EP3235349A1 - Helligkeitsregelung einer lichtsignalanlage - Google Patents

Helligkeitsregelung einer lichtsignalanlage

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EP3235349A1
EP3235349A1 EP16702356.3A EP16702356A EP3235349A1 EP 3235349 A1 EP3235349 A1 EP 3235349A1 EP 16702356 A EP16702356 A EP 16702356A EP 3235349 A1 EP3235349 A1 EP 3235349A1
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EP
European Patent Office
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signal
unit
modulation
voltage
brightness
Prior art date
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EP16702356.3A
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English (en)
French (fr)
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EP3235349B1 (de
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Stefan Baumann
Robert Runge
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Yunex GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP3235349A1 publication Critical patent/EP3235349A1/de
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Publication of EP3235349B1 publication Critical patent/EP3235349B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/185—Controlling the light source by remote control via power line carrier transmission

Definitions

  • Brightness control of a traffic signal system The invention relates to a circuit arrangement for adjusting the brightness of signal transmitters of a traffic signal system. In addition, the invention relates to a traffic signal system. Furthermore, the invention relates to a method for adjusting the brightness of a traffic signal system.
  • Traffic light systems also called LichtZeichenstrom
  • LichtZeichenstrom are used to control road traffic. Arrange for transport ⁇ subscriber to a particular behavior by controlled light signals are emitted. These traffic signs, which differ in shape and color, each have a different meaning and radiate only counter to the direction of travel of the traffic to be regulated.
  • the use of traffic signal systems has different reasons, for example to improve the traffic flow and to defuse dangerous or dangerous traffic situations. In road traffic these are in particular junctions as well as bottlenecks, eg at construction sites or bridges. Depending on the change in the prevailing light conditions in the region of the respective traffic signal system, the light signals displayed by the traffic signal system can be recognized better or worse.
  • the brightness of the signal ⁇ encoder of the traffic signal Nit to the respective light conditions adapt.
  • the brightness of the signal ⁇ encoder of the traffic signal Nit to the respective light conditions adapt.
  • the dimming of traffic signal systems has been achieved in that the voltage with which the signal generator were operated, could be varied by the controller in one or more stages.
  • Typical operating voltages are for example 230V for full brightness and 150V for reduced brightness.
  • bulbs for the signal generator such an approach is particularly easy to implement, since the bulbs automatically darken at low voltage.
  • the brightness of light-emitting diodes depends on the current intensity of the electrical current flowing through them.
  • an additional LED driver logic must be installed, which detects the lower supply voltage and reduces the current through the light-emitting diodes, so that the light output decreases.
  • the dimming is implemented centrally by different supply voltages for different Hellig ⁇ possibilities of auto switches conventional.
  • the voltage supply unit of the traffic signal at least one additional transformer or more power supplies are installed and it is switched between the voltages of different voltage converter to obtain different supply voltages ⁇ for different brightnesses.
  • the circuit arrangement according to the invention for adjusting the brightness of signal transmitters of a traffic signal system has a voltage supply interface for receiving an electrical supply voltage.
  • the voltage supply interface can be, for example, a power connection for a supply voltage, such as a 230V AC voltage.
  • the circuit arrangement according to the invention also has a voltage conversion unit for generating a carrier signal by converting the electrical supply voltage into an electrical voltage of a carrier signal.
  • a voltage conversion unit is a unit understood ⁇ to which converts an electrical voltage in an electrical voltage having a different voltage value or a different voltage.
  • an AC voltage with a specific voltage value can be converted into an AC voltage having a different voltage value or an AC voltage is converted into a DC voltage, or vice versa.
  • the circuit arrangement according to the invention further comprises a control data receiving unit for receiving a
  • Control signal the control signal summarizes information regarding a brightness of the traffic signal system to be set ⁇ .
  • the circuit arrangement according to the invention has to a modulation signal generating unit for generating ei ⁇ Nes modulation signal in response to the received control signal.
  • the modulation signal generating unit with the control data receiving unit is electrically connected to or includes the control data receiving unit to receive the control signal from the Steuerungsda ⁇ th receiving unit and to generate a modulation signal in response to the detected control command.
  • the circuit arrangement according to the invention also comprises a modulator unit for modulating the carrier signal with the Mo ⁇ dulationssignal to a modulated control signal for controlling the brightness of the signal transmitter.
  • the modu ⁇ latorü is electrically connected to the modulation unit to receive the modulation signal therefrom.
  • the modulator unit is also electrically connected, at least indirectly, to the voltage conversion unit in order to receive therefrom the carrier signal, which is converted in the modulator unit together with the modulation signal into a control signal.
  • the aim is to include all types of units that can combine two signals together in such a way that the two signals are broken down again in their outputs Kings ⁇ nen the term modulator unit.
  • the modulator unit should also be able to be a switch, which is controlled by the modulation signal and modulates the carrier signal by this switching process.
  • a signaling device in connection with the circuit arrangement according to the invention is to be understood as a unit which outputs a signal which can be detected by external devices or persons, such as road users, and interpreted with regard to information relevant to them.
  • the signal of a signal generator comprises an instruction or a warning, which can be understood or further processed by the persons or devices concerned.
  • Circuit arrangements in which the control of the signal generator takes place with the aid of a plurality of transformers or voltage transformers saves at least part of these cost-intensive and space-consuming components.
  • the traffic signal system comprises the circuit arrangement according to the invention for adjusting the brightness of signal transmitters of a traffic signal system.
  • the erfindungsge ⁇ Permitted circuitry has a signaling device having a plurality of signal generators, each signal generator having a demodulation unit which is adapted to receive a modulated signal from the circuit ⁇ arrangement and to demodulate in a modulation signal and a carrier signal.
  • the signal generators are thus designed as so-called intelligent signal generator, which he ⁇ possible, via a modulation of the supply voltage digital telegrams or states of the controller, ie the circuit arrangement according to the invention to send to the signal generator.
  • the intelligent controller in the signal generator regulates the light output.
  • Part of the intelligent signal generator is also a demodulator, which analyzes the modulated signal received by the controller such that the information contained regarding the brightness of the signal generator can be detected and further processed by the signal generators.
  • the light system according to the invention also includes a signal transmitter switching unit which is connected between the scarf ⁇ processing arrangement and the signal generation means and is adapted to switch between different signal ⁇ donors.
  • the individual signalers are warning lights with different meanings.
  • the signaling switch unit is now to switch between the various warning lights to issue various warning information or instructions.
  • a control signal are received, ⁇ gene, wherein the control signal comprises an adjusted brightness of the light signal system.
  • a Josig ⁇ nal is generated by converting a supply voltage to an elec- generic voltage of a carrier signal.
  • a modulation signal is generated as a function of the received control ⁇ signal and the carrier signal modulated with the modulation signal to a modulated control signal for controlling the brightness of the signal generator.
  • the essential components of the circuit arrangement according to the invention for adjusting the brightness of signal transmitters of a traffic signal system can be designed predominantly in the form of software components. This concerns in particular the modulation signal generation unit and the Mo ⁇ dulator unit. In principle, however, these components may also partly, particularly when it comes to very fast loading ⁇ bills, in the form of software-supported hardware such as FPGAs or the like to be realized.
  • the required interfaces for example, be when it's all about a takeover of data from other Softwarekompo ⁇ components, designed as a software interface can. However, they can also be configured as hardware-based interfaces, which are controlled by suitable software.
  • a largely software-based implementation has the advantage that even previously used circuit arrangements for adjusting the brightness of signal transmitters of a Lichtsignal- anläge in a simple manner by a software update nachge ⁇ can be retrofitted to work in the inventive way.
  • the task is also solved by a computer program product, which is stored directly in a memory direction of a traffic signal system is loadable, with Programmab ⁇ cut to perform all the steps of the method according to the invention, when the program is executed in the traffic signal system.
  • the circuit arrangement according to the invention preferably has an additional switch between the voltage conversion unit and the modulator unit.
  • the additional switch can serve to connect and disconnect the circuit arrangement from the supply voltage or the carrier voltage.
  • the modulation signal generation unit is set up to generate a sinusoidal signal as a modulation signal.
  • a sine signal can be used, for example, for frequency modulation of a carrier signal.
  • the information to be transmitted is contained in the modulated frequency of the carrier signal.
  • the sinusoidal signal may have a frequency of 1 kHz for setting a normal brightness and a frequency of 2 kHz for a weaker brightness.
  • the frequencies are in principle freely selectable, are in practice usually in the order of 100 Hz to 10 kHz ma ⁇ ximal.
  • the frequency deviation, ie the difference between the two modulation frequencies, can also be selected as desired.
  • the correct demodulation in the signal generator with small NEM frequency stroke consuming, so that a sufficient frequency deviation is preferred.
  • the modulation is not limited to sine or rectangle functions. Equally well, a signal with a triangular shape, a sawtooth shape, or any other arbitrary waveform could be used.
  • the modulation signal generating unit may be configured to generate a square wave signal as a modulation signal.
  • the modulator unit is controlled such that for setting a normal Hellig ⁇ ness no square-wave signal is modulated and a schisse ⁇ chere brightness modulation of the electric voltage of the signal generator with a square wave with a frequency of 1 kHz is carried out.
  • the modulation can be tion device controlled such that it outputs a non-zero signal to the Modulatorein ⁇ integrated only during the time periods during which the brightness is dimmed.
  • the modulator unit is designed as a simple switch.
  • the switch can be realized eg as a commercially available high-side switch (from the Smart High Side Switch family from Infineon).
  • the switch is driven with the aid of the modulation signal of the modu ⁇ lationshim and switched according to the amplitude of the modulation signal.
  • a square wave signal with the frequency of the modulation signal and the amplitude of the carrier signal can be generated as a control signal for controlling the signal generator.
  • the circuit arrangement according to the invention is the voltage conversion unit configured to transform the supply voltage into a DC electrical voltage of a carrier signal.
  • the carrier signal to be modulated is in this case as
  • the inventive circuit arrangement can have a setting amplitude swing, which is to be ⁇ directed to adjust an amplitude of the modulated control signal.
  • a setting amplitude swing which is to be ⁇ directed to adjust an amplitude of the modulated control signal.
  • the amplitude stroke adjusting unit may, for example, a Dio ⁇ denumble or a longitudinal regulator having, which bridges the modulator unit.
  • the components of the amplitude stroke setting unit of the modulator ⁇ unit which is in particular designed as a simple switch, connected in parallel, so that even in the phase in which the switch blocks, a signal at the output of the circuit arrangement according to the invention, the amplitude of which depends on the impedance of the components of the amplitude-stroke adjustment unit.
  • the circuit arrangement according to the invention may also have a clock control unit in a particularly energy-saving variant which is adapted to determine a pulse duty ratio ⁇ with which the carrier signal with the modulation signal is modulated tion.
  • the circuit arrangement also includes a signal multiplication unit or a mixer unit which is adapted to mix a signal generated from the clock control unit clock signal with the Modulati ⁇ onssignal to multiply in particular.
  • the duty cycle of the clock signal determines the length of time for which the carrier signal is modulated. For example, it may be sufficient to modulate the carrier signal only for a subinterval of each time slot or a system time interval.
  • This time interval may be, for example, a system time interval or a time slot.
  • a specific time slot is a fixed time interval, which is repeated within the framework of the period of the system time.
  • FIG. 3 shows a light signal system with a circuit arrangement according to an embodiment of OF INVENTION ⁇ dung
  • FIG. 4 shows a circuit arrangement according to an embodiment of the invention for generating a frequency-modulated signal
  • FIG. 5 shows a circuit arrangement according to an embodiment of the invention for generating a rectangular-modulated signal
  • FIG. 6 shows a circuit arrangement according to an exemplary embodiment of the invention with a simple switch as modulator
  • FIG. 7 shows the circuit arrangement of FIG. 6 with an additional bridging element for setting an amplitude deviation of the modulated signal
  • 8 shows a circuit arrangement according to an embodiment of the invention, which is optimized in terms of power loss and interference emission
  • FIG. 9 shows the time profile of a drive signal, which was generated by the circuit arrangement of FIG. 8, FIG.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method for adjusting the brightness of a traffic signal system according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a conventional dimmable traffic signal system 20 with a dimming transformer 6.
  • the traffic signal system 20 comprises a voltage supply circuit 1, which serves to provide a supply voltage V supp suitable for a specific brightness of a signal transmitter.
  • the traffic signal system 20 comprises a lamp switching device 2, which serves to switch between different signal transmitters of a signal generator unit 3. For example, environmentally summarizes the switch unit 3 a signal transmitter 3a for red light, a transducer 3b for yellow light and a Sig ⁇ nalgeber 3c for green light.
  • the voltage supply circuit 1 comprises a voltage supply interface 15, which serves as a connection to a voltage supply line 4, for example with a supply voltage of 230V.
