EP0082347A1 - Schaltungsanordnung zur Übertragung von Puls-Abstand-modulierten Infrarotsignalen für Fernsteuergeräte - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Übertragung von Puls-Abstand-modulierten Infrarotsignalen für Fernsteuergeräte Download PDF

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EP0082347A1
EP0082347A1 EP19820110920 EP82110920A EP0082347A1 EP 0082347 A1 EP0082347 A1 EP 0082347A1 EP 19820110920 EP19820110920 EP 19820110920 EP 82110920 A EP82110920 A EP 82110920A EP 0082347 A1 EP0082347 A1 EP 0082347A1
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EP
European Patent Office
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signals
phase
pulse
locked loop
pll
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19820110920
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Herbert Dipl.-Ing. Hafner
Hans Pollinger
Dieter Tank
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wilhelm Ruf KG
Original Assignee
Wilhelm Ruf KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Wilhelm Ruf KG filed Critical Wilhelm Ruf KG
Publication of EP0082347A1 publication Critical patent/EP0082347A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
    • G08C19/16—Electric signal transmission systems in which transmission is by pulses
    • G08C19/28—Electric signal transmission systems in which transmission is by pulses using pulse code
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C23/00—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems
    • G08C23/04—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems using light waves, e.g. infrared

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for the transmission of pulse-distance-modulated infrared signals for remote control devices, with a transmitter that emits the infrared signals and with a receiver that has an infrared-sensitive element, a preamplifier connected to it and a decoder for pulse Has distance-modulated signals.
  • Such a circuit arrangement can be found in data sheets from Plessey Semiconductors, where with a remote control transmitter of the type SL 490, an infrared receiver preamplifier of the type SL 480 and a remote control receiver of types NL 928/9 or NL 920 the circuit arrangement described at the beginning is buildable.
  • a circuit arrangement Vietnamese is also known from an article by Rüdiger Karnatzki, "Infrared remote control with 1024 commands", Funkschau 1978, Issue 8, pages 323 to 326.
  • the transmitter only broadcasts bit changes within the same word. Successive equivalent bits are suppressed by the transmitter and automatically added in the receiver.
  • the basic principle of coding is frequency shift keying. However, since successive equivalent bits are suppressed, precisely defined "time windows" must be provided in order to be able to mask out interference pulses. In other words, only signals of frequencies F 1 or F 2 received within these time windows are evaluated. To detect the two frequencies F 1 and F 2 , PLL circuits are available which act as very narrow-band filters.
  • the digital information is contained in pauses of different lengths between two marking pulses. For example, a long pause corresponds to 0, while a short pause corresponds to l.
  • the digital information is contained in the phase position of the pulses relative to a start pulse.
  • frequency-hopping coding also generally referred to as fsk; frequency shift keying
  • the digital information is contained in the hops between two discrete frequencies. For example, a frequency jump from a frequency f to a frequency f l corresponds to the binary value 0, while a return, ie a jump from the frequency f 1 to the frequency f 0 corresponds to the digital value 1.
  • the other general class of infrared remote control systems relates to frequency modulated systems in which the information is contained in the selection of a specific frequency from a number of possible frequencies.
  • the systems using pulse modulation have the advantage of an almost unlimited number of characters, ie almost unlimited coding possibilities.
  • the character or command set is in principle only limited by the transmission duration.
  • a disadvantage of these systems is that that during the entire transmission time of a "command word", which consists, for example, of a start bit and 6 information bits, the signal must be transmitted correctly, ie with a sufficient signal / signal-to-noise ratio.
  • the FSK system provides an improvement, where the signal / signal-to-noise ratio can be improved using narrow-band filters.
  • So-called phase-locked loops or phase-locked loops (generally also referred to as PLL) have also been used as narrow-band filters.
  • An excellent signal-to-noise ratio is obtained by using two PLLs, each of which is tuned to one of the two frequencies f and f 1 .
  • a disadvantage of this, however, is that the transmitter must remain switched on continuously during the transmission of a command word, since it must continuously transmit one of the two frequencies. In this way, in the case of a remote control, current is drawn from the battery for the entire duration of the command word transmission, so that it must be replaced after a short time.
  • the transmission power for infrared light emitting diodes cannot be very high due to the thermal load, which again increases the range is bordered.
