DE3422996C2 - Einrichtung zur drahtlosen Übertragung von Meldesignalen - Google Patents

Description

Durch Anwendung der Merkmalskombination nach Anspruch 3 erhält man für einen derartigen Hörton-Generator einen besonders preiswerten Aufbaa, da die in der Technik kleiner Digitaluhren angewendeten Quarzresonatoren preiswert erhältlich sind. Im übrigen ist durch die kombinierte Anwendung der Merkmale nach Anspruch 2 und 3 die Bildung unterschiedlicher hochgenauer Hörtonfrequenzen mit einer gleichbleibenden preiswerten Hardware möglich.

Gemäß Anspruch 4 läßt sich die Erzeugung der empfangsseitigen Übertragungsschwingungen durch eine gegenüber dem Hörton-Generator nur geringfügig modifizierte und kostengünstig vereinfachte Schaltung erzeugen, in denen sich zum einen der gleiche Taktgeber wie bei dem Hörton-Generator verwenden läßt und zum anderen auf den Digital-Analog-Wandler verzichtet wird. Zur größeren Genauigkeit wird der Adreßzähler mit einer Oberwelle des Taktgebers ange'teuert Da als Schwingungen Rechteckschwingungen genügen, kann auf einen Digital-Analog-Wandler verzichtet werden.

Eine Vereinfachung läßt sich auch dadurch erreichen, daß gemäß Anspruch 5 in dem Schmalbandfilter die gleichen Quarzresonatoren wie bei dem Taktgeber Verwendung finden.

Anspruch 6 gibt in vorteilhafter Weiterbildung noch die Möglichkeit an, mehrere Hörtöne mit einem einzigen Empfänger überwachen zu lassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von F i g. 1 und 2 beschrieben.

Dabei zeigt

F i g. 1 die Bildung des empfangsseitigen Hörtons und

Fig.2 die empfangsseitige Bildung der Überlagerungsschwingung und deren Mischung mit dem durch Demodulation gewonnenen Hörton sowie der Herausfilterung der Mischfrequenz im Seitenband durch einen Quarzfilter.

Die Erfindung ist besonders geeignet ein Alarmsignal zu einem innerhalb einers Bereiches von einigen Kilometern liegenden Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann im CB-Band durch drahtlose Telefonie geschehen. Offensichtlich hängt die Zuverlässigkeit der Übertragung sowohl von den Störungen im CB-Band, der Entfernung, der Sendeleistung und einer Reihe anderer Faktoren ab. Die Hauptschwierigkeit besteht aber darin, die nachfolgenden, einander widersprechenden Anforderungen in Einklang zu bringen:

1. Es muß ein falscher Alarm vermieden werden.

2. Das Alarmsignal muß unabhängig von Störgeräuschen, Interenzen und Fading empfangen werden.

3. Der anwendbare Empfangsbereich und damit der Übertragungsbereich muß so weit wie nöglich sein.

Es sollte an sich sehr einfach sein, die Unempfindlichkeit gegenüber falschem Alarm durch Übertragung komplizierter Codeworte sicherzustellen, die aus vielen bits gebildet sind. Geht aber in diesem Falle nur ein einziges bit verloren, so kann der gesamte Code nicht identifiziert werden und es wird kein Alarm ausgelöst. Dieser Widerspruch, der charakteristisch für jede passive Redundanz ist, läßt sich durch ein Korrelationssystem überwinden. Ein derartiges Verfahren ist allerdings sehr kompliziert und dementsprechend teuer.

Die Grundlage des vorliegenden Systems besteht darin, als Signal eine einzige Frequenz in dem für CB-Funk erlaubten Band zu übertragen, wobei der übertragene Ton zwischen 300 und 3300 Hertz liegen kann und mittels eines Quarzkristalls mit einer Zuverlässigkeit von 10~⁵ oder mehr erzeugt wird. Der Empfänger Filtert den empfangenen Ton durch einen sehr engen Bandpaß (0,3—0,5 HzX der als Quarzfilter ausgestaltet ist

Da Sende- und Empfangsgeräte für das CB-Band im Handel preiswert erhältlich sind, wird hier zur Übertragung des Hörtons im CB-Band nicht näher Stellung genommen, so daß an dieser Stelle nichts über die verwendete Trägerfrequenz des gesendeten Hörtons, dessen Modulation auf den Träger und dessen Modulation auf den Träger und dessen Modulation vom Träger ausgeführt wird.

