DE970642C - Einrichtung zur drahtlosen Fernuebertragung von Steuergroessen - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 16. OKTOBER 1958

B8/32VIIIb/2ic

(Ges. v. 15. 7. 1951)

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur drahtlosen Fernübertragung von veränderlichen physikalischen Steuergrößen, bestehend aus einem Hochfrequenzsender mit konstanter Trägerfrequenz, die mit einer in ihrer Höhe von der Steuergröße abhängigen Modulationsfrequenz moduliert ist, und aus einem auf den Sender abstimmbaren Empfänger mit einem automatisch die Empfängerabstimmung beeinflussenden Stellmotor, dessen jeweiliger Stellwinkel ein Maß für die übertragene Steuergröße bildet. Derartige Einrichtungen beruhen auf dem bekannten Grundgedanken, einen oder mehrere Abstimmkreise des Empfängers mit Hilfe des Stellmotors so nachzustellen, daß die Scharfabstimmung des Empfängers der sich im gleichen Verhältnis wie die Steuergröße ändernden Senderfrequenz folgt. Wenn diese automatische Scharfabstimmung des Empfängers genau und rasch genug arbeitet, besteht ein fester Zusammenhang sowohl zwischen der Drehgeschwindigkeit der Welle des Stellmotors und der Änderungsgeschwindigkeit der Steuergröße als auch zwischen dem Verdrehwinkel der Welle und der jeweiligen Änderung der Werte der Steuergröße. Man kann daher an die Motor welle das zu steuernde Organ unmittelbar ankuppeln und in Abhängigkeit vom jeweiligen Wert der Steuergröße beeinflussen. Es sind bereits Einrichtungen zur drahtlosen Fernübertragung einer Steuergröße, beispielsweise des Stellwinkels eines Hebels oder eines Zeigers bekannt, bei denen ein Hochfrequenzsender konstanter Trägerfrequenz mit einer in ihrer Höhe von der Steuergröße abhängigen Modulationsfrequenz moduliert wird und mit einem Geradeausempfänger in der Weise zusammenarbeitet, daß

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die am Ausgang des Empfängers durch Gleichrichtung anfallende Modulationsfrequenz Schwingkreisen zugeführt wird, deren Kapazitäten mit Hilfe eines relaisgesteuerten Stellmotors auf Resonanz mit der jeweiligen Modulationsfrequenz nachgestimmt werden. Derartige Einrichtungen können jedoch mit Fremdsendern leicht gestört werden, da sie sich automatisch auf diejenige Modulationsfrequenz einstellen, die am Empfängerausgang ίο hinter der Demödulationsstufe mit größter Amplitude anfällt.

Es hat sich herausgestellt, daß man unter Verwendung des bei Rundfunkgeräten bekannten Überlagerungsprinzips unter gleichzeitiger Verwendung der bei Rundfunkgeräten ebenfalls bekannten Scharfabstimmung mit Diskriminatorschaltung und einer zur Betätigung des Stellmotors dienenden, mit niedriger Frequenz von beispielsweise 50 Hz betriebenen Kompensationsschaltung eine erheblich geringere Störanfälligkeit und wesentlich größere Steuergenauigkeit erzielen kann.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur drahtlosen Fernübertragung von veränderlichen physikalischen Steuergrößen, die durch Verstellung der Welle des Stellmotors im Empfänger nachgebildet werden, zeichnet sich dadurch aus, daß die hinter der Empfängereingangsstufe durch Gleichrichtung anfallende Modulationsfrequenz mit der durch den Stellmotor eingestellten Frequenz eines Oszillatorkreises zur Bildung einer Zwischenfrequenz gemischt wird, deren Abweichung von einem Sollwert über einen Diskriminator und diesem nachgeordnete Gleichrichter dem Stellmotor zugeführt und von diesem durch Nachstellen des Oszillatorkreises wenigstens annähernd auf Null eingeregelt wird und ferner durch eine Kompensationsanordnung zum Betrieb des Stellmotors aus einer Wechselstromquelle, die einerseits direkt an den Stellmotor, andererseits indirekt an diesen über eine Röhre angeschlossen ist, die auf dem gekrümmten Teil ihrer Kennlinie arbeitet und von der an den Diskriminatorgleichrichtern bei ungenügender Verstellung des Stellmotors anfallenden Regelspannung derart gesteuert wird, daß der ihrer Anode entnommene Wechselstrom den Stellmotor in Richtung auf völligen Abgleich anzutreiben vermag.

