DE1774223A1

DE1774223A1 - Rueckmeldegeraet zur Identifizierung von Objekten

Info

Publication number: DE1774223A1
Application number: DE19681774223
Authority: DE
Inventors: Thompson Robert Clifton; Keele Ii Miner Spaulding
Original assignee: KEELER II MINER SPAULDING
Current assignee: KEELER II MINER SPAULDING
Priority date: 1967-05-05
Filing date: 1968-05-06
Publication date: 1971-07-29
Also published as: FR1570743A; US3389391A; GB1228182A

Description

D!.il.-lng. R. H. Bahr Dipl.-Phys. E. Betzier 1174223 *" "Γ_β*1,ί,Τ_8ββ« pc,.* ι«

Dipl.-lng. W. Herrmann-Trentepohl Fernsprecher Heme

Telex 09 229 853

PATENTANWÄLTE ρ ~i · München 13, den

Alter St. Georgsplau 9/Il Fernsprecher: München %2628 Telex OS 24 562

Postzustollung »rbatan nach . 469 Harn·, Postfach

Akten-Nr. I- 00 L<75 In der Antwort bitte engeben

11.S. Koeier II, 2525 Indian Trail, S.E., Grand tfapids, Michigan, U.S.A.

"Rücb.icldegerät zur Identifizierung von Objekten."

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rückmeldegerät zur Identifizierung von Objekten mit einer Vorrichtung zum Empfang von übertragener Iiadiofrequenzenergie, die als Arljeitnnnergiequelle für die Vorrichtung Verwendung findet, woboi ein Sender mit dem Empfänger zum Empfang diener Energie gekuppelt ist und ein Steuerkreis in dem Kreis mit der Empfangsvorrichtung eingeschaltet ist und die wendevorrichtung zur Erzeugung eines Ausgangssignals mit einer lieihe von Impulsen vorgesehen ist, die zv/ei unterschcidbare unterschiedliche Impulsarten aufweist, v/clohc in einer vorbestimmten Aufeinanderfolge erscheinen und ei no verschlüsselte wachricht repräsentieren, durch

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die das das RückmeIdegerät tragende Objekt identifiziert wird.

iiuckraeldegerate dieser allgemeinen Art sind in der Vergangenheit für verschiedene Zwecke verwendet worden. In erster Linie hat man dabei die Anwesenheit oder die Nähe eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Schienenfahrzeugs oder dergleichen signalisiert oder identifiziert. Es ist nun bezeichnend, daß ein derartiges Fahrzeug keine elektrische Stromquelle aufweist und daher sind die Iiückir»eldegeräte in der Ziegel passiv, sie sind jedoch mit einem Empfänger zum Empfang ausgestrahlter Radiofrequenzenergie ausgerüstet, und diese Energie wird zur Übermittlung einer lairzen Rückmeldung zum Sender verwendet.

Einige dieser bekannten Vorrichtungen sind dazu bestimmt, verschlüsselte Nachrichten zu übermitteln, die dan Fahrzeug identifizieren. Aber die Verwendung dieser bekann-

ten Vorrichtungen ist kostspielig und schwierig. Die Kosten einer solchen Einheit begrenzt die tatsächliche

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Vei'wend barkeit, ganz abgesehen von den tatsächlichen Arbeitseigenschaften dieser Geräte. Eine solche Vorrichtung muß natürlich in einem gewissen Umfang kompliziert sein, damit sie jedes einzelne einer großen Anzahl von Fahrzeugen identifizieren kann, und dennoch müssen die Kosten pro Einheit verhältnismäßig niedrig liegen. Bei den bekannten Vorrichtungen wurden kristallgesteuerte Oszillatoren verwendet, um eine große Genauigkeit einer Zahl von ausgewählten Ausgangsfrequenzen zu erzeugen, welche genau einen Identifizierungsschlüssel repräsentieren und somit aufwendig sind, was in erster Linie auf die Anwesenheit der Kristalle in den Oszillatoren zurückzuführen ist. Darüberhinaus ist die zu übertragende Energiemenge für eine einwandfreie Übermittlung von großer Bedeutung,für die Wirksamkeit einer Vorrichtung dieser Art, und hierin besteht gleichfalls ein ungelöstes bedeutendes Problem bei den bekannten Vorrichtungen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein passives Rückmeldegerät der eingangs erwähnten Art zu

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schaffen, durch das die erwähnten Nachteile vermieden sind und insbesondere die Herstellungskosten sowie die Wartungs- und BedienungsSchwierigkeiten erheblich vermindert sind. Insbesondere soll das erfindungsgemäße Gerät !einerlei aufwendige Bestandteile wie Kristalle aufweisen und darüberhinaus so gebaut sein, daß der die identifizierende IJachricht erzeugende Schaltkreis als gedruckte Schaltung in monolitischer Form mit elftem Bruchteil der Kosten erstellt werden kanu, lie tt&e% 4em Stand der Technik erforderlich sind, um eine Funktion zu erreichen.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung bei einem Rückmeldegerät der eingangs erwähnten Art darin, daß der Steuerkreis einen Bing-Imfülakrels ein*· schließt, der aus mehreren in Serie geschaltete» Söh&ltstufen besteht, von denen jede einzeln bestimmte Steuersignale in zeitlich im Abstand zueinander liegeeacw Reihenfolge erzeugt, die mit dem Sender gekupp-elt sind . und denselben zur Erzeugung des Ausgangseifftels tte~u#rtt;

