DE2210763A1

DE2210763A1 - Vorrichtung zur Messung der Folgefrequenzoder Periodendauer einer Folge zeitweilig rauschgestörter kurzer elektrischer Nutz-Wechselstromimpulse vorbestimmter Trägerfrequenz

Info

Publication number: DE2210763A1
Application number: DE19722210763
Authority: DE
Inventors: William John Philadelphia; Malchman Franklin Leonard King of Prussia; Pa. Raddi (V.StA.)
Original assignee: ESB Inc
Current assignee: ESB Inc
Priority date: 1971-04-02
Filing date: 1972-03-06
Publication date: 1972-11-02
Also published as: GB1379623A; SE399179B; US3686634A; JPS4849287A; CA1008939A; FR2131967B1; FR2131967A1; IT948458B; JPS5535140B2

Description

ESB INCORPORATED 5 Penn Center Plaza Philadelphia, Pennsylvanien

Vorrichtung zur Messung der Folgefrequenz oder Periodendauer einer Folge zeitweilig rauschgestörter kurzer elektrischer Nutz-tfechselstromimpulse vorbestimmter Trägerfrequenz

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Folgefrequenz oder Periodendauer einer Folge zeitweilig rauschge— stürter kurzer elektrischer Nutz-Wechselstromimpulse vorbestimmter Trägerfrequenz.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung der vorgenannten Art, die einen Teil eines Monitors bilden kann, der seinerseits dazu verwendet werden kann, eine Information oder eine Anzeige für einen Betrachter und/oder den Zustand oder die Betriebsbedingung einer Stromversorgungseinrichtung zu liefern, die im allgemeinen eine Batterie aufweist υ : elektrische Energie an einen Organstimulator abgibt, wobei die Information oder Anzeige von der Betriebsfrequenz des Organ-Stimulators abgeleitet wird.

Zur Erläuterung sei erwähnt, daß elektronische Herzschrittmacher bei der Behandlung des Ilerzblocks verwendet werden. Ein Herzblock tritt dann auf, wenn die natürlichen, periodischen, elektrischen Anregungssignale, die auf einen Teil des Herzens, dem Atrium erzeugt werden, aus irgendeinem Grund teilweise oder vollständig blockiert oder darin gehindert werden, einen anderen Teil des Herzens, das Ventrikel,

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zu erreichen. Auf Grund des Herzblocks arbeitete das Ventrikel entweder überhaupt nicht, wenn der Block vollständig ist, oder pumpt nicht zur richtigen Zeit oder mit der richtigen Frequenz, wenn der Block nur teilweise eintritt. ·

Ein elektronischer Herzschrittmacher ist im wesentlichen eine Einrichtung, die zur Überwindung oder Behandlung des Herzblockes eingesetzt wird. In letzter Zeit wurden elektronische Herzschrittmacher miniaturisiert und werden nun als Ganzes in den Körper implantiert, und zwar gewöhnlich gerade unterhalb des Niveaus der Haut. Implantierte Schrittmacher versorgen sich gewöhnlich selbst und sind durch eine Batterie gespeist. Die Schrittmacher erzeugen elektrische Anregungsimpulse, die dann über eine flexible Leitung oder Leitungen an das Herz angelegt werden. Die erzeugten elektrischen Impulse, d. h. die künstlichen Anregungssignale, simulieren, wenn sie an das Herz angelegt werden, die natürlichen, periodischen, elektrischen Anregungssignale, die auf dem Atrium erzeugt werden, und haben zur Folge, daß das Ventrikel zum richtigen Zeitpunkt und mit der richtigen Frequenz wie unter normalen Bedingungen pumpt. Im allgemeinen wird das Herz elektrisch angeregt, so daß es einmal bei jedem Impuls schlägt, der von dem Schrittmacher erzeugt und von dem Herz aufgenommen wird.

Ss gibt drei breite Kategorien, in die sich die meisten kommerziellen Schrittmacher einteilen lassen, nämlich die synchronen Schrittmacher, die asynchronen Schrittmacher und die gesperrten oder Hilfsschrittmacher. Die synchronen Schrittmacher werden gelegentlich auch als getriggerte Schrittmacher bezeichnet, da ihr Betrieb durch ein Signal bewirkt wird, das von der Körperaktivität abgeleitet, abgetastet und an den Schrittmacher zurückgeführt wird, um seinen Betrieb zu triggern. Das abgeleitete Triggersignal ist dabei gewöhnlich das Vorhandensein oder Fehlen von entweder der Atrium- oder Ventrikel-Aktivität. Die asynchronen Schrittmacher werden auch als nicht-getriggerte Schrittmacher be-

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zeichnet, da sie nicht auf irgendeine Weise auf die Körperaktivität ansprechen; sie arbeiten vielmehr bei einer festen Frequenz. Die gesperrten oder Hilfsschrittmacher erzeugen unter normaler Herzaktivität keine Anregungsimpulse. Wenn jedoch der Spontanrhythmus in einem vorbestimmten Zeitintervall, beispielsweise innerhalb 1 see, nicht abgetastet wird, dann gibt der Schrittmacher Anregungsimpulse ab und fährt damit fort, Impulse abzugeben, bis der normale Herzrhythmus wieder hergestellt ist.

Die meisten getriggerten Schrittmacher und die meisten Hilfsschrittmacher enthalten einen Magnetschalter, der von außen betätigbar ist, um den Schrittmacher von dem asynchronen auf den nicht-getriggerten Betrieb umzustellen.

Wie oben erwähnt wurde, werden die Schrittmacher gewöhnlich durch Batterien versorgt. Die Batterien, die sich am besten zur Versorgung von Schrittmachern eignen, halten normalerweise eine im wesentlichen konstante Spannung während ihrer gesamten Lebensdauer. Nahe am Ende ihrer Lebensdauer laufen sie doch während einer verhältnismäßig kurzen Zeitdauer aus. Gegen Ende der Lebensdauer der Batterien eines Schrittmachers,

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der von sich aus/der nicht-getriggerten Betriebsweise arbeitet oder dazu gezwungen wird, in der nicht-getriggerten Betriebsweise zu arbeiten, fällt im allgemeinen die Frequenz ab (das Ausgangsimpulsintervall wird größer), und folglich schlägt das Herz langsamer. Bs gibt jedoch auch einen Schrittmacher, bei dem die Impulsfrequenz mit abfallender Batteriespannung steigt. Zusätzlich zu Änderungen in der Impulsfrequenz auf Grund der Erschöpfung der Batterie kann sich die Impulsfrequenz des Schrittmachers auch auf Grund von physiologischen Bedingungen oder auf Grund eines Fehlers in dem Schrittmacher ändern.

Es ist selbstverständlich wichtig, daß Änderungen in der Impulsfrequenz eines Schrittmachers nach seiner Einsetzung so früh wie möglich erfasst werden, damit der Kardiologe,

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der den Patienten behandelt, die geeigneten Maßnahmen ergreifen kann, um das Leben des Patienten zu retten* Beispielsweise kann er erwägen, daß der Schrittmacher ersetzt werden müßte, wenn die Impulsfrequenz des Schrittmachers unter eine vorbestimmte Frequenz fällt oder signifikant nach oben oder nach unten von der vorbestimmten Frequenz oder der zum Zeitpunkt der Implantation eingestellten Frequenz abweicht.

Aus dem Vorhergehenden wird ersichtlich, daß eine Anzeige des Zustandes oder der Betriebsweise der Stromquelle oder Batterie eines Schrittmachers, der in der nicht-getriggerten Betriebsweise arbeitet oder zu dieser Betriebsweise gezwungen wird, dadurch erzielbar ist, daß das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen des Schrittmachers bestimmt wird. Folglich hat es sich als erwünscht herausgestellt, eine Einrichtung zu schaffen, die die Impulsfrequenz eines Schrittmachers überwacht, und die, wenn sich das Impulsintervall des Schrittmachers auf Grund einer defekten Batterie oder wegen der kritischen Periode des raschen Abfalles der Batteriespannung am Ende ihrer Lebensdauer oder aus einem anderen Grund ändert, eine Anzeige dieser Änderung in dem Impulsintervall gibt. Solch eine Einrichtung würde dem Kardiologen ein wirksames Mittel in die Hand geben, um die Betriebsweise und den Zustand der Batterie oder der Batterien des Schrittmachers zu überwachen und sicherzustellen. Noch mehr erwünscht wäre eine Einrichtung, die diese Funktionen von außerhalb des Körpers und von einer entfernten Stelle aus durchführen kann, so daß es nicht notwendig ist, daß der Patient häufige Fahrten zu der Praxis des Kardiologen macht.

