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.Y,i Blektrijehes Signals-- tem Die Erfindung bezieht sich auf ein
elektrisches Signalsystem mit 111ind.#s1-lens e--»,Lner Abfra-#ee.Lriheit und mehreren
pas2iven AiiL#iorteiiiheiten, die gege-t-über der Abfra"eeinheit bew glich anL-,eoraiiet
sind und' bei AruiJaiherung der beiden Einheiten auf ein von der Abfrug3eii#.heit
ausgeseildetes, mit einer Audiofrequeiiz-Uxlt#,rtr,*#srer dar;3tel,-enden Gruppe
von Seitenbändern moduliert,-#s TrC"'gerfreouei-£zsigrial ein Antwort-Trägerfrequenzsignal
lieferng des-en -.-,#lodulation durch Fehlen vorbcstimmter einzelner Seitenbänder
:-e#'-.ndert ist, und das von einem in der Nähe der .Abfrageeinheit befindlichen
Empfänger aufgenommen und nach Demodulation
und '-Entschlüsselung
als paralleles, fü-- jede Antworteinheit spezifisches Ziffernsignal vorliegt.
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CD In der deutschen Patentanmeldung Nr. L 32 425 IX/43a CD
ist ein zur Übertragung von Daten zwischen einer Abfrageeinheit und einer oder mehreren
Antworteinheiten bestimmtes Signalsystem beschrieben. Bei diesem System kann eine
Relativbewegung auf treten zwischen der Abfrageeinhelt. und einer Jeden AnlAvorteinheit.
Die von den Antworteinheiten j#elieferten Si-nale dienen zum eindeutigen Identifizierün
der betrc-ffenden ;aitworteir,-heit und/oder zum Anzeigen einer oder mehrerer Zu.,tandsbedingungeng
die der Antworteinheit zugeordnet sind.
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Bei einer praktischen Ausführtuigsform des Systems -,verden passive
Antworteinheiten an Fahrzeugen, wie beispielsweise Eisenbahngüterwagen, an:-ebracht.
Diese Einheiten die..en zur Identi-C.D fizierung eines jeden Wagens, wenn dieser
eine S ur in deren NUhe eine Abfrageeinheit angeordnet ist. Diese im wesentlichen
aus einem zü- zUau 11odulator gekop-"elten Sender bestehende Abfra-eeinheit liefert
ein Abfra-z-,-esignal an eine Leistung abgeben de Sendespule, die in der Tlähe oder
unterhalb der Eisenbahii7spur angeordnet ist. Sobald ein eine Antworteinheit tragender
Güterwagen über die S.pule läuft, wird in der Antwortei.--,heit eine Betriebss",an
-ung induziert, die die Ailtworteinheit veranlaßt, ein Antwortsignal auszusenden,
das aus einer
gegenüber der Abfrage-Trägerfrequenz vei,schiedenen
Trägerfrequenz besteht, der nach einem bestimmten Schlüssel einzelne der abfrageseitigen
Modulationen aufmoduliert sind. Dieses Signal wird von einer auf die Ant,#vortfrequenz
abgesti=iten Aufnahmespule aufgenommen. Da jede Antworteinheit so gusgelegt istg
da121 ihre Antwortfrequenz mit einem eindeutig unterscheidbaren Satz von Audiofrequenzen
moduliert wird, läßt sich durch DeL.iodulation und Entschlüsselung des Antwortsignals
die betreffende Antworteinh-eit identifizieren.
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Mit der vorliegenden Erfindung soll ein elektrisches Signalsystem
des vorangehend erläuterten Typs so verbessert werden, daß d-Le Genauigkeit und
Zuverlässigkeit erhöht und .ugleich die Rauschanfälligkeit vermindert wird. Ein
gegen Rauschen wbniger anfälliges System besitzt den Vorteil, daß weniger Leistung
und/öder geringere Bandbreite verwendet werden k'#,*#n;len, ohne daß sich eine Vermi-.derung
der Genauigkeit und der Zuverl-#-ssigkeit ergibt.