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•Hierdurch wird eine erhebliche Vereinfachung erzielt, und darüberhinaus unterscheiden sich die Eigenschaften des Erfindungsgegenstandes von den bekannten Vorrichtungen in der Weise, daß die übertragene identifizierende Ifachricht im wesentlichen aus nur zwei verschiede- nen Arten von Ton-modulierten Impulsen besteht, die eine binärjverschlüsselte Nachricht bilden. Darüberhinaus wird der übertragende Schaltkreis synchron mit dem binären Schlüsselkreis gesteuert, so daß der Sender tatsächlich in der Hälfte der Zeit abgeschaltet ist, die zur Übermittelung der Ilachricht dient, d.h., er wird in den Intervallen abgeschaltet, zwischen denen die binärverschlüsselten Impulse abgegeben werden. Hierdurch wird die zur ordnungsgemäßen Übertragung erforderliche Energiemenge sehr stark reduziert.

Um die erfindungsgemäße Vorrichtung zu erstellen ist somit ein Empfänger zum Empfang der ausgestrahlten iiadiofroquenzenergie erforderlich, welche zur Betätigung und auch zur Übermittlung dient, ferner v/ird ein Glcichrich-

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ter, ein Filter und ein spannungsregulierender Kreis benötigt, der zusammen mit der Übertragungsvorrichtung mit dem Smpfänger gekuppelt ist, um die Energie aufzunehmen, und die Vorrichtung zeigt weiter einen Steuerschaltkreis zur Erzeugung eines Ausgangssignals durch den Sender, der einen Impuls-Zug mit zwei unter-" scheidbaren verschiedenen Impulsarten aufweist, die in einer vorbestimmten Folge erscheinen und eine binärverschlüsselte Nachricht zur Identifizierung des Fahrzeugs mit dem Hückmeldegerät darstellen.

V/eitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Gesaatanordnung mit einem Sender und einem Empfänger, in die das erfindungsgemäße Hückmeldegerät eingebaut ist, wobei ferner ein schematischer Schaltkreis des Empfängers des Gerätes veranschaulicht ist und

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Fig. 2 ein schematischer Schaltkreis mit der Darstellung des verschlüsselnden und des sendenden Kreises der Vorrichtung.

In der Zeichnung ist der Sender 10 zur Ausstrahlung von iiadiofrequenzenergie für das erfindungsgemäße Rückmeldegerät in Fig. 1 veranschaulicht. Hierbei kann ein Näherungsschlüssel 12 bekannter Art in vorteilhafter Weise Verwendung finden, aber dieser Schlüssel 12 ist keine absolute Notwendigkeit. Es soll klargestellt werden, daß der Sender und der Schlüssel, falls der letztere Verwendung findet, in der Kegel an einem fixierten Kontrollpunkt in der Nähe des Weges angeordnet ist, auf dem die Fahrzeuge identifiziert werden sollen. Wie in Fig. 1 angegeben ist, handelt es sich bei dem Sender 10 vorzugsweise um einen VHS-Sender, aber der tatsächliche Sender ist die Antenne diesös Gerätes, ebenso wie die besondere Antenne des Gerätes natürlich nicht einen Teil der Erfindung darstellt, zumal diese Dinge durch den Stand der Technik bereits bekannt sind. Es soll

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aber betont werden, daß, wenn ein Durchgang für das zu identifizierende Fahrzeug in der Nähe des Senders liegt, wenn also das Fahrzeug beispielsweise ein Eisenbahnzug oder ein Eisenbahnstreckenläufer ist, der durch einen Tunnel oder unter einer Brücke oder dergleichen hindurchfährt, daß dann die Radiofrequenzenergie durch eine Umformerkupplung übertragen v/erden kann, wobei ein wirklicher Sender und eine Antenne nicht einmal benötigt werden.

Im Nachfolgenden wird insbesondere auf das erfindungsgemäße Rückmeldegerät in Fig. !Bezug genommen. 'Danach wird die Radiofreqenzenergie zunächst über einen Eingangstransformator Τ« des Empfängers 20 aufgenommen, von wo die empfangenen Signale auf eine Gleichrichterbrücke 14 mit einer Vollwellendiode gegeben werden. Diese Gleichrichterbrücke 14 ist mit einem RC-Filter 16 des pi-Typs verbunden, und eine zener-regulierende Diode 1o ist quer zu dem Filter 16 geschaltet, um die gefilterte Gleichstromspannung an diesem Punkt zu regulieren.

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Somit werden die lladiofrequenzsignale, die in irgendeiner Form von dem Transformat-or TI des Empfängers 20 aufgenommen werden, gerichtet, gefiltert und in Form von regulierter Gleichstromwirkspannung an der Iusgangsklemme A und einer Erdklemme erzeugt.

Die erwähnte Arbeitsspannung an der Ausgangsklemme A des Empfängers 20 ist mit einer stromführenden Klemme A¹ des Übertragungskreises nach Fig. 2 verbunden. Grundsätzlich zeigt der kombinierte Schaltkreis bestimmte funktionsinäßig voneinander getrennte Gruppen, die zusammen das bilden, was man einen Steuerkreis oder einen Übertragungskreis nennen kann. Dieser Steuerkreis zeigt zunächst einen ersten Schaltkreisteil 22, der eine zeitliche Aufeinanderfolge der Steuersignale erzeugt, während ein zweiter Schaltkreisteil 24 das Ausgangs- cignal des TransiGtor-Oüzillator-Transmitters 26 mit hörbaren Signalen moduliert, und ein Verschlüsselungskroic 20 dient dazu, den Übertragungekreis 26 zu- oder hoi Ί(:ΐ· Arboitsphacc der Vorrichtung abzuschalten, um

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die Arbeitsenerjie zu konservieren und darüberhinaus die zeitliche Aufeinanderfolge der Arbeit des ersten Schcltkreisteiles 22,'wie oben erwähnt, zu bestimmten.