Solch eine Einrichtung wurde in der Tat in letzter Zeit entwickelt (siehe die Zusammenfassung "Transtelephone Pacemaker Clinic¹¹ von S. Furman, B. Parker und D. Esoher, veröffentlicht in American Journal of Cardiology, Band 25, Seite 94). Diese Veröffentlichung nennt keine Einzelheiten der Einrichtung, die zur Überwachung des bei dem Patienten implantierten Herzschrittmachers über die Telefonleitung dient. Die Ein-

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richtung weist jedoch einen Wandler auf, der sich bei dem Patienten, gewöhnlich in seiner Wohnung befindet. Ein Empfänger ist an einen elektronischen Intervallzähler gekoppelt, der sich in einer zentralen Praxis, einem Labor oder einem Hospital befindet. Jeder Ausgangsimpuls des Schrittmachers wird erfasst oder durch den Wandler an den Händen des Patienten abgetastet und in eine hörbares Signal umgesetzt, das akustisch an den Telefonhörer des Telefons des Itetienten angekoppelt wird, um es auf einen anderen Hö-rer an dem Ort des Empfängers zu übertragen. Die empfangenen hörbaren Signale werden durch den Smpfänger in kurze elektrische Impulse umgesetzt, und der Smpfänger gibt diese elektrischen Ausgangsimpulse an einen elektronischen Zähler ab. Der Zähler ist so ausgeführt, daß er eine Anzeige des Zeitintervalles in Millisekunden zwischen aufgenommenen Signalen geben kann. Das Zeitintervall zwischen aufgenommenen Signalen gibt eine Anzeige für den Beobachter oder das Personal an der Smpfängerstation über den Spannungszustand der Batterien des überwachten Schrittmachers. Insbesondere wird die Zeit zwischen aufgenommenen Signalen mit den vorher aufgenommenen oder aufgezeichneten Daten verglichen, die während einer gewissen Zeitdauer angesammelt wurden, und das Maß der Änderung wird dann als Anzeige des Zustandes der Batterien in dem Schrittmacher verwendet. Die empfangenen Daten können selbstverständlich auch für andere diagnostische Zwecke verwendet werden»

Bei der gerade beschriebenen Einrichtung wei.'3n die abgetasteten Schrittmacher-Ausgangsimpulse durch den Wandler in hörbare Impulse umgesetzt, die als kurze Toristöße oder Klickgeräusche charakterisiert werden können. Dinse Tonstöße werden dann über ein herkömmliches Telefonnetzwerk an die Empfängerstation übertrafen, λιι der iSmpfängerstation wire! das Zeitintervall zwischen dfii Totistößoa durch «inen Intavallzänler ge massen. rOs kommt jodo^h v:»i , daß T-ili.: - Voti 1 ο i i; <!£ig Jage rHuBcIie diese Ton-; to ß^ Mho rdfok^n, iH^ Meüütui,;en sporen uud Ohlei'hrif fco Resultate or;'.»ii{»eii, so d'iß «in ivtf^bl !nh-^. Haß an P r i!:t 1 soh.ir MrTiIiI¹Un₁" bei 1··ΐ: i:.->d i e nun,;.'JMaUn :ui «1 j r ϊ-ίπψΓΰιι-

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BAD ORlGiNAL

gerstatlon notwendig ist, um konsistente und zuverlässige Ablesungen zu erhalten. Oft wird eine Ablesung nur deshalb möglich, weil der Bedienungsmann den Wert des Zeitintervalles, das gemessen werden soll, in etwa vorher weiß. Zeitweilig ist es auf Grund von Geräuschen in der Telefonleitung nicht möglich, überhaupt eine Ablesung zu erhalten. Durch Einstellung der Verstärkungssteuerglieder in dem Empfänger können die Effekte von Geräuschen in der Telefonleitung nur teilweise ausgeschaltet werden. Wiederum ist die Erfahrung des Bedienungsmannes notwendig, um die Verstärkungssteuerung und auch ver schiedene andere Steuerungen des Intervallzählers richtig einzustellen.

Ein weiteres Problem der genannten Überwachungseinrichtung liegt in dem Wandler, der zum Abtasten der Ausgangsimpulse des Schrittmachers verwendet wird. Der Wandler ist durch elektrische Umgebungsfelder, wie sie beispielsweise durch Leuchtröhren, elektrische Rasierapparate, Wechselstrommotoren oder sogar durch die Nähe eines Drahtes, der einen Strom mit OO Hz führt, beeinflussbar. Diese Beeinflussbarkeit hat zur Folge, daß unregelmäßige Tonstöße in die Telefonleitung aufgegeben werden, eine Situation, die für genaue Zeitintervallmessungen der genannten Art vollständig untrag-bar ist.

Eine Reihe von Schwierigkeiten dieser oben erwähnten Überwachungseinrichtung wurde durch eine veränderte Ausgestaltung der Überwachungseinrichtung behoben und auch dadurch, daß der Wandler der Überwachungseinrichtung so eingestellt wird, daß er die abgetasteten Sclirittmacherimpulse in hörbare Tonstöße einer vorbestimmten Frequenz und Dauer umsetzt. Diese Überwachungseinrichtung bildet den Gegenstand der deutschen Patentanmeldung P der Aniue lderin der vorliegenden Anmeldung. Für die vorliegende Beschreibung ist es jedoch nur notwendig, ι ι vorstehen, daß bei jedem Schrittmachertiu?i;;;ui(js iiiipu Ls dur in d.<>r genannten Anmeldung beschriebene i/aiidlcr nicht einen L'iickton, sondern einen Tonstoß von einer "ai'Mr von etwa ·">() tii I 1 is-kunden und mit einer Frequenz von

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2 kHz abgibt. Dieses Signal wird im folgenden gelegentlich als absichtlich übertragenes Tonstoßsignal bezeichnet. Der neue, erfindungsgemäße Empfänger leitet signifikante Zeitintervallinformationen zwischen den Vorderflanken von jedem von zwei aufeinander folgenden Tonstößen ab und sperrt eine Störung durch Rauschimpulse.

Bin spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung kann dahingehend zusammengefasst werden, daß eine Empfängereinrichtung geschaffen wird, an die vorsätzlich übertragene Signale, von denen jedes durch eine vorbestimmte Zahl von Pulsations charakterisiert ist und die über eine Nachrichtenverbindung übertragen werden, und zeitweise Rauschsignale koppelbar sind, die in die Übertragungsverbindung eingeführt werden. Der Smpfänger ist dabei so aufgebaut und angeordnet, daß er kontinuierlich alle daran angekoppelten Signale durchsiebt, um je zwei aufeinander folgende, vorsätzlich übertragene Signale ohne dazwischen liegende, störende, Rauschsignale zu lokalisieren, um eine Information zu liefern, die eine Anzeige des Zeitintervalles zwischen je zwei aufeinander folgenden, vorsätzlich übertragenen Signalen ist. Die Übertragungsverbindung kann eine herkömmliche, geschaltete Telefonverbindung sein. Der Empfänger kann eine Messeinrichtung aufweisen, die so angeordnet ist, daß sie das Zeitintervall zwischen aufeinander folgenden, daran angekoppelten Signalen mißte Ferner können Signalerkennungseinrichtungen vorgesehen sein, um sicherzustellen, daß jedes an den Empfänger angekuppelte Signal entweder ein vorsätzlich übertragenes Signal oder ein Rauschsignal ist. Wenn ein Rauschsignal an den Empfänger angekoppelt wird, ist die Signalerkennungseinrichtung so ausgelegt, daß sie Messungen der Messeinrichtung ausscheidet. Messungen, die nicht ausgeschieden werden, zeigen ein Zeitintervall zwischen zwei aufeinander folgenden, bewußt übertragenen Signalen auf, die an den Empfänger gekuppelt sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigern

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Fig. 1 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Bmpfängereinrichtung; und

Fig. 2 ein Signaltaktdiagramm, das sich zur Erläuterung der Betriebsweise der Erfindung eignet·

Um die Grundlage für eine ins Einzelne gehende Beschreibung der Betriebsweise des erfindungsgemäßen Empfängers zu legen, wird zunächst die allgemeine Arbeitsweise des Empfängers beschrieben. Danach folgt eine genaue Beschreibung der Zusammenschaltung der verschiedenen Komponenten des Empfängers. Xn der letzteren Beschreibung werden die Funktionen von gewissen Komponenten des Empfängers erläutert. Die Funktionen von verschiedenen Komponenten, die nicht in dieser Übersicht enthalten sind, ergeben sich jedoch aus der ins Einzelne gehenden Beschreibung der Betriebsweise des Empfängers.