  • Another disadvantage of this system is that the two operating frequencies must be relatively far apart, since the PLLs have to "lock" onto the respective signal relatively quickly, which can only take place if the bandwidth of the individual PLLs is relatively large. As a result, the entire bandwidth of a transmission channel is again relatively large, so that only a few “channels” with different frequencies are available within the infrared range.
  • the frequency-modulated systems have the main advantage that they only require a small signal / signal-to-noise ratio.
  • the structural complexity of these systems is relatively large, since a separate channel is required for each “command”.
  • the present invention aims to overcome the disadvantages of the systems described above.
  • the object of the present invention is therefore to improve the circuit arrangement of the type mentioned at the outset in such a way that digital information with a large number of characters can be transmitted over long infrared distances and faulty transmissions are effectively suppressed by interference signals.
  • the present invention thus combines the advantages of amplitude-pulse coding with frequency coding without, however, accepting the respective disadvantages.
  • the transmission power can be reduced, which extends the battery life in battery-operated transmitters.
  • the PLL is supplied with a narrowband input signal, which has the advantage that very narrowband preamplifiers can be used. In this way a good "preselection" can already be carried out so that harmonic frequencies of other channels do not result in interference.
  • the individual frequencies can also be integer multiples of a common fundamental frequency.
  • a transmitter 1 which generates pulse-distance-modulated signals with which a carrier frequency f 0 is amplitude-modulated.
  • This electrical signal is converted via a light-emitting component 2, which can be, for example, a light-emitting diode (LED), into an optical signal, which is indicated by the arrow 3 and which is in the infrared range.
  • This signal is transmitted via an “infrared link” and received in a receiver by an infrared-sensitive component 4, such as an infrared detector, and converted into an electrical signal.
  • the output of the infrared-sensitive component 4 leads via a filter circuit comprising a choke 5 and a capacitor 6 to an unregulated, narrow-band preamplifier 7, which can also be designed as a multi-stage, eg 3-stage amplifier.
  • an already narrow-band signal U 7 appears, which is shown in FIG. 2 for a possible pulse sequence. There you can also see that this signal is still with star no malfunctions. In addition, a strong "noise" can also be superimposed on this signal.
  • the output signal of the preamplifier 7 is then fed to the input of a phase-locked loop 8, which is also generally referred to as "PLL".
  • the output of the PLL 8 is connected to a PCM decoder 9, at the outputs 19 of which - depending on the pulse train received - the corresponding "control commands" appear.
  • the catch range or the catch duration of the PLL is set such that it is synchronized with the input signal after about 10 to 50 oscillations of the input signal.
  • a second output of the voltage-controlled oscillator which, after the transient has settled, carries a signal which is synchronous but out of phase with the input signal of the PLL, is connected to an input of a second phase detector 14 via a 90 ° phase shifter 13.
  • the output of the preamplifier 7 is fed to the other input of the phase detector 14.
  • the phase detector 14 thus generates at its output a voltage with a DC voltage component which is superimposed by AC voltage components.
  • Noise signals or noise voltages of the output signal of the preamplifier 7 can be thought of as a composition of stochastically distributed individual frequencies which do not produce a DC voltage component at the output of the phase detector 14 since they are compensated in the linear phase detector 14 because they have no relation to the frequency of the voltage-controlled oscillator 10 stand.
  • the PLL is thus able to filter out useful signals from the noise that are up to 6 dB below the input noise level.
  • the output signals of the phase detector 14 are smoothed in a low-pass filter 15, which has the task of suppressing the AC voltage component mentioned above.
  • the output voltage of the phase detector 14 thus freed from the AC voltage components is now compared in a comparator 16 with a reference voltage U re f that comes from a voltage source 17 (not shown in more detail).
  • the comparator 16 then only outputs an output signal to the line 18 when the DC voltage signal from the low pass 15 is greater than the reference voltage U ref . This only happens if the output signals of the preamplifier 7 are within the PLL's capture range, while interference pulses or interference signals outside the PLL's capture range are suppressed.
  • the output signal of the comparator 18, which represents the output signal of the PLL 8, is shown in FIG. 3 with reference to the pulse pattern shown in FIG. 2.
  • This signal which is freed from noise components and interference peaks, is then decoded in a conventional pulse-distance modulation decoder 9, which converts the pulse-distance-modulated signal into binary parallel signals that appear on the lines 19.
