DE2634261A1 - Asynchroner empfaenger - Google Patents

Description

Asynchroner Empfänger

Die Erfindung betrifft allgemein eine Fernsteuerung einer komplizierten Einrichtung und bezieht sich insbesondere auf einen 22-Kanal-Fernsteuerempfanger, der im Ultraschallbereich arbeitet und zur Steuerung eines Fernsehempfängers dient.

Die meisten vorhandenen Fernsteuersysterne für Fernsehempfänger arbeiten im Ultraschallfrequenzbereich. Das Ultraschallsignal wird in typischen bekannten Einrichtungen dadurch erzeugt, daß ein mechanischer Hammer gegen einen Metallstab schlägt, welcher derart dimensioniert ist, daß eine bestimmte Resonanzfrequenz besteht. Üblicherweise verwendet der Empfänger einen Übertrager, um dieses Ultraschallsignal in ein elektrisches Signal umzuwandeln, welches dann verstärkt wird· Der Ultraschallempfänger enthält gewöhnlich eine Anzahl von Resonanzzungeneinrichtungen, von denen jede derart abgestimmt ist, daß sie bei einer Frequenz in Resonanz gerät, welche einem der übertragenen Signale entspricht. Venn einer der abgestimmten

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OBiQINAL INSPECTED

Stäbe des Senders angeschlagen wird, sendet er ein Ultraschall" signal vorgegebener Frequenz auf, welches von dem Femsteuerempfänger aufgenommen wird, sobald die entsprechende Resonanzzunge erregt wird. Dadurch wird der Fernsteuerempfänger in die Lage versetzt, den gewünschten Befehl auszusenden. Ein derartiges System ist im Aufbau verhältnismäßig einfach, es ist jedoch sehr teuer. Es ist eine verhältnismäßig aufwendige mechanische Anordnung erforderlich, um die abgestimmten Stäbe des Senders sowie die Hammereinrichtung und die jeweils auf die Resonanzfrequenz abgestimmten Schwingkreise im Empfänger zu bauen. Ein solches System ist auch im Hinblick auf die Anzahl der Funktionen beschränkt, welche damit ausgeübt werden können, da nur etwa fünf abgestimmte Stäbe in einem Sendergehäuse vernünftiger Größe unterzubringen sind. Wenn von einem Kanal auf den anderen umgeschaltet werden soll, so ist der Benutzer lediglich dazu in der Lage, die Kanalsteuerung schrittweise aufwärts oder abwärts zu betätigen. TJm beispielsweise vom Kanal 5 auf den Kanal 10 umzuschalten, muß der Benutzer stufenweise die Kanäle 6, 7» 8 und 9 durchlaufen, um schließlich zum Kanal 10 zu gelangen. Bei einem solchen System bestehen weiterhin Schwierigkeiten, durch Zufallsrauschen oder statistisches Bauschen verursachte Störsignale daran zu hindern, den Fernsteuerempfänger zu aktivieren. Entsprechende Störungen werden im allgemeinen dadurch ausgeschaltet, daß die Empfindlichkeit des Femsteuerempfängers stark vermindert wird, so daß nur ein sehr starkes Eingangssignal den Fernsteuerempfänger in Betrieb setzen kann. Aufgrund dieser geringen Empfindlichkeit muß der Benutzer oft den gewünschten Befehl mehrmals übertragen oder näher an das Fernsehgerät herangehen, um zu gewährleisten, daß eine ausreichende Signalstärke von der Fernsteuerempfängereinrichtung aufgenommen wird.

Es sind in jüngster Fernsteuersysteme entwickelt worden, welche einen Sender verwenden, der eine kontinuierliche Welle aussendet,

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so daß 15-30 diskrete TJltraschallfrequenzen erzeugt werden können, von denen jede dazu in der Lage ist, eine andere Funktion auszuüben. Die Schwierigkeit bei diesem System besteht darin, daß äede Sendefrequenz innerhalb von sehr engen Toleranzen gehalten werden muß, so daß Kristalle erforderlich sind, und Bauteile mit hoher Genauigkeit verwendet werden müssen. Aufgrund des engen Frequenzabstandes der Doppler-VerSchiebung, welche durch eine Bewegung hervorgerufen wird, können fehlerhafte Steuerbefehle ausgeführt werden, wenn der Benutzer den Sender während der Übertragung bewegt* Da dieses bekannte System weiterhin keine Fehlerprüfschaltung hat₉ ist es gegen statistisches Rauschen im Ultraschallbereich empfindliche Rauschen dieser Art wird oft durch Aneinanderschlagen von Schlüsseln in einem Schlüsselbund erzeugt«

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fernsteuerempfangersystera der oben näher erläuterten Art zu schaffen, welches bei einfachem Aufbau und außerordentlich guter Leistung auf einem einzigen Chip einer integrierten Schaltung ausgebildet werden kann.

Gemäß derJErfindung soll insbesondere ein 22-Eanal~Ultraschall= Fernsteuersystem geschaffen werden, mit welchem ein Fernsehgerät auf verhältnismäßig großem Abstand besonders bequem gesteuert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen insbesondere di© im Patentbegehren niedergelegten Merkmale.

Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß durch eine entsprechende Fehlerprüfung ein® besonders betriebssicher© Arbeitsweise gewährleistet ist, und die erfin=- dusgsgemäße Anordnung liefert weiterhin den Vorteil, daß nur

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eine verhältnismäßig schmale Betriebsbandbreite erforderlich ist.

Die erfindungsgemäße Schaltung ist auch außerordentlich einfach aufgebaut, da nur zwei abgestimmte Kreise vorhanden sind, von denen ein Bandpaßfilter ist.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 ein verallgemeinertes Blockdiagramm, welches eine bevorzugte gerätetechnische Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes darstellt,

Fig. 2 ein Blockdiagramm, welches den ersten Teil des Überlagerungsempfängers veranschaulicht,

Fig. 3 ein Blockdiagramm, welches die übrigen Bauelemente des Überlagerungsempfängers darstellt,

Fig. M- eine Tabelle, welche die verschiedenen Betriebsfrequenzen der Sendeeinrichtung und der Empfangseinrichtung sowie die entsprechenden Teilungsverhältnisse darstellt,

Fig. 5 ein Zeitdiagramm, welches die Arbeitsweise der Fernsteuereinrichtung veranschaulicht,

Fig. 6 eine Tabelle, welche die verschiedenen ferngesteuerten Kanäle und die jeweils von einem Kanal ausgeübte Funktion veranschaulicht,

Fig. 7 eine grafische Darstellung, welche die Beziehung zwischen den Senderfrequenzen und den Frequenzen des Überlagerungsoszillators im Empfänger veranschaulicht, und

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Fig. 8 die Beziehung zwischen den Betriebsfrequenzen des Empfängersystems und den potentiellen Interferenzsignalen.

Um die Vorteile der Erfindung und ihren technischen Fortschritt anschaulicher darzustellen, wird eine bevorzugte gerätetechnische Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes nachfolgend beschrieben. Die allgemeine Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung wird zunächst anhand der Fig. 1 erläutert. Das in der Fig. dargestellte, als integrierte Schaltung ausgebildete Fernsteuer-Empfängersystem 10 nimmt das verstärkte Ultraschallsignal von der Eingangsleitung 12 auf. Der Überlagerungsempfänger 14- führt intern die Signalverarbeitung sowie die Fehlerprüfung durch. Der externe Schwingkreis 16 ist mit dem Überlagerungsempfänger 14 über die Leitung 20 verbunden. Der Schwingkries 16 ist aus einzelnen Bauelementen aufgebaut und dient dazu, die Bezugsfrequenz f für den Überlagerungsempfänger 14 einzustellen«, Ein Bandpaßfilter 18 ist ebenfalls aus einzelnen Bauelementen extern zu der integrierten Schaltung 10 aufgebaut und ist mit dem Überlagerungsempfänger 14 durch die Leitung 22 verbunden. Eine Mehrzahl von Ausgängen 24 verbinden den binären Ausgang des Überlagerungsempfängers 14 mit dem Befehldekodierer 26« Dieser Befehlsdekodierer 26 verzweigt verschiedene Typen von Befehlen vom Überlagerungsempfänger 14 in drei Gruppen, und zwar in Abhängigkeit von der Funktion, welche von jeder Gruppe von binären Ausgängen festgelegt ist. Der Befehlsdekodierer führt binäre Ausgangssignale, welche den Kanalauswahlbefehlen zur Programmierung des Zählers 28 dienen, über eine Mehrzahl von Ausgangsleitungen JO ab. Der Befehlsdekodierer 26 führt Ausgangssignale, welche den analogen Steuersignalen wie der Helligkeit, der Färbintensität und der Lautstärke entsprechen, einem Digital-Analog-Wandler 32 über eine Mehrzahl von Ausgängen 34 zu. Der Befehlsdekodierer 26 führt Statussteuerbefehle dem Statussteuerteil 36 über eine Mehrzahl von Ausgangsleitungen 38 zu. Der Befehlsdekodierer 26 kann entweder durch den