Insbesondere erhält der erste Schaltkreisteil 22 seine Arbeitsenergie von der Endklemme A^f über eine Stromleitschiene 30 und einen zweiten Leiter 30*, der hiermit in Verbindung steht, wobei die Leitschiene 30 einen ' ein-abschaltenden Transistor Q1.aufweist, der zum Öffnen des Leiters und somit zum Abschalten der Arbeitsenergie dient, die andernfalls zugeschaltet ist, wobei eine zweite stromführende Leitung 31* keine derartige Schalteinrichtung aufweist. Die Wirkungsweise des Transistorschalters C»1 und der zugeordneten Schaltkreiselemcnte werden später noch erörtert. Im Augenblick soll angenommen werden, daß dieser Transistor in der Kegel leitend ist, und zwar infolge der kraftschlüssig vorgespannten Basis, die mit der Stromleitschiene 30 über einen Widerstand 22 verbunden ist, wobei der Strom durch den Kollektor und den Emitter dieses Transistors fließt

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und quer zu einer Zener-Diode 32. Die Kathode der Zener-Diode 32 ist mit dem Leiter 30 verbunden, und die /.node ist mit der Basis eines "Starf-Transistors Q2 verbunden, un dieselbe ein- und abzuschalten. Der Emitter des Transistors Q.2 ist mit den Kreis über . den parallelen RC-Schaltkreis mit einen Widerstand 54 und einem Kondensator 36 verbunden, und der Kollektor ist mit der Verbindung eines Paares von spannungsteileuden Widerständen 38 und 40 verbunden, die eine Verbindung des erwähnten zweiten Stromleiters 30' mit dem Anodenausgang eines ersten Silizium-Steuerschalters 42 herstellt.

Das zuletzt erwähnte Element zeigt eine erste Schaltvorrichtung, die in Keinen mit unabhängig wirkenden identischen Schaltern geschaltet ist, die durch die Ülemente 44, 46, 4o, 50, 52 und 54 gebildet sind, deren sämtliche Anoden mit der Stromleitung 30 verbunden sine und deren Kathoden mit einem der drei möglichen *.."ege nit einem oder beiden Paaren der Steuersignalleiter

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und 58 in Verbindung stehen. Zusätzlich hierzu ist die Kathode eines jeden derartigen Elementes, das mit SCS bezeichnet v/erden soll, mit einer gemeinsamen ersten Leitung 60 über einen ein Signal entwickelnden widerstand verbunden, wobei es sich um die Widerstände 62 und 62' handeln kann, siehe die Verbindung mit SCS-Elementen 42 und 44. Die Verbindung dieser Elektrode und eines ein Signal entwickelnden Widerstandes ist im Falle eines jeden SCS über eine Diode wie die Diode 64 zu dem gemeinsamen Leiter 66 hergestellt, der zu dem verschlüsselnden Schaltkreis 2c führt, der oben schon erwähnt wurde. Weiter'ist die Kathodenverbindung eines jeden SCS-Elementes darüberhinaus über eine Kupplungskapazität wie den Kondensator 68 mit der Verbindungsstelle eines Baares spannungsteilender Widerstände wie der Widerstände 70 und 72 verbunden, siehe die Verbindung mit SCS 44, die in der gleichen Weise hergestellt ist, so daß der Kollektor des "Start"-Transistors Q2 mit der Verbindung der Widerstände 58 und 40 gekuppelt ist, wie

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dies bereits früher erwähnt wurde. Schliesslich ist die erv/ähnte Kathodenverbindung eines jeden SCS-EIerientes auch noch mit der Kathode eines besonderen SCS verbunden, und zwar über einen Widerstand, wie er bei 44 in Verbindung mit dem SCS 42 veranschaulicht ist. Da die Schaltkreiskomponenten in jeder SCS-Stufe einander identisch sind, braucht jedes derartige EIe-' ment nicht besonders beschrieben zu werden, sondern die vorangegangene Beschreibung einer Stufe genügt als Beispiel für die übrigen.

Diese SCS-Elemente und ihre zugeordneten Schaltkreise umfassen das, was dem Fachmann unter der Bezeichnung "King-Impuls-GeberMCreis bekannt ist, wobei jedes Element nacheinander leitet, d.h. zut oder abgeschaltet wird, bis die gesamte Iteihe derartiger Schaltkreise leitend gemacht worden ist. Im vorliegenden Falle ist die Zener-Diode 32 für das Minimum bestimmt, das als Arbeitsspannung für die Vorrichtung gewünscht wird, so daß bis diese Größe der Spannung sich aufgebaut hat, was der Aufnahme von der Transmittereinrich-

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tung 10, siehe Fig. 1, folgt, der "Starf'-Transisitor-' schalter Q2 abgeschaltet bleibt, während die Spannung der Leitungen 30 und 30' gleichmäßig erhöht wird, \lenn diese vorbestimmte minimale Arbeitsspannung erreicht ist, leitet die Zener-Diode 32, wodurch der "Start"-. Transistor Q2 gesättigt wird, und hierdurch wird ein sofortiger und schlagartiger Spannungsabfall an der Anode des SCS 42 über die Widerstände 3'ö und 40 er- . zeugt, indem die Verbindung dieser beiden Widerstände · mit dem Grundpotential nun wirksam wird. Der Spannungsabfall ist groß genug, den Schalter SCS 42 leitend zu machen. Dadurch wird ein Stromfluß von der Leitung 30 über den Widerstand 62 in der Kathode dieses Schaltelementes erzeugt, und hierdurch wird ein entwickeltes Signal über die Diode 64 auf den Schlüsselkreisleiter 66 gegeben und darüberhinaus auch über die beiden Dioden 76 und 78 an die beiden Steuersignalleiter 56 und 5ü gelegt.