  • the signals on the lines 19 are then - depending on the application - connected to the individual actuators, switches etc. which are to carry out the desired remote-controlled commands.
  • Component SL 490 from Plessey Semiconductor is suitable for transmitter 1.
  • the ML 920 or ML 928/9 from Plessey Semiconductor is suitable for the receiver.
  • the component SL 480 from Plessey Semiconductor is suitable for the infrared preamplifier.
  • the present invention combines the advantages of pulse spacing modulation, i.e. large command set with the interference immunity of frequency-modulated systems, i.e. good interference immunity.
  • a remote control can thus be set up with the circuit arrangement of the present invention, which can transmit infrared signals over long distances in a fail-safe manner with low energy requirements.
  • the PLL in conjunction with the narrow-band preamplifier also makes it possible to create several “channels” that have a relatively small frequency spacing from one another. Since the preamplifier can be designed to be very narrow-band, there is also no danger that the PLL will be harmonic or subharmonic
  • Vibrations of adjacent channels respond. This means that several devices can be remotely controlled in one room.

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Abstract

Bei einer Schaltungsanordnung zur Übertragung von Puls-Abstand-modulierten Infrarotsignalen für Fernsteuergeräte werden die Puls-Abstand-modulierten Signale in einem Sender (1) mittels Amplitudenmodulationen auf eine Trägerfrequenz fo aufmoduliert, als Infrarot-Licht-Signale (3) über eine Übertragungsstrecke gesandt und in einem Empfänger (4) empfangen und in elektrische Signale umgewandelt. Der Empfänger enthält einen schmalbandigen Vorverstarker (7), dessen Ausgangssignal einer phasenstarren Schleife (8) zugeführt wird, deren Mittenfrequenz der Trägerfrequenz fo entspricht. Am Ausgang der phasenstarren Schleife (8) erscheint nur dann ein Signal, wenn an ihrem Eingang Signale aniiegen, die innerhalb des Fangbereiches der phasenstarren Schleife (8) liegen. Diese Signale werden in der phasenstarren Schleife (8) als Signale mit steilen Flanken aufbereitet, die in einem herkömmlichen Dekoder (9) dekodiert werden. Bei großem übertragbaren Zeichenvorrat wird hierduch eine hervorragende Störsicherheit erzielt, so daß Infrarot-Signale bei geringem Energiebedarf über weite Strecken übertragen werden können (Figure 1).

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Übertragung von Puls-Abstand-modulierten Infrarotsignalen für Fernsteuergeräte, mit einem Sender, der.die Infrarotsignale aussendet und mit einem Empfänger, der ein Infrarot-empfindliches Element, einen daran angeschlossenen Vorverstärker sowie einen Dekodierer für Puls-Abstand-modulierte Signale aufweist.
  • Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus Datenblättern der Firma Plessey Semiconductors entnehmbar, wo mit einem Fernsteuersender des Typs SL 490, einem Infra-rot-Empfänger-Vorverstärker des Typs SL 480 und einem Fernsteuerempfänger der Typen NL 928/9 bzw. NL 920 die eingangs beschriebene Schaltungsanordnung aufbaubar ist. Eine derartige Schaltungsanordnung ist auch aus einem Aufsatz von Rüdiger Karnatzki, "Infrarot-Fernbedienung mit 1024 Befehlen", Funkschau 1978, Heft 8, Seiten 323 bis 326, bekannt.
  • Aus einem Aufsatz von Wolfgang Baum, "Mikroprozessor der zweiten Generation im Farbfernsehgerät", Funkschau 1979, Heft 16, Seiten 909 bis 912 sowie einem Datenblatt der Firma AEG Telefunken mit dem Titel Technische Daten 1979/80 ist unter dem Typ U 327 M / U 328 M und U 3034 M eine monolithisch integrierte Schaltung für eine Infrarot-Fernbedienung beschrieben. Ein Befehlswort besteht hierbei aus 13 nacheinander angeordneten Segmenten von 2 Trägerfrequenzen F1 = 34,64 kHz und F2 = 37,31 kHz, wobei ein Segment der Frequenz F2 ein logisches "H" darstellt. Der Sender strahlt nur Bit-Änderungen innerhalb ein und desselben Wortes aus. Aufeinanderfolgende gleichwertige Bits werden vom Sender unterdrückt und im Empfänger automatisch ergänzt.
