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Einrichtung zur Übertragung von Größen durch Impulsfolgen Bei der
Fernübertragung von Größen; wie z. B. Kommandos, Winkelstellungen od. @dgl., auf
drahtlosem oder leitungsgerichtetem Wege bedient man sich vorwiegend des Impulsverfahrens.
Die zu übertragende Größe ist durch eine bestimmte Impulsfolge ,gekennzeichnet.
Die Impulse wenden z. B. mit einer Frequenz F zeitlich nacheinander übertragen.
Die Sicherheit der Übertragung kann mit dem bekannten Doppeltonverfahren vergrößert
werden, bei dem zusätzlich während der Zeiten zwischen den Impulsen mit den Frequenzen
F eine zweite Frequenz f übertragen wird. .Auf .der Empfangsseigte -bewirkt düe
Frequenz F eine Bewegung des Empfangsrelais in .die Arbeitsstellung und -die Frequenz
f in -die Ruhestellung.
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Da die Dauer eines Impulses mit Rücksicht auf das sichere Ansprechen
der Schaltmittel, z. B. =Relais, nicht beliebig kurz gehalten werden kann, wächst
die Übertragungsdauer mit der Zahl der Impulse einer Impulsfolge. Die Impulszahl
einer Impulsfolge hängt aber von der Anzahl der zu übertragenden Werte einer Größe
ab.
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Es ist bekannt, zwecks Verkürzung der Mertragungsdauer die Übertragung
auf mehreren -Übertragungskanälen vorzunehmen. Es
ist weiter bekannt,
die Relais auf der Empfangsstelle nicht durch die zeitlich aufeinanderfolgenden
Impulse einzustellen, sondern für jedes Relais einen besonderen Übertragungskanal
in Form einer besonderen Ader oder einer besonderen Trägerfrequenz zu verwenden.
Im letzten Fall entspricht die Zahl der erforderlichen Frequenzen der Zahl der einzustellenden
Relais. Die Übertragungszeit bei diesem Verfahren ist nur gegeben durch die Ansprechzeit
eines Relais. Bei -der in erster Linie hierfür in Betracht kommenden Übertragung
mit Hilfe einer hochfrequenten Trägerwelle ist jedoch der Unterteilung einer gegebenen
Sendeenergie für die gleichzeitige Aussendung von Impulsfolgen auf mehreren Tonfrequenzkanälen
durch den Störpegel eine Grenze gesetzt.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Übertragung von
an sich beliebigen, durch Impulsfolgen darstellbaren Größen, die es gestattet, die
Übertragungszeit erheblich herabzusetzen, ohne die Störanfälligkeit der Übertragung
zu erhöhen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Übertragungsinhalt
sowohl durch !die zeitliche Reihenfolge der Impulse als auch durch die für die Impulse
verwendete Frequenz bestimmt wird. Im Gegensatz zu dem Doppeltonverfahrender Telegrafie,
bei welchem eine Frequenz für die Impulse und eine zweite für die dazwischenliegenden
Zeiten benutzt wird, werden beidem neuen Übertragungsverfahren die Impulse mit einer
Frequenz aus einer Anzahl von Frequenzen gegeben, wobei zeitlich aufednanderfolgende
Impulse innerhalb einer Zeichenkombination mit verschiedenen Frequenzen gegeben
werden können. Der Frequenz für die Übermittlung eines Impulses ist eine zweite
Frequenz für die Übertragung der darauffolgenden Zeit bis zum nächsten Impuls zugeordnet.
In der weiteren Beschreibung wird daher von Frequenzpaaren gesprochen.
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Die bei Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung erreichbare Verkürzung
der Übertragungsdauer l.'äßt sich bei Verwendung des Dualzahlensystems für die Darstellung
des Übertragungsinhaltes leicht nachweisen, wie das nachfolgende Beispiel zeigt.
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Zur Übertragung von 29 = 512 verschiedenen Werte einer Größe
benötigt man nach dem Dualzahlensystem neun Impulse für jede Impulsfolge. Die gleiche
Anzahl von Werten läßt sich nach der Erfindung in der Weise übertragen, daß jeder
Impuls aus drei Doppelimpulsen gebildet wird, wobei für jeden Doppelimpuls vier
Frequenzpaare wahlweise zur Verfügung stehen. Jede Impulskombination besteht demnach
aus drei Elementen (Frequenzpaare), welche aus einer Gruppe _ von acht Elementen
(Frequenzen) ausgewählt werden können. Die Anzahl der möglichen Variationen ergibt
sich zu 83 = 5i2. Da statt neun Impulse nur noch drei Impulse für eine Impulsfolge
bzw. einen Impulssatz gesandt werden, verhält sich die Übertragungszeit bei der
neuen Einrichtung zu der bisher benötigten Übertragungszeit im Fall des gewählten
Beispiels wie 3 zu 9, d. h. sie geht auf ein Drittel zurück.
