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BESCHREIBUNG
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zu der Patentanmeldung PrUf- und tlberwachungseinrichtung für Hochfrequenz-Nachrichtenanlagen
Komerzielle und militärische Hochfrequenz-Nachrichtenanlagen wie Sender, Empfänger
oder kombinierte Sende-Empfangs-Anlagen erfordern einen hohen Grad an Betriebssicherheit.
Sie müssen einerseits jederzeit auf einwandfreien Zustand überprüft werden können
und andererseits müssen Sie auch Einrichtungen zur laufenden Überwachung des Normalbetriebes
aufweisen, die bei Auftreten eines Fehlers im Betrieb dies sofort anzeigen. Zur
Durchführung dieser beiden Massnahmen werden bisher stets gesonderte Einrichtungen
vorgesehen. So ist es bekannt, für Nachrichtengeräte dieser Art eine zentrale echnergesteuerte
Prüfanlage vorzusehen, an welche die einzelnen Geräte, aus welchen die Anlage aufgebaut
ist, über zusätzlich in diesen Geräten vorgesehen Vielfachbuchsen, die zu vorbestimmten
Messpunkten in den Geräten führen, anschliessbar sind. Mit einer solchen Prüfeinrichtung
kann dann über den Rechner ein vorbestimmtes Prüfprogramm ablaufen und es können
auf diese Weise die einzelnen Geräte und die darinnen vorhandenen einzelnen Baugruppen
geprüft werden. Das Ergebnis dieses vorbestimmten Prüfprogrammablaufes wird in dem
Rechner gespeichert und beispielsweise über einen Drucker ausgedruckt und kann dann
ausgewertet werden. Es ist auf diese Weise möglich, defekte Baugruppen zu lokalisieren
und zu reparieren bzw. zu ersetzen. Nachteilig
ist, dass für diese
Prüfung das Einzelgerät aus der Anlage entfernt und gesondert mit dieser zentralen
Prüfeinrichtung zusammengeschaltet werden muss, was zusätzliche Ein- und Ausarbeiten
erfordert. Die Geräte können hier auch nicht im eigentlichen Normalbetriebszustand
geprüft werden, der sich erst durch das funktionelle Zusammenschalten der Einzelgeräte
ergibt.
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Zur Überwachung des Normalbetriebes solcher Anlagen ist es bekannt,
an vorbestimmten Meßstellen der Anlage, an denen die Anschaltung einer entsprechenden
Überwachungsschaltung nicht weiter stört, beispielsweise an den Speisezuleitungen
zu einzelnen Geräten oder Baugruppen, entsprechende Überwachungsschaltungen anzuschalten,
die über eine entsprechende Zustandsänderung an diesen Meßstellen dem Benutzer eine
Störung des Normalbetriebes anzeigen, der dann beispielsweise mit der oben erwähnten
zentralen Prüfeinrichtung den Fehler suchen und beheben kann.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfache kombinierte Prüf- und
Überwachungseinrichtung für solche aus mehreren jeweils aus vielen Einzelbaugruppen
aufgebauten Einzelgeräten bestehende Hochfrequenz-Nachrichtenanlagen wie Sender,
Empfänger oder kombinierte Sende-Empfangsanlagen zu schaffen, die auch für ungeübte
Benutzer unmittelbar an der Anlage selbst einerseits die Feststellung eines Fehlers
im Normalbetrieb der Anlage und anschliessend unmittelbar die genaue Ortung dieses
Fehlers in den Einzelgeräten bzw.' ion deren Einzelbaugruppen ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Einrichtung laut Oberbegriff
des Hauptanspruches durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Hauptanspruches gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden
Beschreibung.
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Gemäss der Erfindung ist die kombinierte Prüf- und Überwachungseinrichtung
unmittelbar in die Nachrichtenanlage beispielsweise als zusätzliche Steckbaugruppe
in eines der Einzelgeräte eingebaut.