  • a voltage supply line 4 for example with a supply voltage of 230V.
  • the dimming transformer 6 transforms the voltage V supp, which is applied at its input 6a, from, for example, 230V into a dimmed signal voltage V s i g . If necessary, the signal voltage V s i g applied to the output 6 b is switched by a first signal voltage changeover switch 8 to a signal line 7 between the voltage supply circuit 1 and the lamp switching device 2.
  • the first signal voltage change selschalter 8 is switched to passage when a signal ⁇ encoder of the signal generator unit 3 with a reduced Hellig ⁇ speed should shine.
  • a second signal voltage changeover switch 9 is also connected between the supply voltage line 4 and the signal line 7, which is switched to passage in the event that no dimming function is desired.
  • the two signal voltage changeover switches 8, 9 are switched alternately. For example, if the first signal voltage change switch 8 is turned on, the second signal voltage change switch 9 is disabled and vice versa. In this way, two different Sig ⁇ nalpressiveen V S i g and fro can be switched between.
  • the lamp switching device 2 has according to the number of signal generators 3a, 3b, 3b of a signal generator unit 3 three Lam ⁇ penschalter 10, 11, 12, with which a signal voltage V s i g on one of the signal generator 3a, 3b, 3b can be switched. It is also possible to switch the signal voltage V s i g to several signal generator at the same time, if several signalers should light up at the same time. This is the case, for example, in the preparation phase for a release of a passage through the traffic signal system 20, ie, for example, at the transition from the red phase to the green phase. As already he imagines ⁇ , the conventional dimmable light system 20 requires an additional dimming transformer 6, which has an increased footprint and brings relatively high costs. Furthermore, FIG. 1 also shows a neutral conductor N between the signal generator unit 3 and the voltage supply interface 15.
  • the traffic signal system 30 shown in FIG. 2 shows a conventional traffic signal system 30 with an alternative power supply circuit 1 is shown.
  • the traffic signal system 30 shown in FIG. like the traffic signal system 20 shown in FIG. 1, has a lamp switching device 2 and a signal transmitter unit 3.
  • the clamping ⁇ voltage supply circuit 1 of the alternative light signal system 30 comprises, instead of the shown in Figure 1 dimming transformer's 6 two parallel-connected voltage transformers 13, 14, which may be formed, for example, as so-called switching power supplies ⁇ .
  • a first voltage converter 13 converts a supply voltage V supp of 230 V into a DC voltage of 18 volts
  • a second voltage converter 14 connected in parallel with the first voltage converter 13 converts the supply voltage V supp from 230 V into a DC voltage of 24 volts.
  • a signal voltage changeover switch 8, 9 is connected, which can switch one of the two DC voltages to the signal voltage line 7 respectively. If the lower signal voltage V S i g of 18 V is applied to the signal transmitters 3 a, 3 b, 3 c, then the brightness of the corresponding signal generator 3 a, 3 b, 3 c is reduced. Is located on the signal transmitters 3a, 3b, 3c, a signal voltage V ⁇ S ig of 24V, so the respective ⁇ be controlled signal generator is lit with full brightness.
  • a neutral conductor N between the signal generator unit 3 and the power supply interface 15 is also shown in FIG.
  • a traffic signal system 40 is shown with a circuit ⁇ arrangement 41 according to an embodiment of the invention.
  • the light signal system 40 in FIG 3 comprises similarly to the light signal systems shown in Figures 2 and 3, 20, 30 a power supply circuit 41 which a Sig ⁇ serves to provide for a specific brightness of a nalgebers suitable supply voltage or Signalspannnug V S ig.
  • the light signal system 40 comprises a lamp switching device 42, which serves to switch between different signal transmitters of a signal generator unit 43.
  • the light signal 40 has ⁇ system shown in FIG 3 has a signal transmitter unit 43rd
  • the signal transmitter unit 43 includes a signal generator 43a for red light, a signal generator 43b for yellow light and a signal generator 43c for green light.
  • the Lam ⁇ penschalt sexual 42 shown in FIG 3 has a similar structure as the corresponding shown in FIG 1 and FIG 2 units, in particular
  • the lamp switching device 42 shown in FIG. 3 also comprises three lamp switches 10, 11, 12 with which a signal MOD can be switched to one of the signal transmitters 3a, 3b, 3b.
  • the signal transmitters shown in Figure 3 was prepared standardized 43 is also a in the Figures 1 and 2 ge Service ⁇ th signal transmitter units of similar construction.
  • the signalers shown in FIG. 3 are so-called intelligent signal transmitters. These intelligent signal transmitters make it possible to transmit digital telegrams or states from the controller, ie the circuit arrangement according to the invention, to the signal transmitters via a modulation of the supply voltage or signal voltage.
  • an intelligent controller in the signal generator regulates the light output.
  • Part of an Intel gent signal generator is also a demodulator (not ge ⁇ shows), which analyzes the signal received from the power supply circuit modulated signal such that the ent ⁇ retaining information, the brightness of the signal ge ⁇ over can be detected by the signal transmitters and processed further on.
  • Power supply circuit 41 according to an embodiment of the invention differs significantly from the conventional in Figures 1 and 2 shown power supply circuits. 1
  • the power supply circuit 41 shown in FIG 3 comprises a modulation signal generating unit 44, which is there to ⁇ arranged to generate a modulation signal MD.
  • the modulation signal MD contains control information, which is evaluated by the signal generator unit 43 and interpreted as a control command.
  • the modulation signal generating unit 44 is connected elekt ⁇ driven with a modulator unit 45th
  • the modulator unit 45 is over a
  • Switch 8 is connected to a voltage converter unit 14, which converts a supply voltage of 230V into a carrier signal voltage V S i g of 24 volts DC. If the modulator unit 45 is activated and the switch 8 is turned on connected let, is modulated onto the carrier signal V s i g a signal generated by the modulation signal generating unit 44 modulation ⁇ signal MD. Be in modulating various ⁇ dene method, such as frequency modulation or amplitude modulation or a rectangular modulation, can be used (as already written above, all waveforms are possible). 41 In addition, the circuit arrangement to a control data receiving unit 46 for receiving a Steuersig ⁇ Nals. In this embodiment, the control data receiving unit 46 is part of the modulator unit 45.
  • the control signal S comprising information relating to a discontinuing brightness of the illuminated signal unit 40, that is, the Mo ⁇ dulationssignal MD is generated in response to a Steuersig ⁇ nal S.
  • the modulated signal MOD is then forwarded via the lamp switch unit 42 to one of the signal transmitters 43a, 43b, 43c of the signal transmitter unit 43.
  • Each of the signal generators 43a, 43b, 43c preferably includes a signal processor with egg nem demodulator (not shown) which the received signal MOD modu ⁇ profiled divides again in the modulation signal MD with the control information and the carrier signal SIG.
  • the signal processor of the respective signal transmitter 43a, 43b, 43c sets on the basis of in the control signal S or modulation-onssignal MD contained control commands to a current through was ⁇ ne light unit or to the light-emitting unit of the signal ge ⁇ bers 43a, 43b, 43c voltage applied the command value. In this way, a multistage or even con ⁇ continuous dimming of the brightness of the signal generator 43a, 43b, 43c done.
  • a neutral conductor N between the signal generator unit 43 and the voltage supply interface 15 is shown in FIG.
  • FIG 4 shows a circuit arrangement 41, according to an execution example of the invention, approximately with the main elements shown that the modulation signal generating unit 44, the Modula ⁇ gate unit 45 and the switch 8 is increased.
  • the modulation signal generating unit 44 the Modula ⁇ gate unit 45 and the switch 8 is increased.
  • the modulation signal generating unit 44 uses the principle of frequency modulation.
  • the modulation signal generating unit 44 generates a sine ⁇ signal depending on whether the switches are to light up (not ge ⁇ shows) with full brightness or to glow with verrin- Gerter brightness, comprises a different Fre acid sequence.
  • the frequency of the modulation signal MD is set for normal Hel ⁇ ltechnik to 1kHz and Festge for dimming to 2 kHz shall ⁇ .
  • the modulation signal MD generated by the modulation signal generation unit 44 is sent to the modulator unit 45 where it is modulated onto a carrier signal SIG, so that a modulated signal MOD is generated.
  • the carrier signal SIG is illustrated in FIG. 4 at the top left in a diagram as a voltage signal with the DC voltage V s i g , which is constant over time t.
  • the modulated signal MOD is also shown as a voltage signal as a function of time.
  • the frequency of the modulated signal MOD is 1 kHz. That is, a control command is communicated that the signalers are to illuminate with full brightness NH.
  • the frequency of the modulated signal MOD is changed to 2 kHz.
  • a control command is transmitted with the modulated signal MOD, that the signal generator with diminished brightness Dim should shine, so be dimmed.
  • FIG. 5 shows a circuit arrangement 41a according to an alternative embodiment of the invention with the most important elements, ie a modulation signal generating unit 44, a modulator unit 45 and a switch 8 shown enlarged.
  • the modulation signal generating unit 44 generates a square wave signal having a fixed frequency and pulse width .
  • the switches are to shine at full brightness when ⁇ ness is output from the modulation signal Erzeu ⁇ supply unit 44 a signal.
  • the signalers are to be illuminated with reduced brightness is inputted from the modulation signal generation unit 44
  • Rectangular signal generated as a modulation signal MD is generated as a modulation signal MD.
  • the frequency of the rectangular modulation signal MD is placed firmly ⁇ for dimming to 1 kHz.
  • the rectangular modulation signal MD generated by the modulation signal generation unit 44 is sent to the modulator unit 45 where it is modulated onto a carrier signal SIG, so that a modulated signal MOD is generated.
  • the carrier signal SIG is in the Figure 5 top left in a diagram as a voltage signal to the voltage V S G i as a function of time t ⁇ veran illustrated. It is formed as a constant DC voltage signal from ⁇ .
  • the modulated signal MOD is flat ⁇ case shows, as a voltage signal in dependence on time ge ⁇ .
  • the Fre acid sequence of the modulated signal MOD is 1 kHz, and the signal has a rectangular modulation of the amplitude. That is, a control command is communicated that the signalers should dim dim with diminished brightness.
  • the modulated signal MOD is changed so that only the constant carrier signal SIG is transmitted.
  • a control command is sent that the signalers are to illuminate with full brightness NH.
  • the rectangular modulation by the modulator 45 in the embodiment in FIG 5 corresponds to an addition of the modulation signal MD to the carrier signal SIG. That is to say, a rectangular signal MD alternating between a positive and a negative value is added to a constant carrier signal SIG.
  • FIG. 6 a circuit arrangement 41b according to a further alternative exemplary embodiment of the invention with the most important elements, ie a modulation signal generation unit 44 and a switch 8, is shown enlarged.
  • the arrangement in FIG. 6 is simplified to the effect that the modulator unit 45 shown in FIG. 5 is omitted, and instead only one switch 8 is formed.
  • the switch 8 provides a switchable electrical connection between the voltage converter unit 14 (see FIG 3) and the line 7 to the lamp switch unit 42.
  • the control of the switch 8 takes place in the example shown in FIG 6 embodiment by the modulation signal generating unit 44.
  • the modulation ⁇ signal Generating unit 44 in turn generates a Facultyecksig ⁇ nal with a fixed frequency and pulse width. In the event that the signalers are to illuminate at full brightness, no signal is output by the modulation signal generation unit 44. Thus, the switch remains to 8 ge passage ⁇ switches and as a control signal MOD the constant carrier ⁇ signal SIG is output. In the event that the signalers are to be illuminated with a reduced brightness, also referred to as dimming or dimming, a square-wave signal is output by the modulation signal generating unit 44. The switch 8 is now driven by the square wave signal which causes the switch to change between on state and open state.
  • the modulated signal MOD has an amplitude corresponding to the amplitude of the carrier signal SIG. However, if the switch 8 is open, no signal is applied to the line to the voltage converter unit 14 and the amplitude of the modu ⁇ lated signal MOD is 0.
  • the carrier ⁇ signal SIG is illustrated in FIG 6 in the top left in a diagram as a voltage signal to the voltage V as a function of time t. It is designed as a constant DC clamping ⁇ voltage signal.
  • Top right of the FIG 6, to modulated signal MOD is also shown as a voltage signal in depen ⁇ dependence on the time.
  • the frequency of the modulated signal MOD is 1 kHz and the signal has a rectangular shape. That is, it a control command is sent to make the dim light dim indicators dim.
  • the modulated signal MOD is changed so that now only the constant carrier signal SIG is transmitted, ie, the switch 8 is now permanently switched through. In this state to a ⁇ Steuerungsbe ⁇ failed is transmitted, that the switches are to shine at full brightness NH with the modulated signal MOD.
  • the principle of the rectangular modulation is used just as in the exemplary embodiment shown in FIG. 6 for modulation.
