DE19636737C2 - Procedure for automatic runtime compensation in pulse transmission systems - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Lauf­ zeitausgleich bei Impuls-Übertragungssystemen und ein Impuls- Übertragungssystem, das zur Durchführung des Verfahrens vor­ bereitet ist.The invention relates to a method for automatic running time compensation for pulse transmission systems and a pulse Transmission system that used to carry out the procedure is prepared.

Bei Impuls-Übertragungssystemen wie beispielsweise Infrarot- Konferenzanlagen mit mehreren räumlichen verteilten Infrarot- Sendeempfängern, die üblicherweise über Kabel mit einer Zen­ trale verbunden sind, erhalten die Sendeempfänger von der Zentrale elektrische Impulse, die sie als Infrarotlicht­ impulse jeweils gleichzeitig in den Raum abstrahlen müssen.In pulse transmission systems such as infrared Conference systems with several spatially distributed infrared Transceivers, usually via cables with a Zen trale are connected, the transceivers receive from the Central electrical impulses, which they call infrared light radiate impulses into the room at the same time.

Da die räumliche Entfernung der Sendeempfänger von der Zen­ trale aber oft unterschiedlich ist, muß die Laufzeit der Im­ pulse auf dem Kabel ausgeglichen werden. Dies ist insbeson­ dere dann der Fall, wenn die Sendeempfänger in Kette geschal­ tet sind und daher die Impulse aus der Zentrale zeitlich nacheinander erhalten. Die Forderung der Gleichzeitigkeit ist umso kritischer, je kürzer die Impulse sind.Because the spatial distance of the transceiver from the Zen but is often different, the term of the Im pulse on the cable can be compensated. This is in particular this is the case when the transceivers are chained and therefore the impulses from the head office are timed received one after the other. The requirement of simultaneity is the shorter the impulses, the more critical.

Bei bekannten Infrarot-Konferenzanlagen erfolgt der Ausgleich der Kabellaufzeit der Impulse durch händisch einzustellende Verzögerungen bei den einzelnen Sendeempfängern. Das ist vor allem bei mobilen Anlagen ein beträchtlicher Aufwand. Bekannt ist weiterhin die Verwendung von gleich langen Leitungen von der Zentrale zu jedem einzelnen Sendeempfänger, das erfordert jedoch einen sehr hohen Aufwand für die Verkabelung.The compensation takes place in known infrared conference systems the cable running time of the impulses by manually adjustable Delays in the individual transceivers. That is before a considerable effort, especially for mobile systems. Known is the use of equally long cables from the head office to every single transceiver that requires however, a very high effort for the cabling.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zum automatischen Laufzeitausgleich bei Impuls- Übertragungssystemen anzugeben. The invention is therefore based on the task of a simple one Automatic runtime compensation procedure for pulse Specify transmission systems.  

Erfindungsgemäß geschieht dies mit dem Verfahren nach An­ spruch 1.According to the invention, this is done with the method according to An saying 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht den exakten und au­ tomatischen Laufzeitausgleich. Bei einem Infrarot-System mit bidirektionaler Übertragung auch im Infrarotbereich erhält damit überdies die Zentrale den Impuls von demjenigen Sende­ empfänger als erstes, welcher der Signalquelle am nächsten ist und damit auch das am wenigsten verrauschte Signal emp­ fängt.The method according to the invention enables the exact and au automatic runtime compensation. With an infrared system with receives bidirectional transmission also in the infrared range thus the head office also the impulse from that transmission first receiver which is closest to the signal source and thus the least noisy signal emp catches.

Durch die Ausgestaltung des Verfahrens nach den Ansprüchen 7 und 8 wird insbesondere erreicht, daß keine Adressierung der Sendeempfänger notwendig ist.By designing the method according to claims 7 and 8 is achieved in particular that no addressing of the Transceiver is necessary.

