DE2728773A1

DE2728773A1 - Funk-fernsteuereinrichtung

Info

Publication number: DE2728773A1
Application number: DE19772728773
Authority: DE
Inventors: Douglas Morton French; Robert Richard Hellman
Original assignee: Westport International Inc
Current assignee: Westport International Inc
Priority date: 1976-06-30
Filing date: 1977-06-25
Publication date: 1978-01-05
Also published as: DE2728773C2; GB1588353A; HK29682A; US4091328A; JPS6211556B2; JPS534182A; CA1075772A

Description

PATENTANWÄLTE ZENZ A HELBER D 43OO ESSEN 1 AM RUHRSTEIN 1 ■ TEL.: (O2O1) 4126 87

WESTPORT INTERNATIONAL, INC. 345 Boston Post Road, Milford, Connecticut, V.St.A·

Funk-Fernsteuereinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Funk-Fernsteuereinrichtung zum der Einstellung eines verstellbaren Gebers entsprechenden Nachsteuern wenigstens eines Stellgliedes, mit einem Sendeteil, der bei Erregung eine Funkwelle abgibt, und einem von diesem entfernt angeordneten Empfängerteil zum Empfang der gesendeten Welle.

In der Patentanmeldung P 26 25 633.7 hat die Anmelderin bereits eine Funk-Fernsteuereinrichtung dieser Art vorgeschlagen, bei der die gesendete Welle zur Unterteilung in sich wiederholende Folgen ein- und ausgeschaltet wird. Jede Folge enthält ein Segment für jede Gebereinheit, wobei jedes Segment eine Sendepause und eine Sendeperiode enthält. Die Dauei/der Sendepause ändert sich entsprechend der Lage des handbetätigbaren Gebers, während die Sendeperiode für jedes Segment im wesentlichen konstant bleibt, so daß die Gesamtdauer eines Segments ein Maß für die vom Stellglied einzunehmende Stellung ist. Um eine Folge zu wiederholen, wird zusätzlich ein relativ langer Rücksetzimpuls am Ende des Segments gesendet.

Diese Fernsteuereinrichtung gemäß älterem Vorschlag der Anmelderin hat sich zwar in der Praxis als sehr zweckmäßig erwiesen,

709881/1049

Z/bu.

jedoch hat die Anmelderln festgestellt, daß die gesamte Sendezeitdauer für jede Folge noch welter reduziert und die Empfindlichkeit des Systems gegenüber Stör- oder Fremdwellen noch welter verstärkt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Funk-Fernsteuereinrichtung zur Fernsteuerung mehrerer Stellglieder bzw. Servoeinheiten zur Verfügung zu stellen, bei der durch Minimalisierung der für jede Folge benötigten Sendezeit die Sendeleistung ohne entsprechende Steigerung der erforderlichen elektrischen Energie erhöht werden kann, und die weitgehend unempfindlich gegen einlaufende Störwellen ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß mit dem Sendeteil eine diesen in jeder Sendeperiode erregende und dessen Entregung in jeder Sendepause bewirkende Schalteinrichtung verbunden ist, daß eine die Sendepause entsprechend der Ist-Stellung des verstellbaren Gebers einstellende Einrichtung mit der Schalteinrichtung und dem Geber verbunden ist, daß der Empfängerteil einen Detektor aufweist, der ein in zwei Zuständen bzw. Pegeln getastetes Signal derart entwickelt, daß der erste Signalzustand bzw. -pegel bei Empfang der gesendeten Welle und der zweite Signalzustand bei Nichtempfang dieser Welle besteht, daß dem Detektor eine Steuerschaltung nachgeschaltet ist, die an das wenigstens eine Stellglied ein Steuersignal anlegt, dessen Dauer im wesentlichen gleich der Summe der Tastzeiten des Signals in den beiden Zuständen bzw. Pegeln ist, und daß eine das Steuersignal bis zum Ablauf von wenigstens zwei Drittel der Dauer des ersten Signalzustands bzw. -pegels verzögernde Schaltung vorgesehen ist. Der Unterschied dieser neuen Funk-Fernsteuereinrichtung gegenüber dem eigenen älteren Vorschlag besteht vor allem darin, daß das aus einer Sendepause und einer Sendeperiode bestehende Segment für jede Servoeinheit bzw. jedes Stellglied umgekehrt wird, so daß die Sendeperiode der Sende pause vorausgeht· Daher wird eine Änderung von einem, ein

709881/1049

Stellglied steuernden Segment zu dem das nächste Stellglied steuernden nachfolgenden Segment durch den Beginn jeder Sendeperiode, und nicht, wie bisher, von der Rückflanke einer Sendeperiode des vorhergehenden Segments eingeleitet· Die veränderliche Dauer einer Sendepause in jedem Segment wird jedoch wie bisher geändert, um eine Information über die Handeinstellung der Geber zur Verfügung zu stellen. Während der Sendepause in jedem Segment ist das System gegen Störsignale unempfindlich, welche aufgenommen werden können und eine Dauer haben, die kleiner als etwa zwei Drittel der Dauer der festen Sendeperiode ist.