  • the arrangement in FIG 7 is the same as the arrangement shown in FIG 6 to the effect ⁇ be considered that the modulation of the carrier signal SIG is realized by turning control of the switch.
  • the switch 8 provides a switchable electrical connection between the voltage converter unit 14 (see FIG 3) and the line 7 to the lamp switch unit 42.
  • the control of the scarf ⁇ ters 8 is performed by a supply unit of the modulation signal Erzeu- 44 generated modulation signal MD.
  • the structure of the circuit arrangement 41c shown in FIG. 7 corresponds to the structure in FIG. 6.
  • the circuit arrangement 41c also comprises an amplitude stroke setting unit 47.
  • the amplitude stroke setting unit can have, for example, a diode path or be designed as a longitudinal regulator. It bridges the switch 8 and is turned on to this parallel ge ⁇ .
  • the amplitude swing setting unit 47 works in that a corresponding voltage drops AU depending on the set resistance of the Ampli ⁇ tudenhub setting unit 47 on the plane formed by the amplitude swing setting unit 47 Brü ⁇ blocks via the switch. 8 Is the switch 8 on
  • the modulation signal generation unit 44 again generates a square wave signal having a fixed frequency and pulse width.
  • the switch remains switched through 8 on passage and as the control signal MOD the constant carrier ⁇ signal SIG is output.
  • the signal generator with a reduced brightness also referred to as dimming or dimming state to shine
  • a square wave signal is output from the modulation ⁇ signal generating unit 44, a square wave signal.
  • the switch 8 is now driven with the square wave signal, which causes the switch 8 between Naturallasszu ⁇ state and open state changes.
  • the modulated signal MOD has an amplitude corresponding to the amplitude of the carrier signal SIG. However, if the switch 8 is opened, a signal reduced by the voltage AU is applied to the line 7 to the lamp switch unit 42 and the amplitude of the modulated signal MOD is V S i g -AU.
  • the frequency of the rectangular modulation signal MD for dimming is set to 1 kHz.
  • the carrier signal SIG is illustrated in FIG. 7 at the top left in a diagram as a voltage signal with the voltage V as a function of the time t. It is designed as a constant DC voltage signal. At the top right in FIG.
  • the modulated signal MOD is likewise shown as a voltage signal as a function of time.
  • the frequency of the modulated signal MOD is 1 kHz and the modulated signal MOD has a rectangular shape, wherein the minimum amplitude Litude of the electrical voltage of the modulated signal MOD V S ig -AU and the maximum amplitude is V s i g . That is, it is transmitted to a control command that will light up signal ge ⁇ over with reduced brightness Dim.
  • the modulated signal MOD is changed so that now only the constant carrier signal SIG is transmitted, ie the switch 8 is now permanently switched through.
  • a control command is transmitted with the modulated signal MOD or the carrier signal SIG, that the signalers are to light up with full brightness NH.
  • the modulation stroke By adjusting the modulation stroke, the immunity to interference and the efficiency of the circuit arrangement can be influenced. If a large amplitude deviation AU is selected, the interference immunity increases or an improved signal-to-noise ratio is achieved. However, in connection with this measure, the efficiency of the circuit decreases. However, one chooses a lower amplitude swing AU, the efficiency is improving ⁇ sert is for a lower immunity is accepted in this case.
  • FIG. 8 shows a circuit arrangement 41d according to a further alternative embodiment of the invention with the most important elements, ie a modulation signal generating unit 44, a clock control unit 48, a mixing unit 49, a switch 8 and a Amplitudeshub- setting unit 47, shown enlarged.
  • the principle of the rectangular modulation is used just as in the exemplary embodiment shown in FIG. 7 for modulation.
  • the arrangement in FIG 8 is the same as the arrangement shown in FIG 7 to the effect ⁇ be considered that the modulation of the carrier signal SIG by turning control of the switch is implemented.
  • the switch 8 represents a switchable electrical connection between the voltage converter unit 14 (see FIG. 3) and the line 7 to the lamp switch unit 42 (see FIG. 3).
  • the circuit arrangement 41d shown in FIG. 8 encompasses the same as the circuit arrangement shown in FIG 41c is an amplitude stroke adjusting unit 47.
  • the amplitude stroke adjusting unit 47 standardized 47 may be formed for example as a diode path or as longitudinal ⁇ regulator. It bridges the switch 8 or is connected in parallel with it.
  • the function of the Amplitu ⁇ denhub setting unit 47 is already explained in the description of FIG 7, so that reference is made at this point.
  • the control of the switch 8 is carried out as well as in the embodiment of FIG 7 using a Modulati ⁇ onssignals MD.
  • the modulation signal MD 41d by mixing such as Mul ⁇ tiplizieren
  • the signal generated by the modulation signal generating unit 44 signal MD to a clock control signal TKT pro- prises which is generated by the clock control unit 48.
  • the two signals MD, TKT be ge ⁇ mixed in a mixer unit 49 that is for example multiplied, to give a mixed modulation signal MMD results, with which the switch is controlled.
  • the clock control unit 48 prescribes the duty cycle between the system time t sys and a modulation time t moc i in the event of a decrease in the brightness of the signal generator.
  • the duty cycle corresponding clock signal TKT is shown at the bottom left in a diagram in FIG.
  • the clock signal CLK is referred to as square-wave signal with the modulation time t i moc in time intervals t ⁇ Sy s generated.
  • the modulation signal generation unit 44 in turn generates a square-wave signal MD with a fixed frequency and pulse width. This signal is shown above the porthole ⁇ image for the clock signal to the left in FIG.
  • the switch 8 In the event that the Sig ⁇ nalgeber are lit with full brightness, no signal from the modulation signal generating unit 44 is madege ⁇ ben. Thus, the switch 8 remains switched to passage and as a control signal MOD, the constant carrier signal SIG ⁇ is given. In the event that the signalers are to be illuminated with reduced brightness, also referred to as dimming or dimming, then the modulation signal generating means unit 44 a rectangular signal MD output.
  • the Israelecksig ⁇ nal MD is mixed in the mixing unit 49 with the timing control signal CLK from the clock control unit 48, wherein a mixture ⁇ tes MMD modulation signal is generated.
  • the switch 8 is now driven with the mixed modulation signal MMD, which causes the switch 8 only during the Modula ⁇ tion time Trao d between the on state and switches to open ⁇ stand. If the switch 8 is on passage, the modulated signal MOD has an amplitude corresponding to the amplitude of the carrier signal SIG. If the switch 8 opens, however ge ⁇ , reduced by the voltage AU signal is applied to the line to the air switch unit 42 (see FIG 3) and the amplitude of the modulated signal MOD is V s i g -AU. In the concrete example shown in FIG. 8, the frequency of the rectangular modulation signal MD for dimming is set to 1 kHz.
  • the carrier signal SIG is illustrated in FIG.
  • the modulated signal MOD is also shown as a voltage signal in ⁇ a function of time.
  • the frequency of the mo ⁇ dul convinced signal MOD is 1 kHz and the modulated signal MOD has a rectangular shape, wherein the minimum amplitude of the modulated signal MOD V s i g -AU is and the maximum amplitude is V s i g . That is, a control command is communicated that the signalers should dim dim with diminished brightness.
  • the modulated signal MOD is now changed on the basis of the modulation time t moc i determined by the clock control unit such that only the constant carrier signal SIG is transmitted, ie the switch 8 is now permanently switched through. Due to the festgeleg ⁇ th system time t sys, which is greater than the modulation time t m0d, however, from the driven to the signal transmitter
  • the advantage of the clock-controlled modulation is that the power loss is limited and thus the efficiency of the circuit 41d can be favorably influenced.
  • the power loss P v of the circuit 41d is given by where I S ig is the current strength corresponding to the re-modulated carrier signal SIG, AU is the amplitude swing, t sys is the system clock at which the signal transmitters receive signals, and t moc i is the aforementioned modulation time.
  • FIG. 9 shows a diagram for illustrating the relationship between the modulated control signal MOD, which is plotted in the diagram in the upper area as a function of time, and the current I v flowing through the lighting units of the signal generators.
  • a circuit arrangement 41d according to the exemplary embodiment shown in FIG. 8 serves as the voltage supply circuit.
  • the length of time slots ent ⁇ speaks in this case, the system time t sys.
  • the signal transmitter regulates the current I v by the lighting unit, such as an LED down so that energy can be saved and a dazzling effect of Ver ⁇ Kehr is avoided.
  • the carrier signal SIG is not modulated in this case, which of the signal transmitter as Be ⁇ fail to illuminate is interpreted with full brightness, so that the current I v through the lighting units is maximum.
  • a method 100 for adjusting the brightness of a traffic signal system 40 is illustrated in a flowchart.
  • a control signal S is received, which includes information relating to a brightness of the traffic signal system 40 to be set.
  • the control signal S can come, for example, from an external device, such as a traffic control center.
  • a carrier signal SIG is also generated continuously by converting ei ⁇ ner present at the voltage supply interface electrical supply voltage V supp into an electrical carrier signal voltage V s i g .
  • the carrier signal SIG is used to transport the control information to a signal encoder 43 of the light signal system 40.
  • a modulation signal III MD function of the genes are received, ⁇ control signal S is generated.
  • the Carrier signal SIG for the signal generator 43 with the modulation ⁇ signal MD modulated to a modulated control signal MOD the Carrier signal SIG for the signal generator 43 with the modulation ⁇ signal MD modulated to a modulated control signal MOD.
  • the invention is not limited to the application in a traffic signal system or to an application in the field of traffic, but the invention can also be applied in principle to other signaling systems, such as acoustic systems and for other purposes, such as warning systems or the like. It is also pointed completeness ⁇ reported executed that the use of the indefinite article does not exclude “a” or “an” means that the features in question can also be present more than once. Likewise, the term “unit” does not exclude that it consists of several Components ⁇ th, which may also be spatially distributed if necessary.

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

Es wird eine Schaltungsanordnung (41, 41a, 41b, 41c, 41d) zum Einstellen der Helligkeit von Signalgebern (43a, 43b, 43c) einer Lichtsignalanlage (40) beschrieben. Die Schaltungsanordnung (41, 41a, 41b, 41c, 41d) weist eine Spannungsversorgungsschnittstelle (15) und eine Spannungswandlungseinheit (14) zum Generieren eines Trägersignals (SIG) durch Umwandeln einer an der Spannungsversorgungsschnittstelle (15) anliegenden elektrischen Spannung (Vsupp) in eine elektrische Spannung (Vsig) eines Trägersignals (SIG) auf. Zudem weist die Schaltungsanordnung (41, 41a, 41b, 41c, 41d) eine Steuerungsdaten-Empfangseinheit (46) zum Empfangen eines Steuersignals auf, wobei das Steuersignal (S) Informationen bezüglich einer einzustellenden Helligkeit der Lichtsignalanlage (40) umfasst. Weiterhin weist die Schaltungsanordnung (41, 41a, 41b, 41c, 41d) eine Modulationssignal-Erzeugungseinheit (44) zum Erzeugen eines Modulationssignals (MD) in Abhängigkeit von dem empfangenen Steuersignal (D) und eine Modulatoreinheit (45) zum Modulieren des Trägersignals (SIG) mit dem Modulationssignal (MD) auf. Zudem wird auch eine Lichtsignalanlage (40) beschrieben. Überdies wird ein Verfahren (100) zum Einstellen der Helligkeit einer Lichtsignalanlage (40) beschrieben.

Description

Beschreibung
Helligkeitsregelung einer Lichtsignalanlage Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Einstellen der Helligkeit von Signalgebern einer Lichtsignalanlage. Zudem betrifft die Erfindung eine Lichtsignalanlage. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Einstellen der Helligkeit einer Lichtsignalanlage.
Lichtsignalanlagen, auch LichtZeichenanlage genannt, dienen der Steuerung des Straßenverkehrs. Sie ordnen für Verkehrs¬ teilnehmer ein bestimmtes Verhalten an, indem gesteuerte Lichtsignale abgegeben werden. Diese nach Form und Farbe ver- schiedenartigen Verkehrszeichen haben jeweils eine andere Bedeutung und strahlen nur entgegen der Fahrtrichtung des zu regelnden Verkehrs ab. Der Einsatz von Lichtsignalanlagen hat unterschiedliche Gründe, beispielsweise um den Verkehrsfluss zu verbessern und gefährliche oder gefahrenträchtige Ver- kehrssituationen zu entschärfen. Im Straßenverkehr sind dies insbesondere Einmündungen sowie Engstellen, z.B. bei Baustellen oder Brücken. In Abhängigkeit von der Veränderung der im Bereich der jeweiligen Lichtsignalanlage herrschenden Lichtverhältnisse sind die von der Lichtsignalanlage ange- zeigten Lichtsignale besser oder schlechter zu erkennen. Insbesondere bei über die Tageszeit schwankenden Lichtverhält¬ nissen, also beispielsweise bei im Freien angeordneten Licht¬ signalanlagen, besteht ein Bedarf, die Helligkeit der Signal¬ geber der Lichtsignalanlage an die jeweiligen Lichtverhält- nisse anzupassen. Beispielsweise können bei starker Sonneneinstrahlung bei Tag zu schwach leuchtende Signalgeber leicht falsch gedeutet werden und nachts können zu stark leuchtende Signalgeber die Verkehrsteilnehmer stark blenden. Somit besteht für Lichtsignalanlagen die Anforderung, die
Helligkeit der Signalgeber zu ändern, um sie der Umgebungshelligkeit anzupassen. Ferner kann durch die Anpassung der Helligkeit der Signalgeber auch elektrische Energie gespart werden, da die Lichtsignale bei Nacht nicht so hell leuchten müssen, um noch gut erkannt und unterschieden werden zu können. Die Änderung der Helligkeit von Beleuchtungseinheiten wird auch Dimmen genannt.