Besonders günstig kann das Verfahren bei Impuls-Übertragungs­ systemen eingesetzt werden, welche entsprechend den Unteran­ sprüchen 2 bis 6 ausgestaltet sind. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn Koaxkabel verwendet werden, über die neben dem Datenverkehr auch die Stromversorgung der Sendeempfänger erfolgen kann.The method can be used particularly advantageously in pulse transmission systems which are designed according to claims 2 to 6 at under. It is particularly advantageous if coax cables are used, which can also be used to power the transceivers in addition to data traffic.

Die Erfindung wird anhand einer Figur näher erläutert, wel­ che beispielhaft eine Zentrale und einen Sendeempfänger zeigt.The invention is explained in more detail with reference to a figure, che an example of a center and a transceiver shows.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel umfaßt eine Zentrale Z und einen Sendeempfänger T welche durch ein Koaxkabel K miteinander verbunden sind. Das Koaxkabel K führt von dem Sendeempfänger T weiter zu weiteren nicht dargestell­ ten Sendeempfängern. Wenn über das Koaxkabel auch die Strom­ versorgung der Sendeempfänger T von der Zentrale Z aus er­ folgt, beträgt die Zahl der an ein Kabel anschließbaren Sen­ deempfänger T bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 10. Durch Einsatz verlustarmer Bauteile oder entsprechend leistungsfähigere Kabel kann diese Zahl aber durchaus erhöht werden. Für größere Systeme mit beispielsweise bis zu 320 Sendeempfängern sind daher in diesem Fall mehrere Koaxkabel erforderlich.The embodiment shown in Fig. 1 comprises a center Z and a transceiver T which are connected by a coaxial cable K. The coaxial cable K leads from the transceiver T to further transceivers, not shown. If the power supply of the transceiver T from the central station Z also follows it via the coaxial cable, the number of receptacles T which can be connected to a cable is approximately 10 in the present exemplary embodiment increase. For larger systems with up to 320 transceivers, for example, several coax cables are required in this case.

Die dargestellte Zentrale Z umfaßt einen Modulator MD, einen Demodulator DM, ein Monoflop zur Echoimpulsbildung MF, einen ersten Mikrokontroller zur Ablaufsteuerung µC1, einen ersten Kabelsender KS1 und einen ersten Kabelempfänger KE1, sowie einen Umschalter U. Bei größeren Systemen mit mehreren Koaxkabeln sind für je­ des Kabel jeweils ein Kabelsender und ein Kabelempfänger vor­ gesehen.The center Z shown comprises a modulator MD, a Demodulator DM, a monoflop for echo pulse formation MF, a first Microcontroller for sequence control µC1, a first cable transmitter KS1 and a first cable receiver KE1, as well as a switch U. For larger systems with multiple coax cables are for each of the cable in front of a cable transmitter and a cable receiver seen.

Jeder Sendeempfänger T umfaßt ein einstellbares Verzögerungs­ element VZ, ein Meßwerk zur Laufzeiterfassung MW, einen In­ frarot-Deckenstrahler SE, einen Schalter S, einen zweiten Mi­ krokontroller zur Ablaufsteuerung µC2, einen zweiten Kabelsender KS2 und einen zweiten Kabelempfänger KE2.Each transceiver T comprises an adjustable delay element VZ, a measuring mechanism for runtime recording MW, an In infrared ceiling spotlight SE, a switch S, a second Mi Krokontroller for sequence control µC2, a second cable transmitter KS2 and a second cable receiver KE2.

Bei Anlagen mit bidirektionaler Datenübertragung im Infrarot- Bereich weisen die Sendeempfänger T auch einen Infrarot- Deckenempfänger auf.For systems with bidirectional data transmission in infrared Range, the transceivers T also have an infrared Ceiling receiver.