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Die Anlage wird über die ständig angeschaltete Überwachungseinrichtung
fortlaufend überwacht. Wenn an einem Gerät oder einer Baugruppe ein Fehler auftritt,
wird dies über die Anzeigeeinrichtung dem Benutzer angezeigt, und zwar zunächst
nur gerätespezifisch, nicht Jedoch schon baugruppenspezifisch, da die Überwachungseinrichtung
ja nur die wichtigsten Funktionen der Anlage noch dazu an Stellen, an denen der
Normalbetrieb nicht gestört wird, überwachen kann. Wenn auf diese Weise ein Fehler
festgestellt ist, schaltet der Benutzer den Ablauf des in bekannter Weise programmierten
Prüfvorganges ein, wodurch der Normalbetrieb der Anlage kurzzeitig unterbrochen
wird und die einzelnen Geräte und Baugruppen mit speziellen Prüfsignalen angesteuert
werden. Die einzelnen Ergebnisse dieses Prüfprogrammes werden in dem eingebauten
Mikrocomputer der Prüfeinrichtung gespeichert und können anschliessend über eine
Abfrageschaltung nacheinander dem Benutzer angezeigt werden, und zwar nunmehr sowohl
gerätespezifisch als auch baugruppenspezifisch, so dass dem Benutzer schliesslich
direkt angezeigt wird, welche der Baugruppen in welchem Gerät defekt ist und repariert
oder ausgetauscht werden muss. Damit kann also auch durch einen Nichtfachmann auf
einfache Weise und sehr schnell ein auftretender Fehler genau geortet werden. Trotzdem
ist der Aufbau einer erfindungsgemässen kombinierten Prüf- und Überwachungseinrichtung
sehr einfach und billig, es genügt ein handelsüblicher Mikroprozessor mit einigen
zusätzlichen logischen Verknüpfungsschaltungen, die auf einer einzigen zusätzlichen
Steckbaugruppe in einem der Geräte eingebaut und über die noch erforderlichen zusätzlichen
Steuer- und Meldeleitungen mit den anderen Geräten bzw. deren Einzelbaugruppen verbunden
wird.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Die Figur zeigt das Prinzipschaltbild einer üblichen kombinierten
Sende-Empfangs-Anlage bestehend aus einem mit der Antenne 1 verbundenen Antennenanpass-Gerät
2, einem Hochfrequenzverstärker-Gerät 3 und einem kombinierten Empfänger-Steuersender-Gerät
4. Jedes dieser Einzelgeräte 2, 3 und 4 ist beispielsweise als Einschub einer Anlageneinheit
ausgebildet. Jedes dieser Einzelgeräte 2,3 und 4 besteht seinerseits aus verschiedenen
Steckbaugruppen (Module). Das Antennenanpassgerät 2 kann beispielsweise auf einer
ersten Baugruppe 2a die eigentlichen Abstimmelemente und auf einer zweiten Baugruppe
2b die zugehörige Steuerschaltung aufweisen. Das Gerät 3 besteht aus den Verstärkern
3a und 3c und verschiedenen zwischengeschalteten Filtern 3b, gegebenenfalls auch
noch aus einer zusätzlichen Steuerbaugruppe 3d. Das Gerät 4 enthält beispielsweise
eine Filterbaugruppe 4a, verschiedene Zwischenfrequenzbaugruppen 4b und verschiedene
damit zusammenschaltbare Modulatoren 4c bzw. Demodulatoren 4d, die über nachgeschaltete
Verstärker 4e einerseits mit den verschiedenen möglichen Signaleingabeeinrichtungen
für den Senderbetrieb, beispielsweiswe mit einem Mikrofon 5 oder dem Ausgang einer
Fernschreibmaschine 6, verbindbar sind bzw.