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Überlagerungsempfänger 14 oder durch die Tastatur 40 angesteuert werden, welche direkt auf dem Fernsehapparatur angeordnet ist, und er ist mit dem Befehlsdekodierer 26 über eine Mehrzahl von Ausgängen 41 verbunden. Das Ausgangssignal des Programmzählers 28 wird über eine Mehrzahl von Ausgängen 42 dem Dekodierer und einer Abstimmsteuerung 44 zugeführt, welche extern zu der integrierten Schaltung angeordnet ist und dazu dient, eine analoge Spannung zur Verwendung mit einer Abstimmsteuerung zu erzeugen, damit ein gewünschter Kanal ausgewählt werden kann. Das Ausgangssignal des Digital-Analog-Wandlers 32 wird über eine Mehrzahl von Ausgängen 46 der Lautstärkesteuerung, der Helligkeitssteuerung und der Farbsättigungssteuerung am Fernsehgerät zugeführt. Die Ausgangssignale der Statussteuerung 36 werden einer Mehrzahl von Ausgangsleitungen 48 zugeführt, um die Funktionen zu steuern, welche dazu dienen, den Fernsehempfänger einzuschalten und auszuschalten. Das Dämpfungssignal oder AbSchwächungssignal, welches den Kiederfrequenzteil des Fernsehgerätausganges am Lautsprecher beaufschlagt, wird ebenfalls von dieser Mehrzahl von Ausgängen 48 abgeleitet. Der Statussteuerteil 36 enthält zwei zusätzliche Ausgänge 48, welche beliebige zusätzliche Funktionen ausüben können, die vom Benutzer festgelegt werden.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine wesentlich detailierte Darstellung des Überlagerungsempfängers 14. Gemäß Fig. 2 wandelt der Übertrager 50 die ausgesandte Ultraschallwelle in ein elektrisches Signal um. Die Leitung 52 verbindet den Ausgang des Übertragers 50 mit einem Vorverstärker 54. Der Ausgang des Vorverstärkers 54 ist mit der Eingangsstufe 56 des Überlagerungsempfängers über eine Leitung 58 verbunden. Die Leitung 58 in der Fig. 2 entspricht dem Eingang 12 in der Fig. 1. Das erste Element der Eingangsstufe 56 ist ein Hochpaßfilter 60, welches die Funktion ausübt, nur Signale durchzulassen, deren Frequenz

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oberhalb einer vorgegebenen Frequenz liegt. In der vorliegenden Ausführungsform filtert das Hochpaßfilter 60 alle Frequenzen unter 30 kH aus. Der Ausgang des Hochpaßfilters 60 ist über eine Leitung 65 mit dem Schmitt-Trigger 62 verbunden. Vom Schmitt-Trigger 62 wird die Amplitude des Signals begrenzt, welches ihm über das Hochpaßfilter 60 zugeführt wird. Der Ausgang des Schmidt-Triggers 62 ist über eine Leitung 66 mit einem Mischer 64- verbunden. Ein exklusives ODER-Gatter übt die Funktion des Mischers 64 aus. Der Frequenzteiler 68 besteht aus einem variablen Teiler 70 und einer Abtasteinrichtung 72. Der variable Teiler 70 ist über eine Leitung 71 mit dem Mischer 64 verbunden. Die Abtasteinrichtung 72 ist mit dem variablen Teiler 70 über eine Mehrzahl-von Leitungen 74, 76, 78, 80 und 82 verbunden. Ein Signal mit der Frequenz f wird der Abtasteinrichtung 72 über die Eingangsleitung 84 zugeführt. In ähnlicher Weise wird ein Bezugssignal mit der Frequenz f dem variablen Teiler 70 über die Eingangsleitung 86 zugeführt. Die Mehrzahl von Ausgängen der Abtasteinrichtung 72 wie 74 sind mit der Gatterschaltung 88 verbunden. Der Ausgang des Mischers 64 ist über die Leitung 92 mit dem Detektor 90 verbunden. Das Bandpaßfilter 94 ist die erste Stufe des Detektors 90, und es erzeugt ein Ausgangssignal, welches über die Leitung 98 dem Komparator 96 zugeführt wird. Eine Vergleichsspannung VDD wird dem Komparator 96 über die Leitung 100 zugeführt. Das Ausgangssignal des Komparators 96 wird über die Leitung 104 einem UND-Gatter 102 zugeführt. Eine Rechteckwelle T . welche gegenüber dem Eingangssignal der Abtasteinrichtung mit der Frequenz f eine Phasenverschiebung von 180 aufweist, wird dem UND-Gatter 102 über die Leitung 106 zugeführt. Der Ausgang des UND-Gatters 102 ist über die Leitung 108 mit der Gatterschaltung 88 verbunden. Die Gatterschaltung 88 besteht aus fünf UND-Gattern 109A-E. Die einzelnen Ausgänge der UND-Gatter 109A - 109E sind mit einer Reihe von RS-Flip-Flops 110A - 110E über eine Vielzahl von Leitungen 112A - 112E verbunden. Diese Gruppe von fünf RS-Flip-Flops 110A-110E

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ist als Speicher I bezeichnet. Ein Zähler 116, welcher durch acht teilt, hat einen Eingang, welcher mit der Leitung 82 der Abtasteinrichtung 72 verbunden ist, und er hat einen Ausgang, welcher Jeweils τη it den RS-Flip-Flops 110A-110E verbunden sind, die im Speicher I enthalten sind und zwar über die Leitung 118.

Die Ausgänge der einzelnen RS-Flip-Flops, welche im Speicher I enthalten sind und mit 110A-110E bezeichnet sind, sind jeweils mit 120A-120E bezeichnet. Diese Ausgänge 120A-120E verbinden den Speicher I mit dem Speicher II.

Aus der Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Ausgänge des Speichers I bei 120A-120E mit einer Mehrzahl von DC-Flip-Flops 122A-122E verbunden sind, die im Speicher II enthalten sind. Der Ausgang 118 des Zählers 116, welcher durch acht teilt, ist mit einem Eingang jedes der DC-Flip-Flops 122A-122E im Speicher II verbunden. Zusätzlich ist jede der Leitungen 120A-120E mit einer Mehrzahl von exklusiven ODER-Gattern 124A-124E verbunden. Jeder Ausgang eines Flip-Flops 122A-122E ist mit einem aus der Mehrzahl von exklusiven ODER-Gattern 124A-124E ebenso wie mit einem Eingang eines aus der Vielzahl der UND-Gatter 128A-128E verbunden. Jeder der Ausgänge des Speichers II ist zusätzlich mit einem Gruppendekodierer 130 verbunden. Jedes aus der Mehrzahl der exklusiven ODER-Gatter 124A-124E hat einen Ausgang 132A-132E welcher jeweils mit dem Eingang eines ITND-Gatters 134 verbunden ist. Der Ausgang 118 des Zählers 116, welcherdurch acht teilt, ist zusätzlich mit einem Takteingang bzw. Steuereingang eines Binärzählers 136 sowie wit dem Eingang eines Inverters 138 verbunden. Der Ausgang des Inverters 138 ist mit einem Eingang eines KOR-Gatters 140 über eine Leitung 142 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 134 ist über eine Leitung 144 mit einem Eingang des NOR-Gatters 140 verbunden. Der Ausgang des NOR-Gatters 140 ist über eine Leitung 146 mit dem Rückstelleingang des Zählers 136 verbunden. Die Ausgänge des Gruppendekodierers 130 sind über Leitungen 150, 152 und 154 mit dem Komparator 148 verbunden. Die Ausgänge des Zählers 136 sind über Leitungen ^56, 158 und 160 mit dem Komparator 148 verbunden. Der Ausgang

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des Komparators 148 ist mit jedem aus einer Mehrzahl von UND-Gattern 128A-128E über eine Leitung 162 verbunden. Die verarbeiteten Ausgangssignale des Überlagerungsempfängers 14- werden von einer Mehrzahl von Leitungen 164A-164E aus der Vielzahl der UND-Gatter 128A-128E abgeleitet.