Im Gegensatz zu den bei Rundfunküberlagerungsempfängern mit automatischer Scharfabstimmung üblichen Schaltungen erfolgt die automatische Scharfabstimmung beim Empfänger der erfindungsgemäßen Einrichtung nicht auf die Trägerfrequenz des Senders, sondern auf seine Modulationsfrequenz.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben und an Hand der Zeichnung erläutert.

Die Einrichtung zur drahtlosen Übertragung einer Steuergröße besteht aus einem in der Zeichnung schematisch wiedergegebenen Empfänger und einem nicht dargestellten Sender.

Dieser arbeitet mit einer festen Trägerfrequenz von etwa 10 MHz. Die Trägerfrequenz ist mit einer Spannung amplitudenmoduliert, deren Frequenz in Abhängigkeit von der zu übertragenden Steuergröße, dem jeweiligen Stellwinkel eines drehbaren, in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Handrades in einem Bereich von 100 bis 200 kHz geändert wird.

Die vom Sender ausgestrahlte modulierte Trägerfrequenz wird von der Antenne 1 aufgenommen, in der Empfängereingangsstufe verstärkt und gleichgerichtet. Am Ausgang dieser Stufe fällt daher die im Bereich von 100 bis 200 kHz veränderliche Modulationsfrequenz an. Diese wird dem Steuergitter einer Mischröhre 2 zugeführt, der außerdem von einer Oszillatorröhre 3 her eine Oszillatorfrequenz zugeleitet wird, die im Bereich von 140 bis 240 kHz veränderlich ist und von der eingestellten Kapazität des Drehkondensators 11 abhängt. Die Achse 10 des Drehkondensators ist mit der Welle 12 eines elektrischen Stellmotors 9 gekuppelt.

Im Anodenkreis der Mischröhre liegt ein auf eine feste Zwischenfrequenz von 45 kHz abgestimmter Schwingkreis 4, der an das Gitter einer Verstärkerröhre 5 angeschlossen ist.

Die durch Überlagerung der steuergrößenabhängigen Modulationsfrequenz und der jeweils eingestellten Oszillatorfrequenz in der Mischröhre 2 entstehende Zwischenfrequenz gelangt auf einen Dis- go kriminator 6 mit zwei Röhrengleichriehtern 16 und zwei vor den Gleichrichtern angeordneten Resonanzkreisen, deren Eigenfrequenz über und unter der Zwischenfrequenz liegt. Die an den Kreisen entstehenden Spannungen werden durch die Dioden 16 gleichgerichtet und mittels der Widerstände 26 gegeneinandergeschaltet. Es bildet sich in dieser Differentialanordnung bei Nichtübereinstimmen der Zwischenfrequenz mit der Eigenfrequenz des vor den Dioden liegenden Schwingungskreises an den Widerständen 26 eine Steuerspannung, die dem Gitter einer Röhre 7 zugeführt wird. Dieser Röhre wird im Anoden- und im Gitterkreis gleichzeitig eine Wechselspannung aus einem Generator 8 zugeführt. Im Anodenkreis liegt gleichzeitig die eine Wicklung 19 eines zweiphasigen Motors 9, dessen andere Wicklung 29 unmittelbar an der Wechselstromquelle 8 liegt.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende. Wenn der Oszillator des Empfängers auf eine Modulationsfrequenz eingestellt ist, die eine Zwischenfrequenz von 45 kHz liefert, heben sich die an den Diskriminatorgleichrichtern entstehenden Gleichspannungen gegenseitig auf, und der Stellmotor bleibt stehen. Ändert sich jedoch mit der Steuergröße auch die Modulationsfrequenz, so liefert der Diskriminator eine Regelspannung für die Kompensationsröhre 7 und verschiebt deren Arbeitspunkt derart, daß der von der Anode dem Stellmotor zufließende Wechselstrom diesen in Riehtung auf erneuten Abgleich anzutreiben vermag. Dadurch wird der Kondensator 11 vom Motor 9 so weit verstellt, daß die sich hierdurch ergebende neue Oszillatorfrequenz mit der anfallenden geänderten Modulationsfrequenz wieder eine Zwischenfrequenz von 45 kHz ergibt.