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im Empfangsbetrieb mit entsprechenden Wiedergabeeinrichtungen, beispielsweise
einem Lautsprecher 7 oder dem Eingang der Fernschreibmaschine 6. Auch hier ist meist
noch eine entsprechende Steuerbaugruppe 4e vorgesehen, gegebenenfalls auch ein Frequenzzähler
4f. Diese verschiedenen Baugruppen sind nur als Beispiel herausgegriffen, die einzelnen
Geräte 2, 3 und 4 bestehen in bekannter Weise aus einer Vielzahl von verschiedenen
Baugruppen, die der Übersichtlichkeit halber weggelassen sind. Die einzelnen Baugruppen
können über die den Geräten zugeordneten Steuerbaugruppen zu den verschiedenartigsten
Normalbetriebszuständen zusammengeschaltet werden, die einzelnen Geräte werden bidirektional
ausgenutzt,
d.h. die einzelnen Verstärker, Filter usw. werden sowohl
im Sendebetrieb als auch im Empfangsbetrieb ausgenutzt.
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Die einzelnen Baugruppen dieser Einzelgeräte 2, 3 und 4 sind über
Steuer- und Meldeleitungen 8 mit einer zentralen Prüf- und Überwachungsbaugruppe
9 verbunden, die der Übersichtlichkeit halber von den Geräten getrennt dargestellt
ist, obwohl sie in der Praxis in einem der Geräte, beispielsweise dem Gerät 4, eingebaut
ist.
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Diese Baugruppe 9 besteht aus einem Betriebsüberwachungsteil 9a und
einem Prüfteil 9b mit einem Mikroprozessor, durch den in bekannter Weise über die
Steuer- und Meldeleitungen 8 in den einzelnen Geräten und Baugruppen ein vorbestimmtes
Mess- und Prüfprgramm durchführbar ist. Überwachungsteil 9a und Prüfteil 9b sind
mit einer gemeinsamen zweistelligen Ziffernanzeigevorrichtung 10 verbunden.
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Das Betriebsüberwachungsteil 9a ist im einfachsten Fall eine fest
programmierte logische Schaltung, die über Meldeleitungen mit vorbestimmten Messpunkten
der Geräte 2, 3 und 4 verbunden ist, an denen solche zusätzlich angeschaltete logische
Schaltungen nicht weiter den Normalbetrieb der Anlage stören, an denen aber trotzdem
durch eine Zustandsänderung eine Störung des Normalbetriebes festgestellt werden
kann. Wenn der eingestellte Sender- bzw. Empfänger-Betrieb fehlerfrei ist, bleibt
die Ziffernanzeige 10 dunkel.
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Wenn beispielsweise in dem Antennenanpassgerät 2 ein Fehler auftritt,
so wird über die zu diesem Gerät führende Steuerleitung durch die logische Überwachungsschaltung
9a an der Zehnerstelle der Ziffernanzeige 10 eine "2" angezeigt und die Einerstelle
der Ziffernanzeige bleibt weiterhin dunkel. Damit wird dem Benutzer angezeigt, dass
eines der Geräte defekt ist und daher kein Normalbetrieb mehr möglich ist. Es wird
dem Benutzer über die Ziffer der Zehnerstelle ausserdem angezeigt, welches der Einzelgeräte
2, j oder 4 defekt ist, welche einzelne Baugruppe dieses fehlerhaften
Geräts
allerdings fehlerhaft ist, kann der Benutzer durch diesen Überwachungsvorgang noch
nicht feststellen. Dies wird erst möglich durch Betätigen einer dem Prüfteil 9b
zugeordneten gesonderten Prüftaste 9c, durch die über den eingebauten Mikrocomputer
in diesem Prüfteil in an sich bekannter Weise über eine Vielzahl von zu den einzelnen
Baugruppen der Geräte führende Steuer- und Meldeleitungen 8 ein vorbestimmter Prüfprogrammablauf
für diese einzelnen Geräte und Baugruppen eingeleitet wird. Durch eine erste Art
von Steuerleitungen können während dieses Prüfprogrammablaufes beispielsweise die
verschiedenartigsten normalen Betriebszustände der Anlage eingestellt werden, beispielsweise
durch entsprechende Ansteuerung der Steuerbaugruppen 2b, 3d und 4e der Einzelgeräte,
um so vorbestimmte Messpunkte während der Normalbetriebszustände der Anlage zu prüfen.
