CH637511A5

CH637511A5 - Device for transmitting the output signals of a plurality of radio receivers via a common data line

Info

Publication number: CH637511A5
Application number: CH1177578A
Authority: CH
Inventors: Helmut Uebel
Original assignee: Int Standard Electric Corp
Priority date: 1977-11-17
Filing date: 1978-11-16
Publication date: 1983-07-29
Also published as: ATA809578A; DE2751417A1; ES475185A1; AT376342B; DE2751417C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Übertragung der Ausgangssignale mehrerer Funkempfänger zu einer Zentrale über eine gemeinsame Datenleitung, wobei alle Funkempfänger dasselbe frequenzmodulierte Eingangssignal mit 6o unterschiedlichen Pegeln empfangen.

Bei der Steuerung von Fahrzeugen, die sich entlang eines vorbestimmten Weges bewegen, besteht die Möglichkeit,

anstatt eine Lösung zu wählen, bei welcher der notwendige Datenaustausch zwischen den Fahrzeugen und ihrer Steuer- 6? zentrale über Induktionsschleifen oder induktiv mit den Fahrzeugen gekoppelte Antennen abgewickelt wird, die Fahrzeuge über Funk zu steuern.

Es werden bei dieser Lösung Funk-Seride- und Empfangseinrichtungen in regelmässigen Abständen entlang der Fahrstrecke montiert, welche mit gleichartigen Einrichtungen auf den Fahrzeugen kommunizieren. Die ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtungen sind dabei über eine gemeinsame Datenleitung mit der Steuerzentrale verbunden.

Da bei Verwendung von Funk keine eindeutige Zuordnung zwischen sendendem Fahrzeug und ortsfestem Empfänger möglich ist, fallen in der Zentrale immer die Ausgangssignale mehrerer Empfänger, die alle dasselbe Funksignal aufgenommen haben, an.

Diese Überlagerung mehrerer gleicher Signale kann zu Störungen führen, die vor allem durch Laufzeitunterschiede zwischen den einzelnen Signalen verursacht werden. Auch Störungen durch sich überlagerndes Rauschen mehrerer Empfänger sind denkbar.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, mit der ein von mehreren Funkempfängern empfangenes Signal über eine gemeinsame Datenleitung zu einer Zentrale übertragen und dort verarbeitet werden kann, ohne dass Störungen durch Laufzeitunterschiede oder Empfängerrauschen auftreten.

Die Einrichtung, welche die Aufgabe der Erfindung löst, ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Zentrale Mittel zur Erzeugung und Übertragung einer konstanten Taktfrequenz an die Funkempfänger und in den Funkempfängern Mittel zur Rückübertragung dieser Taktfrequenz an die Zentrale vorgesehen sind, dass die Funkempfänger weiterhin Mittel zur Beeinflussung der Phasenlage und Mittel zur Beeinflussung der Amplitude der rückzuübertragenden Taktfrequenz enthalten und dass die Mittel zur Beeinflussung der Phasenlage abhängig vom Eingangssignal und die Mittel zur Beeinflussung der Amplitude abhängig vom Eingangspegel der Funkempfänger gesteuert werden.

Damit kann der Ausgangspegel des zum Fahrzeug am günstigsten gelegenen Empfängers gegenüber den Ausgangspegeln der anderen Empfänger stark erhöht werden, so dass letztere nur noch wenig zum in der Zentrale empfangenen Signal beitragen. Durch die zur Übertragung verwendete Phasenmodulation wird es möglich, auch noch die Reststörungen zu unterdrücken.

Eine Weiterbildung der Einrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in den Empfängern ausgangsseitig zur Signalverzögerung geeignete Einrichtungen vorgesehen sind und diese so dimensioniert sind, dass die Unterschiede in der Signallaufzeit zwischen den einzelnen Empfängern und der Zentrale ausgeglichen werden. Durch diese Massnahme werden die durch unterschiedliche Länge der Datenleitung entstehenden Laufzeitunterschiede beseitigt und damit der Störpegel weiter abgesenkt.

Den gleichen Zweck erfüllt eine Weiterbildung der Einrichtung nach der Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Übertragung der konstanten Taktfrequenz von der Zentrale zu den Funkempfängern über die gemeinsame oder eine gesonderte Datenleitung erfolgt und dass die konstante Taktfrequenz dabei an dem der Zentrale gegenüberliegenden Ende der Datenleitung eingespeist wird.