Bisher wurde das Dimmen von Lichtsignalanlagen dadurch erreicht, dass die Spannung, mit der die Signalgeber betrieben wurden, von der Steuerung in einer oder mehreren Stufen variiert werden konnte. Übliche Betriebsspannungen sind dabei zum Beispiel 230V für volle Helligkeit und 150V für reduzierte Helligkeit. Insbesondere bei der Verwendung von Glühlampen für die Signalgeber ist eine solche Vorgehensweise besonders einfach umsetzbar, da die Glühlampen bei niedriger Spannung automatisch dunkler leuchten. Die Helligkeit von Leuchtdioden dagegen ist abhängig von der Stromstärke des durch sie hindurchfließenden elektrischen Stroms. Bei Signalgebern mit Leuchtdioden muss daher eine zusätzliche LED-Treiberlogik installiert sein, die die geringere Versorgungsspannung erkennt und den Strom durch die Leuchtdioden reduziert, so dass die Lichtleistung sinkt.
In beiden Fällen wird herkömmlich das Dimmen zentral über verschiedene Versorgungsspannungen für verschiedene Hellig¬ keiten der Signalgeber realisiert. Dazu werden in der Span- nungsversorgungseinheit der Lichtsignalanlage mindestens ein zusätzlicher Transformator oder mehrere Netzteile verbaut und es wird zwischen den einzelnen Spannungen der verschiedenen Spannungswandler umgeschaltet, um verschiedene Versorgungs¬ spannungen für verschiedene Helligkeiten zu erhalten.
Die zusätzlichen Spannungswandler sind kostenintensiv und nehmen viel Raum ein. Zudem besteht herkömmlich bei einer optionalen Dimm-Funktion immer die Notwendigkeit, zusätzliche Hardware, d.h. einen zusätzlichen Spannungswandler in die Lichtsignalanlage einzubauen, auch wenn die Dimm-Funktion gar nicht benötigt wird. Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung für eine Lichtsignalanlage mit Dimm-Funk- tion zu entwickeln, welche wirtschaftlicher, flexibler und platzsparender aufgebaut ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung gemäß Pa¬ tentanspruch 1, durch eine Lichtsignalanlage gemäß Patentanspruch 13 und ein Verfahren zum Einstellen der Helligkeit einer Lichtsignalanlage gemäß Patentanspruch 14 gelöst.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Einstellen der Helligkeit von Signalgebern einer Lichtsignalanlage weist ei¬ ne Spannungsversorgungsschnittstelle zum Empfangen einer elektrischen Versorgungsspannung auf. Die Spannungsversor- gungsschnittstelle kann beispielsweise ein Stromanschluss für eine Versorgungsspannung, wie zum Beispiel eine 230V Wechsel¬ spannung, sein.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist zudem eine Spannungswandlungseinheit zum Generieren eines Trägersignals durch Umwandeln der elektrischen Versorgungsspannung in eine elektrische Spannung eines Trägersignals auf. Unter einer Spannungswandlungseinheit soll eine Einheit verstanden wer¬ den, welche eine elektrische Spannung in eine elektrische Spannung mit einem anderen Spannungswert oder einer anderen Spannungsart umwandelt. Bei dem Umwandlungsvorgang der elekt¬ rischen Versorgungsspannung in eine elektrische Spannung eines Trägersignals kann zum Beispiel eine Wechselspannung mit einem bestimmten Spannungswert in eine Wechselspannung mit einem anderen Spannungswert gewandelt werden oder eine Wechselspannung in eine Gleichspannung oder umgekehrt gewandelt werden .
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung umfasst weiterhin eine Steuerungsdaten-Empfangseinheit zum Empfangen eines
Steuersignals, wobei das Steuersignal Informationen bezüglich einer einzustellenden Helligkeit der Lichtsignalanlage um¬ fasst. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist außer- dem eine Modulationssignal-Erzeugungseinheit zum Erzeugen ei¬ nes Modulationssignals in Abhängigkeit von dem empfangenen Steuersignal auf. Beispielsweise ist die Modulationssignal- Erzeugungseinheit mit der Steuerungsdaten-Empfangseinheit elektrisch verbunden oder umfasst die Steuerungsdaten-Empfangseinheit, um das Steuerungssignal von der Steuerungsda¬ ten-Empfangseinheit zu empfangen und in Abhängigkeit von dem erfassten Steuerungsbefehl ein Modulationssignal zu erzeugen.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung umfasst zudem eine Modulatoreinheit zum Modulieren des Trägersignals mit dem Mo¬ dulationssignal zu einem modulierten Steuersignal zum Steuern der Helligkeit der Signalgeber. Beispielsweise ist die Modu¬ latoreinheit mit der Modulationseinheit elektrisch verbunden, um von dieser das Modulationssignal zu empfangen. Weiterhin ist die Modulatoreinheit auch zumindest indirekt mit der Spannungswandlungseinheit elektrisch verbunden, um von dieser das Trägersignal zu empfangen, welches in der Modulatoreinheit zusammen mit dem Modulationssignal in ein Steuersignal gewandelt wird. Dabei soll die Bezeichnung Modulatoreinheit alle Arten von Einheiten umfassen, die zwei Signale miteinander kombinieren können und zwar derart, dass die beiden Signale auch wieder in ihre Ausgangssignale zerlegt werden kön¬ nen. Die Modulatoreinheit soll also insbesondere auch ein Schalter sein können, welcher von dem Modulationssignal angesteuert wird und das Trägersignal durch diesen Schaltprozess moduliert .
Unter einem Signalgeber im Zusammenhang mit der erfindungs- gemäßen Schaltungsanordnung eine Einheit verstanden werden, welche ein Signal ausgibt, das von außenstehenden Geräten oder Personen, wie zum Beispiel Verkehrsteilnehmern, erfasst und bezüglich einer für sie relevanten Information interpretiert werden kann. Beispielsweise umfasst das Signal eines Signalgebers eine Anweisung oder eine Warnung, welche von den betroffenen Personen oder Geräten verstanden bzw. weiterverarbeitet werden kann. Indem bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung der Steuerung der Signalgeber mit Hilfe einer modulierten Versorgungsspannung erfolgt, werden zusätzliche Kanäle für eine ge¬ sonderte Datenübertragung zur Steuerung der Signalgeber ein- gespart. Zudem werden im Vergleich zu den herkömmlichen
Schaltungsanordnungen, bei denen die Ansteuerung der Signalgeber mit Hilfe von einer Mehrzahl von Transformatoren oder Spannungswandlern erfolgt, zumindest eine Teil dieser kostenintensiven und platzverbrauchenden Bauelemente eingespart.
Die erfindungsgemäße Lichtsignalanlage weist die erfindungs¬ gemäße Schaltungsanordnung zum Einstellen der Helligkeit von Signalgebern einer Lichtsignalanlage auf. Die erfindungsge¬ mäße Schaltungsanordnung weist eine Signalgebereinrichtung auf, die eine Mehrzahl von Signalgebern aufweist, wobei jeder Signalgeber eine Demodulationseinheit aufweist, welche dazu eingerichtet ist, ein moduliertes Signal von der Schaltungs¬ anordnung zu empfangen und in ein Modulationssignal und ein Trägersignal zu demodulieren. Die Signalgeber sind also als sogenannte intelligente Signalgeber ausgebildet, die es er¬ möglichen, über eine Modulation der Versorgungsspannung digitale Telegramme oder Zustände von der Steuerung, d.h. der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, an die Signalgeber zu senden. Abhängig von dem Informationsgehalt des digitalen Te- legramms reguliert die intelligente Steuerung im Signalgeber die Lichtleistung. Teil des intelligenten Signalgebers ist auch ein Demodulator, welcher das von der Steuerung empfangene modulierte Signal derart analysiert, dass die enthaltene Information betreffend die Helligkeit der Signalgeber von den Signalgebern erfasst und weiterverarbeitet werden kann.
Weiterhin weist die erfindungsgemäße Lichtsignalanlage auch eine Signalgeberschalteinheit auf, welche zwischen die Schal¬ tungsanordnung und die Signalgebereinrichtung geschaltet ist und dazu eingerichtet ist, zwischen unterschiedlichen Signal¬ gebern umzuschalten. Beispielsweise handelt es sich bei den einzelnen Signalgebern um Warnlichter mit verschiedenen Bedeutungen. Die Signalgeberschalteinheit ist nun dazu einge- richtet, zwischen den verschiedenen Warnlichtern umzuschalten, um verschiedene Warninformationen oder Anweisungen auszugeben . Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einstellen der Helligkeit einer Lichtsignalanlage wird ein Steuersignal empfan¬ gen, wobei das Steuersignal eine einzustellende Helligkeit der Lichtsignalanlage umfasst. Weiterhin wird ein Trägersig¬ nal durch Umwandeln einer Versorgungsspannung in eine elekt- rische Spannung eines Trägersignals generiert. Zudem wird ein Modulationssignal in Abhängigkeit von dem empfangenen Steuer¬ signal erzeugt und das Trägersignal mit dem Modulationssignal zu einem modulierten Steuersignal zum Steuern der Helligkeit der Signalgeber moduliert.
Die wesentlichen Komponenten der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zum Einstellen der Helligkeit von Signalgebern einer Lichtsignalanlage können zum überwiegenden Teil in Form von Softwarekomponenten ausgebildet sein. Dies betrifft ins- besondere die Modulationssignal-Erzeugungseinheit und die Mo¬ dulator-Einheit. Grundsätzlich können diese Komponenten aber auch zum Teil, insbesondere wenn es um besonders schnelle Be¬ rechnungen geht, in Form von softwareunterstützter Hardware, beispielsweise FPGAs oder dergleichen, realisiert sein. Eben- so können die benötigten Schnittstellen, beispielsweise wenn es nur um eine Übernahme von Daten aus anderen Softwarekompo¬ nenten geht, als Softwareschnittstellen ausgebildet sein. Sie können aber auch als hardwaremäßig aufgebaute Schnittstellen ausgebildet sein, die durch geeignete Software angesteuert werden.
Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher verwendete Schaltungsanordnungen zum Einstellen der Helligkeit von Signalgebern einer Lichtsignal- anläge auf einfache Weise durch ein Software-Update nachge¬ rüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten. Insofern wird die Aufgabe auch durch ein Computerprogrammprodukt gelöst, welches direkt in eine Speicherein- richtung einer Lichtsignalanlage ladbar ist, mit Programmab¬ schnitten, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Programm in der Lichtsignalanlage ausgeführt wird.
Die abhängigen Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung enthalten jeweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Dabei können insbesondere die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhän- gigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weiterge¬ bildet sein. Zudem können im Rahmen der Erfindung auch die verschiedenen Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele und Ansprüche auch zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden .
Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ei¬ nen zusätzlichen Schalter zwischen der Spannungswandlungsein- heit und der Modulatoreinheit auf. Der zusätzliche Schalter kann zum Zuschalten und Trennen der Schaltungsanordnung von der Versorgungsspannung bzw. der Trägerspannung dienen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist die Modulationssignal-Erzeugungseinheit dazu eingerichtet, als Modulationssignal ein Sinussignal zu erzeugen. Ein Sinussignal kann zum Beispiel zur Frequenzmodulation eines Trägersignals verwendet werden. Dabei ist die zu übertragende Information in der modulierten Frequenz des Trägersignals enthalten. Beispielsweise kann das Sinussignal für das Einstellen einer normalen Helligkeit eine Frequenz von 1 kHz aufweisen und für eine schwächere Helligkeit eine Frequenz von 2 kHz aufweisen.