Die Erfindung verringert die Gesamtsendezeit für eine Sendefolge dadurch, daß sie die das Ende jeder Folge einleitende Rücksetz-Sendeperiode verkürzt, wobei letztere eine Dauer hat, die gleich derjenigen einer Segmenten-Sendeperiode ist. Auf die Rücksetz-Sendeperiode folgt jedoch eine relativ lange Sendepause, über deren größten Teil der Empfänger derart gesperrt ist, daß er nicht auf Störungen durch andere gesendete Wellen reagieren kann. Unter Verwendung der Erfindung wird die Gesamtsendezeit für eine Folge zur Steuerung von acht Stellgliedern bzw. Servoeinheiten, d.h. acht Segmenten in einer Folge, auf diese Weise auf etwa 4,5 Millisekunden bei einer Gesamtfolgezeit von 18 Millisekunden reduziert. Dies erhöht das Verhältnis von Sendepause zu Sendezeit auf angenähert 3:1, nämlich 13,5 zu 4,5 Millisekunden. Darüberhinaus wird die Unempfindlichkeit gegenüber einlaufenden Fremdwellen bzw. Störsignalen während der vergleichsweise längeren Sendepause erhöht. Diese funktioneilen Vorteile können ohne wesentliche Änderung des schaltungsmäßigen Aufbaue, der Betriebsweise des Systems und der Herstellungskosten erreicht werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

709881/1049

Fig· 1 ein teilweise als Blockdiagramm dargestelltes elektrisches Schaltbild des Senders der erfindungsgemäßen Funk-Fernsteuereinrichtung;

Fig. 2 ein teilweise als Blockdiagramm dargestelltes Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des zugehörigen Empfängers;

Fig. 3 eine grafische Darstellung verschiedener Signa lkurv en; und

Fig. 4 ein schematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels eines in dem Sender verwendbaren veränderlichen Zeitgebers.

In Fig. 1 ist der Sender als ganzer mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Er weist in dem gestrichelt umrandeten Block 11 die Hauptbestandteile eines amplitudenmodulierten Senders auf, der mit dem Sender der älteren Anmeldung übereinstimmt, gegebenenfalls jedoch auch als frequenzmodulierter Sender ausgebildet sein kann. Ein Quarz 12 bestimmt die Frequenz der über eine Antenne 13 mit konstanter Frequenz und Amplitude abgestrahlten Welle. Zu dem Sender gehört ferner ein Verstärker 14, der über eine einen Transistor 16 aufweisende Schalteinrichtung

15 mit einer B+ Betriebsspannungsquelle verbunden ist.

Der Transistor 16 ist mit den dargestellten Schaltungskomponenten und mit einem Ausgang 17 eines veränderlichen Zeitgebers 18 verbunden. Wenn der Zeitgeberausgang 17 auf einem niedrigen bzw. L-Pegel ist, wird der Transistor 16 leitend und erregt den Verstärker 14, wodurch der Sender 10 eine Funkwelle mit der vom Quarz 12 bestimmten Frequenz ausstrahlt. Wenn sich der Zeitgeberausgang 17 jedoch im Η-Zustand befindet, ist der Transistor

16 gesperrt, der Verstärker 14 entregt und der Sendevorgang des Senders unterbrochen, d.h. es ist eine Sendepause.

Der veränderliche Zeitgeber 18 hat die in der älteren Anmeldung beschriebene Ausbildung und erzeugt eine hohe Spannung an seinem Ausgang 17 über eine Dauer, die von der Stärke des in seiner Eingangsleitung 19 fließenden Stroms bestimmt ist. Nach einer solchen einstellbare» Zeit hoher Spannung wird der Ausgang

709881/1049

für eine bestimmte Dauer auf eine niedrige Spannung umgeschaltet und kehrt danach auf eine hohe Ausgangsspannung zurück. Daher ruft ein starker Strom in der Eingangsleitung 19 eine hohe Spannung kurzer Dauer plus einer niedrigen Spannung fester Dauer hervor, während ein niedriger Stromwert eine hohe Spannung längerer Dauer plus der niedrigen Spannung gleichbleibender Dauer hervorruft. Wie bei der älteren Fernsteuereinrichtung beträgt die Dauer des niedrigen Signalwerts vorzugsweise etwa 0,5 Millisekunden, während die Dauer des hohen Signalwerts in einem Bereich von 0,5 bis 1,5 Millisekunden schwankt.

Die Eingangsleitung 19 ist mit mehreren zweiseitigen Schaltern 20 verbunden, von denen jeder mit einem von mehreren von Hand einstellbaren Gebern bzw. Handsteuerungen 21 verbunden ist. Die Einstellung jeder dieser Handsteuerungen bestimmt über den zugehörigen zweiseitigen Schalter die Stärke des bei Betätigung des Schalters in der Eingangsleitung 19 fließenden Stroms und damit die Dauer der an der Ausgangsleitung 17 anstehenden hohen Spannung.

Jeder der zweiseitigen Schalter ist mit den Zählanschlüssen eines dekadischen Zählers 22 verbunden, wobei der erste zweiseitige Schalter mit dem Zählanschluß 1, der zweite Schalter mit dem Zählanschluß 2, der drit£Sfräi£^eSem Zählanschluß 3 usw.