Betriebsweise ι

Der erfindungsgemäße Empfänger wurde insbesondere zur Verwendung in einer überwachungseinrichtung entwickelt, die sich zur Überwachung elektrischer Anregungssignale auf Grund von entweder natürlich oder künstlichen, elektrischen Anregungen eines Körperteiles über eine Übertragungsverbindung eignet, beispielsweise kann die Wiederholfrequenz der elektrischen Anregungssignale bestimmt werden. Insbesondere wurde der erfindungsgemäße Empfänger zur Verwendung mit dem neuartigen Wandler entwickelt, der in der oben genannten Anmeldung P beschrieben ist. Der neuartige Wandler gibt,

wenn er die Ausgangsimpulse beispielsweise eines Herzschrittmachers abtastet, nicht einen Klickton, sondern einen Tonstoß mit einer Dauer von etwa 50 Millisekunden und einer Frequenz von 2 kHz für jeden Schrittmacher-Ausgangsimpuls ab. Die Tonstöße werden jeweils über ein herkömmliches, geschaltetes Telefonnetzwerk übertragen. Der erfindungsgemäße Empfänger hat nun die Funktion, die aufgenommenen Signale zu verarbeiten und eine Information für einen Beobachter zu liefern,

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die eine Anzeige der Impulsfrequenz des Herzschrittmachers ist, dessen Ausgangsimpulse überwacht werden. An den erfindungsgemäßen Empfänger können insbesondere hörbare Impulse angekuppelt werden, die über eine Telefonverbindung übertragen werden. Die hörbaren Signale weisen vorsätzlich übertragene, hörbare Signale, d. h. Tonstöße mit einer Dauer von etwa 50 Millisekunden und einer Frequenz von 2 kHz, und zeitweilig hörbare Rauschsignale auf, die in die Übertragungsverbindung eingeführt werden. Der erfindungsgemäße Empfänger ist so aufgebaut und angeordnet, daß er kontinuierlich alle Signale siebt, die an ihn angekoppelt werden, um je zwei aufeinander folgende, vorsätzlich übertragene Signale ohne irgendwelche, störende Rauschsignale zu lokalisieren, um eine Information zu liefern, die eine Anzeige des Zeitintervalle zwischen je zwei solcher aufeinander folgender, vorsätzlich übertragener Signale ist, wobei dadurch eine Information geliefert wird, die eine Anzeige für die Impuls-Wiederholfrequenz des überwachten Herzschrittmachers ist.

Der Empfänger erreicht diesen Zweck durch eine neue Digitaltechnik. Der erfindungsgemäße Empfänger leitet gültige ¹¹ Zeitintervallinformationen" zwischen den Vorderkanten von zwei aufeinander folgenden, vorsätzlich übertragenen Tonstoßsignalen ab und weist eine Störung durch Impuls-Rauschsignale ab, d. h. nicht vorsätzlich übertragene und/oder empfangene Signale. Wenn beispielsweise ein erstes Signal empfangen wird, löst die Abtastung der Vorderkante des Signales durch den Empfänger einen Zeitintervall-Messprozess aus, und gleichzeitig wird ein Verifizierungs- oder Wiedererkennungs-Messprozess ausgelöst, um zu erkennen, ob ein vorsätzlich übertragenes Tonstoßsignal empfangen worden ist oder nicht. Wenn der Erkennungsprozess positiv ausgeht, setzt der Empfänger den Zeitintevallmessprozess fort. Die Vorderflanke des nächsten oder zweiten aufgenommenen Signales stoppt die Zeitintervallmessung und löst eine zweite Erkennungsmessung aus. Wenn die zweite ßrkennungsinessung bestätigt, daß das nächste oder zweite empfangene Signal tatsächlich ein vorsätzlich

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übertragenes Tonstoßsignal ist, dann werden die Ergebnisse der Zeitintervallmessung angezeigt. Die angezeigte Information kann beispielsweise eine Anzeige der Zeitin Millisekunden zwischen den Vorderflanken der beiden aufeinander folgenden, empfangenen Signale sein. Sie kann auch eine direkte Ablesung der Frequenz der aufgenommenen Signale sein.

Wenn jedoch das zweite empfangene Signal ein Bauschimpuls ist, hört die Zeitintervallmessung ebenfalls auf, die zweite Erkennungsmessung würde jedoch nicht bejahen, daß ein Tonstoß empfangen worden ist. Xn dieser Situation wird die Zeltintervallmessung verworfen und nicht angezeigt. Das Ergebnis einer vorhergehenden, gültigen Zeitintervallmessung würde jedoch weiter auf der Anzeige verbleiben.

Wenn das erste Signal ein Rauschimpuls ist, wird die Zeitintervallmessung bei Beendigung der ersten Brkennungsmessung verworfen.

Der Empfänger siebt folglich alle empfangenen Signale kontinuierlich durch, um zwei aufeinander folgende, vorsätzlich übertragene Tonstoßsignale ohne störende Rauschimpulse aufzufinden, und um eine gültige Zeitintervallmessung durchzuführen. Der Smpfänger weist automatisch Zeitintervallmessungen zurück, die aus einer beliebigen anderen Kombination von Signalen hervorgehen.

Schaltungsbeschreibung ι

In der folgenden Beschreibung werden verschiedene logische Elemente beschrieben. UND- und ODER-Gatter sind in der Technik bekannt. Ein UND-Gatter gibt eine logische (1) an ihrem Ausgangsanschluß, wenn an allen seinen Eingangsanschlüssen jeweils eine logische 1 anliegt. Eine logische (θ) erscheint an ihrem Ausgangsanschluß, wenn eine logische 0 an irgendeinem Eingangsanschluß erscheint. Bine ODBR-Gatter gibt eine logische 1 an ihrem Ausgangsanschluß ab,

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wenn eine logische 1 an irgendeinem seiner Eingangsanschltisse ansteht. Eine logische O erscheint an seinem Ausgangsanschluß, wenn alle seine Eingangsanschlüsse auf logisch 0 liegen· Ferner werden mehrere bistabile Einrichtungen (Flip-Flops) in dem erfindungsgemäßen Empfänger verwendet. Die beiden möglichen Zustände der verschiedenen bistabilen Vorrichtungen können an den Ausgangsanschlüssen der bistabilen Vorrichtungen als logisch 1 und logisch 0 dargestellt werden. Je nach der Art der bistabilen Vorrichtung kann ein Signal an ihrem Eingangsanschluß den Zustand der bistabilen Vorrichtung ändern oder nicht. Dies wird bei der Beschreibung von jed-er bistabilen Vorrichtung angezeigt. Sowohl in den UND- als auch in den ODER-Gattern und in den bistabilen Vorrichtungen stellen die Grundzustände gewöhnlich logisch 0 und Spannungsniveaus gewöhnlich logisch 1 dar.

In Fig. 1 ist der erfindungsgemäße Empfänger 10 gezeigt. Eine Signal-Aufnahmeeinrichtung 12 ist wirksam mit einem Verstärker Ik verbunden. Die Aufnahmevorrichtung 12 kann neben der Ohrmuschel in dem Hörer eines typischen Telefons angeordnet werden. Vorzugsweise ist die Aufnahmevorrichtung 12 eine magnetische Vorrichtung, so daß Schwankungen in dem Strom, der die Telefonhörermuschel antreibt, magnetisch an den Verstärker lh gekuppelt wird. Gegebenenfalls kann der Verstärker 14 akustisch an den Telefonhörer über ein Mikrofon gekuppelt werden. Die an dem Eingangsanschluß 17 des Verstärkers 14 auftretenden Signale können im wesentlichen als näherungsweise Sinuswellen charakterisiert werden, d. h. sie sind Signale, die um ein Gleichstrombezugssignal schwanken (siehe Linie 1OO von Fig. 2).

Der Verstärker 14 hat eine genügende Verstärkung, um die meisten DämpfungsVerluste aufnehmen zu können, die bei einer herkömmlichen, geschalteten Telefonverbindung zu erwarten sind, d. h. der Verstärker hat eine genügende Verstärkung, um das Schwellenwertnetzwerk 16 in Gang zu setzen, das mit dem Verstärker lh verbunden ist. Die an dem Eingangsanschluß 18 des

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Schwellenwertnetzwerkes 16 erscheinenden Signale sind im wesentlichen identisch mit den Signalen, die an dem Eingangsanschluß 17 des Verstärkers 14 auftreten, wobei natürlich das Niveau der Signale höher ist (siehe Linie'102 von Fig. 2).