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Die Erfindung wird darin gesehen, daß jeder Empfänger eine der Zahlder
maximalen Seitenbandkomponenten im Abfragesignal entsprechende Anzahl von jeweils
einer bestimmten Seis' tenbandfrequenz zugeteilten Mi chkreisen'mit zugeordneten
Synchrondetektoren enthält, von denen jeder aus der Abfrageeinheit als-Eingang die
Trägerfri,#,q-.-,.enz und die'bestimmte Seitenbandfrequenz
erhält
und daraui ein Differenzeignal bildetg das an den betreffenden zugeordneten und
mit dem vom Empfänger aufgenommenen Antwortsignal gespeisten Synahrondetektor als
Bezugseignal angelegt wird, wobei der Detektor alle Signale zurückhälti die nicht
in der richtigen Phasen-Prequenzbeziehung zu den Abfragesignal-Frequenzen stehen.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend
in einem Ausführungsbeispiel an. Hand der Zeichnungen näher erläutert.
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In den Zeichnungen stellen dar:
| Pig. 1 ein im wesentlichen in Blockform"aufgebautes |
| Schaltbild eines Ausführungabeispiels der Er-- |
| findung, |
| Pig. 2 eine graphische Darstellung eines typischen, |
| durch die Abfrageeinheitin Fig. 1 erzeugten |
| Abfragesignals. |
. Die'in Fig.
1 gezeigte Schaltung ist durch gestrichelte .Linien
in drei-Hauptabschnitte unterteilt, nämlich die Abfrageeinheit lOlg die Antworteinheit
108 und den Empfänger 111.-Hierbei sind Abfrageeinheit
101 und Empfänger111
wegen ihrer andere gelagerten Funktionen-als gesonderte Einheiten dargestellt worden#
in der Praxis können sie jedoch, falle gewünscht und zweckmäßig# innerhalb des gleichen
Gehäu.ses untergebracht sein.
Die Abfrageeinheit
101 enthält
einen Sender eines Typsq der in größeren Einzelheiten in einer gleichzeitig eingereichten
schwebenden Anmeldung Beschrieben ist. In diesem Sender ist ein Oszillator 102 für
einen Träger von Radiof:requenz vorhanden, der ein Träger-Signal der Frequenz
f 0 erzeugt. Weiterhin sind eine Anzahl von Seitenband-Oszillatoren
103t 104e
105
vorhanden, von denen in Fig.
1 zur Vereinfachung
nur drei Stück gezeigt sindg während in der Praxis im allgemeinen mehr als drei
solcher Oszillato;en vorgesehen sind. Träger-Oszillator 102 und alle Seitenband-Oszillatoren
sind vorzugsweise kristallgesteuert und arbeiten bei einer festen Frequenz. Der
erste Seitenband-Oszillator
103 ist auf die Frequenz
(f + fl) ein-0
gest.ellt, der zweite Oszillator 1.04 auf die Frequenz (f
0 + f 2) und der
letzte Oszillator
105 auf die Frequenz
(f 0 + f n
). Die Trägerfrequenz
f 0 und jede der Seitenband-Frequenzen wird über einen der Bemeaaungswiderstände
R-19 R-2e R-3 oder-II-4 an einen rückgekoppelten Verstärker
U-1 angelegt,
der zum Summieren der Signale dient und eine Rückkopplungeimpedanz R-5 besitzt.
Die Signalausgangsspannungen der verschiedenen Oszillatoren und die Bemessungswiderstände
sind so aufeinander abgestimatt daß ein gewünschtes Modulationsmuster gebildet wird.
Falls- zehn Seitenband'Oszillatoren benutzt werden, kann sich dabei ein Summensignal
ergeben, wie es graphisch in Fig. 2 skizziert ist. Dieses
Summensignal
en-lu-srricht in seiner N.--1.tur dem Ausgangssignal eines iJblichen Einfach-Seitenband-#)ender's.
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Das Ausgaii--ssignal wird in einem Leistungs-Versti.i1rker
106 ( #er sehr linear betrieben iat, um die relativen Seitenband-Amplituden
zu erhalten) ver""t#-'.rkt und dann der Sendespule 107 der Abfrageeinheit
zugeleitet. Die Spule 107 erzeugt ein Signalfeld innerhalb einer gewisseh
Identifizierungszone längs einer Schienenspur, so daß jede Antworteinheit, die in
diese Identifizierun,-,sZ--one hineingelangt, durch das Abfragesignal erregt wird.
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Der soweit beschriebene S'ender ermöglicht die Bildung eines Einfach-Seiten'-,-u-neL-Silenals
ohne Vermendung eines Modulators ausschlieBlich durch die Radiofret.-.ue-L-iz-Osz4.llatoren,
während die bislan... , . bekan ten Eiiifpcl-Seitenband-Systeme Audio-Oszillatoren
und.Modulatorer. ben';tigten.