Die Funktion der Schaltung ist wie folgt:The circuit works as follows:

Im Sendeempfänger T befindet sich ein vom zweiten Mikro­ kontroller µC2 digital einstellbares Verzögerungselement VZ. Nach dem Einschalten (z. B. Fernspeisung über das Koaxkabel) sendet der Sendeempfänger T über das Verzögerungselement VZ und den zweiten Kabelsender KS2 Impulse zur Zentrale Z. Dort befindet sich der Umschalter U in der ersten Stellung a, ein Impuls wird vom ersten Kabelempfänger KE1 empfangen und nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit, die mit dem Monoflop MF gebildet wird, wird über den ersten Kabelsender KS1 ein Echoimpuls ausgesandt.In the transceiver T is one of the second micro controller µC2 digitally adjustable delay element VZ. After switching on (e.g. remote supply via the coax cable) the transceiver T transmits via the delay element VZ and the second cable transmitter KS2 Impulse to the central Z. There the switch U is in the first position a, on Impulse is received by the first cable receiver KE1 and after a predetermined delay time with the Monoflop MF is formed, is via the first cable transmitter KS1 Echo pulse emitted.

Im Sendeempfänger T werden die Impulse der Zentrale Z vom zweiten Kabelempfänger KE2 wieder empfangen und gelangen über das Verzögerungselement VZ zum Meßwerk MW, dabei erkennt der zweite Kabelempfänger KE2 aufgrund der Impulsform, ob es sich tatsächlich um einen Echoimpuls aus der Zentrale oder aber um einen Impuls eines anderen Sendeempfängers handelt, der nicht weitergeleitet wird. Das Meßwerk MW vergleicht nun die Im­ pulslaufzeit, die sich aus der Echozeit des Monoflops MF, zweimal der Zeit des Verzögerungselementes VZ und zweimal der Kabellaufzeit zusammensetzt, mit einer vorgegebenen Referenz­ zeit. Das Verzögerungselement VZ wird nun so eingestellt, daß die Impulslaufzeit mit der Referenzzeit übereinstimmt. Dieser Sendeempfänger T hat dann den Laufzeitausgleich durchgeführt und schließt nun den Schalter S.In the transceiver T, the pulses from the center Z are from second cable receiver KE2 received again and get over the delay element VZ to the measuring mechanism MW, the recognizes  second cable receiver KE2 based on the pulse shape whether it is actually an echo pulse from the central office or else a pulse from another transceiver that is not is forwarded. The measuring unit MW now compares the Im pulse transit time, which results from the echo time of the monoflop MF, twice the time of the delay element VZ and twice that Cable runtime composed with a given reference time. The delay element VZ is now set so that the pulse duration coincides with the reference time. This Transceiver T then carried out the runtime compensation and now closes switch S.

Dadurch kann nun ein weiterer Sendeempfänger mit dem Abgleich beginnen. Auf der mittels Koaxkabel K gebildeten Stichleitung kann eine größere Anzahl von Sendeempfängern in Kette ge­ schaltet sein, es beginnt immer der der Zentrale Z benachbar­ te mit dem Laufzeitausgleich.This means that another transceiver can now carry out the adjustment kick off. On the stub line formed by coax cable K. can chain a large number of transceivers be switched on, it always starts next to the central Z. te with the term compensation.

Sind alle Sendeempfänger auf einer Stichleitung abgeglichen, so empfängt die Zentrale Z keine Impulse mehr und erkennt da­ durch, daß alle Sendeempfänger T den Abgleich durchgeführt haben.If all the transceivers are aligned on a stub line, the control center Z no longer receives any impulses and recognizes them that all transceivers T carry out the adjustment to have.

Sind weitere Stichleitungen an der Zentrale Z angeschlossen, so werden diese der Reihe nach abgeglichen. Bei sämtlichen Stichleitungen K wird die Echozeit immer von dem selben Monoflop MF abgeleitet, damit hat die Monoflopzeit keinen Einfluß auf die relative Genauigkeit des Laufzeitausgleichs der einzelnen Sendeempfänger T.If additional spur lines are connected to the central Z, so they are compared one after the other. With all Stub lines K, the echo time is always the same Monoflop MF derived, so the monoflop time has none Influence on the relative accuracy of the runtime compensation of the individual transceivers T.