Wie man aus dem Nachfolgenden erkennen wird, leiten die Steuersignale an den Leitungen 56 und 56 eine Tonrcodulation des Ausgangs des Transmitters 26 ein. 3s wird

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darüberhinaus klar, daß die Signale gleichzeitig mit dem Schlüsselkreis 26 gekuppelt sind, und dies hat einen Zeitverzögerungsimpuls zur Folge, der über einen Widerstand 60 auf die Basis eines Transistors 0.3 gegeben wird. Hierdurch wird dieser Transistor leitend und verbindet die Basis des "An-Abtransistors" 0,1 mit der Erde, wobei dieser Transistor augenblicklieh aus der Leitung herausgelangt. Hierdurch wird zusammen mit der Arbeit eine Kurzschlußdiode 24, die ein scharfes Abschalten bewirkt, eine zeitlich begrenzte Abwesenheit des Arbeitstromes der Leitung und somit in dem Schaltkreisteil 22 geschaffen, wodurch also die Spannung auf der Anode von allen SCS-Elementen einschließlich des SCS 42 unterbrochen wird, und hierdurch wird die Leitung beendet. Ss soll darüberhiqrms bemerkt werden, daß während das SCS 42 leitend ist, das im wesentlichen gleiche Potential auf jede Seite der Kupplungskapazität 66 aufgebracht wird, die zwischen den beiden Schaltstufen liegt, die durch die SCS-Slemente 42 und 44 gebildet wird. ALs Folge hiervon wird dieser Kondensator nicht unter diesen Bedingungen geladen. Aber wenn das SCS-Slement

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in der gerade erwähnten V/eise abgeschaltet wird, dann wird das Potential auf der einen Seite des Kondensators 60, die mit der Kathode des SCS-Elementes 42 in Verbindung steht, schnell kleiner werden, und dieser Kondensator wird daher schnell geladen. Dadurch wird ein sehr schneller Abfall des Potentials an dem Punkt zwischen den Spannungsteilerwiderständen 70 und 72 eingeleitet, der mit der Anode des Elementes 44 in Verbindung steht, und dieser Abfall genügt, daß das zuletet erwähnte Element in der Leitung entsperrt wird, obschon der Anodenausgang plötzlich zu seinem positiven Potential zurückkehrt, das er zuvor gehabt hat.

Wenn das Element 44 einmal in der erwähnten V/eise zur Stromleitung gebracht worden ist, wirkt es in der gleichen Weise wie das SCS-Element 42, wie das bereits oben erwähnt wurde, d.h., es entwickelt sich eine · AuGgangsspannung quer zum Kathodenwiderstand 62', welche Ausgangsspannung über eine Diode 64' mit dem Schlüsselkreisleiter 66 in Verbindung steht und darüberhinaus über einen der beiden möglichen Strompfadβ gekuppelt ist,

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wie mittels gestrichelter Linien bei Ö1 und Ö2 veranschaulicht ist, wodurch "eine Verbindung mit einer oder beiden der Steuersignalleiter % und 53 hergestellt ist. Vorzugsweise findet ein Abgreifleiter Verwendung, um den gewünschten stromleitenden Pfad 81 oder 82 zu vervollständigen, da hierdurch eine schnelles und leichtes Andern des Kreislaufs im Bedarfsfall ermöglicht ist. In der bereits erwähnten allgemeinen Form erzeugt die Gegenwart eines Ausgangssignals auf den Schaltkreisleiter 66 eine zeitverzögernde momentane Unterbrechnung des Stromes zu dem ersten Schaltkreisteil 22 der stromführenden Leitung 30, wodurch das SCS-Element 44 in seinen abgeschalteten Zustand zurückkehrt, woraufhin eine kuppelnde Kapazität 68· zwischen den Elementen 44 und 46 in der gleichen V/eise wirkt wie der Kondensator 68, wie dies bereits erwähnt wurde, so daß das Element 46 leitend wird.

In der bereits erwähnten Weise arbeitet' jede der Schaltstufen in dem Ring-Impuls-Netzkreis mit den Elementen

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bis 54 undabhängig yon einer gesteuerten Folge, wodurch die zuvor erwähnten Steuersignale auf die Leiter 56 und 5δ und darüberhinaus auf einen Schlüsselleiter 66 gegeben werden. Im Bedarfsfall kann diese Aufeinanderfolge wiederholt werden, solange der Arbeitsstrom durch Verwendung eines Kondensators 84 vorhanden ist, und ein herkömmlicher Schalter 86 kann die Kathode des letzten Elementes 54 über einen Leiter zu der Anode des ersten Elementes 42 zurückschalten, so daß dann, wenn das Element 54 leitend geworden ist und in den abgeschalteten Zustand zurückgekehrt ist, die gesamte "Folge der Leitung über verschiedene Elemente wiederholt wird. Es soll auch bemerkt werden, daß, wie durch die Unterbrechung oder Trennung der Schaltelemente 50 und 52 angedeutet ist, der Hing-Impuls-Kreis, der aus den Elementen gebildet ist, erweitert werden kann, so daß er so viele identische Schaltstufen enthält, wie benötigt werden, ein binäres Schlüsselsystem zu bilden, das ausreichend groß ist, alle Fahrzeuge der Gruppe zu enthalten, die voneinander getrennt zu identifizieren sind. Aber wie das erste derartige Schalt§.tufenelement