Die Fig. 4- zeigt eine Tabelle, in welcher die Betriebsfrequenzen und die Teilungsverhältnisse sowohl für den Fernsteuersender als auch für den Fernsteuerempfänger veranschaulicht sind.

Die linke Seite der Fig. 4 bezieht sich auf den Sendebetrieb. Der Sender erzeugt sechs Frequenzen f., fg, f~, f^, f™ und fjjo· Bei der vorliegenden Ausführungsform verwendet der Sender das Signal mit der Frequenz f_Ep nicht, obwohl dieses sechste Ausgangssignal eine mögliche Alternative für eine erhöhte Flexibilität des Fernsteuersystems darstellt. Die ausgesandten Frequenzen f^ bis f-pj2 werden dadurch gebildet, daß eine Senderbezugsfrequenz von 919 232 Hertz durch eine entsprechende Zahl geteilt wird, so daß sich das Teilungsverhältnis zwischen 26,5 und 21,5 ändert, wobei ein Abstand zwischen jedem Teilungsverhältnis liegt, der genau gleich einer ganzen Zahl ist. Der Sender erzeugt Ausgangsfrequenzen zwischen 34 688 und 42 755 Hertz. Ein vollständiger Üb ertragungszyklus erfolgt während eines Zeitintervalls von 40 Millisekunden. Während dieses Intervalls von 40 Millisekunden sind vier Unterintervalle mit je 10 Millisekunden gebildet. Für jeden der 22 Befehle, welche der Sender zu dem Empfänger übertragen kann, besteht eine kodierte Folge von Frequenzen f.-f™, welche während jedes SendeIntervalls übertragen wird. Jedes Unterintervall enthält entweder eine der fünf Frequenzen oder es ist frei, wenn kein Impuls übertragen wird. Während eines vollständigen SendeintervalIs von 40 Millisekunden wird jede der Senderfrequenzen f^-fg nur ein einziges Mal verwendet. Solange am Sender eine Steuertaste niedergedrückt bleibt, fährt der Sender fort, das kodierte

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Signal mit der Dauer von 40 Millisekunden zu wiederholen. Venn die Taste losgelassen wird, wird die übertragung beendet. Es hat sich gezeigt, daß ein durchschnittliches Niederdrücken einer Taste am Sender zu einer Übertragung von etwa 250 Millisekunden führt, was einer Dauer von einer Viertelsekunde entspricht.

Die rechte Seite der Fig. 4 zeigt eine Reihe von sechs Signalen des Überlagerungsoszillators im Empfänger, deren Frequenzen im Bereich von 41248 bis 50015 Hertz liegen. Die letzte Frequenz des Überlagerungsoszillators im Empfänger ist eine vorzugsweise verwendbare Frequenz für eine erhöhte Kapazität, und sie wird in der vorliegenden Ausführungsform nicht benutzt. Die Signale mit den Frequenzen ^tqqi, bis ^tqq-^t des Überlagerungsoszillators im Empfänger werden erzeugt, indem, eine Empfängerbezugsfrequenz f von 1 300 400 Hertz in einem Verhältnis geteilt wird, welches zwischen 31 und 25 liegt. Der in der Fig. 2 dargestellte Frequenzteiler 68 erzeugt diese fünf Signale mit den entsprechenden Frequenzen des Überlagerungsoszillators. Die Abtasteinrichtung 72 wird an ihrem Eingang 84 durch das Rechtecksignal f getrieben. Der Ausgang A der Abtasteinrichtung 72 veranlaßt den variablen Teiler 70, die Bezugsfrequenz f durch 31 zu teilen, um ein Signal mit der Frequenz ^τοπα ^zu erzeugen, dessen Frequenz gleich 41 248 Hertz ist. L^. ist diejenige Frequenz des Überlagerungsoszillators, welche einer gesendeten Frequenz von f^ entspricht. Das Ausgangssignal der Abtasteinrichtung 72 am Ausgang B veranlaßt den variablen Teiler 70, die Bezugsfrequenz f durch 30 zu teilen, wodurch ein Ausgangssignal mit der Frequenz ^qq-q von 43 347 Hertz am Ausgang 71 des variablen Teilers 70 erzeugt wird. Dasselbe gilt für die Ausgänge C, D und E der Abtasteinrichtung 72.

Das Eingangssignal mit der Frequenz f bei 84 veranlaßt die Abtasteinrichtung 72, ein Ausgangssignal jeweils an einer ande ren Stelle von A-E alle 1,6 Millisekunden zu erzeugen. Deshalb ändert sich die Ausgangsfrequenz des variablen Teilers 70

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ebenfalls alle 1,6 Millisekunden, wodurch eine neue sequentiell veränderte Frequenz ^loca^^LOCE ^"^es ^^bei>l^aserungsoszillators erzeugt wird.

Die Abtasteinrichtung 72 führt eine vollständige Abtastung der Ausgänge A bis E in 7>25 HilliSekunden durch, und der variable Teiler 70 erzeugt nacheinander die Frequenzen fj™^ ^^^{s f}LOCE des Überlagerungsoszillators während desselben Abtastintervalls von 7»25 Millisekunden. Der Überlagerungsempfänger 14 ist derart aufgebaut, daß er mit acht Abtastintervallen von jeweils 7,25 Millisekunden in einem vollständigen Empfangszyklus arbeitet. Etwa 60 Millisekunden sind erforderlich, um den Empfangs= zyklus vollständig abzuschließen« Eine außerordentlich genaue Zeitsteuerung ist für die Arbeitsweise der Einrichtung nicht unbedingt erforderlich. Abweichungen bis zu - 0,5 % sind leicht zu akzeptieren« Das einzige Kriterium für die Zeitsteuerung besteht darin, daß ein vollständiger Abtastzyklus in einer? Zeit= intervall abgeschlossen sein muß, welches kürzer ist als 10 Millisekunden, da dieses Intervall der Dauer jedes Sender= unterintervalls entspricht.

Der llischer 64 des Überlagerungsempfängers 14 mischt das ankommende Signal an der Leitung 66 mit den nacheinander abgetasteten Folgen der Signale der Überlagerungseinrichtung am Eingang 71. Das Ausgangssignal des Mischers 64 setzt sich zusammen aus einem. Signal, dessen Frequenz gleich der Summe der zwei Frequenzen am Eingang ist, und weiterhin aus einem Signal, dessen Frequenz gleich der Differenz der zwei Signale an den Eingangsklemmen entspricht. Mit anderen Worten, der Mischer 64 erzeugt ein Summensignal und ein Differenzsignal. Während eines beliebigen Unterintervalls von 10/Sekunden, wenn eine Frequenzfolge ausgesandt wird, führt der Empfänger wenigstens einen vollständigen Abtastzyklus aller Überlagerungssignale mit den Frequenzen ^LOCA ^^"^{s f}LOCE ^{aus und erg}öugt ein Summensignal und ein Differenzsignal für jede der fünf abgetasteten Frequenzen des Überlagerungsoszillators.