Da die Ankerwelle des Stellmotors 9 in dieser Weise der Änderung der Steuergröße genau nachzufolgen vermag, können die mit der Fernsteuereinrichtung zu bedienenden mechanischen Organe mit der Welle 12 unmittelbar gekuppelt und entsprechend der fernübertragenen Steuergröße eingestellt werden.

Der besondere Vorteil der beschriebenen Einrichtung besteht in ihrer außerordentlich hohen Einstellgenauigkeit und Einstellgeschwindigkeit. Es ist ohne besonderen Aufwand möglich, den Diskriminator auf einen Frequenzunterschied von ± 50 Hz gegenüber dem Sollwert der Zwischenfrequenz einzustellen und dadurch eineZeitgenauigkeit in der Größenordnung von Winkelminuten bei der Einstellung der Motorwelle 12 zu erzielen.

Es ist selbstverständlich auch möglich, statt einer festen Trägerfrequenz eine variable Grundfrequenz des Senders zu verwenden und die Empfängereingangsstufe in gleichem Takte mit den Änderungen der Grundfrequenz abzustimmen. An Stelle eines Geradeausempfängers kann als Eingangsstufe E auch ein Überlagerungsempfänger verwendet werden.

Claims (5)

1. Patentanspruch:
2. Einrichtung zur drahtlosen Fernübertragung von veränderlichen physikalischen Steuergrößen, bestehend aus einem Hochfrequenzsender mit konstanter Trägerfrequenz, die mit einer in ihrer Höhe von der Steuergröße abhängigen Modulationsfrequenz moduliert ist, und aus einem auf den Sender abstimmbaren Empfänger mit einem automatisch die Empfängerabstimmung beeinflussenden Stellmotor, dessen jeweiliger Stellwinkel ein Maß für die übertragene Steuergröße bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die hinter der Empfängereingangsstufe (E) durch Gleichrichtung anfallende Modulationsfrequenz mit der durch den Stellmotor (9) eingestellten Frequenz eines Oszillatorkreises (11) zur Bildung einer Zwischenfrequenz gemischt wird, deren Abweichung von einem Sollwert über einen Diskriminator (6) und diesem nachgeordnete Gleichrichter (16) dem Stellmotor zugeführt und von diesem durch Nachstellen des Oszillatorkreises wenigstens annähernd auf Null eingeregelt wird und ferner gekennzeichnet durch eine Kompensationsanordnung zum Betrieb des Stellmotors aus einer Wechselstromquelle (8), die einerseits direkt an den Stellmotor, andererseits indirekt an diesen über eine Röhre (7) angeschlossen ist, die auf dem gekrümmten Teil ihrer Kennlinie arbeitet und von der an den Diskriminatorgleichr ich tern bei ungenügender Verstellung des Stellmotors anfallenden Regelspannung derart gesteuert wird, daß der ihrer Anode entnommene Wechselstrom den Stellmotor in Richtung auf völligen Abgleich anzutreiben vermag.
3. In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 690 826;
   »Elektronenröhren« von H. Barkhausen,
4. 4. Band, »Gleichrichter und Empfänger«, Verl.
5. 5. Hirzel, Leipzig·, 1937, S. 285, Abschn. 11.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   iW 635/45 10.5«