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Fernsteuerung Die Erfindung betrifft ein Fernsteuerungssystem, das
im besonderen anwendbar ist zur Steuerung von Kraftstationen, zum Fernmessen, zum
selektiven Ruf, zwecks Regelung des Eisenbahnverkehrs, zur eisenbahntechnischen
Signalübermittlung, für automatische Telefonie, Telegrafie und für Fernschreiber.
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In solchen Systemen ist es auch notwendig, um eine schnelle Übertragung
der Signale zu erhalten, die Anzahl der Stromkreise auf ein Minimum zu reduzieren
und die Signale durch Kodes zu übertragen, die zumeist durch Gleichstrom- oder Wechselstrornabschnitte
nach einem vorher bestimmten Gesetz zusammengesetzt sind. Die Eigenart des übertragenen
Stromes und die Art des Abschnitts charakterisieren den Kode. DieErfindung sieht
ein derartiges Fernsteuerungssystem vor, welches eine große Geschwindigkeit des
Sendens und Empfangens der Kodes gewährleistet, indem es gestattet, eine ausgewählte
Zahl verschiedenartiger Kodes zu vergleichen und eine fehlerlose Signalübertragung
sicherzustellen. Diese Systeme sind infolgedessen dort von besonderem Interesse,
wo die Übertragungsgeschwindigkeit von Befehlen und der Empfang der Rückmeldungen
wie die Sicherheit der Übertragung eine besondere Rolle spielten.
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Nach einem Merkmal der Erfindung wendet ein Fernsteuersystem, welches
zur Übertragung einen oder mehrere Telefonstromkreise zum Verbinden einer Hauptstelle
mit den verschiedenen Stellen der Leitung verwendet, Kode an, der zur Sendung
aus
`einer bestimmten Zahl von -vorbestimmten Frequenzen besteht, die z. B. im Sprachfrequenzbereich
oder im Bereich der Funkfrequenzen liegen. jeder Kode ist zugleich charakterisiert
durch die enthaltenen Frequenzen und durch die Stromstoßanfänge und -enden dieser
Frequenzen im Kode. Die-benutzten Frequenzen können übrigens verschiedener Art sein
und entweder über Draht .oder drahtlos übertragen werden.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung wird eine der Frequenzen
des Kodes als Spitzenfrequenz verwendet, wodurch der Empfang` des, Kodes durch einen
der Empfänger unter Ausschluß der anderen empfangen wird.
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Nach einem anderen Merkmal. der Efrfindüng erfüllt eine der Frequenzen
des Kodes, wenn mehrere Apparate zur selben Zeit über den gleichen-Stromkreis senden,
die Funktiön der Überwachungsfrequenz und verhindert, däß die änderein Apparate
senden, während eine Ausstrahlung der Signale bei dem betrachteten Gerät stattfindet.
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Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung können in solchen Systemen
I£odeübersetzungsglieder an gewissen Stellen des Stromkreises vorgesehen werden,
um den Empfang der Kodes in allen- Geräten sicherzustellen, beispielsweise wie ihre
Lage in dem Stromkreis im Fall der Anwendung der Stromkreise im Sinn der bestimmten
Aussendung ist.
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Diese Merkmale, ebenso wie noch andere, sind in den Einzelheiten in
der Beschreibung in bezug auf die dazugehörigen Zeichnungen dargestellt.
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Fig. i stellt ein allgemeines Schema der Fernsteuerungsanlage dar;
Fig. 2 und 3 stellen z. B. die verwendeten Kodes dar; Fig. q. zeigt ein Ausführungsbeispiel
eines Geräts für den Empfang eines Signals.
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Bei gewissen Fernsteuerungssystemen sind die Kodes durch die Aussendung
der unter den Tonfrequenzen ausgewählten Frequenzen zusammengesetzt und können über
Fernsprechstromkreise übertragen werden, indem die Geräte miteinander verbunden
werden. Man kann z. B. die normalen Telegrafiefrequenzen benutzen, die gestatten,
auf einer Leitung eines pupinisierten Kabels bis zu achtzehn verschiedenen Frequenzen
zu übertragen. Der Kode ist 'nach' einem Merkfinal der Erfindung so gewählt, daß
die Aussendung dieser -Frequenzen in einer bestimmten Reihenfolge erfolgt. Zwei
Beispiele dieses Kodes sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt; in diesem Fall besteht
der Kode aus vier Frequenzen. ' . -In einem solchen Kode kann, wenn ' die
Dauer des gesamten- Kodes ist, die -Aufteilung der zusammengesetzten Frequellzzeit
folgende sehn: Die erste Frequenz wird ausgesandt von der Zeit o bis zur Zeit T,
die zweite von .der Zeit T/4 bis T, die dritte von der Zeit T/2 bis
T, die vierte von der Zeit 3 T/4 bis-T. -Diese Einteilung ist . selbstverständlich
nur .zur Veranschaufichun; dargestellt. jede .im betrachteten Gerät empfangene Frequenz
betätigt -dort ein dieser Frequenz entsprechendes Relais: Ein Kode unterscheidet
sich von einem anderen Kode einerseits durch die Frequenzen, aus welchen der Kode
sich zusammensetzt, andererseits durch die Reihenfolge, in welcher diese Frequenzen
ausgesendet werden. Eine solche Art der Kodebildung gestattet also im Vergleich
mit den bekannten Arten, bei welchen der Kode gebildet wird durch die Anwesenheit
verschiedener Frequenzen, durch die gleiche Zahl der Frequenzen eine viel größere
Kodezahl zu erhalten.
