DE2327430C3 - Anordnung eines Fernsteuersystems mit einem Impulslichtgeber - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung eines Fernsteuersystems gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DT-AS 11 35 076 ist ein Fernsteuersystem dieser Art bekannt, bei dem ein Lichtimpuls hinsichtlich seines Informationsinhalts danach bewertet wird, in welchem Zeitabstand gegenüber einem Bezugs-Lichtimpulser eintrifft, wobei dieser Zeitabstand dadurch bestimmt wird, daß zu einer Kette hintereinandergeschaltete mohostabile Multivibratoren auf die Erregung durch einen Lichtimpuls hin nacheinander während jeweils eines bestimmten Zeitraums ansprechen und das Schalten des ersten Multivibrators gleichzeitig mit einem Schalten eines der anderen Multivibratoren über eine UND-Verknüpfung ermittelt wird. Dieses System weist jedoch den Nachteil auf, daß irgendein vor oder nach dem Bezugs-Liehtimpuls erscheinender Stör-Lichtimpüis eine fälsche Information vortäuscht.

wenn er nicht gerade in einem der richtigen Information entsprechenden Zeitabstand vor dem Bezugs-Lichtimpuls auftritt bzw. wenn er nicht während des Zeitraums der Ansprechdauer eines der richtigen Information zugeordneten Multivibrators erscheint.

Aus der Siemens-Zeitschrift, 1965, Heft 11, Seiten 1245 bis 1249 ist es bekannt, in der Hochspannungstechnik über Isolierstrecken Steuersignale oder Meßwerte mit Hilfe von Lichtimpulsen zu übertragen, die in Galliumarsenid-Leuchtdioden erzeugt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung eines Fernsteuersystems gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die gegen Stör-Lichtimpulse weitgehend unempfindlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Maßnahmen gelöst.

Bei der erfindungsgemäß aufgebauten Anordnung des Fernsteuersysiems tritt ein während der Schaltzeit eines Multivibrators auftretender Stör-Lichtimpuls überhaupt nicht in Erscheinung. Wenn ein solcher in die Scha/tzeit-Lücke des Multivibrators fä/ft, wirkt er sich wegen der Integration der Multivibratorausgangsspannung über mehrere Perioden der niedrigsten Lichtimpulsfrcquenz nahezu gar nicht aus.

Vorzugsweise dient als Impulslichtgeber eine GaI-liumarsenid-Diode, die die Abgabe äußerst intensiver und sehr kurzer Lichtimpulse erlaubt, so daß in den Rechteckwellen der damit angesteuerten Multivibratoren nur außerordentlich kurze Lücken auftreten und die Multivibratorausgangsspannung praktisch als Gleichstrom angesehen werden kann, wenn der betreffende Multivibrator fortlaufend nach Ablauf seiner Schaltzeit neu getriggert wird.

Ein außerordentlich einfacher Aufba ist als vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung in dem Unteranspruch 3 beschrieben. Mit diesem Aufbau ist es unter Verwendung von nur sechs Bauelementen, nämlich einem Widerstand, zwei Relais und drei Transistoren möglich, eine Unterscheidung zwischen Lichtimpulsfolgen zweier unterschiedlicher Impulsfrequenzen zu schaffen. Durch die geringe Anzahl der verwendeten Bauelemente ist nicht nur der Aufbau äußerst einfach, sondern auch dementsprechend eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 ist eine Kurvendarstellung, die die Relation zwischen einer Periodendauer ii der Lichtimpulse und der Ausgangsspannung des zugehörigen monostabilen Multivibrators des Steuersystems zeigt;

Fig.2 ist eine zweite Kurvendarstellung, die die Beziehung zwischen einer Periode 2 t\ der Lichtimpulse und der Ausgangsspannung des zugehörigen monostabilen Multivibrators in dem Steuersystem zeigt;

F i g. 3 ist ein Blockschaltbild des Steuersystems;

F i g. 4 zeigt die elektrische Schaltung eines Teils des Steuersystems nach F i g. 3;

F i g. 5a, 5b, 5c und 6a, 6b und 6c sind Kurvendarstellungen zur Erläuterung der Arbeitsweise des Steuersystems.