Sind alle Sendeempfänger T abgeglichen, wird in der Zentrale Z der Umschalter U in die zweite Stellung b gebracht, dadurch werden statt der Echoimpulse die informationstragenden Impul­ se des Modulators MD durchgeschaltet. Im Sendeempfänger T wird erkannt, daß von der Zentrale keine Echoimpulse, sondern die Nutzinformation kommt, und der Sendeempfänger nimmt den Infrarot-Deckenstrahler SE und - bei bidirektionaler Übertra­ gung - auch den Infrarot-Deckenempfänger EM in Betrieb.If all the transceivers T have been adjusted, the control center Z the switch U in the second position b, thereby become the information-carrying impulse instead of the echo impulses se of the MD modulator. In the transceiver T it is recognized that the control center does not have echo pulses, but the payload comes, and the transceiver takes it  Infrared ceiling heater SE and - with bidirectional transmission gung - also the infrared ceiling receiver EM in operation.

Vom Verzögerungselement VZ werden nun sowohl die Impulse von der Zentrale Z (Modulator MD) zum Infrarot-Deckenstrahler SE als auch die Impulse vom Infrarot-Deckenempfänger EM zur Zen­ trale (Demodulator DM) so verzögert, daß alle Infrarot-Dec­ kenstrahler SE ihre Impulse gleichzeitig abgeben und die Im­ pulse der Infrarot-Deckenempfänger EM in der tatsächlichen Reihenfolge des Empfangs in der Zentrale einlangen.The delay element VZ now both the pulses of the central Z (modulator MD) to the infrared ceiling heater SE as well as the impulses from the infrared ceiling receiver EM to Zen trale (demodulator DM) so delayed that all infrared dec kenstrahlers SE give their impulses at the same time and the Im pulse of the infrared ceiling receiver EM in the actual Receive the order of receipt at the control center.

Bei dem beispielhaften System wird die Stromversorgung als Fernspeisespannung über das Koaxkabel K geführt, durch den Schalter 5 wird also die Fernspeisung zum nächsten Sende­ empfänger durchgeschaltet. Der Schalter S ist für höhere Fre­ quenzen kapazitiv überbrückt, am Ende des Koaxkabels K wird ein Abschlußwiderstand angeschlossen. Damit dieser nicht mit der Fernspeisespannung belastet werden kann, wird er automa­ tisch erkannt und die Fernspeisespannung beim letzten Sende­ empfänger T nicht durchgeschaltet. Durch obgenannte Ausge­ staltung ist gewährleistet, daß das Koaxkabel K immer refle­ xionsarm abgeschlossen ist.In the exemplary system, the power supply is carried as a remote supply voltage via the coax cable K, so switch 5 switches the remote supply to the next transceiver. The switch S is capacitively bridged for higher frequencies, at the end of the coaxial cable K a terminating resistor is connected. So that it cannot be loaded with the remote supply voltage, it is automatically recognized and the remote supply voltage is not switched through at the last transceiver T. The above configuration ensures that the coaxial cable K is always low-reflection.

Die Referenzzeit ist beim Ausführungsbeispiel so bemessen, daß die Laufzeit von bis zu 250 m Koaxkabel ausgeglichen wer­ den kann, der Abgleich dauert pro Sendeempfänger 56 ms. Der Unterschied in der Impulslaufzeit zwischen einem Koaxkabel mit einer Länge von 1 m und einem Koaxkabel mit einer Länge von 250 m beträgt typisch 8 ns.In the exemplary embodiment, the reference time is dimensioned such that the transit time of up to 250 m of coaxial cable can be compensated for, the adjustment takes 56 ms per transceiver. The difference in the pulse transit time between a coax cable with a length of 1 m and a coax cable with a length of 250 m is typically 8 ns.