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wird die letzte derartige Stufe mit dem Element 54 mit beiden Steuersignalleitern 56 und % über eine Paar Dioden 90 und 92 gekuppelt, wodurch die Zwischenstufen über die erwähnten Verbindungen mit nur einem oder dem anderen der Leiter 56 und 53 in Verbindung stehen, damit ein Steuersignal zu nur einem der ausgewählten Paare von Leitern geschaffen wird. Wie noch erläutert werden wird, bildet diese Auswahl den binären Schlüssel, der für ein vorgegebenes Fahrzeug zu identifizieren ist.

Der bereits erwähnte verschlüsselnde Schaltkreis 25 zeigt eine Verbindung 94, wobei eine Basisklemme B1 über eine Stromdrossel 96 mit der Erdung in Verbindung steht, während die zweite Basisklemme B2 über einen ersten fest angeordneten Widerstand 93, einen änderbaren Widerstand TOO und einen zweiten fest eingestellten Widerstand 102 mit dem Emitter oder dem Eingang der Vorrichtung in Verbindung steht. In der veranschaulichten Weise ist die Basis B1 der Verbindung und die Drosselstelle 96 mit dem Widerstand bO in dem

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Basiskreis des Transistors Q3 in der oben beschriebenen ■ Weise hergestellt, wobei die Verbindung des Widerstandes 95 in der Basis B2 der Verbindungsstelle liegt und der änderbare Widerstand 100 ist mit dem Schlüsselschaltkreisleiter 66 verbunden, auf den Impulse von jeder der erwähnten Stufen abgegeben werden.

Die. beiden Widerstände 100 und 102 in dem (B2) Kreis mit dem Verbindungspunkt 94 bilden eine Aufladeleitung für einen Zeitverzö'gerungskondensator 104, der mit dem Verbindungspunkt 106 des Widerstandes 102 und dem Emitter desselben in Verbindung steht. Daher laden ,die Impulse der Schlüsselkreisleitung 66 den Kondensator 104 mit einer RC-Ladung auf, die durch die Kombination des änderbaren Widerstandes 100 und des nicht änderbaren Widerstandes 102 gesteuert wird, und zwar derart, daß die Höhe der Spannung, bei der der Verbindungspunkt zwecks Leitung mit der Basis 1 (B1) entsperrt wird, steuerbar ist, und die gleiche Anordnung kann verwen-' det werden, um ein bestimmtes Intervall zu erzeugen, nachdem der Impuls auf der Leitung 66 eingeleitet ist.

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Wenn diese Verbindung entriegelt wird, wird der durch die Basis 1 (B1) auf die Drossel 96 aufgebrachte Impuls zu ßiner scharfen Spitze geformt, wie dies in der Zeichnung angedeutet ist, und hierbei|handelt es sich um den Impuls, der auf die Basis des Transistors 03 gegeben wird, um diesen zu entriegeln und hierdurch wird der schaltende Transistor Q1 aus der Leitung gebracht, wodurch eine kurze Unterbrechung der Stromzuleitung zu dem SCS-Kreis auf der Leitung 30 erzeugt wird.

Während dieses Intervalls, wenn der zeitgebende Kondensator 104 geladen wird, und noch bevor der Entriegelungspunkt der Verbindungsstelle 94 erreicht ist, wird die ansteigende Spannung des zeitgebenden Kondensators über einen Widerstand 106 auf die Basis eines schaltenden Transistors Q4 gegeben, der auf diese Weise vor dem Entriegeln des Verbindungspunktes in die Leitung eingeschaltet wird. Wenn nun der Transistor Q1 leitet, wird Arbeitsspannung von der Leitung 30 über einen Widerstand 109 auf einen RC-Zeitgeberkreis 110

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und somit auf die Basis eines zweiten schaltenden Transistors 03 gegeben. Der Emitter dieses Transisfors ist geerdet, und sein Kollektor ist über einen Widerstand 112 mit der Basis eines ersten schaltenden Transistors Q6 verbunden, der die Zuleitung des Arbeitsstromes zu dem Sender 26 von einem Kondensator 30'' steuert, der mit einer ersten stromführenden Leitung 30 verbunden ist. Im Ilormalfall, d.h., wenn die Transistoren Q.4 und 03 abgeschaltet sind, ist die volle Spannung auf der"leitung 30'' und wird auf die Basis ,des Transistors 0,6 quer zu einem Widerstand 114 gegeben, durch den kein Stromfluß erfolgt, w.enn der Transistor 03 abgeschaltet ist. Hierdurch verbleibt · der Transistor Q6 abgeschaltet, sofern es sich hierbei un einen PNP-Transistor handelt. Aber .wenn der schaltende Transistor Q5 leitend gemacht wird, dann wird ein Spannungsteiler mit den Widerständen 114 und 112 ge- · bildet, indem der letztere mit dem Erdkreis verbunden wird, und hierdurch wird das Potential an der Basis des Transistors Q6 sehr stark abgesenkt, so daß er leitend wird, so daß Arbeitsstrom dem Transmitterkreis 26 zugeführt und dieser somit eingeschaltet wird.