Die Frequenzen sind im Prinzip frei wählbar, liegen in der Praxis üblicherweise in der Größenordnung von 100 Hz bis ma¬ ximal 10 kHz. Auch der Frequenzhub, also die Differenz der beiden Modulationsfrequenzen, ist beliebig wählbar. Allerdings wird die korrekte Demodulation im Signalgeber mit klei- nem Frequenzhub aufwendiger, so dass ein ausreichender Frequenzhub bevorzugt ist.
Daneben ist die Modulation nicht nur auf Sinus- oder Recht- eckfunktionen beschränkt. Ebenso gut könnte ein Signal mit einer Dreiecksform, einer Sägezahnform oder jede andere willkürlich wählbare Signalform, dazu verwendet werden.
Alternativ kann die Modulationssignal-Erzeugungseinheit dazu eingerichtet sein, als Modulationssignal ein Rechtecksignal zu erzeugen.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird die Modulatoreinheit derart angesteuert , dass für das Einstellen einer normalen Hellig¬ keit kein Rechtecksignal moduliert wird und für eine schwä¬ chere Helligkeit eine Modulation der elektrischen Spannung des Signalgebers mit einem Rechtecksignal mit einer Frequenz von 1 kHz durchgeführt wird. Beispielsweise kann die Modula- tionseinheit derart angesteuert werden, dass sie nur während der Zeitabschnitte, während derer die Helligkeit gedimmt wird, ein von Null verschiedenes Signal an die Modulatorein¬ heit ausgibt. In einer besonders einfach zu realisierenden Variante der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist die Modulatoreinheit als einfacher Schalter ausgeführt. Der Schalter kann z.B. als handelsüblicher High-Side-Switch (aus der Smart High Side Switch Familie von Infineon) realisiert sein. In diesem Fall wird der Schalter mit Hilfe des Modulationssignals der Modu¬ lationseinheit angesteuert und entsprechend der Amplitude des Modulationssignals geschaltet. Auf diese Weise kann z.B. als Steuersignal zum Steuern der Signalgeber ein Rechtecksignal mit der Frequenz des Modulationssignals und der Amplitude des Trägersignals erzeugt werden.
In einer besonders praktikablen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist die Spannungswandlungseinheit dazu eingerichtet, die Versorgungsspannung in eine elektrische Gleichspannung eines Trägersignals zu transformieren. Das zu modulierende Trägersignal ist in diesem Fall als
Gleichspannungssignal ausgebildet .
Zusätzlich kann die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung eine Amplitudenhub-Einstelleinheit aufweisen, welche dazu einge¬ richtet ist, eine Amplitude des modulierten Steuersignals einzustellen. Durch die Einstellung der Amplitude des modu- Herten Steuersignals kann der Wirkungsgrad und die Störfes¬ tigkeit der Signalübertragung eingestellt werden. Auf diese Weise kann die Anordnung spezifischen Umgebungsbedingungen und Anforderungen angepasst werden. Die Amplitudenhub-Einstelleinheit kann zum Beispiel eine Dio¬ denstrecke oder einen Längsregler aufweisen, welcher die Modulatoreinheit überbrückt. Anders ausgedrückt, werden die Bauelemente der Amplitudenhub-Einstelleinheit der Modulator¬ einheit, welche insbesondere als einfacher Schalter ausge- bildet ist, parallel geschaltet, so dass auch in der Phase, in der der Schalter sperrt, ein Signal am Ausgang der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung anliegt, wobei dessen Amplitude von der Impedanz der Bauelemente der Amplitudenhub-Einstelleinheit abhängt.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann in einer besonders energiesparenden Variante auch eine Taktsteuerungseinheit aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, ein Tastver¬ hältnis festzulegen, mit dem das Trägersignal mit dem Modula- tionssignal moduliert wird. Dabei weist die Schaltungsanord¬ nung bevorzugt auch eine Signalmultiplikationseinheit oder Mischereinheit auf, welche dazu eingerichtet ist, ein von der Taktsteuerungseinheit erzeugtes Taktsignal mit dem Modulati¬ onssignal zu mischen, insbesondere zu multiplizieren. Das Tastverhältnis des Taktsignals legt die Zeitdauer fest, für die das Trägersignal moduliert wird. Beispielsweise kann es ausreichen, das Trägersignal nur für ein Teilintervall eines jeden Zeitschlitzes oder eines Systemzeitintervalls zu modu- lieren, da beispielsweise die Signalgeber das Steuersignal nur in bestimmten Zeitintervallen abtasten und dazwischen keine Information von den Signalgebern erfasst wird. Dieses Zeitintervall kann zum Beispiel ein Systemzeitintervall oder ein Zeitschlitz sein. Dabei ist ein bestimmter Zeitschlitz ein festgelegtes Zeitintervall, das sich im Rahmen der Perio de der Systemzeit wiederholt.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beige¬ fügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Es zeigen:
FIG 1 eine herkömmliche Lichtsignalanlage mit einem
Dimm- ransformator,
FIG 2 eine herkömmliche Lichtsignalanlage mit zwei un¬ terschiedlichen zuschaltbaren Spannungswandlern,
FIG 3 eine Lichtsignalanlage mit einer Schaltungsanord¬ nung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung,
FIG 4 eine Schaltungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Erzeugen eines frequenzmodulierten Signals,
FIG 5 eine Schaltungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Erzeugen eines rechteckmodulierten Signals,
FIG 6 eine Schaltungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem einfachen Schalter als Modulator, FIG 7 die Schaltungsanordnung der FIG 6 mit einem zusätzlichen Überbrückungselement zum Einstellen eines Amplitudenhubs des modulierten Signals, FIG 8 eine Schaltungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, welche hinsichtlich Verlustleistung und Störemission optimiert ist,
FIG 9 den zeitlichen Verlauf eines Ansteuerungssignal , welches von der Schaltungsanordnung der Figur 8 erzeugt wurde,
FIG 10 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Einstellen der Helligkeit einer Lichtsignalanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht .
FIG 1 zeigt eine herkömmliche dimmbare Lichtsignalanlage 20 mit einem Dimm-Transformator 6. Die Lichtsignalanlage 20 um' fasst eine Spannungsversorgungsschaltung 1, welche der Bereitstellung einer für eine bestimmte Helligkeit eines Sig- nalgebers geeigneten Versorgungsspannung V supp dient. Zudem umfasst die Lichtsignalanlage 20 eine Lampenschalteinrichtung 2 auf, welche dazu dient, zwischen verschiedenen Signalgebern einer Signalgebereinheit 3 umzuschalten. Beispielsweise um- fasst die Signalgebereinheit 3 einen Signalgeber 3a für rotes Licht, einen Signalgeber 3b für gelbes Licht und einen Sig¬ nalgeber 3c für grünes Licht.
Die Spannungsversorgungsschaltung 1 umfasst eine Spannungs- versorgungsschnittstelle 15, welche als Anschluss an eine Spannungsversorgungsleitung 4, beispielsweise mit einer Versorgungsspannung von 230V, dient. Innerhalb der Spannungs- Versorgungsschaltung 1 zweigt von der Spannungsversorgungs¬ leitung 4 eine Leitung 5 zu einem Dimm-Transformator 6 ab. Der Dimm-Transformator 6 transformiert die an seinem Eingang 6a anliegende Spannung Vsupp von beispielsweise 230V in eine gedimmte Signalspannung Vsig . Die am Ausgang 6b anliegende Signalspannung Vsig wird bei Bedarf von einem ersten Signal- spannungswechselschalter 8 auf eine Signalleitung 7 zwischen der Spannungsversorgungsschaltung 1 und der Lampenschalteinrichtung 2 geschaltet. D.h., der erste Signalspannungswech- selschalter 8 wird auf Durchlass geschaltet, wenn ein Signal¬ geber der Signalgebereinheit 3 mit einer reduzierten Hellig¬ keit leuchten soll. Zusätzlich ist auch zwischen die Versor- gungsspannungsleitung 4 und die Signalleitung 7 ein zweiter Signalspannungswechselschalter 9 geschaltet, welcher für den Fall, dass keine Dimmfunktion gewünscht ist, auf Durchlass geschaltet ist. Die beiden Signalspannungswechselschalter 8, 9 werden im Wechsel geschaltet. Ist beispielsweise der erste Signalspannungswechselschalter 8 durchgeschaltet, so ist der zweite Signalspannungswechselschalter 9 gesperrt und umgekehrt. Auf diese Weise kann zwischen zwei verschiedenen Sig¬ nalspannungen VSig hin- und her geschaltet werden.
Die Lampenschalteinrichtung 2 weist entsprechend der Zahl der Signalgeber 3a, 3b, 3b einer Signalgebereinheit 3 drei Lam¬ penschalter 10, 11, 12 auf, mit denen eine Signalspannung Vsig auf einen der Signalgeber 3a, 3b, 3b geschaltet werden kann. Möglich ist auch ein Schalten der Signalspannung Vsig auf mehrere Signalgeber gleichzeitig, wenn mehrere Signalgeber gleichzeitig leuchten sollen. Dies ist zum Beispiel bei der Vorbereitungsphase auf eine Freigabe einer Durchfahrt durch die Lichtsignalanlage 20 der Fall, also beispielsweise bei dem Übergang von der Rotphase zur Grünphase. Wie bereits er¬ wähnt, benötigt die herkömmliche dimmbare Lichtsignalanlage 20 einen zusätzlichen Dimm-Transformator 6, der einen erhöhten Platzbedarf hat und vergleichsweise hohe Kosten mit sich bringt. Weiterhin ist in Figur 1 auch ein Neutralleiter N zwischen der Signalgebereinheit 3 und der Spannungsversor- gungsschnittstelle 15 gezeigt.
In der FIG 2 ist eine herkömmliche Lichtsignalanlage 30 mit einer alternativen Spannungsversorgungsschaltung 1 gezeigt. Die in FIG 2 gezeigte Lichtsignalanlage 30 weist ebenso wie die in FIG 1 gezeigte Lichtsignalanlage 20 eine Lampenschalt- einrichtung 2 und eine Signalgebereinheit 3 auf. Die Span¬ nungsversorgungsschaltung 1 der alternativen Lichtsignalanlage 30 umfasst anstatt des in Figur 1 gezeigten Dimm-Trans- formators 6 zwei parallel geschaltete Spannungswandler 13, 14, welche beispielsweise als sogenannte Schaltnetzteile aus¬ gebildet sein können. Ein erster Spannungswandler 13 wandelt eine Versorgungsspannung Vsupp von 230 V in eine Gleichspannung von 18 Volt und ein zu dem ersten Spannungswandler 13 parallel geschalteter zweiter Spannungswandler 14 wandelt die Versorgungsspannung Vsupp von 230 V in eine Gleichspannung von 24 Volt. Zwischen den beiden Spannungswandlern 13, 14 und der Signalleitung 7, welche die Spannungsversorgungsschaltung 1 mit der Lampenschalteinrichtung 2 verbindet, ist jeweils ein Signalspannungswechselschalter 8, 9 geschaltet, welcher jeweils eine der beiden Gleichspannungen auf die Signalspannungsleitung 7 schalten kann. Liegt an den Signalgebern 3a, 3b, 3c die niedrigere Signalspannung VSig von 18V an, so ist die Helligkeit des entsprechenden Signalgebers 3a, 3b, 3c re- duziert. Liegt an den Signalgebern 3a, 3b, 3c eine Signal¬ spannung VSig von 24V an, so leuchtet der jeweilige ange¬ steuerte Signalgeber mit der vollen Helligkeit. Zusätzlich ist in Figur 2 auch ein Neutralleiter N zwischen der Signalgebereinheit 3 und der Spannungsversorgungsschnittstelle 15 gezeigt.
