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Bei
digitalen Steuerungen von Modelleisenbahnanlagen werden von der
Steuerzentrale an den jeweiligen Verbraucher digitale Information
und gleichzeitig die Leistungsversorgung über dieselbe Zuleitung, nämlich das
Gleis übertragen.
Die Steuerzentrale moduliert die Versorgungsspannung mit einem Steuersignal
für den
Empfänger
im Verbraucher. Bewegliche Verbraucher in Form von Lokomotiven erhalten
auf diese Weise als digitale Information eine Adresse, eine gewünschte Fahrgeschwindigkeit
oder Schaltinformation. Die Empfänger
in den Verbrauchern decodieren die Steuersignale und steuern einen
Motor oder Schaltausgänge
mit der ebenfalls über
das Gleis übertragenen
Energie.
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Im
Falle stationärer
Empfänger
gilt im Prinzip dasselbe. Es wird nur eine feste Verdrahtung ausgehend
vom Gleis benutzt. Stationäre
Verbraucher sind beispielsweise Weichenstellglieder, die mit Hilfe
der Gleisspannung sowohl versorgt als auch angesteuert werden und
mit einem entsprechenden Empfänger ausgestattet
sind.
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Diese
Art der Spannungsübertragung über das
Gleis, nämlich
die Energieversorgung und gleichzeitige digitale Ansteuerung, wird
bisher unidirektional von der Steuerzentrale zum Verbraucher ausgeführt. Die
Kontaktgabe über
das Gleis ist dabei bekanntermaßen
infolge möglicher
schlechter Gleiskontakte, Radsätze,
Schleifer, Kontaktstörungen
an Weichen und dergleichen nicht unkritisch. Auch die Schaltvorgänge in den
Empfängern
sowie die Kurvenform des Steuer/Versorgungssignals bzw. Gleissignals
selbst können
starke Störungen
mit entsprechenden Oberwellen hervorrufen. Durch diese Umstände kann
es einerseits dazu kommen, daß z.B. der
Empfänger
einer Lokomotive ein Steuersignal gar nicht empfangt, und andererseits
auch vorkommen, daß ein
zwar empfangenes Steuersignal so gestört ist, daß es nicht richtig decodiert
werden kann.
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Aus
der
DE 3927651 A1 sind
die jeweiligen Merkmale im Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und
6 bekannt. Es ist bei einer Modelleisenbahnanlage mit digitaler
Mehrzugsteuerung zum Identifizieren einer auf einem bestimmten Gleisabschnitt
stehenden Lokomotive bekannt, nach über die Stromversorgung und
das Gleis vorgenommener Energiezufuhr zu der Lokomotive eine in
der Lokomotive gespeicherte digitale Information sequentiell abzutasten
und eine der abgetasteten Information entsprechende Impulsfolge
dem Motor der Lokomotive zuzuführen.
Dadurch wird im Gleis ein der Impulsfolge entsprechender Stromverlauf
hervorgerufen, der über
einen mit der Stromversorgung und dem Gleis in Serie geschalteten
Meßwiderstand
gemessen wird. Aus dem gemessenen Stromverlauf wird die in der Lokomotive
gespeicherte Information festgestellt und gegebenenfalls zur Anzeige
gebracht. Damit ist es prinzipiell bekannt, mit der Stromzufuhr zu
einer Lokomotive über
das Gleis die Lokomotive zu veranlassen, das Gleis mit einem Rücksendesignal
zu beaufschlagen, das durch Strommodulation gebildet wird. Bei der
Modelleisenbahnanlage nach der
DE 3927651 A1 wird zuvor eine übliche digitale Steuerung
verwendet, jedoch muß nicht
zwangsläufig
gleichzeitig mit der Energiezufuhr (Einschalten) eine digitale Steuerinformation über das
Gleis zu den Lokomotiven übertragen
werden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur digitalen Steuerung von beweglichen und stationären Verbrauchern
einer Modelleisenbahnanlage anzugeben, bei denen die Steuerung mit
geringem technischen Aufwand unter Aufrechterhaltung einer jeweils gegebenen
Steuernorm zuverlässiger
gestaltet werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
sind in den Unteransprüchen
definiert. Die Erfindung stellt danach eine digitale Mehrzugsteuerung
mit bidirektionalem Datenverkehr zwischen den Verbrauchern und der
Steuerzentrale der Modelleisenbahnanlage für den Fall bereit, daß gleichzeitig
am Gleis digitale Steuersignale für die Verbraucher anliegen.