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In der Antworteinheit loS ist ein Eingangs-Abotinimkreis
109 vorhanden, der aus der Induktivitä.t L-1 und der,Kapazität
0-1 besteht. Dieser Kreis ist so abgestimmt, daß er den Triciigec und sämtlieh'e
Seitenband-Frequenzen des Abfragesignals empfangen kann. An den Kreis
109 ist ein Ver---2h1-#-,s.ü.-:elun.,7.gnetz angeschlosseng das aus zwei
Kristallfilter4 F-1 und F-2 besteht, von denen jedes in eine41 Frequenzbereich zu#
Resonanz 'gerät,. der einem der zehn unterschiedUchen Seitenband-Frequenzen
des Abfragesignals
entspricht. Du,-eh die Kristai-le wird der Abstimmkreis
109 für die beiden auogewählten 2requei,zen kurzgeschlossen, #2o,
daß die Übei-# dezi durch Induktion von der Sendespule 107 her erzeugte S")a.,iiiun,#,
den Punkten A und B Koi#lpoile#,iteii -iith-#ltg diie der Tr#z.'bi,',er--Frequeiiz
fo und sämtlichen Seitenband-Frequenzen, mit Au:jii-uhiic der beiden durch die Filter
F-1 und F-2 untc-rdr;'-'tcl#:ten Seitenband-Frequenzen",ents rechen. Nach Demodulat--ion,
durch eine Diode -X-1 -Luid einen Kondellsator 0-2 entoteht zwischen den runkten
0 und D eine zusammengesetzte Spai.II.Ung, die aus einer von dem herrührenden
Gleichspannuligsko.l>flpcr.ente b3steht, der s;-'-*.-i,-l--lic-'ie #.ompenenten
f 1 bis f n (mit Ausnahme der bE-#ideii-aus,-,efil-t',erten Kom-,3oiienteri)
überlagert sind. Diesc Spannung dient zum Betrieb eines Antwort-Os##. 1-11--itor,.-.
der einen Transis-tor T"l , einen Abstimmkreis 110, eine.,; Drc.",sels-1)ule
L-3, einen "Iiiderstz-;,nd R-6 und -einen Ko-yi(3e-ei=i-itor C-/I. ent'#i*,"]-t.
Die zus"irr.#!i--3ngesetz_te Span.,ung -Kondensa" wirul über den Kreis
110 (bestehend aus S.",ule L-2 und tor 0-3) an de-,. Ko«'-le-ktor-#Eiiiitter-Kreis
G',es Tr--.risistors T-1 angelegt-, so daß die nicht ausgefilterten Audiokomponenten
auf den durch den ATit,-,or-t-Os,eillator erzeugten Trc#ger aufmoduliert ,...-erden.
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In (1er D-,-rotellung der Fig. 1 sind in der Antworteinheit
zwei Fi,ter F-1 und F-2 geze igt. Es ist jedoch ohne weiteres
auch
m öglich, daß einzelne Antworteinheiten nur ein solches Filter oder aber auch mehr
als zwei solcher Filter enthalten# da Anzahl und Ansprechfrequenz der Filter lediglich
von der gewünschten Verschlüsselung der Antworteinheiten abhängen.
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Das von der Antworteinheit 108 während der Speisung durch das
Abfragesignal ausgestrahlte Antwortsignal wird durch eine Aufnahmespule 112 aufgenommen,
die sich in unmittelbarer Nähe der Abfragespule 107 befinden kann. Das aufgenommene
Antwortsignal wird#. fglls notwendig, durch einen Verstärker 113
verstärkt
und sodann parallel einer Anzahl von Synchrondetektoren 1179 118 und
119 zugeführt. Pür jede der in dem System benutzten Seitenband-Frequenzen
ist ein gesonderter Synchrondetektor vorgesehen.
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Die Ausgänge aus dem Träger-Oszillator 102 und den Seitenband-Os'zillatoren
103 bis 105 werden zu einer Anzahl von Mischkreiaen 114,
115 und 116 geleitet, wobei jeweils ein Nischkreie für jede der in
dem System benutzten S-eitenband#-Frequenzen vorgesehen ist. In jedem Mischkreis
werden Trägerfrequenz und eine de r Seitenband-Prequenzen einander überlagert, so
daß sich ein der Differenz dieser Frequenzen entsprechendes DifferenzBignal ergibt.