In FIG 3 ist eine Lichtsignalanlage 40 mit einer Schaltungs¬ anordnung 41 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die Lichtsignalanlage 40 in FIG 3 umfasst ähnlich wie die in den Figuren 2 und 3 gezeigten Lichtsignalanlagen 20, 30 eine Spannungsversorgungsschaltung 41, welche der Bereitstellung einer für eine bestimmte Helligkeit eines Sig¬ nalgebers geeigneten Versorgungsspannung bzw. Signalspannnug VSig dient. Zudem umfasst die Lichtsignalanlage 40 eine Lam- penschalteinrichtung 42, welche dazu dient, zwischen verschiedenen Signalgebern einer Signalgebereinheit 43 umzuschalten. Weiterhin weist die in FIG 3 gezeigte Lichtsignal¬ anlage 40 eine Signalgebereinheit 43 auf. Beispielsweise um¬ fasst die Signalgebereinheit 43 einen Signalgeber 43a für ro- tes Licht, einen Signalgeber 43b für gelbes Licht und einen Signalgeber 43c für grünes Licht. Die in FIG 3 gezeigte Lam¬ penschalteinrichtung 42 hat einen ähnlichen Aufbau wie die entsprechenden in FIG 1 und FIG 2 gezeigten Einheiten, insbe- sondere umfasst die in FIG 3 gezeigte Lampenschalteinrichtung 42 auch drei Lampenschalter 10, 11, 12 auf, mit denen ein Signal MOD auf einen der Signalgeber 3a, 3b, 3b geschaltet werden kann. Äußerlich hat die in FIG 3 gezeigte Signalge- bereinheit 43 ebenfalls einen den in FIG 1 und FIG 2 gezeig¬ ten Signalgebereinheiten ähnlichen Aufbau. Allerdings handelt es sich bei den in FIG 3 gezeigten Signalgebern um sogenannte intelligente Signalgeber. Diese intelligenten Signalgeber ermöglichen es, über eine Modulation der Versorgungsspannung bzw. Signalspannung digitale Telegramme oder Zustände von der Steuerung, d.h. der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, an die Signalgeber zu senden. Abhängig von dem Informationsgehalt des digitalen Telegramms reguliert eine intelligente Steuerung im Signalgeber die Lichtleistung. Teil eines intel- ligenten Signalgebers ist auch ein Demodulator (nicht ge¬ zeigt) , welcher das von der Spannungsversorgungsschaltung empfangene modulierte Signal derart analysiert, dass die ent¬ haltende Information betreffend die Helligkeit der Signalge¬ ber von den Signalgebern erfasst und weiterverarbeitet werden kann.
Weiterhin unterscheidet sich der Aufbau der in FIG 3 gezeig¬ ten Spannungsversorgungsschaltung 41 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erheblich von den herkömmlichen in FIG 1 und FIG 2 gezeigten Spannungsversorgungsschaltungen 1.
Die in FIG 3 gezeigte Spannungsversorgungsschaltung 41 umfasst eine Modulationssignal-Erzeugungseinheit 44, welche da¬ zu eingerichtet ist, ein Modulationssignal MD zu erzeugen. Das Modulationssignal MD enthält eine Steuerungsinformation, welche von der Signalgebereinheit 43 ausgewertet und als Steuerungsbefehl interpretiert wird. Die Modulationssignal- Erzeugungseinheit 44 ist mit einer Modulatoreinheit 45 elekt¬ risch verbunden. Die Modulatoreinheit 45 ist über einen
Schalter 8 mit einer Spannungswandlereinheit 14 verbunden, die eine Versorgungsspannung von 230V in eine Trägersignalspannung VSig von 24 Volt Gleichspannung umwandelt. Ist die Modulatoreinheit 45 aktiviert und der Schalter 8 auf Durch- lass geschaltet, wird auf das Trägersignal Vsig ein von der Modulationssignal-Erzeugungseinheit 44 erzeugtes Modulations¬ signal MD aufmoduliert . Bei der Modulation können verschie¬ dene Verfahren, wie zum Beispiel die Frequenzmodulation oder Amplitudenmodulation oder eine Rechteckmodulation, verwendet werden (wie schon oben geschrieben, sind alle Signalformen möglich) . Zudem weist die Schaltungsanordnung 41 eine Steuerungsdaten-Empfangseinheit 46 zum Empfangen eines Steuersig¬ nals auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Steuerungs- daten-Empfangseinheit 46 Teil der Modulatoreinheit 45. Das Steuersignal S umfasst Informationen bezüglich einer einzustellenden Helligkeit der Lichtsignalanlage 40, d.h., das Mo¬ dulationssignal MD wird in Abhängigkeit von einem Steuersig¬ nal S erzeugt.
Das modulierte Signal MOD wird anschließend über die Lampen- schaltereinheit 42 an einen der Signalgeber 43a, 43b, 43c der Signalgebereinheit 43 weitergeleitet. Jeder der Signalgeber 43a, 43b, 43c umfasst bevorzugt einen Signalprozessor mit ei- nem Demodulator (nicht gezeigt) , welcher das empfangene modu¬ lierte Signal MOD wieder in das Modulationssignal MD mit der Steuerungsinformation und das Trägersignal SIG aufteilt. Der Signalprozessor des jeweiligen Signalgebers 43a, 43b, 43c stellt dann anhand der in dem Steuersignal S bzw. Modulati- onssignal MD enthaltenen Steuerbefehle einen Strom durch sei¬ ne Leuchteinheit oder eine an der Leuchteinheit des Signalge¬ bers 43a, 43b, 43c anliegende Spannung auf den befehlsgemäßen Wert ein. Auf diese Weise kann eine vielstufige oder gar kon¬ tinuierliche Dimmung der Helligkeit der Signalgeber 43a, 43b, 43c erfolgen. Zusätzlich ist in Figur 3 ein Neutralleiter N zwischen der Signalgebereinheit 43 und der Spannungsversor- gungsschnittstelle 15 gezeigt.
In FIG 4 ist eine Schaltungsanordnung 41 gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung mit den wichtigsten Elementen, d.h. der Modulationssignal-Erzeugungseinheit 44, der Modula¬ toreinheit 45 und dem Schalter 8, vergrößert dargestellt. Bei dem in FIG 4 gezeigten Ausführungsbeispiel wird zur Modula- 1 b
tion das Prinzip der Frequenzmodulation verwendet. Die Modulationssignal-Erzeugungseinheit 44 erzeugt dabei ein Sinus¬ signal, welches je nachdem, ob die Signalgeber (nicht ge¬ zeigt) mit voller Helligkeit leuchten sollen oder mit verrin- gerter Helligkeit leuchten sollen, eine unterschiedliche Fre¬ quenz umfasst. In dem in FIG 4 gezeigten konkreten Beispiel ist die Frequenz des Modulationssignals MD für normale Hel¬ ligkeit auf 1kHz festgelegt und für Dimmen auf 2 kHz festge¬ legt. Das von der Modulationssignal-Erzeugungseinheit 44 er- zeugte Modulationssignal MD wird an die Modulatoreinheit 45 geschickt und dort auf ein Trägersignal SIG aufmoduliert, so dass ein moduliertes Signal MOD erzeugt wird.
Das Trägersignal SIG ist in der FIG 4 oben links in einem Schaubild als Spannungssignal mit der Gleichspannung Vsig, welche konstant über die Zeit t ist, veranschaulicht. Oben rechts in der Figur 4 ist das modulierte Signal MOD ebenfalls als Spannungssignal in Abhängigkeit von der Zeit gezeigt. In einem ersten Zeitabschnitt ab t = 0 liegt die Frequenz des modulierten Signals MOD bei 1 kHz. D.h., es wird ein Steuerungsbefehl übermittelt, dass die Signalgeber mit voller Helligkeit NH leuchten sollen. Bei t = ti wird die Frequenz des modulierten Signals MOD auf 2 kHz geändert. Nun wird mit dem modulierten Signal MOD ein Steuerungsbefehl übermittelt, dass die Signalgeber mit verringerter Helligkeit Dim leuchten sollen, also gedimmt werden sollen.
In FIG 5 ist eine Schaltungsanordnung 41a gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung mit den wichtigsten Elementen, d.h. einer Modulationssignal-Erzeugungseinheit 44, einer Modulatoreinheit 45 und einem Schalter 8 vergrößert dargestellt. Bei dem in FIG 5 gezeigten Ausführungsbeispiel wird zur Modulation das Prinzip der Rechteckmodulation verwendet. Die Modulationssignal-Erzeugungseinheit 44 erzeugt dabei ein Rechtecksignal mit einer festen Frequenz und Puls¬ weite. Für den Fall, dass die Signalgeber mit voller Hellig¬ keit leuchten sollen, wird von der Modulationssignal-Erzeu¬ gungseinheit 44 kein Signal ausgegeben. Für den Fall, dass die Signalgeber mit verringerter Helligkeit leuchten sollen, wird von der Modulationssignal-Erzeugungseinheit 44 ein
Rechtecksignal als Modulationssignal MD erzeugt. In dem in FIG 5 gezeigten konkreten Beispiel ist die Frequenz des rechteckigen Modulationssignals MD für Dimmen auf 1 kHz fest¬ gelegt. In dem Fall verringerter Helligkeit wird das von der Modulationssignal-Erzeugungseinheit 44 erzeugte rechteckige Modulationssignal MD an die Modulatoreinheit 45 geschickt und dort auf ein Trägersignal SIG aufmoduliert, so dass ein modu- liertes Signal MOD erzeugt wird. Das Trägersignal SIG ist in der Figur 5 oben links in einem Schaubild als Spannungssignal mit der Spannung VSiG in Abhängigkeit von der Zeit t veran¬ schaulicht. Es ist als konstantes Gleichspannungssignal aus¬ gebildet .
Oben rechts in der FIG 5 ist das modulierte Signal MOD eben¬ falls als Spannungssignal in Abhängigkeit von der Zeit ge¬ zeigt. In einem ersten Zeitabschnitt ab t = 0 liegt die Fre¬ quenz des modulierten Signals MOD bei 1 kHz und das Signal weist eine rechteckige Modulation der Amplitude auf. D.h., es wird ein Steuerungsbefehl übermittelt, dass die Signalgeber mit verringerter Helligkeit Dim leuchten sollen. Bei t = ti wird das modulierte Signal MOD dahingehend geändert, dass nun nur das konstante Trägersignal SIG übertragen wird. Nun wird mit dem modulierten Signal MOD ein Steuerungsbefehl übermittelt, dass die Signalgeber mit voller Helligkeit NH leuchten sollen. Die Rechteckmodulation durch den Modulator 45 bei dem Ausführungsbeispiel in FIG 5 entspricht einer Addition des Modulationssignals MD zu dem Trägersignal SIG. D.h., es wird ein zwischen einem positiven und einem negativen Wert alternierendes Rechtecksignal MD auf ein konstantes Trägersignal SIG addiert.
In FIG 6 ist eine Schaltungsanordnung 41b gemäß einem weite- ren alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung mit den wichtigsten Elementen, d.h. einer Modulationssignal-Erzeugungseinheit 44 und einem Schalter 8 vergrößert dargestellt. Bei dem in FIG 6 gezeigten Ausführungsbeispiel wird ebenso wie bei dem in FIG 5 gezeigten Ausführungsbeispiel zur Modu¬ lation das Prinzip der Rechteckmodulation verwendet. Die Anordnung in FIG 6 ist jedoch dahingehend vereinfacht, dass die in FIG 5 gezeigte Modulatoreinheit 45 weggelassen ist und stattdessen nur ein Schalter 8 ausgebildet ist. Der Schalter 8 stellt eine schaltbare elektrische Verbindung zwischen der Spannungswandlereinheit 14 (siehe FIG 3) und der Leitung 7 zur Lampenschaltereinheit 42 dar. Die Steuerung des Schalters 8 erfolgt in dem in FIG 6 gezeigten Ausführungsbeispiel durch die Modulationssignal-Erzeugungseinheit 44. Die Modulations¬ signal-Erzeugungseinheit 44 erzeugt wiederum ein Rechtecksig¬ nal mit einer festen Frequenz und Pulsweite. Für den Fall, dass die Signalgeber mit voller Helligkeit leuchten sollen, wird von der Modulationssignal-Erzeugungseinheit 44 kein Sig- nal ausgegeben. Damit bleibt der Schalter 8 auf Durchlass ge¬ schaltet und als Steuersignal MOD wird das konstante Träger¬ signal SIG ausgegeben. Für den Fall, dass die Signalgeber mit einer verringerten Helligkeit, auch als Dimmen bzw. Dimmzustand bezeichnet, leuchten sollen, wird von der Modulations- signal-Erzeugungseinheit 44 ein Rechtecksignal ausgegeben. Der Schalter 8 wird nun mit dem Rechtecksignal angesteuert, welches bewirkt, dass der Schalter zwischen Durchlasszustand und geöffnetem Zustand wechselt. Steht der Schalter 8 auf Durchlass, weist das modulierte Signal MOD eine Amplitude entsprechend der Amplitude des Trägersignals SIG auf. Ist der Schalter 8 jedoch geöffnet, liegt kein Signal an der Leitung zur Spannungswandlereinheit 14 an und die Amplitude des modu¬ lierten Signals MOD beträgt 0. In dem in FIG 6 gezeigten konkreten Beispiel ist die Frequenz des rechteckigen Modula- tionssignals MD für Dimmen auf 1 kHz festgelegt. Das Träger¬ signal SIG ist in der FIG 6 oben links in einem Schaubild als Spannungssignal mit der Spannung V in Abhängigkeit von der Zeit t veranschaulicht. Es ist als konstantes Gleichspan¬ nungssignal ausgebildet. Oben rechts in der FIG 6 ist das mo- dulierte Signal MOD ebenfalls als Spannungssignal in Abhän¬ gigkeit von der Zeit gezeigt. In einem ersten Zeitabschnitt ab t = 0 liegt die Frequenz des modulierten Signals MOD bei 1 kHz und das Signal weist eine rechteckige Form auf. D.h., es wird ein Steuerungsbefehl übermittelt, dass die Signalgeber mit verringerter Helligkeit Dim leuchten sollen. Bei t = ti wird das modulierte Signal MOD dahingehend geändert, dass nun nur das konstante Trägersignal SIG übertragen wird, d.h., der Schalter 8 ist nun dauerhaft durchgeschaltet. In diesem Zu¬ stand wird mit dem modulierten Signal MOD ein Steuerungsbe¬ fehl übermittelt, dass die Signalgeber mit voller Helligkeit NH leuchten sollen. In FIG 7 ist eine Schaltungsanordnung 41c gemäß einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung mit den wichtigsten Elementen, d.h. einer Modulationssignal-Erzeugungseinheit 44, einem Schalter 8 und einer Amplitudenhub- Einstelleinheit 47 vergrößert dargestellt. Bei dem in FIG 7 gezeigten Ausführungsbeispiel wird ebenso wie bei dem in FIG 6 gezeigten Ausführungsbeispiel zur Modulation das Prinzip der Rechteckmodulation verwendet. Die Anordnung in FIG 7 ist ebenso wie die in FIG 6 gezeigte Anordnung dahingehend ausge¬ legt, dass die Modulation des Trägersignals SIG durch An- Steuerung des Schalters 8 realisiert ist. Der Schalter 8 stellt eine schaltbare elektrische Verbindung zwischen der Spannungswandlereinheit 14 (siehe FIG 3) und der Leitung 7 zur Lampenschaltereinheit 42 dar. Die Ansteuerung des Schal¬ ters 8 erfolgt durch ein von der Modulationssignal-Erzeu- gungseinheit 44 erzeugtes Modulationssignal MD. Insoweit ent¬ spricht der Aufbau der in FIG 7 gezeigten Schaltungsanordnung 41c dem Aufbau in FIG 6. Zusätzlich umfasst die Schaltungsanordnung 41c jedoch noch eine Amplitudenhub-Einstelleinheit 47. Die Amplitudenhub-Einstelleinheit kann z.B. eine Dioden- strecke aufweisen oder als Längsregler ausgebildet sein. Sie überbrückt den Schalter 8 bzw. ist zu diesem parallel ge¬ schaltet. Die Amplitudenhub-Einstelleinheit 47 funktioniert dahingehend, dass je nach eingestelltem Widerstand der Ampli¬ tudenhub-Einstelleinheit 47 eine entsprechende Spannung AU an der von der Amplitudenhub-Einstelleinheit 47 gebildeten Brü¬ cke über den Schalter 8 abfällt. Ist der Schalter 8 auf
Durchlass geschaltet, so fällt keine Spannung am Schalter 8 ab, da der Schalter 8 einen minimalen Widerstand im Durch- lasszustand hat. Ist der Schalter 8 jedoch geöffnet, d.h. ge¬ sperrt, so wird das Trägersignal SIG nicht vollständig unter¬ brochen, sondern kann über die von der Amplitudenhub-Einstelleinheit 47 gebildete Brücke, um die an der Brücke bzw. der Amplitudenhub-Einstelleinheit 47 abfallende Spannung AU reduziert, weiterhin am Ausgang der Schaltungsanordnung 41c anliegen .