Der bidirektionale Datenverkehr ermöglicht die Rücksendung
von Information vom Verbraucher, die im einfachsten Fall eine Empfangsquittierung
darstellt.
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In
der Erfindung wird ein grundsätzliches Problem
gelöst.
Eine Rücksendung
von Daten vom Empfänger
eines Verbrauchers über
denselben Übertragungsweg,
an dem die digitale Steuerinformation in Form der mit der Steuerinformation
modulierten Gleisspannung anliegt, ist nämlich wegen der oben aufgezeigten
Störungen
auf diesem Übertragungsweg
und der hierdurch bedingten starken Überlagerung des zurückzusendenden
Nutzsignals mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. Dasselbe
gilt für
die erfolgreiche Decodierung der Daten, beispielsweise in Form einer
Befehlsquittierung. Das der Versorgungsspannung als Frequenzmodulation oder
Impulsbreitenmodulation von der Steuerzentrale aufgeprägte Steuersignal
ist zudem vorgegeben und ständig
präsent
und darf nicht durch die Rücksendung
beeinträchtigt
werden. Umgekehrt bereitet die starke Steuersignal-Modulation im
Gleissignal bei der Decodierung eines rückzusendenden Signals Probleme.
Erschwerend kommt hinzu, daß vor
allem die Empfänger
der beweglichen Verbraucher selbst durch die Bauart bedingt nur
kleine Volumina aufweisen dürfen.
Daher scheiden aufwendige zusätzliche Signalerzeugungs-
bzw. Sendevorrichtungen aus.
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Bei
der erfindungsgemäßen Lösung gelingt es
dennoch mit einfachen technischen Mitteln am jeweiligen Empfänger, das
an die Steuerzentrale zurückzusendende
Rücksendesignal
dem Gleissignal selbst so aufzuprägen, daß es wiederum mit geringem
technischen Aufwand zuverlässig
nachgewiesen werden kann. Ein entscheidendes Merkmal ist hierbei,
daß der
Nachweis des Signals so synchronisiert zum modulierten Gleissignal
erfolgt, daß nur
in flankenfreien Abschnitten des Gleissignals detektiert wird.
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Für die Aufprägung des
Rücksendesignals werden
vorzugsweise ebenfalls Zeitabschnitte des modulierten Gleissignals
genutzt, in denen der Spannungspegel des digitalen Gleissignals
nicht wechselt. Bevorzugt handelt es sich hierbei, wie weiter unten aufgezeigt, um
die zweite Signalhälfte
einer Null-Information im digitalen Gleissignal. Diese Zeitabschnitte
detektiert die Auswerteeinheit eines Empfängers bei der Abtastung des
digitalen Gleissignals ohnehin, so daß aus der Auswerteeinheit ein
entsprechendes Ansteuer- oder Triggersignal für die Erzeugung des Rücksendesignals
ohne zusätzlichen
Aufwand abgeleitet werden kann.
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Die
Rücksendung
selbst erfolgt in Form eines hochfrequenten Signals, dessen Frequenz
deutlich über
der Modulationsfrequenz des Gleissignals liegt und im obigen zur
Verfügung
stehenden flankenfreien Zeitabschnitt zuverlässig nachgewiesen werden kann.
Die Kriterien hierfür
sind weiter unten anhand von Ausführungsbeispielen dargelegt.
Die Signalform dieses aufzuprägenden
Rücksendesignals ist
nicht auf bestimmte Formen beschränkt. So kann mit einem Oszillator
dem Pegel des digitalen Gleissignals z.B. eine 1-MHz-Schwingung überlagert
werden. Bevorzugt wird hierzu eine weiter unten erläuterte kostengünstige und
raumsparende Strommodulation anstelle einer spannungsmäßigen Ankopplung über einen
Schwingkreis oder Kondensatoren angewandt.
