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Verfahren zur gleichzeitigen Fernübertragung von mehreren Meßwerten
mit Hilfe einer einzigen modulierten Hochfrequenzträgerwelle Für die Fernübertragung
mehrerer Meßwerte mit Hilfe einer,gemeinsamen Hochfrequenzträgerwelle ist es bereits
bekannt, die Trägerwelle mehrfach zu modulieren und den Meßwerten die verschiedenen
Modulatiohsfrequenzen zuzuordnen. Auf diese Weise lassen sich zwar eine große Zahl
von Meßwerten ,übertragen, jedoch wird bei dieser Anordnung die Trägerwelle noch
nicht zur Übertragung eines besonderen Meßwertes mit ausgenutzt, wodurch eine weitere
Übertragungsmöglichkeit gewonnen werden könnte.
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Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, zwei Nachrichten durch eine
Trägerwelle in der Weise zu übertragen, daß die Tastung der Trägerwelle allein die
eine Nachricht, die Tastung der modulierten Trägerwelle die andere Nachricht bedeutet.
Diese Einrichtung arbeitet absatzweise, d. h. es kann die eine oder die andere Nachricht
übertragen werden.
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Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Anordnung durch
Tastung der Trägerwelle zur Übertragung eines Meßwertes, jedoch werden bei der Erfindung
im Gegensatz zu der vorgeschlagenen Einrichtung die Meßwerte gleichzeitig übertragen,
wobei die Meßwerte durch Impulse bei voneinander abweichender Häufigkeit dargestellt
werden. Gemäß der Erfindung ist das- Übertragungsverfahren derart ausgebildet, daß
die entsprechend den Impulsen großer Häufigkeit (z. B. Fernmeßimpul.sen) getastete
hochfrequente Schwingung mit einer im Rhythmus der Impulse geringer Häufigkeit (z.
B. Zählimpulse) getasteten Spannung moduliert wird.
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Damit in jedem Falle eine Übertragung möglich ist, werden gemäß der
weiteren Erfindung die Sender für Impulse großer und geringer Häufigkeit -(Fernmessung
und Fernzählung) so ausgebildet, daß die geringste für die Übertragung von Meßwerten
in Betracht kommende Impulshäufigkeit größer ist als die maximale Häufigkeit der
Impulszahl. Da es sich aber nicht erreichen läßt, daß die Zählimpulse mit den Fernmeßimpulsen
zusammenfallen, so speichert man z. B. mit Hilfe von Relais die Impulse geringer
Häufigkeit (Zählimpulse) -bis zur Aussendung eines Impulses großer Häufigkeit (Fernmeßimpulses).
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abb. i dargestellt.
Mit i ist ein fremdgesteuerter Hochfrequenzsender bezeichnet, :2 ist der Steuersender,
3 ist eine Modulationsvorrichtung an sich bekannter Bauart, mit deren Hilfe `die
vom Hochfrequenzsender
i ausgestrahlten Wellen moduliert werden
können. .4 ist ein in der Verbindungsleitung zwischen Steuersender 2 und der Modulationsvorrichtung
3 liegender Schal,te° der vom Fernmeßsender 5 gesteuert wird _f Fernmeßsender 5
kann beispielsweise alsr'fi ler ausgebildet sein, der einen Kontakt get ei antreibt.
Im Stromkreis der Wicklung des Schalters q. liegen die Verzögerungsrelais 6 und
7. Um gleichzeitig neben den Meßwerten auch fernzuzählen, werden die ausgesandten
Hochfrequenzwellen durch die Modulationsvorrichtung 3 moduliert. Zu diesem Zweck
sind die Tonfrequenzquellen 8 und 9 vorgesehen, die beispielsweise Wechselspannungen
der Frequenz 5oo und iooo Hertz erzeugen mögen. Mit Hilfe der Relais io und il können
die Tonfrequenzwellen 8 und 9 an die Modulationsvorrichtung 3 angeschlossen werden.
Die Wicklung der Relais To und i i wird durch die Kontakte des Fernzählsenders 12
und 13 gesteuert. Die Relais io und il sind mit den Selbsthaltekontakten 14 und
15 ausgerüstet, die mit den Kontakten der Verzögerungsrelais 6 und 7 in Reihe geschaltet
sind und die Kontakte der Fernzähleinrichtung 12, 13 überbrücken. Die Kontakte der
Fernzähleinrichtung können beispielsweise durch einen an der Achse eines Zählers
angebrachten Hebelarm gesteuert werden. Man kann natürlich eine beliebig andere
Vorrichtung vertvenden, die Impulse sendet, deren Zahl einem bestimmten Zeitintegral
eines Meßwertes proportional ist.