Wie bei dem Ausführungsbeispiel in FIG 6 erzeugt die Modula- tionssignal-Erzeugungseinheit 44 wiederum ein Rechtecksignal mit einer festen Frequenz und Pulsweite. Für den Fall, dass die Signalgeber mit voller Helligkeit leuchten sollen, wird von der Modulationssignal-Erzeugungseinheit 44 kein Signal ausgegeben. Damit bleibt der Schalter 8 auf Durchlass ge- schaltet und als Steuersignal MOD wird das konstante Träger¬ signal SIG ausgegeben. Für den Fall, dass die Signalgeber mit einer verringerten Helligkeit, auch als Dimmen bzw. Dimmzustand bezeichnet, leuchten sollen, wird von der Modulations¬ signal-Erzeugungseinheit 44 ein Rechtecksignal ausgegeben. Der Schalter 8 wird nun mit dem Rechtecksignal angesteuert, welches bewirkt, dass der Schalter 8 zwischen Durchlasszu¬ stand und geöffnetem Zustand wechselt. Steht der Schalter 8 auf Durchlass, weist das modulierte Signal MOD eine Amplitude entsprechend der Amplitude des Trägersignals SIG auf. Ist der Schalter 8 jedoch geöffnet, liegt ein um die Spannung AU verringertes Signal an der Leitung 7 zur Lampenschaltereinheit 42 an und die Amplitude des modulierten Signals MOD beträgt VSig -AU. In dem in FIG 7 gezeigten konkreten Beispiel ist die Frequenz des rechteckigen Modulationssignals MD für Dimmen auf 1 kHz festgelegt. Das Trägersignal SIG ist in der FIG 7 oben links in einem Schaubild als Spannungssignal mit der Spannung V in Abhängigkeit von der Zeit t veranschaulicht. Es ist als konstantes Gleichspannungssignal ausgebildet. Oben rechts in der FIG 7 ist das modulierte Signal MOD ebenfalls als Spannungssignal in Abhängigkeit von der Zeit gezeigt. In einem ersten Zeitabschnitt ab t = 0 liegt die Frequenz des modulierten Signals MOD bei 1 kHz und das modulierte Signal MOD weist eine rechteckige Form auf, wobei die minimale Amp- litude der elektrischen Spannung des modulierten Signals MOD VSig -AU beträgt und die maximale Amplitude Vsig beträgt. D.h., es wird ein Steuerungsbefehl übermittelt, dass die Signalge¬ ber mit verringerter Helligkeit Dim leuchten sollen. Bei t = ti wird das modulierte Signal MOD dahingehend geändert, dass nun nur das konstante Trägersignal SIG übertragen wird, d.h. der Schalter 8 ist nun dauerhaft durchgeschaltet. Nun wird mit dem modulierten Signal MOD bzw. dem Trägersignal SIG ein Steuerungsbefehl übermittelt, dass die Signalgeber mit voller Helligkeit NH leuchten sollen. Mit der Einstellung des Modulationshubs können die Störfestigkeit und der Wirkungsgrad der Schaltungsanordnung beeinflusst werden. Wird ein großer Amplitudenhub AU gewählt, so erhöht sich die Störfestigkeit bzw. es wird ein verbessertes Signal/Rausch-Verhältnis er- reicht. Allerdings sinkt im Zusammenhang mit dieser Maßnahme der Wirkungsgrad der Schaltung. Wählt man dagegen einen niedrigeren Amplitudenhub AU, so wird der Wirkungsgrad verbes¬ sert, dafür wird in diesem Fall eine geringere Störfestigkeit in Kauf genommen.
In FIG 8 ist eine Schaltungsanordnung 41d gemäß einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung mit den wichtigsten Elementen, d.h. einer Modulationssignal-Erzeugungseinheit 44, einer Taktsteuerungseinheit 48, einer Mi- schereinheit 49, einem Schalter 8 und einer Amplitudenhub- Einstelleinheit 47, vergrößert dargestellt. Bei dem in FIG 8 gezeigten Ausführungsbeispiel wird ebenso wie bei dem in FIG 7 gezeigten Ausführungsbeispiel zur Modulation das Prinzip der Rechteckmodulation verwendet. Die Anordnung in FIG 8 ist ebenso wie die in FIG 7 gezeigte Anordnung dahingehend ausge¬ legt, dass die Modulation des Trägersignals SIG durch An- steuerung des Schalters 8 realisiert ist. Der Schalter 8 stellt eine schaltbare elektrische Verbindung zwischen der Spannungswandlereinheit 14 (siehe FIG 3) und der Leitung 7 zur Lampenschaltereinheit 42 (siehe FIG 3) dar. Weiterhin um- fasst die in FIG 8 gezeigte Schaltungsanordnung 41d ebenso wie die in FIG 7 gezeigte Schaltungsanordnung 41c eine Amplitudenhub-Einstelleinheit 47. Die Amplitudenhub-Einstellein- heit 47 kann zum Beispiel als Diodenstrecke oder als Längs¬ regler ausgebildet sein. Sie überbrückt den Schalter 8 bzw. ist zu diesem parallel geschaltet. Die Funktion der Amplitu¬ denhub-Einstelleinheit 47 ist bereits in der Beschreibung der FIG 7 erläutert, so dass an dieser Stelle darauf verwiesen wird. Die Ansteuerung des Schalters 8 erfolgt ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel der FIG 7 mit Hilfe eines Modulati¬ onssignals MD. Im Unterschied zu der in FIG 7 gezeigten Anordnung 41c wird bei der in FIG 8 gezeigten Schaltungsanordnung 41d das Modulationssignal MD jedoch durch Mischen, wie zum Beispiel Mul¬ tiplizieren, des von der Modulationssignal-Erzeugungseinheit 44 erzeugten Signals MD mit einem Taktsteuersignal TKT er- zeugt, welches von der Taktsteuereinheit 48 erzeugt wird. Die beiden Signale MD, TKT werden in einer Mischereinheit 49 ge¬ mischt, d.h. beispielsweise multipliziert, wodurch sich ein gemischtes Modulationssignal MMD ergibt, mit dem der Schalter 8 gesteuert wird.
Die Taktsteuereinheit 48 gibt für den Fall einer Herabsetzung der Helligkeit der Signalgeber das Tastverhältnis zwischen der Systemzeit tsys und einer Modulationszeit tmoci vor. Das dem Tastverhältnis entsprechende Taktsignal TKT ist unten links in einem Schaubild in der FIG 8 gezeigt. Das Taktsignal TKT wird als Rechtecksignal mit der Modulationszeit tmoci in Zeit¬ abständen tSys erzeugt. Wie bei dem Ausführungsbeispiel in FIG 7 erzeugt die Modulationssignal-Erzeugungseinheit 44 wiederum ein Rechtecksignal MD mit einer festen Frequenz und Pulswei- te . Dieses Signal ist links in der FIG 8 oberhalb des Schau¬ bilds für das Taktsignal gezeigt. Für den Fall, dass die Sig¬ nalgeber mit voller Helligkeit leuchten sollen, wird von der Modulationssignal-Erzeugungseinheit 44 kein Signal ausgege¬ ben. Damit bleibt der Schalter 8 auf Durchlass geschaltet und als Steuersignal MOD wird das konstante Trägersignal SIG aus¬ gegeben. Für den Fall, dass die Signalgeber mit verringerter Helligkeit, auch als Dimmen bzw. Dimmzustand bezeichnet, leuchten sollen, wird von der Modulationssignal-Erzeugungs- einheit 44 ein Rechtecksignal MD ausgegeben. Das Rechtecksig¬ nal MD wird in der Mischereinheit 49 mit dem Taktsteuersignal TKT von der Taktsteuereinheit 48 gemischt, wobei ein gemisch¬ tes Modulationssignal MMD erzeugt wird. Der Schalter 8 wird nun mit dem gemischten Modulationssignal MMD angesteuert, welches bewirkt, dass der Schalter 8 nur während der Modula¬ tionszeit traod zwischen Durchlasszustand und geöffnetem Zu¬ stand wechselt. Steht der Schalter 8 auf Durchlass, weist das modulierte Signal MOD eine Amplitude entsprechend der Ampli- tude des Trägersignals SIG auf. Ist der Schalter 8 jedoch ge¬ öffnet, liegt ein um die Spannung AU verringertes Signal an der Leitung zur Lampenschaltereinheit 42 (siehe FIG 3) an und die Amplitude des modulierten Signals MOD beträgt Vsig -AU. In dem in FIG 8 gezeigten konkreten Beispiel ist die Frequenz des rechteckigen Modulationssignals MD für Dimmen auf 1 kHz festgelegt. Das Trägersignal SIG ist in der FIG 8 oben links in einem Schaubild als Spannungssignal mit der Spannung V in Abhängigkeit von der Zeit t veranschaulicht. Es ist als kon- stantes Gleichspannungssignal ausgebildet. Oben rechts in der FIG 8 ist das modulierte Signal MOD ebenfalls als Spannungs¬ signal in Abhängigkeit von der Zeit gezeigt. In einem ersten Zeitabschnitt ab t = 0 bis t = tm0d liegt die Frequenz des mo¬ dulierten Signals MOD bei 1 kHz und das modulierte Signal MOD weist eine rechteckige Form auf, wobei die minimale Amplitude des modulierten Signals MOD Vsig -AU beträgt und die maximale Amplitude Vsig beträgt. D.h., es wird ein Steuerungsbefehl übermittelt, dass die Signalgeber mit verringerter Helligkeit Dim leuchten sollen. Bei t = tmoci wird nun aufgrund der von der Taktsteuereinheit festgelegten Modulationszeit tmoci das modulierte Signal MOD dahingehend geändert, dass nun nur das konstante Trägersignal SIG übertragen wird, d.h. der Schalter 8 ist nun dauerhaft durchgeschaltet. Aufgrund der festgeleg¬ ten Systemzeit tsys, welche größer als die Modulationszeit tm0d ist, wird jedoch von dem angesteuerten Signalgeber zu dem
Zeitpunkt tmoci keine Änderung der Helligkeit vorgenommen, da der Prozessor des Signalgebers mit der Systemzeit tsys getak¬ tet ist und daher erst zur Zeit tsvs einen neuen Befehl von der Lampenschaltereinheit 41d erwartet. Ab dem Zeitpunkt ti = tSys wird mit dem modulierten Signal MOD, welches zu diesem Zeitpunkt dem konstanten Trägersignal SIG entspricht, ein Steuerungsbefehl übermittelt, dass die Signalgeber mit voller Helligkeit NH leuchten sollen. Erkennt der Signalgeber am Anfang von tsys aufgrund der Modulation ein Dimm-Kommando, so wird der Signalgeber bis zum Ende von tsys gedimmt angesteuert. Im nächsten Zeitschlitz wiederholt sich die Auswertung. Der Vorteil der taktgesteuerten Modulation besteht da- rin, dass die Verlustleistung begrenzt und damit der Wirkungsgrad der Schaltungsanordnung 41d günstig beeinflusst werden kann.
