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Schaltungsanordnung zum Empfang von Infrarot-
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licht-Signalen mit einer Vorrichtung zur Unterdrückung von Störsignalen..
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Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung zum Empfang von
Infrarot-Fernsteuersignalen mit einer Anordnung zur Unterdrückung von Störimpulsen.
Es ist bekannt, die von einem Empfänger für derartige Signale empfangenen Signale
in einem Vorverstärker zu verstärken.
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Die verstärkten Signale werden darauf mit Hilfe eines RC-Gliedes gespeichert,
so daß sich an diesem ein den Amplituden der Signale entsprechender Analogwert bildet.
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Die diesem Analogwert überragenden Signale steuern eine nachfolgende
Verstärkerstufe. Störimpulse, die unter dem gespeicherten Wert liegen, werden dabei
unterdrückt.
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(DE-PS 31 02 256). Die voneiner derartigen Anordnung gelieferten Signale
dienen z.B. zur Steuerung eines Fernsehempfangsgerätes zur Verstellung von Analog-Funktionen
und zur Umschaltung von Kanälen auf die verschiedenen Empfangsfrequenzen. Die Fernsteuersignale
bestehen aus codierten digitalen Worten, wobei die
Codierung in
den unterschiedlichen Impulsabständen liegt. Die Fernsteuersignale werden einem
Microprozessor zugeführt, der unter anderem auch die Fernsteuerbefehle zu verarbeiten
hat. Das Programm des Microprezessors ist derart ausgebildet, daß es routinemäßig
abfragt, ob ein Fernsteuerbefehl vorliegt, dessen Verarbeitung in einem Unter-Programm
mit Priorität behandelt wird. Bezüglich der Verstärkung des Vorverstärkers für Infrarot-Signale
zur Steuerung von Nachrichtengeräten werden hohe Anforderungen gestellt, da der
Vorverstärker sowohl Pegelwerte bis zu 100 db ausregeln muß aber auch sehr schwache
Signale noch erkennen soll. Im STAND-by-Betrieb besitzt der Vorverstärker daher
seine grösstmögliche Verstärkung. Es ist daher nicht zu vermeiden, das Störsignale,
die in die Übertragungsbandbreite des Verstärkers fallen in dieser Wartestellung
auch verstärkt werden und sich deshalb besonders ungünstig auf die Steuerung des
Microprozessors auswirken. Einzelne Störimpulse können Nutzimpulse vortäuschen und
werden vom Microprozessorsystem zunächst als Fernsteuerbefehl bewertet, der dann
aber wegen Unbrauchbarkeit abgewiesen wird.
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In der bereits genannten DE-PS 31 02 256 ist eine Schaltungsanordnung
zur Unterdrückung von Störsignalen bekannt, die zwei in Serie geschaltete Zeitkonstantenglieder
besitzt.
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Dem ersten Zeitkonstantenglied ist.-ein spannungsbegrenzendes Mittel
parallelgeschaltet, welches die an diesem stehende Spannung mindestens auf einen
Wert begrenzt, der zur Durchsteuerung einer nachfolgenden Verstärkerstufe ausreichend
ist.
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Dieser beschriebenen Schaltung liegt dabei die Aufgabe zugrunde, Störimpulse
sowohl bei schwachen als auch bei sehr starken Eingangssignalen zu unterdrücken,
so daß eine große Reichweite des Fernsteuersystems damit erzielt wird. Diese Schaltungsanordnung
wird wirksam im einge schwungenen d.h. im stationären Zustand. Nun ergibt sich jedoch
noch ein dynamisches Problem. Da im Ruhezustand, d.h. im STAND-by-Betrieb die Verstärkung
der Empfangsschaltung voll aufgeregelt ist, werden dem Rauschen überlagerte Störspitzen
zunächst als Steuerbefehle angesehen, bevor sie durch eine mit einer Zeitkonstanten
behaftete Regelung abgeschnitten und eliminiert werden. Das bedeutet aber, daß der
Befehl erst nach Aussenden und Empfangen von mehreren digitalen Wörtern hintereinander
akzeptiert und ausgeführt wird.
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Dieser für den Benutzer eines derartigen Fernsteuersystems innewohnende
Nachteil soll mit der nachfolgend beschriebenen Schaltungsanordnung beseitigt werden.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Störimpulse ohne
Zeitverzögerung zu unterdrücken. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch
angegebene Erfindung gelöst.
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Die Erfindung bringt den Vorteil, daß z.B. bei der Kanalumschaltung
der Befehl bereits nach Eintreffen des erten Wortes ausgeführt wird. Durch die im
Patentanspruch angegebene Maßnahme wird zusätzlich erreicht, daß die Endstufe des
Fernsteuerempfängers im STAND-by-Betrieb stromlos bleibt.