Das Schwellenwertnetzwerk 16 ist im wesentlichen eine Vorrichtung, um die an seinem Eingangsanschluß 18 auftretenden Signale in Standardimpulszüge von Signalen umzusetzen (siehe Linie 104 von Fig. 2). Das Schwellenwertnetzwerk 16 kann beispielsweise einen Schmitt-Trigger oder eine andere geeignete Schwellenwerteinrichtung aufweisen.

Signale, die aus dem Schwellenwertnetzwerk 16 abgegeben werden, erscheinen an dem Punkt 20 und werden zwei Komponenten des Empfängers 10, nämlich dem monogesteuerten Flip-Flop 22 und dem Stoßimpulszähler Zk zugeführt. Das Flip-Flop 22 ist vom Setz-Rücksetztyp. Bs wird bei Aufnahme eines ersten Impulses oder Signales gesetzt, der von dem Schwellenwertnetzwerk 16 abgegeben wird, und keine weiteren Signale beeinflussen es, bis es durch Anlegen eines Signales an seinen Rücksetzanschluß R zurückgesetzt wird. Folglich besteht seine Funktion in dem Empfänger 10 darin, ein Signal an seinem Ausgangsanschluß 26 abzugeben, wenn das erste Signal eines Signalzuges von dem Schwellenwertnetzwerk 16 an seinem Setzanschluß S auftritt.

Der Stoßimpulszähler Zk ist ein digitaler Zähler, der die Zahl der Impulse in dem aus standardisierten Impulsen bestehenden Impulszug zählt, der aus dem Schwellenwertnetzwerk abgegeben wird, und der, wie noch im einzelnen beschrieben wird, nach Erreichen eines vorbestimmten Zählerstandes Ausgangssignale über die Verbindungsleitung 28 an einen Zähler-Dekoder 30 abgibt. Der Stoßimpulszähler Zk führt tatsächlich die Viedererkennungs- oder Verifizierungsmessung durch, wie noch beschrieben wird.

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Der Dekoder 30 ist im wesentlichen ein UND-Gatter mit Vielfacheingang, dem ein Inverter folgt, der so aufgebaut und angeordnet ist, daß er ein Dekoderausgangssignal abgibt, wenn der Stoßimpulszähler Zh einen darin einprogrammierten, vorbestimmten Zählerstand erreicht und die benötigten Eingangssignale über die Verbindungsleitung 28 an die Eingangsseite des Dekoders anlegt.

Der Ausgang des Dekoders 30 ist mit dem Setzanschluß S des Flip-Flops 32 verbunden, in dem die Entscheidung über einen Tonstoß gefällt wird. Das Flip-Flop- 32 ist so aufgebaut, daß es bei Beaufschlagung mit Signalen an seinem Setzanschluß S gesetzt und bei Beaufschlagung eines Signales auf seinem Rücksetzeingang R zurückgesetzt wird. Der Ausgangsanschluß Jh des Flip-Flops 32 ist mit dem Eingangsanschluß 36 des UND-Rücksetzgatters X verbunden. Der Ausgangsanschluß 33 des Flip-Flops 32 ist mit dem ßingangsanschluß kO des XJND-Übertragungsgatters hZ verbunden. Der Ausgangsanschluß hh des Gatters hZ ist mit einem Eingangsanschluß k6 der Speicherregister- und Auslese- bzw. Anzeigevorrichtung 50 verbunden.

Das UND-Rücksetzgatter I gibt ein Ausgangssignal an seinem Ausgangsanschluß 52 ab, wenn seine beiden Eingangsanschlüsse 36, 5h mit den ordnungsgemäßen Eingangssignalen beaufschlagt sind. Das Ausgangssignal am Anschluß 52 wird an einen Eingangsanschluß 56 des ODER-Gatters 58 und den Rücksetzanschluß R des Flip-Flops 60 angelegt, das die Ein-Aus-Steuerung des Taktes bewirkt. Der Ausgangsanschluß 62 des ODER-Gatters ist mit dem Rücksetzanschluß eines X_ntervallzählers 6h verbunden. Der andere Anschluß 63 des ODER-Gatters 58 ist mit den Ausgangsanschluß 65 eines UND-Rücksetzgatters XI verbunden.

Das Flip-Flop 60 ist so aufgebaut, daß ss von eiaera seiner Zustände auf den and-eren bei Beaufschlagung eiaes Signale^ an seinem Eingangsanschluß T umschaltet* Bs kann, aaek durch. Anlegen eines Signales an seinen Rücksetzansohli'ß miriksfege« setzt werden. Der Ausgangsanaciiluß 67 des Flip-Fisps 6d ist

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mit dem Eingangsanschluß 69 des UND-Taktgatters 66 verbunden. Der Ausgangsanschluß 68 des Flip-Flops 6O ist mit einem Eingangsanschluß 70 des UND-Rücksetzgatters II und mit einem 3ingangsanschluß 72 des Übertragungsgatters kZ verbunden· Der Eingangsanschluß 7k des UND-Taktgatters 66 ist mit einem 10 kHz-Impulsoszillator 76 verbunden, der ein Taktimpulsoszillator ist.

Der Oszillator 76 ist der grundlegende Zeitgeber des Empfängers und bildet einen Impulsgenerator, um ein kontinuierliches, pulsierendes Signal mit einer vorbestimmten Frequenz von 10 kHz an den Eingangsanschluß 74 des UND-Taktgatters 66 abzugeben. Wenn das ordnungsgemäße Signal an dem Eingangsanschluß 69 des UND-Taktgatters 66 angelegt ist, gibt der Oszillator 76 einen präzisen Impulszug bei 10 kHz über die Leitung 71 an den Intervallzähler 6k ab, der ein digitaler Zähler ist und die Impulse zählen kann. Venn ein Ausgangssignal an dem Ausgangsanschluß 44 des UND-Übertragungsgatters 42 erscheint, wird die Information oder der Zählerstand in dem Intervallzähler 6k an die Speicherregister- und Auslese- bzw. Anzeigeeinrichtung 50 über die Verbindungsleitung 69 übertragen. Die restlichen funktioneilen Komponenten des Empfängers 10 weisen den monostabilen Multivibrator 78 zur Prozessverzögerung und den Abtastimpuls-Generator 80 auf·

Wie noch ersichtlich wird, ist die schließliche Funktion des monostabilen Multivibrators 78 in der Gesamtanlage des Empfängers, eine Verzögerung in dem Messprozess zu erzeugen, der von dem Empfänger durchgeführt wird, damit dem Stoßimpulszähler 2k genügend Zeit zur Verfügung steht, seine Verifizierungs- oder Erkennungsmessung durchzuführen. Der Ausgangsanschluß 82 des Multivibrators 78 ist mit dem Eingangsanschluß T des Flip-Flops 60 und dem Eingangeanschluß 8k des Abtastgenerators 80 verbunden. Der Abtastgenerator 80 hat zwei Ausgangsanschlüsse STB-1 und STB-2. Der Anschluß STB-1 ist mit dem Eingangsanschluß 54 des UND-Rücksetzgatters I und mit einem Eingangsanschluß 90 des Übertragungsgatters kZ ver-

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bunden. Der Anschluß STB-2 ist mit dem Eingangsanschluß 92 des UND-Rücksetzgatters XI und mit den Rücksetzanschlüssen des Flip-Flops 23, des StoßimpulsZählers 2k und des Flip-Flops 32 verbunden.

Betriebsweise im Einzelnen?