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An der Empfangsstation werden die vom Empfänger 16 aufgenommenen Schwingungen
über die Wicklung des Relais 17 den Siebmitteln 18 und i9 zugeführt. Der Anker des
Relais 17 ist so träge, daß er auf die den Fernmeßimpulsen überlagerten Tonfrequenzschwingungen
nicht anspricht. Der Anker des Relais 17 steuert einen Doppelumschalter, der den
Kondensator 2o in bekannter Weise über das Meßinstrument2i bei jedem Impuls einmal
umlädt. Der Ausschlag des Zeigers des lleßinstruments 2i ist dann der Umlaufsgeschwindigkeit
des Kontaktgebers 5 proportional. Die Modulationsfrequenzen werden durch Siebketten
i 8 und i 9 getrennt. Durch Gleichrichtung in den Gleichrichtern 2 2 und 23 werden
die Tonfrequenzwellenzüge in Gleichstromimpulse umgewandelt und je einem in an sich
bekannter Weise ausgebildeten Zählwerk 2.I, 25 zugeleitet.
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Die Anordnung wirkt in folgender Weise: Durch die vom Fernmeßsender
5 erzeugten Stromstöße wird der Schalter q. periodisch geschlossen und dadurch eine
Verbindung zwischen dem Steuersender 2 und dem Hoch-Frequenzsender i hergestellt.
Es entstehen da-_lurch bei jedem Kontaktschluß Hochfrequenzwellenzüge, wie sie in
Abb.2 mit 2E f bezeichnet sind. Durch den umlaufender Kontaktarm der Zählvorrichtungen
12 oder wird nun nach bestimmten Zeitabständen 'Y`j;ner der Kontakte der Zählvorrichtungen
ge-::;;^.¢ehlossen. Dadurch «-erden die Relais in
bzw. i i erregt und dadurch
die Tonfrequenzquellen 8 bzw. 9 an die Modulationsvorrichtung 3 angeschlossen. Wenn
nun durch Schließen des Schalters ..1 ein Hochfrequenzimpuls ausgesandt wird, so
wird der entstehende Wellenzug im Rhythmus der Tonfrequenz moduliert. Ein derartiger
Wellenzug ist in Abb.2 mit -27 bezeichnet. Der Wellenzug 27 ist in Abb. 3 nochmals
in größerem Maßstab gezeichnet. Wenn einer der Kontakte der Zählvorrichtungen 12
oder 13 geschlossen wird, solange kein Hochfrequenzwellenzug ausgesandt wird, so
halten sich die Relais i o und i I so lange, bis ihre Haltestromkreise durch die
Relais 6 oder 7 unterbrochen werden. Dies ist der Fall, wenn ein Fernmeßimpuls ausgesandt
wird. Die Verwendung von Verzögerungsrelais zum Unterbrechen der Haltestromkreise
hat den Zweck, eine zu rasche Unterbrechung der -Modulation durch Öffnen der Kontakte
der Relais io oder ii zu vermeiden.
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Die den Empfänger 16 treffenden unmodulierten Hochfrequenzwellenzüge
26 «-erden im Empfänger 16 gleichgerichtet und beeinflussen das Relais 17. Durch
den so entstehenden Gleichstrom wird bei jedem Fernmeßimpuls der Anker des Relais
17 einmal umg a elegt. Der durch Gleichrichtung im Empfänger 16 entstehende Strom
wird auch den Siebkreisen i3 und i9 zugeführt, die jedoch für Gleichstrom undurchlässig
sind. Wird der Empfänger 17 von einem modulierten Hochfrequenzwellenzug erregt,
wie er in Abb.3 dargestellt ist, so entsteht durch die Gleichrichtung im Empfänger
16 ein Strom, dessen Verlauf aus Abb..I zu erkennen ist. Er enthält die durch den
Pfeil GZ gekennzeichnete Gleichstromkomponente sowie die Wechselstromkomponente,
die in Abb. ; dargestellt ist. Für die Gleichstromkomponente sind die Siebmittel
18 und i9 undurchlässig. Für die Wechselstromkomponente ist je nach der Frequenz
entweder das Siebmittel 18 oder das Siebmittel i9 durchlässig, so daß beim Eintreffen
eines modulierten Hochfrequenzwellenzuges entweder im Sekundärkreis des Siebmittels
i8 oder i9 Wechselstrom fließt, je nachdem, ob der Hochfrequenzsender von der Tonfrequenzquelle
8 oder 9 moduliert wird. Durch nochmalige Gleichrichtung des in den Sekundärkreisen
der Siebmittel 18 bzw. i9 fließenden Stromes durch die Gleichrichter 22 oder
23 wird ein pulsierender Gleichstrom erzeugt, dessen V erlauf
aus
Abb. 6 zu erkennen ist. Der Mittelwert dieses Stromes ist in Abb.6 durch die strichpunktierte
Linie angedeutet. Die Spulen 24 oder 25 der Fortschaltwerke für die Zählvorrichtungen
werden durch den so gewonnenen Gleichstrom erregt. Die Trägheit des Ankers muß in
bekannter Weise so groß gewählt sein, daß die Anker den Pulsationen nicht folgen
können, so daß die Fortschaltwerke nur auf den Mittelwert des durch sie fließenden
Stromes ansprechen. Beim Eintreffen eines modulierten Wellenzuges wird also eines
der Fortschaltwerke nur um einen Schritt weitergeschaltet. Da beim Eintreffen von
unmodulierten Hochfrequenzwellenzügen in den Sekundärkreisen der Siebmittel 18 und
i9 keine Ströme fließen können, so werden die Zählwerke durch die Fernmeßimpulse
nicht beeinflußt. Nur wenn einem dieser Fernmeßimpulse durch Modulation ein Zählimpuls
aufgedrückt ist, wird das der betreffenden Modulationsfrequenz zugeordnete Zählwerk
weitergeschaltet.