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_/;.■ .-j/jn i;äl klar, daß der Transmitter 2υ aktiviert wird, sobald ein Impuls von einer der SCS-Stufen in dem Ring-Impuls-Kreis des Kreisteils 22 auf die Leitung 66 gegeben wird. Der Transmitter bleibt aktiviert, bis die Ladung des verzögernden Kondensators 104 sich bis zu dem Punkt aufgebaut hat, der das Entriegeln des Punktes 94 bewirkt, so daß' die Leitung mit der Basis 1 (3^) hergestellt ist. In diesem Augenblick bricht die Basisspannung des schaltenden Transistors Q4 zusammen, so daß die Leitung unterbrochen ist. Im Nachfolgenden wird der Kondensator parallel zu dem Kreis 110 schnell entladen, damit die Vorspannung von der Basis des Transistors Q5 auf gehoben wird, woraufhin ein Abschalten erfolgt, um ein gleichzeitiges Abschalten des ersten schaltenden Transistors Q6 zu bev/ältigen, wodurch der gesamte Transmitterkreis 26 stromlos wird. Zu der gleichen Zeit, zu der der Verbindungspunkt 94 entriegelt und über seine Basis leitend wird, bewirkt natürlich eine Elektrode, daß der Bing-Impuls-Kreis eine Leitung von einem SCS-Element zu dem nächstfolgenden

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schaltet. Somit wird der Transmitter in der Zeit arbeiten, in der ein Impuls von dem Ring-Impuls-Kreis abgegeben wird, aber nicht andernfalls.

Bei dem Transmitterkreis 26 handelt es sich um einen im Hörbereich modulierten Radiofreqenzoszillators, der einen einzigen Transistor verwendet, welcher beispielsweise mit Q7 bezeichnet ist. Dieser Oszillatorkreis zeigt eine Antennenschleife -116, die mit dem Kollektor des Transistors Q7 und im Bypass durch einen Drehkondensator 118 verbunden ist, wobei eine RP-Drossel 120 zwischen der Antenne und .dem Gleichstrom, der von dem Transistor Q6 erwidert wird. Eine ähnliche Drossel 122 ist mit dem Emitter des Transistors Q7 verbunden und führt zu einem ladev.'iderstand 124 mit einem RP-Bypass-Kondensator 126. Dieser Ladewiderstand 124 wird der Reihe nach mit der Primärwindung eines kuppelnden Transformators T2 verbunden, durch den die Signale von dem Smitter des Transistors Q? auf die Basis zurückgeleitet werden. Dio Sekundärwindung dos Transformators T2 wird zur

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Schwingunseinleitung des Transistors Q? durch parallele Kondensatoren 126 und 130 abgestimmt und in den Basiskreis des Transistors OJ über einen Widerstand 132 geschaltet, derart, daß der die Spannungen transformierende Quertransformator T2 den schwingenden Ausgang des Transistors Q7 ändert und moduliert, der nun auf die Antenne 116 gegeben wird.

Die Primärwindung des Transformators T2 wird durch ein Paar Zweigkreise abgestimmt, von denen jeder einen nicht änderbaren Kondensator 36 und 140 und eine spannungsänderbare Kondensatordiode 138 und 142 enthält, welche in Reihe mit den erwähnten nicht änderbaren Kondensatoren geschaltet sind. Es ist nun klar, daß die spannungsänderbaren Kondensator-Dioden 138 und 142 handelsübliche Kondensatoren sind. Dem Schaltplan können entnommen werden, daß die Steuerignalleiter 56 und 53 des ersten Kreisteils 22 jeweils über eine RF-Drossel 144 und 1H-6 mit dem Verbindungspunkt der Kondensatoren und 142 sowie dem Verbindungspunkt der Kondensatoren 136 und 13b in Verbindung stehen. Daher ist klar, daß die den Leitern 56 und 58 von dem ßing-Impuls-Kreis

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aufgegebenen Steuersignale dahin wirksam sind,, daß die Kapazitäten einer oder der anderen der beiden Dioden 130 und 142 geändert v/erden, und hierdurch die Primärwindung des Transformators T2 in verschiedenen Richtungen abstimmen. Dadurch werden zwei mög- w liehe Tonmodulationen des Ausgangs von dem Trans-. mitterkreis 26 erzeugt, von denen einer durch die besonderen Verbindungen der verschiedenen SCS-Elemente mit den Steuerleitern 56 und 58 ausgewählt wird.

Es soll bemerkt werden, daß, wie schon erwähnt, die ersten und die letzten SCS-Elemente 42 und 54 in dem King-Impuls-Kreis durch blockierende Dioden mit beiden Steuersignalleitern 56 und 58 in Verbindung stehen. V/enn daher eines der SCS-Elemente 42 oder 54 leitend ist, werden die beiden Kondensatoren 138 und 142 eingeschaltet, um die Abstimmung der Primärwindung des Transformators T2 in einer dritten möglichen Ftrm vorzunehmen, d.h., es erfolgt eine Abstimmung, die eine Kombina tion darstellt und somit von der Abstimmung unterschied-

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lieh ist, die erzeugt wird,, wenn nur einer oder beide der Kondensatoren getrennt erregt werden.