Die detaillierte Betriebsweise des erfindungsgemäßen Empfängers ist am besten unter Bezugnahme auf Fig. 2 verständlich» Xn Fig. 2 zeigen die Wellenformen auf der Linie 100 die Signale an dem Punkt 17. Diese Wellenformen sind die Ausgangssignale der Signalaufnahmeeinrichtung 12 und die Eingangssignale an dem Verstärker 14. Im Fall A, wenn zwei aufeinander folgende Tonstöße empfangen werden, ist Jede Wellenform im wesentlichen ein Signal, das durch eine vorbestimmte Zahl von Pulsationen gekennzeichnet ist, und insbesondere im vorliegenden Beispiel ist jede Wellenform ein 2 kHz-Signal mit einer Dauer von 50 Millisekunden. Diese Signale stellen zwei vorsätzlich übertragene, hörbare Signale dar, die über die Telefonverbindung übertragen worden sind und zwei aufeinander folgenden Ausgangsimpulseη eines implantierten Herzschrittmachers entsprechen. Das in dem Fall A gemessene Zeitintervall stellt eine gültige Zeitintervallmessung dar und wird zwischen den Vorderflanken der beiden Wellenformen gemessen* Im Fall B, bei dem ein Rauschimpuls empfangen wird, zeigt die Wellenform auf der Linie 1OO solch einen Rauschimpuls· Es ist zu ersehen, daß die Dauer des Rauschimpulses geringer als 50 Millisekunden ist. Im Fall C ist auf der Linie 100 eine Situation dargestellt, bei der ein vorsätzlich übertragenes Hörsignal, das einem Schrittmacherausgangsimpuls entspricht, empfangen worden ist, wobei dieses Signal von einem Rauschimpuls gefolgt wird. Das im Fall C gemessene Zeitintervall stellt eine ungültige Zeitintervallmessung gemessen zwischen den Vorderflanken der beiden Wellenformen dar. Die Linien 102 bis 130 zeigen im wesentlichen die Diagramme der zeitlichen Abläufe der verschiedenen Ausgänge in den Teilen des Empfängers 10* Die gezeigten Ausgangssignale sind am linken Rand von Fig. 2 be-

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schriftet. Bs ist zu beachten, daß nur die Wellenformen des Ausgangs von einem Anschluß in jedem Flip-Flop gezeigt sind. Bs ist jedoch zu beachten, daß die anderen Anschlüsse von jedem Flip-Flop sich zu jedem Zeitpunkt in dem zu dem gezeigten entgegengesetzten. Zustand befinden. Beispielsweise ist in der Linie 112 zum Zeitpunkt t_Q, wenn der Ausgangsanschluß 67 auf dem Niveau logisch 1 ist, der Anschluß 68 auf dem Basisniveau oder auf logisch O.

Im folgenden wird Fall A von Fig. 2 zum Zeitpunkt t_Q beginnend an der Linie 104 mit dem standardisierten Impulszug von Ausgangsimpulssignalen von dem Schwellenwertnetzwerk 116 betrachtet. Der erste Impuls des Schwellenwertnetzwerkes löst zwei gleichzeitige Prozesse aus. Die Vorderflanke dieses ersten Impulses von dem Schwellenwertnetzwerk entspricht der Vorderflanke eines empfangenen, vorsätzlich übertragenen Tonstoßes. Der erste Prozess ist eine Zeitintervallmessung, und der zweite Prozess ist eine Verifizierungs- oder Wiedererkennungstnessung. Die erste oder zweite I_ntervallmessung hört auf, wenn das nächste, an den Empfänger angelegte Signal empfangen wird, und im Fall A ist das nächste, empfangene Signal ein weiterer, vorsätzlich übertragener Tonstoß. Die zweite oder Wjadererkennungsmessung mißt im wesentlichen die Dauer jedes empfangenen Signales.

Bei dem ersten Messprozess setzt der erste Impuls von dem Sohwe1Ienwertnetzwerk 16 zum Zeitpunkt t_Q das monogesteuerte Flip-Flop 22 (Linie IO6), so daß eine logische 0 an seinem Ausgangsanschluß 26 erscheint. Dieses logische 0-Signal wird an den monostabilen Prozessverzögerungs-Multlvibrator 78 angelegt. Mit dem Anlegen des logischen O-Signales an den Multivibrator 78 wird der Multivibrator 78 umgeschaltet, so daß er ein logisches O-Signal (Linie 108) am Punkt 82 erzeugt. Das logische O-Signal an dem Punkt 82 hat keine Auswirkung auf den Abtastgenerator 80, kippt jedoch das Bln-Aus-Flip-Flop 60 zur Taktsteuerung, so daß ein logisches 1-Signal (Linie 112) an seinem Ausgangsanschluß 67 und ein

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logisches O-Signal an seinem Ausgangsanschluß 68 erscheint· Das logische 1-Signal an dem Ausgangsanschluß 67 wird an den Eingangsanschluß 69 des UND-Taktgatters 66 angelegt, so daß das Taktgatter 66 aufgesteuert wird (Linie 114). Polglich ermöglicht das Taktgatter 66, daß der 10 kHz-Impulsoszillator 76 (Linie 110) das Zeitintervall in dem Intervallzähler 6k registrieren kann, d. h« der Intervallzähler 6k beginnt die Zahl der Impulse zu zählen, die durch das Taktgatter 66 durchtreten. Dieses Zählen von Impulsen von dem Impulsoszillator 76 geht weiter, bis das Taktgatter 66 abgeschaltet wird.

Wie oben angegeben wurde, beginnt die zweite oder Erkennungsmessung ebenfalls mit dem ersten Impuls des Schwellenwertnetzwerkes. Beginnend bei dem Zeitpunkt t_Q werden der erste Impuls und die nachfolgenden Impulse des Schwellenwertnetzwerkes 16 (Linie IQk) an den Stoßimpulszähler 2k angelegt. Jeder Impuls in dem Impulszug des Schwellenwertnetzwerkes l6 wird von dem Abstoßimpulszähler 2k gezählt. Wenn der Zälier 2k einen vorbestimmten Zählerstand erreicht, der auf ein 50 Millisekunden-Intervall eingestellt werden kann, was im vorliegenden Fall geschehen ist, da die erste empfangene Wellenform tatsächlich 50 Millisekunden dauert, gibt er geeignete Ausgangssignale an den Dekoder 30 über die Verbindungsleitung 28 ab, um zu bewirken^ daß der Ausgang des Dekoders 30 ein logisches O-Signal (Linie II6) zum Zeitpunkt t- an den Setzanschluß S des über den Stoß entscheidenden Plip-=Flops 32 abgibt. Wenn der Dekoder ein Ausgangsdekodersignal abgibt, verifiziert die Erkennungsmessung, daß ein vo.rsM.tssl.ieli übertragener Tonstoß empfangen worden ist. Ein logisches O-Signal an dem Setzanschluß S des Flip-Flops 32 setzt dieses Flip-Flop, so daß ein logisches 1-Signal (Lisii© 118} %w& Zeitpunkt t₁ an seinem Ausgangsatis ehiuß 38 aad eia logisches ©"Signal an seinem Ausgangsanschluß 3^· erscheint· 3Eli dieses gJKS tane! legt das Flip-Flop 32 ein legisciios 1-Signal ο,-α anschluß 4θ des XMD-Übertragi^ij^gatte^^: te ηεϊρ! O-Slgnal an den SingangsaEi-^-j'-A-liiiJ 35 ios an. Dies« beide α letzte ran Cc/y^^-x ":-,.i-JchK

auf Grund des logischen O-Signales, das an dem Eingangsanschluß 36 des UND-Gatters I auftritt, und auf Grund des logischen O-Signales nicht aufgesteuert, das von dem Flip-Flop 6O an seinem Ausgangsanschluß 68 abgegeben wird und das ebenfalls¹ an dem Eingangsanschluß 72 des Übertragungsgatters k2 erscheint. Zum Zeitpunkt t„ läuft der monostabile Multivibrator 78 aus (Linie IO6), so daß ein logisches 1-Signal an dem Punkt 22 ersoheint« Es ist hier zu beachten, daß der monostabile Multivibrator, wenn er erst betätigt ist, in diesem Zustand verbleibt, so daß er ein logisches O-Signal am Punkt 82 während einer vorbestimmten Zeitdauer gibt. Typischerweise kann diese Zeltverzögerung etwa 80 Millisekunden betragen, wenn Tonstöße mit einer Dauer von 50 Millisekunden verarbeitet werden. Diese Verzögerung 1st jedoch beliebig und kann auf Grund von anderen Überlegungen, beispielsweise nach der Zeit, die der Stoßimpulszähler für die Erkennungsmessung benötigt, eingestellt werden. Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß während dem vorliegenden Beispiel Tonstöße mit 2 kHz und einer Dauer von 50 Millisekunden verwendet wden, andere Tonstöße mit anderen Frequenzen und einer anderen Dauer an den Empfänger 10 übertragen werden können, und der Empfänger 10 kann dann so abgestimmt sein, daß er dieses Signal in ähnlicher Weise wie bei dem vorliegenden Beispiel verarbeiten kann· Beispielsweise kann ein k kHz-Tonstoßsignal mit einer Dauer von 25 Millisekunden vorsätzlich über die Übertragungsverbindung übertragen und an den Empfänger 10 gekuppelt werden· In diesem Fall erreicht, wenn jedes noch folgende Signal an den Empfänger 10 angekuppelt wird, der Stoßimpulszähler Zh den vorbestimmten Zählerstand von 100, den er auch bei einem vorsätzlich übertragenen 2 kHz-Tonstoßsignal mit einer Dauer von 50 Millisekunden erreichen würde. Aus dem Vorhergehenden ist verständlich, daß die Signalerkennung lediglich erfordert, daß jedes vorsätzlich übertragene, an den Empfänger 10 angekuppelte Signal eine vorbestimmte Zahl von Pulsationen hat, und daß die Zahl dieser Pulsationen von dem Stoßimpulszähler 2k gezählt wird, der nach Erreichen eines vorbestimmten Zählerstandes ein Aueg&'xg; «igiial an den Dekoder 30 abgibt. Der