Mit
verbunden ist. diesen Verbindungen betätigt der dekadische Zähler 22 nur denjenigen zweiseitigen Schalter, der den Zählwert entspricht, und verbindet die zugehörige Handsteuerung mit dem Eingang des veränderlichen Zeitgebers 18 über die gesamte Zeit der Haltung des jeweiligen Zählerstandes.

Der Zähler 22 ist mit einem Zähl-Bereitschaftsanschluß 23 an den Ausgang 17 des veränderlichen Zeitgebers 18 angeschaltet· Ein Zählanschluß 24 ist mit der Ef Quelle und ein Rücksetzanschluß 25 mit einem RC-Glied 26 verbunden. Der Rücksetzanschluß 25 ist außerdem über eine Diode 27 mit dem Zählwertanschluß 9 verbunden. Da die Spannung am Zählanschluß stets auf dem Η-Wert ist, schaltet eine H-L-Spannungsänderung am

709881/1049

Zähl-Bereitschaftsanschluß den Zähler um 1 weiter. Daher ändert der Zähler 22 immer dann seinen Zählwert, wenn sich die Spannung an der Ausgangsleitung 17 von dem H- auf den L-Wert bei Beginn jeder Sendeperiode ändert.

Der Zähler 22 wird auf den Zählerstand 0 kurz nach dem Erreichen eines Zählerstandes rückgesetzt, der um 1 größer als die Zahl der im System vorhandenen Handsteuerungen und Stellglieder ist. Bei dem beschriebenen AusfUhrungsbeispiel ist unterstellt, daß acht Handsteuerungen vorhanden sind. Wenn der Zähler daher den Zählerstand 9 erreicht, bewirkt die über die Diode 27 an den Rücksetzanschluß 25 angelegte Η-Spannung das sofortige Rücksetzen des Zählers auf den Zählerstand 0. Das RC-Glied 26 hält diese Spannung über eine kurze Zeit aufrecht, die dazu ausreicht, eine Zählerrücksetzung sicherzustellen, bevor am Rücksetzanschluß wieder die normale L-Spannung eingestellt wird.

Der Zählwertanschluß 0 ist mit dem zweiseitigen Schalter 20-0 verbunden, der einen im Rücksetzblock der Handsteuerungen 21 angeordneten Schalter 28 mit der Eingangsleitung 19 des Zeitgebers 18 verbindet. Der Widerstand 28 ist auf einen relativ hohen Wert ausgelegt, um das Η-Signal am Zeitgeberausgang 17 über eine längere Dauer, vorzugsweise in der Größenordnung von 5,5 Millisekunden, aufrechtzuerhalten. Am Ende dieses Zeitintervalls sinkt die Spannung an der Leitung 17 auf einen L-Wert und bewirkt, daß der Zählerstand zum Beginn der nächsten Folge auf 1 erhöht wird.

Es ist klar, daß bei Verwendung dieser Einrichtung mit einer kleineren Anzahl von Stellgliedern bzw. Servoeinheiten die Diode 27 mit demjenigen Zählwertanschluß verbunden wird, der um 1 größer als die Zahl der verwendeten Servoeinheiten ist. Wenn daher nur vier Servoeinheiten vorhanden sind, so wird die Diode 27 mit dem Zählwertanschluß 5 verbunden. Unabhängig von dem mit der Diode verbundenen Zählwertanschluß bleibt die

709881/1049

Rücksetzzeit-Ruheperiode bei 5,5 Millisekunden, da sich der Wert des Widerstandes 28 nicht ändert.

In Fig. 3 ist eine grafische Darstellung der Wellenform der Spannung an der Ausgangsleitung 17 des Zeitgebers als Kurve 29 sowie eine Darstellung 30 der Zählung des senderseitigen Zählers 22 gezeigt. Wie aus dieser Darstellung zu sehen ist, schaltet der Zähler weiter, wenn der Zeitgeberausgang vom H-Zustand in den L-Zustand überwechselt, d.h. an der Vorderflanke der konstanten L-Spannungsdauer des Zeitgebers. Da der Schalter 15 ebenfalls mit dem Ausgang des veränderlichen Zeitgebers verbunden ist, zeigt eine Kurve 31 diejenigen Perioden, in denen der Sender erregt ist, also sendet bzw. nicht erregt ist, also eine Sendepause hat. Es ist zu beachten, daß der Sender nur für die praktisch feste Dauer der L-Spannung am Ausgang 17 des Zeitgebers sendet. Es ist außerdem zu sehen, daß eine relativ lange Rücksetz-Pausenperiode vorhanden ist, die mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnet ist.