  • Das Grundprinzip der Codierung besteht somit in einer Frequenzumtastung. Da jedoch aufeinanderfolgende gleichwertige Bits unterdrückt werden, müssen genau definierte "Zeitfenster" (time window) vorgesehen sein, um Störimpulse ausblenden zu können. Mit anderen Worten werden nur innerhalb dieser Zeitfenster empfangene Signale der Frequenzen F1 oder F2 ausgewertet. Zur Erkennung der beiden Frequenzen F1 bzw. F2 sind PLL-Schaltungen vorhanden, die als sehr schmalbandige Filter wirken.
  • Die gewählte Betriebsart, bei der nur Bit-Änderungen ausgestrahlt werden, dient zum Einen der Störsicherheit und zum Anderen der Stromeinsparung im Sender. Soll beispielsweise ein Befehlswort der Folge LLLLHHLH übertragen werden, so strahlt der Sender folgendes Impulsmuster ab:
    • Fl 0 0 0 F2 0 Fl F2, wobei "0" bedeutet, daß der Sender kein Signal aussendet.
  • Um die beiden Frequenzen detektieren zu können, müssen natürlich zwei PLL's vorgesehen sein, die jeweils auf eine der beiden Frequenzen abgestimmt sind.
  • Generell lassen sich übliche Infrarot-Fernsteuer-Systeme, wie folgt klassifizieren:
    • Eine erste Art arbeitet mit Puls-Modulation, worunter eine Amplituden-Puls-Abstand-Kodierung, eine Amplituden-Phasen-Kodierung und eine Frequenz-Sprung-Kodierung fallen.
  • Bei der Amplituden-Puls-Abstand-Kodierung ist die digitale Information in unterschiedlich langen Pausen zwischen zwei Markierungs-Impulsen enthalten. Eine lange Pause entspricht beispielsweise dem Wert 0, während eine kurze Pause dem Wert l entspricht.
  • Bei der Amplituden-Phasen-Kodierung ist die digitale Information in der Phasenlage der Impulse relativ zu einem Start-Impuls enthalten.
  • Bei der Frequenz-Sprung-Kodierung (allgemein auch als fsk; Frequenz shift-keying bezeichnet) ist die digitale Information in den Sprüngen zwischen zwei diskreten Frequenzen enthalten. So entspricht z.B. ein Frequenzsprung von einer Frequenz f zu einer Frequenz fl dem binären Wert 0, während ein Rücksprung, d.h. ein Sprung von der Frequenz f1 zur Frequenz f0 dem digitalen Wert 1 entspricht.
  • Die andere generelle Klasse von Infrarot-Fernsteuer-Systemen betrifft frequenzmodulierte Systeme, bei denen die Informationen in der Auswahl einer bestimmten Frequenz unter mehreren möglichen Frequenzen enthalten sind.
  • Die eine Puls-Modulation verwendenden Systeme haben den Vorteil eines nahezu unbegrenzten Zeichenvorrates, d.h. nahezu unbegrenzter Kodiermöglichkeiten. Der Zeichen- bzw. Befehlsvorrat ist prinzipiell nur durch die Übertragungsdauer begrenzt. Nachteilig an diesen Systemen ist jedoch, daß während der gesamten Übertragungszeit eines "Befehlswortes", das z.B. aus einem Startbit und 6 Informationsbits besteht, das Signal einwandfrei, d.h. mit ausreichendem Signal/Störabstand übertragen werden muß.
  • Um Übertragungsfehler auszuschließen, werden dabei auf der Empfängerseite mehrere Prüfungen der empfangenen Signale durchgeführt. So wird beispielsweise geprüft, ob der Signal/Störabstand ausreichend groß ist. In einem "Wortvergleich" wird ein erstes Befehlswort mit einem zweiten Befehlswort verglichen. Werden bei diesem Vergleich Abweichungen festgestellt, so wird ein Fehler gemeldet und die Ausgabe des Befehlswortes unterdrückt. Dies erfordert allerdings eine doppelte Übertragungszeit, in der keine Störungen auftreten dürfen. Dies ist mit den bekannten Systemen nur auf geringe Entfernungen möglich, die in der Grössenordnung von 20 m liegen. Bei größeren Entfernungen treten in der Praxis stets Störungen auf, so daß am Dekodierer nur noch in den seltensten'Fällen Signale als richtig erkannt ausgegeben werden.