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Empfänger 10 kann auch, so aufgebaut und angeordnet sein, daß er frequenzselektiv arbeitet, so daß nur eine vorgewählte Frequenz mit einer ordnungsgemäßen Zahl von Pulsationen an dem Empfänger 10 angenommen wird. Dies kann dadurch erreicht werden, daß ein selektives Frequenzfilter mit engem Durchlassband in dem Verstärker 14 vorgesehen wird, das nur Signale mit der vorbestimmten Frequenz durchlässt und alle anderen Signale abweist* Auf diese Weise verarbeitet der Signalerkennungsprozess nur vorsätzlich übertragene Signale mit der vorgewählten Frequenz.

Zum Zeitpunkt t_ bewirkt der Übergang des monostabilen Multivibrators 7& von einem logischen O-Niveau auf ein logisches 1-Niveau, daß der Abtastgenerator 80 einen Abtastimpuls oder ein logisches 1-Signal (Linie 120) auf seinem Ausgangsanschluß STB-1 erzeugt. Dieses logische 1-Signal erscheint an dem Eingangsanschluß 5h des Rücksetzgatters I, wobei es keine Auswirkung auf Grund des logischen 0-Signales, das aa dem anderen Eingangsanschluß 36 erscheint, hat, und an dem Eingangsanschluß 90 des Übertragungsgatters 42, wo es ebenfalls keine Wirkung auf Grund des logischen 0-Signales hat, das an seinem Eingangsanschluß 72 ansteht.

Da das Übertragungsgatter k2 nicht aufgesteuert ist, ist das Signal an seinem Ausgangsanschluß kh zum Zeitpunkt t„ eine logische 0. Daher tritt zum Zeitpunkt t„ keine Übertragung von Daten auf, und der Intervallzahler wird auch nicht zurückgesetzt.

Nach dem Auftreten des ersten Abtastimpulses und nach einem beliebigen kurzen Zeitintervall, beispielsweise 10 bis 100 Mikrosekunden, wird ein zweiter Abtastimpuls durch den Tastgenerator 80 erzeugt, der an seinem Ausgangsanschluß STB-2 als logisches 1-Signal (Leitung 122 bei t„)ej?scheint. Das logische 1-Signal auf dem Anschluß STB-2 wird an den Eingangsanschluß 92 des UND-Rücksetzgatters II angelegt, hat jedoch keine Wirkung auf Grund des logischen 0-Signales, das an dem anderen Eingangsanschluß 70 auftritt; das logische 1-Signal

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vird ferner an die Rücksetzanschlüsse der Flip-Flops 22 und unter Rückaetzung dieser Flip-Flops (Leitungen 106 und 118) und an den Rücksetzanschluß des StoßimpulsZählers 2k angelegt, wobei es ihn zurücksetzt, so daß er den nächsten Impulszug zählen kann, der aus dem Schwellenwertnetzwerk 16 kommt.

Venn der zweite Tonstoß beim Zeitpunkt tr von dem Smpfänger aufgenommen wird, wird die Zeitintervallmessung gestoppt. Dies wird, wieder beginnend bei Linie 104, durch den Empfang des ersten Impulses von dem Schwellenwertnetzwerk 16 erreicht, der wiederum der Vorderflanke des empfangenen, vorsätzlich übertragenen Tonstoßes entspricht. Der erste Impuls von dem Schwellenwert 16 zum Zeitpunkt tj, (Linie 10^) setzt das monogesteuerte Flip-Flop, so daß ein logisches O-Signal an seinem Ausgangsanschluß 26 erscheint, und dieses logische O-Signal wird an den monostabilen Multivibrator 78 angelegt. Durch Anlegen des logischen O-Signales an den monostabilen Multivibrator 73 wird dieser umgeschaltet, so daß er ein logisches O-Signal (Linie 108) an dem Punkt 82 abgibt. Das logische 0-Signal an dem Punkt 82 hat wiederum keine Wirkung auf den Tastimpulsgenerator 80, schaltet jedoch das Flip-Flop 60 um, so daß ein logisches 0-Signal (Linie 112) an seinem Ausgangsanschluß und ein logisches 1-Signal an seinem Ausgangsanschluß 68 erscheint. Das logische 0-Signal an dem Ausgangsanschluß 67 wird an den Eingangsanschluß 69 des Taktgatters 66 angelegt, so daß das Taktgatter 66 abgeschaltet wird. Folglich gestattet das Taktgatter 66 nicht länger, daß der Taktgeber 76 weiterhin Taktimpulse an den Intervallzähler 6k (Linie 114) abgibt. Auf diese Weise hört die Zeitintervallmessung auf.

Ebenfalls zum Zeltpunkt tj, beginnt die Erkennungsmessung von neuem. Der erste Impuls und die nachfolgenden Impulse des Schwellenwertnetzwerkes 16 (Linie 10*i bei tr) werden an den Stoßimpulszähler 2k angelegt. Wenn der Zähler 2k den vorbestimmten Zählerstand erreicht, der einem 50 Millisekunden-Intervall gleichgesetzt werden kann, was er im vorliegenden Beispiel tatsächlich tut, weil die zweite empfangene Welien-

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form tatsächlich eine von 50 Millisekunden hat, dann gibt er geeignete Ausgangssignale an den Dekoder 30 über die Verbindungsleitung 28 ab, so daß der Ausgang des Dekoders 30 ein logisches O-Signal (Linie 116 beim Zeitpunkt t~) an den Setzanschluß S des Flip-Flops 32 abgibt. Es wurde wiederum verifiziert, daß ein vorsätzlich übertragener Tonstoß empfangen worden ist. Ein logisches O-Signal an dem Setzanschluß S des Flip-Flops 32 setzt dieses Flip-Flop, so daß ein logisches 1-Signal (Linie 118 beim Zeitpunkt t-) an seiaem Ausgangsanschluß 38 und ein logisches O-Signal an seinem Ausgangsanschluß 3k erscheint. In diesem Zustand legt das Flip-Flop 32 ein logisches 1-Signal an den 3ingangsanschluß 40 des Übertragungsgatters kZ und ein logisches O-Signal an den iSingangsanschluß 36 des Rücksetzgatters I an. Wiederum xferden die zuletzt genannten beiden Gatter zu diesem Zeitpunkt auf Grund des logischen 0-Signales, das an dem Eingangsanschluß 36 des UND-Rücksetzgatters I erscheint, und auf Grund des logischen 0-Signales nicht aufgesteuert, das an dem Ausgangsanschluß STB-1 des Abtastgenerators 80 auftritt und das an den Eingangsanschluß 90 des Übertragungsgatters 42 angelegt wird. 3s ist jedoch zu beachten, daß zum Zeitpunkt t- das Übertragungsgatter kZ zwei logisches 1-Signale an seinen Eingangsanschlüssen führt, wobei eines auf Grund des logischen 1-Signales, das nun an dem Anschluß 68 des Flip-Flops 60 und ferner an dem Eingangsanschluß 72 auftritt, und das andere an dem Bingangsanschluß k0 auf Grund des logischen "-Signales ansteht, das an dem Ausgangsanschluß 38 des Flip-Flops 32 auftritt.