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Prinzipiell
kann das hochfrequente Rücksendesignal
auch in nicht-flankenfreien Abschnitten des digitalen Gleissignals
vom Verbraucher eingekoppelt werden, da, wie im Anspruch 1 angegeben,
beim Nachweis des rückgesendeten
Rücksendesignals die
flankenbehafteten Abschnitte ausgeblendet werden. Hierdurch ist
sichergestellt, daß in
der Nachweiseinrichtung für
das Rücksendesignal
auf dessen Frequenz abgestimmte Schwingkreise bzw. aktive Filter
hoher Güte
durch die Steuersignalflanken des rechteckförmigen Gleissignals ungestört bleiben. Von
Vorteil ist jedoch, wenn das Rücksendesignal auch
nur in vorgegebenen flankenfreien Abschnitten des Gleissignals erzeugt
wird. Hierdurch wird die Verlustleistung gering gehalten.
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Ferner
kann ein adressierter Verbraucher, dem in einem Datenpaket der Gleisspannung
Steuerinformation übermittelt
wurde, diese nicht nur quittieren, indem er vorzugsweise im nächsten Datenpaket das
Rücksendesignal
zeitweise oder durchgängig
erzeugt. Er kann in den mehreren zur Verfügung stehenden flankenfreien
Abschnitten des nächsten
Datenpakets mehrere Informationen unterbringen, wie weiter unten
dargelegt.
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Das
nächste
Datenpaket wird deshalb benutzt, weil dadurch ohne gesonderte Adresse
im Rücksendesignal
dessen eindeutige Zuordnung zum im vorigen Paket adressierten, rücksendenden
Verbraucher gewährleistet
ist.
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Durch
die Quittierung wird die Steuerung durch die Steuerzentrale sicherer
gegen die oben aufgezeigten Störungen.
Eine Mehrfachübertragung identischer
Steuerinformation für
einen Verbraucher kann entfallen. Es können zahlreiche Steuerinformationen
für eine
Vielzahl von Verbrauchern gehandhabt werden und so die Übertragungsbandbreite
der Steuerzentrale gesteigert werden. Durch die erfindungsgemäße bidirektionale
Kommunikation bei Energie- und Informationsübertragung über das Gleis besteht zudem
die Möglichkeit
der Übermittelung
von Verbraucherdaten an die Steuerzentrale gleichzeitig mit der Übertragung
von Steuerinformation von der Steuerzentrale an die Verbraucher.
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Zudem
eröffnet
die Erfindung auch einen einfachen Weg zur Lokalisierung beweglicher
Verbraucher auf der Modellbahnanlage. Hierzu wird das Gleis in mehrere
Gleisabschnitte unterteilt, denen jeweils eine eigene Auswerteeinheit
für das
Gleissignal zugeordnet ist.
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Die
Erfindung wurde für
die Datenübertragung
im NMRA DCC Electrical Standard und NMRA DCC Communication Standard
realisiert, ist jedoch auch auf andere Formen der digitalen Übertragung von
Information von einer Steuerzentrale zu einem Verbraucher in einer
digitalen Modellbahnanlage anwendbar, wenn gleichzeitig Energie über dieselbe Zuführung wie
die Steuerinformation erfolgt. Dies gilt beispielsweise für Normen
mit Impulsbreitenmodulation statt der hier verwendeten Modulation
der Frequenz. In der Regel wird normunabhängig ein Informationspaket,
welches an einen Verbraucher auf das Gleis gesendet wird, grundsätzlich dessen
Adresse enthalten, so daß hierüber der
Adressat der Daten feststeht. Die Erfindung wäre allerdings vom Grundsatz
her auch auf ein Steuersystem anwendbar, in dem eine feste Anzahl
möglicher
Verbraucher in einer vorbestimmten Reihenfolge zyklisch angesprochen
wird.
