstellung 6a; TNF ist die Periodenlänge einer NF-Schwingung. Bei Frequenzumtastung entstehen nur die beiden Eckfrequenzen der Übertragungskanäle f1 und f2. Auch die HF-Schwingung kann als rechteckförmiges Signal vorliegen (Darstellung 6b, Frequenzumtastung).
• In der Einrichtung wird Licht erzeugt, z.B. mittels Laser sichtbares Licht einer bestimmten Wellenlänge oder mittels IR-Leuchtdioden unsichtbares IR-Licht (mit einer Frequenz von fIR = 315 . 1012 Hz). Dieses Licht wird mit der vorerwähnten, bereits frequenzmodulierten Hochfrequenz seinerseits amplitudenmoduliert, d.h. die Intensität des Lichtes ändert sich mit dem Momentanwert der Spannung der Hochfrequenz (Darstellung 8). Liegt die Hochfrequenz in Form einer Rechteckschwingung vor, so wird die Lichtintensität zwischen der vollen Amplitude und Null getastet (Darstellung 9). Die Frequenz des Lichtes bleibt unverändert.
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Claims (4)

1. Verfahren zur Übertragung binär kodierter Daten Patentansprüche Verfahren zur Übertragung binär kodierter Daten mittels sichtbarer oder IR-Strahlung, wobei Sender, z.B.

   eine IR-Sendediode, bei Ansteuerung durch eine Gleichspannung eine sichtbare oder IR-Strahlung bestimmter Wellenlänge mit gleichbleibender Intensität abgibt, und der Empfänger (z.B. eine IR-Empfangsdiode) ein der empfangenen Intensität entsprechendes elektrisches Signal abgibt, dadurch qekennzeichnet, daß die sichtbare oder IR-Strahlung im Takte einer frequenzmodulierten Frequenz (fm) ) im HF-Bereich amplitudenmoduliert wird, und zwar so, daß der eine Binärwert durch die obere Eckfrequenz = = fm + t f, der andere Binärwert durch die untere Eckfrequenz fU = m t f bestimmt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Empfänger erhaltene elektrische Signal nach Filterung in einem Filterkreis mit der Bandbreite b > 2 t f und der (Mitten-)Frequenz einer digitalen Auswerteschaltung zugeführt wird, die mittels zweier Zählfenster eines getakteten Zählers eine eindeutige Zuordnung der übertragenen Eckfrequenzen zu den Binärzeichen vornimmt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitudenmodulation der sichtbaren oderIR-Strahlung einen Modulationsgrad =1 hat (Tastung).
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß senderseitig f0 und mittels Frequenzumtastung gebildet werden.