Zusätzlich können aber auch die vorhandenen Steuerleitungen und u.U. noch zusätzliche
Steuerleitungen zu den einzelnen Baugruppen so angesteuert werden, dass es möglich
ist, von dem Prüfteil 9b aus für die einzelnen Baugruppen spezielle im Normalbetrieb
der Anlage nicht vorkommende reine Prüfzustände einzustellen. Eine solche normalerweise
nicht übliche Betriebsweise ist beispeilsweise, dass der Mikrocomputer des Prüfteils
9b für den Fernschreiber 6 "Startpolarität" erzeugt. Über die zugehörige Taststufe
des Gerätes 4 geht dann das Fernschreibsignal des Fernschreibers einschliesslich
aller Zuleitungen zum ausgewählten F1-Modulator des Geräts 4. Es wird auch die der
Startlage zugeordnete Frequenz erzeugt, welche durch den eingebauten Frequenzzähler
4f gemessen wird. Zusätzlich wird diese Frequenz vom Fl-Demodulator des Geräts 4
demdouliert und das so erzeugte F1-Empfangszeichen wird geprüft ob es der Startlage
entspricht. Anschliessend wird über das Prüfteil 9b "Stoppolarität" eingestellt
und es werden dann wieder Frequenz und Empfangszeichen entpsrechend auf Richtigkeit
geprüft. Die einzelnen Geräte bzw. deren Baugruppen zeigen über Meldeleitungen dem
Prüfteil 9b an, ob bestimmte Signale wie vorbestimmte NF-, ZF-, HF-Pegel oder dergleichen
an vorbestimmten Meßstellen der Anlage vorhanden sind oder nicht. Der Mikrocomputer
des
Prüfteils 9b prüft dann in einzelnen Programmschritten des Prüfprogrammablaufs die
gemeldeten Signale und wertet diese durch geeignete Kombinationsbildungen untereinander
und mit den dabei eingestellten Prüfzuständen selbsttätig aus und kann so eine evtl.
schadhafte Baugruppe in einem der Geräte genau lokalisieren.
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Die einzelnen Mess- und Prüfergebnisse werden in dem Mikrocomputer
des Prüfteils 9b gespeichert und können über eine Abfrageschaltung in diesem Prüfteil,
die durch eine Abfragetaste 9d betätigbar ist, ausgelesen und über die Ziffernanzeige
10 angezeigt werden. Die Auslösetaste 9c und die Abfragetaste 9d können zweckmässigerweise
auch in einer einzigen Taste vereinigt sein.
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Über die Zehnerstelle der Ziffernanzeige wird wieder das defekte Gerät
angezeigt, über die Einerstelle wird genau die jeweils defekte Baugruppe in diesem
Gerät angezeigt. Die im Beispiel dargestellte Anzeige 25 bedeutet also, dass das
Gerät "2" und dort die Baugruppe "5" fest ist.
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Da sowohl das durch die fortlaufende Überwachung festgestellte defekte
Gerät als auch das während des automatischen Prüfprogrammablaufes festgestellte
fehlerhafte Gerät jeweils mit der Zehnerstelle der Ziffernanzeige angezeigt wird,
ist es nötig, dies dem Benutzer gesondert anzuzeigen. Dies und weitere Massnahmen
zur Vermeidung von Interpretationsfehlern werden durch folgende Betriebsweise des
Prüfteils erreicht, und zwar durch entsprechende Programmierung des hier eingebauten
Mikrocomputers.
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Wenn während der konitnuierlichen Überwachung des Normalbetriebes
der Anlage kein Fehler vorliegt, bleiben beide Ziffern der Ziffernanzeige 10 dunkel.