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Beschreibung Nachstehend sei die Erfindung mit Hilfe der Zeichnung
erläutert.
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Figur 1 zeigt in einem Blockschaltbild das Wesentliche der Erfindung,
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Figur 3 zeigt Impulsdiagramme zur Erläuterung der Erfindung, Figur
4 zeigt Spannungsverläufe an den in Figur 2 gekennzeichneten Punkten.
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Figur 1 zeigt einen bekannten Schaltungsaufbau in einem Blockschalbild
zusammen mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen zur Unterdrückung von Störimpulsen.
Die z.B. im Frequenzbereich von 455 kHz ausgesendeten digitalen infraroten Fernsteuersignale
werden von einer lichtempfindlichen Diode 1 empfangen. Darauf werden die Signale
über einen Bandpaß 2 selektiert und in einem nachfolgenden Verstärker 3 verstärkt.
Eine an diesen angeschlossene Demodulatorstufe 4 demoduliert die Signale, so daß
an ihrem Ausgang die codierten Fernsteuersignale abnehmbar sind. Eine nachgeschaltete
Impulsformerstufe 5 erzeugt aus dem demodulierten Signal ein eindeutiges Fernsteuersignal
mit steilen Impulsflanken. Am Demodulator 4 kann ein Regelsignal abgenommen werden,
welches nach einer Verstärkung in einem Regelverstärker 6 zur Regelung des Verstärkers
3 dient.
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Erfindungsgemäß wird hinter dem Demodulator 4 ein zusätzlicher Signalweg
hergestellt, auf welchem die demodulierten Fernsteuersignale an einen Komparator
7 gelangen, die in diesem mit einem von einem Sollwertgeber 8 erzeugten festen Referenzwert
verglichen werden. Ein nachgeschalteter Schaltverstärker 9 gibt über einen ersten
Eingang X1 einer Logikschaltung 10 die an ihrem anderen Eingang X2 angelegten Fernsteuerimpulse
zur Durchschaltung frei. Am Ausgang der Logikschaltung 10 kann das Fernsteuersignal
abgenommen werden. Im STAND-by-Betrieb ist die Logikschaltung 10 gesperrt, so daß
der Microprozessor bei Vorhandensein von Störlichtimpulsen keine diesen in seinem
Programmablauf hindernden Impulse erhält.
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Nachstehend sei die Erfindung an einem detaillierten Ausführungsbeispiel
mit Hilfe der Figur 2 erläutert.
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Hierbei sind die von der Erfindung nicht betroffenen Schaltungsteile
mit den in Figur 1 gewählten Bezugsziffern als Blöcke dargestellt.
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Die Fernsteuersignale werden von dem lichtempfindlichen Element 1
aufgenommen. Die Trägerfrequenz des Fernsteuersignals wird in dem Bandpaß 2 ausgesiebt
und in dem Verstärker 3 verstärkt. Nach der Demodulation des Signals in dem Demodulator
4 gelangen die Signale an die Basis eines Verstärkertransistors 11, dessen Emitter
an Masse liegt und dessen Kollektor über die Widerstände 12, 13 14 und 15 an das
Betriebsspannungspotential + UB geschaltet ist. An dem Widerstand 15 ist eine Regelspannung
abnehmbar,
die zur Regelung des Verstärkers 3 dient, Wird ein Signal
empfangen und verstärkt, wird bei Überschreiten des Spannungsabfalls an den Widerständen
14 und 15 über einen durch die Dioden 16 und 17 vorgegebenen Schwellwert über den
Widerstand 18 der Transistor 19 durchgeschaltet.
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Hierdurch wird der mit dem Basis-Wideistand 20 an Masse liegende Schalttransistor
21 gesättigt, der über seine Kollektor-Emitter-Strecke den aus den Widerständen
22 und 23 gebildeten Spannungsteiler zwischen die Betriebsspannung UB und Masse
schaltet. Dies bedeutet, daß erst von einer vorgegebenen Signalstärke ab der Transistor
24 die Betriebsspannung UB an einen Arbeitswiderstand 26 des Ausgangstransistors
25 legt, an welchem die Fernsteuersignale abnehmbar sind, die über einen Kondensator
27 an die Basis des Transistors 25 gelangen.
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Die Basis des Ausgangs transistors 25 ist über einen Widerstand 28
mit parallel geschaltetem Kondensator 29 an die Betriebsspannungsquelle UB gelegt.
Bei gesperrtem Transistor 24 liegt der Ausgang 30 über die Widerstände 26 und 31
an Masse.
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In Figur 3 ist mit Hilfe von Impulsdiagrammen der sich gegenüber dem
Stand der Technik ergebende Vorteil der Schaltungsanordnung nach Figur 2 aufgezeichnet.
