DE4232377A1 - Infrarot-Datenübertragungs-Verfahren mit erhöhter Zuverlässigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Infrarot-Datenübertragungsver­ fahren mit verbesserten Empfangseigenschaften, das bevor­ zugt bei der Datenübertragung zwischen mobilen Datenerfas­ sungsgeräten und einem zentralen Computer oder lokalen Netzwerken eingesetzt wird.

In den bisher bekannten Infrarot-Datenübertragungsverfahren werden zur Ausblendung von Störungen die Aufmodulation des zu übertragenden Signals auf eine Trägerfrequenz benutzt. Dieses Verfahren scheidet jedoch wegen der damit verbun­ denen Notwendigkeit zur ununterbrochenen Stromversorgung wegen seines hohen Energieverbrauchs für tragbare Systeme aus. Bei mobilen tragbaren Geräten wird daher die pulspha­ senmodulierte Infrarotübertragung eingesetzt, bei der das Nutzsignal durch einen im Verhältnis zur Übertragungsrate sehr kurzen Impuls übertragen wird. Die Bedeutung des Im­ pulses, d. h. der zu übertragende Dateninhalt, wird hierbei durch das zeitliche Auftreten, die Phase des Signals, defi­ niert.

Hierbei treten jedoch massive Übertragungsfehler durch die Störlichteinstrahlung von Leuchtstoffröhren, Energiespar­ lampen oder dergleichen im Frequenzbereich von etwa 10 bis 100 kHz auf. Daher muß die Empfindlichkeit des Empfängers an die größtmögliche Störquelle, d. h. den Fremdlichtein­ fall, angepaßt werden. Hierbei gehen bei geringerem oder wechselndem Fremdlichteinfall aufgrund der vorsorglich ge­ wählten unempfindlicheren Einstellung Reichweite und andere Übertragungsmerkmale verloren. Auch ist der Störabstand und der Signalverstärkungsfaktor durch die Bandbreite, die durch die Übertragungscharakteristik des Empfängers bestimmt wird, beschränkt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Infrarotempfänger derart zu konzipieren, daß er seine Empfindlichkeit selbsttätig auf den vorhandenen Fremd­ lichteinfall einstellt und so die maximal mögliche Übertragungsentfernung überbrückt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Eingangskreis des Empfängers der Infrarot-Datenübertra­ gungsvorrichtung frequenzselektiv mit hoher Güte ausgeführt und dem Empfängerverstärker eine Nachbereitungsschaltung angefügt ist, die die durch die Frequenzselektivität, d. h. die hohe Güte der Empfängerschaltung, erzeugten Nachschwingungen ausblendet. In einer weiteren Ausführungs­ form der Erfindung ist dem Empfänger eine Empfindlichkeits­ regelung vorgeschaltet, die den Schwellwert des Empfängers den Umgebungsbedingungen anpaßt.

In der beschriebenen Ausführungsform gemäß Anspruch 1, dessen Aufbau in der Zeichnung dargestellt ist, besteht die Funktion der selektiven Eingangsschaltung darin, daß nur Impulse der Breite τ=π√L₁C₁ durchgelassen werden und andere Impulse somit ausgeblendet werden. Die durchgelassenen Im­ pulse sind jedoch mit Nachschwingungen behaftet.

Die Nachbereitungsschaltung besteht im wesentlichen aus einem Zeittor, das nach Eintreffen einer steigenden Nutz­ signalflanke die Zeittorschaltung (zwei gegengekoppelte Monoflops) für die Dauer τ öffnet, und danach für etwas weniger als eine halbe Bitzelle geschlossen bleibt. Dadurch gelangen die Nachschwingungen nicht auf den folgenden Schwellwertschalter oder Komparator. Dieser Komparator erzeugt aus dem analogen Infrarotsignal ab einer bestimmten Schwelle ein Digitalsignal, das die übertragene Information wiedergibt.

Durch die Anordnung des frequenzselektiven und mit hoher Güte ausgeführten Eingangskreises einerseits und der dem Empfängerverstärker nachgeordneten Zeitgeberschaltung anderer­ seits, ist ein Verfahren geschaffen worden, das den Be­ trieb von energiesparenden pulsphasenmodulierten Infrarot­ übertragungssystemen auch im Wirkungsbereich von Leucht­ stoffröhren mit elektronischen Schnellstartern und von Energiesparlampen ermöglicht und gleichzeitig eine große Übertragungsreichweite erzielt.

In der zweiten beschriebenen Ausführungsform gemäß Anspruch 2, deren Wirkungsweise in der Zeichnung dargestellt ist, besteht die dem Infrarotempfänger vorgeschaltete Empfind­ lichkeitsregelung darin, daß über eine Photodiode ein dem Gleichlichtanteil proportionale Spannung dem oben genannten Komparator zugeführt wird, der die Empfindlichkeit des Infrarotempfängers anhand dieser gleichlichtproportionalen Spannung nachstellt.

Hierfür liefert die Photodiode eine dem einfallenden Gleichlicht proportionale Spannung U_Vergl., die durch den Widerstand R₁ und den Kondensator C₂ geglättet wird. Diese geglättete Spannung wird über einen Pegelumsetzer dem oben genannten Komparator zugeführt. Der Komparator erzeugt dem­ nach nur ein Digitalsignal, wenn das von V verstärkte Ge­ samtsignal, das sich aus dem Nutzsignal und dem Rauschen zusammensetzt, über der Vergleichsspannung U_Vergl., die dem Gleichlichtanteil proportional ist, liegt. Wird nun auf­ grund einer großen Vergleichsspannung und damit eines hohen Gleichlichtanteils durch den Komparator die Empfindlichkeit des Empfängers nachgestellt, so sinkt die Empfindlichkeit des Empfängers und damit auch die überbrückbare Entfernung, über die das zu übertragende Infrarotsignal noch zuverläs­ sig übertragen werden kann. Bei geringem Gleichlichtanteil wird die Empfindlichkeit des Empfängers und damit die über­ brückbare Entfernung zwischen Sender und Empfänger wieder durch die Komparatorschaltung erhöht.

Daraus ergibt sich eine optimale Anpassung des Infrarot­ empfängers an die Umgebungsgleichlicht, d. h. bei Dunkelheit ist die größtmögliche Entfernung, bei Helligkeit eine kleinere Entfernung mit derselben Übertragungssicherheit er­ möglicht. Die Infrarot-Datenübertragung wird somit in dem maximal möglichen Bereich unabhängig von dem einfallenden Gleichlichtanteil.

Claims (2)

1. Verfahren zur Verbesserung der Empfangseigenschaften bei Infrarot-Datenübertragungseinrichtungen dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangskreis des Empfängers frequenzselektiv mit hoher Güte ausgeführt ist, und dem Empfängerverstärker eine Nachbereitungsschaltung angefügt wird, die die durch die Frequenzselektivität erzeugten Nachschwingungen aus­ blendet.

2. Verfahren zur Verbesserung der Empfangseigenschaften bei Infrarot-Datenübertragungseinrichtungen dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeit des Empfängers durch eine Komparator­ schaltung der Umgebungslichtstärke angepaßt wird.