Die Pausenzeit jedes Segments ist vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 0,5 bis 1,5 Millisekunden mit einer mittleren oder neutralen Zeit von 1 Millisekunde einstellbar. Da jede Sendeperiode 0,5 Millisekunden beträgt, hat daher jedes Segment eine Dauer im Bereich von 1 bis 2 Millisekunden, während die Rücksetzzeit eine 5,5 ms Pausenperiode plus einer 0,5 ms Sendeperiode, insgesamt also 6 ms beträgt. Bei acht normalen Segmenten beträgt die Gesamtsendezeit daher 4,5 (9 χ 0,5) Millisekunden, während die Gesamtdauer der Pausenperioden 8 (8 χ 1,0) plus 5,5 ms oder 13,5 ms beträgt.

Die vom Sender 10 ausgestrahlte Welle wird von einem in Fig. mit 40 bezeichneten Empfänger aufgenommen und dient zur Steuerung von acht einzelnen Stellgliedern bzw. Servoelnheiten, die in einem Block 41 dargestellt sind. Die in dem gestrichelten Block 42 gezeigten Schaltungskomponenten bilden einen Funkempfängerteil, der auf die Sendefrequenz abgestimmt ist und an einem Punkt A seiner Ausgangsleitung 43 ein Signal ent-

709881/1049

wickelt, dessen Wellenform als Kurve 33 In Fig. 3 dargestellt ist. Es ist zu sehen, daß an dem Punkt A die Spannung auf dem Η-Wert ist, während der Sender sendet, und sich auf dem L-Pegel befindet, wenn der Sender Sendepause hat. Der Spannungszustand bzw· -pegel am Punkt A dient zur Steuerung der Fortschaltung und Rücksetzung eines dekadischen Zählers 44, der mit Zählwertanschlüssen 0 bis 9 versehen ist. Der Zählwertanschluß 1 ist mit der ersten Servoeinheit im Block 41, der Zählwertanschluß 2 mit der zweiten Servoeinheit usw. verbunden, so daß jede Servoeinheit nur solange erregt wird, wie der Zähler den zugehörigen Zählerstand beibehält. Bekanntlich nimmt eine Servoeinheit bzw. Stelleinheit eine Stellung ein, welche der Dauer ihrer Erregung entspricht.

Der Zähler 44 hat einen Zählanschluß 45 und einen Zählbereitschaf tsanschluß 46, die über Zeitgabeschaltungen mit dem Punkt A verbunden sind. Der Zähler kann dabei seinen Zählerstand nur dann weiterschalten, wenn die Spannung an seinem Zählanschluß vom L- zum Η-Pegel überwechselt, während der Zähl-Bereitschaftsanschluß eine Spannung auf dem L-Pegel erhält. Zwischen dem Zählanschluß 45 und dem Punkt A liegt ein rücktriggerbarer monostabiler Zeitgeber 47 (beispielsweise eine Hälfte eines dualen Zeitgebers mit der Typenbezeichnung MC14528 der Firma Motorola, Ine·), der durch den Wert eines RC-Gliedes 48 derart eingestellt wird, daß er eine L-Ausgangsspannung für eine Zeitspanne von etwa 0,4 ms liefert, nachdem die Spannung am Punkt A vom L- auf den Η-Pegel gewechselt ist. Bei jeder solchen Änderung der Α-Spannung beginnt die 0,4 ms (Verzögerungs-) Periode. Eine Darstellung des Ausgangssignals des Zeitgebers 47, das am Zählanschluß 45 ansteht, ist in Fig. 3 durch die Kurve 49 dargestellt, die veranschaulicht, daß das Signal am Zählanschluß von dem L-Wert auf den H-Wert 0,4 Millisekunden nach Beginn einer empfangenen Sendeperiode überwechselt.

Der Zähl-Bereitschaftsanschluß 46 ist über eine RC-Schaltung 50 und einen Inverterverstärker 51 dem Punkt A derart nachge-

709881/1049

.- 14 -

schaltet, daß der Anschluß 46 anfänglich etwa nach 0,075 ms nach Feststellung des Beginns einer Sendeperiode auf den L-Zustand gebracht wird. Auf diesem Zustand bleibt der Zähl-Bereitschaftsanschluß danach für wenigstens die Dauer der Sendeperiode. Eine in Fig. 3 mit 52 bezeichnete Kurve zeigt die Spannung am Zähl-Bereitschaftsanschluß 46. Durch Vergleich der Kurven 49 und 52 ist zu sehen, daß der Zähler immer dann weitergeschaltet wird, wenn der Zählanschluß auf den H-Wert überwechselt, während der Zähl—Bereitschaftsanschluß eine L-Spannuhg hat. Die Dauer jedes Zählwerts des Zählers 44 ist in der Zeile 53 angegeben· Der rücktriggerbare Zeitgeber 47 und die Verzögerungsschaltung 50 verhindern, daß einlaufende StorsignaIe von system-unabhängigen Störquellen und Fremd— sendern den Zählerstand des Zählers ändern, wenn sie kürzer als 0,325 Millisekunden andauern. Wenn der Zeitgeber 47 daher auf 0,4 Millisekunden eingestellt ist,und eine 0,075 ms-Verzögerung von der RC-Schalfcung 50 eingeführt wird, so kann ein eingehender Störimpuls einer Dauer von weniger als 0,325 ms den Zähler nicht weiterschalten, da der Zähl-Bereitschaftsanschluß auf einer Η-Spannung ist und ein Weiterschalten verhindert, bevor das Ausgangssignal des Zeitgebers 47 von dem L-Wert auf den Η-Wert überwechselt. Dieses Zeitintervall kann durch Änderung der L-Zeit des rücktriggerbaren Zeitgebers 47 etwas geändert werden, wobei eine kürzere L-Zeit die Dauer eines das Weiterschalten des Zählers nicht beeinflussenden Störimpulses verringert. Vorzugsweise liegt die L-Zeit des Zeitgebers 47 jedoch in einem Bereich von 0,35 bis 0,45 Millisekunden.