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Eine
Auswerteeinheit für
die Rücksendung der
Verbraucher kann stationär
auf der Anlage beispielsweise in einen Leistungsverstärker oder
die Steuerzentrale integriert, oder als eigenständiges Gerät vorgesehen sein. Die Auswerteeinheit
synchronisiert die Daten des Rücksendesignals,
die ein Verbraucher zurücksendet,
indem sie das Gleissignal mit auswertet, welches die Steuerzentrale
aussendet. Hierdurch wird die Synchronisierung der Verbraucherrücksendung
hergestellt. Die Synchronisierung kann alternativ durch Aussenden
eines speziellen Synchronsignals von der Steuerzentrale direkt an die
Auswerteeinheit erfolgen. Hiermit kann gezielt auf die Antwort eines
bestimmten Verbrauchers getriggert werden.
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Im übrigen wäre es prinzipiell
auch möglich, den
erfindungsgemäßen Gegenstand
dadurch zu realisieren, daß am
Gleis fortwährend
ein zusätzliches
hochfrequentes Signal nach Art des obigen Rücksendesignals ansteht und
dieses Signal von einem rücksendenden
Verbraucher nicht mehr erzeugt, sondern stattdessen zeitweise stark
gedämpft wird.
So kann die Auswerteeinheit gleichzeitig einen Sender beinhalten,
der permanent als Sendefrequenz z.B. 1 MHz auf die Gleisspannung
aufmoduliert und die Amplitude der aufmodulierten Spannung überwacht.
Die Synchronisierung der Rücksendung kann
wie oben beschrieben erfolgen. Ein Verbraucher, der eine Rücksendung
an die Auswerteeinheit aussendet, belastet während der Sendezeitabschnitte
die Gleisspannung durch Erniedrigung seines Scheinwiderstandes bei
1 MHz. Die Auswerteeinheit detektiert den resultierenden Amplitudeneinbruch und
erkennt eine Rücksendung.
Auch hier ist durch Belastung und Nichtbelastung in vorgegebenen
Zeitabschnitten eine binäre Übertragung
von Information vom Verbraucher an die Steuerzentrale möglich.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen
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1 die
Codierung von Bits bei einem Gleisspannungsformat nach NMRA-Standard,
wobei mögliche
Zeitpunkte für
eine Rücksendung
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
angezeigt sind,
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2 ein
Datenpaket bei einem Gleisspannungsformat nach NMRA-Standard,
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3 ein
Prinzipschaltbild zur Erläuterung der
Erfindung,
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4 ein
Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels
für die
erfindungsgemäßen Merkmale im
Verbraucher,
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5 ein
Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiel
für die
erfindungsgemäßen Merkmale in
der Auswerteeinheit,
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6 im Ausführungsbeispiel nach 5 auftretende
Meßsignalverläufe,
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7 ein
Ausführungsbeispiel
für einen Meßwertaufnehmer
der 5,
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8 ein
Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels für die erfindungsgemäßen Merkmale
in der Auswerteeinheit.
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Bei
der Übertragung
digitaler Informationen nach NMRA-Standard von einer Steuerzentrale 10 zu
einem Empfänger
bzw. Verbraucher 20 (Lokomotivenempfänger oder stationärer Empfänger gemäß 3)
wird zur Codierung der Bitwerte 0 und 1 das in 1 dargestellte
Schema benutzt, in dem mögliche
Zeitpunkte t[send] für
Rücksendesignale
nach der Erfindung angezeigt sind. Ein hierbei übertragenes typisches Datenpaket
ist in 2 gezeigt. Die Preamble ist ein Vorspann für ein Datenpaket
und besteht aus einer Folge von mindestens zehn "1"-Bits. Das
Paket-Startbit ist das erste "0-Bit", das einem Vorspann
folgt. Es beendet den Vorspann und signalisiert, daß die nächsten Bits
ein Adressbyte darstellen. Nach Übertragung
des Adressbyte folgt wiederum ein "0"-Bit
als Kennzeichnung für
ein folgendes Datenbyte in Form eines Data Byte-Startbits. Das Error
Detection Byte dient zur Erkennung von Übertragungsfehlern. Das Paket-Endbit
am Ende eines Datenbytes kennzeichnet das Ende des Datenpakets und
gehört
im allgemeinen zur Preamble des folgenden Pakets.
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Im
Ausführungsbeispiel
erhält
die Auswerteeinheit 30 von der Steuerzentrale 10 das
in den 1 und 2 dargestellte Gleissignal.