Nachstehend wird die Arbeitsweise des Mehrfach-Lichtimpuls-Femsteuersystems unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben, bei der ein erster Kanal gewählt ist, dem eine Lichtimpulsfolge mit einer Periodendauer t\ entspricht. Das Lichtimpulssignalmit der Periodendauer t\ wird zunächst von einem photoelektrischen

Wandlerelement aufgenommen und anschließend zur Steuerung eines ersten monostabilen Multivibrators benützt. Wenn die Impulsbreite 71 der Ausgangsspannung dieses ersten monostabilen Multivibrators geringfügig kleiner gewählt wird als die Periodendauer h des Impulssignals, kann diese Ausgangsspannung als eine Gleichspannung angesehen werden, deren Höhe im wesentlichen gleich der (mpulshöhe Vi ist. Wenn daher der Aufbau so beschaffen ist, daß ein erstes Relais von diesem Signal erregt wird, wird die Wahl des ersten Kanals bewirkt.

Um den zweiten Kanal zu wählen, wird eine impulsfolge gemäß der Darstellung in F i g. 2 verwendet, deren Periodendauer 2 f_t beträgt. Wenn dabei ein dem zweiten Kanal entsprechender zweiter monostabiler Multivibrator zur Erzeugung eines Ausgangsimpulssignals vorgesehen ist, dessen Impulsbreite 2 Tl geringfügig kleiner als die Periodendauer 2 t\ des .Lichtimpulssignals ist, wird durch dieses zweite Signal das zweite Relais betätigt.

Damit dann die verschiedenen Kanäle den Lichtimpulssignalen mit verschiedener Periodendauer entsprechend gewählt werden, muß eine logische Schaltung vorgesehen sein, die eine Diskriminierfunktion besitzt.

Fig.3 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Steuersystems, bei der eine logische Schaltung zwischen einem ersten und einem zweiten Signalsystem vorgesehen ist In Fig.3 bezeichnet 1 ein photoelektrisches Wandlerelement zum Empfang von Lichtimpulsen mit einem nötigenfalls angeschlossenen Verstärker, 2 einen ersten monostabilen Multivibrator, 3 einen ersten Relaiskreis in einem Signalsystem für den ersten Kanal, 4 einen zweiten monostabilen Multivibrator, 5 einen zweiten Relaiskreis in einem Signalsystem des zweiten Kanals und 6 eine logische Schaltung.

Die Fig.4 zeigt eine spezielle Ausbildung der in F i g. 3 gezeigten Relaiskreise 3 und 5 und der logischen Schaltung 6.

In F i g. 4 bezeichnet 7 den Ausgangsanschluß des monostabilen Multivibrators 2,8 den Ausgangsanschluß des monostabilen Multivibrators 4, 9, 10 und 11 Transistoren, 12 ein erstes Relais, das mit dem Transistor 9 in Reihe geschaltet ist, 13 ein zweites Relais, das mit dem Transistor 10 parallel geschaltet ist und 14 einen Schutzwiderstand zur Vermeidung eines Kurzschließens der Stromversorgung bei der gleichzeitigen Durchschaltung der Transistoren 10 und 11.

Das Anliegen von Lichtimpulsen mit der Periodendauer U gemäß F i g. 5a bewirkt entsprechende elektrische Impulssignale, so daß die monostabilen Multivibratoren 2 und 4 betätigt werden und Impulse erzeugen, deren Impulsbreiten 7! bzw. 2 Ti betragen, wie es in den F i g. 5b und 5c gezeigt ist Als Ergebnis werden an die in F i g. 4 gezeigten Ausgangsanschlüsse 7 und 8 Spannungen geliefert, die zum Durchschalten der Transistoren 9, 10 und 11 ausreichen, so daß das zweite Relais 13 kurzgeschlossen und das erste Relais 12 betätigt wird.

Das Anliegen von Lichtimpulsen mit der Periodendauer 2 f|, die in Fig. 6a dargestellt sind, er7eugt die entsprechenden elektrischen Impulse, so daß die monostabilen Multivibratoren 2 und 4 betätigt werden und Impulse erzeugen, deren Impulsbreiten Ti bzw. 2 T) betragen, wie es in den F i g. 6b und 6c gezeigt ist. Es liegt folglich an dem Ausgangsanschluß 8 nach F i g. 4 eine Spannung an, die zum Durchschalten des Transistors 11 ausreicht, während an dem Ausgangsanschluß 7 eine zum Durchschalten der Transistoren 9 und 10 nicht ausreichende Spannung anliegt. Daraus ergibt sich, daß das zweite Relais 13 betätigt wird, während das erste Relais 12 unbetätigt bleibt. Die nachstehende Tabelle zeigt die logischen Funktionen der in F i g. 4 dargestellten Anordnung:

	Lichtimpuls-	Lichtimpuls
	folge fi	folge 2 ίι
Ausgang des mono	»1«	»0«
stabilen Multivibrators 2
Ausgang des mono	»1«	»1«
stabilen Multivibrators 4
Betätigtes Relais	erstes	zweites
	Relais 12	Relais 13

In der Tabelle bzeichnet »1« den Zustand, daß die Ausgangsspannung des monostabilen Multivibrators einen zur Betätigung des Relais ausreichenden Gleichspannungswert Vi darstellt, während »0« den gegenteiligen Zustand bezeichnet. Dabei entspricht jede Spannung von weniger als Vi/2 dem Zustand »0«. Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, wird die Auswahl der Relais durch die Wirkung der an den Ausgängen der monostabilen Multivibratoren angeschlossenen UND-Schaltung und ODER-Schaltung bewirkt.

Darüber hinaus können in einer Anordnung mit Signalen für drei oder mehr Kanäle die erforderlichen Steuersignale für die angeschlossenen Relais durch den gleichen Diskriminiervorgang erzeugt werden.

Als lichterzeugendes Festkörperelement ist in einer Weiterbildung des Steuersystems eine Gaüiumarsenid-Diode zur Erzeugung infraroten Lichts vorgesehen, deren Anstiegszeit bei der Lichterzeugung kürzer als etwa 1 μ sec ist, so daß Lichtsignale mit kurzer Periodendauer verwendet werden können. Die erhaltenen Ausgangssignale sind Rechteckwellen mit kurzen Unterbrechungen, die praktisch Gleichstrom entsprechen, so daß die Relais direkt mit diesen Gleichstromsignalen betätigt werden können. Die monostabilen Multivibratoren sind so ausgelegt, daß sie einen Rechteckwellenausgang erzeugen, dessen Zeitdauer geringfügig kürzer als die Periodendauer des Lichtimpulssignals ist, so daß dadurch das Lichtimpulssignal in ein Signal umgewandelt wird, das im wesentlichen als Gleichstromsignal betrachtet werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anordnung eines Fernsteuersystems mit einem Impulslichlgeber, dessen abgestrahlte Lichtimpulse an einem vom Geber entfernten Ort auf ein photoelektrisches Wandlerelement auftreffen und in elektrische Stromimpulse umgesetzt und verstärkt zur Ansteuerung einer Anzahl von monostabilen Multi vibratoren dienen, deren Ausgangssignale eine ι ο Unterscheidung hinsichtlich der Folge der auf das Wandlerelement auftreffenden Lichtimpulse ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Multivibratoren (2, 4) eingangsseitig alle durch die am Wandlerelement (1) erzeugten Stromimpulse angesteuert und hinsichtlich ihrer Schaltzeit so eingestellt sind, daß die Dauer der an jeweils einem Multivibratorausgang bei Ansteuerung auftretenden Rechteckspannung nur geringfügig kleiner ist als die Periodendauer einer von mehreren möglichen Liehtimpulsfolgen, und daß die Ausgänge der Multivibratoren (2, 4) mit einer logischen Bewertungsschaltung (6) verbunden sind, die eine Bewertung hinsichtlich der einer bestimmten Lichtimpulsfolge zukommenden Gleichspannungskomponente vornimmt, die sich durch Integration der Multivibrator-Ausgangsspannung über mehrere Perioden bezogen auf die niedrigste Frequenz der Lichtimpulsfolgen ergibt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Fmpulslichtgeber eine Galliumarsenid-Diode dient.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Bewertungsschaltung (6) zwei Relais (12,13) aufweist, von denen das erste Relais (12) in Reihe zu einem ersten Transistor (9) liegt, der von dem Multivibrator (2) mit der einer schnelleren Lichtimpulsfolge entsprechenden Schaltzeit gesteuert ist, welcher Multivibrator (2) auch einen zweiten Transistor (10) steuert, der parallel zu dem zweiten Relais (13) iiegt und mit diesem zusammen in Reihe zu einem Schutzwiderstand (14) und einem dritten Transistor (11) liegt, welcher von dem Multivibrator (4) mit der einer langsameren Lichtimpulsfolge entsprechenden Schaltzeit gesteuert ist.