Zum Zeitpunkt t^ (Linie 108) läuft der monostabile Multivibrator 78 ab, so daß ein logisches 1-Signal an dem Punkt 82 erscheint. Die Umschaltung des Multivibrators 78 von dem logischen 0-Ni-veau auf das logische 1-Niveau bewirkt wieder, daß der Abtastgenerator 80 ein logisches 1-Signal (Linie 120) an seinem Ausgangsanschluß STB-1 erzeugt. Dieses logische 1-Signal wird an den Eingangsanschluß 54 des Rücksetzgatters I angelegt, hat jedoch keine Wirkung auf das Rücksetz-

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gatter I auf Grund des logischen O-Signales, das an dem Eingangsanschluß 36 des Rücksetzgatters I auftritt. Es wird ferner an den Eingangsanschluß 90 des Übertragungsgatters 42 angelegt und läuft wegen des logischen 1-Signals, das an dem anderen Eingangsanschluß des Übertragungsgatters 42 ansteht, durch das Übertragungsgatter 42 hindurch, so daß ein logisches 1-Signal an dem Ausgangsanschluß 44 des Überbtagungsgatters 42 zum Zeitpunkt tg (Linie I30) erscheint.

Das logische 1-Signal, das an dem Ausgangsanschluß 44 des Übertragungsgatters 42 auftritt, erscheint auch an dem Eingangsanschluß 46 der Speicherregister-Auslese- bzw. Anzeigevorrichtung 50, so daß die Zeitintervallinformation an dieser Einrichtung von dem Intervallzähler 64 über eine Verbindungsleitung 98 übertragen wird. Die Einrichtung 50 zeigt entweder die Zeit in Millisekunden zwischen den Vorderflanken der empfangenen, vorsätzlich übertragenen Tonstöße an, oder gibt eine direkte Anzeige der Zahl solcher Tonstöße pro Minute, die empfangen wird.

Aus dem Vorhergehenden ist ersichtlich, daß der Empfänger 10 und insbesondere die Anzeigeeinrichtung 50 für einen Betrachter eine Information liefert, die eine Anzeige für die Ausgangsimpulsfrequenz des Herzschrittmachers ist, wenn von dem Empfänger vorsätzlich übertragene Tonstoßsignale empfangen werden, die diese Schrittmacherausgangssignale darstellen.

Zum Zeitpunkt t (Linie 122) wird ein zweiter Abtastimpuls oder ein logisches 1-Signal wiederum durch den Abtastgenerator 80 erzeugt und erscheint an seinem Ausgangsanschluß STB-2. Dieses logische 1-Signal wird an den Rücksetzanschluß des Flip-Flops 32 angelegt, so daß seine Ausgangsanschlüsse 38 auf das logische 0-Signal zurückkehren (Linie 118), und es wird an das Flip-Flop 22 angelegt, so daß sein Ausgangsanschluß 26 zu einem logischen 1-Niveau zurückkehrt (Linie 106). Das logische 1-Signal an dem Anschluß STB-2 wird ebenfalls an den Eingangsanschluß 92 des UND-Rücksetzgatters II

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•angelegt und, weil der andere Eingangsanschluß 70 des Rücksetzgatters II mit einem logischen 1-Signal von dem Ausgangsanschluß 68 des Flip-Flops 60 beaufschlagt ist, läuft der Abtastimpuls durch das Rücksetzgatter II, so daß ein logisches 1-Signal an seinem Ausgangsanschluß 65 erscheint. Das logische 1-Signal an dem Ausgangsanschluß 65 wird an den Eingangsanschluß 63 des ODSR-Gatters angelegt, so daß das ODER-Gatter aufgesteuert wird und ein logisches 1-Signal an seinem Ausgangsanschluß 62 (Linie 128) erscheint, das seinerseits dazu führt, daß der Intervallzähler 6k mit einem Rücksetzsignal oder logischem 1-Signal an dem Rücksetzanschluß beaufschlagt wird. Der Intervallzähler ist dadurch vorbereitet, die Zeitintervallmessung bei Aufnahme des nächsten empfangenen Signales erneut zu beginnen. Es ist zu beachten, daß nach dem Zeitpunkt t_ und bis zur Aufnahme des nächsten Signales beim Zeitpunkt t_g die Zustände, die zum Zeitpunkt t_Q vorhanden waren, bezüglich der verschiedenen Ausgänge der Komponenten des Empfängers 10 gültig sind.

Bs wird nun der Fall B von Fig. 2 betrachtet, bei dem ein anfänglicher Rauschimpuls von dem Empfänger 10 zum Zeitpunkt to aufgenommen wird, wobei bei der Linie 104 mit dem Impulszug von dem Schwellenwertnetzwerk 16 begonnen wird. Der erste Impuls des I_mpulszuges leitet gleichzeitig die Zeitintervallmessung und die Erkennungsmessung wie im Fall A ein, bei dem das erste Tonstoßsignal aufgenommen wurde. Der Zählerstand in dem Stoßimpulszähler Zk erreicht jedoch nicht den vorprogrammierten Zählerstand, da das Rauschsignal tatsächlich nicht eine Dauer von 50 Millisekunden hat. Folglich wird kein Dekodersignal erzeugt, um das Flip-Flop 32 zu setzen, wie durch die gestrichelte Markierung zum Zeitpunkt t_ (Linien 116 und 118) angedeutet ist. In dieser Situation sind der Ausgangsanschluß 38 und der Ausgangsanschluß 3k des Flip-Flops 32 auf dem logischen 0-Niveau (Linie 118) bzw, dem logischen 1-Niveau. Dadurch wird ein logisches O-Signal an den Eingangsanschluß kO des Ubertragungsgatters k2 und ein logisches 1-Signal an den Eingangsanschluß des Rücksetzgatters I ange-

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- 2k -

legt. Folglich blockiert zum Zeitpunkt t_1Qf wenn der Multivibrator 78 abläuft (Linie 108), so daß der Abtastgenerator das logische 1-Signal auf seinem STB-1-Ausgangsanschluß (Linie 120) abgibt, das Übertragungsgatter kZ daa erste Abtastsignal, so daß es nicht durchtreten kann, und daher wird keine Zeitintervallinformation von dem Zeitintervallzähler 6k an die Speicherregister- und Auslese-Einrichtungen übertragen. Das erste Abtastsignal tritt jedoch durch das Rücksetzgatter I hindurch, da der Eingangsanschluß 36 desselben mit einem logischen 1-Signal von dem Ausgangsanschluß "}k des Flip-Flops beaufschlagt ist. Der Abtastimpuls, der durch das Rücksetzgatter I hindurchtritt, führt zu einem logischen 1-Signal auf dessen Ausgangsanschluß 52 (Linie 124 zum Zeitpunkt t..-). Wenn ein logisches 1-Signal an dem Ausgangsanschluß 52 auftritt, wird an den Eingangsanschluß 56 des ODER-Gatters ebenfalls ein logisches 1-Signal angelegt, so daß ein logisches 1-Signal (Linie 128 zum Zeitpunkt t_1Q) an dem Ausgangsanschluß des ODER-Gatters erscheint, das den Intervallzähler zurücksetzt. Die Zeitintervallmessung wird dadurch verworfen. Das logische 1-Signal, das an dem Ausgangsanschluß 52 auftritt, wird auch an den Rücksetzanschluß R des Flip-Flops 60 angelegt, so daß es dieses zurücksetzt und bewirkt, daß der Ausgangsanschluß 67 desselben zu einem logischen O-Signal zurückkehrt (Linie 112 bei t_1Q). Dadurch wird der 10 kHz-Impulsoszillator 76 von dem Intervallzähler isoliert. Es ist zu ersehen, daß, was bisher im Fall B stattgefunden hat, die in der Speicherregister- und Lese-Anzeigeeinrichtung 50 enthaltene Information in keiner Weise beeinflusst hat, und daß keine zweideutigen oder fehlerhaften Ablesungen durch den Empfang des Rauschsignales verursacht wurden.

Zum Zeitpunkt t-.. (Linie 122) wird der zweite Abtastimpuls von dem Abtastgenerator 80 erzeugt, so daß ein logisches 1-Signal an seinem Ausgangsanschluß STB-2 auftritt. Dadurch wird der Stoßimpulszähler 2k und das Flip-Flop 22 zurückgesetzt, wodurch es zu dem Zustand zurückkehrt, bei dem ein logisch.es 1-Signal (Linie I06) an seinem Ausgangsauschluß 26

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erscheint. Das an dem Ausgangsanschluß STB-2 auftretende, logische 1-Signal erscheint auch an dem Itücksetzanschluß R des Flip-Flops 32, hat jedoch keine Wirkung, da das Flip-Flop 32 nicht gesetzt wurde. Das logische 1-Signal tritt auch an dem Eingangsanschluß 92 des UND-Rücksetzgatters II auf und läuft durch das Rücksetzgatter II hindurch. Beim Durchgehen durch das Rücksetzgatter II tritt es schließlich durch das ODSR-Gatter (Linie 128) zu dem Rücksetzanschluß des Intervallzählers 64 hindurch, es hat jedoch keine Wirkung, da der Intervallzähler bereits zurückgesetzt worden ist. Der Betrieb des ODSR-Gatters ist in dieser letzteren Situation lediglich redundant. Nach dem Zeitpunkt t₁₁ ist der Empfänger wiederum bezüglich seiner verschiedenen Ausgänge in dem Zustand wie zu dem Zeitpunkt t„.