Nachdem die Einzelheiten und die allgemeine V.'irkungsweise eines jeden Teils des Schaltkreises des Erfindungsgegenstandes erläutert worden sind, erscheint die gesamte Wirkung gleichfalls klar zu sein. Auf den iiimpfang der übertragenen Hadiofrequenzenergie wird das Ergebnis zunächst gleichgerichtet, gefiltert und die geregelte Gleichspannung wird nun dem Kreis nach Fig. 2 zugeführt, und zwar an der Klemme A¹, wodurch nie nachfolgende Leitung der verschiedenwSCS-Schaltstufen des Ring-Impuls-Kreises des ersten Kreisteils eingeleitet wird, sobald die Arbeitsspannung an die stromführende Schiene 30 gelegt und die vorbestimmte Höhe erreicht hat. Wenn nun das erste SCS-Elenent 42 leitend gemacht wird und ein erstes Steuersignal erzeugt, dann wird der Transmitterkreis 26 über die schaltenden Transistoren 0,4, 03 und Q6 geschaltet, und sofern die Kathode des SCS-Elementes 42 durch die Dioden 76 und 70 rn.it beiden Steuerkreisleitern 56 und 53 verbun-

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dun ist, v/ird der Ausgang des Transmitterkreises durch die erwähnte dritte mögliche Abstimmung moduliert. Diese dritte Abstimmung wird als der Startpunkt bei der Identifizierung der binär verschlüsselten Nachricht verwendet.

Die Eingangsleitung des SCS-Elementes 42 wird bald darauf durch den Verbindungspunkt des Verschlüsselungskreises 28 in der obenerwähnten Weise begrenzt, zu welcher Zeit der Transmitterkreis 26 gleichfalls abgeschaltet oder stromlos gemacht ist, um Energie zu konservieren. Einen Augenblick später wird das. zweite SCS-Element 44 in dem Ring-Impuls-Kreis¹ in die Leitung geschaltet, damit ein Steuersignalimpuls zu einer oder der anderen Steuersignalleiter 56 oder 5t> gegeben wird, wodurch der Ausgang des Transmitterkreises mit entweder der ersten oder der zweiten erwähnten

♦ ·

Abstimmung versehen wird (dann erfolgt ein erneutes Einschalten), wobei der Transmitterkreis nach dieser Abstimmung wieder über den Verbindungspunkt des •Schlüsselkreises abgestimmt wird, sobald ein Schlüssel-

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impuls auf den Leiter 66 gegeben wird.

In dieser Weise wird der Transmitter abwechselnd an- und abgeschaltet, und im eingeschalteten Zustand wird er durch eine oder die andere der modulierten Töne durch die Erregung des einen oder des anderen der erwähnten Elemente 138 oder 142 moduliert. Die . durch diese Töne modulierten Transmitterimpulse v/erden zur Darstellung einer binären Null vorgewählt, wodurch die durch die anderen derartigen Töne modulierten Impulse für die binäre Zahl Eins genommen werden. Daher leitet die Folgeschaltung der Zwischenschalt stuf en des Ring-Impuls-Kreises eine binär verschlüsselte Identifizierungsnachricht ein, deren exakte Form durch die besnndere Verbindung einer jeden SCS-Kathode mit einer oder der anderen der Steuersignalleiter 56 oder 58 erfolgt.

Wenn das letzte SCS-Element 54 in der Hing-Impuls-Schaltun£ leitend iet, wird der Transmitterausgang sofort wieder durch den dritten möglichen Ton moduliert, sofern die Kathode dieses SCS-Elementes mit beiden Steuer-

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Signalleitern über die Dioden 90 und $2 revbunaen ist. Die Gegenwart dieses dritten Tones signalisiert das Ende der binären Nachricht. Wie bereits erwähnt kann der Ring-Impuls-Kreis durch Schliessen des Schalters 86 in einem endlosen Kreis umlaufen, der solange andauert, wie die Arbeitsspannung vorhanden ist. Aber wenn ein vollständiger Kreislauf der binär verschlüsselten Übertragung angemessen erscheint, kann der Schalter 86 offengelassen werden oder deren gesamte Schleife wird ganz einfach als ein Teil nicht in die Vorrichtung eingeschaltet. Der Fachmann wird der vorangegangenen Beschreibung sogleich entnehmen, daß die Erfindung eine hervorragende lösung für die Hauptanforderungen darstellt, die an derartige Rückmeldegeräte gestellt werden. Die Identifikationszahlen sind praktisch unbegrenzt, weil eine verhältnismäßig kleine Anzahl von Schaltstufen in dem Ring-Impulsgeber eine ausserordentlich große Zahl von möglichen binär verschlüsselten Identifizierungszählen schafft. Weil darüberhinaus alle SOS-Einheiten gleich sind und es möglich ist, den Ring-Impuls-

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geber in gedruckter, liegender oder anderer monoliifiLscher Form zu erstellen, kann ein bemerkenswerter Grad von Kleinheit erreicht werden, und zwar bei verhältnismäßig niedrigen Fertigungskosten. Die Energie zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt sehr niedrig, sofern nur ein SCS-Schaltkreis gleichzeitig in Leitung gebracht ist, und sofern nur ein einziger Transistor als Transmitter-Oszillator dient und sofern der Transmitterkreis die Hälfte seiner gesamten Arbeitszeit abgeschaltet wird. Es soll klargestellt werden, daß der Empfang und die Entschlüsselung des binären Donmodulierten Transmitterausgangs schnell durch eine Empfangseinheit erreicht werden kann, wie sie beispielsweise durch das USA-Patent 3 295 155 an sich schon bekannt ist.

