DE19636737C2 - Verfahren zum automatischen Laufzeitausgleich bei Impuls-Übertragungssystemen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Lauf­ zeitausgleich bei Impuls-Übertragungssystemen und ein Impuls- Übertragungssystem, das zur Durchführung des Verfahrens vor­ bereitet ist.

Bei Impuls-Übertragungssystemen wie beispielsweise Infrarot- Konferenzanlagen mit mehreren räumlichen verteilten Infrarot- Sendeempfängern, die üblicherweise über Kabel mit einer Zen­ trale verbunden sind, erhalten die Sendeempfänger von der Zentrale elektrische Impulse, die sie als Infrarotlicht­ impulse jeweils gleichzeitig in den Raum abstrahlen müssen.

Da die räumliche Entfernung der Sendeempfänger von der Zen­ trale aber oft unterschiedlich ist, muß die Laufzeit der Im­ pulse auf dem Kabel ausgeglichen werden. Dies ist insbeson­ dere dann der Fall, wenn die Sendeempfänger in Kette geschal­ tet sind und daher die Impulse aus der Zentrale zeitlich nacheinander erhalten. Die Forderung der Gleichzeitigkeit ist umso kritischer, je kürzer die Impulse sind.

Bei bekannten Infrarot-Konferenzanlagen erfolgt der Ausgleich der Kabellaufzeit der Impulse durch händisch einzustellende Verzögerungen bei den einzelnen Sendeempfängern. Das ist vor allem bei mobilen Anlagen ein beträchtlicher Aufwand. Bekannt ist weiterhin die Verwendung von gleich langen Leitungen von der Zentrale zu jedem einzelnen Sendeempfänger, das erfordert jedoch einen sehr hohen Aufwand für die Verkabelung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zum automatischen Laufzeitausgleich bei Impuls- Übertragungssystemen anzugeben.

Erfindungsgemäß geschieht dies mit dem Verfahren nach An­ spruch 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht den exakten und au­ tomatischen Laufzeitausgleich. Bei einem Infrarot-System mit bidirektionaler Übertragung auch im Infrarotbereich erhält damit überdies die Zentrale den Impuls von demjenigen Sende­ empfänger als erstes, welcher der Signalquelle am nächsten ist und damit auch das am wenigsten verrauschte Signal emp­ fängt.

Durch die Ausgestaltung des Verfahrens nach den Ansprüchen 7 und 8 wird insbesondere erreicht, daß keine Adressierung der Sendeempfänger notwendig ist.

Besonders günstig kann das Verfahren bei Impuls-Übertragungs­ systemen eingesetzt werden, welche entsprechend den Unteran­ sprüchen 2 bis 6 ausgestaltet sind. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn Koaxkabel verwendet werden, über die neben dem Datenverkehr auch die Stromversorgung der Sendeempfänger erfolgen kann.

Die Erfindung wird anhand einer Figur näher erläutert, wel­ che beispielhaft eine Zentrale und einen Sendeempfänger zeigt.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel umfaßt eine Zentrale Z und einen Sendeempfänger T welche durch ein Koaxkabel K miteinander verbunden sind. Das Koaxkabel K führt von dem Sendeempfänger T weiter zu weiteren nicht dargestell­ ten Sendeempfängern. Wenn über das Koaxkabel auch die Strom­ versorgung der Sendeempfänger T von der Zentrale Z aus er­ folgt, beträgt die Zahl der an ein Kabel anschließbaren Sen­ deempfänger T bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 10. Durch Einsatz verlustarmer Bauteile oder entsprechend leistungsfähigere Kabel kann diese Zahl aber durchaus erhöht werden. Für größere Systeme mit beispielsweise bis zu 320 Sendeempfängern sind daher in diesem Fall mehrere Koaxkabel erforderlich.

Die dargestellte Zentrale Z umfaßt einen Modulator MD, einen Demodulator DM, ein Monoflop zur Echoimpulsbildung MF, einen ersten Mikrokontroller zur Ablaufsteuerung µC1, einen ersten Kabelsender KS1 und einen ersten Kabelempfänger KE1, sowie einen Umschalter U. Bei größeren Systemen mit mehreren Koaxkabeln sind für je­ des Kabel jeweils ein Kabelsender und ein Kabelempfänger vor­ gesehen.