  • Eine Verbesserung erhält man durch das FSK-System, wo der Signal/Störabstand durch schmalbandige Filter verbessert werden kann. Als schmalbandige Filter sind auch sog. phasenstarre Schleifen bzw. phasenverriegelte Schleifen (im allgemeinen auch mit PLL bezeichnet) zur Anwendung gekommen. Durch Verwendung zweier PLL's, die jeweils auf eine der beiden Frequenzen f und f1 abgestimmt sind, wird ein hervorragender Signal/Störabstand erhalten. Nachteilig hieran ist jedoch, daß der Sender während der Übertragung eines Befehlswortes dauernd eingeschaltet bleiben muß, da er laufend eine der beiden Frequenzen aussenden muß. Hierdurch wird bei einer Fernsteuerung während der gesamten Dauer der Befehlswortübertragung Strom aus der Batterie gezogen, so daß diese schon nach kurzer Zeit ausgewechselt werden muß. Auch kann die Sendeleistung für Infra-rotLicht-emittierende-Dioden wegen der thermischen Belastung nicht sehr hoch sein, wodurch wieder die Reichweite begrenzt ist. Ein weiterer Nachteil dieses Systems liegt daran, daß die beiden Arbeitsfrequenzen relativ weit auseinanderliegen müssen, da die PLL's relativ schnell auf das jeweilige Signal "verriegeln" müssen, was nur dann erfolgen kann, wenn die Bandbreite der einzelnen PLL's relativ groß ist. Hierdurch ist wiederum die gesamte Bandbreite eines Übertragungskanales relativ groß, so daß innerhalb des Infrarot-Bereiches nur wenige "Kanäle" mit unterschiedlichen Frequenzen zur Verfügung stehen.
  • Die frequenz-modulierten Systeme haben den wesentlichen Vorteil, daß sie nur einen geringen Signal/Störabstand benötigen. Nachteilig ist jedoch, daß die Anzahl der zu übertragenden Befehle beschränkt ist. Selbst wenn man zum Erkennen der einzelnen Frequenzen wiederum phasenstarre Schleifen verwendet, so ist gleichwohl die Anzahl der übertragbaren Befehle beschränkt, da phasenstarre Schleifen den Nachteil haben, daß sie auch auf ganzzahlige Vielfache der Eigenschwingfrequenz ansprechen. Will man eine gute Kanaltrennung erreichen, so ist eine Übertragung im Infrarot-Bereich auf maximal 4 Frequenzen beschränkt. Außerdem ist bei diesen Systemen der bauliche Aufwand relativ groß, da für jeden "Befehl" ein eigener Kanal erforderlich ist.
  • Mit der vorliegenden Erfindung sollen die Nachteile der oben beschriebenen Systeme beseitigt werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß digitale Informationen mit großem Zeichenvorrat über weite Infrarot-Strecken übertragen werden können und Fehlübertragungen durch Störsignale wirksam unterdrückt werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Puls-Abstand-modulierten Signale einer Trägerfrequenz mittels Amplitudenmodulation überlagert sind und daß der Empfänger eine phasenstarre Schleife (PLL) enthält, deren Mittenfrequenz die Trägerfrequenz ist, wobei die phasenstarre Schleife zwischen dem Vorverstärker und dem Dekodierer eingeschaltet ist.
  • Generell verbindet die vorliegende Erfindung somit die Vorteile der Amplituden-Puls-Kodierung mit der Frequenz-Kodierung, ohne jedoch die jeweiligen Nachteile zu übernehmen. Gegenüber dem bekannten System wird aufgrund der verbesserten Störsignalunterdrückung ein einwandfreier, d.h. ungestörter Signalempfang auch über große Strecken gewährleistet. Weiterhin kann die Sendeleistung verringert werden, wodurch bei batteriebetriebenen Sendern die Batterielebensdauer verlängert wird. Umgekehrt ist es auch möglich, bei gleicher Batterielebensdauer mit höherer Sendeleistung zu arbeiten, wodurch die Reichweite noch weiter vergrößert wird.