Der Verbraucher 20 wertet das Gleissignal in an sich bekannter
Weise fortwährend
aus und setzt die Steuerinformation von an ihn adressierten Datenpaketen
um. Damit können
sowohl die Auswerteeinheit 30 als auch der Verbraucher 20 die
Rechteckschwingung am Gleis zur Triggerung und zeitlichen Einordnung für die Erzeugung
und den Nachweis des Rücksendesignals
nutzen. Die Auswerteeinheit 30 führt der Steuerzentrale 10 die
von ihr nachgewiesene Rücksendeinformation
des Gleissignals zur weiteren Verarbeitung zu.
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Die 3 zeigt
eine mögliche
Rückübertragung
eines Bytes beim Gleisformat nach 1. Hat ein
Verbraucher 20 ein an ihn adressiertes Datenpaket vollständig erhalten,
so kann im darauf folgenden Paket dieser Verbraucher 20 eine
Information über die
Auswerteeinheit 30 an die Zentrale 10 zurücksenden.
Dies geschieht dadurch, daß der
Verbraucher 20 die besagte höhere Frequenz auf das Datenpaket aufmoduliert,
welches die Auswerteeinheit 30 wieder demoduliert und so
eine Bitinformation des Rücksendesignals
feststellt.
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Im
Ausführungsbeispiel
wird für
das Rücksendesignal
eine Frequenz von 1 MHz verwendet, die bei weitem über der
Frequenz des Gleissignals von 5 kHz bis etwa 10 kHz liegt. Ferner
wird das Rücksendesignal
gemäß 1 während der
zweiten Signalhälfte
einer Null-Information ("0"-Bit) gesendet, da
während
dieser Periode das digitale und von der Steuerzentrale modulierte
Gleissignal für
längere Zeit
keinen Pegelwechsel aufweist, dessen Flanken zu Fehlauswertungen
führen
können.
Durch diese Triggerung bei der Erzeugung und vor allem beim Nachweis
des Rücksendesignals
werden die Störungen
durch das Gleissignal selbst eliminiert und von Nachweis-Schwingkreisen,
Nachweis-Filtern und Nachweis-Zählern
in der Auswerteeinheit, die empfindlich auf das 1 MHz-Rücksendesignal
eingestellt sind, ferngehalten.
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Der
zur Verfügung
stehende flankenfreie Abschnitt in Form der zweiten Hälfte der
Null-Information
ist im Vergleich zur kurzen Periodendauer des Rücksendesignals so lang, daß dieses
in Schwingkreisen als Auswerteeinheit 30 zuverlässig erfaßt werden
kann. Die Schwingkreise haben genügend Zeit, sicher auf die Mittenfrequenz
einzuschwingen und so den Bitwert 1 zu detektieren. Der Bitwert
0 wird durch Fehlen der Sendefrequenz im Rücksendesignal des Verbrauchers
dargestellt. Die Zuordnung der Meßzustände zu den Bitwerten 0 oder
1 ist im übrigen
definitionsgemäß freigestellt.
Zur Erzielung höchster
Guten besteht im NMRA-Gleisformat die Möglichkeit Stretched "0"-Bits einzuführen, wie in 1 angedeutet
ist. Hierdurch kann die Dauer der zweiten Null-Bithälfte verlängert werden.
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Um
das beschriebene Verfahren anzuwenden, ist es erforderlich, daß alle Verbraucher,
die kein Rücksendesignal
senden, für
die gewählte
Sendefrequenz (von hier 1 MHz) einen hohen Scheinwiderstand aufweisen.
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Abhängig von
den Nachweiseinrichtungen in der Auswerteeinheit ist es ohne weiteres
möglich, auch
deutlich tiefere Frequenzen beispielsweise bis hinab zu 300 kHz
für das
Rücksendesignal
zu wählen, – bei entsprechend
hohem Hardwareaufwand und/oder Verlängerung der flankenfreien Sendeabschnitte
auch noch weniger. Wahlweise sind auch noch höhere Frequenzen als 1 MHz möglich.