Claims (8)

1. Verfahren zum automatischen Laufzeitausgleich bei Impuls- Übertragungssystemen bestehend aus zumindest einer Zentrale und zumindest zwei Sendeempfängern, dadurch gekenn­ zeichnet, daß von jedem Sendeempfänger (T) wiederkehrend Impulse an die Zentrale (Z) gesendet werden, daß dort zu je­ dem Impuls ein Echoimpuls gebildet und zu dem Sendeempfänger (T) zurückgesendet wird, daß der Echoimpuls im Sendeempfänger (T) mit einem Referenzsignal verglichen wird und daß ein Ver­ zögerungselement (VZ) im Impulssignalweg des Sendeempfängers (T) so eingestellt wird, daß Echoimpuls und Referenzsignal zeitlich übereinstimmen.1. A method for automatic delay compensation in pulse transmission systems consisting of at least one center and at least two transceivers, characterized in that from each transceiver (T) recurrent pulses are sent to the center (Z) that there is an echo pulse for each pulse formed and sent back to the transceiver (T), that the echo pulse in the transceiver (T) is compared with a reference signal and that a delay element (VZ) in the pulse signal path of the transceiver (T) is set so that the echo pulse and reference signal coincide in time. 2. Impuls-Übertragungssystem, das zur Durchführung des Ver­ fahrens nach Anspruch 1 vorbereitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sendeempfänger (T) ein einstellbares Verzögerungs­ element (VZ) und ein Meßwerk (MW) zum Vergleich von Echoim­ puls und Referenzsignal umfaßt und daß in der Zentrale (Z) ein Monoflop (MF) zur Erzeugung der Echoimpulse vorgesehen ist.2. Pulse transmission system that is used to carry out the Ver drive after Claim 1 is prepared, characterized in that that each transceiver (T) has an adjustable delay element (VZ) and a measuring unit (MW) to compare Echoim pulse and reference signal and that in the center (Z) a monoflop (MF) is provided to generate the echo pulses is. 3. Impuls-Übertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Zentrale (Z) und Sendeempfängern (T) mittels Koaxkabel gebildet ist und daß die Stromversorgung der Sendeempfänger (T) über das Koaxkabel erfolgt.3. Pulse transmission system according to claim 2, characterized characterized that the connection between headquarters (Z) and transceivers (T) is formed by means of coaxial cables and that the power supply to the transceiver (T) on the Coax cable is made. 4. Impuls-Übertragungssystem nach Anspruch 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Sendeempfänger (T) in ihrer Verbindung zur Zentrale (2) eine Kettenschaltung bilden, daß das System durch Kettenschaltung weiterer Sendeempfänger (T) erweiterbar ist und daß bei grö­ ßeren Systemen mehrere Kettenschaltungen vorgesehen sind. 4. Pulse transmission system according to claim 2 or 3, characterized in that at least some of the transceivers (T) form a chain connection in their connection to the center ( 2 ), that the system can be expanded by chain connection of further transceivers (T) and that in larger systems, multiple derailleurs are provided. 5. Impuls-Übertragungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Kettenschaltungen nur ein einziges Monoflop (MF) zur Erzeugung der Echoimpulse vor­ gesehen ist.5. Pulse transmission system according to claim 4, characterized characterized that only with multiple derailleurs a single monoflop (MF) to generate the echo pulses is seen. 6. Impuls-Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeempfänger (T) als Infrarot-Sender ausgebildet sind.6. Pulse transmission system according to one of claims 2 to 5, characterized in that the transceiver (T) are designed as infrared transmitters. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß bei Sendeempfängern (T) in Kettenschaltung nach Durchführung eines Ausgleichsvorganges der jeweilige Sende­ empfänger (T) einen Schalter (S) schließt, mit dem der in der Kette folgende Sendeempfänger mit der Zentrale (Z) verbunden wird.7. The method according to claim 1, characterized in net that with transceivers (T) in chain connection after Carrying out an equalization process for the respective broadcast Receiver (T) closes a switch (S) with which the in the Chain following transceiver connected to the control center (Z) becomes. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß Impulse und Echoimpulse unterscheidbar gestaltet sind, und daß vorzugsweise Doppelstromimpulse und invertierte Doppelstromimpulse verwendet werden.8. The method according to claim 1, characterized in net that pulses and echo pulses designed distinguishable are, and that preferably double current pulses and inverted Double current pulses are used.