Jeder Sendeempfänger T umfaßt ein einstellbares Verzögerungs­ element VZ, ein Meßwerk zur Laufzeiterfassung MW, einen In­ frarot-Deckenstrahler SE, einen Schalter S, einen zweiten Mi­ krokontroller zur Ablaufsteuerung µC2, einen zweiten Kabelsender KS2 und einen zweiten Kabelempfänger KE2.

Bei Anlagen mit bidirektionaler Datenübertragung im Infrarot- Bereich weisen die Sendeempfänger T auch einen Infrarot- Deckenempfänger auf.

Die Funktion der Schaltung ist wie folgt:

Im Sendeempfänger T befindet sich ein vom zweiten Mikro­ kontroller µC2 digital einstellbares Verzögerungselement VZ. Nach dem Einschalten (z. B. Fernspeisung über das Koaxkabel) sendet der Sendeempfänger T über das Verzögerungselement VZ und den zweiten Kabelsender KS2 Impulse zur Zentrale Z. Dort befindet sich der Umschalter U in der ersten Stellung a, ein Impuls wird vom ersten Kabelempfänger KE1 empfangen und nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit, die mit dem Monoflop MF gebildet wird, wird über den ersten Kabelsender KS1 ein Echoimpuls ausgesandt.

Im Sendeempfänger T werden die Impulse der Zentrale Z vom zweiten Kabelempfänger KE2 wieder empfangen und gelangen über das Verzögerungselement VZ zum Meßwerk MW, dabei erkennt der zweite Kabelempfänger KE2 aufgrund der Impulsform, ob es sich tatsächlich um einen Echoimpuls aus der Zentrale oder aber um einen Impuls eines anderen Sendeempfängers handelt, der nicht weitergeleitet wird. Das Meßwerk MW vergleicht nun die Im­ pulslaufzeit, die sich aus der Echozeit des Monoflops MF, zweimal der Zeit des Verzögerungselementes VZ und zweimal der Kabellaufzeit zusammensetzt, mit einer vorgegebenen Referenz­ zeit. Das Verzögerungselement VZ wird nun so eingestellt, daß die Impulslaufzeit mit der Referenzzeit übereinstimmt. Dieser Sendeempfänger T hat dann den Laufzeitausgleich durchgeführt und schließt nun den Schalter S.

Dadurch kann nun ein weiterer Sendeempfänger mit dem Abgleich beginnen. Auf der mittels Koaxkabel K gebildeten Stichleitung kann eine größere Anzahl von Sendeempfängern in Kette ge­ schaltet sein, es beginnt immer der der Zentrale Z benachbar­ te mit dem Laufzeitausgleich.

Sind alle Sendeempfänger auf einer Stichleitung abgeglichen, so empfängt die Zentrale Z keine Impulse mehr und erkennt da­ durch, daß alle Sendeempfänger T den Abgleich durchgeführt haben.

Sind weitere Stichleitungen an der Zentrale Z angeschlossen, so werden diese der Reihe nach abgeglichen. Bei sämtlichen Stichleitungen K wird die Echozeit immer von dem selben Monoflop MF abgeleitet, damit hat die Monoflopzeit keinen Einfluß auf die relative Genauigkeit des Laufzeitausgleichs der einzelnen Sendeempfänger T.

Sind alle Sendeempfänger T abgeglichen, wird in der Zentrale Z der Umschalter U in die zweite Stellung b gebracht, dadurch werden statt der Echoimpulse die informationstragenden Impul­ se des Modulators MD durchgeschaltet. Im Sendeempfänger T wird erkannt, daß von der Zentrale keine Echoimpulse, sondern die Nutzinformation kommt, und der Sendeempfänger nimmt den Infrarot-Deckenstrahler SE und - bei bidirektionaler Übertra­ gung - auch den Infrarot-Deckenempfänger EM in Betrieb.