Um nun für jede übertragene Hörtonfrequenz das gleiche Quarzfilter nehmen zu können, wird der ankommende Hörton //zuerst mit einer Schwingung Süberlagert, welche frequenzmäßig genau festgelegt ist und empfangsseitig erzeugt wird. Das resultierende Mischsignal, welches als Seitenband zu der Schwingung sich einmal aus der Summe und einmal aus der Differenz der beiden miteinander gemischten Frequenzen /λ, Λ zusammensetzt, wird auf den Eingang eines Quarzfilters QF gegeben. Der Ausgang dieses Quarzfilters QF, das auf eine Frequenz k abgestimmt ist, ist mit einer Alarmeinrichtung AE verbunden, bei der somit Alarm ausgelöst wird, sobald in dem Quarzfilter QFdie Frequenz /o festgestellt wird. Selbstverständlich kann der Quarzfilter <?Fdie Übertragung des Hörtons nur dann mit großer Genauigkeit feststellen, wenn seine Frequenz nicht sehr viel größer ist, d. h. wenn die empfangsseitig erzeugte Schwingung S in ihrer Frequenz nicht sehr viel höher liegt als der übertragene Hörton. Augenblicklich sind viele Quarzresonatoren des Gabeltyps (Fork-typequarz-resonaters) preiswert im Handel erhältlich, die in einem Frequenzbereich vom 6—32 kHz arbeiten, da diese in großen Stückzahlen für Uhren hergestellt werden. Die Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Übertragungseinrichtung liegt in folgenden Punkten begründet:

1. Das Signal/Rauschverhältnis wird erheblich verbessert, da die Bandbreite des Quarzfilterbandes QFsehr schmal ist. Schon ein Signal der o.g. Hörtonfrequenz welches aus einigen tausend Schwingungen besteht kann von dem Filter herausgefiltert und festgestellt werden.

Daher können sehr schwache im Geräusch bzw. Rauschen eingebettete Töne empfangen werden. Somit ergibt sich ein großer örtlicher Übertragungsbereich für die vorliegende Übertragungseinrichtung.

2. Für jeden zugelassenen, vorzugsweise im CB-Bereich liegenden Hochfrequenz-Trägerkanal können mehr als 3000 unterschiedliche Hörtonfrequenzen in einem Bereich von 300—3300 Hertz ausgesucht und wahlweise verwendet werden. Dies bedeutet, daß einige zehntausend Melder mit unterschiedlichen Frequenzen gekennzeichnet werden können. Die Wahrscheinlichkeit von Interferenzen ist dabei recht gering. Weiter unten wird noch erläutert, in welcher Weise sich die Zahl der unterschiedlichen Kennungen leicht in den Bereich von mehreren Millionen steigern läßt.

Das System ist aufgrund seiner niedrigen Kosten und seiner außerordentlichen Zuverlässigkeit nicht nur auf dem Gebiet der drahtlosen Steuerungen einsetzbar. Beispielsweise läßt es sich auch bei einem üblichen Ra-

5 6

diotelefon einsetzen, um einen ausgewählten Empfän- empfangsseitige PROM 2 in einem Verhältnis von

ger zu rufen. M-N . „ ,. , „„_., ,

Bei einem nachfolgend beschriebenen ausgewählten ~Tm~ Programmiert. Da d.e von dem PROM abgege-

Ausführungsbeispiel wurden jeweils die gleichen bene Frequenz nicht übertragen werden soll, kann das

Quarzkristalle verwendet, nämlich Kristalle des Gabel- 5 Ausgangssignal Seine Rechteckschwingung sein und es

typs (Fork-type) mit einer Eigenfrequenz /ο = 32 768 Hz. ist jeweils zu deren Darstellung nur ein einziges bit

Auf der in Fig. 1 dargestellten Sendeseite ist ein notwendig. Ein DA-Umsetzer entsprechend der Sende-

PROM1 vorgesehen, in welchem die zu übertragende seite kann entfallen.

Hörtonfrequenz digital programmiert ist. Bei PROMi In der vorliegenden Ausführungsform wurde, da für

handelt es sich um ein C-MOS-IC mit 2048 Worten und io den Taktgeber TG 2 der gleiche Quarz wie bei dem

einer 8-Bit-Organisation. Es wird angesprochen durch π Taktgeber TG1 verwendet werden sollte, die Ansteuer-

Adressen mit jeweils einem Binär-Wert von 7 bit, wobei frequenz des Adreßzählers AZ2 mit Hilfe einer Phase

die Ausgangswerte gegeben sind durch sinus Locked Loop-Schaltung (P.L.L.) erreicht, welche in der