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Die Frequenz der Wechselstromquellen 8 und 9 kann fast beliebig gewählt
werden. Wesentlich ist, daß sie genügend unter der Frequenz der zu übertragenden
Hochfrequenz liegt. Sie kann also auch in unhörbaren Bereichen liegen.
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Anstatt die Meßwerte dadurch zu übertragen, daß man in Abhängigkeit
vom Meßwert -Hochfrequenzimpulse sendet, kann man auch in umgekehrter Weise verfahren
und in Abhängigkeit vom Meßwert die Aussendung von Hochfrequenzschwingungen unterbrechen.
Wenn man in diesem Fall an sich bekannte Einrichtungen verwendet, bei welchen die
Impulsdauer unabhängig von der Impulshäufigkeit ist, so kann man erreichen, daß
die Hochfrequenz nur während verhältnismäßig kurzer Zeiten unterbrochen ist. Für
die Übertragung der Zählung steht deshalb eine wesentlich größere Zeit zur Verfügung.
Man kann die Zeit, während der die Hochfrequenzwelle unterbrochen ist, sogar so
kurz wählen, daß man ohne wesentliche Störungen gleichzeitig, und zwar auf der gleichen
Trägerwelle telefonieren kann, weil durch kurze und nicht zu häufige Unterbrechungen
der Sprache die Verständlichkeit kaum beeinträchtigt wird. Dies gilt insbesondere
für den Fall, daß die Unterbrechung der Hochfrequenzwelle nicht allzu plötzlich
geschieht, wie dies z. B. durch Steuerung der Modulationsvorrichtung mit Hilfe von
Fernmeßimpulsen über Kettenleiter möglich ist.
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Wie bereits angedeutet, ist es für eine einwandfreie Fernmessung und
Fernzählung notwendig, daß die geringste Häufigkeit der Fernmeßimpulse größer ist
als die größte Häufigkeit der Fernzählimpulse. Dies läßt sich durch geeignete Ausbildung
der Sendeeinrichtung in den meisten Fällen leicht erreichen, so z. B. dadurch, daß
man den Kontaktarm für die Fernzählung wesentlich langsamer umlaufen läßt als den
Fernmeßkontaktgeber oder daß man zur Fernzählung einen Kontaktgeber verwendet, der
eine große Lamellenzahl aufweist.
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Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht
darin, daß man die zur Fernzählung dienenden Frequenzen soweit auseinanderlegen
kann, daß zu ihrer Trennung sowie zur Trennung von den Fernmeß.impulsen einfache
und billige Vorrichtungen, z. B. einfache Resonanzkreise, ausreichen. Wenn auch
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel nur eine zweifache Fernzählung dargestellt
ist, so kann man natürlich fast beliebig viel Fernzählungen vornehmen. Man kann
sogar an Stelle einer Fernzählung :eine Fernmessung treten lassen, wenn man mit
genügend kleiner Impulshäufigkeit. arbeitet.
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Wenn man die Fernmeßimpulse durch Unterbrechen oder Schwächen der
Hochfrequenzwelle gibt und gleichzeitig Sprache überträgt, so kann man die zur Fernzählung
dienenden Frequenzen sowohl unterhalb als auch über das für die Sprachübertragung
dienende Frequenzbereich legen. Man kann. die zur Übertragung oder Fernzählung .dienenden
Frequenzen auch in ein für die Verständlichkeit der Sprache unwichtiges Sprechfrequenzbereich,
z. B. i2oo Ibis i6oo Hertz, legen. In allen Fällen muß man durch Siebmittel für
eine Trennung der zur Sprachübermittlung und der zur Fernübermittlung dienenden
Frequenzen sorgen.