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In Figur 3a soll ab dem Zeitpunkt to ein Fernsteuerbefehl abgegeben
werden, bis zu welchem der Fernsteuersignalempfänger im STAND-by-Betrieb arbeitet.
Mit der Linie s ist eine Empfangsschwelle eingezeichnet, über welche sporadisch
verteilte Störimpulse S hinausragen.
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Der im Empfänger angeordnete Microprozessor wertet diese Impulse zunächst
als Fernsteuerbefehl, der dann aber wegen Unbrauchbarkeit nicht angenommen wird.
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Das Microprozessorsystem ist jedoch durch die Störimpulse laufend
beansprucht. Zum Zeitpunkt to soll ein Fernsteuerbefehl abgegeben und vom Microprozessorsystem
empfangen werden. Der Befehl wird in mehreren gleichen Worten Wl - Wn abgegeben,
die aus je k Bit (z.B. k = 13) zusammengesetzt sind. Innerhalb eines Wortes W liegt
die Information in Form von Impulsen unterschiedlicher zeitlicher Abstände. Zwischen
den einzelnen Impulsen können Störimpulse S auftreten.
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In Figur 3c ist z.B. das erste Wort W1 mit den einzelnen Nutzimpulsen
N1-Nn aufgezeichent. Zwischen den einzelnen Impulsen N liegen vereinzelt Störimpulse
S, welche über die Schwelle s1 hinausragen und stören.
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In Figur 3a ist ein weiterer sich ändernder Pegel s2 eingezeichnet,
der durch die Regelung erzeugt wird, wodurch die Störsignale abgeregelt werden.
Im stationären Zustand wird nach Empfang einiger gleicher Worte zum Zeitpunkt t1
das Wort Wn als gut erkannt und abgearbeitet.
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Nach der Erfindung und die durch diese getroffenen Maßnahmen liegen
die Störimpulse in STAND-by-Betrieb unterhalb der Schwelle s1 (Figur 3b) und ein
zum Zeitpunkt to empfangenes Wort wird ohne Beeinträchtigung von Störimpulsen empfangen,
da diese durch die Logikschaltung eliminiert werden, wie dies in Figur 3d gezeigt
ist.
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In Figur 4a ist der Spannungsverlauf am Punkt 32 der Schaltungsanordnung
nach Figur 2 aufgezeichnet.
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UB ist der Betriebsspannungspegel, Us sei der durch die Transistoren
16, 17 und 19 erzeugte Verglnichspegel. Zum Zeitpunkt to wird das erste Wort eines
Befehls gesendet, von dem die ersten Impulse mit dem Informationsinhalt 11 aufgezeichnet
sind. Durch den ersten Impuls wird der Spannungspegel am Punkt 32 je nach Empfangsamplitude
gegen das Bezugspotential Masse gezogen. Nach dem Impuls wird der Kondensator 27
wieder aufgeladen bis die Spannung am Punkt 32 über den Pegel Us ansteigt. Das wird
je nach der vorhergehenden Entladung zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Fall sein,
wie dies mit gestrichelten Linien angedeutet ist. Dadurch wird die Betriebsspannung
Uo am Widerstand 31 abgeschaltet (Fig. 4b). Das Eintreffen von Störimpulsen zwischen
zwei Nutzimpulsen kann an den Ausgang 30 nicht übertragen werden. Am Ausgang 30
entstehen Nutzimpulse der Information 1£1S1 wie in Figur 4c dargestellt. Sobald
der Gleichspannungspegel am Punkt 32 den Pegel der Schaltschwelle Us erreicht hat,
das ist der Fall in eingeschwungenen Zustand und bei genügend starken Empfangssignalen,
bleibt die Oberspannung Uo am Punkt 33 konstant hoch. Im dynamischen Bereich und
bei schwachen Eingangssignalen wird dagegen die Dberspannung Uo getaktet von den
Eingangsimpulsen angelegt. Dies bringt, wie bereits erwähnt, eine Störbefreiung
im Stand-by-Betrieb und beim Empfang von schwachen Fernsteuersignalen. Durch die
angemeldete Schaltungsanordnung wird bereits beim Emfpang des ersten Wortes ein
störbefreites Signal erhalten. Die ist besDnders bei der
Kanalumschaltung
vorteilhaft. Nach dem Stand der Technik erfolgt die Durchführung des Befehls erst
nach Empfang mehrerer Worte, was unter ungünstigen Bedingungen erst nach mehreren
100 msec. der Fall ist. Die beschriebene Schaltungsnaordnung ist insbesondere im
Stand-by-Betrieb äusserst stromsparend, da durch den gesperrten Transistor 24 keine
Betriebsspannung an den Ausgangstransistor 25 gelangen kann und dieser deshalb abgeschaltet
bleibt solange die Empfangsdiode keine Nutzsignale erhält.
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