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Das Ausgangssignal des Mischers 64 ist aus fünf Summensignalen und aus fünf Differenzsignalen zusammengesetzt, die von der Kombination der unbekannten gesendeten Frequenz mit %.οαΑ~^;£'τ.οπΕ herrührt. Das Bandpaßfilter 94 ist derart aufgebaut, daß es einen sehr engen Bandpaß hat, so daß nur Frequenzen innerhalb eines schmalen Bereiches durchgelassen werden. Alle übrigen Frequenzen, die außerhalb dieses Frequenzbereiches liegen, werden unterdrückt. In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsfor™ hat das Bandpaßfilter 94 einen Durchlaßbereich zwischen 7000 und 7500 Hertz. Von den fünf Summensignalen und den fünf Differenzsignalen, welche während eines Senderunterintervalls am Eingang anliegen, werden nur diejenigen Signale durchgelassen, die in einem Frequenzbereich zwischen 7000 und 7500 Hertz liegen, und zwar durch das Bandpaßfilter 94. Wenn angenommen wird, daß das gerade betrachtete Senderunterintervall ein Signal enthält, dessen Frequenz f. gleich 3^ 688 Hertz ist, wie es in der Fig. dargestellt ist, so ist ersichtlich, daß die Summen aus f. und ίτΛο/ι-ίτΛ^ alle in der Größenordnung von 80 kH liegen und dawit außerhalb des Durchlaßbereiches des Bandpaßfilters 94. In bezug auf die Differenzsignale ist festzustellen, daß f_LQ_C^ ^inus f. gemäß der Darstellung in der äußersten rechten Spalte der Fig. 4 gleich 7260 Hertz ist und damit direkt in die Mitte des Durchlaßbereiches des Bandpaßfilters 94 fällt. Dies ist das einzige Differenzsignal, welches vom Mischer 64 abgegeben wird und in den Durchlaßbereich des Bandpaßfilters 94 fällt. Die Differenz zwischen den Signalen f. und fT,ocB""^LOCE ^^st wesentlich größer als die maximal durchgelassene Frequenz von 7,5 kH, welche durch das Bandpaßfilter 94 hindurchgehen kann, so daß keines dieser Signale durch das Bandpaßfilter 94 hindurchgeht.

In der Fig. 5 zeigt die mit "Sender" bezeichnete obere Zeile eine Reihe von Senderunterintervallen. Während des dargestellten übertragungsvorganges werden Signale mit Frequenzen f_E bei 200 und f-g bei 201 gesendet, wobei ein leeres Unter int ervall

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dazwischen liegt, in welchem kein Signal ausgesandt wird. Die ausgesandten Signale f-g und f-g haben jeweils eine Dauer von 10 Millisekunden. Die mit 252 bezeichnete zweite Zeile in der Fig. 5 zeigt das Ausgangs signal des Bandpaßfilters 94-· Wenn ein Eingangssignal am Eingang des Bandpaßfilters 94- vorhanden ist, so verursacht dieses Signal, daß das Bandpaßfilter 94- exponentiell eine Signalspitze aufbaut. Da der Ausgang des variablen Teilers 70 eine vorgegebene Überlagerungsfrequenz von nur 1,6 Millisekunden erzeugt, beträgt die Dauer des Differenzsignals am Eingang des Bandpaßfilters 94- nur 1,6 Millisekunden. Deshalb wird das Ausgangssignal des Bandpaßfilters 94-, welches in der Fig. 5 bei 202 dargestellt ist, nur bis zu einem Maximum aufgebaut und beginnt dann sofort wieder abzufallen, weil das Eingangssignal abgeschaltet wurde, kurz nachdem das Bandpaßfilter seinen maximalen Wert erreicht.

Wenn der Ausgang des Bandpaßfilters 94- die Spannung V_DD erreicht, welche am Eingang 100 des Komparators 96 anliegt, erzeugt der Komparator einen Impuls, sobald sein Eingangssignal bei 98 gleich oder größer ist als Vp,,. Die Bezugszahl 204· dient dazu, denjenigen Punkt anzugeben, an welchem der Ausgang des Bandpaßfilters bei 98 V₁JJj überschreitet. Das Ausgangssignal des Komparators bei 104- ist durch die Zeile 254- dargestellt. Dieses im.pulsförmige Ausgangssignal des Komparators 96 wird durch die Leitung 104- einem. UND-Gatter 102 zugeführt. Ein Signal T ist an der

Klemme 106 des UND-Gatters 102 vorhanden, um das UND-Gatter während der ersten Hälfte jedes Abtastunterintervalls von 1,6 Millisekunden Dauer abzuschalten. Dieser Vorgang ergibt sich notwendigerweise aus der Tatsache, daß das Bandpaßfilter 94-aufgrund eines Abklingvorganges auch noch ein Ausgangssignal liefert, und zwar während eines kurzen Zeitintervalls, welches auf das Abschalten des Eingangssignals folgt, da seine induktiven und kapazitiven Bauteile eine Spannung ergeben, die nicht unverzüglich auf Null abfällt. Diese Verzögerung von 0,8 Millisekunden eliminiert vollständig fehlerhafte Signale, die von

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einem Abklingvorgang herrühren können. Die Zeile 256 in der Fig. 5 zeigt die Signale mit den Frequenzen f und ~£ , welche durch den Zwischenraum zwischen den einzelnen Strichen auf der Linie 256 dargestellt sind. Das UND-Gatter 102 erzeugt nur ein Ausgangssignal "bei 108, wenn ein höheres Ausgangssignal 104 vom Komparator 96 vorhanden ist und ein tiefgelegtes oder auf Null gelegtes Ausgangssignal aufgrund von f ·

Die gestrichelte Linie 208 zeigt in der Fig. 5 gerade diesen Vorgang. Bei 206 ist ein Ausgangssignal vom Komparator 96 vorhanden, während am Punkt 207 ein Zwischenraum in dem. Eechtecksignal f vorhanden ist. Diese zwei Bedingungen erzeugen ein Ausgangssignal vom UND-Gatter 102, welches der Vergleichsschaltung 88 zugeführt wird. Alle diese Ereignisse treten gleichzeitig im Echtzeitbetrieb auf. Das Ausgangssignal bei 108 tritt gleichzeitig mit dem Empfang der entsprechenden ausgesandten Frequenzfolge auf. Da ein Senderunterintervall 200 vorhanden ist, welches die Frequenz fg enthält, erzeugt die Abtasteinrichtung 72 ein Zeitsteuersignal am Ausgang E. Dieses Abtastausgangssignal bei A veranlaßt auch den variablen Teiler 70, eine Überlagerungsfrequenz ίτ/γ;_Ε hei 71 zu erzeugen. Während der zweiten Hälfte dieses Abtastunterintervalls von 1,6 Millisekunden hat das UND-Gatter 109E in der logischen Verknüpfungsschaltung 88 einen hohen Eingangspegel, und zwar aufgrund des Ausgangssignals der Abtasteinrichtung 72 auf der Leitung 82. Das UND-Gatter 109E hat ebenfalls einen hohen Eingangspegel, und zwar auf der Leitung 108, da ein hoher Ausgangspegel vom UND-Gatter 102 kommt. Diese zwei hochgelegten Eingangssignale auf den Leitungen 82 und 108 lösen ein hochgelegtes Ausgangssignal vom UND-Gatter 109E aus, welches über die Leitung 112E dem, ES-Flip-Flop 110E zugeführt wird. Dadurch wird das RS-Flip-Flop 110E gesetzt, und es wird ein hoher Ausgangspegel am. Ausgang 120E hervorgerufen.

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Die Fig. 5 zeigt bei 210, daß der Speicher I ein Ausgangssignal 120E aufweist, welches seit derjenigen Zeit vorhanden ist, zu welcher die ankommende Frequenz f-g ermittelt wurde. Während desselben Senderunterintervalls 200, wenn die Frequenz f_E empfangen wird, ist ersichtlich, daß bei 212 ein weiteres Bandpaßfilterausgangs signal auftritt. W_enn die Amplitude des Signals 212 die Spannung V-^ überschreitet, erzeugt der Komparator 96 ein zusätzliches Ausgangssignal bei 214, welches dem Eingangssignal f-g entspricht. Die entsprechende Beziehung, welche dafür sorgt, daß das Ausgangssignal des !Comparators .bei 104 und das Signal T am Eingang 106 des UND-Gatters 102 vorhanden sind, besteht darin, daß ein zusätzliches Ausgangssignal durch das UND-Gatter 109E in der logischen Verknüpfungsschaltung 88 erzeugt wird. Dadurch wird ein Impuls an den Setzeingang des KS~Flip-Flops 110E im Speicher I übertragen. Aus der Zeile 210 in der Fig. 5 ist ersichtlich, daß das ES-Flip-Flop 110E bereits einen hohen Ausgangspegel am Ausgang 120E aufweist, so daß keine zusätzliche Information durch diese zweite Empfängerabtastung während desselben Senderunterintervalls übertragen wird, welche die Frequenz f_E enthält.