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,In einem solchen System kann eine der übertragenen Frequenzen, im
Prinzip die erste iiy der Reihenfolge, als Identifizierungsfrequenz dienen, um ein
Empfangsgerät oder eine der Gruppe der Empfangsgeräte für den Kode zu kennzeichnen
unter Ausschluß der- anderen Empfänger. Ein solcher Kennzeichnungsstromkreis ganz
bekannten Aufbaues gewährleistet, daß für alle Geräte, deren Iderltifizierungsfrequenz
nicht zuerst die übertragene ist, die Filter nicht mit der Übertragungsleitung verbunden.
sind.
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Um in Einzelheiten diese Merkmale auseinanderzusetzen, wird eine Beschreibung
eines einzelnen Systems, das nicht als Begrenzung der Erfindung bewertet werden
soll, nun in Verbindung mit den Fig. i bis d. gegeben. In. der Fig. i ist das Diagramm
einer Fernsteuerung dargestellt, welches ein zentrales Gerät PC enthält, das mit
einer Reihe von Stationen; z. B. P r, P 2 ... P zo, mit einem vieradrigen
Stromkreis verbunden ist. Dieser Stromkreis hat zwei Paare i und 2.
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Der Kode wird von der zentralen Station PC zu den Stationen P i bis
P io gegeben, und zwar durch die Aussendung von vier in der Zeit staffelförmig gebildeten
Frequenzen. Dies gestattet, verschiedene zusammengesetzte Kodes derselben vier Frequenzen
zu geben, wie es bereits in der Zeichnung der Fig. 2 und 3 gezeigt ist. In -dem
Kode dient die erste abgegebene Frequenz als Identifizierungsfrequenz, um eine bestimmte
Station auszuwählen. Die drei letzten Frequenzen, die den. Kode bestimmen, sind
aus einer gewissen Anzahl von Frequenzen gewählt, bestimmt nach der Zahl der Befehle,
die in derselben Station auszuführen sind und dazu dienen, die einzelnen Befehle
zu unterscheiden. Zum Beispiel sind, wenn man die Kennzeichnungsfrequenzen zählt;
'die erhaltenen Kodes, indem man die verschiedenen Anordnungen von sechs Frequenzen
benutzt, sechzig. Um einen gegebenen Befehl auszuführen (Schließung eines Trennschalters
der Unterstation, Befehl zur Fernmessung, Richtungsbestimmung. der Signalisierung
usw.), sendet also die zentrale Station einen zugelassenen Kode von vier Frequenzen
gemäß einem bestimmten Zeitdiagramm.
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Wenn man z. B. annimmt; daß der Befehl di,c Frequenzfölge
f 3, f 4., f 8, f z i (Fig. 2) für den in Frage kommenden Kode sei,
.daß die Station 6 den Befehl empfangen soll, wird der Kode von der Zentralstation
PC über das -Leitungspaar i--(Fig. r) ausgesandt, wobei er mit der Frequenz f3 beginnt.
. Auf dem Leitungspaar.r ist kein Filter, der von der
Frequenz f
3 durchlaufen wird, außer- dem der Station 6 (Fig. ,4) vorhanden. Der Empfang der
Frequenz f 3 von der Station 6 über den mit f 3 bezeichneten Filter, über den Verstärker
A37P mit hoher Impedanz verbindet beim Leitungspaar i die Filter, die die anderen
Frequenzen der Station durchlaufen, unter ihnen die Frequenzen f 4, f 8,
f
io, f i i und f r2. Die Relais Rf 3, Rf 4
... sind aufgeteilt in Relais I., 1I., 11I. und IV. Ordnung. Die Relais I.
Ordnung sind diejenigen, welche den Empfang der ersten Frequenz des Kodes durchführen,
diejenigen II. Ordnung sind für den Empfang der zweiten Frequenz des Kodes usw.