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Die Zahl der durch Impulssätze übertragbaren Werte einer Größe bestimmt
sich aus der Beziehung K = (2z)n, dabei ist K = Anzahl der übertragbaren
Werte, n = Anzahl I der Impulse, welche für den Aufbau des Impulssatzes gebildet
werden, z = Anzahl der für die Bildung eines Impulses zur \jerfügung stehenden Frequenzpaare.
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Der Vorteil der kürzeren Übertragungszeit tritt um so mehr in Erscheinung,
je größer die Anzahl der zu übertragenden Werte einer Größe ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend beschrieben
und durch die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung stellt dar Fig. z eine grundsätzliche
Anordnung des Geber- und Empfängerteiles der L'bertragungseinrichtung, Fig.2 eine
Schaltanordnung der Kommandorelais auf der Empfängerseite, Fig.3 eine Zusammenstellung
der Schaltstellungen der Arbeitsrelais für die sechzehn möglichen Kommandos.
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Für die Übertragung einer Größe, z. B. eines Kommandos, wind ein Impulssatz
aus zwei einfachen Impulsen gebildet, wobei für jeden Impuls vier Impulsfrequenzen
(a, x,
b, ß) bzw. zwei Frequenzpaare zur Verfügung stehen. Die Anzahl der
übertragbaren Kommandos beträgt K = (2z)n -- (2 - 2)= = 16.
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Auf der Geberseite sind die Geberrelais GlQ. .. Gza vorhanden,
welche bei Erregung die ihnen zugeordneten Kontakte gl@ . . . g,,@ schließen. Die
Relaisgruppe G1 a ... Gl,@ dient zur Bildung des ersten Impulses, die Relaisgruppe
G
2,1 ... G.,a zur Darstellung ges zweiten Impulses. Sämtliche
Geberrelais sind mit Rückstellwicklungen versehen, welche aus Gründen der Übersichtlichkeit
der Schaltung nicht mitein:gezeichnet sind. Relais G", bz«-. G2, schaltet bei Erregung
mittels seine: zugeordneten Kontaktes gla bzw. g2" die Stromquelle F" der Impulsfrequenz
a auf die Übertragungsleitung K, entsprechend Gla und GzQ für die Impulsfrequenz
a, G1 b und G, b für -die Impulsfrequenz b sowie Gl;g und G"3 für die Impulsfrequenz
ß. Die Federsätze F1, F, und FiA ... Fes werden mittels eines nicht
gezeichneten Kommandowahlschalters von Hand oder selbsttätig eingestellt. Es soll
beispielsweise
das Kommando »5«, welches gemäß der Zusammenstellung der Fig. 3 aus einem
ersten Impuls mit der Frequenz b und einem zweiten Impuls mit der gleichen Frequenz
besteht, übertragen werden. Durch einen mit entsprechenden Nocken versehenen Kommandowahlschalter
werden beim Geben des Kommandos »5« die Kontaktfedern F1 und F2 nach rechts und
idie Kontaktfedern F 1 B und F2 B nach links umgelegt (in Fig. r gestrichelt
eingezeichnet). Beim Loslaufen eines Verteilers, z. B. eines Start-Stopp-Verteilers,
welcher der Vereinfachung wegen nicht eingezeichnet ist, wird zuerst der dem ersten
Impuls zugeordnete Nockenkontakt n1 geschlossen und ein Stromkreis von + über das
Geberrelais G, b, die Kontakte FiB, F1, ni nach - hergestellt. Das
Geberrelais Gib
erregt sich, schließt den Schalter gib und legt die Stromquelle
Fb für (die Impulsfrequenz b
an die Übertragungsleitung. Der Schalter gib
fällt von selbst wieder ab bzw. wird durch die Rückstellwicklung von Relais Gib
zurück-.,gelegt. Beim Schließendes Kontaktes n2 wird ein Stromkreis hergestellt
über den Pluspol, Relaiswicklung G2 b, F2 B, F2# n2 nach dem Minuspol der
die Geberrelais speisenden Leitung. Relais G2 b schließt den Schalter g2 b und legt
kurzzeitig die Stromquelle Fb für die Impulsfrequenz b an die Übertragungsleitung
K. Es werden also zwei Impulse von der Impulsfrequenz b auf Aden Empfänger gegeben.
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An der Empfangsstelle sind die Aden Impulsfrequenzen a, a, b,
ß zugeordneten Empfangsrelais Ea, Ea, Eb, E,a vorgesehen, welche Resonanzrelais
oder normale Wechselstromrelais mit vorgeschalteten Sieben sein können. Wird die
Impulsfrequenz a übertragen, so spricht (das Empfangsrelais E" an und schließt seinen
Kontakt ea, entsprechend für Impulsfrequenz a, Relais Ea, den Kontakt ea
usw. Die Nockenkontakte ui , n2'*' welche Aden Kontakten ui, n2 auf der Geberseite
entsprechen, werden durch den Start-Stopp-Verteiler der Empfangseinrichtung geschaltet
und haben dieAufgabe,die der Impulszahl entsprechende Gruppe der P-Relais anzuschalten.