Die Dauer des zurückgewiesenen Störsignals wird infolge der Verzögerung der Zeitgabeschaltung 50 etwas kürzer als 0,4 Millisekunden gemacht, wobei die Zeitgabeschaltung 50 am Ende des empfangenen Sendesignals eine L-Spannung erhält.

Bei jedem Wechsel der Spannung am Punkt A von dem L-Wert auf den Η-Wert beginnt der Zeitgeber 47 seine 0,4 ms dauernde L-Zeit. Dies verhindert, daß eine Reihe kurzzeitiger Stör-

709881/1049

impulse im Verlauf der Sendepause den Zählerstand weiterschaltet, während der Zeitgeber 47 zuverlässig auf einen Sendeimpuls vom Sender 10 anspricht, da sein Ausgangssignal von dem L- auf den Η-Pegel zu derselben Zeit nach der Vorderflanke eines Sendeimpulses wechselt, als wenn keine Störimpulse auftreten würden.

Nachdem der Zähler 44 den Zählerstand 8 erreicht hat, bildet der nächste Sendeimpuls den Rücksetz-Sendeimpuls, welcher das Rücksetzsegment einleitet, so daß der Zähler bei dem nächstfolgenden Sendeimpuls den Zählerstand 1 erreicht. Dem Rücksetζimpuls folgt eine lange Sendepause von 5,5 ms, über deren größten Teil der Zähler einen Zählerstand von 9 oder 0 hat und gegen eine Änderung beim Zählerstand 9 verriegelt ist, so daß ihn Störsignale nicht beeinflussen können.

Der Rücksetz-Sendeimpuls schaltet anfänglich den Zähler auf einen Zählerstand 9 weiter, bei dem die Η-Spannung am Zählwertanschluß 9 über eine Diode 54 an den Zähl-Bereitschaftsanschluß 46 angelegt wird. Diese Η-Spannung am Zahl-Bereitschaft sanschluß verhindert bis zu ihrer Abnahme ein Weiterschalten des Zählers und macht letzteren daher unempfindlich gegen in diesem Zeitintervall auftretende Störimpulse· Diese Sperrung wird nur durch Anlegen einer Η-Spannung an den Rücksetzanschluß 55 des Zählers aufgehoben, bei deren Auftreten der Zähler den Zählerstand 0 annimmt.

Der Rücksetzanschluß 55 und der Punkt A sind über zwei Zeitgabeschaltungen 56 und 57 so verbunden, daß eine Rücksetzschaltung erst nach Ablauf einer Zeit angelegt werden kann, welche größer als die Summe der Verzögerungszeiten der beiden Zeitgabeschaltungen ist. Diese Summe ist größer als die Periode eines Segments, jedoch kleiner als die Rücksetzperiode, so daß keine Beeinflussung durch die Segmentenperiode stattfinden kann.

709881/1049

Nach Empfang der Vorderflanke der Sendeperiode geht das Signal am Punkt A auf den H-Pegel, und die Werte der Widerstands- Kapazitäts-Kombination in der Schaltung 56 verhindern, daß deren Ausgang 58 vor Ablauf einer Verzögerungszeit von 0,25 ms nach Empfang der Vorderflanke des Sendeimpulses auf einen H-Pegel kommt. Der Ausgang 58 ist über einen Inverterverstärker 59 und eine Diode 60 an den Ausgang 61 der Zeitgabeschaltung 57 angeschaltet, welche außerdem an der B+ Quelle liegt. Die L-Spannung am Ausgang 61 entlädt sofort die Zeitgabeschaltung 57, so daß der Ausgang auf einen L-Pegel kommt. Die Widerstands- und Kapazitätswerte der Zeitgabeschaltung 57 sind so gewählt, daß 3,75 ms nach der Änderung des Ausgangs der Zeitgabeschaltung 56 auf einen L-Wert verstreichen müssen, bevor der Ausgang 61 auf einen Η-Wert kommt. Diese Spannungsänderung vom L-Wert auf den Η-Wert wird von zwei Inverterverstärkern verstärkt und an den Rücksetzanschluß 55 angelegt, der den Zähler rücksetzt und dessen Zählerstand von 9 auf 0 weiterschaltet. Diese Änderung des Zählerstandes beseitigt das Sperrsignal am Zähl-Bereitschaftsanschluß, der über die Diode 54 mit dem Zählwertanschluß 9 verbunden ist. Solange der Ausgang der Zeitgabeschaltung 57 jedoch auf einem Η-Wert steht, bleibt der Zähler auf dem RUcksetz-Zählstand verriegelt, bis die H-Spannung abgenommen wird. Daher bleibt der Zähler 44 für wenigstens die von der Zeitgabeschaltung 57 bestimmte Zeit nach Beendigung des Rücksetz-Sendeimpulses entregt und auf dem Zählerstand 9, bei dem verhindert ist, daß durch einen eingehenden Störimpuls eine Zählwertänderung ausgelöst wird.

ist Die Weiterschaltung des Zählers von 9 auf 0/in der Kurve durch die Bezeichnung "Rücksetzen" kenntlich gemacht und findet in der Nähe des Endes der Pausenperiode statt.