Während gemäß Fig. 5 im Senderunter int ervall die Frequenz f-n vorhanden ist, überschreitet das Ausgangssignal des Bandpaßfilters V_DD an den beiden Punkten 216 und 218, wodurch der Komparator dazu veranlaßt wird, die zwei Ausgangssignale 220 und 222 zu erzeugen. Das Ausgangssignal bei 220 tritt zu der Zeit auf, zu welcher f tiefgelegt ist, wodurch das UND-Gatter 102 dazu veranlaßt wird, einen hohen Ausgangspegel zu erzeugen« Dieser hohe Ausgangspegel des Ausgangssignals vom UND-Gatter 102 tritt zu einer Zeit auf, zu welcher die Abtasteinrichtung 72 ein Ausgangssignal bei B erzeugt, wie es in der Fig. 5 τη it dem Bezugs= zeichen 224 bezeichnet ist. Dadurch wird der Eingang des UND-Gatters 109B in der logischen Verknüpfungsschaltung 88 dazu veranlaßt, zwei hochgelegte Eingangssignale zu haben, wodurch ein hochgelegtes Ausgangssignal bei 112B erzeugt wird, welches

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das RS-Flip-Flop 11OB setzt und ein Ausgangssignal a™ Ausgang 120B erzeugt. Dieses Ausgangssignal des Speichers I ist in der Zeile 226 der Fig. 5 dargestellt. Das Komparatorausgangssxgnal bei dem Bezugszeichen 222 tritt zu einer Zeit auf, zu welcher f hochgelegt ist, und es ist durch den Punkt 228 dargestellt. Da 7 tiefgelegt ist, ist das UND-Gatter 102 abgeschaltet, so daß der K-Omparatorausgang bei 222 keine Auswirkung auf irgendeine Schaltung hat, die dem UND-Gatter 102 nachgeschaltet ist. Das Komparatorausgangssignal, welches durch unerwünschte Effekte im Bandpaßfilter erzeugt werden könnte und ein ungenaues Ergebnis hervorrufen könnte, würde dann auftreten, wenn das Abschalten des UND-Gatters 102 von der Schaltung nicht gewährleistet wäre. Das Bandpaßfilter-Ausgangssignal am. Bezugspunkt 218 überlappt sich mit dem Abtastunterintervall entsprechend einer Frequenz f_c, wie es am Punkt 250 dargestellt ist. Dadurch wäre ein Ausgangssignal während des AbtastunterIntervalls C hervorgerufen worden, wenn eine Frequenz f-g am Eingang des Empfängers vorhanden gewesen wäre.

In der Fig. 5 zeigt die Zeile 232 die acht getrennten Abtastintervalle während eines vollständigen Empfangszyklus. Die Dauer eines vollständigen Empfangszyklus wird durch die Linie 234- dargestellt. Jedes Empfängerabtastintervall ist mit t bezeichnet, und jedes dieser Abtastintervalle ist etwa 7»25 Millisekunden lang. Ein vollständiger Empfangszyklus, welcher mit t_RC bezeichnet ist, entspricht acht dieser Abtastintervalle und ist etwa 58 Millisekunden lang. Die Dauer eines vollständigen Empfangszyklus muß größer sein als die Dauer eines vollständigen Senderzyklus von 40 Millisekunden, so daß während jedes Empfangszyklus wenigstens ein vollständiger Senderzyklus analysiert wird. Die Länge eines Em/pfangszyklus wurde wesentlich langer gewählt als die eines Senderzyklus, um großen Veränderungen in den Betriebsparametern Rechnung zu tragen.

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Am Ende eines Empfangszyklus, welches durch die Linie 236 in der Fig. 5 dargestellt ist, erzeugt der Zähler 116 (siehe Fig. 2) welcher durch acht teilt, einen Ausgangsimpuls auf de™ Ausgangsleiter 118, der zugleich zwei Funktionen ausübt. Einerseits liefert er eine Zeitsteuerung zur Eingabe der auf den Ausgangsleitungen 120A bis 120E vorhandenen Ausgangssignale in die DC-Flip-Flops 122A-122E des Speichers II. Zugleich stellt das Ausgangssignal 118 jedes der RS-Flip-Flops 110A-110E im Speicher I zurück. Dieser. Zeitsteuerimpuls, welcher durch den Zähler 116 erzeugt wird, der durch acht teilt, erfüllt die Funktion der Übertragung der gespeicherten Daten vom Speicher I in den Speicher II, und zwar zur Verwendung bei der Vergleichsschaltung 123 in der nachgeschalteten Stufe.

Die Fig. 6 zeigt die 22 Befehle, welche in der Fernsteuerung des erfindungsgemäßen Systems ausgeführt werden können. Um die Rauschunempfindlichkeit des Ultraschallfernsteuersystems zu verbessern, wurden diese 22 Befehle in drei Gruppen unterteilt. Die Gruppe I besteht aus den Kanälen 13 "bis 22, mit Ausnahme des Kanals 19. Die meisten dieser Steuersignale gehören zu den analogen Signalen, beispielsweise die Helligkeit und die Lautstärke, so daß ein einzelner durch Rauschen eingeführter Fehler unbeachtlich wäre. Die Kanäle 1 bis 12 steuern die Auswahl des gewünschten Program.rn.es. Hier wäre ein Fehler außerordentlich unerwünscht, weil der Fernsehempfänger auf eine falsche Station schalten würde, wenn ein durch Rauschen hervorgerufener Fehler auftreten würde. Die Kanäle 1 bis 12 in dem Fernsteuerempfängersystem sind in die Gruppe II eingeteilt. Wenn das Fernsehgerät ausgeschaltet ist und der Benutzer eine Taste drückt, welche einem der Kanäle 1 bis 12 entspricht, so wählt das Fernsteuersystem nicht nur den gewünschten Kanal aus, sondern schaltet auch das Fernsehgerät ein. Da es jedoch außerordentlich unerwünscht ist, daß durch Rauschen das Fernsehgerät eingeschaltet werden kann, ist diese Funktion in die Gruppe II eingeteilt, welche ein

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Höchstmaß an Rauschunempfindlichkeit aufweist. Ber Kanal 19 ist auch in die Gruppe III eingeteilt, und zwar aus ähnlichen Gründen. Der Kanal 19 führt die Funktion aus, das Fernsehgerät einzuschalten, wenn nur der Fernsteuerempfanger arbeitet.

In der Fig. 3 hat der Gruppendekodierer I30 in der Vergleichsschaltung 123 seine Eingänge mit den Ausgängen des Speichers II an den Leitungen 126A-126E verbunden. Der Gruppendekodierer dekodiert die Ausgangssignale vom Speicher II und bestimmt, daß ein bestimmter Befehl in die Gruppe I, in die Gruppe II oder die Gruppe III fällt. Der Gruppendekodierer I30 hat drei Ausgänge, die mit dem Komparator 148 verbunden sind. Der.Ausgang I50 entspricht einem Befehl der Gruppe I, die Ausgangsleitung 152 entspricht einem Befehl der Gruppe II und die Ausgangsleitung 154 entspricht einem Befehl der Gruppe III. Der Komparator 148 benötigt den Empfang von zwei vollständigen fehlerfreien Empfangszyklen, bevor ein Befehl der Gruppe I ausgeführt wird. Der Komparator 148 erfordert vier vollständige fehlerfreie Empfangszyklen, bevor ein Befehl der Gruppe II ausgeführt wird, und es sind acht vollständige fehlerfreie Empfangszyklen erforderlich, bevor ein Befehl der Gruppe III ausgeführt wird.