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Die Filter und Relais der II. Ordnung sind mit der Leitung durch die
Kontakte eines Übertragungsrelais Rt2 verbunden, welches anspricht, wenn eines der
Relais der II. Ordnung, in diesem Fall Rf 4., angesprochen hat und durch den Empfang
der Frequenz der II. Ordnung erregt worden ist. Die Leitung ist dann vom Relais
der II. Ordnung zum Relais der III. Ordnung geschaltet. Eines der beiden, entsprechend
der dritten ausgesandten Frequenz, Rf 8, wird erregt und hält sich, und das Relais
Rt3 schaltet die Leitung des Relais der III. Ordnung auf das Relais der IV. Ordnung,
wo sofort eines der Relais Rf ii beeinflußt und blockiert wird. Über die Kontaktkette
der Relais Rf.4., Rf 8 und Rf i i bildet sich ein Stromkreis für das Empfangsrelais
des betrachteten Kodes. Über eine Reihe von Kontakten des Empfangsrelais (nicht
dargestellt) werden die gewünschten Handlungen ausgeführt, um dann durch die Unterbrechung
ihrer Ruhekontakte die selbsterregten Relais der 1I. bis IV. Ordnung in die Ruhelage
zu bringen.
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In dieser Beschreibung sind zur Vereinfachung die Kunstgriffe fo,rtgel-a,s:sen,
die angewendet werden, um zur richtigen Zeit :die Übertragungsrelais Rt
2 und Rt 3 zu betätigen;, um: ein Sef:betansprechen der Relais der
II. bis IV. Ordnung zu erhalten, ebenso wie die Kunstgriffe nur für ein einziges.
Beispitel der Duirchlaßfilter der Frequenzen f 3, f 4, f 8,
f io und
f i i gezeigt sind, um, die verschiedenen Empfangsrelais zu betätigen. Diese
Kunstgriffe mögen in der Praxis durch bekannte Mittel verwirklicht werden, wie sie
.aus der automatischen Telefonie und Telegrafie :bekannt sind.
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Wenn man indem betrachtetem Fall eine Station mit sechzig Befehlen
annimmt, d,aß diie Relais R f 4, Rf 8 u,sw. nu.r sechs Kontaktreihen tragen:
können, beträgt die Zahl, der gesamten Relais der II., III. und IV. Ordnung insgesamt
dreißig. Jedes der Relais, wie R f 4 . . ., ist doppelt vorhanden, ebenso die Relais
RT 2 und RT 3.
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Steckverteiler üblicher Bauart, die zwischen die verschiedenen Kontakte
der Relais der verschiedenen Ordnungen gelegt sind, gestatte . eine Verwirklichung
und leichte Abänderung der Bedingungen, um irgendein Kommando entsprechend einem,
gegebenen. Kode herzustellen.
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Wenn ein Kommando ausgeführt ist, wird ein Kode an die Zentralstation
zur Rückmeldung ge s.andt. Die Kodes sind gleicher Art wie die zur Übertragung von
der Zentralstation zu den Linienstationen verwandten. _ Die Frequenz der I. Ordnung
kann, dazu dienen, das Besetztsein der Leitung .anzuzeigen und die gleichzeitige
Übertragung eines anderen Kodes von einer anderen Station auf der gleichen Leitung
zu verhindern, die eine Verzerrung des: Kodes zur Folge haben könnte.
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Die Sendestation kann mit der Leitung vertunden werden, wenn dtie
Überwachungsfrequenz nicht durch eine .anidere Station auf die Leitung gegeben ist
und infolgedessen, wenn. ein Relais, .das der Überwachungsfrequenz entspricht, in:
Ruhe ist. Ein Durchlaßfilter der überwachungsfre.quenz ist an einer Stelle zwischen
:den zwei Paaren von Stromkreisew mit vier Leitungen angeordnet, um den Empfang
der Überwachungsfrequenz durch die anderen Leitungsstationen. zu. gestatten. Eine!
Vorrichtung, die von der automatischen Telefonie bekannt ist, doppelte Prüfung genannt,
verhindert, daß zwei Stationen sich genau im gleichen. Augenblick mit der Leitung
verbinden.
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Die Sendung und der Empfang der Frequenzen 1I. bis IV. Ordnung, die
den Kode vervollständigen, haben ähnliiche Bedingungen wie diejenigen, die :beschrieben
wurden für ,die Übertragungsrichtung Zentirale-Station.
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Eine solche Einrichtung gewährleistet den Empfang des Rückmeldekodes
nicht nur durch: die Zentrale, sondern gleichfalls durch eine oder mehrere Leitungsstationen.
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Wenn der für die Übertragung verwandte Stromkreis sich aus verschiedenen.
Leitungsgruppen für jede Übertragungsrichtung zusaninnensetzt, wie in Fig. i dargestellt,
wird der Empfang des Kodes durch die beteiligten in gewissen Fällen gewährleistet
sein durch eine Rückübertragung der, Rückmeldekodes,.
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Es kann in gewissen, Systemen von Interesse sein, gewissen Kodes den
Vorrang zur Übertragung zugeben. Diese bevorrechtigten: Kodes können sich ,in der
Anwendung unterscheiden. durch die erste oder die ersten Frequenzen des Kodes. Die
ausgewerteten Frequenzen stellen diesen Vorrang der Übertragung sicher.