Die Verlustleistung Pv der Schaltungsanordnung 41d ergibt sich zu wobei ISig die dem ummodulierten Trägersignal SIG entsprechen- de Stromstärke ist, AU der Amplitudenhub ist, tsys der Systemtakt ist, mit dem die Signalgeber Signale empfangen, und tmoci die bereits erwähnte Modulationszeit ist.
Der Wirkungsgrad n ergibt sich zu
Up-AU-tsys-tmod
η= τ - , (2) wobei Uo = VSiG, d.h. die Spannung des Trägersignals SIG ist. In FIG 9 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung des Zusammenhangs zwischen dem modulierten Steuersignal MOD, welches in dem Schaubild im oberen Bereich in Abhängigkeit von der Zeit eingezeichnet ist, und dem durch die Beleuchtungseinheiten der Signalgeber fließenden Strom Iv gezeigt. Als Span- nungsversorgungsschaltung dient dabei eine Schaltungsanordnung 41d gemäß dem in FIG 8 gezeigten Ausführungsbeispiel. Die Zeit t (auf der Abszisse) ist dabei in Zeitschlitze TS = 1 bis TS = 8 eingeteilt. Die Länge der Zeitschlitze ent¬ spricht in diesem Fall der Systemzeit tsys. Bei TS = 1 wird das System eingeschaltet und ein Dimm-Befehl mit Hilfe eines modulierten Steuersignals MOD an einen Signalgeber übermit- telt. Der Signalgeber regelt den Strom Iv durch die Beleuchtungseinheit, beispielsweise eine LED, herunter, so dass Energie gespart werden kann und ein Blendungseffekt des Ver¬ kehrs vermieden wird. Bei den Zeitschlitzen TS = 2 und TS = 3 wird zu Beginn des Zeitschlitzes jeweils ein erneuter Dimm- Befehl von dem Signalgeber empfangen und das Dimmen, d.h. das Leuchten mit herabgesetzter Helligkeit fortgesetzt. Bei TS = 4 wird überhaupt kein Steuersignal an die Signalgeber weiter¬ geleitet, so dass die Signalgeber nicht leuchten. (Dies ge¬ schieht im Lampenschalter durch die Schalter 10, 11 und 12. Bei dem Zeitschlitz TS = 6 erfolgt wieder ein Einschalten der Versorgungsspannung, allerdings wird das Trägersignal SIG in diesem Fall nicht moduliert, was von dem Signalgeber als Be¬ fehl zum Leuchten mit voller Helligkeit interpretiert wird, so dass der Strom Iv durch die Beleuchtungseinheiten maximal ist.
In FIG 10 ist ein Verfahren 100 zum Einstellen der Helligkeit einer Lichtsignalanlage 40 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Flussdiagramm veranschaulicht. Bei dem Schritt 10. I wird ein Steuersignal S empfangen, welches In¬ formationen bezüglich einer einzustellenden Helligkeit der Lichtsignalanlage 40 umfasst. Das Steuersignal S kann z.B. von einer externen Einrichtung, wie z.B. einer Verkehrsleitzentrale, kommen. Zeitlich kontinuierlich wird gemäß dem Schritt 10.11 auch ein Trägersignal SIG durch Umwandeln ei¬ ner an der Spannungsversorgungsschnittstelle anliegenden elektrischen Versorgungsspannung Vsupp in eine elektrische Trägersignalspannung Vsig generiert. Das Trägersignal SIG dient dem Transport der Steuerinformation zu einem Signal- geber 43 der Lichtsignalanlage 40. Bei dem Schritt 10. III wird ein Modulationssignal MD in Abhängigkeit von dem empfan¬ genen Steuersignal S erzeugt. Bei dem Schritt 10. IV wird das Trägersignal SIG für die Signalgeber 43 mit dem Modulations¬ signal MD zu einem modulierten Steuersignal MOD moduliert.
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorbeschriebenen Vorrichtungen und Verfahren lediglich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung han¬ delt und dass die Erfindung vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist. So wurden das Verfahren und die Schaltungsanordnung in erster Linie anhand einer
Lichtsignalanlage erläutert. Die Erfindung ist jedoch weder auf die Anwendung in einer Lichtsignalanlage noch auf eine Anwendung im Verkehrsbereich beschränkt, sondern die Erfindung kann auch grundsätzlich auf andere Signalsysteme, wie zum Beispiel akustische Systeme und auch für andere Zwecke, beispielsweise für Warnsysteme oder dergleichen, angewandt werden. Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf hinge¬ wiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein" bzw. „eine" nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit" nicht aus, dass diese aus mehreren Komponen¬ ten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können .

Claims

Patentansprüche
1. Lichtsignalanlage (40), aufweisend:
- eine Schaltungsanordnung (41, 41a, 41b, 41c, 41d) zum Ein- stellen der Helligkeit von Signalgebern (43) einer Lichtsignalanlage (40), aufweisend:
- eine Spannungsversorgungsschnittstelle (15) zum Empfangen einer elektrischen Versorgungsspannung (Vsupp) ,
- eine Spannungswandlungseinheit (14) zum Generieren eines Trägersignals (SIG) durch Umwandeln der elektrischen Versorgungsspannung (Vsupp) in eine Trägersignalspannung
(Vsig) ,
- eine Steuerungsdaten-Empfangseinheit (46) zum Empfangen eines Steuersignals (S) , wobei das Steuersignal (S) In- formationen bezüglich einer einzustellenden Helligkeit der Lichtsignalanlage (40) umfasst,
- eine Modulationssignal-Erzeugungseinheit (44) zum Erzeu¬ gen eines Modulationssignals (MD) in Abhängigkeit von dem empfangenen Steuersignal (S) ,
- eine Modulatoreinheit (45, 8) zum Modulieren des Träger¬ signals (SIG) mit dem Modulationssignal (MD) zu einem mo¬ dulierten Steuersignal (MOD) zum Steuern der Helligkeit der Signalgeber (43) ,
- eine Signalgebereinrichtung (43) , aufweisend:
- eine Mehrzahl von Signalgebern (43a, 43b, 43c), wobei je¬ der Signalgeber (43a, 43b, 43c) aufweist:
- eine Demodulationseinheit , welche dazu eingerichtet ist, ein moduliertes Signal (MOD) von der Schaltungsanordnung (41) zu empfangen und in ein Modulationssignal (MD) und ein Trägersignal (SIG) zu demodulieren, und
- einen Signalprozessor, welcher dazu eingerichtet ist, anhand der in dem Modulationssignal enthaltenen Steuerbefehle einen durch den Signalgeber fließenden Strom oder eine an dem Signalgeber anliegende elektrische Spannung auf einen befehlsgemäßen Wert einzustellen,
- eine Signalgeberschalteinheit (42), welche zwischen die
Schaltungsanordnung (41, 41a, 41b, 41c, 41d) und die Sig¬ nalgebereinrichtung (43) geschaltet ist und dazu eingerich- tet ist, zwischen unterschiedlichen Signalgebern (43a, 43b, 43c) umzuschalten.
2. Lichtsignalanlage (40) nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen zusätzlichen Schalter (8) zwischen der Spannungswand- lungseinheit und der Modulatoreinheit (45) .
3. Lichtsignalanlage (40) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Modulationssignal-Erzeugungseinheit (44) dazu eingerichtet ist, als Modulationssignal (MD) ein Sinussignal zu erzeugen.
4. Lichtsignalanlage (40) nach Anspruch 3, wobei das Sinus¬ signal für das Einstellen einer normalen Helligkeit eine Fre¬ quenz von 1 kHz aufweist und für eine schwächere Helligkeit eine Frequenz von 2 kHz aufweist.
5. Lichtsignalanlage (40) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Modulationssignal-Erzeugungseinheit (44) dazu ein¬ gerichtet ist, als Modulationssignal (MD) ein Rechtecksignal zu erzeugen.
6. Lichtsignalanlage (40) nach Anspruch 5, wobei die Modula¬ toreinheit (45) derart angesteuert wird, dass für das Ein¬ stellen einer normalen Helligkeit kein Rechtecksignal modu- liert wird und für eine schwächere Helligkeit eine Modulation des Trägersignals (SIG) mit einem Rechtecksignal mit einer Frequenz von 1 kHz durchgeführt wird.
7. Lichtsignalanlage (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Modulatoreinheit (45) als einfacher Schalter (8) ausgeführt ist.
8. Lichtsignalanlage (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Spannungswandlungseinheit (14) dazu eingerichtet ist, die Versorgungsspannung (Vsupp) in eine elektrische
Gleichspannung (Vsig ) eines Trägersignals (SIG) umzuwandeln.
9. Lichtsignalanlage (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, aufweisend eine Amplitudenhub-Einstelleinheit (47), welche dazu eingerichtet ist, eine Amplitude des modulierten Steuer¬ signals (MOD) einzustellen.
10. Lichtsignalanlage (40) nach Anspruch 9, wobei die Ampli¬ tudenhub-Einstelleinheit (47) eine Diodenstrecke oder einen Längsregler aufweist, welcher die Modulatoreinheit (45) über¬ brückt .
11. Lichtsignalanlage (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend eine Taktsteuerungseinheit (48), welche dazu ein¬ gerichtet ist, ein Tastverhältnis festzulegen, mit dem das Trägersignal (SIG) mit dem Modulationssignal (MD) moduliert wird.
12. Lichtsignalanlage (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, aufweisend eine Signalmultiplikationseinheit (49), welche da¬ zu eingerichtet ist, ein von der Taktsteuerungseinheit (48) erzeugtes Taktsignal (TKT) mit dem Modulationssignal (MD) zu multiplizieren .
13. Verfahren (100) zum Einstellen der Helligkeit einer
Lichtsignalanlage (40), aufweisend die Schritte:
- Empfangen eines Steuersignals (S) , wobei das Steuersignal (S) Informationen bezüglich einer einzustellenden Helligkeit der Lichtsignalanlage (40) umfasst,
- Generieren eines Trägersignals (SIG) durch Umwandeln einer Versorgungsspannung (Vsupp) in eine Trägersignalspannung (Vsig),
- Erzeugen eines Modulationssignals (MD) in Abhängigkeit von dem empfangenen Steuersignal (S) ,
- Modulieren des Trägersignals (SIG) mit dem Modulationssig¬ nal (MD) zu einem modulierten Steuersignal (MOD) zum Steu- ern der Helligkeit der Lichtsignalanlage (40)
- Umschalten auf einen ausgewählten Signalgeber (43a, 43b, 43c) , - Empfangen des modulierten Steuersignals (MOD) von der
Schaltungsanordnung (41),
- Demodulieren des Steuersignals (MOD) in ein Modulationssig¬ nal (MD) und ein Trägersignal (SIG) ,
- Ermitteln eines Steuersignals auf Basis des Modulationssig¬ nals (MD) ,
- Einstellen eines durch den ausgewählten Signalgeber (43a, 43b, 43c) fließenden Stroms oder einer an dem ausgewählten Signalgeber (43a, 43b, 43c) anliegenden elektrischen Spannung auf einen befehlsgemäßen Wert anhand der in dem Modulationssignal (MD) enthaltenen Steuerbefehle.
14. Computerprogrammprodukt, welches direkt in einen Speicher einer Lichtsignalanlage (40) ladbar ist, mit Programmcodeab¬ schnitten, um alle Schritte eines Verfahrens nach Anspruch 13 auszuführen, wenn das Programm in der Lichtsignalanlage (40) ausgeführt wird.
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