Im folgenden wird der Fall C von Fig. 2 betrachtet, bei dem das erste Signal ein vorsätzlich übertragenes Signal ist, dem ein Rauschsignal folgt. Der Betrieb des Empfängers 10 ist bei dem Empfang des ersten Tonstoßsignales zum Zeitpunkt t₁₂ der gleiche vie im Fall A bei dem Empfang des ersten Tonstoßes beim Zeitpunkt t«. Bei Aufnahme des Rauschimpulses zum Zeitpunkt t₁„ ist der Betrieb des Empfängers 10 im wesentlichen gleich wie im Fall B bei Smpfang des Kauschimpulses zum Zeitpunkt tg. Obwohl der Betrieb des Empfängers 10 im Fall C nicht im einzelnen beschrieben wurde, sind die einzelnen Schnitte in dem Zeitdiagramm gezeigt und können unt:s Bezugnahme auf die detaillierte Erläuterung dei* Betriebssc^:Litte in dem Empfänger 10 für die Fälle A und B leicht verstanden werden.

Aus dem Vorhergehenden ist ersichtlich, daß der beschriebene Empfänger 10 kontinuierlich alle empfangenen Signale durchsiebt, um zwei aufeinander folgende, vorsätzlich übertragene Tonstoßsignale ohne irgendein störendes, dazwischen auftretendes Rauschsignal zu finden, wovon eine gültige Zeitintervallmessung abgeleitet wird. Mit anderen Worten ist der beschriebene Empfänger 10 so ausgeführt, daß eine gültige Zeitintervalliiil'ormation zwischen den Vordorflanken des ersten und des

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zweiten Tonstoßsignales, zwischen den Vorderflanken des dritten und vierten Tonstoßsignales usw. abgeleitet wird. Eine gültige Zeitintervallinformation könnte leicht auch zwischen den hinteren Flanken oder von dem Intervall zwischen dem ersten und
zweiten Tonstoß, dem zweiten und dritten Tonstoß, dem dritten und vierten Tonstoß usw. abgeleitet werden. Im letzteren Fall wäre jedoch die Verwirklichung des Empfängers komplexer und
kostspieliger.

Schließlich ist zu beachten, daß jede der in Fig. 1 in Blockform gezeigten Komponenten leicht mit kommerziell erhältlichen Mikroschaltungskomponenten verwirklicht werden kann. Während die Beschreibung des Ausführungsbeispiels des Empfängers 10 in Begriffen von UND-ODEK-Logik erfolgt ist, kann der
Empfänger 10 leicht auch in NAND-NOR-Logik ausgeführt werden, wobei diese Schaltungskomponenten kommerziell am einfachsten
zu erhalten sind. Die entsprechende Umänderung der Schaltung kann leicht durch Standardtechniken bei logischen Schaltungen erfolgen. Man kann beispielsweise die logische UND-Funktion mit zwei NAND-Gattern verwirklichen.

Beispiele für Bauteile, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind,
werden in der folgenden Tabelle angegeben:

Schaltung Verstärker \k

Widerstandsnetzwerk 16

monostabiler Multivibrator zur Prozeseverzögerung Flip-Flops 22, 60, 32 Stoßimpulszähler Zk Dekoder 30
Abtastgenerator 80

Intervallzähler 6k

Kommerzieller Typ

Fairchild Halfcleiterfunktionaverstärker

Texas Instrument Incorp. Schmitt-Trigger SN 7²H3

nachtriggerbarer Fairchild Halbleiter Univibrator 96OI Signetics Corp. N 8822 A 2-Signetics Corp. N 3281 Λ Signetics Corp. 88Ο8 A

naohtriggerbarer 3-Fairchild Halbleiter Univibrator 96OI

5-Signetics Corp. 8280 A De Irode-Zähler

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Schaltung . Kommerzieller Typ

.Speicherregister Dekadentreiber mit Speicher,

Luminetics Corp. 5916

Ausleseanzeige 50 Luminetics Corp. Serie 20

10 kHz-Irapulsoszillator Accutronics Incorp. KK-82-28

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Claims

REINSCHRIFT DER PATENTANSPRÜCHE

IJ Vorrichtung zur Messung der Folgefrequenz oder Periodendauer einer Folge zeitweilig rauschgestörter kurzer elektrischer Nutz-Wechselstromimpulse vorbestimmter Trägerfrequenz) gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung (64, 66, 76) zur Messung des Zeitintervalls zwischen jeweils aufeinanderfolgenden Nutz-Wechselstromimpulsen und durch eine Erkennungseinrichtung (z.B. 32) zur Abgabe eines Unterscheidungssignals zwischen den Nutzimpulsen vorbestimmter Trägerfrequenz und Rauschstörungen und Unterdrückung der Messung, wenn Rauschs to'rungen auftreten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung eine Impulserzeugungseinrichtung (76) zur Erzeugung eines kontinuierlichen, pulsierenden Signales mit einer vorgewählten Frequenz und einen Zähler (64) zum Zählen der kontinuierlichen Pulsationen der Impulserzeugungs· einrichtung aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungseinrichtung in Abhängigkeit von jedem angekoppelten Signal betätigbar ist, um zu entscheiden, ob das angekoppelte Signal entweder ein Nutz-Wechee!stromimpuls mit einer vorbestimmten Trägerfrequenz oder ein Rauschsignal ist, und um den Betrieb des Zählers (64) zu stoppen und den

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Zähler zurückzusetzen, wenn ein Rauschsignal angekoppelt ist.

k. Vorrichtung nach Anspruch 3» gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die in Abhängigkeit von aufeinander folgenden angekoppelten Signalen betätigbar ist, um alternativ das Zählen der kontinuierlichen Pulsationen der Impulserzeugungseinrichtung (76) zu starten und wenn der Betrieb des Zählers nicht gestoppt und durch die Erkennungseinrichtung rückgesetzt wird, zu stoppen, wodurch der in dem Zähler registrierte Zählerstand zwischen jedem Aufschalten und jedem Abschalten des Zählers, der nicht durch die Erkennungseinrichtung beeinflußt ist, eine Anzeige des Zeitintervalles zwischen zwei aufeinander folgenden Nutz-Wechselstromsignalen mit vor— bestimmter Trägerfrequenz ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Anzeigeeinrichtung (5O) und eine Einrichtung, die von der Erkennungseinrichtung gesteuert ist, um die Übertragung des in dem Zähler zwischen jedem Einschalten und jedem Abschalten des Zählers registrierten Zählerstandes, der nicht durch die Erkennungseinrichtung beeinflußt ist, zu bewirken, wodurch einem Beobachter eine Information geliefert wird, die eine Anzeige für das Zeitintervall zwischen je zwei aufeinander folgenden Nutz-Wechselstromsignalen mit vorbestimmter Trägerfrequenz ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (6h) ein Digitalzähler ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungseinrichtung ein Schwellenwertnetzve rk (l6) zur Umsetzung jedes angekoppelten Signales in einen standardisierten Impulszug, wobei jeder Impulszug in seiner Zeitdauer im wesentlichen der Zeitdauer jedes angekoppelten Signals entspricht, und einen zweiten Digitalzähler (2k) aufweist,

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der mit dem Schwel lenwertnetzwerlc (l6) verbunden ist, um die Impulse jedes standardisierten Impulszuges zu zählen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine. Einrichtung, die von dem zweiten Digitalzähler (24) gesteuert ist, um den ersten Zähler (64) zurückzusetzen, wenn eine vorbestimmte Zahl von Impulsen in einem Impulszug von dem zweiten digitalen Zähler (24) nicht gezählt worden ist, und um das Zurücksetzen des ersten Zählers (64) zu verhindern, wenn eine vorbestimmte Zahl von Impulsen in einem Impulszug von dem zweiten digitalen Zähler (24) gezählt worden ist.

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