Den Geberrelais G1 a . . . G2ß (entsprechen an der Empfangsstelle die Arbeitsrelais
Pla...P2ß. D:en P-Relais sind die elektrischen Ventile hl ... Tls vorgeschaltet,
;damit ein eventuelles Mntansprecheu weiterer P-Relaie über entstehende Parallelverbindungen
sicher verhindert wird. Auch ,die P-Relais sind mit nicht eingezeichneten Rückstellwicklungen
versehen. Die Arbeitsrelais Pla . . . P2ß stellen eine in Fi;g. 2 gezeichnete
Kontaktpyramide, welche Idas dem gegebenen Kommando jeweilig entsprechende Kommandorelais.Ki
... K" einschaltet. Sämtliche Kontakte der Kontaktpyramide sind in Fig. 2
in der Ruhelage gezeichnet.
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Nachstehend wird nun gezeigt, welche Vorgänge das vom Geber ausgesandte
Kommando »5« an der Empfangsstelle auslöst. Der erste Impuls mit der Frequenz b
bringt das Empfangsrelais Eb zum Ansprechen. Über den nun geschlossenen Kontakt
eb wird das Arbeitsrelais P1 b bei geschlbssenem Kontakt n,' erregt, wodurch die
Kontakte P1 b der Kontaktpyramide in Arbeitsstellung gebracht werden. Beim zweiten
Impuls sind die P2-Relais über den Nockenkontakt n2' angeschaltet. Das der zweiten
Impulsfrequenz b entsprechende Empfangsrelais Eb schließt wieder seinen Kontakt
eb, der mittlerweile abgefallen war, und das Relais P2 b wird erregt. Letzteres
legt die entsprechenden Kontakte P2 b der Kontaktpyramide in die Arbeitsstellung
um. Die Stellung der Kontakte der Kontaktpyramide nach Empfang des Kommandos »5«
ist in Ader Fig.2 gestrichelt eingezeichnet. Der Stromverlauf in dem Zweig K5 bis
K8 der Kontaktpyramide geht .also vom Pluspol über die Kontakte Pia, Pia,
P2 a, P2 a, Pi b, P2 b, Wicklung des Kommandorelais K5, Kontakte P, R Plß nach dem
Minuspol der Speiseleitung. Der Weg über die anderen Zweige der Pyramide ist gesperrt,
wie aus Fig.2 ohne weiteres ersichtlich ist. Nach Ausführung des Kommandos werden
die P-Rel,aiis, durch ihre Rückstellwicklungen wieder in die Ruhelage gebracht.
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Aus Gründen der Vereinfachung wurden bei der Einrichtung des Ausführungsbeispiels
Einfachimpulse für die Bildung des Impulssatzes verwendet. Es kann jedoch für jeden
Einfachimpuls ein Doppelimpuls gesandt werden, der sich aus zwei. verschiedenen
Frequenzen zusammensetzt. Jedem Doppelimpuls ist also ein Frequenzpaar f1, f2 zugeordnet,
wobei diese beiden Frequenzen nacheinander innerhalb der Dauer eines Impulses gesandt
werden. Die Frequenzreihenfolge f1, f2 bedeutet dann z. B. »Zeichen« oder »positiv«,
die Frequenzfolge f2, f1 entsprechend »Pause« oder »negativ«.
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Bei dem Ausführungsbeispiel werden verschiedene Kommandos übertragen.
Mit Odem Gegenstand der Erfindung lassen sich jedoch beliebige Größen, wie z. B.
Winkelwerte, Zeigerstellungen, - Meßwerte od. @dgl., übertragen; Voraussetzung für
die Ü.bertragbarkeit einer Größe ist nur, daßdieselbe durch geeignete, an sich bekannte
Einrichtungen in eine Impulskombination bzw. einen Impulssatz umgesetzt werden kann.
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Zur Erhöhung der Übertragunigss,icherheit kann man :auch jeden Impuls
des Impulssatzes mehrmals senden und Mittel vorsehen,
welche eine
Ausführung des Kommandos verhindern, wenn die Impulse nicht jedesmal ankommen bzw.
Störungsimpulse auftreten. Unter Umständen kann der Impulssatz auch spiegelbildlich
wiederholt werden. Ebenso ist es für den Gegenstand er Erfindung belanglos, ob die
Übertragung auf drahtlosem oder leitungsgerichtetem Wege erfolgt.