Der Rücksetzzustand wird bei Empfang des nachfolgenden Sendeimpulses des ersten Segments der nächsten Segmentenfolge aufgehoben, wobei die Spannung am Ausgang 58 der Zeitgabeschaltung 56 anwächst und die Schaltung 57 entlädt. Während

709881/1049

für das Anwachsen deoSpannung ein Zeitraum von 0,25 ms vorgesehen werden könnte, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, diese Zeit durch Verbindung des Zählwertanschlusses 0 über eine Diode 62 mit dem Ausgang 58 der Zeitgabeschaltung 56 etwas abzukürzen. Diese Leitungsverbindung führt dem Ausgang 58 beim Zählerstand 0 Strom zu, der die Ladezeit der Zeitgabeschaltung 56 vermindert, so daß der Ausgang 58 vor der Zeitspanne von 0,25 ms nach dem Beginn des empfangenen Segmenten-Sendeimpulses auf den Η-Wert kommen kann.

Ist der Ausgang 58 auf demH—Wert, so kommt der Ausgang des Inverterverstärkers 59 auf den L-Wert und entlädt die Zeitgabeschal tung 57, wodurch die Η-Spannung am Rücksetzanschluß 55 abgezogen wird. Die Schaltungskomponenten sind so gewählt, daß die Η-Spannung am Anschluß 55 in kürzerer Zeit als der Zeitgabezyklus des rücktriggerbaren Zeitgebers 57 abgezogen wird, ua sicherzustellen, daß der Zähler nicht gesperrt ist, wenn der Zeitgeber 47 dem Zählanschluß 45 eine Spannungsänderung von dem L-Wert auf den H-Wert zuführt· Die Diode 62 bewirkt, daß die Rücksetzspannung entfernt wird, bevor der Zähler ansprechen muß·

Wenn bei Fehlen eines empfangenen Sendeimpulses am Punkt A eine L-Spannung ansteht, fließt über die Dioden 62 und 63 zum Punkt A ein Strom, der den Ausgang 58 auf einem L-Wert hält, als wenn die Verbindung nicht bestehen würde.

Es ist daher zu sehen, daß der Zähler 44 gezwungen wird, über praktisch die gesamte Ruheperiode des Rücksetzsignals und wenigstens einen Teil des Beginns des nächsten Sendeimpulses den Zählerstand 9 oder 0 aufrechtzuerhalten. Daher werden Storimpulse, die eine kürzere Dauer als 0,25 ms haben, von der Zeitgabeschaltung 56 gesperrt. Diejenigen Störimpulse, die eine kürzere Dauer als 0,25 ms haben und in dem zum Anlegen eines Rücksetzsignals der Schaltung 57 zugewiesenen Zeitintervall vor dem Weiterschalten des Zählers durch den

709881/1049

nachfolgenden Segmenten-Sendeimpuls enden, beeinflussen die oben beschriebene Operation nicht. Diejenigen Störimpulse einer größeren Dauer als 0,25 ms, welche vor dem Zeitpunkt enden, bei dem die Zeitgabeschaltung 57 ein RUcksetzsignal anlegt, bewirken, daß die nachfolgende Sendeperiode die Zeitgabeschaltung entlädt, so daß kein Rücksetzsignal angelegt wird. Der Zähler bleibt dann bei dem Zählerstand 9 für alle Segmente der nachfolgenden Segmentenfolge gesperrt, bis das Rücksetzsignal in der Rücksetz-Ruheperiode der nächsten Segmentenfolge angelegt werden kann. Dies bedingt einen Verlust einer Segmentenfolge, da keine Signale an die Servoeinheiten angelegt werden, so daß diese die zuvor eingestellte Lage beibehalten.

Die üblichen Sendeimpulse jedes Segmentes erscheinen innerhalb von 2 Millisekunden und halten daher normalerweise den Ausgang der Zeitgabeschaltung 57 auf einer L-Spannung, welche das Weiterschalten des Zählers nicht stört.

Eine Entladeschaltung 64 ist mit dem Zähl-Bereitschaftsanschluß 46 verbunden und bildet einen Entladungsweg für eine an diesen Anschluß entweder vom Punkt A oder vom Zäh1wertan— Schluß 9 angelegte Η-Spannung. Die Schaltungskomponenteh sind vorzugsweise so gewählt, daß die Spannungsänderung innerhalb weniger Mikrosekunden stattfinden kann.