5. Harmonischen des als Multivibrator ausgestalteten

<360°/V N ¹⁵ Taktgebers TG 2 einrastet (Lock), der eine Frequenz

η ), von 32 768 Hz besitzt Das empfangsseitig verwendete

M—/ __ Quarzfilter QF'ist aus 3 Resonatoren zusammengesetzt. '(■

Die Vorgänge auf der Empfangsseite sind in F i g. 2 er-

wobei Mund/V ganze Zahlen und/j=0,1,2,3,... M—l, läutert ;

M sind. Das verbleibende 8. bit steuert einen Adreßzäh- 20 Während bei dem zuletzt beschriebenen System je y

ler AL 1 zurück auf seine Anfangsadresse (/J=O) sobald Trägerkanal des CB-Bandes mehr als 3000 Melder mit j

die M-te-Adresse erreicht wurde. Auf diese Weise wer- ihren allein fest zugeordneten eigenen Frequenzen ver-

den durch den Taktgeber zyklisch N programmierte sehen werden können, kann die Zahl der zuordenbaren

Schwingungen ausgelesen. Der Taktgeber besteht aus Frequenzen um ein Vielfaches auf mehrere Millionen

einem quarzgesteuerten Multivibrator mit einer Fre- 25 gesteigert werden, in dem man jedem Melder mehr als 1

quenz von 32 768 Hz. Da sendeseitig fast reine Sinus- Frequenz zuordnet, beispielsweise 2 Frequenzen. Die-

schwingungen erzeugt und übertragen werden sollen, ses Ziel läßt sich erreichen, in dem man in das jeweilige

wird der Ausgang von PROM 1 (der digital verschlüs- PROM die zwei oder mehr Frequenzen einprogram-

selt die Amplituden einer Sinusschwingung angibt) in miert Geht man von zwei Frequenzen aus, so wird das

einem nachgeschalteten Digitalanalogwandler D/A in 30 sendeseitige PROM 1 programmiert mit den beiden fol-

eine analoge Schwingung des Hörtons//umgesetzt Die „ , Ni , N2 , ... ... .

Signalfrequenz am Ausgang des D/A-Wandlers ergibt S^enden Frequenzen: /„_.*,_, wöbe, d.e digital

• h f _ r JL u —■*■> 7Ka -^i. η verschlüsselten Sinusamplitudenprobenwerte des einen

sicn ZUfH-Z₀- _M nz-5iiw _M Hz. Hörtons beispielsweise in den Speicherplätzen mit gera-

Nimmt man beispielsweise für /V= 6 und M= 85, so 35 der Adresse und die des zweiten Hörtons in die Speierhält man eine zu übertragende Hörfrequenz von cherplätze mit ungerader Adresse eingeschrieben wer-2313,035Hz. Wählt man beispielsweise N= 35 und den. Während jedes Taktgeberimpulses werden die bci-M=496, so ergibt sich eine Frequenz von 2312,258 Hz. den Programme abwechselnd gelesen. Zwei Bit steuern Diese beiden Frequenzen unterschieden sich nur durch getrennt die richtige Wiederholung dieser Zyklen. Der 0,77 Hz. Auf diese Weise ist es möglich eine große Aus- 40 D/A-Umsetzer gibt beide Töne ab, welche zusammen wahl von Frequenzen, nämlich über 3000, innerhalb des addiert werden durch den gleichen Addierverstärker, erlaubten Tonfrequenzbandes von 300—3300 Hz zu er- Auf diese Weise werden die beiden Töne gleichzeitig halten. übertragen.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Diagramm zur Erzeu- Im Empfänger ist das PROM2 sowohl für die Fre-

gung des gesuchten Hörtons H. 45 , Mi-Ni ,, M2-Ni

Empfangsseitig muß die übertragene Hörtonfrequenz ^^{uenz f}° ^{und f}° M2 Programm.ert

,N ·..-·., j ■ - Das PROM gibt aber nur eine der beiden Frequenzen

f-ü gemacht bzw. überlagert werden mit einer emp- _{SQ )ange ab} ^ _{das Rker QF ejn signa}, _{mit der Fre}.

fangsseitig erzeugten Schwingung S um ein Seiten- quenz f₀ festgestellt hat Nachdem somit der erste Hör-

bandsignai zu erhalten, weiches die gleiche Frequenz /0 50 ton ermittelt wurde, wird nun aber noch kein Alarm

wie das Quarzfilter QF aufweist In der einfachsten gegeben, sondern das Filterausgangsssignal steuert ei-