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Das
Gleissignalformat der 1 und 2 weist
wegen der Verwendung des Fehlerkorrekturbytes in einem gültigen Datenpaket
mindestens elf Null-Bits auf. Daher ist es möglich, von einem Verbraucher
mehr als nur eine Bit-Information als Rücksendesignal zu übertragen,
das im einfachsten Fall lediglich eine Quittierung des Empfangs
eines Steuersignals darstellt. Unter Berücksichtigung eines Synchronisierungsbit
können
somit im Rücksendesignal
mindestens zehn Datenbits an die Steuerzentrale zurückgesendet werden.
Von diesen wird man zweckmäßiger weise
lediglich acht Bits entsprechend einem Byte ausnutzen. Hierdurch
bietet sich die Möglichkeit,
bei entsprechender Ausrüstung
der Lokomotiven und anderer Verbraucher mit Sensoren Meldungen über die
aktuelle Geschwindigkeit, Beschleunigung, Temperatur und Stromaufnahme
des Fahrmotors oder der Stromaufnahme von stationären Verbrauchern
und dergleichen an die Steuerzentrale zu übermitteln.
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Gemäß 4 ist
im Verbraucher 20 ein 1-MHz-Oszillator 40 vorgesehen.
Dieser erhält
von einer Abtasteinrichtung 50, die das Gleissignal abtastet
und hieraus eine Synchronisierung auf den benutzten Gleissignalabschnitt
herstellt, ein Oszillatorfreigabesignal. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist
dieser Abschnitt die zweite Hälfte
der Null-Bits im Datenpaket, das auf ein an den Verbraucher 20 adressiertes
Datenpaket folgt. Bei Vorliegen des Oszillatorfreigabesignals steuert
der Oszillator 40 einen ansonsten geöffneten Transistorschalter 60 mit
1 MHz an. Der Schalter 60 ist in Serie über eine Arbeitsimpedanz Z
mit dem Gleis verbunden. In der dargestellten Ausführung liegt
die Arbeitsimpedanz hinter einem Gleichrichter 70, der
in bekannter Weise zur Energieversorgung des Verbrauchers 20 dient.
Dies ist nicht notwendigerweise der Fall. Die Reihenschaltung aus
Arbeitsimpedanz Z und Schalter 60 kann auch direkt am Gleis
liegen. Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel
wird das Gleis durch eine Strommodulation mit dem Rücksendesignal
beaufschlagt. Diese Lösung
ist technisch einfach und raumsparend. Der oben erwähnte hohe
Scheinwiderstand eines nicht sendenden Verbrauchers für die Rücksendesignalfrequenz
wird bei geöffnetem Schalter 60 durch
die gegebene Hardware des Verbrauchers gewährleistet.
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Gemäß 5 umfaßt die Auswerteeinheit 30 einen
im Leistungskreis liegenden Meßwertaufnehmer 31,
dem das am Gleis auftretende Signal zugeführt wird. Dieses ist in 5 mit 6a gezeigt. Das
Gleissignal umfaßt
neben der von der Steuerzentrale 10 bereit gestellten Rechteckschwingung nach 1 alle
möglichen
Störsignale,
wie eingangs erläutert,
sowie ein etwaiges Rücksendesignal.
In 6a liegt letzteres in den durch R angezeigten flankenfreien
Zeitabschnitten der modulierten Steuerspannung von der Steuerzentrale 10.
Der Meßwertaufnehmer 31 gewinnt
aus dem Gleissignal das Meßsignal
gemäß 6b.
Ein nachgeschalteter Signalbegrenzer und Vorverstärker 32 liefert
das umgeformte Meßsignal
gemäß 6c,
in dem das Rücksendesignal
bereits deutlicher in Erscheinung tritt.
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Eine
dem Signalbegrenzer und Vorverstärker 32 nachgeschaltete
Torschaltung 34 in Form eines Analogschalters blendet aus
dem umgeformten Meßsignal
nach 6c die für
das Rücksendesignal benutzen
Zeitabschnitte R aus. Hierzu erhält
der Steueranschluß der
Torschaltung 34 ein Synchronisationssignal von einer Synchronisationseinrichtung 33.