Eine noch weitere Absenkung des Störpegels und vor allem eine weitere Absicherung gegen Störungen durch Rauschen weit vom Fahrzeug entfernter Empfänger ist der Zweck einer anderen Weiterbildung der Einrichtung nach der Erfindung. Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge der Empfänger bei Unterschreiten eines bestimmten Eingangspegels abgeschaltet werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Einrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Beeinflussung der Phasenlage der rückzuübertragenden Taktfrequenz im Empfänger aus einem Exklusiv-Oder-Gatter beste

3

637 511

hen, welchem einerseits die von der Zentrale her übertragene Taktfrequenz, andererseits das über einen Diskriminator und eine Triggerschaltung aufbereitete Eingangssignal des Empfängers zugeführt wird und dass die Mittel zur Beeinflussung der Amplitude der rückzuübertragenden Taktfrequenz aus 5 einer Multiplizierschaltung und einem Verstärker bestehen, wobei die Multiplizierschaltung das Ausgangssignal des Exklusiv-Oder-Gatters mit dem Ausgangssignal des Verstärkers verknüpft und wobei dem Verstärker eingangsseitig das Eingangssignal des Empfängers über einen Tiefpass zugeführt io wird. Diese Einrichtung lässt sich mit wenigen handelsüblichen Bauelementen realisieren und ist wenig störanfällig.

Eine weitere Ausgestaltung der Einrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Beeinflussung der Amplitude der rückzuübertragenden Taktfre- is quenz diese Beeinflussung in Abhängigkeit vom Eingangspegel nach einer nichtlinearen Funktion vornehmen. Hiermit lässt sich die Abhängigkeit des Ausgangspegels der Empfänger vom Eingangspegel, dem speziellen Problem angepasst, auch nach einer nichtlinearen Funktion einstellen. 20

Anhand der Figuren soll nun ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung beschrieben und seine Funktion erklärt werden.

Fig. 1 zeigt die Anordnung von Sende- und Empfangseinrichtungen zusammen mit einer Zentrale und einem Fahrzeuges Fig. 2 zeigt das Prinzipschaltbild eines Empfängers ; Fig. 3 zeigt mögliche Abhängigkeiten des Empfängerausgangspegels vom Empfängereingangspegel;

Fig. 4a-c zeigt Formen der von der Zentrale auszuwertenden Signale. 30

In Fig. 1 ist eine Zentrale ZE zur Steuerung eines Fahrzeuges FZ entlang einer Wegstrecke W dargestellt. Die Zentrale ist über Datenleitungen S mit ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtungen SEI ...3 verbunden. Eine Sende- und Empfangseinrichtung SE auf dem Fahrzeug empfängt Steuerbe- 35 fehle in Form von Datentelegrammen von den ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtungen und sendet ihrerseits Datentelegramme aus, welche von mehreren ortsfesten Sende-und Empfangseinrichtungen empfangen und über die gemeinsame Datenleitung S an die Zentrale übermittelt werden.

Fig. 2 zeigt den Aufbau des Empfängerteiles einer Sende-und Empfangseinrichtung SE. Über einen Eingang FM gelangt das frequenzmodulierte Nutzsignal von der Antenne in die Schaltung. Es wird hier einmal über einen Diskriminator D und eine Triggerschaltung T in eine Rechteckspannung verwandelt, welche die zur Zentrale zu übermittelnde Bitfolge wiedergibt. Ein nachgeschaltetes Exklusiv-Oder-Gatter fungiert als Phasenmodulator, in dem es eine von der Zentrale

40

45

über einen Taktfrequenzeingang TF in die Schaltung eingespeiste Taktfrequenz im Rhythmus der zu übertragenden Bitfolge in ihrer Phasenlage zwischen 0 und 180 Grad ändert. Dieses phasenmodulierte Signal wird, bevor es über einen Bandpass BP auf die gemeinsame Datenleitung S gelangt,

noch mit einem Faktor multipliziert, der aus dem Pegel des Eingangssignales abgeleitet wird. Das Eingangssignal wird dazu über einen Tiefpass TP auf einen Verstärker V gegeben. Dieser Verstärker braucht das geglättete Eingangssignal nicht unbedingt linear zu verstärken, sondern er kann auch als Funktionsgenerator eine unterschiedliche Verstärkung in verschiedenen Pegelbereichen vornehmen.

Fig. 3 zeigt dazu eine lineare Verstärkerkurve a und eine für den beschriebenen Fall möglicherweise günstigere nichtlineare Kurve ß.

Eine Verstärkung nach der Funktion ß bewirkt eine Abschaltung des Empfängerausganges bei niedrigen Eingangspegeln.