Form kann dies dadurch erreicht werden, daß man eine nen elektronischen Schalter, welcher entweder den Aus-

ir α r- -n r M-N . , . . gang des PROM 2 oder aber den Adreßzähler AZ 2

Frequenz der Große /₀ -^- mittels eines empfangs- ^_ms^_{euerti so daß am} Ausgang des PROM2 die Z der

seitigen PROM 2 erzeugt Hieraus ergäbe sich aus der 55 programmierten Schwingungen 5 erscheint Tritt nach

Summe des übertragenen Hörtons //und der empfangs- dem Wechsel der Oberlagerungsschwingung 5am Aus-

seitig erzeugten Schwingung S eine Mischfrequenz des gang wiederum ein Signal auf, so steht fest daß auch

„ . , , . , ,,.., . N _r M-N , _TT. gleichzeitig von einem Sender ein 2. Hörton gesendet

Seitenbandes mit der Hohe Z₀₇₇ + A—jjp- =4 Hier- ^_urden ^ _{es wird dann in der} Alarmeinrichtung AE

mit wäre also sichergestellt daß die vorhandene Misch- ω Alarm ausgelöst Auf diese Weise werden mit einem

frequenz tatsächlich innerhalb der Bandbreite des einzigen Filter mehrere unterschiedliche Hörtöne er-

Quarzfilters liegt Allerdings ist zu beachten, da /0 kannt

M-N . . ..... ,.._,, , . Selbstverständlich kann das PROM auch auf andere

—^- nicht viel n.ednger als d.e Taktfrequenz /₀ ist _Arten angesteuert werden, um nacheinander die beiden

man vorzugsweise empfangsseitig eine Taktfrequenz 65 Übertragungsschwingungen S zu erzielen. Das angege-

wählen sollte, die drei- bis fünfmal höher als zö liegt bene Verfahren ist im Prinzip auch für Melder geeignet

In einem praktischen Ausführungsbeispiel wurde eine denen mehr als zwei Hörtöne als Schlüssel zugeordnet

Taktfrequenz/λ=5/0 gewählt In diesem Fall wird das sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 ben nur einer einzigen Schwingung zuläßt und die Patentansprüche: nächste Schwingung erst dann freigibt wenn hinter dem Schmalbandfilter (QF) die der vorausgegange-

1. Einrichtung zur drahtlosen Übertragung von nen Schwingung zugeordnete Oberlagerungsire-

Meldesignalen von einem oder mehreren Meldern 5 quenz (fü^fs+fa bzw. fs—h) festgestellt wurde, mittels einer einzigen hochfrequenten Trägerfre- 7. Einrichtung nach eineni der Ansprüche 1 bis 6,

quenz, bei der sendeseitig Meldeauslösungen be- dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz im

stimmten Sinushörtönen (H) mit unterschiedlicher CB-Band liegt

Frequenz ^zugeordnet sind, wobei diese Hörtöne

der Trägerfrequenz aufmoduliert ausgesendet wer- io

den und wobei empfangsseitig die Hörtöne durch
Demodulation zur Alarmauslösung zurückgewonnen werden, dadurchgekennzeichnet, daß Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur drahtlosen die zu empfangenden Hörtöne (H) jeweils mit einer Übertragung von Meldesignalen, empfangsseitig erzeugten Schwingung (S) ia einem 15 Bekannt ist aus der DS-OS 25 38 354 eine Sicherheits-Mischer (^gemischt werden, daß die Frequenz (f_s) alarmanlage, bei der einem Melder eine charakteristider jeweiligen Schwingung (S) derart gewählt ist sehe Frequenz zugeordnet ist und der Meldezustand des daß eine der mit dem jeweiligen Hörton gebildeten Melders durch eine entsprechende Modulation eines Überlagerungsfrequenzen (to) in den Bereich eines HF-Trägers mit dieser charakteristischen Frequenz eieinzigen empfangsseitigen, dem Mischer nachge- 20 ner Zentralen mitgeteilt wird. Nachteilig hierbei ist daß schalteten Schmalbandfilters (QF) fallen und daß an bei diesem Überwachungssystem eine Vielzahl von reladen Ausgang des Filters (QF) fallen und daß an den tiv aufwendigen Filtern benötigt werden. Ausgang des Filters (QF) eine Alarmeinrichtung Aus der DE-OS 30 21 515 ist es bekannt mittels einer (AE) angeschlossen ist mobilen Meldeeinheit über einen von mehreren aus-