  • Zusätzlich können mehrere "Kanäle" mit verschiedenen Frequenzen in einem Raum betrieben werden, ohne daß diese sich gegenseitig stören, da die einzelnen Kanäle sehr schmalbandig ausgelegt sind. Dies ist für die gleichzeitige Fernsteuerung mehrerer Geräte, wie z.B. mehrerer Dia-Projektoren und/oder Tonwiedergabegeräte von großem Vorteil.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der PLL ein schmalbandig begrenztes Eingangssignal zugeführt, was den Vorteil hat, daß sehr schmalbandige Vorverstärker verwendet werden können. Hierdurch kann bereits eine gute "Vorselektion" durchgeführt werden, so daß harmonische Frequenzen anderer Kanäle keine Störung zur Folge haben. Mit anderen Worten können bei mehreren Kanälen die einzelnen Frequenzen auch ganzzahlige Vielfache einer gemeinsamen Grundfrequenz sein.
  • Ein vorteilhafter Aufbau einer PLL, die bei der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommt, ist in Patentanspruch 3 beschrieben.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlich dargestellt. Es zeigt:
    • Fig. 1 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung nach der Erfindung;
    • Fig. 2 ein Zeitdiagramm einer am Ausgang des Vorverstärkers erscheinenden möglichen Impulsfolge; und
    • Fig. 3 ein Zeitdiagramm der am Ausgang der PLL auftretenden Impulse in Abhängigkeit von den Impulsen der Figur 2.
  • In Fig. 1 ist ein Sender 1 dargestellt, der Puls-Abstand-modulierte Signale erzeugt, mit denen eireTrägerfrequenz f0 amplitudenmoduliert wird. Dieses elektrische Signal wird über ein Licht-emittierendes Bauteil 2, das beispielsweise eine Licht-emittierende Diode (LED) sein kann, in ein optisches Signal umgewandelt, das durch den Pfeil 3 angedeutet ist und das im Infrarot-Bereich liegt. Dieses Signal wird über eine "Infrarot-Strecke" übertragen und in einem Empfänger von einem Infrarot-empfindlichen Bauteil 4, wie z.B. einem Infrarot-Detektor empfangen und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Der Ausgang des Infrarot-empfindlichen Bauteils 4 führt über eine Filterschaltung aus einer Drossel 5 und einem Kondensator 6 zu einem ungeregelten, schmalbandigen Vorverstärker 7, der auch als mehrstufiger, z.B. 3-stufiger Verstärker ausgebildet sein kann. Am Ausgang dieses Vorverstärkers erscheint ein bereits schmalbandig begrenztes Signal U 7, das für eine mögliche Impulsfolge in Fig. 2 dargestellt ist. Dort ist auch zu erkennen, daß dieses Signal noch mit starken Störungen behaftet ist. Zusätzlich kann diesem Signal auch noch ein starkes "Rauschen" überlagert sein. Das Ausgangssignal des Vorverstärkers 7 wird dann dem Eingang einer phasenstarren Schleife 8, die allgemein auch mit "PLL" bezeichnet wird, zugeführt. Der Ausgang der PLL 8 ist mit einem PCM-Dekodierer 9 verbunden, an dessen Ausgängen 19 dann - je nach empfangener Impulsfolge - die entsprechenden "Steuerbefehle" erscheinen.
  • Die PLL 8 ist wie folgt aufgebaut:
    • Das Ausgangssignal des Vorverstärkers 7 wird einem Eingang eines Phasendetektors 11 zugeführt, dessen anderer Eingang mit einem Ausgang eines spannungsgesteuerten Oszillators 10 verbunden ist. Der spannungsgesteuerte Oszillator 10 ist auf eine Mittenfrequenz eingestellt, die der Trägerfrequenz f0 des Senders 1 entspricht.
      In dem Phasendetektor 11 werden nun die Phasenlagen der Ausgangssignale des Vorverstärkers 7 und des spannungsgesteuerten Oszillators 10 miteinander verglichen, wobei am Ausgang des Phasendetektors 11 ein Signal erscheint, das der Phasendifferenz der beiden Eingangssignale entspricht. Dieses Signal wird über einen Tiefpass 12, der es glättet und Wechselspannungsanteile entfernt, einem Steuereingang des spannungsgesteuerten Oszillators zugeführt. Über die Rückkopplungsschleife aus Phasendetektor 11 und Tiefpass 12 wird der spannungsgesteuerte Oszillator 10 in seiner Schwingfrequenz so verändert, daß er exakt auf der Frequenz des Ausgangssignales des Vorverstärkers 7 schwingt. Die PLL hat dann "gefangen" bzw. "verriegelt". Wie allgemein bekannt, haben derartige PLL's einen einstellbaren "Fangbereich", wobei im Regelfalle die Einschwing- bzw. Fangdauer umso größer ist, je schmalbandiger der Fangbereich der PLL ist.