Die Synchronisationseinrichtung 33 weist im Prinzip den
gleichen Aufbau wie die Abstasteinrichtung 50 auf und erhält das dem
Gleis von der Steuerzentrale 10 zugeführte Steuersignal nach 1.
Alternativ könnte
auch das Gleissignal nach 6a von
der Synchronisationseinrichtung 33 abgetastet werden. Durch
diese Synchronisierungsmaßnahme
ist sichergestellt, daß ein
nachgeschalteter auf 1 MHz abgestimmter Filterverstärker 35,
hier in Form eines aktiven Bandpasses hoher Güte, das reduzierte Signal gemäß 6d erhält. Das
Ausgangssignal des Filterverstärkers 35 gemäß 6e wird
in einem Demodulator 36 demoduliert. Das demodulierte Signal gemäß 6f wird
in einem Komparator 37 mit einem Schwellenwert verglichen
und das Ausgangssignal gemäß 6g wird
der Steuerzentrale 10 zugeführt.
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7 zeigt
eine bevorzugte mögliche
Ausführung
des Meßwertaufnehmers 31,
wonach in einer Zuleitung der Steuerzentrale 10 zum Gleis
ein Meßwiderstand
liegt, der das vorhandene Stromsignal mit oder ohne Rücksendesignal
in eine proportionale Spannung umsetzt. Die am Meßwiderstand
abgegriffene Meßspannung
wird in einem Bandpaß vorgefiltert
und dem als Differenzverstärker
ausgebildeten Signalbegrenzer und Vorverstärker 32 zugeführt. Ansonsten
entspricht 7 der 5.
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8 zeigt
eine Alternative, in der ein Meßwertaufnehmer 31' beispielsweise
einen Differenzierer enthält,
der das im Meßsignal
enthaltene rechteckförmige
Rücksendesignal
in eine Impulsfolge umformt. Ein mittels des Schalters 34 auf
die Signalabschnitte R synchronisierter Zähler 38 zählt die
in jedem Zeitabschnitt R auftretenden Impulse. Der Zähler 38 wird
ferner auch durch die Synchronisationseinrichtung 33 so
angesteuert, daß er
außerhalb der
Zeitabschnitte R auf Null gesetzt ist und während der Zeitabschnitte R
die auftretenden Impulse zählt, wozu
eine Torschaltung benutzt wird. Die gezählten Impulse können außer der
Impulsfolge aus dem Rücksendesignal
auch unterschiedlichste Störimpulse
sein. Infolge der vorgegebenen hohen Frequenz der Impulsfolge des
Rücksendesignals
fallen diese Störimpulse
bei ausreichend hohem Zählwert
jedoch nicht ins Gewicht. So kann man, wenn der Zähler beispielsweise
bis auf 64 Impulse hochgezählt
hat, mit Sicher heit schließen,
daß die
gezählten
Impulse in der Hauptsache vom Rücksendesignal
herrühren und
nicht durch Störimpulse
bedingt sind. Im übrigen reichen
auch hier deutlich niedrigere Frequenzen des Rücksendesignals aus, um die
durch das Rücksendesignal
bedingten Zählwerte
aus den Störsignalen herauszuheben.
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Ein
nachgeschalteter digitaler Vergleicher 39 vergleicht am
Ende des Zeitabschnitts R den Zählerstand
des Zählers 38 mit
einer Sollvorgabe. Wenn der Zählerstand
größer gleich
dieser Sollvorgabe ist, erzeugt der Vergleicher 39 ein
Signal, das ein erkanntes Rücksendesignal
während
des Zeitabschnitts R darstellt. Die Vergleichersteuerung erfolgt im
Ausführungsbeispiel
so, daß ein
mögliches
erkanntes Rücksendesignal
so lange an die Steuerzentrale 10 übermittelt wird, bis die Vergleichersteuerung dem
Vergleicher 39 kein Freigabesignal mehr zuführt.
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Als
weitere Alternative ist auch denkbar, als Rücksendesignal statt einer hochfrequenten
Rechteckmodulation wie in 4 auch direkt
eine entsprechend hochfrequente Impulsfolge vom Verbraucher als
Rücksendesignal
auf das Gleis zu koppeln und dann im Prinzip wie in 8 nachzuweisen.