Wird während des Normalbetriebes ein Fehler durch das Überwachungsteil 9a festgestellt,
so wird dies durch Aufleuchten der entsprechenden Zehner-Stelle der Ziffernanzeige
angezeigt, und zwar durch ein ununterbrochenes Leuchten dieser Ziffer. Wenn der
Benutzer dann durch Betätigen der Taste 9c einen Prüfablauf in Gang setzt, wird
dies beispielsweise durch die Anzeige
"88" auf der Ziffernanzeige
dem Benutzer mitgeteilt. Wenn der Prüfprogrammablauf abgeschlossen ist, wird automatisch
das in der Reihenfolge des Messprogramms erste Ergebnis des Prüfablaufes angezeigt,
beispielsweise zunächst wiederum nur die gerätespezifische Zehner-Stelle "2". Wenn
der Benutzer die Taste 9d drückt, wird die zweistellige und damit geräte- und baugruppenspezifische
Anzeige z.B. "25" angezeigt. Wenn der Benutzer dann erneut die Taste 9d drückt,
wird das nächste Ergebnis des Prüfprogrammes angezeigt, also über eine einziffrige
Zahl das defekte Gerät und weiter über eine entsprechende zweiziffrige Zahl eine
weitere defekte Baugruppe dieses Gerätes. Durch wiederholtes Drücken der Taste 9d
können so sämtliche festgestellten fehlerhaften Gerätebaugruppen dem Benutzer geräte-
und baugruppenspezifisch angezeigt werden. Wenn die Prüfung der Anlage mittels des
Prüfprogramms kein Fehlergebnis gebracht hat, die Anlage also in Ordnung ist, wird
dies dem Benutzer durch die Anzeige "00." angezeigt, Um dem Benutzer anzuzeigen,
dass durch die Ziffernanzeige das Ergebnis des Prüfprogrammablaufes angezeigt wird,
blinken während dieser Zeit die angezeigten Ziffern. Nachdem so alle Ergebnisse
des Prüfprogrammablaufes zur Anzeige gebracht wurden, wird durch erneutes Drücken
der Taste 9d automatisch wieder der Übergang in die Dauerüberwachung eingestellt.
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Das Prüfprogramm ist in dem Mikrocomputer 6 ausfallsicher fest eingespeichert.
Es genügt, dass der Mikrocomputer nur während des Prüfablaufes und der anschliessenden
Anzeige an die Speisespannung angeschaltet ist und sich nach Ablauf des Prüfvorganges
automatisch abschaltet, damit vor allem der Normalbetrieb der Anlage durch den Takt
des Computers nicht gestört wird. Durch geeignete Zusatzschaltungen kann auch erreicht
werden, dass der Mikrocomputer ständig angeschaltet bleibt ohne den Normalbetrieb
zu stören.
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In dem Ausführungsbeispiel ist nur eine zweistellige Ziffernanzeige
dargestellt. Wenn mehrere Geräte und auch jeweils mehrere Einzelbaugruppen je Gerät
vorhanden sind, muss selbstverständlich für die Geräteanzeige und auch für die Baugruppenanzeige
eine entsprechende mehrstellige Ziffernanzeige vorgesehen sein, es sind dann also
zwei jeweils mehrstellige Zifferngruppen für die Einzelgeräte und deren Baugruppen
vorgesehen. Natürlich können auch noch weitere Unterteilungen der Baugruppen in
Einzelteilbaugruppen vorgenommen werden, die durch zusätzliche Steuer- und Meldeleitungen
angesteuert sind und die in entsprechender Weise durch das Prüfprogramm geprüft
und durch eine weitere Ziffer angezeigt werden, so dass eine noch spezifischere
Lokalisierung des fehlerhaften Bauteils möglich ist.
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Durch eine zusätzliche Steckerbuchse an der Prüf- und Uberwachungsbaugruppe,
an der beispielsweise die Messergebnisse in einem geeigneten Code anliegen, kann
in bekannter Weise ein zusätzlicher Computer angeschlossen werden, der eine weitere
feinere Auswertung der festgestellten Messergebnisse ermöglicht.