  • Für den vorliegenden Anwendungszweck wird der Fangbereich bzw. die Fangdauer der PLL so eingestellt, daß sie etwa nach 10 bis 50 Schwingungen des Eingangssignales mit diesem synchronisiert ist.
  • Ein zweiter Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators, der nach dem Einschwingen ein Signal führt, das synchron, jedoch um 90° phasenverschoben zu dem Eingangssignal der PLL verläuft, ist über einen 90°-Phasenschieber 13 mit einem Eingang eines zweiten Phasendetektors 14 verbunden. Dem anderen Eingang des Phasendetektors 14 wird das Ausgangssignal des Vorverstärkers 7 zugeführt. Im eingeschwungenen Zustand der PLL stehen somit am Eingang des zweiten Phasendetektors 14 zwei Eingangsspannungen, die in Phase sind. Der Phasendetektor 14 erzeugt somit an seinem Ausgang eine Spannung mit einem Gleichspannungsanteil, der von Wechselspannungsanteilen überlagert ist. Rauschsignale bzw. Rauschspannungen des Ausgangssignals des Vorverstärkers 7 kann man sich als-Zusammensetzung stochastisch verteilter Einzelfrequenzen vorstellen, die am Ausgang des Phasendetektors 14 keinen Gleichspannungsanteil erzeugen, da sie in dem linearen Phasendetektor 14 kompensiert werden, weil sie in keiner Beziehung zur Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 10 stehen. Die PLL ist somit in der Lage, Nutzsignale aus dem Rauschen herauszufiltern, die bis zu 6 dB unter dem Eingangs-Rausch-Pegel liegen.
  • Die Ausgangssignale des Phasendetektors 14 werden in einem Tiefpass 15 geglättet, der die Aufgabe hat, den oben genannten Wechselspannungsanteil zu unterdrücken. Die so von den Wechselspannungsanteilen befreite Ausgangsspannung des Phasendetektors 14 wird nun in einem Komparator 16 mit einer Bezugsspannung U re f verglichen, die aus einer nicht näher dargestellten Spannungsquelle 17 stammt. Der Komparator 16 gibt daraufhin nur dann ein Ausgangssignal auf die Leitung 18, wenn das Gleichspannungssignal aus dem Tiefpass 15 größer als die Bezugsspannung Uref ist. Dies geschieht nur dann, wenn die Ausgangssignale des Vorverstärkers 7 innerhalb des Fangbereiches der PLL liegen, während Störimpulse bzw. Störsignale außerhalb des Fangbereiches der PLL unterdrückt werden.
  • Das Ausgangssignal des Komparators 18, das das Ausgangssignal der PLL 8 darstellt, ist, bezogen auf das in Fig. 2 dargestellte Impulsmuster, in Fig. 3 dargestellt. Dieses von Rauschanteilen und Störspitzen befreite Signal wird dann in einem herkömmlichen Puls-Abstands-Modulations-Dekoder 9 dekodiert, der das Puls-Abstand-modulierte Signal in binäre Parallelsignale umwandelt, die auf den Leitungen 19 erscheinen. Die Signale auf den Leitungen 19 werden dann - je nach Anwendungsfall - mit den einzelnen Stellgliedern, Schaltern etc. verbunden, welche die gewünschten ferngesteuerten Befehle ausführen sollen.
  • Die einzelnen beschriebenen Bauteile sind als integrierte Bauteile im Handel erhältlich. Für den-Sender 1 eignet sich das Bauteil SL 490 der Firma Plessey Semiconductor. Für den Empfänger eignet sich das Bauteil ML 920 bzw. ML 928/9 der Firma Plessey Semiconductor. Für den Infrarot-Vorverstärker eignet sich das Bauteil SL 480 der Firma Plessey Semiconductor.
  • Als PLL ist eine in geeigneter Weise extern geschaltete integrierte Schaltung der Firma Signetics mit der Bezeichnung SE/NE 567 geeignet.