In Fig. 4 sind Formen des von der Zentrale zu verarbeitenden Signals dargestellt. Fig. 4a zeigt das ungestörte Signal, Fig 4b zeigt ein Signal wie es etwa empfangen würde, wenn vier unterschiedlich weit vom Fahrzeug und von der Zentrale entfernte Empfänger das aufgenommene Signal mit gleichen Ausgangspegeln in die Datenleitung einspeisen würden. Man erkennt, dass hier nicht nur die Rechteckform des Signals weitgehend zerstört wird, sondern dass sich auch die Stellen, an denen Nulldurchgänge erfolgen, verschieben. In Fig. 4c ist ein Signal dargestellt, wie es die Einrichtung nach der Erfindung in der Zentrale hervorruft. Die Beiträge der vom Fahrzeug entfernt liegenden Empfänger zum Signal sind zusammen kleiner als die Hälfte des vom bevorzugten Empfänger stammenden Signals. Der Nulldurchgang wird dadurch nicht verschoben und eine Auswertung des phasenmodulierten Signales kann fehlerfrei erfolgen.

Ein zusätzlicher Ausgleich der Laufzeiten auf der Datenleitung, der z.B. durch den Einbau von mehr oder weniger signalverzögernden Bauteilen in die Empfänger (z.B. Verzögerungsleitungen, Schieberegister) oder durch Einspeisung der Taktfrequenz in die Datenleitung von dem der Zentrale gegenüberliegenden Ende her verwirklicht werden kann, reduziert die Laufzeitunterschiede um mehr als die Hälfte.

Eine Schwächung des Empfangssignals durch die Kabeldämpfung, was sich insbesondere dann ungünstig auswirken kann, wenn der bevorzugte, dem Fahrzeug am nächsten liegende Empfänger sehr weit von der Zentrale entfernt ist, kann dadurch ausgeglichen werden, dass die Verstärkung der in den Empfängern angeordneten Verstärker mit zunehmender Entfernung von der Zentrale höher eingestellt wird.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

637 511

PATENTANSPRÜCHE

1. Einrichtung zur Übertragung der Ausgangssignale mehrerer Funkempfänger zu einer Zentrale über eine gemeinsame Datenleitung, wobei alle Funkempfänger dasselbe frequenzmodulierte Eingangssignal mit unterschiedlichen Pegeln emp- 5 fangen, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zentrale Mittel zur Erzeugung und Übertragung einer konstanten Taktfrequenz an die Funkempfänger und in den Funkempfängern Mittel (M,BP) zur Rückübertragung dieser Taktfrequenz an die Zentrale vorgesehen sind, dass die Funkempfänger weiter- 10 hin Mittel (D,T,EO) zur Beeinflussung der Phasenlage und Mittel (TP,V,M) zur Beeinflussung der Amplitude der rückzuübertragenden Taktfrequenz enthalten und dass die Mittel zur Beeinflussung der Phasenlage abhängig vom Eingangssignal und die Mittel zur Beeinflussung der Amplitude abhängig vom 15 Eingangspegel der Funkempfänger gesteuert werden.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Empfängern ausgangsseitig zur Signalverzögerung geeignete Einrichtungen vorgesehen sind und diese so dimensioniert sind, dass die Unterschiede in der Signallaufzeit zwi- 20 sehen den einzelnen Empfängern und der Zentrale ausgeglichen sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der konstanten Taktfrequenz von der Zentrale zu den Funkempfängern über die gemeinsame oder 25 eine gesonderte Datenleitung erfolgt und dass die konstante Taktfrequnz dabei an dem der Zentrale gegenüberliegenden Ende der Datenleitung eingespeist ist.
4. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge der Empfänger 30 bei Unterschreiten eines bestimmten Eingangspegels abgeschaltet sind.
5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Beeinflussung der Phasenlage der rückzuübertragenden Taktfrequenz im Emp- 35 fänger aus einem Exkusiv-Oder-Gatter (EO) bestehen, welchem einerseits die von der Zentrale her übertragene Taktfrequenz, andererseits das über einen Diskriminator (D) und eine Triggerschaltung (T) aufbereitete Eingangssignal des Empfängers zugeführt ist und dass die Mittel zur Beeinflussung der ao Amplitude der rückzuübertragenden Taktfrequenz aus einer Multiplizierschaltung (M) und einem Verstärker (V) bestehen, wobei die Multiplizierschaltung das Ausgangssignal des Exklusiv-Oder-Gatters mit dem Ausgangssignal des Verstärkers verknüpft und wobei dem Verstärker eingangsseitig das 45 Eingangssignal des Empfängers über einen Tiefpass (TP) zugeführt ist.
6. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Beeinflussung der Amplitude der rückzuübertragenden Taktfrequenz diese Be- 50 einflussung in Abhängigkeit vom Eingangspegel nach einer nichtlinearen Funktion vornehmen.

55