Die Fehlerprüfung erfolgt durch eine Mehrzahl von exklusiven ODER-Gattern 124A-124E. Jedes dieser exklusiven ODER-Gatter hat einen Eingang mit dem Eingang des Speichers Iliber die Leitungen 120A-120E verbunden, während der andere Eingang dieser exklusiven ODER-Gatter mit dem Ausgang des Speichers II über die Leitungen 126A-126E verbunden ist. Zwei Empfangszyklen müssen abgeschlossen sein, um einen Vergleich durchzuführen. Am Ende dieser zwei Empfangszyklen wird ein Eingangssignal vom Speicher I auf den Leitungen 120A-120E vorhanden sein, und zwar aufgrund des zweiten Empfangszyklus, und es ist weiterhin ein Eingangssignal im Speicher II an den Ausgängen 126A-126E gespeichert, welches den gespeicherten Ausgangssignalen vom

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ersten Empfangszyklus entspricht. Jedes der exklusiven ODER-Gatter 124A-124E vergleicht das Ausgangs signal, welches durch den ersten Empfangszyklus erzeugt wurde, mit demjenigen Ausgangssignal, welches durch den zweiten Empfangszyklus hervorgerufen wurde. Wenn diese "beiden Signale dieselben sind, erzeugt jedes der exklusiven ODER-Gatter einen hochgelegten Ausgang bei 132A bis 132E. Wenn alle Ausgänge 132A-132E hochgelegt sind, wodurch angezeigt wird, daß alle Eingangssignale übereinstimmen, erzeugt das UND-Gatter 134 einen hochgelegten Ausgang auf dem Ausgangsleiter 144. Der Inverter 138 invertiert das Ausgangssignal des Zählers 116, welcher durch acht teilt, so daß die logische Schaltung in geeigneter Weise funktioniert. Wenn der Zähler 116, welcher durch acht teilt, bei 118 ein Ausgangssignal mit einem hohen Pegel erzeugt, so wird durch 138 auf der Leitung 142 ein Ausgangssignal mit tiefem Pegel erzeugt. Wenn von den exklusiven ODER-Gattern 124A-124E keine Fehler festgestellt wurden, so erzeugt das IMD-Gatter 134 auf der Leitung 144 ein hochgelegtes Ausgangssignal, und der Inverter erzeugt einen tiefen Ausgangspegel bei 142, so daß das NOR-Gatter 140 tiefgelegt bleibt.

Der Ausgang des Zählers 116, welcher durch acht teilt, ist über die Leitung 118 mit dem Zähler I36 verbunden. Der Zähler I36 zählt die Anzahl der Em/pfangszyklen und erzeugt ein Ausgangssignal auf der Leitung 1J?6, wenn zwei übereinstimmende Em/pfangszyklen abgelaufen sind, oder erzeugt ein Ausgangssignal auf der Ausgangsleitung 158, wenn vier übereinstimmende Empfangszyklen abgeschlossen sind, oder erzeugt ein Ausgangssignal auf der Leitung 160, wenn acht übereinstimmende Empfangszyklen abgeschlossen sind. Wenn der Komparator 148 ein Ausgangssignal vom Zähler I36 empfängt, welches der gewünschten Anzahl von Em.pfangszyklen entspricht, die durch den Gruppendekodierer festgelegt ist, erzeugt der Komparator 148 einen Ausgangsimpuls auf der Ausgangsleitung 162, welcher einer Mehrzahl von

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UND-Gattern 128A-128E zugeführt wird. Dieses Ausgangssignal mit hohem Pegel vom Komparator 148 aktiviert die Vielzahl von UND-Gattern 128A-128E, so daß das Ausgangssignal des Speichers II zu™ Ausgang des !Comparators 123 auf den Ausgangsleitungen 164A-164E übertragen werden kann. Das Ausgangssignal bei 164A-164E entspricht dem Ausgangssignal des Überlagerungsempfängers 14 bei 24 in der Fig. 1. Dieses Ausgangssignal ist vollständig auf Fehler geprüft.

Wenn während eines Empfangszyklus eines der exklusiven ODER-Gatter 124A-124E ein nicht übereinstimmendes Paar von Signalen an seinem Eingang feststellt, erzeugt es ein tiefgelegtes Ausgangssignal an einem der Ausgänge 132 A-132E, welchem das entsprechende ODER-Gatter zugeordnet ist. Wenn beispielsweise das exklusive ODER-Gatter 124A ein nicht übereinstimmendes Eingangssignal empfängt, (was einem Fehler entspricht), und zwar an seinen zwei Eingangsklemmen, so führt der Ausgangsleiter 132A ein Signal mit einem tiefen Pegel an das UND-Gatter 134. Dadurch wird das UND-Gatter 134 veranlaßt, ein Ausgangssignal "•it tiefem Pegel auf die Leitung 144 zu bringen, und dieses tiefgelegte Ausgangssignal verursacht gemeinsam mit dem tiefgelegten Ausgangssignal des Inverteres 138 auf der Leitung 142, daß das NOR-Gatter 140 auf der Leitung 146 ein Ausgangεsignal mit hohem Pegel erzeugt. Dieses Signal mit hohem Pegel auf der Leitung 146 wird dem Rückstelleingang des Zählers 136 zugeführt, wodurch der Zähler 136 auf Null zurückgestellt wird, so daß seine Zählung erneut von Null beginnt. Der Zähler 136 muß dann einen vollständigen neuen Satz von Empfangszyklen durchlaufen, wie es durch den Gruppendekodierer 130 vorgegeben wird, bis der Komparator 148 am Zähler 136 einen Zählerstand ermittelt, welcher der gewünschten Anzahl von Zählungen entspricht, die durch den Gruppendekodierer I30 vorgegeben wurde. Sobald diese Anzahl erreicht ist, aktiviert der Komparator 148 die UND-Gatter 128A-128E durch sein Ausgangssignal bei 162.

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Somit erfordert ein Signal der Gruppe I zwei vollständige fehlerfreie Em.pfangszyklen, bevor der Komparator 123 ein Ausgangssignal erzeugt. Dadurch wird ein Vergleich zwischen zwei aufeinander folgenden Signalen durchgeführt. Ein Signal der Gruppe II erfordert vier vollständige Empfangszyklen, woraus sich drei Vergleiche zwischen vier aufeinander folgenden Übertragungssignalen ergeben. Ein Signal der Gruppe III erfordert acht vollständige Empfangszyklen und erzeugt insgesamt sieben Vergleiche, was ein außerordentlich genaues Signal und eine besonders gute Unempfindlichkeit gegen Rauschen gewährleistet.

Gemäß den obigen Ausführungen ist der durchschnittliche ausgesandte Impuls etwa 240 Millisekunden lang. Um das Fernsehgerät entweder einzuschalten oder auszuschalten, müssen acht vollständige fehlerfreie Empfangszyklen festgestellt worden sein. Dies erfordert eine Zeit von der Größenordnung von Millisekunden oder etwa einer halben Sekunde. Es tritt somit eine merkbare Zeitverzögerung zwischen derjenigen Zeit auf, zu welcher der Benutzer die gewünschte Fernsteuerungstaste drückt, und derjenigen Zeit, zu welcher am Fernsehgerät der entsprechende Befehl ausgeführt wird. Der Benutzer wird normalerweise die Taste so lange niedergedrückt halten, bis das Fernsehgerät seinen Befehl ausführt, wonach der Finger von der Taste des Senders abgenommen wird. Diese geringe Zeitverzögerung bei den Befehlen der Gruppe III bildet keinen nennenswerten Nachteil.

Eine Anzahl von äußerst schwierigen Problemen mußte überwunden werden, um einen Ultraschall-Überlagerungsempfänger zu bauen, welcher mit einem Fernsehgerät kompatibel ist. Es war nicht davon auszugehen, daß diese Schwierigkeiten überwunden werden konnten. Es war nicht möglich, einen Überlagerungsempfänger vorzusehen, dessen Überlagerungsoszillatorfrequenzen gleich denjenigen der ausgesandten Signale waren, weil es dann erforderlich gewesen wäre, daß der Empfänger eine Nulldifferenzfrequenz

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ermittelt hätte, und dies hätte dazu geführt, daß kein Amplitudendetektor verwendet werden konnte. Wenn das in der Frequenz variable Signal des überlagerungsoszillators frequenzmoduliert ist, so kann eine Null-Schwebungsfrequenztechnik angewandt werden. Dadurch wird eine Schwebungsfrequenz in der Größenordnung von 30 Hz erzeugt. Diese Vorgehensweise erfordert Jedoch eine wesentlich aufwendigere Schaltung als die erfindungsgemäße Anordnung, und es ist weiterhin eine wesentlich längere Verarbeitungszeit erforderlich, um das ausgesandte Signal zu ermitteln, wenn nacheinander ausgesandte kodierte Frequenzen verwendet werden.