Ss ist durchaus möglich, daß der Fachmann auf diesem Gebiet zahlreiche Abwandlungen schafft, die von der vorangegangenen. Beschreibung abweichen. Es ist auch möglich, verschiedene Änderungen der baulichen Einzelheiten dieser Ausführungsform vorzunehmen. Alle diese Abwandlungen und Änderungen liegen aber in Bereich des Erfindungsgedenkons.

Patentansprüche: 109831/0136

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Claims

Patentansprüche

1. jüickmeldegerät zur Identifizierung von Objekten mit einer Vorrichtung zum Empfang von übertragener RadiQ-frequenzenergie, die als Arbeitsenergiequelle für die Vorrichtung Verwendung findet, wobei ein Sender mit dem Empfänger zum Empfang dieser Energie gekuppelt ist und ein Steuerkreis in dem Kreis mit der Empfangs-Vorrichtung eingeschaltet ist und die Sendevorrichtung zur Erzeugung eines Ausgangssignals mit einer Seihe von Impulsen vorgesehen ist, die zwei unterscheidbare unterschiedliche Impulsarten aufweist, welche in einer vorbestimmten Aufeinanderfolge erscheinen und eine verschlüsselte Nachricht repräsentieren» durch die das das Rückmeldegerät tragende Objekt identifiziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis einen Ring-Impuls-Kreis eingschließt, der aus mehreren in Serie geschalteten Schaltstufen besteht, von denen jede einzeln bestimmte Steuersignale in zeitlich im Abstand zueinander liegender Reihenfolge

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erzeugt, die mit dem Sender gekuppelt sind und denselben zur Erzeugung des AusgangsSignaIs steuern.

2. Kückmeldegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring-Impuls-Kreis eine monolithische Bauweise in gedruckter oder ähnlicher Form aufweist.

3. Rückmeldegerät nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring-Impuls-Kreis in Reihe geschaltete Schaltstufen zeigt, von denen jede ein SCS-Element enthält, wobei die Anode eines jeden derartigen Elementes über einen Zeitverzögerungskreis mit der Kathode eines gleichen Elementes in der vorangehenden Schaltstufe verbunden ist.

•4. Rückmeldegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß handbetätigbare lösbare bewegliche Verbindungselemente für die Verbindung einer jeden Schaltstufe mit dem Sender vorge-

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sehen sind, um das Einstellen, das Änderen und die Rückstellung der verschlüsselten Nachricht; zu erleichtern.

5. üückmeldegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender einen Transmit ter-Oszillat or und eine modulierende Einrichtung zeigt, die zwecks Modulierung des Ausgangs mit dem Modulator gekuppelt ist, wobei die modulierende Ein-

. richtung einen abgestimmten Schaltkreis und Elemente aufweist, die mit dem abgestimmten Kreis gekuppelt sind, wobei diese Elemente in Abhängigkeit von den Steuersignalen arbeiten, die durch die Ring-Impulsgebers tuf en erzeugt werden, indem die Resonanzfrequenz des abgestimmten Kreises geändert wird.

6. iiückmeldegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die modulierende Einrichtung Bestandteile mit spannungsändernden Kapazitiven Elementen aufweist.

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7. iiückmeldegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß der Steuerkreis einen weiteren mit dem Sender gekuppelten Kreis zum Anschalten des Ausgangs während zumindest eines Teils der Zeit zwischen den Ausgangsimpulsen der Sorienschaltungen aufweist, um die für die Transmission benötigte Arbeitsspannung zu transformieren, und dai3 dieser Kreis gleichfalls mit dem ning-Impulsgeber-Kreis zwecks Steuerung des Zeitgebers in der Aufeinanderfolge der Steuersignale gekuppelt ist.

o. Ifäckmeldegerät nach Anspruch 7, da -durch gekennzeichnet, daß der Kreis zumindest ein einstellbares Element zur Änderung der Abschaltzeit des Ausgangs und zur Änderung der Zeitgabe in der Aufeinanderfolge aufweist.

9. Bückmeldegerät nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet, daß die modulierende Einrichtung ein Paar Elemente zur Modulation des Transnitter-OszüLator-Ausgangs aufweist, damit einer der beiden

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Inpulsarten erzeugt wird, wobei jede modulierende Einrichtung v/eitere Elemente aufweist, die mit einer der Schaltstufen verbunden sind und durch das Steuersignal erzeugt werden, um die verschlüsselte Hachricht zu erzeugen.

10. liiickmeldegerät nach einem der Ansprüche 5 bis 9_t dadurch gekennzeichnet,, 4>aß der Ring-Impuls-Kreis Schaltstufen aufweist, die ein SCS-Element enthalten.

11. Rückmeldegerät nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ring-Impuls-Kreis eine monolithische Bauweise in gedruckter oder ähnlicher Form aufweist.

12. liückiiieldegerät nach einem der Ansprüche 9 bis 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die modulierende. Einrichtung spannungsteilende kapazitive Elemente aufweist.

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iüickmeldegerät nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine handbetätigbare lösbare Verbindung mittels bewegbarer Verbindungselemente zur Verbindung der einzelnen Schaltstufen mit zumindest einer der beiden spannungsteilenden kapazitiven Elemente vorgesehen ist, welche Elemente zur Erleichterung der Einstellung, der Änderung und der Zurückstellung der verschlüsselten Nachricht aufweisen.

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