  • Zusammenfassend vereinigt die vorliegende Erfindung die Vorteile einer Pulsabstandmodulation, d.h. großer Befehlsvorrat mit der Störsicherheit von frequenz-modulierten Systemen, d.h. guter Störsicherheit. Mit der Schaltungsanordnung der vorliegenden Erfindung kann somit eine Fernsteuerung aufgebaut werden, die bei geringem Energiebedarf über große Strecken Infrarotsignale störsicher übertragen kann. Durch die PLL in Verbindung mit dem schmalbandigen Vorverstärker ist es auch möglich, mehrere "Kanäle" zu schaffen, die einen verhältnismäßigen geringen Frequenzabstand voneinander haben. Da der Vorverstärker sehr schmalbandig ausgelegt sein kann, besteht auch keine Gefahr, daß die PLL auf harmonische bzw. subharmonische
  • Schwingungen benachbarter Kanäle anspricht. Es können somit in einem Raum mehrere Geräte gleichzeitig ferngesteuert werden.
  • Sämtliche in den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Figuren dargestellten technischen Einzelheiten können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Claims (3)

1. Schaltungsanordnung zur Übertragung von Puls-Abstand-modulierten Infrarotsignalen für Fernsteuergeräte, mit einem Sender, der die Infrarotsignale aussendet und mit einem Empfänger, der ein Infrarot-empfindliches Element, einen daran angeschlossenen Vorverstärker sowie einen Dekodierer für Puls-Abstand-modulierte Signale aufweist,
dadurch gekennzeichnet , daß
die Puls-Abstand-modulierten Signale einer Trägerfrequenz (f ) mittels Amplitudenmodulation überlagert sind und daß der Empfänger eine phasenstarre Schleife (PLL, 8) enthält, deren Mittenfrequenz die Trägerfrequenz (f ) ist, wobei die phasenstarre Schleife (PLL, 8) zwischen dem Vorverstärker (7) und dem Dekodierer (19) eingeschaltet ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß der phasenstarren Scheife (PLL, 8) auf ein schmales Frequenzband begrenzte Signale von dem Vorverstärker (7) zugeführt werden.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet , daß die phasenstarre Schleife (PLL, 8) folgendes enthält: einen spannungsgesteuerten Oszillator (10), einen ersten Phasendetektor (11), dem die Ausgangssignale des Vorverstärkers und Ausgangssignale des spannungsgesteuerten Oszillators zugeführt werden, einen dem ersten Phasendetektor nachgeschalteten Tiefpass (12), dessen Ausgang mit einem Steuereingang des spannungsgesteuerten Oszillators (10) verbunden ist, einen dem spannungsgesteuerten Oszillator (10) nachgeschalteten 90°-Phasenschieber (13), einen zweiten Phasendetektor (14), dem die Ausgangssignale des 90°-Phasenschiebers (13) und des Vorverstärkers (7) zugeführt werden, einen dem zweiten Phasendetektor (14) nachgeschalteten Tiefpass (15) sowie einem dem Tiefpass (15) nachgeschalteten Komparator (16), dessen Vergleichseingang eine Bezugsspannung (U ref) zugeführt wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0186248A1 (de) * 1984-12-28 1986-07-02 La Radiotechnique Portenseigne Fernsteuerempfänger unter Anwendung einer modulierten Trägerwelle
EP0367333A1 (de) * 1988-10-31 1990-05-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Fernbedienungsempfänger mit Energierückfluss zu der Batterie

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3333611A1 (de) * 1983-09-15 1985-04-04 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren zur uebertragung binaer kodierter daten
DE10220723B4 (de) * 2002-05-10 2005-07-28 Diehl Ako Stiftung & Co. Kg Verfahren zur drahtlosen Datenübertragung
CN112213977A (zh) * 2020-10-10 2021-01-12 东莞永冠电子科技有限公司 一种抗干扰红外感应电路

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2361839B2 (de) * 1972-12-13 1979-09-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka (Japan) Proportional-Fernsteuersystem

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2361839B2 (de) * 1972-12-13 1979-09-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka (Japan) Proportional-Fernsteuersystem

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0186248A1 (de) * 1984-12-28 1986-07-02 La Radiotechnique Portenseigne Fernsteuerempfänger unter Anwendung einer modulierten Trägerwelle
FR2575573A1 (fr) * 1984-12-28 1986-07-04 Radiotechnique Dispositif recepteur de telecommande utilisant une onde porteuse modulee
EP0367333A1 (de) * 1988-10-31 1990-05-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Fernbedienungsempfänger mit Energierückfluss zu der Batterie

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