Wegen der wit dem Rauschen verbundenen Probleme wurde ein Amplitudendetektor vorgesehen. Ein System mit einer Null-Differenzfrequenzermittlung wäre sehr unzweckmäßig. Es hat sich gezeigt, daß die Empfängerfrequenz sich von der Senderfrequenz um einen bestimmten Betrag unterscheiden muß. Der einfachste und wirtschaftlichste Weg zur Erzeugung einer Reihe von Frequenzen, welche den Senderfrequenzen f^ bis f_E2 entsprechen und den Empfängerüberlagerungsfrequenzen ^loc^-^locE' ^^es*^en^ darin, eine Bezugsfrequenz zu nehmen und diese Bezugsfrequenz durch verschiedene Zahlen zu teilen. Die Fig. 4- zeigt die Teilungsverhältnisse zwischen 26,5 und 21,5? welche für den Sender verwendet wurden, sowie die Teilungsverhältnisse 31 bis 26, welche für den Empfänger verwendet wurden. Die Differenz zwischen den Frequenzen des Überlagerungsoszillatorempfängers ^LOCA"^LOCE ^mU^ ^s^-^{cn von} den entsprechenden ausgesandten Frequenzen f/v-f-g ^Um einen Betrag unterschieden, der innerhalb die Durchlaßbandbreite (7000 bis 7500 Hz) des Bandpaßfilters fällt.

Weiterhin ist vorgesehen, daß die Teilerverhältnisse jeweils sich um eine ganze Zahl voneinander unterscheiden. Beispielsweise unterscheiden sich die Teilerverhältnisse, welche f^ und f-g entsprechen, um die Zahl 1 (z. B. 26,5 minus 25,5 ist gleich

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einem Unterschied von 1). Wenn seh genau festgelegte Teilerverhältnisse verwendet werden, wird der Aufwand der variablen Teilerschaltung außerordentlich groß. Dadurch entsteht ein schwieriges Problem, weil es außerordentlich schwierig ist, eine konstante Differenz zwischen entsprechenden Senderfrequenzen und den Frequenzen des Überlagerungsoszillators im Empfänger aufrecht zu erhalten, da jede dieser Frequenzen dadurch erzeugt wird, daß eine unterschiedliche Bezugsfrequenz mit einem, unterschiedlichen Teilungsverhältnis zur Teilung herangezogen wird.

Die Fig. 7 zeigt eine mit f-r-QQ bezeichnete Kurve, welche den Überlagerungsfrequenzen entspricht, die dadurch erzeugt werden, daß die Empfängerbezugsfrequenz von 1 300 400 Hz durch Zahlen mit den entsprechenden Verhältnissen A-E geteilt wird. Dadurch entsteht eine mit L_Of, bezeichnete hyperbolische Kurve. Um die Senderfrequenzen zu erzeugen, welche den Frequenzen ^a-fτ? entsprechen, werden eine unterschiedliche Bezugsfrequenz von 919 232 Hz und ein unterschiedlicher Satz von Teilerverhältnissen verwendet. Dadurch wird eine andere hyperbolische Kurve f™, erzeugt, wie sie in der Fig. 7 dargestellt ist. Da der Abstand und die Form der Kurven f_rnn und f·™ sich unterscheiden

JjUO ATi

(die zwei Kurven sind nicht parallel, obwohl dies in der Fig. 7 so scheinen mag), ändert sich die Differenz zwischen f-r™ und f"xM» welche durch die Linie ¹¹L₀₀ minus i"-v>-" dargestellt ist, in kontinuierlicher Weise. Gemäß den obigen Ausführungen muß die Differenz (f_LOC minus f-^) in den Durchlaßbereich (7OOO bis 75ΟΟ Hz) des Bandpaßfilters fallen. Der Versuch, einen Satz von Frequenzen zu erzeugen, der einen kleinen Bereich von zulässigen Differenzen aufweist, wurde weiterhin durch die Tatsache kompliziert, daß es unerwünscht ist, eine Bezugsfrequenz zu verwenden, welche außerordentlich hoch ist, weil die Schaltung dadurch komplizierter wird. Ein weiteres Erschwernis besteht darin, daß die Teilungsverhältnisse verhältnismäßig

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klein sein müssen, um einfache Verhältnisse zu haben, wobei es auch erforderlich ist, daß keine außerordentlich hohen Bezugsfrequenzen verwendet werden.

Weiterhin wußte die Tatsache beachtet werden, daß alle Fernsehempfänger eine Horizontaloszillatorfrequenz in der Größenordnung von 15 kHz haben, die eine sehr große Amplitude aufweist. Der Horizontaloszillator erzeugt eine Anzahl von Harmonischen, die in der Fig. 8 mit f^, f* und f. bezeichnet sind und welche Vielfache der Horizontaloszillatorfrequenz von 15 kHz sind. Es hat sich gezeigt, daß das Ultraschallempfängersystem vorzugsweise zwischen der zweiten und der dritten Harmonischen der Horizontaloszillatorfrequenz arbeiten sollte, so daß keine Interferenz auftreten kann, welche durch den Empfang dieser stark vorherrschenden Horizontaloszillatorfrequenz und ihrer Harmonischen hervorgerufen werden könnte. Dadurch wird die zur Verfugung stehende Bandbreite für das Fernsteuersystem begrenzt und die Auswahl der Senderfrequenzen und der Frequenzen des Überlagerungsoszillators wird komplizierter.

Eine weitere Schwierigkeit, durch welche die Auswahl der Bandpaßfrequenz für das Bandpaßfilter kompliziert wird,besteht darin, daß ein Spiegelfrequenzband auftritt, welches in der Fig. 8 durch das Bezugszeichen 260 bezeichnet ist, für welches der Empfänger ebenfalls empfindlich ist. Dieses Spiegelfrequenzband liegt im Bereich der Frequenzen, die bei f^ plus der doppelten Bandpaßfrequenz als tiefsten Punkt beginnend und bis zu f-po plus der doppelten Bandpaßfrequenz reichen. Beispielsweise liegt f-T-QCA oberhalb der Senderfrequenz f. , und zwar um 7260 Hz, so daß die Differenz zwischen f^ und ί"τ_Οπ^ von 7260 Hz durch das Bandpaßfilter durchgelassen wird. Der Empfänger ist jedoch in gleicher Weise auch für ein Störsignal empfänglich, welches oberhalb von f^ liegt, und zwar um eine Frequenz in der Größenordnung von 73ΟΟ Hz. Die Fig. 8 zeigt, daß das Empfängerspiegelfrequenzband 260 etwa zwischen 48 kHz und 59 kHz liegt. Der

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Durchlaßbereich des Bandpaßfilters wurde derart gewählt, daß er gleich der halben Frequenz der Empfängerhorizontaloszillatorfrequenz ist, so daß das Spiegelfrequenzband keine der Harmonischen des Horizontaloszillators umfaßt, wie sie bei f, und f^i dargestellt sind. Wenn das Spiegelfrequenzband eine dieser Harmonischen des Horizontaloszillators aufweisen würde, wäre die Arbeitsweise des Empfängers höchst unzuverlässig, und zwar aufgrund des Empfangs des sehr starken Signals, welches durch den Horizontaloszillator erzeugt wird. Durch dieses Erfordernis wird die Ausbildung des Systems wesentlich komplizierter, d. h., es wird wesentlich schwieriger, einen Ultraschällüberlagerungsempfänger zu bauen, der im Betrieb mit einem. Fernsehempfänger kompatibel ist·

Dasselbe Prinzip läßt sich mit geringfügigen Abwandlungen auch anwenden, um einen Sender zu bauen, der im Infrarot-Frequenzbereich arbeitet.