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 25 wählbaren ortsfesten Sendern Meldungen an eine Zenzeichnet, daß sendeseitig der Hörton (H) durch pe- trale drahtlos abzugeben. Die Meldung geschieht in riodische Ansteuerung eines Festkörperspeichers Form "on Codeworten. Die Erfindung geht daher aus (C-MOS-PROM) über einen Adreßzähler (AZl) be- von einer Übertragungseinrichtung zur drahtlosen wirkt wird, welcher durch einen ersten Taktgeber Übertragung von Meldesignalen von einem oder meh- (TG I) getaktet wird, wobei die von dem Festkör- 30 reren Meldern mittels einer einzigen hochfrequenten perspeicher (PROM 1) ausgegebenen digitalisierten Trägerfrequenz, bei der sendeseitig Meldeauslösungen Amplitudenwerte des Hörtones (H) über einen Digi- bestimmten Sinushörtönen mit unterschiedlicher Fretal-Analog-WandlerfD/z^zuden Hörtönen (H) um- quenz zugeordnet sind, wobei diese Hörtöne der Trägeformt werden. gerfrequenz aufmoduliert ausgesendet werden, und wo-

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 35 bei empfangsseitig die Hörtöne durch die Modulation gekennzeichnet daß sendeseitig der Taktgeber zur Alarmauslösung zurückgewonnen werden.

(TG 1) ein frequenzkonstanter Quarzgenerator des Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur

Gabeltyps (Forketype) ist, mit einer zwischen 6 und drahtlosen Übertragung von Meldesignalen anzugeben,

35 kHz liegenden Frequenz (f₀). die bei kostengünstigem Aufbau sehr zuverlässig arbei-

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch 40 tet und wahlweise mobil eingesetzt werden kann. Die gekennzeichnet daß die empfangsseitige Schwin- Lösung der vorgegebenen Aufgabe geschieht durch die gung (S) mittels einer zur Gewinnung des sendeseiti- in dem Hauptanspruch angegebene Merkmalskombinagen Hörtons (/# dienenden Schaltung gleichartigen tion. Dieses System besitzt eine Reihe von Vorteilen. Schaltung (TG 2, PLL, AZ2, PROM2) gewonnen Durch die Mischung der empfangsseitigen Schwingung wird, wobei der Adressenzähler aber mit einer über 45 mit dem empfangsseitig durch Demodulation gewonneeinen Phase Locked Loop (P.L.L) herausgefilterten nen Hörton erhält man eine im Seitenband liegende Oberwelle (Q des Taktgebers (TG 2) angesteuert Überlagerungsfrequenz, die innerhalb des Bereiches eiwird und dem Festkörperspeicher (PROM 2) kein nes vorgegebenen Schmalbandfilters fällt. Es ist also Analog-Digital-Wandler nachgeschaltet ist. immer möglich, durch entsprechende Zuordnung einer

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 50 empfangsseitigen Überlagerungsschwingung zu dem zu dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßfrequenz überwachenden und zu empfangenen Hörton in allen des Schmalbandfilters (QF) gleich der Frequenz des Empfängern das gleiche Schmalbandfilter zu verwen-Taktgebers (TG 1, TG 2) ist und 3 Resonatoren auf- den. Die Anwendungsgebiete bestehen zum einen darin, weist. daß ein Sender und ein Empfänger jeweils zueinander

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 55 fest zugeordnet sind, so daß durch Abstimmung des gedadurch gekennzeichnet, daß sendeseitig von dem sendeten Hörtons mit der empfangsseitig erzeugten PROM (PROMX) digitale Amplitudenwerte mehre- Schwingung nur dann ein Ausgangssignal an dem emprer (insbesondere zweier) Hörtöne (H) abweichen- fangssehigen Filter anliegt, wenn der zugeordnete Hörder Frequenz (f_H) auf den Digital/Analog-Wandler ton gesendet wurde. Auf diese Weise können eine große gegeben werden und die somit erzeugten Hörtöne 60 Anzahl von Übertragungseinrichtungen zueinander gemeinsam auf das Trägersignal aufmoduliert wer- Parallelarbeiten.

den, daß empfangsseitig von dem Festkörperspei- Es ist aber auch möglich, daß durch eine nacheinander

eher (PROM2) eine entsprechende Anzahl (z. B. 2) erfolgende Bildung zugeordneter Schwingungen in ei-

von zugeordneten Schwingungen (S) abgegeben nem einzigen Empfänger in diesem Empfänger mehrere werden, daß empfangsseitig in dem Festkörperspei- 65 Hörtöne überwacht werden können,

eher (PROM 2) Amplitudenwerte der zugehörigen Eine einfache Bildung des Hörtons läßt sich in vorteil-

Schwingungen (S) digital gespeichert sind, daß eine hafter Weiterbildung der Erfindung durch eine in An-

Steuerschaltung vorgesehen ist, welche die Ausga- spruch 2 angegebene Merkmalskombination erzielen.