Vom Verzögerungselement VZ werden nun sowohl die Impulse von der Zentrale Z (Modulator MD) zum Infrarot-Deckenstrahler SE als auch die Impulse vom Infrarot-Deckenempfänger EM zur Zen­ trale (Demodulator DM) so verzögert, daß alle Infrarot-Dec­ kenstrahler SE ihre Impulse gleichzeitig abgeben und die Im­ pulse der Infrarot-Deckenempfänger EM in der tatsächlichen Reihenfolge des Empfangs in der Zentrale einlangen.

Bei dem beispielhaften System wird die Stromversorgung als Fernspeisespannung über das Koaxkabel K geführt, durch den Schalter 5 wird also die Fernspeisung zum nächsten Sende­ empfänger durchgeschaltet. Der Schalter S ist für höhere Fre­ quenzen kapazitiv überbrückt, am Ende des Koaxkabels K wird ein Abschlußwiderstand angeschlossen. Damit dieser nicht mit der Fernspeisespannung belastet werden kann, wird er automa­ tisch erkannt und die Fernspeisespannung beim letzten Sende­ empfänger T nicht durchgeschaltet. Durch obgenannte Ausge­ staltung ist gewährleistet, daß das Koaxkabel K immer refle­ xionsarm abgeschlossen ist.

Die Referenzzeit ist beim Ausführungsbeispiel so bemessen, daß die Laufzeit von bis zu 250 m Koaxkabel ausgeglichen wer­ den kann, der Abgleich dauert pro Sendeempfänger 56 ms. Der Unterschied in der Impulslaufzeit zwischen einem Koaxkabel mit einer Länge von 1 m und einem Koaxkabel mit einer Länge von 250 m beträgt typisch 8 ns.

Claims (8)

1. Verfahren zum automatischen Laufzeitausgleich bei Impuls- Übertragungssystemen bestehend aus zumindest einer Zentrale und zumindest zwei Sendeempfängern, dadurch gekenn­ zeichnet, daß von jedem Sendeempfänger (T) wiederkehrend Impulse an die Zentrale (Z) gesendet werden, daß dort zu je­ dem Impuls ein Echoimpuls gebildet und zu dem Sendeempfänger (T) zurückgesendet wird, daß der Echoimpuls im Sendeempfänger (T) mit einem Referenzsignal verglichen wird und daß ein Ver­ zögerungselement (VZ) im Impulssignalweg des Sendeempfängers (T) so eingestellt wird, daß Echoimpuls und Referenzsignal zeitlich übereinstimmen.

2. Impuls-Übertragungssystem, das zur Durchführung des Ver­ fahrens nach Anspruch 1 vorbereitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sendeempfänger (T) ein einstellbares Verzögerungs­ element (VZ) und ein Meßwerk (MW) zum Vergleich von Echoim­ puls und Referenzsignal umfaßt und daß in der Zentrale (Z) ein Monoflop (MF) zur Erzeugung der Echoimpulse vorgesehen ist.

3. Impuls-Übertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Zentrale (Z) und Sendeempfängern (T) mittels Koaxkabel gebildet ist und daß die Stromversorgung der Sendeempfänger (T) über das Koaxkabel erfolgt.

4. Impuls-Übertragungssystem nach Anspruch 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Sendeempfänger (T) in ihrer Verbindung zur Zentrale (2) eine Kettenschaltung bilden, daß das System durch Kettenschaltung weiterer Sendeempfänger (T) erweiterbar ist und daß bei grö­ ßeren Systemen mehrere Kettenschaltungen vorgesehen sind.

5. Impuls-Übertragungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Kettenschaltungen nur ein einziges Monoflop (MF) zur Erzeugung der Echoimpulse vor­ gesehen ist.

6. Impuls-Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeempfänger (T) als Infrarot-Sender ausgebildet sind.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß bei Sendeempfängern (T) in Kettenschaltung nach Durchführung eines Ausgleichsvorganges der jeweilige Sende­ empfänger (T) einen Schalter (S) schließt, mit dem der in der Kette folgende Sendeempfänger mit der Zentrale (Z) verbunden wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß Impulse und Echoimpulse unterscheidbar gestaltet sind, und daß vorzugsweise Doppelstromimpulse und invertierte Doppelstromimpulse verwendet werden.