In Fig. 4 ist ein Schaltbild des veränderlichen Zeitgebers 18 dargestellt, dessen Anschlüsse und Verbindungen identisch mit denjenigen des Zeitgebers in der älteren Anmeldung sind, wobei entsprechende Bezugszeichen mit einem zusätzlichen Apostroph verwendet werden. Es ist jedoch zu beachten, daß eine Verbindung zwischen dem Anschluß 7 der Zeitgabeschaltung 18 zum zweiseitigen Schalter 41* fehlt, wodurch jedoch keine Änderung in der Funktion oder im Zeitverhalten der Schaltung entsteht· Diese Änderung macht es nötig, daß der gesamte Ladestrom des Kondensators 39* allein vom Schalter 41 geführt werden muß, wodurch verhindert wird, daß während der

709881/1049

Entladeperiode bei Interner Verbindung des Anschlusses 7 mit Erde ein überhöhter Strom auch die Leitung 21' erdet·

Im vorstehenden wurde ein Funk-Fernsteuersystem beschrieben, mit dessen Hilfe mehrere Stellglieder bzw. Servoeinheiten mehreren einstellbaren Gebern nachgesteuert werden. Das beschriebene System minimalisiert die zur Übertragung der Steuerinformation erforderliche Sendeenergie durch Beschränkung aller Sendeperioden auf etwa die Dauer der Steuerinformation für die Servoeinheiten innerhalb einer einstellbaren Sendepause zwischen den Sendeperioden. Die Ruheperiode zum Rücksetzen oder in Beziehung setzen des Empfängers mit dem Sender wird jedoch langer als jede einstellbare Dauer gemacht, um die Identifizierung zu ermöglichen. Durch Minimalisierung der Sendeperioden führt der gleiche Energiebedarf zu einer Sendewelle höherer Amplitude gegenüber einem System mit' einer längeren Sendeperiode.

Darüberhinaus ist das beschriebene System weitgehend immun gegen empfangene Störwellen gemacht, die während der Ruhebzw. Pausenperioden einlaufen. Dies geschieht im Ergebnis durch Sperren des Empfängers während der gesamten Rück set z-Ruheperiode und durch Erhöhung der Dauer eines Impulses auf etwa zwei Drittel der Dauer der konstanten Sendeperioden·

70Θ881/1049

Claims

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER · D 43OO ESSEN 1 - AM RUHRSTEIN 1 · TEL.: (O2O1) 4126 Seite WESTPORT INTERNATIONAL, INC. Patentansprüche

1. )Funk-Fernsteuereinrichtung zum der Einstellung eines verstellbaren Gebers entsprechenden Nachsteuern wenigstens eines Stellglieds, mit einem Sendeteil, der bei Erregung eine Funk— welle abgibt, und einem von diesem entfernt angeordneten Empfängerteil zum Empfang der gesendeten Welle, dadurch gekennzeichnet , daß mit dem Sendeteil (11) eine diesen in jeder Sendeperiode erregende und dessen Entregung in jeder Sendepause bewirkende Schalteinrichtung (15, 16) verbunden ist, daß eine die Sendepause entsprechend der Iststellung des verstellbaren Gebers (21) einstellende Einrichtung (18, 20, 22) mit der Schalteinrichtung (15, 16) und dem Geber (21) verbunden ist, daß der Empfängerteil (42) einen Detektor aufweist, der ein in zwei Zuständen bzw. Pegeln getastetes Signal (33) derart entwickelt, daß der erste Signalzustand bzw. —pegel bei Empfang der gesendeten Welle und der zweite Signalzustand bzw. -pegel bei Nichtempfang dieser Welle besteht, daß dem Empfängerteil eine Steuerschaltung (44) nachgeschaltet ist, die an das wenigstens eine Stellglied (41) ein Steuersignal anlegt, dessen Dauer im wesentlichen gleich der Summe der Tastzeiten des Signals in den beiden Zuständen bzw. Pegeln ist, und daß eine das Steuersignal bis zum Ablauf von wenigstens zwei Dritteln der Dauer des ersten Signalzustands bzw. -pegels verzögernde Schaltung (47, 48, 50) vorgesehen ist.

2. Fernsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungβschaltung (47, 48, 50) so ausgebildet

709881/1049

Z/bu.

und mit der Steuerschaltung (44) verbunden 1st, daß sie ein Anlegen eines Steuersignals an das Stellglied solange verhindert, bis zwei Betriebsspannungspegel gleichzeitig anstehen (45, 46).

3. Fernsteuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung einen ersten Zeitgeber (47, 48) aufweist, der den einen Betriebsspannungspegel erst nach Ablauf von wenigstens zwei Dritteln der Dauer des ersten Signalzustands bzw. -pegels der empfangenen Sendeperiode entwickelt.

4. Fernsteuereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung einen zweiten Zeitgeber (50) aufweist, der so ausgebildet ist, daß er einen zweiten Betriebsspannungspegel erst nach Ablauf einer einem Bruchteil der Dauer der Sendeperiode entsprechenden Zeitspanne nach Beginn der Tastung des ersten Signalzustandes des empfangenen Signals abgibt.

5. Fernsteuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zeitgeber (50) den zweiten Betriebsspannungspegel über wenigstens die Dauer der Tastung des ersten Signalzustandes aufrechterhält.

6. Fernsteuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zeitgeber den zweiten Betriebsspannungspegel kurz nach dem Zeitpunkt des Überwechseins des empfangenen Signals von dem ersten Signalzustand zu dem zweiten Signalzustand unterbricht.

7. Funk-Fernsteuereinrichtung zum der Einstellung verstellbarer Geber entsprechenden Nachsteuern von Stellgliedern, wobei jedem Geber jeweils ein Stellglied zugeordnet ist, mit einem Sendeteil, der bei Erregung eine Funkwelle abgibt und einem von diesem entfernt angeordneten Empfängerteil zum

709881/1049

Empfang der gesendeten Welle, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Sendeteil (11) zur Erzeugung einer Sendeperiode erregende und dessen Entregung zur Erzeugung einer Sendepause bewirkende Schalteinrichtung (15), eine ein aus einer Sendeperiode und dieser benachbarten Sendepause bestehendes Segment für jedes Stellglied (41) entwickelnde Einrichtung, wobei die Segmente unter Bildung einer Segmentenfolge fortlaufend getastet sind, ferner eine mit den Gebern (21) und der Schalteinrichtung (15) verbundene Einrichtung (18, 20, 22), welche die Dauei/der Sendepause jedes Segments entsprechend der Stellung des zugehörigen Gebers (21) ändert und eine Sendeperiode konstanter Dauer in jedem Segment erzeugt, und eine mit der Schalteinrichtung verbundene Rücksetzeinrichtung (25 ... 28) zum Erzeugen eines Rücksetzsegments vorgesehen sind, wobei das Rücksetzsegment aus einer Rücksetz-Sendeperiode und einer wenigstens viermal so langen Rücksetz-Sendepause besteht, und daß der Empfängerteil (42) eine Detektoreinrichtung, die ein in zwei Signalzuständen bzw. -pegeln getastetes Signal (33) mit einem ersten Signalzustand bzw· -pegel bei Empfang einer gesendeten Welle und einem zweiten Signalzustand bzw. -pegel bei Fehlen einer gesendeten Welle entwickelt, ferner eine das in zwei Pegeln getastete Signal aufnehmende Schalteinrichtung (44), die mit den Stellgliedern (41) verbunden ist und ein auf die Dauer des zugehörigen Segments in der Segmentenfolge bezogenes Steuersignal an die Stellglieder anlegt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Schalteinrichtung (44) durch Anlegen eines Rücksetzsignals auf eine das Ende jeder Segmentenfolge bildende RückSetzbedingung gebracht wird, und eine das von der Detektoreinrichtung entwickelte Signal aufnehmende und bei Anstehen eines Rücksetζsegments ein Rücksetzsignal anlegende Schaltung (56, 57, 60 ... 62) aufweist.

8. Fernsteuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücksetz-Sendepause angenähert die zehnfache Dauer der RUcksetz-Sendeperiode hat·

703881/1049

9. Fernsteuereinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die RUcksetz-Sendepause wenigstens die zweifache Länge der längsten Segmenten-Ruheperiode hat.

10. Fernsteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeperiode für jedes Servo-* bzw. Stellsegment im wesentlichen konstante Dauer hat und die Rücksetz-Sendeperiode eine dieser im wesentlichen entsprechende Dauer hat.

11. Fernsteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (44) während der Rücksetzbedingung kein Steuersignal abgibt und ihre Rücksetzbedingung bei Anlegen eines Rücksetzsignals beibehält.

12. Fernsteuereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die das Rücksetzsignal anlegende Schaltung eine das Rücksetzsignal für wenigstens die halbe Dauer eines Rücksetzsegments anlegende erste Rücksetzschaltung aufweist·

13. Fernsteuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die das Rücksetzsignal anlegende Schaltung eine das von der ersten Rücksetzschaltung zugeführte Rücksetzsignal bei Betätigung löschende zweite Rücksetzschaltung und eine Einrichtung zur Betätigung der zweiten Rücksetzschaltung im letzten Teil der Rücksetz-Sendepause aufweist.

14. Fernsteuereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Rücksetzschaltung bei Betätigung das Rücksetzsignal aufrechterhält und die Betätigungseinrichtung Schaltungsmittel zum Löschen des Rücksetzsignals während des nächstfolgenden ersten Signalzustandes des empfangenen Signals bei einer Sendeperiode enthält·

15. Fernsteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (44) ein Zähler mit einem Zähl-Bereitschaftsanschluß (46) und einem

709881/1049

Zählwertanschluß (9) ist, wobei an dem Zählwertanschluß (9) ein Zählsignal erscheint, wenn der Zählwert um 1 größer als die Anzahl der vorhandenen Stellglieder (41) ist, und daß die erste Rücksetzschaltung eine Verbindung (54) zwischen dem Zählwertanschluß und dem Zahl-BereitSchaftsanschluß (46) zum Anlegen des von der ersten Rücksetzschaltung zugeführten ' Rücksetzsignals enthält.

709881/1049