Das Differenzeignal aus jedem Mischkreie wird als weiteres Eingangssignal an den
dem betreffenden Mio chkreis zugeordneten Synchrondetektor angelegt. Beispieleweise
werden
Trugerfrz#quenz f und Seiten-ind-Frequenz (f
0
f in dem
tlischkreis 114 hombiniert, wobei sich ein Dif de Prec17ae#,--,?# errlibt.
Dieses Differen-zsi,--nal wird als ein drin (,".en Synchrondetektor 117 angelegt
und d--rt nit g-,?itlichen K.zir#,ironenten der Frequenz C> f 1 verglichen,
die in deLi von derrt Vrrstärker 113 gelieferten .Signal vorhanden sind.
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-Da Ph-ise und F#t-c-.uenz einer jeden# der auf den Antworttr--Illz,er
aufi!.o--it-Liert.--rL niedri-,--frequenten Kom--onenten direkt von dem Phasen-
und Fre#,luer--7.verhZ-*.ltnis zwischen dem Abfrageträger ci und den dE.rauf modulierten
Seitenbn-id-Frequenzen abhängt, erm'*-licht #.ag4 VerfE.,hren, die OriiTi-nt:1,r.iF-!.-cm
-L über Mischkreise als Diffeienz-Fjezucssieriale P-n die Synchrondetektoren anzulegen"
die s#-mtlicher in "er, vom VerstC#'.rker 113 gelieferten Sigiial'en'.hj.lterLen
Kom-.-crtei#.ten, die nicht in der richtigen Ph.,i.--- - Lid Fre(iueri.-bez-.i.--hun,#
zu den Originalsig-C> n:Ilen stehen uni daher vornehmlich al#i Rausch- oder sonstige
StUrsignale in treten.
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Durch d---..q f - mit den betreffen-0 den Seite.1b.,ind-Fr-z#.,#iie##zen
er-gret-en -.,ich nicht nur Differenzsignale., 'sondern iuch Si..---.,ale von Trägerfr#quenz
und Seitenband-Pre-ittenz soxie zahlreiche andere-Frequenzen. S i-iti-iche
i."i #-'l'ischkrei#- erzeugten-Frequenzen li-eg4in jedoch
sehr
viel höher als die Differenz-Fre4uenz, so daß einfache-und billige Tiefpaß-1.#C-Filter
dazu verwendet werden können, -er-i schten Differe,zfrequenz er-;ritliche nit Ausnahme
der j.Iln zeugten Frequerzen auszuffltern-, Solche Ti#--fpaßfilter 131, 132
und
133 sind in Fig. 1 gesondert gezeigt, aber in manchen Anwendungsf;--,lien
werden i"ie nur, zumindestens teillveiseg Belastungswiderstände und Streukap&zitäten
enthalten.
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Die-von de-i Synchrondetektoren über die Leitung 120" 1219 122 u.
s. w. gelieferten Ausgangssignale bilden ein Paralle les Ziffernsignal. das für
je,#e Antworteinheit spezifisch ist. Die an jeder der ei-s#"hie.Ylei-de Spannung
kann über ein Tiefpaßfilter 130, 131 tzwo 132 zu Gleichrichtcrn
133, 134 bzw. 135 Eeleitet werden und von dort der zugehUrigen Stufe
eines n-stufij;en Registers 136 zugeführt werden. Falls gewünscht, können
die Gleichrichter 133 bis 135 auch fehlen.
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Das Aiii.-.ganiysgio,..,nal aus de-..i Versti--rker 113 kann
ebenfalls auch an einen nicht #jeiter dargestellten, beispielsweise aus einem üblichen
Rid ioF--,--f-vic#skreis bestehenden Demodulator angelegt werden, %im e'n -otential
zur automiti8chen Leistungssteuerung zu erhalten, d-s mit der nufg-#-no-mL,enen
Signalstärke komiiensuriert. Das---aus weiteren De#module#tor ab#,eleitete Potential
kann mit e e e 0
über eilien Diff r nzd tektor der einen Sche",ieller-wert-D--tell,#tor
ver...lichen we-,--den, die ihrerseits
zum Steuern des Leistungsfaktors
des-Verstärkers lö69 des Zustandes von, nich-, 1.-veiter dargeste,-Iten und zwischen
den-leitun17,-en.120 bis 122 und im-Register-gelegenen Gatterk.reiseng oder e-iner
nichi db,--gestellten und zum grzeugen von Registerfreigabei...-1,-Illsen dieiiaiiden
l,3ch--;.ltung Verwendung finden kann.' Einzelheit -a hi rd .r sind in der
bereits genannten deutschen e 352 425 IX/43a enthalten.