- Patentansprüche 709807/0788

Claims (12)

Pat ent an sprüch e

1. )Asynchroner Empfänger zur Fernsteuerung einer Einrichtung, welcher eine Eingangsstufe aufweist und zum Empfang eines ankommenden Signals während aufeinander folgender Empfangszyklen dient, wobei wiederholt Gruppen von nacheinander empfangenen Frequenzfolgen verarbeitet werden, wobei jede Frequenzfolge eine Frequenz aus einer Vielzahl von Frequenzen aufweist und wobei das ankommende Signal einen Frequenzbereich hat, der zwischen harmonischen Frequenzen von Interferenzsignalen liegt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Frequenzteilereinrichtung (68) vorgesehen ist, welche dazu dient, in sequentieller Folge eine Mehrzahl von Überlagerungsoszillatorfrequenzen an einer ersten Ausgangsklemme (71) und eine Mehrzahl von Zeitsteuersignalen an einer zweiten Ausgangsklemmeneinrichtung (74» 76, 78, 80, 82) zu erzeugen, daß jedes Zeitsteuersignal einer aus der Vielzahl von Überlagerungsoszillatorfrequenzen zugeordnet ist, daß weiterhin eine Mischereinrichtung (64) vorgesehen ist, welche mit der Eingangsstufe (56) und mit der ersten Ausgangsklemme (71) verbunden ist, um Summen- und Differenzsignale in Reaktion auf das ankommende Signal und die Mehrzahl von Überlagerungsoszillatorfrequenzen zu erzeugen, daß weiterhin eine Detektoreinrichtung (90, 102) mit der Mischereinrichtung (64) verbunden ist, um Signale einer ausgewählten Frequenz und eines ausgewählten Amplitudenbereiches zu übertragen, daß weiterhin eine logische Verknüpfungsschaltung (88) mit der Detektoreinrichtung und mit der zweiten Ausgangsklemmeneinrichtung (74, 76, 78, 80, 82) verbunden ist, von denen Jede auf eines aus der Mehrzahl der ZeitSteuersignale anspricht, um während jedem der aufeinander folgenden Empfangszyklen aufeinander folgende Gruppen von digitalen Signalen zu erzeugen, und daß jedes digitale Signal für eine aus der Mehrzahl der empfangenen Frequenzfolgen repräsentativ ist.

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2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speichereinrichtung (I, II) mit der logischen Verknüpfungsschaltung verbunden ist, um die digitalen Signale zu speichern«

3. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fehlerprüfeinrichtung (123) tnit der Speichereinrichtung (I, II) verbunden ist, um aufeinander folgende Gruppen von digitalen Signalen zu vergleichen, so daß ein fehlerfreier Betrieb gewährleistet ist.

4. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (90) ein Bandpaßfilter (94-) aufweist.

5. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischereinrichtung (64) eine logische Digitalschaltung (64) aufweist.

6. Empfänger nach Anspruch 3_t dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerprüfeinrichtung eine Mehrzahl von logischen Verknüpfungsschaltungen (124A-E, 134, 138, 140) aufweist, daß sie weiterhin eine Gruppendekodiereinrichtung (I30) hat, welche mit den logischen Verknüpfungsschaltungen und mit einer Komparatoreinrichtung (148) verbunden ist, daß sie weiterhin einen rücksteirbaren Zähler (136) aufweist, welcher mit den logischen Verknupfungsschaltungen und mit der Komparatoreinrichtung (148) verbunden ist, und daß sie eine Komparatoreinrichtung (148) aufweist, welche zwischen der Gruppendekodiereinrichtung (130) und dem rückstellbaren Zähler (136) angeordnet ist.

7. Asynchroner Ultraschallempfänger zur Fernsteuerung eines Fernsehempfängers, welcher eine Eingangsstufe aufweist und zum Empfang eines ankommenden Signals während aufeinander

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folgender Empfangszyklen dient, wobei wiederholt Gruppen von nacheinander empfangenen Frequenzfolgen verarbeitet werden, wobei jede Frequenzfolge eine Frequenz aus einer Vielzahl von Frequenzen aufweist und wobei das ankommende Signal einen Frequenzbereich hat, der zwischen der zweiten und der dritten Harmonischen einer Fernseh-Horizontaloszillatorfrequenz liegt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Frequenzteilereinrichtung (68) vorgesehen ist, welche dazu dient, in sequentieller Folge eine Mehrzahl von Überlagerungsoszillatorfrequenzen an einer ersten Ausgangsklemme (71) und eine Mehrzahl von Zeitsteuersignalen an einer zweiten Ausgangsklemmeneinrichtung (74-, 76, 78, 80, 82) zu erzeugen, daß jedes Zeitsteuersignal einer aus der Vielzahl von Überlagerungsoszillatorfrequenzen zugeordnet ist, daß weiterhin eine Mischereinrichtung (64) vorgesehen ist, welche mit der Eingangsstufe (56) und mit der ersten Ausgangsklemme (71) verbunden ist, um Summen- und Differenzsignale in Reaktion auf das ankommende Signal und die Mehrzahl von Überlagerungsoszillatorfrequenzen zu erzeugen, daß weiterhin eine Detektoreinrichtung (90, 102) mit der Mischereinrichtung (64) verbunden ist, um Signale einer ausgewählten Frequenz und eines ausgewählten Amplitudenbereiches zu übertragen, daß weiterhin eine logische Verknüpfungsschaltung (88) mit der Detektoreinrichtung und mit der zweiten Ausgang skiemmeneinrichtung (74, 76» 78, 80, 82) verbunden ist, von denen jede auf eines aus der Mehrzahl der Zeitsteuersignale anspricht, um während jedem der aufeinander folgenden Empfangszyklen aufeinander folgende Gruppen von digitalen Signalen zu erzeugen, und daß jedes digitale Signal für eine aus der Mehrzahl der empfangenen Frequenzfolgen repräsentativ ist.

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8. Empfänger nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß eine Speichereinrichtung (I, II) mit der logischen Verknüpfungsschaltung verbunden ist, um die digitalen Signale zu speichern.

9. Empfänger nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß eine Fehlerprüfeinrichtung (123) mit der Speichereinrichtung (I, II) verbunden ist, um aufeinander folgende Gruppen von digitalen Signalen zu vergleichen, so daß ein fehlerfreier Betrieb gewährleistet ist.

10. Empfänger nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (90) ein Bandpaßfilter (94-) aufweist.

11. Empfänger nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Mischereinrichtung (64) eine logische Digitalschaltung (64) aufweist.

12. Empfänger nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerprüfeinrichtung eine Mehrzahl von logischen Verknüpfungsschaltungen (124A-E, 134, 138, 140) aufweist, daß sie weiterhin eine Gruppendekodiereinrichtung (I30) hat, welche mit den logischen Verknüpfungsschaltungen und mit einer Komparator einrichtung (148) verbunden ist, daß sie weiterhin einen rückstellbaren Zähler (136) aufweist, welcher mit den logischen Verknüpfungsschaltungen und mit der Komparatoreinrichtung (148) verbunden ist, und daß sie eine Komparatoreinrichtung (148) aufweist, welche zwischen der Gruppendekodiereinrichtung (130) und dem rückstellbaren Zähler (136) angeordnet ist.

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13· Empfänger nach Anspruch 7₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallfernsteuerempfänger im wesentlichen auf einem einzigen Typ einer integrierten Schaltung aufgebaut ist.

14-. Asynchrone Empfängeranordnung mit einer Eingangsstufe, welche dazu dient, während aufeinander folgenden Empfangszyklen ein ankommendes Signal zu empfangen, welches wiederholt Gruppen von seriell empfangenen Frequenzfolgen enthält, wobei jede Frequenzfolge eine Frequenz aus einer Mehrzahl von Frequenzen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß eine Frequenzteilereinrichtung (68) vorhanden ist, um in sequentieller Weise eine Mehrzahl von versetzten Frequenzsignalen zu erzeugen, welche gegenüber den ankommenden Signalen versetzt sind, und daß weiterhin eine Mehrzahl von ZeitsteuerSignalen erzeugt werden, von denen jedes einer aus der Mehrzahl von versetzten Frequenzen zugeordnet ist, und daß eine Detektoreinrichtung (64-, 90, 102, 88, Speicher I) mit der Eingangsstufe und mit der Frequenzteilerstufe verbunden ist, um eine vorgegebene Übereinstimmung zwischen dem ankommenden Signal und dem Signal mit versetzter Frequenz zu ermitteln.

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